(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２色性直線偏光層の両面に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双方向２色性円偏光板。
【請求項２】
光源と、この光源から、又は、光源と反対側からの入射光のうち、右または左の旋回方向の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機能、及び、入射光のうちの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機能の内の一方の機能を有する偏光分離層と、電圧のオンオフにより、前記偏光分離層側から又はその反対側から入射する偏光光の位相をπシフトし、又は、シフトしないで透過する１／２波長層と、前記１／２波長層に対して前記偏光分離層の反対側に配置され、該１／２波長層側又はその反対側からの入射光のうち、右または左の旋回方向の一方の円偏光成分を透過し、他方の円偏光成分を吸収する機能、及び、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機能の内の一方の機能を有する光吸収型の第１双方向２色性偏光層と、入射する円偏光光又は直線偏光光の一方を、反対方向に出射するまでの間に他方に変換し、又は、変換しないで、且つ、円偏光光で出射するときはその楕円率を変化させる機能、直線偏光光で出射するときはその偏光軸の方向を変化させる機能の一方の機能を有する液晶層と、この液晶層に対して前記第１双方向２色性偏光層の反対側に配置され、液晶層又はその反対側からの入射光のうち、右または左の旋回方向の一方の円偏光成分を透過し、他方の円偏光成分を吸収する機能、及び、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機能の内の一方の機能を有する光吸収型の第２双方向２色性偏光層と、を備えてなり、前記１／２波長層に対する電圧のオンオフにより、反射型となる反射モ−ド、又は、透過型となる透過モ−ドのいずれかに切り替え自在とされ、前記第１双方向２色性偏光層は、前記偏光分離層を透過した偏光光を透過させるように構成され、前記１／２波長層は、透過モ−ドのときに、前記偏光分離層を透過した偏光光を位相シフトなしで、又は、前記第１双方向２色性偏光層を透過するように位相をシフトして透過させ、反射モ−ドのときに、前記第２双方向２色性偏光層，液晶層及び第１双方向２色性偏光層を透過した偏光光を、前記偏光分離層で反射されるように、位相をシフトさせ、又はシフトさせないで、且つ、前記偏光分離層で反射された偏光光を、前記第１双方向２色性偏光層を透過するように、位相をシフトさせ、又は、シフトさせないように構成されたことを特徴とする反射・透過型液晶表示装置。
【請求項３】
請求項２において、前記第１，第２双方向２色性偏光層の少なくとも一方は、２色性直線偏光層の両面に１／４波長層を貼付けて又は直接形成して構成された双方向２色性円偏光層であることを特徴とする反射・透過型液晶表示装置。
【請求項４】
請求項２において、前記偏光分離層は、入射光のうち、右または左の旋回方向の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円偏光分離層とされ、前記第１，第２双方向２色性偏光層は、入射光のうち、右または左の旋回方向の一方の円偏光成分を透過し、他方の円偏光成分を吸収する双方向２色性円偏光層とされ、前記液晶層には、この液晶層に電界を印加する電極が設けられ、前記液晶層に前記電極から電界を印加して液晶層のレタデ−ション値を変化させ、これにより前記第１双方向２色性偏光層を透過して入射する円偏光光、又は、前記第２双方向２色性偏光層を透過して入射する円偏光光の位相を実質的に０〜πシフトさせて、楕円偏光光、直線偏光光または逆の旋回方向の円偏光光の位相にする作用を有するようにされたことを特徴とする反射・透過型液晶表示装置。
【請求項５】
請求項２において、前記偏光分離層は、入射光のうちの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され、前記第１，第２双方向２色性偏光層は、入射光のうち、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双方向２色性直線偏光層とされ、前記液晶層は、この液晶層に電界を印加する電極が設けられ、前記液晶層に前記電極から電界を印加して液晶層のレタデ−ション値を変化させ、これにより前記第１双方向２色性偏光層を透過して入射する直線偏光光、又は、前記第２双方向２色性偏光層を透過して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、楕円偏光光、円偏光光または直交する方向の直線偏光光の位相にする作用を有するようにされたことを特徴とする反射・透過型液晶表示装置。
【請求項６】
請求項２において、前記偏光分離層は、入射光のうち、右または左の旋回方向の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円偏光分離層とされ、前記第１双方向２色性偏光層は、入射光のうち、右または左の旋回方向の一方の円偏光成分を透過し、他方の円偏光成分を吸収する双方向２色性円偏光層とされ、前記第２双方向２色性偏光層は、入射光のうち、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双方向２色性直線偏光層とされ、前記液晶層には、この液晶層に電界を印加する電極が設けられ、前記液晶層に前記電極から電界を印加して液晶層のレタデ−ション値を変化させ、これにより前記第１双方向２色性偏光層を透過して入射する円偏光光の位相を実質的に−π／２〜π／２シフトさせて楕円偏光光もしくは直線偏光光の位相にする、又は、前記第２双方向２色性偏光層を透過して入射する直線偏光光の位相を実質的に−π／２〜π／２シフトさせて楕円偏光光もしくは円偏光光の位相にする作用を有するようにされたことを特徴とする反射・透過型液晶表示装置。
【請求項７】
請求項２において、前記偏光分離層は、入射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され、前記第１双方向２色性偏光層は、入射光のうち、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双方向２色性直線偏光層とされ、前記第２双方向２色性偏光層は、入射光のうち、右または左の旋回方向の一方の円偏光成分を透過し、他方の円偏光成分を吸収する双方向２色性円偏光層とされ、前記液晶層には、この液晶層に電界を印加する電極が設けられ、前記液晶層に前記電極から電界を印加して液晶層のレタデ−ション値を変化させ、これにより前記第１双方向２色性偏光層を透過して入射する直線偏光光の位相を実質的に−π／２〜π／２シフトさせて楕円偏光光もしくは円偏光光の位相にする、又は、前記第２双方向２色性偏光層を透過して入射する円偏光光の位相を実質的に−π／２〜π／２シフトさせて楕円偏光光もしくは直線偏光光の位相にする作用を有するようにされたことを特徴とする反射・透過型液晶表示装置。
【請求項８】
請求項２において、前記偏光分離層は、入射光のうち、右または左の旋回方向の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円偏光分離層とされ、前記第１双方向２色性偏光層は、入射光のうち、右または左の旋回方向の一方の円偏光成分を透過し、他方の円偏光成分を吸収する双方向２色性円偏光層とされ、前記第２双方向２色性偏光層は、入射光のうち、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双方向２色性直線偏光層とされ、前記液晶層は、透過する光の位相を実質的にπ／２シフトさせるレタデ−ション値を有し、且つ、この液晶層に電界を印加する電極が設けられ、前記第１双方向２色性偏光層を透過して入射する円偏光光、又は、前記第２双方向２色性偏光層を透過して入射する直線偏光光を、各々、反対方向に出射するまでの間に直線偏光光又は円偏光光に変換し、且つ、前記液晶層に前記電極から電界を印加して液晶のダイレクタの方向を変化させ、これにより前記直線偏光光又は円偏光光の偏光軸を変化させる作用を有するようにされたことを特徴とする反射・透過型液晶表示装置。
【請求項９】
請求項２において、前記偏光分離層は、入射光のうちの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され、前記第１双方向２色性偏光層は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双方向２色性直線偏光層とされ、前記第２双方向２色性偏光層は、入射光のうち、右または左の旋回方向の一方の円偏光成分を透過し、他方の円偏光成分を吸収する双方向２色性円偏光層とされ、前記液晶層は、透過する光の位相を実質的にπ／２シフトさせるレタデ−ション値を有し、且つ、この液晶層に電界を印加する電極が設けられ、前記第１双方向２色性偏光層を透過して入射する直線偏光光、又は、前記第２双方向２色性偏光層を透過して入射する円偏光光を、各々、反対方向に出射するまでの間に円偏光光又は直線偏光光に変換し、且つ、前記液晶層に前記電極から電界を印加して液晶のダイレクタの方向を変化させ、これにより前記円偏光光又は直線偏光光の偏光軸を変化させる作用を有するようにされたことを特徴とする反射・透過型液晶表示装置。
【請求項１０】
請求項２において、前記偏光分離層は、入射光のうちの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され、前記第１，第２双方向２色性偏光層は、入射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色性直線偏光層とされ、前記液晶層は、透過する光の位相を実質的にπシフトさせるレタデ−ション値を有し、且つ、この液晶層に電界を印加する電極が設けられ、前記液晶層に前記電極から電界を印加して液晶のダイレクタの方向を変化させ、これにより前記第１、又は、第２双方向２色性偏光層を透過して入射する直線偏光光の偏光軸を直交する方向に変化させる作用を有するようにされたことを特徴とする反射・透過型液晶表示装置。
【請求項１１】
請求項２において、前記偏光分離層は、入射光のうちの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され、前記第１，第２双方向２色性偏光層は、入射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色性直線偏光層とされ、前記液晶層は、透過する光の位相を実質的にπシフトさせるレタデ−ション値を有し、且つ、この液晶層に電界を印加する電極が設けられ、前記液晶層に前記電極から電界を印加して液晶の光に対する旋光性を変化させ、これにより前記第１、又は、第２双方向２色性偏光層を透過して入射する直線偏光光の液晶層からの出射時の偏光面を直交する方向にシフトする作用を有するようにされたことを特徴とする反射・透過型液晶表示装置。
【請求項１２】
請求項７、９又は１０において、前記液晶層は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、液晶層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・透過型液晶表示装置。
【請求項１３】
請求項４、６または８において、前記円偏光分離層をコレステリック液晶層からなる旋光選択層から構成したことを特徴とする反射・透過型液晶表示装置。
【請求項１４】
請求項４、６または８において、前記円偏光分離層を、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、複屈折性を有するフィルムを３層以上積層してなり、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平面状多層構造とから構成し、前記平面状多層構造を透過した直線偏光を、円偏光に変換するようにしたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１５】
請求項５、７、９、１０、１１のいずれかにおいて、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・透過型液晶表示装置。
【請求項１６】
請求項５、７、９、１０、１１のいずれかにおいて、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・透過型液晶表示装置。
【請求項１７】
請求項２乃至１６のいずれかにおいて、前記１／２波長層は電圧印加により駆動される液晶層を含む液晶セルからなり、この液晶セルにおける液晶層は、液晶がネマチック液晶、強誘電性液晶、及び反強誘電性液晶のいずれかからなり、且つ、液晶の屈折率及び液晶層の厚さが、液晶層に入射する偏光光の位相をπシフトするように設定して構成されたことを特徴とする反射・透過型液晶表示装置。
【請求項１８】
請求項２乃至１７のいずれかにおいて、前記１／２波長層のオンオフを手動にて切り換える切換スイッチを設けたことを特徴とする反射・透過型液晶表示装置。
【請求項１９】
請求項２乃至１７のいずれかにおいて、前記１／２波長層のオンオフを切り換える切換スイッチと、外光量を検出して、前記切換スイッチを、外光量が一定値以上のときオン又はオフ、一定値以下のときオフ又はオンとさせる外光センサと、を設けたことを特徴とする反射・透過型液晶表示装置。
【請求項２０】
請求項２乃至１９のいずれかにおいて、前記１／２波長層と、この１／２波長層の前記液晶セルにおける液晶層との間の第１双方向２色性偏光層とを、前記液晶層とともに、該液晶セルを構成する一対の基板の間に積層して配置したことを特徴とする反射・透過型液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、反射型兼透過型液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置には、液晶セルの背後からバックライト光を照射する透過型液晶表示装置と、液晶セルを介して取り入れた外光を液晶セルの背面で反射させ、その反射光により液晶セルを照射するようにした反射型液晶表示装置がある。
【０００３】
又、他に、明るい場所では反射型、暗い場所では透過型として使用できるようにした液晶表示装置がある。
【０００４】
このような反射・透過型液晶表示装置は、例えば特開平１０−１９７８６５号公報、特開平１０−２０６８４４号公報、特開平１０−２０６８４６号公報、特開平１０−２６０４０２号公報、特開平１０−２６０４０３号公報に開示されるような、バックライト光の拡散板として半透過拡散板を用いたものがある。又、特開平１０−１４２６０１号公報に開示されるような、反射型液晶表示装置の表示部前面側にフロントライトを設け、このフロントライトからの照射光又は外光を用いて液晶セルを照射するようにしたものがある。
【０００５】
また、液晶表示装置は、偏光板に光を透過させることによって得られた偏光光を液晶層で変調するものであり、例えば、図４８に示されるように、従来の代表的な液晶表示装置１は、光源装置２から出射された光を光吸収タイプの２色性直線偏光板３に入射させ、ここで得られた直線偏光光を液晶セル４に入射させるようにしている。
【０００６】
この液晶表示装置１では、前記液晶セル４に入射し、これを通過した偏光光が、液晶セル４に設けられている電極に電圧を印加し、セル内の液晶層を電界によって変化させることにより変調され、あるいは無電界で変調されることなく、液晶セル４から出射し、その外側に配置された光吸収タイプの２色性直線偏光板５により、特定方向の偏光光のみが透過されるようになっている。
【０００７】
前記光吸収タイプの２色性直線偏光板３、５は、透過軸方向の偏光光を透過し、透過軸と直交方向の偏光光のほとんどを吸収するものであり、従って、光源装置２から出射された光（無偏光光）の約５０％が２色性直線偏光板３で吸収され、このため、液晶表示装置１全体としての光の利用効率が低下し、液晶画面における十分な明るさを得るためには、より多くの光源光を２色性直線偏光板３に入射させる必要があった。
【０００８】
しかしながら、このように、光源装置２の光出射量を増大すれば、消費電力が増大するのみならず、光源装置２の発熱量も増大して、液晶セル４における液晶に悪影響を与えてしまうという問題点を生じる。
【０００９】
これに対して、例えば、特表平４−５０２５２４号公報、及び、特開平６−１３０４２４号公報等に開示されるように、光源からの無偏光光をコレステリック液晶層を用いて右または左の旋回方向の円偏光光を透過または反射することにより分離し、透過した一方の旋回方向の円偏光光を液晶セルに入射させ、反射された他方の旋回方向の円偏光光は反射板によって反射させ、旋回方向を逆向きにしてコレステリック液晶層を透過させ、光利用効率を向上させる液晶表示装置が提案されている。
【００１０】
又、特表平９−５０６９８５号公報に開示されるように、光源からの無偏光光を延伸多層フィルムを用いて透過または反射により２つの直線偏光光に分離し、透過した一方の直線偏光光を液晶セルに入射し、反射された、前記と直交方向の直線偏光光を反射板により偏光方向を転換してから、再度延伸多層フィルムに導いて、光利用効率を向上させるようにした液晶表示装置が提案されている。
【００１１】
前記特表平４−５０２５２４号公報及び前記特開平６−１３０４２４号公報に開示された液晶表示装置における液晶層は、電界が印加されていないときに光の位相をπ（λ／２）又はπ／２（λ／４）だけシフトし、電界が印加されたときには光の位相をシフトしないようにしたものであり、この液晶層から出射した光は、外側に配置された円偏光板に入射し、ここで、その入射光の偏光度合いによって透過され、あるいは反射されるようになっている。
【００１２】
又、前記特表平９−５０６９８５号公報に開示された液晶表示装置においては、延伸多層フィルムを透過した一方の直線偏光光を液晶セルに入射させるものであるが、その液晶層のレタデーションについては開示がない。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
前記バックライト光の拡散板としての半透過拡散板を用いた反射・透過型液晶表示装置は、拡散板の反射率が低く、従って視認性が低く、且つ透過率も低いという問題点がある。
【００１４】
又、前記反射型液晶表示装置の表示部にフロントライトを用いた反射・透過型液晶表示装置は、フロントライトの輝度（効率）が不十分で視認性が良くないという問題点がある。
【００１５】
更に前記特表平４−５０２５２４号公報及び特開平６−１３０４２４号公報に開示された液晶表示装置は、次のような理由により、液晶ディスプレイの視認性の極度な悪化、大幅な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。
【００１６】
すなわち、前記特開平４−５０２５２４号公報の液晶表示装置においては、液晶層の外側に配置され、外部から直接視認される円偏光板が波長選択反射性の低ピッチ・コレステリック塗膜からなるので、この円偏光板に入射した外光の約５０％が反射され、これが観察者の目に直接入って、視認性を極度に低下してしまう。
【００１７】
同様に、前記特開平６−１３０４２４号公報の液晶表示装置においても、外部から直接視認される色選択層が例えばコレステリック液晶からなる円偏光板であり、これも前記と同様に、入射した外光の約５０％が直接反射され、視認性が極度に低下してしまう。
【００１８】
又、従来、一方の旋回方向の円偏光を吸収し、他方の旋回方向の円偏光を透過する光吸収タイプの２色性円偏光層（板）があるが、これは、例えば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°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。
【００１９】
このため、従来の２色性円偏光層は、光が２色性直線偏光層側から入射したときのみ２色性円偏光層として機能し、反対側からの入射光に対しては機能しないという問題点があった。
【００２０】
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、双方向の入射光に対してどちらにも２色性円偏光層として機能できるようにした双方向２色性円偏光板を提供することを目的とする。
【００２１】
また、反射率及び透過率が高くて視認性が良く、透過型としても反射型としても十分な輝度が得られるようにした反射・透過型液晶表示装置を提供することを目的とする。
【００２２】
更に、簡単な構成で、外光に起因する視認性の悪化及び大幅なコントラストの低下がなく、特に、透過型液晶表示装置のモードの場合は、光の利用効率を大幅に向上することができ、反射型液晶表示装置のモードの場合は高コントラストである反射・透過型液晶表示装置を提供することを目的とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
この発明は、請求項１のように、２色性直線偏光層の両面に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双方向２色性円偏光板により上記目的を達成するものである。
【００２４】
また、この発明は、請求項２のように、光源と、この光源から、又は、光源と反対側からの入射光のうち、右または左の旋回方向の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機能、及び、入射光のうちの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機能の内の一方の機能を有する偏光分離層と、電圧のオンオフにより、前記偏光分離層側から又はその反対側から入射する偏光光の位相をπシフトし、又は、シフトしないで透過する１／２波長層と、前記１／２波長層に対して前記偏光分離層の反対側に配置され、該１／２波長層側又はその反対側からの入射光のうち、右または左の旋回方向の一方の円偏光成分を透過し、他方の円偏光成分を吸収する機能、及び、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機能の内の一方の機能を有する光吸収型の第１双方向２色性偏光層と、入射する円偏光光又は直線偏光光の一方を、反対方向に出射するまでの間に他方に変換し、又は、変換しないで、且つ、円偏光光で出射するときはその楕円率を変化させる機能、直線偏光光で出射するときはその偏光軸の方向を変化させる機能の一方の機能を有する液晶層と、この液晶層に対して前記第１双方向２色性偏光層の反対側に配置され、液晶層又はその反対側からの入射光のうち、右または左の旋回方向の一方の円偏光成分を透過し、他方の円偏光成分を吸収する機能、及び、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機能の内の一方の機能を有する光吸収型の第２双方向２色性偏光層と、を備えてなり、前記１／２波長層に対する電圧のオンオフにより、反射型となる反射モ−ド、又は、透過型となる透過モ−ドのいずれかに切り替え自在とされ、前記第１双方向２色性偏光層は、前記偏光分離層を透過した偏光光を透過させるように構成され、前記１／２波長層は、透過モ−ドのときに、前記偏光分離層を透過した偏光光を位相シフトなしで、又は、前記第１双方向２色性偏光層を透過するように位相をシフトして透過させ、反射モ−ドのときに、前記第２双方向２色性偏光層，液晶層及び第１双方向２色性偏光層を透過した偏光光を、前記偏光分離層で反射されるように、位相をシフトさせ、又はシフトさせないで、且つ、前記偏光分離層で反射された偏光光を、前記第１双方向２色性偏光層を透過するように、位相をシフトさせ、又は、シフトさせないように構成されたことを特徴とする反射・透過型液晶表示装置により上記目的を達成するものである。
【００２５】
前記反射・透過型液晶表示装置において、前記第１，第２双方向２色性偏光層の少なくとも一方を、２色性直線偏光層の両面に１／４波長層を貼付けて又は直接形成して構成された双方向２色性円偏光層としてもよい。
【００２６】
前記反射・透過型液晶表示装置において、前記偏光分離層は、入射光のうち、右または左の旋回方向の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円偏光分離層とされ、前記第１，第２双方向２色性偏光層は、入射光のうち、右または左の旋回方向の一方の円偏光成分を透過し、他方の円偏光成分を吸収する双方向２色性円偏光層とされ、前記液晶層には、この液晶層に電界を印加する電極が設けられ、前記液晶層に前記電極から電界を印加して液晶層のレタデ−ション値を変化させ、これにより前記第１双方向２色性偏光層を透過して入射する円偏光光、又は、前記第２双方向２色性偏光層を透過して入射する円偏光光の位相を実質的に０〜πシフトする作用を有するようにしてもよい。
【００２７】
また、前記反射・透過型液晶表示装置において、前記偏光分離層は、入射光のうちの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され、前記第１，第２双方向２色性偏光層は、入射光のうち、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双方向２色性直線偏光層とされ、前記液晶層には、この液晶層に電界を印加する電極が設けられ、前記液晶層に前記電極から電界を印加して液晶層のレタデ−ション値を変化させ、これにより前記第１双方向２色性偏光層を透過して入射する直線偏光光、又は、前記第２双方向２色性偏光層を透過して入射する直線偏光光の位相を実質的に０〜πシフトする作用を有するようにしてもよい。
【００２８】
更に、前記反射・透過型液晶表示装置において、前記偏光分離層は、入射光のうち、右または左の旋回方向の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円偏光分離層とされ、前記第１双方向２色性偏光層は、入射光のうち、右または左の旋回方向の一方の円偏光成分を透過し、他方の円偏光成分を吸収する双方向２色性円偏光層とされ、前記第２双方向２色性偏光層は、入射光のうち、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双方向２色性直線偏光層とされ、前記液晶層には、この液晶層に電界を印加する電極が設けられ、前記液晶層に前記電極から電界を印加して液晶層のレタデ−ション値を変化させ、これにより前記第１双方向２色性偏光層を透過して入射する円偏光光、又は、前記第２双方向２色性偏光層を透過して入射する直線偏光光の位相を実質的に−π／２〜π／２シフトする作用を有するようにしてもよい。
【００２９】
また、前記反射・透過型液晶表示装置において、前記偏光分離層は、入射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され、前記第１双方向２色性偏光層は、入射光のうち、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色性直線偏光層とされ、前記第２双方向２色性偏光層は、入射光のうち、右または左の旋回方向の一方の円偏光成分を透過し、他方の円偏光成分を吸収する双方向２色性円偏光層とされ、前記液晶層には、この液晶層に電界を印加する電極が設けられ、前記液晶層に前記電極から電界を印加して液晶層のレタデ−ション値を変化させ、これにより前記第１双方向２色性偏光層を透過して入射する直線偏光光、又は、前記第２双方向２色性偏光層を透過して入射する円偏光光の位相を実質的に−π／２〜π／２シフトする作用を有するようにしてもよい。
【００３０】
更にまた、前記反射・透過型液晶表示装置において、前記偏光分離層は、入射光のうち、右または左の旋回方向の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円偏光分離層とされ、前記第１双方向２色性偏光層は、入射光のうち、右または左の旋回方向の一方の円偏光成分を透過し、他方の円偏光成分を吸収する双方向２色性円偏光層とされ、前記第２双方向２色性偏光層は、入射光のうち、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双方向２色性直線偏光層とされ、前記液晶層は、透過する光の位相を実質的にπ／２シフトさせるレタデ−ション値を有し、且つ、この液晶層に電界を印加する電極が設けられ、前記第１双方向２色性偏光層を透過して入射する円偏光光、又は、前記第２双方向２色性偏光層を透過して入射する直線偏光光を、反対方向に出射するまでの間に直線偏光光又は円偏光光に変換し、且つ、前記液晶層に前記電極から電界を印加して液晶のダイレクタの方向を変化させ、これにより前記直線偏光光又は円偏光光の偏光軸を変化させる作用を有するようにしてもよい。
【００３１】
また、前記反射・透過型液晶表示装置において、前記偏光分離層は、入射光のうちの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され、前記第１双方向２色性偏光層は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双方向２色性直線偏光層とされ、前記第２双方向２色性偏光層は、入射光のうち、右または左の旋回方向の一方の円偏光成分を透過し、他方の円偏光成分を吸収する双方向２色性円偏光層とされ、前記液晶層は、透過する光の位相を実質的にπ／２シフトさせるレタデ−ション値を有し、且つ、この液晶層に電界を印加する電極が設けられ、前記第１双方向２色性偏光層を透過して入射する直線偏光光、又は、前記第２双方向２色性偏光層を透過して入射する円偏光光を、反対方向に出射するまでの間に円偏光光又は直線偏光光に変換し、且つ、前記液晶層に前記電極から電界を印加して液晶のダイレクタの方向を変化させ、これにより前記円偏光光又は直線偏光光の偏光軸を変化させる作用を有するようにしてもよい。
【００３２】
また、前記反射・透過型液晶表示装置において、前記偏光分離層は、入射光のうちの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され、前記第１，第２双方向２色性偏光層は、入射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色性直線偏光層とされ、前記液晶層は、透過する光の位相を実質的にπシフトさせるレタデ−ション値を有し、且つ、この液晶層に電界を印加する電極が設けられ、前記液晶層に前記電極から電界を印加して液晶のダイレクタの方向を変化させ、これにより前記第１、又は、第２双方向２色性偏光層を透過して入射する直線偏光光の偏光軸を変化させる作用を有するようにしてもよい。
【００３３】
更に、前記反射・透過型液晶表示装置において、前記偏光分離層は、入射光のうちの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され、前記第１，第２双方向２色性偏光層は、入射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色性直線偏光層とされ、前記液晶層は、透過する光の位相を実質的にπシフトさせるレタデ−ション値を有し、且つ、この液晶層に電界を印加する電極が設けられ、前記液晶層に前記電極から電界を印加して液晶の光に対する旋光性を変化させ、これにより前記第１、又は、第２双方向２色性偏光層を透過して入射する直線偏光光の液晶層からの出射時の偏光面をシフトする作用を有するようにしてもよい。
【００３４】
また、前記反射・透過型液晶表示装置において、前記液晶層は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、液晶層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となるようにしてもよい。
【００３５】
更に、前記反射・透過型液晶表示装置において、前記円偏光分離層をコレステリック液晶層からなる旋光選択層から構成してもよい。
【００３６】
また、前記反射・透過型液晶表示装置において、前記円偏光分離層を、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、複屈折性を有するフィルムを３層以上積層してなり、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平面状多層構造とから構成し、前記平面状多層構造を透過した直線偏光を、円偏光に変換するようにしてもよい。
【００３７】
更にまた、前記反射・透過型液晶表示装置において、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てもよい。
【００３８】
また、前記反射・透過型液晶表示装置において、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てもよい。
【００３９】
また、前記反射・透過型液晶表示装置において、前記１／２波長層は電圧印加により駆動される液晶層を含む液晶セルからなり、この液晶セルにおける液晶層は、液晶がネマチック液晶、強誘電性液晶、及び反強誘電性液晶のいずれかからなり、且つ、液晶の屈折率及び液晶層の厚さが、液晶層に入射する偏光光の位相をπシフトするように設定して構成されるようにしてもよい。
【００４０】
また、前記反射・透過型液晶表示装置において、前記１／２波長層のオンオフを手動にて切り換える切換スイッチを設けるようにしてもよい。
【００４１】
また、前記反射・透過型液晶表示装置において、前記１／２波長層のオンオフを切り換える切換スイッチと、外光量を検出して、前記切換スイッチを、外光量が一定値以上のときオン又はオフ、一定値以下のときオフ又はオンとさせる外光センサと、を設けるようにしてもよい。
【００４２】
また、前記反射・透過型液晶表示装置において、前記１／２波長層と、この１／２波長層の前記液晶セルにおける液晶層との間の第１双方向２色性偏光層とを、前記液晶層とともに、該液晶セルを構成する一対の基板の間に積層して配置してもよい。
【００４３】
双方向２色性円偏光板に係る発明においては、双方向の入射光に対して右又は左旋円偏光光の一方を吸収、他方を透過することができる。
【００４４】
又、反射・透過型液晶表示装置の発明においては、偏光分離層、１／２波長層、双方向２色性偏光層及び液晶セルの組合せによって、透過型としても、又は反射型としても十分な輝度、視認性を得ることができる。
【００４５】
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色性偏光層を用いると共に、この２色性偏光層に合わせて、液晶層のレタデーション値の変化を選択し、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、且つ、液晶層の複屈折を利用することにより、コントラストの良好なカラー液晶表示装置を得ることもできる。
【００４６】
【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。
【００４７】
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・透過型液晶表示装置１０は、無偏光光を出射する光源１２と、偏光分離層としての円偏光分離層１４と、電圧のオンオフにより、前記円偏光分離層１４を透過して、又はその反対側から入射する偏光光の位相をπシフトし、又はシフトしないで透過する１／２波長層１６と、第１双方向２色性偏光層としての光吸収型の第１双方向２色性円偏光層１８と、電界の印加により液晶のレタデ−ション値を変化させ、入射する偏光光の位相を実質的に０〜πシフトする作用を有する液晶セル２０と、この液晶セル２０を透過した前記偏光光又は外光を受光する第２双方向２色性偏光層としての光吸収型の第２双方向２色性円偏光層２２と、をこの順で配置して構成されている。
【００４８】
前記円偏光分離層１４は、光源１２又は１／２波長層１６を透過して入射される光のうち、右又は左の旋回方向（以下右旋又は左旋）の一方の（楕）円偏光成分を透過し、他方の（楕）円偏光成分を反射するものである。
【００４９】
前記第１双方向２色性円偏光層１８は、１／２波長層１６、又は、液晶セル２０を透過して入射する右旋又は左旋円偏光光の一方を吸収し、他方を透過するようにされている。
【００５０】
前記第２双方向２色性円偏光層２２は、前記液晶セル２０を透過した前記円偏光光又は外光を受光し、これから右又は左の旋回方向（以下右旋又は左旋）の一方の（楕）円偏光成分を透過し、他方の（楕）円偏光成分を反射するものである。
【００５１】
図１中、符号Ｒ、Ｌはそれぞれ右旋円偏光、左旋円偏光を示している。
【００５２】
前記光源１２の背面（図１において下側面）には反射層１２Ａが形成されている。反射層１２Ａは、光源１２から出射し、円偏光分離層１４において反射された偏光成分を再度円偏光分離層１４方向に反射し、このとき円偏光成分の位相を反転させ、又は、無偏光な状態にし、円偏光分離層１４を透過できるようにして、光利用率を向上させている。
【００５３】
前記円偏光分離層１４は、例えばコレステリック液晶層から構成され、又、前記光吸収タイプの第１、第２双方向２色性円偏光層１８、２２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色性円直線偏光層１９Ａの両面に、その光吸収軸に対して、λ／４位相差層（１／４波長層）１９Ｂ、１９Ｃ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。
【００５４】
前記１／２波長層１６は、図２に示されるように液晶セルからなり（詳細後述）、切換スイッチ１６Ａによりオン又はオフとされ、オフのときは入射光をそのまま透過させるモード、又、オンのときは、１／２波長すなわちπだけ入射光の位相を遅らせるモードになるようにされている。後述のように、この反射・透過型液晶表示装置１０は、前記１／２波長層１６が透過モードのときに透過型、又、遅延モードのときに反射型となるようにされている。
【００５５】
前記１／２波長層１６を構成する液晶セルにおける液晶層は、ネマチック液晶、強誘電性液晶、及び反強誘電性液晶のいずれかからなり、且つ、電圧が印加されたとき、液晶の屈折率及び液晶層の厚さが、液晶層に入射する偏光光の位相をλ／２（１／２波長）すなわちπシフトするように設定することにより構成されていて、図２に示されるように、２枚の基板１７Ａ、１７Ｂに挟持された液晶層１７Ｃと、図２において上側の基板１７Ａの下側面および下側の基板１７Ｂの上側面に配置され、液晶層１７Ｃを厚さ方向に挟み込む一対の画素電極１７Ｄ，１７Ｅと、を備えて構成されている。画素電極１７Ｄ，１７Ｅには、前記切換スイッチ１６Ａから電圧が印加される。
【００５６】
この調整は、液晶層１７Ｃの複屈折及び厚さを制御（ｒ＝Δｎｄ）することによって行うことができる。
【００５７】
ここで、
ｒ：レタデーション（ｒｅｔａｄａｔｉｏｎ）、
Δｎ：屈折率異方性（方向によって屈折率が異なる性質）、
ｄ：厚さを示す。
【００５８】
レタデーションｒは、直線偏光が、屈折率異方性Δｎを有する物質に、ある特定の方向で入射した時、直線偏光の互いに直交する電場ベクトルの進む速さが異なる、その差を距離で表わしたものである。
【００５９】
屈折率異方性Δｎは、液晶の場合、通常は分子長軸方向と分子短軸方向の屈折率差で表わされる。
【００６０】
液晶分子をランダムではなく、特定の方向にそろえれば、レタデーションｒは、その液晶層の厚さｄに比例する。
【００６１】
例えば、Δｎ＝０．１の液晶セルの厚さを６μｍにすれば、そのレタデーション（ｒ＝Δｎｄ）は、０．１×６μｍ＝６００ｎｍとなり、波長６００ｎｍの光に対しては１λの位相差を与えることが出来る。
【００６２】
同様に、Δｎ＝０．１の液晶セルの厚さを３μｍにすれば、そのレタデーションは、０．１×３μｍ＝３００ｎｍとなり、波長６００ｎｍの光に対してはλ／２の位相差を与えることが出来る。
【００６３】
又、前記液晶セル２０は、図３に示されるように１／２波長層１６と同様の構成であり、２枚の基板２４Ａ、２４Ｂに挟持された液晶層２６と、図３において上側の基板２４Ａの下側面および下側の基板２４Ｂの上側面に配置され、液晶層２６を厚さ方向に挟み込む一対の画素電極２８Ａ、２８Ｂと、を備えて構成されている。
【００６４】
前記液晶セル２０における液晶層２６は、前記画素電極２８Ａ，２８Ｂから電界を印加して液晶のレタデ−ション値を変化させ、これにより前記第１又は第２双方向２色性円偏光層１８、２２を透過して入射する円偏光光の位相を実質的に０〜πシフトする作用を有するように調整されている。
【００６５】
この調整は、液晶層２６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。
【００６６】
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  Phases）モ−ド、ＨＡＮ（Hybrid  Aligned  Nematic）モ−ド、ＳＴＮ（Super  Twisted  Nematic）モード、ＳＢＥ（Super  Twisted  Briefringence  Effect）ＳＳＦＬＣ（Surface  Stabilized  Ferroelectric  Liquid  Crystal）モ−ド、Ｏ ＣＢ（Opticcally  Compensated  Beud）モード、ＶＡＮ（Vertically-aligned   nematic）モード等がある。
【００６７】
ＯＣＢモードは通常、ベンド配向の液晶セルと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、ベンド配向の液晶セルのみを言う。
【００６８】
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配向の液晶セルのみを言う。
【００６９】
他モードも同様である。
【００７０】
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、液晶層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。
【００７１】
なお、前記「実質的に０〜πシフトする」は、液晶層２６自体で位相を実質的に変化させ、あるいは、液晶セル２０とは別の位相差層を、液晶セル２０と前記第１双方向２色性円偏光層１８円との間、および／または液晶セル２０と前記１／２波長層１６との間に形成して、液晶層２６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。
【００７２】
例えば、前記液晶層２６自体でのレタデーション値を、０．１π〜１．１πまで変化させ、前記液晶層２６の前記第１双方向２色性円偏光層１８円との間、及び／又は前記１／２波長層１６側に別に設けたレタデーション値が実質的に０．１π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０〜πシフトさせることを包含する。
【００７３】
前記相互作用とは、液晶層のレタデーション値が０．１π又は１．１π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０．１π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、０．１π−０．１π＝０、１．１π−０．１π＝π、のように計算することができる。
【００７４】
なお、位相を実質的に−π〜０シフトする作用を有する液晶セル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。
【００７５】
１／２波長層１６及び液晶セル２０の各々により円偏光光の位相がπシフトされると逆の旋回方向の円偏光光になる。
【００７６】
上記シフトについて、図４に示されるポアンカレの球を用いて説明する。
【００７７】
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４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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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４の点Ｐの座標は正である。
【００８１】
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。
【００８２】
α＝λ                    …（１）
ｂ／ａ＝ｔａｎ｜ω｜      …（２）
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
前述の如く、前記円偏光分離層１４は、例えばコレステリック液晶層から構成される。このコレステリック液晶層は、一般的に、フィジカルな分子配列に基づいて、一方向の旋光成分と、これと逆回りの旋光成分とを分離する旋光選択特性を発現するが、プレーナ配列のヘリカル軸に入射した光は右旋光光と左旋光光の２つの円偏光光に分かれ、一方は透過し他方は反射される。
【００８７】
この現象は、円偏光２色性として知られ、円偏光の旋光方向を入射光に対して適宜選択すると、コレステリック液晶のヘルカル軸方向と同一の旋光方向を持つ円偏光が選択的に散乱反射される。
【００８８】
この場合の最大旋光光散乱は、次の（３）式の波長λ0 で生じる。
【００８９】
λ0＝ｎａｖ・ｐ        …（３）
【００９０】
ここで、ｐはヘリカルピッチ、ｎａｖはヘリカル軸に直交する平面内の平均屈折率である。
【００９１】
このときの反射光の波長バンド幅Δλは、次の（４）式で示される。
【００９２】
Δλ＝Δｎ・ｐ          …（４）
【００９３】
ここで、Δｎ＝ｎ（‖）−ｎ（直角）であり、ｎ（‖）はヘリカル軸に直交する面内における最大の屈折率、ｎ（直角）は最小の屈折率である。
【００９４】
又、プレーナ配列のヘリカル軸に対して斜めに入射した光の選択散乱光の波長λφは、λ0に比べて短波長側にシフトすることが知られている。
【００９５】
コレステリック液晶の材料としては、シッフ塩基、アゾ系、エステル系、ビフェニル系等のネマチック液晶化合物の末端基に光学活性の２−メチルブチル基、２−メチルブトキシ基、４−メチルヘキチル基を結合したカイラルネマチック液晶化合物が望ましい。
【００９６】
又、一般に高分子液晶は、液晶を呈するメソゲン基を主鎖、側鎖、あるいは主鎖及び側鎖の位置に導入した高分子であるが、高分子コレステリック液晶も、例えばコレステリル基を側鎖に導入することで得られる。
【００９７】
コレステリック液晶による偏光分離作用は、コレステリック液晶で一方の円偏光成分（右又は左回り）が透過され、他方の円偏光成分が反射される。
【００９８】
前記光源１２は、例えば、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、前述の如く、例えば金属薄膜からなる反射層１２Ａがその背面に設けられている。
【００９９】
また、前記光源１２は、例えば、導光板に線状光源を配置した、いわゆるエッジライト型の白色面光源であっても良い。
【０１００】
上記のような反射・透過型液晶表示装置１０において、１／２波長層１６がオフとされた透過モードのとき、光源１２から出射した無偏光光は、その光のうちの、例えば図１に示されるように、左旋回の円偏光成分Ｌのみが円偏光分離層１４、１／２波長層１６、第１双方向２色性円偏光層１８を透過するように、これらを設定しておく。
【０１０１】
他方の右旋回の円偏光成分Ｒは、円偏光分離層１４において反射され、光源１２の反射層１２Ａで反射される際に位相が逆転し、又は無偏光な状態となり、円偏光分離層１４を透過する左旋回の円偏光光Ｌとなって、１／２波長層１６に入射する。
【０１０２】
１／２波長層１６における液晶層１７Ｃには電圧が印加されていないので入射した左旋円偏光光Ｌは、そのまま１／２波長層１６から出射する。
【０１０３】
前記第１双方向２色性円偏光層１８の偏光透過軸を前記２つの旋回方向の一方、例えば左回りに一致させておけば、前記左旋円偏光光Ｌは第１双方向２色性円偏光層１８を透過して液晶セル２０に到達する。
【０１０４】
液晶セル２０における液晶層２６に画素電極２４Ａ、２４Ｂから電圧を印加することによって、前記レタデ−ション値を変化させ、これによって液晶セル２０を通過する円偏光光は、電界の印加により位相を実質的に０〜πシフトされる。従って、液晶セル２０に入射した左旋円偏光光Ｌは、最大で、位相がπシフトされたとき、旋回方向が逆転した右旋円偏光Ｒとなって液晶セル２０から出射する。
【０１０５】
前記第２双方向２色性円偏光層２２の偏光透過軸を前記２つの旋回方向の一方、例えば右回りに一致させておけば、液晶層２６に印加する電界を制御することによって、第１双方向２色性円偏光層１８を透過する右旋円偏光光Ｒの光量を調整することができ、液晶表示機能を持たせることができる。
【０１０６】
これを図４のポアンカレの球によって説明すると、ポアンカレの球の上極の点から赤道上の点Ｈを経て下極まで方位角λ＝０で０〜π／２、π／２、π／２〜πのシフト量に応じて、左回りの円偏光は左回りの楕円偏光→水平な直線偏光→右回りの楕円偏光→右回りの円偏光となる。
【０１０７】
従って、シフト量が０〜π／２の範囲では、図５に示されるような暗表示の状態から５０％透過の状態までになり、π／２〜πの範囲では、シフト量が大きい程第２双方向２色性円偏光層２２を透過する光量が更に大きくなって、図１に示されるような明表示の状態になり、これにより階調表示が可能となる。
【０１０８】
前記第２双方向２色性円偏光層２２は、光吸収タイプの２色性偏光板から構成されているので、外光（無偏光光）が第２双方向２色性円偏光層２２の表面に入射しても、その５０％が吸収され、残りの５０％が透過し、反射成分がほとんどないので、反射・透過型液晶表示装置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。
【０１０９】
前記切換スイッチ１６Ａをオンすると、前記１／２波長層１６に電圧が印加されて遅延モードになり、反射・透過型液晶表示装置１０は反射モードに切換えられる。
【０１１０】
この反射モードにおいては、図６、図７に示されるように外光（無偏光光）は、第２双方向２色性円偏光層２２に入射し、右又は左回りの一方の右旋円偏光光Ｒのみがこれを透過して液晶セル２０に入射する。外光の他方の円偏光成分、即ち左旋の円偏光光Ｌは第２双方向２色性円偏光層２２によって吸収されるので、反射光により画面のコントラストを低下させることがない。
【０１１１】
液晶層２６に入射した右旋円偏光光Ｒは、液晶セル２０に印加される電界の変化によって液晶のレタデーション値が変化され、これにより偏光軸が実質的に０〜π変調される。
【０１１２】
これを図４のポアンカレの球によって説明すると、図６に示されるように、液晶セル２０に入射した右旋円偏光光Ｒは、図４のポアンカレの球においては、球の下極から、シフト量０〜π／２では右旋楕円偏光、シフト量がπ／２のとき赤道上の点Ｖで示される垂直な直線偏光、シフト量π／２〜πのとき上半球状となり、左旋楕円偏光、シフト量πのとき上極となり、左旋円偏光として液晶セル２０から第１双方向２色性円偏光層１８に向けて出射する。
【０１１３】
第１双方向２色性円偏光層１８では、前述と同様に左旋円偏光Ｌのみを透過して１／２波長層１６に入射し、右旋円偏光光Ｒは吸収される。
【０１１４】
１／２波長層１６は遅延モードであるので入射光は１／２波長すなわちπだけ位相が遅らされて、右旋円偏光光Ｒとして円偏光分離層１４に向けて出射される。
【０１１５】
前述のように、前記１／２波長層１６を構成する液晶セルにおける液晶層１７Ｃは、ネマチック液晶、強誘電性液晶、又は、反強誘電性液晶のいずれかからなるが、強誘電性液晶、又は、反強誘電性液晶の場合、電圧を印可した後に、印加電圧をある値まで下げても電圧を印可した最初の状態が持続する「メモリ性」を有するので特に好ましい。
【０１１６】
前記円偏光分離層１４に入射した右旋円偏光光Ｒは、ここで反射される。
【０１１７】
従って、円偏光分離層１４で反射して液晶セル２０を透過する光の量を、液晶層２６に印加する電圧によって調整することができる。
【０１１８】
円偏光分離層１４で反射された右旋円偏光光Ｒは、１／２波長層１６で左旋円偏光光Ｌとされ、更に第１双方向２色性円偏光層１８をそのまま透過し、液晶セル２０に、出射したときと同旋回方向で戻り、再度偏光軸が０〜π変調されて、右旋円又は楕円偏光光Ｒとなって第２双方向２色円偏光層２２を経て出射し、表示光となる。
【０１１９】
次に、図８に示される本発明の実施の形態の第２例に係る反射・透過型液晶表示装置３０について説明する。
【０１２０】
図８中、「←→」、「・」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。
【０１２１】
なお、図８において、前記図１に示される反射・透過型液晶表示装置１０におけると同一部分には図１と同一の符号を付することにより、説明を省略するものとする。
【０１２２】
この液晶表示装置３０は、前記反射・透過型液晶表示装置１０における円偏光分離層１４を、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３２とし、第１、第２双方向２色性円偏光層１８、２２を、入射した直線偏光光のうち、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光吸収型の第１、第２双方向２色性直線偏光層３４、３６としたものである。
【０１２３】
前記直線偏光分離層３２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され、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、前記一方の光を透過し、他方の光を反射するようにしたものである。
【０１２４】
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。
【０１２５】
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ｎｘ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。
【０１２６】
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ｎｙ  １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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
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３２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３２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。
【０１２９】
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３２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。
【０１３０】
前記第１、第２双方向２色性直線偏光層３４、３６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。
【０１３１】
この反射・透過型液晶表示装置３０においては、透過モードのとき、光源１２からの無偏光光は、直線偏光分離層３２において一方の直線偏光成分が透過され、これと直交方向の直線偏光成分が反射される。
【０１３２】
反射された直線偏光成分は、光源１２における反射層１２Ａで反射される際に、又は、光路中（図示せず）に配置された光拡散板等によって無偏光な状態となって、直線偏光分離層３２を透過する。
【０１３３】
直線偏光分離層３２を透過した直線偏光光は、１／２波長層１６に入射する。
【０１３４】
透過モードでは切換スイッチ１６Ａがオフで、１／２波長層１６における液晶層１７Ｃには電圧が印加されていないので、入射した直線偏光光は、そのまま１／２波長層１６から出射する。
【０１３５】
前記第１双方向２色性直線偏光層３４の偏光透過軸を前記２つの偏光方向の一方前記と一致させておけば、前記直線偏光光は第１双方向２色性直線偏光層３４を透過して液晶セル２０に到達する。
【０１３６】
液晶セル２０における液晶層２６に画素電極２４Ａ、２４Ｂから電圧を印加することによって、前記レタデ−ション値を変化させ、これによって液晶セル２０を通過する直線偏光光は、電界の印加により位相を実質的に０〜πシフトされる。従って、液晶セル２０に入射した直線円偏光光は、最大で、位相がπシフトされたとき、偏光方向が直交する他方の直線偏光となって液晶セル２０から出射する。
【０１３７】
これを図４のポアンカレの球によって説明すると、ポアンカレの球の赤道上の点Ｈから方位角λ＝０で０〜πシフトされることによって、水平な直線偏光は右回りの楕円偏光→右回りの円偏光→右回りの楕円偏光を経て垂直の直線偏光となる。従って、シフト量が大きい程、第２双方向２色性直線偏光層３６を透過する光量が小さくなる。又、なお、暗表示の状態を図９に示した。
【０１３８】
従って、液晶層２６に、画素電極２４Ａ、２４Ｂから印加する電圧を制御することによって、第２双方向２色性直線偏光層３６を透過する光の量を調整することができる。すなわち、液晶表示機能を持たせることができ、階調表示が可能である。
【０１３９】
このことは、次の（５）式で表される。
【０１４０】
Ｉ＝Ｉ0sin2２θsin2（πｄΔｎ（Ｖ）／λ）    …（５）
【０１４１】
ここで、Ｉは第２双方向２色性直線偏光層３６を透過する光の強度、Ｉ0は入射光の強度、θは入射偏光方向と液晶セル中の通常光の振動方向とのなす角度、Δｎ（Ｖ）とｄはそれぞれ印加電圧Ｖでの液晶の複屈折率とセル厚、λは入射光の波長を示す。なお、第２双方向２色性直線偏光層３６を透過しない直線偏光光は、これに吸収される。
【０１４２】
又、この液晶表示装置３０においては、第２双方向２色性直線偏光層３６が、無偏光光である外光が入射した場合でも、その５０％を吸収するので、反射による画面のコントラストの低下を抑制することができる。
【０１４３】
次に、図１０、図１１に示される前記反射・透過型液晶表示装置３０の反射モードについて説明する。
【０１４４】
前記切換スイッチ１６Ａをオンすると、前記１／２波長層１６に電圧が印加されて遅延モードになり、反射・透過型液晶表示装置３０は反射モードに切換えられる。
【０１４５】
この反射モードにおいては、図１０、図１１に示されるように外光（無偏光光）は、第２双方向２色性直線偏光層３６に入射し、「・」で示される一方の直線偏光光のみがこれを透過して液晶セル２０に入射する。外光の他方の偏光成分、即ち「←→」の直線偏光光は第２双方向２色性直線偏光層３６によって吸収されるので、反射光により画面のコントラストを低下させることがない。
【０１４６】
液晶層２６に入射した直線偏光光は、液晶層２６に印加する電界によって液晶層のレタデーション値が変化されることにより、光の位相が実質的に０〜πシフトされる。
【０１４７】
これを、図４のポアンカレの球を利用して説明すると、例えば赤道上の点Ｈで示される水平の直線偏光光は、正方向に０〜π／２シフトされることによって、右回りの楕円偏光光、π／２シフトされることによって球の下極点上の点で表わされる右回りの完全円偏光光、π／２〜πシフトされることにより右回りの楕円偏光光、πシフトされることにより垂直の直線偏光光となる。
【０１４８】
従って、液晶セル２０から出射した直線偏光光は、第１双方向２色性直線偏光層３４に入射し、この第１双方向２色性直線偏光層３４では、前述と同様に「←→」の直線偏光のみを透過して１／２波長層１６に入射し、他方の直線偏光光は吸収される。
【０１４９】
１／２波長層１６は遅延モードであるので入射光は１／２波長すなわちπだけ位相が遅らされて、「・」の直線偏光光として直線偏光分離層３２に向けて出射される。この直線偏光光は、直線偏光分離層３４において反射され、この反射された直線偏光光は、１／２波長層１６で「←→」の直線偏光光とされ、更に第１双方向２色性直線偏光層３４をそのまま透過し、液晶セル２０に、出射したときと同偏光方向で戻り、再度偏光軸が０〜π変調されて、「・」の直線偏光成分が第２双方向２色直線偏光層３６を経て出射し、表示光となる。
【０１５０】
外光が液晶セル２０において位相が実質的にシフトされないときは、図１１に示されるように暗表示となる。
【０１５１】
前記実施の形態の第１例における１／２波長層１６と第１双方向２色性円偏光層１８、又は、第２例における１／２波長層１６と第１双方向２色性直線偏光層３４を、液晶セル２０における、図において下側の基板２４Ｂの上側に、且つ、液晶層２６とともに上側の基板２４Ａの下側に積層してもよい（図１２参照）。このようにすると基板２４Ａ、２４Ｂが狭くなり、視差が減少して、像が２重に見えたり、ボケたりすることが抑制される。
【０１５２】
次に、本発明の実施の形態の第３例を図面を参照して詳細に説明する。
【０１５３】
図１３に示されるように、本発明の実施の形態の第３例に係る反射・透過型液晶表示装置４０は、図１の反射・透過型液晶表示装置１０における液晶セル２０を、電界の印加により液晶のレタデ−ション値を変化させ、前記双方向２色性円偏光層１８を透過して又はその反対側から入射する円偏光光の位相を実質的に−π／２〜π／２シフトする作用を有する液晶セル４２とすると共に、第２双方向２色性円偏光層２２を、図８の反射・透過型液晶表示装置３０におけると同様の双方向２色性直線偏光層３６としたものである。他の構成は反射・透過型液晶表示装置１０と同一であるので、図１におけると同一部分には同一符号を付することにより説明を省略する。
【０１５４】
又、前記液晶セル４２は、図１４に示されるように図３の液晶セル２０と同様の構成であり、２枚の基板２４Ａ、２４Ｂに挟持された液晶層４４を備えて構成され、液晶層４４は、前記画素電極２８Ａ，２８Ｂから電界を印加して液晶のレタデ−ション値を変化させ、これにより前記双方向２色性円偏光層１８又は双方向２色性直線偏光層３６を透過して入射する円偏光光又は直線偏光の位相を実質的に−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。
【０１５５】
この調整は、図３の液晶層２６と同様に複屈折及び厚さを制御することによって前述の様々な液晶により行うことができる。
【０１５６】
なお、前記「実質的に−π／２〜π／２シフトする」は、液晶層４４自体で位相を実質的に変化させ、あるいは、液晶セル４２とは別の位相差層を、液晶セル４２と前記双方向２色性円偏光層１８との間、および／または液晶セル４２と前記１／２波長層１６との間に形成して、液晶層４４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。
【０１５７】
例えば、前記液晶層４４自体でのレタデーション値を、０〜πまで変化させ、前記液晶層４４の前記双方向２色性円偏光層１８円との間、及び／又は前記１／２波長層１６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。
【０１５８】
前記相互作用とは、液晶層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。
【０１５９】
上記のような反射・透過型液晶表示装置４０において、１／２波長層１６がオフとされた透過モードのとき、光源１２から出射した無偏光光は、その光のうちの、例えば図１３に示されるように、左旋回の円偏光成分Ｌのみが円偏光分離層１４を透過して１／２波長層１６に達する。
【０１６０】
他方の右旋回の円偏光成分Ｒは、円偏光分離層１４において反射され、光源１２の反射層１２Ａで反射される際に位相が逆転し、又は無偏光な状態となり、円偏光分離層１４を透過する左旋回の円偏光光Ｌとなって、１／２波長層１６に入射する。
【０１６１】
１／２波長層１６における液晶層１７Ｃには電圧が印加されていないので入射した左旋円偏光光Ｌは、そのまま１／２波長層１６から出射する。
【０１６２】
前記双方向２色性円偏光層１８の偏光透過軸を前記２つの旋回方向の一方、例えば左回りに一致させておけば、前記左旋円偏光光Ｌは双方向２色性円偏光層１８を透過して液晶セル４２に到達する。
【０１６３】
液晶セル４２における液晶層４４に画素電極２４Ａ、２４Ｂから電圧を印加することによって、前記レタデ−ション値を変化させ、これによって液晶セル４２を通過する円偏光光は、電界の印加により位相を実質的に−π／２〜π／２シフトされる。
【０１６４】
従って、前述のように、液晶セル４２に入射した円偏光光は、その位相がπ／２シフトされると直線偏光光になり、−π／２シフトされると前記と直交する方向の直線偏光光になって液晶セル４２から出射する。
【０１６５】
前記双方向２色性直線偏光層３６の偏光透過軸を前記２つの偏向方向の一方に一致させておけば、液晶層４４に印加する電界を制御することによって、２色性直線偏光層３６を透過する光の量を調整することができ、液晶表示機能を持たせることができる。又、当然、階調表示もすることができる。
【０１６６】
上記図４のポアンカレの球によって説明すると、ポアンカレの球の上極の点から方位角λ＝０で赤道上の点Ｈまで０〜π／２シフトされることによって、左回りの円偏光は左回りの楕円偏光→水平な直線偏光となり、又、赤道上の点Ｖまで０〜−π／２シフトされることによって左回りの楕円偏光→垂直な直線偏光となる。
【０１６７】
従って、シフト量が０〜π／２の範囲では、シフト量が大きい程２色性直線偏光層４４を透過する光量が大きくなり、０〜−π／２の範囲ではシフト量が大きい程暗くなり、最終的には図１５に示されるように暗表示となる。
【０１６８】
前記切換スイッチ１６Ａをオンすると、前記１／２波長層１６に電圧が印加されて遅延モードになり、反射・透過型液晶表示装置４０は反射モードに切換えられる。
【０１６９】
この反射モードにおいては、図１６、図１７に示されるように外光（無偏光光）は、双方向２色性直線偏光層３６に入射し、「←→」で示される一方の直線偏光光のみがこれを透過して液晶セル４２に入射する。外光の他方の偏光成分、即ち「・」の直線偏光光は双方向２色性直線偏光層３６によって吸収されるので、反射光により画面のコントラストを低下させることがない。
【０１７０】
液晶層４４に入射した直線偏光光は、液晶層４４に印加する電界によって液晶層のレタデーション値が変化されることにより、光の位相が実質的に−π／２〜π／２シフトされる。
【０１７１】
これを、図４のポアンカレの球を利用して説明すると、例えば赤道上の点Ｈで示される水平の直線偏光光は、正方向に０〜π／２シフトされることによって、右旋楕円偏光光、π／２シフトされることによって球の下極点上の点で表わされる右旋完全円偏光光、０〜−π／２シフトされることにより左旋楕円偏光光、−π／２シフトされることにより上極点で表わされる左旋完全円偏光光となる。
【０１７２】
双方向２色性円偏光層１８では、前述と同様に左旋円偏光光Ｌのみを透過して１／２波長層１６に入射し、右旋円偏光光Ｒは吸収される。従って、液晶セル４２において、出射光が全て右旋円偏光光Ｒとされると、図１７に示されるように暗表示となる。
【０１７３】
１／２波長層１６は遅延モードであるので入射光は１／２波長すなわちπだけ位相が遅らされて、右旋円偏光光Ｒとして円偏光分離層１４に向けて出射される。
【０１７４】
前記円偏光分離層１４に入射した右旋円偏光光は、ここで反射される。
【０１７５】
従って、円偏光分離層１４で反射して液晶セル４２を透過する光の量を、液晶層４４に印加する電圧によって調整することができる。
【０１７６】
円偏光分離層１４で反射された右旋円偏光光Ｒは、１／２波長層１６で左旋円偏光光Ｌとされ、更に双方向２色性円偏光層１８をそのまま透過し、液晶セル４２に、出射したときと同旋回方向で戻り、再度偏光軸が−π／２〜π／２変調されて、［←→」の直線偏光成分のみが双方向２色性直線偏光層３６を経て出射し、表示光となる。
【０１７７】
次に、図１８に示される本発明の実施の形態の第４例に係る反射・透過型液晶表示装置５０について説明する。
【０１７８】
なお、図１８において、前記図１３に示される反射・透過型液晶表示装置４０におけると同一部分には図１と同一の符号を付することにより、説明を省略するものとする。
【０１７９】
この液晶表示装置５０は、反射・透過型液晶表示装置４０における円偏光分離層１４を直線偏光分離層３２に、双方向２色性円偏光層１８を双方向２色性直線偏光層３４に、双方向２色性直線偏光層３６を双方向２色性円偏光層２２に、それぞれ置き替えたものである。
【０１８０】
この反射・透過型液晶表示装置５０においては、光源１２からの無偏光光は、直線偏光分離層３２において一方の直線偏光成分が透過され、これと直交方向の直線偏光成分が反射される。
【０１８１】
反射された直線偏光成分は、光源１２における反射層１２Ａで反射される際に、又は、光路中（図示せず）に配置された光拡散板等によって無偏光な状態となって、直線偏光分離層３２を透過する。
【０１８２】
直線偏光分離層３２を透過した直線偏光光は、１／２波長層１６に入射する。
【０１８３】
切換スイッチ１６Ａがオフで透過モードのとき、１／２波長層１６における液晶層１７Ｃには電圧が印加されていないので入射した直線偏光光は、そのまま１／２波長層１６から出射する。
【０１８４】
前記双方向２色性直線偏光層３４の偏光透過軸を前記２つの偏光方向の一方前記と一致させておけば、前記直線偏光光は双方向２色性直線偏光層３４を透過して液晶セル４２に到達する。
【０１８５】
液晶セル４２における液晶層４４に画素電極２４Ａ、２４Ｂから電圧を印加することによって、前記レタデ−ション値を変化させ、これによって液晶セル４２を通過する円偏光光は、電界の印加により位相を実質的に−π／２〜π／２シフトされる。従って、液晶セル４２に入射した直線円偏光光は、最大で、位相がπ／２シフトされたとき、右旋完全円偏光となって液晶セル４２から出射する。
【０１８６】
これを図４のポアンカレの球によって説明すると、ポアンカレの球の赤道上の点Ｈから方位角λ＝０で０〜π／２シフトされることによって、水平な直線偏光は右回りの楕円偏光→右旋完全円偏光となる。従って、０〜π／２ではシフト量が大きい程、双方向２色性円偏光層２２を透過する光量が多くなる。又、−π／２〜０の範囲では、暗表示の状態（図１９参照）となる。
【０１８７】
従って、液晶層４４に、画素電極２４Ａ、２４Ｂから印加する電圧を制御することによって、双方向２色性円偏光層２２を透過する光の量を調整することができる。すなわち、液晶表示機能を持たせることができ、階調表示が可能である。
【０１８８】
又、この液晶表示装置５０においては、第２双方向２色性円偏光層２２が、無偏光光である外光が入射した場合でも、その５０％を吸収するので、反射による画面のコントラストの低下を抑制することができる。
【０１８９】
次に、図２０、図２１に示される前記反射・透過型の液晶表示装置５０の反射モードについて説明する。
【０１９０】
前記切換スイッチ１６Ａをオンすると、前記１／２波長層１６に電圧が印加されて遅延モードになり、反射・透過型液晶表示装置５０は反射モードに切換えられる。
【０１９１】
この反射モードにおいては、図２０、図２１に示されるように外光（無偏光光）は、双方向２色性円偏光層２２に入射し、右又は左回りの一方の右旋円偏光光Ｒのみがこれを透過して液晶セル４２に入射する。外光の他方の円偏光成分、即ち左旋の円偏光光Ｌは双方向２色性円偏光層２２によって吸収されるので、反射光により画面のコントラストを低下させることがない。
【０１９２】
液晶層４４に入射した右旋円偏光光Ｒは、液晶セル４２に印加される電界の変化によって液晶のレタデーション値が変化され、これにより偏光軸が実質的に−π／２〜π／２変調される。
【０１９３】
これを図４のポアンカレの球によって説明すると、図２０に示されるように、液晶セル４２に入射した右旋円偏光光Ｒは、図４のポアンカレの球においては、球の下極から、シフト量０〜π／２では右旋楕円偏光、シフト量がπ／２のとき赤道上の点Ｖで示される垂直な直線偏光、シフト量０〜−π／２のとき上半球上となり、左旋楕円偏光、シフト量−π／２のとき点Ｈで示される水平な直線偏光として液晶セル４２から双方向２色性直線偏光層３４に向けて出射する。
【０１９４】
従って、液晶セル４２から出射した直線偏光光は、双方向２色性直線偏光層３４に入射し、この双方向２色性直線偏光層３４では、前述と同様に「←→」の直線偏光のみを透過して１／２波長層１６に入射し、他方の直線偏光光は吸収される。
【０１９５】
１／２波長層１６は遅延モードであるので入射光は１／２波長すなわちπだけ位相が遅らされて、「・」の直線偏光光として直線偏光分離層３２に向けて出射される。この直線偏光光は、直線偏光分離層３２において反射され、この反射された直線偏光光は、１／２波長層１６で「←→」の直線偏光光とされ、更に双方向２色性直線偏光層３４をそのまま透過し、液晶セル４２に、出射したときと同偏光方向で戻り、再度偏光軸が−π／２〜π／２変調されて、右旋円偏光成分が双方向２色性円偏光層３６を経て出射し、表示光となる。
【０１９６】
外光が液晶セル４２において位相が透過モード時とは逆にシフトされるときは、図２１に示されるように暗表示となる。
【０１９７】
更に又、前記各実施の形態の第３例における１／２波長層１６と第１双方向２色性円偏光層１８、又は、第４例における１／２波長層１６と第１双方向２色性直線偏光層３４を、液晶セル４２における、図において下側の基板２４Ｂの上側に、且つ、液晶層４６とともに上側の基板２４Ａの下側に積層してもよい（図１２参照）。このようにすると基板２４Ａ、２４Ｂが狭くなり、視差が減少して、像が２重に見えたり、ボケたりすることが抑制される。
【０１９８】
次に本発明の実施の形態の第５例を図面を参照して詳細に説明する。
【０１９９】
図２３に示されるように、本発明の実施の形態の第５例に係る反射・透過型液晶表示装置６０は、図１に示される反射・透過型液晶表示装置１０における第２双方向２色性円偏光層２２を双方向２色性直線偏光層３６とすると共に、異なる液晶セル６２を設けたものである。他の構成は反射・透過型液晶表示装置１０と同一であるので、図１におけると同一部分には同一符号を付することにより説明を省略する。
【０２００】
この反射・透過型液晶表示装置６０の液晶セル６２は、透過する光の位相を実質的にπ／２シフトするレタデーション値を有する液晶層６４（図２４参照）及びこの液晶層６４に電界を印加する画素電極２８Ａ，２８Ｂを含んでなり、前記円偏光分離層１４を透過して入射する円偏光光を、前記円偏光分離層１４と反対方向に出射するまでの間に直線偏光光に変換し、又は反対方向から入射する直線偏光光を、第１双方向２色性偏光層１８方向に出射する直線偏光光を円偏光光に変換し、且つ、前記液晶層２２に前記画素電極２４Ａ，２４Ｂから電界を印加して液晶のダイレクタの方向を変化させ、これにより前記直線偏光光又は円偏光光の偏光軸を変化させるものである。
【０２０１】
液晶セル６２は、図２４に示されるように、２枚の基板６４Ａ、６４Ｂに挟持された液晶層６６と、図２４において下側の基板６４Ａ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６８Ａ、６８Ｂと、を備えて構成され、画素電極６８Ａ、６８Ｂ間に回路６９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、液晶層６６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  Plain  Switching）モードと呼ばれている。）で作動するようにされている。
【０２０２】
更に、前記液晶層６６内における液晶のダイレクタＤの方向について詳述する。図２５示されるように、前記画素電極６８Ａ、６８Ｂ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垂直な方向となり、図２６に示されるように、画素電極６８Ａ、６８Ｂ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平行な方向へ動くようにされている。
【０２０３】
図２５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６８Ａ、６８Ｂ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６８Ａ、６８Ｂ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。
【０２０４】
ここで、前記液晶層６６は、透過する光の位相を実質的にπ／２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６８Ａ、６８Ｂ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、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６４Ａ、６４Ｂに対して平行である。
【０２０５】
なお、前記「実質的にπ／２シフトする」、及び「実質的に基板６４Ａ、６４Ｂ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。
【０２０６】
更に、前記「実質的にπ／２シフトする」は、液晶層６６自体で位相を実質的に変化させ、あるいは、液晶セル６２とは別の位相差層を、液晶セル６２と前記双方向２色性円偏光層１８円との間、および／または液晶セル６２と前記１／２波長層１６との間に形成して、液晶層６６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シフトする意味である。
【０２０７】
前記、液晶のダイレクタＤの変化は図２３の例では、液晶セル６２に入射する円偏光光の偏光状態を直線偏光にシフトさせる際に直線偏光の直線偏光軸を変化させるものであり、これは図４の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。
【０２０８】
円偏光について、液晶のダイレクタＤの変化により偏光軸が変化するが、これは、例えばポアンカレの球における上極点で示される左回りの円偏光は、液晶のダイレクタＤの変化により、任意の緯度方向に移動した赤道上の点で表わされることになる。
【０２０９】
上記のような反射・透過型液晶表示装置６０において、１／２波長層１６がオフとされた透過モードの場合を説明する。
【０２１０】
光源１２から出射した無偏光光は、その光のうちの、例えば図２３に示されるように、左旋回の円偏光成分Ｌのみが円偏光分離層１４を透過して１／２波長層１６に達する。
【０２１１】
他方の右旋回の円偏光成分Ｒは、円偏光分離層１４において反射され、光源１２の反射層１２Ａで反射される際に位相が逆転し、又は無偏光な状態となり、円偏光分離層１４を透過する左旋回の円偏光光Ｌとなって、１／２波長層１６に入射する。
【０２１２】
１／２波長層１６における液晶層１７Ｃには電圧が印加されていないので入射した左旋円偏光光Ｌは、そのまま１／２波長層１６から出射する。
【０２１３】
前記双方向２色性円偏光層１８の偏光透過軸を前記２つの旋回方向の一方、例えば左回りに一致させておけば、前記左旋円偏光光Ｌは双方向２色性円偏光層１８を透過して液晶セル６２に到達する。
【０２１４】
液晶セル６２を通過する左旋円偏光光は、これを通過する際に、電界の印加の有無に拘らず位相が実質的にπ／２シフトされる。従って、液晶セル６２に入射した円偏光光は、直線偏光となって液晶セル６２から出射する。
【０２１５】
この様に、液晶セル６２における液晶層６６に画素電極６８Ａ、６８Ｂから電圧を印加することによって、前記レタデ−ション値を維持したまま液晶のダイレクタＤの方向を変化させることによって通過する偏光光の偏光軸を変調することができる。即ち階調表示が可能となる。
【０２１６】
液晶層６６に円偏光が入射する場合は、前記液晶のダイレクタの方向を２色性直線偏光層の光透過軸を基準として実質的に−４５〜４５度まで変化させるように、前記電極間の電圧を制御する回路６９を設けることが好ましい。
【０２１７】
前記双方向２色性直線偏光層３６の偏光透過軸を前記液晶セル６２から出射する直線偏光の偏光軸に一致又は直交させておけば、液晶層６２に印加する電界を前記回路６９により制御し、特に前記液晶のダイレクタの方向を双方向２色性直線偏光層３６の直線偏光透過軸を基準として実質的に−４５〜４５度まで変化させるように電界を制御することによって、双方向２色性直線偏光層２２を透過する光の量を最大値から最小値まで調整することができ、良好な液晶表示機能、例えば階調表示機能を持たせることができる。
【０２１８】
なお、図２３は直線偏光光が２色性直線偏光層から出射する状態の、いわゆる明表示の場合を示すものであるが、図２７に示されるように、前記液晶セル６２内における液晶のダイレクタＤの方向を液晶セル６２から出射する直線偏光光の偏光方向が図２３の場合と直交する方向にすると、いわゆる暗表示となる。
【０２１９】
前記双方向２色性直線偏光層３６は、光吸収タイプの２色性偏光板から構成されているので、外光（無偏光光）が双方向２色性直線偏光層３６の表面に入射しても、その５０％が吸収され、残りの５０％が透過し、反射成分がほとんどないので、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。
【０２２０】
前記切換スイッチ１６Ａをオンすると、前記１／２波長層１６に電圧が印加されて遅延モードになり、反射・透過型液晶表示装置６０は反射モードに切換えられる。
【０２２１】
この反射モードにおいては、図２８、図２９に示されるように外光（無偏光光）は、双方向２色性直線偏光層３６に入射し、「←→」で示される一方の直線偏光光のみがこれを透過して液晶セル６２に入射する。外光の他方の偏光成分、即ち「・」の直線偏光光は双方向２色性直線偏光層３６によって吸収されるので、反射光により画面のコントラストを低下させることがない。
【０２２２】
前記双方向２色性直線偏光層３６から入射した直線偏光光は、液晶セル６２に印加される電界の変化によって偏光軸が変調される。一方、液晶層６２は前述の如く、透過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しているので、直線偏光を円偏光へとシフトする作用を有している。
【０２２３】
この円偏光光の旋回方向は、前述の、偏光軸の変調により決定され、円偏光分離層１４に入射したとき、旋回方向が右のときに反射され、左のときに透過される。
【０２２４】
図４のポアンカレの球で説明すると、入射した水平の直線偏光光は、液晶のダイレクタＤを−４５〜４５度変化させることにより、赤道上の点Ｈから、−４５〜０度の場合は、上極点から点Ｈまで移動して左旋円偏光光から直線偏光の状態になり、又、０〜４５度の場合は下極点から点Ｈまで移動して右旋円偏光光から直線偏光の状態になる。
【０２２５】
双方向２色性円偏光層１８では、前述と同様に左旋円偏光光Ｌのみを透過して１／２波長層１６に入射し、右旋円偏光光Ｒは吸収される。
【０２２６】
１／２波長層１６は遅延モードであるので、入射した左旋円偏光光Ｌは１／２波長すなわちπだけ位相が遅らされて、右旋円偏光光Ｒとして円偏光分離層１４に向けて出射される。
【０２２７】
前記円偏光分離層１４に入射した右旋円偏光光Ｒは、ここで反射される。円偏光分離層１４で反射された右旋円偏光光Ｒは、１／２波長層１６で左旋円偏光光Ｌとされ、更に双方向２色性円偏光層１８をそのまま透過し、液晶セル６２に、出射したときと同旋回方向で戻り、再度偏光軸がπ／２変調されて、［←→」の直線偏光成分のみが双方向２色性直線偏光層３６を経て出射し、表示光となる。
【０２２８】
従って、円偏光分離層１４で反射して液晶セル６２を透過する光の量を、液晶層６２に印加する電圧によって調整することができる。即ち、階調表示をすることができる。液晶セル６２でダイレクタＤの変化の結果、右旋円偏光光のみが双方向２色性円偏光光層１８に出射されるとき、図２９に示されるように暗表示となる。
【０２２９】
次に、図３０に示される本発明の実施の形態の第６例に係る反射・透過型液晶表示装置７０について説明する。
【０２３０】
なお、図３０において、前記図２３に示される反射・透過型液晶表示装置３０におけると同一部分には図１と同一の符号を付することにより、説明を省略するものとする。
【０２３１】
この反射・透過型液晶表示装置７０は、反射・透過型液晶表示装置３０における円偏光分離層１４を直線偏光分離層３２に、双方向２色性円偏光層１８を双方向２色性直線偏光層３４にすると共に、記双方向２色性直線偏光層３６を双方向２色性円偏光層２２にしたものである。
【０２３２】
この反射・透過型液晶表示装置７０において、切換スイッチ１６Ａがオフとされた透過モードのときを説明する。
【０２３３】
光源１２からの無偏光光は、直線偏光分離層３２において一方の直線偏光成分が透過され、これと直交方向の直線偏光成分が反射される。
【０２３４】
反射された直線偏光成分は、光源１２における反射層１２Ａで反射される際に、又は、光路中（図示せず）に配置された光拡散板等によって無偏光な状態となって、直線偏光分離層３２を透過する。
【０２３５】
直線偏光分離層３２を透過した直線偏光光は、１／２波長層１６に入射する。
【０２３６】
１／２波長層１６における液晶層１７Ｃには電圧が印加されていないので入射した直線偏光光は、そのまま１／２波長層１６から出射する。
【０２３７】
前記双方向２色性直線偏光層３４の偏光透過軸を前記２つの偏光方向の一方前記と一致させておけば、前記直線偏光光は双方向２色性直線偏光層３４を透過して液晶セル６２に到達する。
【０２３８】
液晶セル６２における液晶層６６は前述のように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ので直線偏光を円偏光にシフトする作用を有しているが、画素電極６８Ａ、６８Ｂから電圧を印加することによって、液晶のダイレクタＤを変化させ、これによって液晶セル６２に入射した直線偏光光は、右旋完全円偏光から左旋完全円偏光となって液晶セル６２から出射する。
【０２３９】
液晶セル６２からの出射光は右旋楕円偏光→右旋完全円偏光となったとき、右旋完全偏光に近い程、双方向２色性円偏光層２２を透過する光量が多くなる。又、左旋楕円偏光→左旋完全円偏光の範囲では、左旋完全円偏光に近い程、双方向２色性円偏光層２２を透過する光量は少なくなり、左旋完全円偏光の場合は、暗表示の状態（図３１参照）となる。
【０２４０】
従って、液晶層６２に、画素電極６８Ａ、６８Ｂから印加する電圧を制御することによって、双方向２色性円偏光層２２を透過する光の量を調整することができる。すなわち、液晶表示機能を持たせることができ、階調表示が可能である。
【０２４１】
又、この液晶表示装置７０においては、第２双方向２色性直線偏光層２２が、無偏光光である外光が入射した場合でも、その５０％を吸収するので、反射による画面のコントラストの低下を抑制することができる。
【０２４２】
次に、図３２、図３３に示される前記反射・透過型の液晶表示装置７０の反射モードについて説明する。
【０２４３】
前記切換スイッチ１６Ａをオンすると、前記１／２波長層１６に電圧が印加されて遅延モードになり、反射・透過型液晶表示装置７０は反射モードに切換えられる。
【０２４４】
この反射モードにおいては、図３２、図３３に示されるように外光（無偏光光）は、双方向２色性円偏光層２２に入射し、右又は左回りの一方の右旋円偏光光Ｒのみがこれを透過して液晶セル６２に入射する。外光の他方の円偏光成分、即ち左旋の円偏光光Ｌは双方向２色性円偏光層２２によって吸収されるので、反射光により画面のコントラストを低下させることがない。
【０２４５】
液晶層６６に入射した右旋円偏光光Ｒは、液晶セル６２に印加される電界の変化によって液晶のダイレクタＤが変化され、これにより前記とは逆に、「←→」と「・」の範囲の直線偏光に変調される。
【０２４６】
従って、液晶セル６２から出射した直線偏光光は、双方向２色性直線偏光層３４に入射し、この双方向２色性直線偏光層３４では、前述と同様に「←→」の直線偏光のみが透過されて１／２波長層１６に入射し、他方の直線偏光光は吸収される。
【０２４７】
１／２波長層１６は遅延モードであるので入射光は１／２波長すなわちπだけ位相が遅らされて、「・」の直線偏光光として直線偏光分離層３２に向けて出射される。この直線偏光光は、直線偏光分離層３２において反射され、この反射された直線偏光光は、１／２波長層１６で「←→」の直線偏光光とされ、更に双方向２色性直線偏光層３４をそのまま透過し、液晶セル６２に、出射したときと同偏光方向で戻り、再度変調されて、右旋円偏光成分が双方向２色性円偏光層２２を経て出射し、表示光となる。
【０２４８】
外光が液晶セル６２におい全て「・」の直線偏光に変調されたときは、液晶セル６２からの出射光が双方向２色性直線偏光層３４により吸収され、図３３に示されるように暗表示となる。
【０２４９】
前記液晶層６６の調整は、上記以外にも、例えば強誘電性液晶（ＳｍＣ*）、 反強誘電性液晶（ＳｍＣＡ*）により行うことができる。この場合は前記のネマ チック（Ｎ）液晶を用いたＩＰＳモードとは液晶層の特性が若干相異する。即ち、前記図２４〜２６はＩＰＳモードの一例を図示したが、強誘電性液晶（ＳｍＣ*）、反強誘電性液晶（ＳｍＣＡ*）を用いる場合は、図３４に例示したように、液晶層６６が電極６８Ａ、６８Ｂに挟持された構造となる。
【０２５０】
この場合、液晶を配向させるために、ポリイミド等からなる配向膜を基板６４Ａ、６４Ｂと液晶層６６との間に配置する。その際、配向膜に対して公知のラビング処理を行っても良いし、偏光ＵＶを用いた光配向処理を行っても良い。又、電極はＩＴＯ等からなる透光性物質を用い、基板６４Ａ、６４Ｂはガラス等の透光性基板を用いる。
【０２５１】
又、前記各実施の形態の第５例における１／２波長層１６と第１双方向２色性円偏光層１８、又は、第６例における１／２波長層１６と第１双方向２色性直線偏光層３４を、液晶セル６２における、図において下側の基板６４Ｂの上側に、且つ、液晶層６６とともに上側の基板６４Ａの下側に積層してもよい（図３５（Ａ）、３５（Ｂ）参照）。このようにすると基板６４Ａ、６４Ｂ間が狭くなり、視差が減少して、像が２重に見えたり、ボケたりすることが抑制される。
【０２５２】
次に、本発明の実施の形態の第７例を図面を参照して詳細に説明する。
【０２５３】
図３６に示されるように、本発明の実施の形態の第７例に係る反射・透過型液晶表示装置８０は、図８に示される反射・透過型液晶表示３０と液晶セルの構成が相違するのみで、他の構成は反射・透過型液晶表示装置３０と同一であるので、図８における同一部分には同一符号を付することにより説明を省略する。
【０２５４】
この反射・透過型液晶表示装置８０における液晶セル８２は、図２４〜図２６に示される液晶セル６２と同様の構成であり、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液晶層８６（図３７参照）及びこの液晶層８６に電界を印加する画素電極６８Ａ、６８Ｂを含んでなり、前記直線偏光分離層３２を透過して又は反対方向から入射する直線偏光光を、液晶層８６の反対側に出射するまでの間に、前記液晶層８６に前記画素電極６８Ａ、６８Ｂから電界を印加して液晶のダイレクタの方向を変化させ、これにより前記直線偏光光の偏光軸を変化させるように構成されている。
【０２５５】
前記液晶セル８２において、前記液晶のダイレクタの方向を２色性直線偏光層の光透過軸を基準として実質的に−４５〜４５度まで変化させるように、前記電極間の電圧を制御する回路６９を設けることが好ましい。
【０２５６】
なお、前記「実質的にπシフトする」、及び「実質的に基板６４Ａ、６４Ｂ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。
【０２５７】
更に、前記「実質的にπシフトする」は、液晶層８６自体で位相を実質的に変化させ、あるいは、液晶セル８２とは別の位相差層を、液晶セル８２と前記双方向２色性直線偏光層３４円との間、および／または液晶セル２０と前記双方向２色性直線偏光層３６との間に形成して、液晶層８６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シフトする意味である。
【０２５８】
上記のような反射・透過型液晶表示装置８０において、１／２波長層１６がオフとされた透過モードのときを説明する。
【０２５９】
光源１２から出射した無偏光光は、直線偏光分離層３２において一方の直線偏光成分が透過され、これと直交方向の直線偏光成分が反射される。
【０２６０】
反射された直線偏光成分は、光源１２における反射層１２Ａで反射される際に、又は、光路中（図示せず）に配置された光拡散板等によって無偏光な状態となって、直線偏光分離層３２を透過する。
【０２６１】
直線偏光分離層３２を透過した直線偏光光は、１／２波長層１６に入射する。
【０２６２】
１／２波長層１６における液晶層１７Ｃには電圧が印加されていないので入射した直線偏光光は、そのまま１／２波長層１６から出射する。
【０２６３】
前記第１双方向２色性直線偏光層３４の偏光透過軸を前記２つの偏光方向の一方と一致させておけば、前記直線偏光光は第１双方向２色性直線偏光層３４を透過して液晶セル８２に到達する。
【０２６４】
液晶セル８２における液晶層８６は前述のように光の位相を実質的にπシフトさせるレタデーション値を有するので直線偏光をこれと直交する直線偏光光にシフトする作用を有しているが、液晶セル８２における液晶層８６に画素電極６８Ａ、６８Ｂから電圧を印加することにより、前記レタデ−ション値を維持したまま液晶のダイレクタＤの方向を変化させることによって通過する偏光光の偏光軸を変調することができる。
【０２６５】
図４のポアンカレの球上では、液晶層８６のレタデーションがπのまま液晶のダイレクタが変化することによって、赤道上の点Ｖで示される垂直の直線偏光光が、赤道上の任意の点で示される傾きをもった直線偏光光になることを示す。
【０２６６】
従って、液晶層８６に、画素電極６８Ａ、６８Ｂから印加する電圧を制御することによって、第２双方向２色性直線偏光層３６を透過する光の量を調整することができる。すなわち、液晶表示機能を持たせることができ、階調表示が可能である。
【０２６７】
なお、図３６は直線偏光光が２色性直線偏光層から出射する状態の、いわゆる明表示の場合を示すものであるが、図３８に示されるように、前記液晶セル８２内における液晶のダイレクタＤの方向を液晶セル８２から出射する直線偏光光の偏光方向が明表示の場合と直交する方向にすると、いわゆる暗表示となる。
【０２６８】
前記第２双方向２色性直線偏光層３６は、光吸収タイプの２色性偏光板から構成されているので、外光（無偏光光）が第２双方向２色性直線偏光層３６の表面に入射しても、その５０％が吸収され、残りの５０％が透過し、反射成分がほとんどないので、反射・透過型液晶表示装置８０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。
【０２６９】
次に、図３９、図４０に示される前記反射・透過型の液晶表示装置８０の反射モードについて説明する。
【０２７０】
前記切換スイッチ１６Ａをオンすると、前記１／２波長層１６に電圧が印加されて遅延モードになり、反射・透過型液晶表示装置１０は反射モードに切換えられる。
【０２７１】
この反射モードにおいては、図３９、図４０に示されるように外光（無偏光光）は、第２双方向２色性直線偏光層３６に入射し、「・」で示される一方の直線偏光光のみがこれを透過して液晶セル８２に入射する。外光の他方の偏光成分、即ち「←→」の直線偏光光は第２双方向２色性直線偏光層３６によって吸収されるので、反射光により画面のコントラストを低下させることがない。
【０２７２】
前記第２双方向２色性直線偏光層３６から入射した直線偏光光は、液晶セル８２に印加される電界の変化によって偏光軸が変調される。これにより前記とは逆に、「←→」と「・」の範囲の直線偏光に変調される。
【０２７３】
従って、液晶セル８２から出射した直線偏光光は、第１双方向２色性直線偏光層３４に入射し、この第１双方向２色性直線偏光層３４では、「←→」の直線偏光のみを透過して１／２波長層１６に出射し、他方の直線偏光光は吸収される。
【０２７４】
１／２波長層１６は遅延モードであるので入射光は１／２波長すなわちπだけ位相が遅らされて、「・」の直線偏光光として直線偏光分離層３２に向けて出射される。この直線偏光光は、直線偏光分離層３２において反射され、この反射された直線偏光光は、１／２波長層１６で「←→」の直線偏光光とされ、更に第１双方向２色性直線偏光層３４をそのまま透過し、液晶セル８２に、出射したときと同偏光方向で戻り、再度偏光軸が変調されて、「・」の直線偏光成分のみが第２双方向２色性直線偏光層３６を経て出射し、表示光となる。
【０２７５】
従って、直線偏光分離層３２で反射して液晶セル８２を透過する光の量を、液晶層８６に印加する電圧によって調整することができる。即ち、階調表示をすることができる。
【０２７６】
外光が液晶セル８２において全て「・」の直線偏光に変調されたときは、図４０に示されるように暗表示となる。
【０２７７】
又、前記実施の形態の第７例における１／２波長層１６と第１双方向２色性直線偏光層３４を、液晶セル８２における、図において下側の基板６４Ｂの上側に、且つ、液晶層８６とともに上側の基板６４Ａの下側に積層してもよい（図４１参照）。このようにすると基板６４Ａ、６４Ｂ間が狭くなり、視差が減少して、像が２重に見えたり、ボケたりすることが抑制される。
【０２７８】
次に本発明の実施の形態の第８例を図面を参照して詳細に説明する。
【０２７９】
図４２に示されるように、本発明の実施の形態の第８例に係る反射・透過型液晶表示装置９０は、図３６に示される反対・透過液晶表示装置８０におけると液晶セルのみが相違し、他の構成は反射・透過型液晶表示装置８０と同一であるので、図３６におけると同一部分には同一符号を付することにより説明を省略する。
【０２８０】
この反射・透過型液晶表示装置９０の液晶セル９２は液晶層９４及びこの液晶層９４に電界を印加する画素電極６８Ａ、６８Ｂを含んでなり（図４３参照）、前記液晶層９４に前記画素電極６８Ａ、６８Ｂから電界を印加して液晶の光に対する旋光性を変化させ、これにより前記第１双方向２色性直線偏光層３４を透過して、又はその反対側から入射する直線偏光光の液晶層９４からの出射時の偏光面をシフトする作用を有するものである。
【０２８１】
前記液晶セル９２における液晶層９４は、前記画素電極６８Ａ、６８Ｂ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３２を透過して入射する直線偏光光の、液晶層９４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。
【０２８２】
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。
【０２８３】
このような液晶は、捩れネマティック方式として知られており、ＳＴＮ（Super  Twisted  Nematic）モード、ＳＢＥ（Super  Twisted  Briefringence  Effect）モ−ド、ＴＮ−ＦＥＮ（Twisted  Nematic  Field  Effect  Mode）モード 等がある。
【０２８４】
この反射・透過型液晶表示装置９０においては、切換スイッチ１６Ａがオフで透過モードのとき、光源１２からの無偏光光は、直線偏光分離層３２において一方の直線偏光成分が透過され、これと直交方向の直線偏光成分が反射される。
【０２８５】
前記第１双方向２色性直線偏光層３４の偏光透過軸を前記２つの偏光方向の一方前記と一致させておけば、前記直線偏光光は第１双方向２色性直線偏光層３４を透過して液晶セル９２に到達する。
【０２８６】
液晶セル９２における液晶層９４に画素電極６４Ａ、６４Ｂから電圧を印加することによって、液晶の捩れ角が変化し、これによって液晶セル９２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シフトされた直線偏光となって液晶セル９２から出射する。
【０２８７】
従って、シフト量がπ／２に近い程、第２双方向２色性直線偏光層３６を透過する光量が大きくなる。又、なお、液晶に電圧が印加されたときは、通過光の旋光が生じないので入射直線偏光光はそのまま出射し、第２双方向２色性直線偏光層３６で全て吸収されるので、図４４に示されるように暗表示となる。
【０２８８】
従って、液晶層９２での旋光作用の大きさに比例して第２双方向２色性直線偏光層３６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。
【０２８９】
前記第２双方向２色性直線偏光層３６は、光吸収タイプの２色性偏光板から構成されているので、外光（無偏光光）が第２双方向２色性円偏光層３６の表面に入射しても、その５０％が吸収され、残りの５０％が透過し、反射成分がほとんどないので、反射・透過型液晶表示装置９０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。
【０２９０】
前記切換スイッチ１６Ａをオンすると、前記１／２波長層１６に電圧が印加されて遅延モードになり、反射・透過型液晶表示装置９０は反射モードに切換えられる。
【０２９１】
この反射モードにおいては、図４５、図４６に示されるように外光（無偏光光）は、第２双方向２色性直線偏光層３６に入射し、「・」で示される一方の直線偏光光のみがこれを透過して液晶セル９２に入射する。外光の他方の偏光成分、即ち「←→」の直線偏光光は第２双方向２色性直線偏光層３６によって吸収されるので、反射光により画面のコントラストを低下させることがない。
【０２９２】
液晶層９４に入射した直線偏光光は、液晶層９４に印加する電界によって液晶層による旋光作用が変化されることになる。
【０２９３】
従って、液晶セル９２から出射した直線偏光光は、第１双方向２色性直線偏光層３４に入射し、この第１双方向２色性直線偏光層３４では、前述と同様に「←→」の直線偏光のみを透過して１／２波長層１６に入射し、他方の直線偏光光は吸収される。
【０２９４】
１／２波長層１６は遅延モードであるので入射光は１／２波長すなわちπだけ位相が遅らされて、「・」の直線偏光光として直線偏光分離層３２に向けて出射される。この直線偏光光は、直線偏光分離層３２において反射され、この反射された直線偏光光は、１／２波長層１６で「←→」の直線偏光光とされ、更に第１双方向２色性直線偏光層３４をそのまま透過し、液晶セル９２に、出射したときと同偏光方向で戻り、再度偏光軸が０〜π変調されて、「・」の直線偏光成分が第２双方向２色直線偏光層３６を経て出射し、表示光となる。
【０２９５】
外光が液晶セル９２において電圧が印加されず旋光作用がないときは、図４６に示されるように暗表示となる。
【０２９６】
更に又、前記実施の形態の第８例における１／２波長層１６と双方向２色性直線偏光層３４とを、液晶セル９２における、図において下側の基板６４Ｂの上側に、且つ、液晶層９４とともに上側の基板６４Ａの下側に積層してもよい（図４７参照）。このようにすると基板６４Ａ、６４Ｂの間が狭くなり、視差が減少して、像が２重に見えたり、ボケたりすることが抑制される。
【０２９７】
また、上記実施の形態の各例において、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。
【０２９８】
又、前記１／２波長層１６のオンオフを手動にて切り換える切換スイッチ１６Ａを設けているが、これは図２に符号３８で示されるように、外光量を検出して、前記切換スイッチ１６Ａを、外光量が一定値以上のときオン、一定値以下のときオフとさせる外光センサを設けてもよい。
【０２９９】
更に、前記各実施の形態の例において、１／２波長層１６は、電圧を印加しないときに透過モード、印加したときに遅延モードとなるが、これは、電圧を印加したときに透過モード、印加しないときに遅延モードとなるようにしてもよい。
【０３００】
又、上記各反射・透過型液晶表示装置１０、３０〜９０は、液晶セルに電圧が印加されたときに画素が最も明るくなり、電圧が印加されていないときに黒表示であり、「ノーマリーブラックモード」とされているが、本発明はこれに限定されるものでなく、液晶セルに電圧が印加されていないときに白表示となる「ノーマリーホワイトモード」にも当然適用されるものである。
【０３０１】
又、円偏光分離層又は直線偏光分離層の液晶層側に、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を積層して、結果的に、直線偏光分離層又は円偏光分離層と同一の作用を有するようにしてもよい。
【０３０２】
尚、液晶セルの液晶層に画素電極から電圧を印加しない時に、液晶セルを通過する光の位相が実質的にシフトされ、あるいは出射光の偏光軸が旋回され、前記電極に電圧を印加した場合に、液晶セルを通過する光の位相が実質的にシフトされず、あるいは出射光の偏光軸が旋回されないようにしてもよい。
【０３０３】
【実施例】
図１に示される反射・透過型液晶表示装置１０を、円偏光分離層１４としてコレステリック液晶層、１／２波長層１６として反強誘電性液晶セルを用い、電圧の印加によりレタデーション値を変化させ、光の位相を実質的に０〜πシフトするネマチック液晶を用いた液晶セル２０、第１、第２双方向２色性円偏光層１８、２２として光吸収タイプの２色性直線偏光層にλ／４位相差層を積層して作成した。
【０３０４】
１／２波長層１６のオンオフにより、反射型又は透過型に良好に切換えることができるとともに両モードで十分な輝度が得られた。又、液晶セル２０に電界を印加して、液晶のレタデーション値を変化させたところ、外光に起因する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。
【０３０５】
図８に示される反射・透過型液晶表示装置３０は、直線偏光分離層３２として延伸多層層を用い、更に、前記と同様の１／２波長層１６、液晶セル２０、更には光吸収タイプの双方向２色性直線偏光層３４、３６を積層して構成したところ、前記と同様に、１／２波長層１６のオンオフにより、反射型又は透過型に良好に切換えることができるとともに両モードで十分な輝度が得られた。又、外光に起因する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。
【０３０６】
図１３に示される反射・透過型液晶表示装置４０を、円偏光分離層１４としてコレステリック液晶層、１／２波長層１６として反強誘電性液晶セルを用い、電圧の印加によりレタデーション値を変化させ、光の位相を実質的に−π／２〜π／２シフトする液晶セル２０、双方向２色性円偏光層１８として光吸収タイプの２色性直線偏光層の両面にλ／４位相差層を積層して作成し、更に同様の光吸収タイプの２色性直線偏光層を積層した。
【０３０７】
１／２波長層１６のオンオフにより、反射型又は透過型に良好に切換えることができるとともに両モードで十分な輝度が得られた。又、液晶セル４２に電界を印加して、液晶のレタデーション値を変化させたところ、外光に起因する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。
【０３０８】
図１８に示される反射・透過型液晶表示装置５０は、直線偏光分離層３２として延伸多層層を用い、更に、前記と同様の１／２波長層１６、液晶セル４２、更には光吸収タイプの双方向２色性直線偏光層３４、及び、前記と同様の双方向２色性円偏光層３６を積層して構成したところ、前記と同様に、１／２波長層１６のオンオフにより、反射型又は透過型に良好に切換えることができるとともに両モードで十分に輝度が得られた。又、外光に起因する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。
【０３０９】
図２３に示される反射・透過型液晶表示装置６０を、円偏光分離層１４としてコレステリック液晶層、１／２波長層１６として反強誘電性液晶セルを用い、光の位相を実質的にπ／２シフトするレタデーション値を有する液晶セル６２、双方向２色性円偏光層１８として光吸収タイプの２色性直線偏光層の両面にλ／４位相差層を積層して作成し、更に同様の光吸収タイプの２色性直線偏光層を積層した。
【０３１０】
１／２波長層１６のオンオフにより、反射型又は透過型に良好に切換えることができるとともに両モードで十分な輝度が得られた。又、液晶セル６２に電界を印加して、液晶のレタデーション値を一定のままダイレクタを変化させたところ、外光に起因する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。
【０３１１】
図３０に示される反射・透過型液晶表示装置７０は、直線偏光分離層３２として延伸多層層を用い、更に、前記と同様の１／２波長層１６、液晶セル６２、更には光吸収タイプの双方向２色性直線偏光層３４、及び、前記と同様の双方向２色性円偏光層２２を積層して構成したところ、前記と同様に、１／２波長層１６のオンオフにより、反射型又は透過型に良好に切換えることができるとともに両モードで十分に輝度が得られた。又、外光に起因する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。
【０３１２】
図３６に示される反射・透過型液晶表示装置８０を、円偏光分離層１４として延伸多層層、１／２波長層１６として反強誘電性液晶セルを用い、光の位相を実質的にπ／２シフトするレタデーション値を有する液晶セル８２、光吸収タイプの第１、第２双方向２色性円直線光層３４、３６を積層して作成した。
【０３１３】
１／２波長層１６のオンオフにより、反射型又は透過型に良好に切換えることができるとともに両モードで十分な輝度が得られた。又、液晶セル８２に電界を印加して、液晶のレタデーション値を一定のままダイレクタを変化させたところ、外光に起因する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。
【０３１４】
図４２に示される反射・透過型液晶表示装置９０を、直線偏光分離層３２として延伸多層層、１／２波長層１６として反強誘電性液晶セルを用い、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液晶を用いた液晶セル９２、第１、第２双方向２色性直線偏光層３４、３６を積層して作成した。
【０３１５】
１／２波長層１６のオンオフにより、反射型又は透過型に良好に切換えることができるとともに両モードで十分な輝度が得られた。又、液晶セル９２に電界を印加して、液晶のレタデーション値を変化させたところ、外光に起因する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。
【０３１６】
【発明の効果】
本発明は反射・透過型液晶表示装置を上記のように構成したので、１／２波長層のオンオフにより、反射型又は透過型に良好に切換えることができるとともに両モードで十分に輝度が得られた。又、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第１例に係る反射・透過型液晶表示装置の要部を分解して示す略示断面図
【図２】反射・透過型液晶表示装置における１／２波長層を拡大して示す断面図
【図３】同反射・透過型液晶表示装置における液晶セルを拡大して示す断面図
【図４】光の偏光状態を説明するためのポアンカレの球を示す線図
【図５】同反射・透過型液晶表示装置の透過モードでの暗表示の状態を示す略示断面図
【図６】同反射・透過型液晶表示装置の反射モードでの明表示の状態を示す略示断面図
【図７】同反射・透過型液晶表示装置の反射モードでの暗表示の状態を示す略示断面図
【図８】同実施の形態の第２例に係る反射・透過型液晶表示装置を示す図１と同様の断面図
【図９】同透過モードでの暗表示の状態を示す図５と同様の断面図
【図１０】同反射モードでの明表示の状態を示す図６と同様の断面図
【図１１】同反射モードでの暗表示の状態を示す図７と同様の断面図
【図１２】本発明の実施の形態の第１例、第２例における他の組立状態を示す略示断面図
【図１３】本発明の実施の形態の第３例に係る反射・透過型液晶表示装置の要部を分解して示す略示断面図
【図１４】同反射・透過型液晶表示装置における液晶セルを拡大して示す断面図
【図１５】同反射・透過型液晶表示装置の透過モードでの暗表示の状態を示す略示断面図
【図１６】同反射・透過型液晶表示装置の反射モードでの明表示の状態を示す略示断面図
【図１７】同反射・透過型液晶表示装置の反射モードでの暗表示の状態を示す略示断面図
【図１８】同実施の形態の第４例に係る反射・透過型液晶表示装置を示す図１と同様の断面図
【図１９】同透過モードでの暗表示の状態を示す図１５と同様の断面図
【図２０】同反射モードでの明表示の状態を示す図１６と同様の断面図
【図２１】同反射モードでの暗表示の状態を示す図１７と同様の断面図
【図２２】本発明の実施の形態の第３例及び第４例における他の組立状態を示す略示断面図
【図２３】本発明の実施の形態の第５例に係る反射・透過型液晶表示装置の要部を分解して示す略示断面図
【図２４】同反射・透過型液晶表示装置における液晶セルを拡大して示す断面図
【図２５】同液晶セルにおける液晶のダイレクタの方向を示す拡大断面図
【図２６】同電界を印加した場合の液晶のダイレクタを示す拡大断面図
【図２７】同反射・透過型液晶表示装置の透過モードでの暗表示の状態を示す略示断面図
【図２８】同反射・透過型液晶表示装置の反射モードでの明表示の状態を示す略示断面図
【図２９】同反射・透過型液晶表示装置の反射モードでの暗表示の状態を示す略示断面図
【図３０】同実施の形態の第６例に係る反射・透過型液晶表示装置を示す図２３と同様の断面図
【図３１】同透過モードでの暗表示の状態を示す図２７と同様の断面図
【図３２】同反射モードでの明表示の状態を示す図２８と同様の断面図
【図３３】同反射モードでの暗表示の状態を示す図２９と同様の断面図
【図３４】液晶セルの他の構成を示す断面図
【図３５】本発明の実施の形態の第５例及び第６例の他の組立状態を示す略示断面図
【図３６】本発明の実施の形態の第７例に係る反射・透過型液晶表示装置の要部を分解して示す略示断面図
【図３７】同反射・透過型液晶表示装置における液晶セルを拡大して示す断面図
【図３８】同反射・透過型液晶表示装置の透過モードでの暗表示の状態を示す略示断面図
【図３９】同反射・透過型液晶表示装置の反射モードでの明表示の状態を示す略示断面図
【図４０】同反射・透過型液晶表示装置の反射モードでの暗表示の状態を示す略示断面図
【図４１】同実施の形態の第７例の他の組立形態を示す略示断面図
【図４２】本発明の実施の形態の第８例に係る反射・透過型液晶表示装置の要部を分解して示す略示断面図
【図４３】同反射・透過型液晶表示装置における液晶セルを拡大して示す断面図
【図４４】同反射・透過型液晶表示装置の透過モードでの暗表示の状態を示す略示断面図
【図４５】同反射・透過型液晶表示装置の反射モードでの明表示の状態を示す略示断面図
【図４６】同反射・透過型液晶表示装置の反射モードでの暗表示の状態を示す略示断面図
【図４７】同反射・透過型液晶表示装置の他の組立形態を示す略示断面図
【図４８】従来の液晶表示装置を示す図１と同様の断面図
【符号の説明】
１０、３０、４０、５０、
６０、７０、８０、９０…反射・透過型液晶表示装置
１２…光源
１２Ａ…反射層
１４…直線偏光分離層
１６…１／２波長層
１６Ａ…切換スイッチ
１８…第１双方向２色性円偏光層
２０、４２、６２、８２、９２…液晶セル
２２…第２双方向２色性円偏光層
２４Ａ、２４Ｂ、６４Ａ、６４Ｂ…基板
２６、４４、６６、８６、９４…液晶層
２８Ａ、２８Ｂ、６８Ａ、６８Ｂ…画素電極
３２…直線偏光分離層
３４…第１双方向２色性直線偏光層
３６…第２双方向２色性直線偏光層
５８…外光センサ
【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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