JPH1195211A - Liquid crystal display element - Google Patents
Liquid crystal display elementInfo
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- JPH1195211A JPH1195211A JP10112011A JP11201198A JPH1195211A JP H1195211 A JPH1195211 A JP H1195211A JP 10112011 A JP10112011 A JP 10112011A JP 11201198 A JP11201198 A JP 11201198A JP H1195211 A JPH1195211 A JP H1195211A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、電圧の印加によ
り液晶層の複屈折性を制御して表示駆動される液晶表示
素子に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device driven for display by controlling the birefringence of a liquid crystal layer by applying a voltage.
【0002】[0002]
【従来の技術】電圧の印加により液晶層の複屈折性を制
御して表示駆動される液晶表示素子には、TN(ツイス
テッド・ネマティック)型、STN(スーパー・ツイス
テッド・ネマティック)型、ECB(複屈折効果)型の
ものや、強誘電性液晶または反強誘電性液晶を用いた強
誘電性液晶表示素子などがある。2. Description of the Related Art Liquid crystal display elements driven for display by controlling the birefringence of a liquid crystal layer by applying a voltage include a TN (twisted nematic) type, a STN (super twisted nematic) type, and an ECB (multiple twisted nematic) type. (Refraction effect) type, and a ferroelectric liquid crystal display device using a ferroelectric liquid crystal or an antiferroelectric liquid crystal.
【0003】これらの液晶表示素子は、互いに対向する
面それぞれに電極が形成された前後一対の基板間に前記
電極間に印加される電圧に応じて複屈折性が変化する液
晶層を挟持した液晶セルをはさんで、その前面側と後面
側とにそれぞれ偏光板を配置した構成となっている。[0003] These liquid crystal display elements include a liquid crystal having a liquid crystal layer whose birefringence changes according to a voltage applied between the electrodes, between a pair of front and rear substrates having electrodes formed on opposing surfaces. Polarizing plates are arranged on the front and rear sides of the cell, respectively.
【0004】この液晶表示素子は、前記液晶セルの電極
間への電圧の印加によって液晶層の複屈折性を制御する
ことにより、一方の偏光板及び液晶セルを透過して他方
の偏光板に入射する光の偏光状態を前記液晶層の複屈折
性に応じて変化させ、前記他方の偏光板を透過する光の
透過率を制御して表示駆動されている。In this liquid crystal display device, the birefringence of the liquid crystal layer is controlled by applying a voltage between the electrodes of the liquid crystal cell, so that the light passes through one of the polarizing plates and the liquid crystal cell and enters the other polarizing plate. The display is driven by changing the polarization state of the light to be emitted according to the birefringence of the liquid crystal layer and controlling the transmittance of the light passing through the other polarizing plate.
【0005】なお、この液晶表示素子には、バックライ
トからの光を利用して表示する透過型のものと、自然光
や室内照明光等の外光を利用して表示する反射型のもの
とがある。There are two types of liquid crystal display devices: a transmissive type that displays by using light from a backlight and a reflective type that displays by using external light such as natural light or indoor illumination light. is there.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の液
晶表示素子は、光の透過率を変化させて、明暗により画
像を表示するだけのものであった。この発明は、電圧の
印加により液晶層の複屈折性を制御して表示駆動される
液晶表示素子として、新たな表示形態を有する液晶表示
素子を提供することを目的としたものである。However, the above-mentioned conventional liquid crystal display device merely changes the light transmittance to display an image in bright and dark. An object of the present invention is to provide a liquid crystal display element having a new display form as a liquid crystal display element driven to display by controlling the birefringence of a liquid crystal layer by applying a voltage.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】この発明の液晶表示素子
は、互いに対向する面それぞれに電極が形成された前後
一対の基板間に、前記電極間に印加される電圧に応じて
複屈折性が変化する液晶層を挟持した液晶セルと、この
液晶セルの前面側に配置された偏光板と、前記液晶セル
の後面側に配置され、互いにほぼ直交する方向に反射軸
と透過軸とをもち、前記反射軸に沿った偏光成分の入射
光を反射させ、前記透過軸にに沿った偏光成分の入射光
を透過させる特性を有する光学シートと、この光学シー
トの背後に設けられた後面部材とを備えたことを特徴と
するものである。The liquid crystal display device of the present invention has a birefringence between a pair of front and rear substrates having electrodes formed on respective surfaces facing each other in accordance with a voltage applied between the electrodes. A liquid crystal cell sandwiching a changing liquid crystal layer, a polarizing plate disposed on the front side of the liquid crystal cell, and disposed on the rear side of the liquid crystal cell, having a reflection axis and a transmission axis in directions substantially orthogonal to each other, An optical sheet having a property of reflecting incident light of a polarization component along the reflection axis and transmitting incident light of a polarization component along the transmission axis, and a rear member provided behind the optical sheet. It is characterized by having.
【0008】この液晶表示素子は、前記液晶セルの電極
間への電圧の印加により液晶層の複屈折性を制御して表
示駆動され、表示素子の前面から入射する外光の前記光
学シートによる反射光と、前記後面部材の色とによって
画像を表示するものである。This liquid crystal display element is driven for display by controlling the birefringence of the liquid crystal layer by applying a voltage between the electrodes of the liquid crystal cell, and reflects external light incident from the front of the display element on the optical sheet. The image is displayed by the light and the color of the rear surface member.
【0009】すなわち、この液晶表示素子においては、
その前面から入射した外光が、前記偏光板と液晶セルと
を順に透過して前記光学シートに入射し、その光のう
ち、光学シートの反射軸に沿った偏光成分の光がこの光
学シートで反射され、前記光学シートの透過軸に沿った
偏光成分の光はこの光学シートを透過する。That is, in this liquid crystal display device,
External light incident from the front surface passes through the polarizing plate and the liquid crystal cell in order, and is incident on the optical sheet. Among the light, light of a polarization component along the reflection axis of the optical sheet is transmitted through the optical sheet. The reflected light of the polarization component along the transmission axis of the optical sheet is transmitted through the optical sheet.
【0010】また、前記光学シートに入射する光の偏光
状態は、電圧の印加により制御される前記液晶層の複屈
折性に応じて変化し、それにより、光学シートに入射し
た光の反射光強度と透過光強度との割合が変化する。The polarization state of the light incident on the optical sheet changes according to the birefringence of the liquid crystal layer controlled by the application of a voltage, whereby the reflected light intensity of the light incident on the optical sheet is changed. And the transmitted light intensity changes.
【0011】したがって、前記液晶セルの各画素領域の
表示を液晶表示素子の前面側から観察すると、これらの
画素領域の表示は、前記光学シートの前記画素領域に対
応する部分への入射光の偏光状態に応じて変化し、光学
シートへの入射光のほとんどが前記反射軸に沿った偏光
成分の光であるときは外光の鏡面反射光(光学シートで
の反射光)が見え、入射光のほとんどが前記透過軸に沿
った偏光成分の光であるときは光学シートの背後に設け
られた後面部材の色が見え、入射光が前記反射軸に沿っ
た偏光成分と透過軸に沿った偏光成分との両方を含む光
であるときは外光の鏡面反射光と前記後面部材の色との
両方が混ざって見える。Therefore, when the display of each pixel region of the liquid crystal cell is observed from the front side of the liquid crystal display element, the display of these pixel regions is based on the polarization of incident light to the portion corresponding to the pixel region of the optical sheet. It changes depending on the state, and when most of the light incident on the optical sheet is light of a polarization component along the reflection axis, specular reflected light of external light (reflected light on the optical sheet) is visible, and When most of the light is polarized light components along the transmission axis, the color of the rear member provided behind the optical sheet is visible, and the incident light is polarized light components along the reflection axis and polarization components along the transmission axis. When the light includes both, the mirror-reflected light of the external light and the color of the rear member appear to be mixed.
【0012】このように、この発明の液晶表示素子は、
前記光学シートによる外光の鏡面反射光と、前記後面部
材の色とによって画像を表示するという、新たな表示形
態を有するものであり、この液晶表示素子素子によれ
ば、斬新な観察感覚の画像を表示することができる。As described above, the liquid crystal display device of the present invention
The liquid crystal display device has a new display form, in which an image is displayed by the specular reflected light of the external light by the optical sheet and the color of the rear surface member. Can be displayed.
【0013】[0013]
【発明の実施の形態】この発明の液晶表示素子は、上記
のように、電圧に応じて複屈折性が変化する液晶層を挟
持した液晶セルの前面側に偏光板を配置し、前記液晶セ
ルの後面側に、反射軸に沿った偏光成分の入射光を反射
させ透過軸に沿った偏光成分の入射光を透過させる特性
を有する光学シートを配置するとともに、この光学シー
トの背後に後面部材を設けたものであって、前記光学シ
ートによる外光の鏡面反射光と、前記後面部材の色とに
より、新しい観察感覚の画像を表示するようにしたもの
である。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The liquid crystal display device of the present invention comprises a polarizing plate disposed on the front side of a liquid crystal cell sandwiching a liquid crystal layer whose birefringence changes according to a voltage, as described above. An optical sheet having a property of reflecting incident light of a polarization component along the reflection axis and transmitting incident light of a polarization component along the transmission axis is arranged on the rear surface side, and a rear member behind the optical sheet. A mirror image of external light from the optical sheet and a color of the rear surface member, so that an image having a new observation feeling is displayed.
【0014】この発明の液晶表示素子において、前記後
面部材は、例えば、散乱反射板または光吸収板、あるい
は、入射光を吸収して所定の色の蛍光を発する蛍光板
や、所定の分光強度分布をもった光を発する発光体な
ど、要は、前記光学シートによる鏡面反射光とは差のあ
る色を呈するものであればよい。In the liquid crystal display device according to the present invention, the rear member may be, for example, a scattering reflector or a light absorbing plate, a fluorescent plate that absorbs incident light and emits fluorescence of a predetermined color, or a predetermined spectral intensity distribution. In short, a light-emitting body that emits light that has a different color from the mirror-reflected light from the optical sheet may be used.
【0015】なお、前記散乱反射板は、可視光帯域のう
ちの所定の波長帯域の光を反射する着色散乱反射板であ
っても可視光帯域の全ての光を反射する白色の散乱反射
板であってもよい。The scattering reflector is a white scattering reflector that reflects all light in the visible light band, even if it is a colored scattering reflector that reflects light in a predetermined wavelength band of the visible light band. There may be.
【0016】また、前記光吸収板は、可視光帯域のうち
の所定の波長帯域の光を吸収する着色板であっても、可
視光帯域の全ての光を吸収する黒色板であっても、可視
光帯域の全ての光を反射する白色板であってもよい。The light absorbing plate may be a colored plate that absorbs light in a predetermined wavelength band of the visible light band, or a black plate that absorbs all light in the visible light band. It may be a white plate that reflects all light in the visible light band.
【0017】さらに、この液晶表示素子において、前記
偏光板は、所定の色のカラー偏光板であってもよい。ま
た、前記液晶セルの前後面のいずれか一方に、所定の色
の着色透明膜を設けてもよい。Further, in this liquid crystal display device, the polarizing plate may be a color polarizing plate of a predetermined color. Further, a colored transparent film of a predetermined color may be provided on one of the front and rear surfaces of the liquid crystal cell.
【0018】この発明の液晶表示素子は、電界によって
液晶層の複屈折性を制御することにより表示を行うもの
であれば、TN型、STN型、ECB型、強誘電性液晶
または反強誘電性液晶を用いた強誘電性液晶表示素子な
ど、どのようなモードで動作するものであってもよい。In the liquid crystal display device of the present invention, a TN type, STN type, ECB type, ferroelectric liquid crystal or antiferroelectric liquid crystal can be used as long as display is performed by controlling the birefringence of a liquid crystal layer by an electric field. A device that operates in any mode, such as a ferroelectric liquid crystal display device using liquid crystal, may be used.
【0019】例えばTN型の液晶表示素子の一実施形態
としては、前記液晶セルに、液晶層の液晶分子が一対の
基板間においてツイスト配向しているものを用い、前記
偏光板を、その透過軸を前記液晶セルの前基板の近傍に
おける液晶分子の配向方向とほぼ直交またはほぼ平行な
方向に向けて配置し、前記光学シートを、その反射軸を
前記偏光板の透過軸とほぼ直交またはほぼ平行な方向に
向けて配置する形態がある。For example, as an embodiment of a TN type liquid crystal display element, a liquid crystal cell in which liquid crystal molecules of a liquid crystal layer are twist-oriented between a pair of substrates is used, and the polarizing plate is provided with a transmission axis. Are arranged in a direction substantially orthogonal to or substantially parallel to the alignment direction of the liquid crystal molecules in the vicinity of the front substrate of the liquid crystal cell, and the reflection axis of the optical sheet is substantially orthogonal or substantially parallel to the transmission axis of the polarizing plate. There is a form of disposing them in different directions.
【0020】また、STN型やECB型の液晶表示素子
の一実施形態としては、前記液晶セルに、液晶層の液晶
分子が一対の基板間においてツイスト配向しているもの
を用い、前記偏光板を、その透過軸を前記液晶セルの前
基板の近傍における液晶分子の配向方向に対して斜めに
交差する方向に向けて配置し、前記光学シートを、その
反射軸を前記偏光板の透過軸とほぼ直交またはほぼ平行
な方向に向けて配置する形態がある。In one embodiment of the STN-type or ECB-type liquid crystal display device, the liquid crystal cell uses a liquid crystal layer in which liquid crystal molecules of a liquid crystal layer are twisted between a pair of substrates, and uses the polarizing plate. The transmission axis of the liquid crystal cell is arranged in a direction obliquely intersecting with the alignment direction of the liquid crystal molecules in the vicinity of the front substrate of the liquid crystal cell, and the reflection axis of the optical sheet is substantially equal to the transmission axis of the polarizing plate. There is a form of disposing them in a direction orthogonal or substantially parallel.
【0021】例えば前記STN型の液晶表示素子の場
合、前記液晶セルの一対の基板間における液晶分子のツ
イスト角は、180°〜270°の範囲内が好ましく、
またこのSTN型の液晶表示素子の場合は、前記液晶セ
ルと前記偏光板との間に帯色補償用の位相差板を設ける
のが望ましい。For example, in the case of the STN type liquid crystal display device, the twist angle of liquid crystal molecules between a pair of substrates of the liquid crystal cell is preferably in a range of 180 ° to 270 °,
In the case of this STN type liquid crystal display device, it is desirable to provide a retardation plate for color compensation between the liquid crystal cell and the polarizing plate.
【0022】[0022]
【実施例】図1〜図4はこの発明の第1の実施例を示し
ており、図1は液晶表示素子の断面図である。この実施
例の液晶表示素子は、図1に示すように、液晶分子がツ
イスト配向した液晶層を有する液晶セル10の前面側に
偏光板21を配置するとともに、前記液晶セル10の後
面側に後述する特性を有する光学シート22を配置し、
この光学シート22の背後に、後面部材として、光吸収
板の一種である、可視光帯域のうちの所定の波長帯域の
光を吸収する着色板23を設けた構成となっている。な
お、この実施例で用いた偏光板21は、一般にニュート
ラル偏光板と称される無着色偏光板である。1 to 4 show a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a sectional view of a liquid crystal display device. In the liquid crystal display device of this embodiment, as shown in FIG. 1, a polarizing plate 21 is disposed on the front side of a liquid crystal cell 10 having a liquid crystal layer in which liquid crystal molecules are twist-aligned, and described later on the rear side of the liquid crystal cell 10. An optical sheet 22 having the characteristic of
Behind the optical sheet 22, there is provided, as a rear surface member, a colored plate 23 that absorbs light in a predetermined wavelength band of the visible light band, which is a kind of light absorbing plate. The polarizing plate 21 used in this embodiment is a non-colored polarizing plate generally called a neutral polarizing plate.
【0023】上記液晶セル10は、互いに対向する面そ
れぞれに透明電極13,14が形成されるとともにその
上に配向膜15,16が設けられた前後一対の透明基板
11,12間に、前記電極間13,14に印加される電
圧に応じて複屈折性が変化する液晶層18を挟持したも
のであり、前記一対の基板11,12は枠状のシール材
17を介して接合されており、液晶は、両基板11,1
2間の前記シール材17で囲まれた領域に封入されてい
る。なお、前記配向膜15,16はポリイミド等からな
る水平配向膜であり、その膜面を所定の方向にラビング
することによって配向処理されている。The liquid crystal cell 10 has transparent electrodes 13 and 14 formed on opposing surfaces thereof, and alignment films 15 and 16 provided thereon. A liquid crystal layer 18 whose birefringence changes according to a voltage applied to the gaps 13 and 14 is sandwiched between the pair of substrates 11 and 12, which are joined via a frame-shaped sealing material 17. The liquid crystal is used for both substrates 11, 1
It is sealed in a region surrounded by the sealing material 17 between the two. The alignment films 15 and 16 are horizontal alignment films made of polyimide or the like, and the alignment is performed by rubbing the film surfaces in a predetermined direction.
【0024】この液晶セル10は、例えば時分割駆動さ
れるセグメント表示型のものであり、一方の基板(この
実施例では後基板)12に設けられた透明電極14は各
表示画素に対応する形状の複数のセグメント電極、他方
の基板(この実施例では前基板)11に設けられた透明
電極13は、前記複数のセグメント電極14と対向する
複数に分割されたコモン電極である。The liquid crystal cell 10 is, for example, of a segment display type driven in a time-division manner, and a transparent electrode 14 provided on one substrate (the rear substrate in this embodiment) 12 has a shape corresponding to each display pixel. The transparent electrode 13 provided on the other substrate (the front substrate in this embodiment) 11 is a divided common electrode facing the plurality of segment electrodes 14.
【0025】次に、前記液晶セル10の後面側に配置す
る光学シート22について説明すると、図3は前記光学
シート22の斜視図であり、この光学シート22は、互
いにほぼ直交する方向に反射軸22sと透過軸22pと
をもっており、、前記反射軸22sに沿った偏光成分の
入射光を反射させ、前記透過軸22pに沿った偏光成分
の入射光を透過させる特性を有している。Next, the optical sheet 22 disposed on the rear surface side of the liquid crystal cell 10 will be described. FIG. 3 is a perspective view of the optical sheet 22, and the optical sheet 22 has a reflection axis in a direction substantially orthogonal to each other. 22s and a transmission axis 22p, and has a characteristic of reflecting incident light of a polarization component along the reflection axis 22s and transmitting incident light of a polarization component along the transmission axis 22p.
【0026】すなわち、図3に示したように、この光学
シート22に、その反射軸22sに沿った偏光成分(以
下、S偏光成分という)の光sと、前記透過軸22pに
沿った偏光成分(以下、P偏光成分という)の光pとの
両方を含む光を入射させると、その入射光のうちの前記
反射軸22sに沿ったS偏光成分の光sは光学シート2
2で反射され、前記透過軸22pに沿ったP偏光成分の
光pは光学シート22を透過する。なお、図3には、光
学シート22にその表面側から光を入射させた例を示し
たが、前記光学シート22は、その裏面側からの入射光
に対しても同じ特性を示す。この光学シート22は、そ
の反射特性及び透過特性が波長依存性の無い特性である
無着色シートであり、その反射光は、光沢のある鏡面反
射光である。That is, as shown in FIG. 3, the optical sheet 22 has a polarization component (hereinafter referred to as an S-polarization component) light s along its reflection axis 22s and a polarization component along the transmission axis 22p. When light including both light p (hereinafter, referred to as P-polarized light component) is incident, the light s of the S-polarized light component along the reflection axis 22s is incident on the optical sheet 2.
2, the light p of the P-polarized component along the transmission axis 22p passes through the optical sheet 22. Although FIG. 3 shows an example in which light is incident on the optical sheet 22 from the front side, the optical sheet 22 exhibits the same characteristics with respect to incident light from the rear side. The optical sheet 22 is a non-colored sheet whose reflection characteristics and transmission characteristics have no wavelength dependence, and the reflected light is glossy specular reflection light.
【0027】この光学シート22は、その構造は図示し
ないが、例えば、一方の面に微小幅の横長プリズム状部
がその幅方向に連続して互いに平行に並んだ形状の凹凸
面を形成した一対の透明フィルムを、その一方のフィル
ムの凹凸面の各頂部と他方のフィルムの凹凸面の各谷部
とを互いに向き合わせて重ね、その両フィルムの凹凸面
間に、屈折率の異なる複数の透明膜を交互に積層した積
層膜を挟持させたものであり、この種の光学シートは、
米国特許5,422,756号及び同5,559,63
4号に開示されている。Although the optical sheet 22 has a structure not shown, for example, a pair of concave and convex surfaces having a shape in which a horizontally long prism-like portion having a minute width is continuously arranged in the width direction and parallel to each other is formed on one surface. The transparent film, the top of the uneven surface of one film and the valley of the uneven surface of the other film are overlapped facing each other, between the uneven surface of both films, a plurality of transparent refractive index different A laminated film in which films are alternately laminated is sandwiched.
U.S. Pat. Nos. 5,422,756 and 5,559,63
No. 4.
【0028】また、前記光学シート22の背後に設けら
れた着色板(後面部材)23は、前記光学シート22に
よる鏡面反射光とは差のある色を呈するものであり、例
えば赤、緑、青、紫、金色などのうちの1つの色を呈す
る単色の着色板である。The colored plate (rear member) 23 provided behind the optical sheet 22 has a color different from the specular reflection light from the optical sheet 22, and is, for example, red, green, or blue. , Purple, gold or the like.
【0029】この実施例で用いた着色板23は、所定の
色に着色された透明樹脂フィルムの裏面(光学シート2
2に対向する面とは反対側の面)に銀またはアルミニウ
ムのメッキ膜または蒸着膜等からなる反射膜を形成した
ものである。The colored plate 23 used in this embodiment is a transparent resin film colored in a predetermined color on the back surface (optical sheet 2).
(A surface opposite to the surface opposite to the surface 2) is formed with a reflective film made of a silver or aluminum plating film or a vapor-deposited film.
【0030】なお、この着色板23は、前記光学シート
22の後面に着色された透明塗料を印刷しその裏面に反
射膜を形成して光学シート22と一体に設けてもよく、
また、金色などの金属色の着色板の場合は、前記光学シ
ート22の後面に金などの金属をメッキまたは蒸着して
形成してもよい。さらに、前記着色板23は有色あるい
は無色の散乱面又は散乱粒子を有する樹脂膜により形成
することができ、この場合は前記着色板23の裏面に反
射膜を設けなくても良い。The colored plate 23 may be provided integrally with the optical sheet 22 by printing a colored transparent paint on the rear surface of the optical sheet 22 and forming a reflective film on the rear surface.
In the case of a colored plate of a metal color such as gold, a metal such as gold may be formed on the rear surface of the optical sheet 22 by plating or vapor deposition. Further, the colored plate 23 may be formed of a colored or colorless scattering surface or a resin film having scattering particles. In this case, a reflective film may not be provided on the back surface of the colored plate 23.
【0031】そして、この実施例では、前記液晶セル1
0として、誘電異方性が正のネマティック液晶が封入さ
れ、その液晶層18の液晶分子が、一対の基板11,1
2間においてほぼ90°のツイスト角でツイスト配向し
ているものを用い、前記偏光板21を、その透過軸を前
記液晶セル10の前基板11の近傍における液晶分子の
配向方向とほぼ平行な方向に向けて配置し、前記光学シ
ート22を、その反射軸22sを前記偏光板21の透過
軸とほぼ直交する方向に向けて配置している。In this embodiment, the liquid crystal cell 1
As 0, a nematic liquid crystal having a positive dielectric anisotropy is sealed, and the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 18 are formed of a pair of substrates
The polarizing plate 21 is twisted with a twist angle of about 90 ° between the two, and the transmission axis of the polarizing plate 21 is substantially parallel to the alignment direction of the liquid crystal molecules in the vicinity of the front substrate 11 of the liquid crystal cell 10. , And the optical sheet 22 is arranged with its reflection axis 22 s oriented in a direction substantially orthogonal to the transmission axis of the polarizing plate 21.
【0032】図2は前記液晶セル10の両基板11,1
2の近傍における液晶分子の配向方向(配向膜15,1
6の配向処理方向)11a,12aと、前記偏光板21
の透過軸21aと、前記光学シート22の反射軸22s
及び透過軸22pの向きを示している。FIG. 2 shows the two substrates 11, 1 of the liquid crystal cell 10.
2 (the alignment films 15 and 1).
6) and the polarizing plate 21
Transmission axis 21a and the reflection axis 22s of the optical sheet 22
And the direction of the transmission axis 22p.
【0033】この図2のように、前記液晶セル10の前
基板11の近傍における液晶分子配向方向11aは、液
晶表示素子の画面の横軸xに対して前面(液晶表示素子
の前面)側から見て左回りにほぼ45°ずれた方向、後
基板12の近傍における液晶分子配向方向12aは、前
記横軸xに対して前面側から見て右回りにほぼ45°ず
れた方向にあり、この液晶セル10の液晶層18の液晶
分子は、そのツイスト方向を図に破線矢印で示したよう
に、後基板12から前基板11に向かい、前面側から見
て右回りにほぼ90°のツイスト角でツイスト配向して
いる。As shown in FIG. 2, the liquid crystal molecule orientation direction 11a in the vicinity of the front substrate 11 of the liquid crystal cell 10 is from the front side (the front side of the liquid crystal display element) with respect to the horizontal axis x of the screen of the liquid crystal display element. The liquid crystal molecule orientation direction 12a in the vicinity of the rear substrate 12 is approximately 45 ° counterclockwise when viewed, and is approximately 45 ° clockwise shifted from the front side with respect to the horizontal axis x. The liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 18 of the liquid crystal cell 10 have a twist direction of about 90 ° clockwise from the rear substrate 12 to the front substrate 11 and clockwise as viewed from the front side, as indicated by the dashed arrow in the drawing. And twist-oriented.
【0034】そして、前記偏光板21は、その透過軸2
1aを前記横軸xに対して前面側から見て左回りにほぼ
45°ずれた方向に向けて配置されており、したがっ
て、この偏光板21の透過軸21aは、液晶セル10の
前基板11の近傍における液晶分子配向方向11aとほ
ぼ平行になっている。The polarizing plate 21 has a transmission axis 2
1a is arranged in a direction deviated counterclockwise by approximately 45 ° with respect to the horizontal axis x from the front side, so that the transmission axis 21a of the polarizing plate 21 is aligned with the front substrate 11 of the liquid crystal cell 10. Is substantially parallel to the liquid crystal molecule alignment direction 11a in the vicinity of.
【0035】さらに、前記光学シート22は、その反射
軸22sを前記横軸xに対して前面側から見て右回りに
ほぼ45°ずれた方向に向けて配置されており、したが
って、この光学シート22の反射軸22sは前記偏光板
21の透過軸21aとほぼ直交する方向にあり、透過軸
22pは前記偏光板21の透過軸21aとほぼ平行であ
る。Further, the optical sheet 22 is arranged such that its reflection axis 22s is displaced approximately 45 ° clockwise with respect to the horizontal axis x when viewed from the front side. The reflection axis 22s of 22 is in a direction substantially orthogonal to the transmission axis 21a of the polarizing plate 21, and the transmission axis 22p is substantially parallel to the transmission axis 21a of the polarizing plate 21.
【0036】この液晶表示素子は、前記液晶セル10の
両基板11,12上の電極13,14間への電圧の印加
により液晶層18の複屈折性を制御して表示駆動され、
表示素子の前面から入射する外光の前記光学シート22
による鏡面反射光と、後面部材として設けた前記着色板
23の色とによって画像を表示するものである。The liquid crystal display element is driven by controlling the birefringence of the liquid crystal layer 18 by applying a voltage between the electrodes 13 and 14 on both the substrates 11 and 12 of the liquid crystal cell 10, and is driven for display.
The optical sheet 22 for external light incident from the front of the display element
The image is displayed by the specular reflection light of the color plate and the color of the colored plate 23 provided as the rear surface member.
【0037】すなわち、この液晶表示素子においては、
その前面から入射した外光が、前記偏光板21と液晶セ
ル10とを順に透過して前記光学シート22に入射し、
その光のうち、光学シート22の反射軸22sに沿った
S偏光成分の光がこの光学シート22で反射され、光学
シート22の透過軸22pに沿ったP偏光成分の光pは
この光学シートを透過する。That is, in this liquid crystal display device,
External light incident from the front surface passes through the polarizing plate 21 and the liquid crystal cell 10 in order, and enters the optical sheet 22,
Of the light, the S-polarized light component along the reflection axis 22s of the optical sheet 22 is reflected by the optical sheet 22, and the P-polarized light component p along the transmission axis 22p of the optical sheet 22 passes through the optical sheet. To Penetrate.
【0038】また、前記光学シート22に入射する光の
偏光状態は、電圧の印加により制御される液晶層18の
複屈折性に応じて変化し、それにより、光学シート22
に入射した光の反射光強度と透過光強度との割合が変化
する。The polarization state of the light incident on the optical sheet 22 changes according to the birefringence of the liquid crystal layer 18 which is controlled by applying a voltage.
The ratio between the reflected light intensity and the transmitted light intensity of the light incident on the light source changes.
【0039】つまり、前記液晶層18の複屈折性は、液
晶分子の初期のツイスト配向状態(液晶分子が基板1
1,12面に対して配向膜15,16により規制される
プレチルト角をもって倒伏した状態)にある電圧無印加
状態において最も大きく、液晶層への電圧の印加により
液晶分子がツイスト配向状態を保ちながら印加電圧に応
じた立上がり角で立上がり配向するのにともなって複屈
折性が小さくなり、液晶分子が基板11,12面に対し
てほぼ垂直に立上がり配向すると、複屈折性がほとんど
無くなる。That is, the birefringence of the liquid crystal layer 18 depends on the initial twist alignment state of the liquid crystal molecules (the liquid crystal molecules are
In the state in which no voltage is applied to the liquid crystal layer in a state where the liquid crystal layer is tilted with the pretilt angles regulated by the alignment films 15 and 16 with respect to the 1st and 12th planes, the liquid crystal molecules maintain the twist alignment state by applying a voltage to the liquid crystal layer. The birefringence decreases as the liquid crystal molecules rise and align at a rising angle corresponding to the applied voltage. When the liquid crystal molecules rise and align almost perpendicularly to the substrates 11 and 12, the birefringence is almost eliminated.
【0040】そして、この実施例では、図2に示したよ
うに、液晶セル10の液晶分子のツイスト角をほぼ90
°とし、偏光板21の透過軸21aを液晶セル10の前
基板11の近傍における液晶分子配向方向11aとほぼ
平行に位置させるとともに、前記光学シート22の反射
軸22sを前記偏光板21の透過軸21aとほぼ直交さ
せているため、液晶分子が初期のツイスト配向状態にあ
るときは、偏光板21を透過して入射した直線偏光が、
液晶セル10を透過する過程で液晶層18の複屈折性に
よりほぼ90°旋光され、前記光学シート22にその反
射軸22sに沿った直線偏光となって入射して、その光
のほとんどが光学シート22で反射される。In this embodiment, as shown in FIG. 2, the twist angle of the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell 10 is set to approximately 90 degrees.
°, the transmission axis 21a of the polarizing plate 21 is positioned substantially parallel to the liquid crystal molecule orientation direction 11a near the front substrate 11 of the liquid crystal cell 10, and the reflection axis 22s of the optical sheet 22 is set to the transmission axis of the polarizing plate 21. When the liquid crystal molecules are in the initial twist alignment state, the linearly polarized light transmitted through the polarizing plate 21 is substantially orthogonal to the liquid crystal molecules 21a.
In the process of transmitting through the liquid crystal cell 10, the light is rotated by approximately 90 ° due to the birefringence of the liquid crystal layer 18 and is incident on the optical sheet 22 as linearly polarized light along the reflection axis 22s. It is reflected at 22.
【0041】また、液晶分子がほぼ垂直に立上がり配向
したとき(液晶層18の複屈折性がほとんど無くなった
とき)は、入射した直線偏光が旋光作用を受けずに液晶
セル10を透過して、光学シート22にその透過軸22
pに沿った直線偏光の状態で入射し、その光のほとんど
が光学シート22を透過してその背後の着色板23に入
射する。Further, when the liquid crystal molecules rise substantially vertically and are aligned (when the birefringence of the liquid crystal layer 18 is almost eliminated), the incident linearly polarized light passes through the liquid crystal cell 10 without being subjected to the optical rotation effect. The optical sheet 22 has its transmission axis 22
The light enters in the state of linearly polarized light along p, and most of the light passes through the optical sheet 22 and enters the colored plate 23 behind it.
【0042】さらに、液晶分子がツイスト配向状態を保
ちながら斜めに立上がり配向したときは、入射した直線
偏光が、液晶分子が前記初期のツイスト配向状態にある
ときと前記ほぼ垂直に立上がり配向したときとの間の偏
光状態の光、すなわち、光学シート22の反射軸22s
に沿った偏光成分と透過軸22pに沿った偏光成分との
両方を含む光となって前記光学シート22に入射し、そ
の光のうちの前記反射軸22sに沿った偏光成分の光が
光学シート22で反射され、透過軸22pに沿った偏光
成分の光は光学シート22を透過して前記着色板23に
入射する。Further, when the liquid crystal molecules are aligned obliquely rising while maintaining the twist alignment state, the incident linearly polarized light is different between when the liquid crystal molecules are in the initial twist alignment state and when the liquid crystal molecules are almost vertically rising alignment. , That is, the reflection axis 22s of the optical sheet 22
And a light component including both a polarization component along the transmission axis 22p and the polarization sheet along the transmission axis 22p, and is incident on the optical sheet 22; The light of the polarization component reflected by 22 and transmitted along the transmission axis 22p passes through the optical sheet 22 and enters the colored plate 23.
【0043】図4は、上記液晶表示素子の1つの画素領
域(セグメント電極14とコモン電極13とが対向して
いる領域)における入射光の反射及び透過状態を示す拡
大断面図であり、液晶分子18aが初期のツイスト配向
状態にあるときは、(a)に示すように、入射光aのほ
とんどが光学シート22で反射され、その反射光bが液
晶表示素子の前面に出射する。FIG. 4 is an enlarged sectional view showing a reflection and transmission state of incident light in one pixel region (a region where the segment electrode 14 and the common electrode 13 are opposed) of the liquid crystal display element. When 18a is in the initial twisted state, most of the incident light a is reflected by the optical sheet 22, and the reflected light b is emitted to the front surface of the liquid crystal display element, as shown in FIG.
【0044】なお、上述したように、前記光学シート2
2はその反射特性及び透過特性が波長依存性の無い特性
である無着色シートであり、したがって入射光aが白色
光であれば反射光bも白色光である。As described above, the optical sheet 2
Reference numeral 2 denotes a non-colored sheet whose reflection characteristics and transmission characteristics have no wavelength dependency. Therefore, if the incident light a is white light, the reflected light b is also white light.
【0045】また、液晶分子18aがほぼ垂直に立上が
り配向したときは、(b)のように入射光(白色光)a
のほとんどが光学シート22を透過して着色板23に入
射し、可視光帯域の光のうち、着色板23の色に対応す
る波長帯域以外の波長帯域の光が着色板23で吸収さ
れ、着色板23の色に対応する波長帯域の光が着色板2
3で反射されて、この着色板23の色に着色した着色光
cが液晶表示素子の前面に出射する。When the liquid crystal molecules 18a are vertically aligned and vertically aligned, the incident light (white light) a as shown in FIG.
Most of the light passes through the optical sheet 22 and is incident on the colored plate 23. Of the light in the visible light band, light in a wavelength band other than the wavelength band corresponding to the color of the colored plate 23 is absorbed by the colored plate 23, The light in the wavelength band corresponding to the color of the plate 23 is
The colored light c reflected by 3 and colored in the color of the colored plate 23 is emitted to the front surface of the liquid crystal display element.
【0046】さらに、液晶分子がツイスト配向状態を保
ちながら斜めに立上がり配向したときは、図示しない
が、入射光のうちの光学シート22の反射軸22sに沿
った偏光成分の光が光学シート22で反射されて液晶表
示素子の前面に出射するとともに、透過軸22pに沿っ
た偏光成分の光が光学シート22を透過して着色板23
に入射し、この着色板23の色に着色した着色光cとな
って液晶表示素子の前面に出射する。Further, when the liquid crystal molecules are oriented obliquely rising while maintaining the twisted state, although not shown, the light of the polarization component along the reflection axis 22s of the optical sheet 22 of the incident light is not reflected by the optical sheet 22. The reflected light is emitted to the front surface of the liquid crystal display element, and the light of the polarization component along the transmission axis 22p is transmitted through the optical sheet 22 and the colored plate 23
And is emitted as colored light c colored in the color of the colored plate 23 to the front surface of the liquid crystal display element.
【0047】したがって、前記液晶セル10の各画素領
域の表示を液晶表示素子の前面側から観察すると、これ
らの画素領域の表示は、前記光学シート22の前記画素
領域に対応する部分への入射光の偏光状態に応じて変化
し、光学シート22への入射光のほとんどが前記反射軸
22sに沿った偏光成分の光であるときは外光の鏡面反
射光が見え、入射光のほとんどが前記透過軸22pに沿
った偏光成分の光であるときは光学シート22の背後に
設けられた着色板23の色が見え、入射光が前記反射軸
22sに沿った偏光成分と透過軸22pに沿った偏光成
分との両方を含む光であるときは外光の鏡面反射光と前
記着色板23の色との両方が混ざって見える。Therefore, when the display of each pixel region of the liquid crystal cell 10 is observed from the front side of the liquid crystal display element, the display of these pixel regions is based on the incident light on the portion of the optical sheet 22 corresponding to the pixel region. When most of the light incident on the optical sheet 22 is light having a polarization component along the reflection axis 22s, the external light is specularly reflected, and most of the incident light is transmitted. When the light is polarized light along the axis 22p, the color of the colored plate 23 provided behind the optical sheet 22 is visible, and the incident light is polarized along the reflection axis 22s and polarized light along the transmission axis 22p. When the light includes both components, both the specular reflected light of the external light and the color of the colored plate 23 appear to be mixed.
【0048】また、上記画素領域以外の領域は、液晶分
子が常に初期のツイスト配向状態にある領域であり、こ
の領域では入射光が光学シート22で反射されて、常に
外光の鏡面反射光が見える。The area other than the pixel area is an area where liquid crystal molecules are always in an initial twist alignment state. In this area, incident light is reflected by the optical sheet 22 and mirror light of external light is always reflected. appear.
【0049】したがって、上記液晶表示素子によれば、
画素領域以外の領域及び各画素領域のうちの電圧が印加
されていない領域で外光の鏡面反射光により光沢のある
白の背景を表示し、電圧が印加された画素領域で着色さ
れた文字や図形などを表示する、着色画像の表示を行な
うことができるとともに、その着色表示の明るさを印加
電圧に応じて段階的に変化させることが可能である。Therefore, according to the above liquid crystal display device,
In areas other than the pixel area and areas where no voltage is applied in each pixel area, a glossy white background is displayed by the specular reflected light of the external light, and characters or characters colored in the pixel area to which the voltage is applied are displayed. It is possible to display a colored image for displaying a figure or the like, and to change the brightness of the colored display stepwise according to the applied voltage.
【0050】この液晶表示素子の表示色は、前記着色板
23の色によって決まり、例えば着色板23が赤色着色
板である場合は、白の背景中に赤で文字や図形などが表
示され、前記着色板23が金色着色板である場合は、白
の背景中に金色で文字や図形などが表示される。The display color of the liquid crystal display element is determined by the color of the colored plate 23. For example, when the colored plate 23 is a red colored plate, characters and figures are displayed in red on a white background. When the colored plate 23 is a gold colored plate, characters, figures, and the like are displayed in gold on a white background.
【0051】なお、前記着色板23の色は、上述した
赤、緑、青、紫、金色などに限らず、可視光帯域の全て
の光を吸収する黒色板であっても、可視光帯域の全ての
光を反射する白色板であってもよく、黒の着色板を用い
れば、前記光学シート22を透過した光のほとんどの波
長光が着色板23で吸収されて、光沢のある白の背景中
に黒で文字や図形などが表示される。The color of the colored plate 23 is not limited to the above-mentioned red, green, blue, violet, and gold colors, and may be a black plate that absorbs all light in the visible light band. A white plate that reflects all light may be used. If a black colored plate is used, most of the wavelength light of the light transmitted through the optical sheet 22 is absorbed by the colored plate 23, and a glossy white background is used. Characters and figures are displayed in black inside.
【0052】また、白の着色板を用いる場合は、白の背
景中に白で文字や図形などが表示されるが、その表示は
着色板23からの反射光で得られるため、着色板23が
白色板であっても、各波長光がある程度着色板23で吸
収されるから、着色板23からの反射光で表示される白
と、この光沢のある白の背景とは、その明るさが十分に
異なり、したがって、表示を十分認識することができ
る。When a white colored plate is used, characters, figures, and the like are displayed in white on a white background. The display is obtained by the reflected light from the colored plate 23. Even in the case of a white plate, each wavelength light is absorbed by the colored plate 23 to some extent, so that the white displayed by the reflected light from the colored plate 23 and the glossy white background have sufficient brightness. Therefore, the display can be sufficiently recognized.
【0053】図5はこの発明の第2の実施例を示す液晶
表示素子の断面図である。この実施例は、光学シート2
2の背後に設ける後面部材を、前記光学シート22を透
過した光を吸収して所定の色の蛍光を発する蛍光板24
としたものであり、その他の構成は上述した第1の実施
例と同じである。FIG. 5 is a sectional view of a liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention. In this embodiment, the optical sheet 2
A fluorescent member 24 that absorbs light transmitted through the optical sheet 22 and emits fluorescent light of a predetermined color.
The other configuration is the same as that of the first embodiment.
【0054】この実施例の液晶表示素子によれば、前記
蛍光板24が光学シート22を透過した光を吸収して蛍
光を発し、その蛍光が液晶表示素子の前面に出射するた
め、前記光学シート22で反射された外光の鏡面反射光
で表示される光沢のある白の背景中に、所定の色の蛍光
で文字や図形などを表示することができる。According to the liquid crystal display device of this embodiment, the fluorescent plate 24 absorbs light transmitted through the optical sheet 22 to emit fluorescent light, and the fluorescent light is emitted to the front of the liquid crystal display device. Characters, figures, and the like can be displayed with fluorescent light of a predetermined color on a glossy white background that is displayed by the specular reflected light of the external light reflected by.
【0055】図6はこの発明の第3の実施例を示す液晶
表示素子の断面図である。この実施例は、光学シート2
2の背後に設ける後面部材を、前記光学シート22の後
面に対向させて設けた光拡散板26の背後に複数のLE
D(発光ダイオード)27を所定の間隔で配置したLE
D発光体25としたものであり、その他の構成は上述し
た第1の実施例と同じである。FIG. 6 is a sectional view of a liquid crystal display device according to a third embodiment of the present invention. In this embodiment, the optical sheet 2
A plurality of LEs are provided behind a light diffusion plate 26 provided opposite to the rear surface of the optical sheet 22.
LEs in which D (light emitting diodes) 27 are arranged at predetermined intervals
The configuration is the same as that of the first embodiment described above except that the configuration is a D luminous body 25.
【0056】また、図7はこの発明の第4の実施例を示
す液晶表示素子の断面図である。この実施例は、光学シ
ート22の背後に設ける後面部材を、EL(エレクトロ
ルミネッセンス)パネルからなるEL発光体28とした
ものであり、その他の構成は上述した第1の実施例と同
じである。FIG. 7 is a sectional view of a liquid crystal display device according to a fourth embodiment of the present invention. In this embodiment, the rear member provided behind the optical sheet 22 is an EL luminous body 28 composed of an EL (electroluminescence) panel, and other configurations are the same as those of the above-described first embodiment.
【0057】上記第3及び第4の実施例の液晶表示素子
は、その後面部材であるLED発光体25またはEL発
光体28を点灯させないときには、前述した第1の実施
例と同様に、光学シート22で反射された外光の鏡面反
射光で表示される光沢のある白の背景中に、LED発光
体25またはEL発光体28の否点灯時の色(LED発
光体25またはEL発光体28の表面反射光の色)によ
り文字や図形などを表示し、前記LED発光体25また
はEL発光体28を点灯させたときには、外光の反射光
と、前記LED発光体25またはEL発光体28の発光
色とによって画像を表示するものである。In the liquid crystal display elements of the third and fourth embodiments, when the LED member 25 or the EL member 28 which is the rear surface member is not turned on, the optical sheet is formed in the same manner as in the first embodiment. In the glossy white background displayed by the specular reflected light of the external light reflected at 22, the color when the LED light-emitting body 25 or the EL light-emitting body 28 is not turned on (the LED light-emitting body 25 or the EL light-emitting body 28). When characters or figures are displayed by the color of the surface reflected light) and the LED luminous body 25 or the EL luminous body 28 is turned on, the reflected light of the external light and the emission of the LED luminous body 25 or the EL luminous body 28 An image is displayed by colors.
【0058】これらの液晶表示素子によれば、入射光が
光学シート22を透過する画素領域の表示が、前記LE
D発光体25またはEL発光体28が発する着色光で表
示されるため、光学シート22で反射された光で表示さ
れる光沢のある白の背景中に、高輝度の着色光で文字や
図形などを表示することができる。また、外光が暗い場
合、あるいはほとんど無い場合は、黒の背景中にLED
発光体25またはEL発光体28の点灯による発光色に
より文字や図形などが表示される。According to these liquid crystal display elements, the display of the pixel area where the incident light passes through the optical sheet 22 is performed by the LE.
Since the display is made with the colored light emitted from the D light emitter 25 or the EL light emitter 28, characters, figures, etc., with high brightness colored light are placed in a glossy white background displayed with light reflected by the optical sheet 22. Can be displayed. When the external light is dark or almost nonexistent, the LED
Characters, figures, and the like are displayed by the color of light emitted by the light emitting body 25 or the EL light emitting body 28.
【0059】なお、上記第3及び第4の実施例の液晶表
示素子において、その後面部材であるLED発光体25
またはEL発光体28に代えて、白熱ランプ又は冷陰極
管等の光源と、導光板と、反射板、及び拡散板等からな
る面光源装置を用いることもでき、この場合も、前述し
た上記第3及び第4の実施例の液晶表示素子と同様の表
示を行うことができる。In the liquid crystal display devices of the third and fourth embodiments, the LED luminous body 25 as the rear surface member is used.
Alternatively, a surface light source device including a light source such as an incandescent lamp or a cold cathode tube, a light guide plate, a reflection plate, and a diffusion plate can be used in place of the EL luminous body 28. The same display as the liquid crystal display devices of the third and fourth embodiments can be performed.
【0060】図8はこの発明の第5の実施例を示す液晶
表示素子の断面図である。この実施例は、液晶セル10
の前面側に配置する偏光板を、所定の色のカラー偏光板
29とし、このカラー偏光板29を、その透過軸を液晶
セル10の前基板11の近傍における液晶分子配向方向
11aとほぼ平行にして配置したものであり、その他の
構成は第1の実施例と同じである。FIG. 8 is a sectional view of a liquid crystal display device according to a fifth embodiment of the present invention. In this embodiment, the liquid crystal cell 10
Is a color polarizer 29 of a predetermined color, and the transmission axis of the color polarizer 29 is substantially parallel to the liquid crystal molecule orientation direction 11a near the front substrate 11 of the liquid crystal cell 10. The other configuration is the same as that of the first embodiment.
【0061】この実施例の液晶表示素子は、基本的に
は、光学シート22による外光の鏡面反射光と後面部材
である着色板23の色とによって画像を表示するもので
あるが、液晶セル10の前面側に配置する偏光板29を
カラー偏光板としているため、次のような着色表示が可
能である。The liquid crystal display element of this embodiment basically displays an image by the specular reflected light of the external light from the optical sheet 22 and the color of the colored plate 23 as the rear member. Since the polarizer 29 disposed on the front side of the color filter 10 is a color polarizer, the following colored display is possible.
【0062】なお、ここでは、前記カラー偏光板29を
赤色偏光板とし、前記着色板23を黒色板とした場合に
ついて説明する。まず、液晶セル10への入射光につい
て説明すると、前記カラー偏光板29は、その色の波長
帯域の光に対しては偏光作用を示さず、他の波長帯域の
光に対してのみ偏光作用を示すため、前記カラー偏光板
29が赤色偏光板である場合は、可視光帯域のうちの赤
の波長帯域の光がほとんど偏光されることなく無偏光状
態のまま偏光板29を透過し、緑と青の波長帯域の光が
それぞれ前記偏光板29の透過軸方向と直交する偏光成
分の光を吸収されて直線偏光となる。Here, the case where the color polarizing plate 29 is a red polarizing plate and the coloring plate 23 is a black plate will be described. First, the light incident on the liquid crystal cell 10 will be described. The color polarizing plate 29 does not exhibit a polarizing effect on light in the wavelength band of the color, but exerts a polarizing effect only on light in other wavelength bands. For the sake of illustration, when the color polarizer 29 is a red polarizer, light in the red wavelength band of the visible light band is transmitted through the polarizer 29 in a non-polarized state without being substantially polarized, and becomes green. Light in the blue wavelength band is respectively absorbed by light having a polarization component orthogonal to the transmission axis direction of the polarizing plate 29 and becomes linearly polarized light.
【0063】したがって、前記赤色のカラー偏光板29
を透過して液晶セル10に入射する光は、そのうちの赤
の波長帯域の光(以下、赤色光という)が無偏光の光で
あり、緑と青の波長帯域の光(以下、緑色光及び青色光
という)が前記偏光板29の透過軸に沿った直線偏光で
ある。この緑色光と青色光は、直線偏光成分だけの光で
あるなため、無偏光の光である前記赤色光の光強度に比
べて光強度がほぼ半分に減少した光である。Therefore, the red color polarizing plate 29
Of the light that passes through and enters the liquid crystal cell 10, of which light in the red wavelength band (hereinafter, referred to as red light) is unpolarized light, and light in the green and blue wavelength bands (hereinafter, green light and green light). Blue light) is linearly polarized light along the transmission axis of the polarizing plate 29. Since the green light and the blue light are light having only the linearly polarized light component, the light intensity is reduced to approximately half the light intensity of the red light which is the unpolarized light.
【0064】そして、液晶セル10の液晶分子が初期の
ツイスト配向状態にある電圧無印加領域に入射した光
は、液晶層18の複屈折性によりほぼ90°旋光されて
光学シート22に入射する。The light that has entered the no-voltage application region in which the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell 10 are in the initial twist alignment state is rotated by approximately 90 ° by the birefringence of the liquid crystal layer 18 and enters the optical sheet 22.
【0065】したがって、液晶セル10の電圧無印加領
域を透過して光学シート22に入射する光のうち、緑色
光と青色光は、光学シート22の反射軸22sに沿った
S偏光成分の光であり、赤色光は、光学シート22の反
射軸22sに沿ったS偏光成分の光と、透過軸22pに
沿ったP偏光成分の両方を含んでいるため、緑色光と青
色光のほとんどと、赤色光のうちの前記S偏光成分の光
が光学シート22で反射され、赤色光のうちの前記P偏
光成分の光は光学シート22を透過する。そして、この
例では前記着色板23を黒色板としているため、光学シ
ート22を透過したP偏光成分の赤色光は着色板23で
吸収される。Therefore, of the light transmitted through the voltage-free area of the liquid crystal cell 10 and incident on the optical sheet 22, green light and blue light are S-polarized light along the reflection axis 22 s of the optical sheet 22. Since the red light includes both the S-polarized light component along the reflection axis 22s of the optical sheet 22 and the P-polarized light component along the transmission axis 22p, most of the green light and the blue light and the red light The S-polarized light component of the light is reflected by the optical sheet 22, and the P-polarized light component of the red light is transmitted through the optical sheet 22. In this example, since the colored plate 23 is a black plate, the P-polarized component red light transmitted through the optical sheet 22 is absorbed by the colored plate 23.
【0066】このため、液晶分子が初期のツイスト配向
状態にある電圧無印加領域(画素領域以外の領域及び各
画素領域のうちの電圧が印加されていない領域)の表示
は、前記光学シート22で反射された、緑色光と青色光
及び赤色光のうちのS偏光成分の光とで表示される。こ
の赤、緑、青の各色光の出射光強度は、いずれも、液晶
表示素子への入射光のS偏光成分光だけであり実質的に
等しいので、前記電圧無印加領域の表示は、光沢のある
白である。For this reason, the display in the no-voltage application region (the region other than the pixel region and the region where no voltage is applied in the pixel regions) in which the liquid crystal molecules are in the initial twist alignment state is performed by the optical sheet 22. The reflected light is represented by the green light and the S-polarized light of the blue light and the red light. The outgoing light intensities of the red, green, and blue color lights are only S-polarized component light of the incident light to the liquid crystal display element and are substantially equal. There is some white.
【0067】また、液晶セル10の液晶分子がほぼ垂直
に立上がり配向した電圧印加領域に入射した光は、液晶
層18の複屈折性を受けずに液晶セル10を透過して光
学シート22に入射する。Light incident on the voltage application region where the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell 10 rise and align substantially vertically passes through the liquid crystal cell 10 without being affected by the birefringence of the liquid crystal layer 18 and enters the optical sheet 22. I do.
【0068】したがって、液晶セル10の電圧印加領域
を透過して光学シート22に入射する光のうち、緑色光
と青色光は、前記光学シート22の透過軸22pに沿っ
たP偏光成分の光であり、赤色光は、光学シート22の
反射軸22sに沿ったS偏光成分の光と、透過軸22p
に沿ったP偏光成分の両方を含んでいるが、緑色光と青
色光のほとんどと、赤色光のうちの前記P偏光成分の光
が光学シート22を透過して黒色の着色板23で吸収さ
れ、赤色光のうちの前記S偏光成分の光だけが光学シー
ト22で反射される。Accordingly, of the light transmitted through the voltage application region of the liquid crystal cell 10 and incident on the optical sheet 22, the green light and the blue light are P-polarized light along the transmission axis 22 p of the optical sheet 22. The red light includes the S-polarized component light along the reflection axis 22s of the optical sheet 22 and the transmission axis 22p.
, And most of the green light and the blue light and the light of the P-polarized component of the red light are transmitted through the optical sheet 22 and absorbed by the black colored plate 23. Only the S-polarized light of the red light is reflected by the optical sheet 22.
【0069】このため、液晶分子がほぼ垂直に立上がり
配向した電圧印加領域の表示は、前記赤色光のうちの、
光学シート22で反射されたS偏光成分の光で表示さ
れ、したがって、光沢のある白の背景中に、赤で文字や
図形などが表示される。For this reason, the display of the voltage application region in which the liquid crystal molecules rise almost vertically is aligned with the red light,
It is displayed by the light of the S-polarized light component reflected by the optical sheet 22, so that characters and figures are displayed in red on a glossy white background.
【0070】なお、上記の例では着色板23を黒色板と
したが、前記着色板23は他の色のものでもよい。その
いくつかの例を上げると、例えば着色板23を白色板と
した場合は、光学シート22を透過した各波長帯域の光
が全て着色板23で反射される。Although the colored plate 23 is a black plate in the above example, the colored plate 23 may be of another color. To give some examples, for example, when the colored plate 23 is a white plate, all the light of each wavelength band transmitted through the optical sheet 22 is reflected by the colored plate 23.
【0071】そのため、前記背景(液晶分子が初期のツ
イスト配向状態にある電圧無印加領域の表示)は、光学
シート22で反射された赤、緑、青の光からなる光沢の
ある白色光に、前記光学シート2を透過して着色板23
で反射された赤色光が重畳した光沢のある赤色となり、
背景中の表示(液晶分子が立上がり配向した電圧印加領
域の表示)は、光学シート22で反射された光沢のある
赤色光に、前記光学シート2を透過して着色板23で反
射された赤、緑、青の光からなる白色光が重畳した赤色
となる。Therefore, the background (display of the no-voltage application region where the liquid crystal molecules are in the initial twist alignment state) is a glossy white light composed of red, green, and blue light reflected by the optical sheet 22. Colored plate 23 transmitted through optical sheet 2
The red light reflected by becomes a glossy red superimposed,
The display in the background (display of the voltage application region where the liquid crystal molecules rise and align) includes the glossy red light reflected by the optical sheet 22, the red light transmitted through the optical sheet 2 and reflected by the colored plate 23, Red light is obtained by superimposing white light composed of green and blue light.
【0072】この例では、背景色と表示色がいずれも赤
であるが、白色の着色板23は入射した各波長光帯域の
光を散乱及び吸収するため、着色板23で反射された白
色光の強度は、光学シート22で反射された白色光の強
度よりも低く、したがって、前記背景の色は、白色光の
強度が強い淡赤色であり、背景中の表示は、白色光の強
度が弱い濃赤色である。In this example, the background color and the display color are both red, but the white colored plate 23 scatters and absorbs the incident light of each wavelength band, so that the white light reflected by the colored plate 23 is reflected. Is lower than the intensity of the white light reflected by the optical sheet 22. Therefore, the background color is light red with a strong white light intensity, and the display in the background has a weak white light intensity. It is dark red.
【0073】また、前記着色板23をカラー偏光板21
と同じ色の赤色板とした場合は、光学シート22を透過
した各波長域の光のうちの赤の波長帯域光だけが着色板
23で反射され、他の波長帯域の光は着色板23に吸収
される。Further, the colored plate 23 is replaced with the color polarizing plate 21.
In the case of a red plate having the same color as that of the above, only the red wavelength band light of the light of each wavelength band transmitted through the optical sheet 22 is reflected by the colored plate 23, and the light of other wavelength bands is reflected by the colored plate 23. Absorbed.
【0074】そのため、前記背景は、光学シート22で
反射された赤、緑、青の光からなる光沢のある白色光に
着色板23で反射された赤色光が重畳した光沢のある淡
赤色となり、背景中の表示は、光学シート22で反射さ
れた赤色光に着色板23で反射された赤色光が重畳した
濃厚な赤色となる。For this reason, the background becomes a glossy pale red in which the red light reflected by the colored plate 23 is superimposed on the glossy white light of red, green, and blue light reflected by the optical sheet 22, and The display in the background is rich red in which the red light reflected by the coloring plate 23 is superimposed on the red light reflected by the optical sheet 22.
【0075】また、前記着色板23を緑色板とした場合
は、光学シート22を透過した各波長帯域の光のうちの
緑の波長帯域光だけが着色板23で反射され、他の波長
帯域の光は着色板23に吸収される。When the colored plate 23 is a green plate, of the light in each wavelength band transmitted through the optical sheet 22, only the green wavelength band light is reflected by the colored plate 23, and the other wavelength band light is reflected. Light is absorbed by the colored plate 23.
【0076】そのため、前記背景は、光学シート22で
反射された赤、緑、青の光からなる白色光に着色板23
で反射された緑色光が重畳した光沢のある淡緑色とな
り、背景中の表示は、光学シート22で反射された赤色
光に着色板23で反射された緑色光が重畳した黄色とな
る。Therefore, the background is changed to white light composed of red, green, and blue light reflected by the optical sheet 22 and the colored plate 23.
The green light reflected from the optical sheet 22 has a superimposed light green color, and the display in the background is yellow in which the green light reflected by the coloring plate 23 is superimposed on the red light reflected by the optical sheet 22.
【0077】さらに、前記着色板23を青色板とした場
合は、光学シート22を透過した各波長帯域の光のうち
の青の波長帯域光だけが着色板23で反射され、他の波
長帯域の光は着色板23に吸収される。Further, when the colored plate 23 is a blue plate, of the light of each wavelength band transmitted through the optical sheet 22, only the blue wavelength band light is reflected by the colored plate 23, and the other wavelength band light is reflected. Light is absorbed by the colored plate 23.
【0078】そのため、前記背景は、光学シート22で
反射された赤、緑、青の光からなる光沢のある白色光に
着色板23で反射された青色光が重畳した光沢のある淡
青色となり、背景中の表示は、光学シート22で反射さ
れた赤色光に着色板23で反射された青色光が重畳した
紫色となる。Therefore, the background becomes a glossy light blue in which the glossy white light composed of the red, green, and blue lights reflected by the optical sheet 22 and the blue light reflected by the coloring plate 23 are superimposed. The display in the background is purple in which the red light reflected by the optical sheet 22 and the blue light reflected by the colored plate 23 are superimposed.
【0079】なお、上述した表示例は、カラー偏光板2
9を赤色偏光板としたときの例であるが、前記カラー偏
光板29は他の色の偏光板としてもよく、このカラー偏
光板29の色と着色板23の色との組合わせにより、所
望の背景色と表示色を得ることができる。また、前記着
色板23は、上記第2〜第4の実施例で用いた蛍光板2
4やLED発光体25またはEL発光体28に置き換え
てもよい。The above-described display example is based on the color polarizer 2
Although 9 is an example in which a red polarizing plate is used, the color polarizing plate 29 may be a polarizing plate of another color, and a desired combination of the color of the color polarizing plate 29 and the color of the colored plate 23 is obtained. The background color and the display color can be obtained. The colored plate 23 is formed of the fluorescent plate 2 used in the second to fourth embodiments.
4 or an LED luminous body 25 or an EL luminous body 28.
【0080】図9はこの発明の第6の実施例を示す液晶
表示素子の断面図である。この実施例は、液晶セル10
の前面側に配置する偏光板を無着色偏光板21とし、前
記液晶セル10の前面に、所定の色の透明な着色膜30
を印刷等の手段により形成したものであり、その他の構
成は第1の実施例と同じである。FIG. 9 is a sectional view of a liquid crystal display device according to a sixth embodiment of the present invention. In this embodiment, the liquid crystal cell 10
The non-colored polarizer 21 is a polarizer disposed on the front side of the liquid crystal cell 10. A transparent colored film 30 of a predetermined color is formed on the front side of the liquid crystal cell 10.
Is formed by means such as printing, and the other configuration is the same as that of the first embodiment.
【0081】この実施例の液晶表示素子は、基本的に
は、光学シート22による外光の鏡面反射光と後面部材
である着色板23の色とによって画像を表示するもので
あるが、液晶セル10の前面に着色膜30を設けている
ため、次のような着色表示が可能である。The liquid crystal display element of this embodiment basically displays an image by the mirror reflection of external light from the optical sheet 22 and the color of the colored plate 23 as a rear member. Since the colored film 30 is provided on the front surface of the device 10, the following colored display is possible.
【0082】すなわち、この液晶表示素子においては、
液晶セル10の前面に着色膜30を設けているため、前
記着色膜30の色に着色された直線偏光が液晶セル10
を透過し、光学シート22に入射する。したがって、前
記光学シート22からの反射光で表示される背景(液晶
分子が初期のツイスト配向状態にある電圧無印加領域の
表示)の色は、前記着色膜30の色の光沢色である。That is, in this liquid crystal display device,
Since the colored film 30 is provided on the front surface of the liquid crystal cell 10, the linearly polarized light colored in the color of the colored film 30
And enters the optical sheet 22. Therefore, the color of the background (display of the no-voltage application region where the liquid crystal molecules are in the initial twist alignment state) displayed by the reflected light from the optical sheet 22 is the glossy color of the color film 30.
【0083】そして、背景中の表示(液晶分子が立上が
り配向した電圧印加領域の表示)は、前記光学シート2
2を透過する着色された偏光成分光(光学シート22の
透過軸22pに沿った偏光成分の光)のうち前記着色板
23により反射された光の分光強度分布に応じた色で表
示される。The display in the background (display of the voltage application region in which the liquid crystal molecules rise and align) is performed by the optical sheet 2.
2 is displayed in a color corresponding to the spectral intensity distribution of the light reflected by the colored plate 23 among the colored polarized component light transmitted through 2 (polarized component light along the transmission axis 22p of the optical sheet 22).
【0084】その例を、着色膜30を赤色膜とした場合
について説明すると、前記着色膜30が赤色膜であると
きは、前記背景の色は赤であり、また光学シート22を
透過して着色板23に入射する光も赤色光である。An example will be described in which the colored film 30 is a red film. When the colored film 30 is a red film, the background color is red, and the color is transmitted through the optical sheet 22 and colored. Light incident on the plate 23 is also red light.
【0085】そして、例えば前記着色板23を黒色板と
した場合は、光学シート22を透過して着色板23に入
射した赤色光が着色板23で吸収されるため、赤の背景
中の表示が黒になる。When the colored plate 23 is a black plate, for example, the red light transmitted through the optical sheet 22 and incident on the colored plate 23 is absorbed by the colored plate 23, so that the display in the red background is displayed. Become black.
【0086】また、前記着色板23を白色板とした場合
は、光学シート22を透過した赤色光が着色板23で反
射されるため、赤の背景中の表示が赤になるが、前記着
色板23で反射された赤色光は、着色板23での散乱及
び吸収により光強度を減じた光であり、したがって、着
色板23からの反射光で表示される赤と、前記光学シー
ト22で反射された赤色光で表示される光沢のある赤の
背景とは、その明るさが十分に異なるから、表示を十分
認識することができる。When the colored plate 23 is a white plate, the red light transmitted through the optical sheet 22 is reflected by the colored plate 23, so that the display in the red background becomes red. The red light reflected by the light 23 is light whose light intensity has been reduced by scattering and absorption at the colored plate 23, and therefore, the red light reflected by the reflected light from the colored plate 23 and the red light reflected by the optical sheet 22. Since the brightness is sufficiently different from the glossy red background displayed by the red light, the display can be sufficiently recognized.
【0087】さらに、着色板23を前記着色膜30の色
と同じ赤色板とした場合も、赤の背景中の表示が赤にな
るが、このときは、前記着色板23で反射された赤色光
が、着色板23での吸収、あるいは散乱によりある程度
光強度を減じた光になるとともに、この着色板23での
着色作用によりさらに濃い赤色光になるから、着色板2
3からの反射光で表示される赤と、前記光学シート22
で反射された赤色光で表示される光沢のある赤の背景と
は、その明るさと濃さが十分に異なり、したがって、表
示を十分認識することができる。Further, when the colored plate 23 is a red plate having the same color as that of the colored film 30, the display in the red background becomes red. In this case, the red light reflected by the colored plate 23 is used. Is a light whose light intensity has been reduced to some extent by absorption or scattering at the colored plate 23, and further becomes darker red light by the coloring action of the colored plate 23.
3 and the optical sheet 22
The brightness and the density are sufficiently different from the glossy red background displayed by the red light reflected by the, so that the display can be sufficiently recognized.
【0088】また、前記着色板23を赤以外の色で白及
び黒を除く色の着色板、例えば緑色板や青色板とした場
合は、光学シート22を透過して着色板23に入射した
赤色光が着色板23で吸収されるため、赤の背景中の表
示が黒になる。When the colored plate 23 is a colored plate other than red and other than white and black, for example, a green plate or a blue plate, the red plate transmitted through the optical sheet 22 and incident on the colored plate 23 may be used. Since light is absorbed by the colored plate 23, the display in the red background becomes black.
【0089】なお、上述した表示例は、着色膜30を赤
色膜としたときの例であるが、前記着色膜30は他の色
の透明膜としてもよく、この着色膜30の色と着色板2
3の色との組合わせにより、所望の背景色と表示色を得
ることができる。Although the above-described display example is an example in which the colored film 30 is a red film, the colored film 30 may be a transparent film of another color. 2
By combining the three colors, a desired background color and display color can be obtained.
【0090】さらに、上記実施例では前記着色膜30を
液晶セル10の前面に設けているが、この着色膜30は
液晶セル10の前後面のいずれか一方に設ければよい。
また、後面部材である着色板23は、上述した蛍光板2
4やLED発光体25またはEL発光体28に置き換え
てもよい。Further, in the above embodiment, the colored film 30 is provided on the front surface of the liquid crystal cell 10, but the colored film 30 may be provided on any one of the front and rear surfaces of the liquid crystal cell 10.
In addition, the colored plate 23 as a rear member is the same as the fluorescent plate 2 described above.
4 or an LED luminous body 25 or an EL luminous body 28.
【0091】なお、上述した第1〜第5の実施例の液晶
表示素子は、偏光板21,29を、その透過軸21aを
液晶セル10の前基板11の近傍における液晶分子の配
向方向11aとほぼ直交する方向に向けて配置したもの
であるが、前記偏光板21,29は、その透過軸21a
を前記前基板11の近傍における液晶分子配向方向11
aとほぼ平行な方向に向けて配置してもよく、その場合
は、背景(液晶分子が初期のツイスト配向状態にある電
圧無印加領域の表示)の色と、背景中の表示(液晶分子
が立上がり配向した電圧印加領域の表示)の色とが、上
記第1から第5の実施例における表示色と逆になる。In the liquid crystal display devices of the first to fifth embodiments described above, the transmission axes 21a of the polarizing plates 21 and 29 are aligned with the alignment direction 11a of the liquid crystal molecules near the front substrate 11 of the liquid crystal cell 10. Although the polarizing plates 21 and 29 are arranged in a direction substantially orthogonal to each other, the polarizing plates 21 and 29 have their transmission axes 21a.
To the liquid crystal molecule orientation direction 11 near the front substrate 11.
may be arranged in a direction substantially parallel to the direction a. In this case, the color of the background (display of the voltage-free area where the liquid crystal molecules are in the initial twist alignment state) and the display in the background (the liquid crystal molecules are The display color of the voltage application area in the rising orientation) is opposite to the display color in the first to fifth embodiments.
【0092】さらに、光学シート22は、その反射軸2
2sを前記偏光板21,29の透過軸21aとほぼ平行
な方向に向けて配置してもよく、その場合も、前記背景
の色と、背景中の表示の色とが、上記第1から第5の実
施例における表示色と逆になる。Further, the optical sheet 22 has its reflection axis 2
2s may be arranged in a direction substantially parallel to the transmission axis 21a of the polarizing plates 21 and 29. In this case, the color of the background and the color of the display in the background are changed from the first to the second. The display color is opposite to that of the fifth embodiment.
【0093】また、上記第1から第5の実施例の液晶表
示素子は、偏光板21,29を、その透過軸21aを液
晶セル10の前基板11の近傍における液晶分子配向方
向11aに対してほぼ直交またはほぼ平行な方向に向け
て配置したTN型の動作モードものであるが、この発明
は、例えばSTN型やECB型の動作モードの液晶表示
素子にも適用できる。In the liquid crystal display devices of the first to fifth embodiments, the polarizing plates 21 and 29 are arranged such that their transmission axes 21a are oriented with respect to the liquid crystal molecule orientation direction 11a near the front substrate 11 of the liquid crystal cell 10. Although it is a TN type operation mode arranged in a direction substantially orthogonal or substantially parallel, the present invention can be applied to a liquid crystal display element of an STN type or ECB type operation mode, for example.
【0094】図10は、この発明の第7の実施例を示
す、液晶セル10の両基板11,12の近傍における液
晶分子の配向方向11a,12aと、前記偏光板21の
透過軸21aと、前記光学シート22の反射軸22s及
び透過軸22pの向きを示した図であり、この実施例
は、ECB型の液晶表示素子に適用した例である。FIG. 10 shows a seventh embodiment of the present invention, in which the alignment directions 11a and 12a of liquid crystal molecules near both substrates 11 and 12 of the liquid crystal cell 10, the transmission axis 21a of the polarizing plate 21, and FIG. 3 is a diagram showing the directions of a reflection axis 22s and a transmission axis 22p of the optical sheet 22, and this embodiment is an example applied to an ECB type liquid crystal display device.
【0095】この液晶表示素子は、無着色偏光板21を
用い、この偏光板21を、その透過軸21aを液晶セル
10の前基板11の近傍における液晶分子配向方向11
aに対して斜めに交差する方向に向けて前記液晶セル1
0の前面側に配置するとともに、前記液晶セル10の後
面側に、上述した特性の光学シート22を、その反射軸
22sを前記偏光板21の透過軸21aとほぼ直交また
はほぼ平行な方向に向けて配置したものであり、前記光
学シート22の背後には、図示しないが、後面部材とし
て着色板が設けられている。This liquid crystal display element uses a non-colored polarizing plate 21, and the transmission axis 21 a of the polarizing plate 21 is aligned with the liquid crystal molecule orientation direction 11 near the front substrate 11 of the liquid crystal cell 10.
a of the liquid crystal cell 1 in a direction obliquely intersecting
In addition to the optical sheet 22 having the above-described characteristics, the reflection axis 22s is oriented in a direction substantially orthogonal to or substantially parallel to the transmission axis 21a of the polarizing plate 21 on the rear side of the liquid crystal cell 10 while being disposed on the front side of the liquid crystal cell 10. Although not shown, a colored plate is provided as a rear member behind the optical sheet 22.
【0096】なお、この実施例では、図10のように、
前記液晶セル10として、両基板11,12の近傍にお
ける液晶分子配向方向11a,12aを第1の実施例と
同じに設定した、液晶分子のツイスト角がほぼ90°の
液晶セル10を用い、前記偏光板21を、その透過軸2
1aを液晶セル10の前基板11の近傍における液晶分
子配向方向11aに対して液晶分子のツイスト方向にほ
ぼ45°ずれた方向(液晶表示素子の画面の横軸xとほ
ぼ平行な方向)に向けて配置し、前記光学シート22
を、その反射軸22sを前記偏光板21の透過軸21a
とほぼ直交する方向に向けて配置している。In this embodiment, as shown in FIG.
As the liquid crystal cell 10, a liquid crystal cell 10 in which the liquid crystal molecule orientation directions 11a and 12a near the two substrates 11 and 12 are set to be the same as in the first embodiment and the twist angle of the liquid crystal molecules is approximately 90 ° is used. The polarizing plate 21 is moved to its transmission axis 2
1a is directed in a direction (direction substantially parallel to the horizontal axis x of the screen of the liquid crystal display element) which is displaced from the liquid crystal molecule orientation direction 11a in the vicinity of the front substrate 11 of the liquid crystal cell 10 by approximately 45 ° in the twist direction of the liquid crystal molecules. The optical sheet 22
To the transmission axis 21a of the polarizing plate 21
It is arranged in a direction substantially orthogonal to.
【0097】この実施例の液晶表示素子は、基本的に
は、光学シート22による外光の鏡面反射光と後面部材
として設けた図示しない着色板の色とによって画像を表
示するものであるが、前記偏光板21を、その透過軸2
1aを液晶セル10の前基板11の近傍における液晶分
子配向方向11aに対して斜めに交差する方向に向けて
配置しているため、次のような着色表示が可能である。The liquid crystal display device of this embodiment basically displays an image by the mirror reflection of external light from the optical sheet 22 and the color of a colored plate (not shown) provided as a rear member. The polarizing plate 21 has its transmission axis 2
Since 1a is arranged in a direction obliquely intersecting with the liquid crystal molecule orientation direction 11a in the vicinity of the front substrate 11 of the liquid crystal cell 10, the following colored display is possible.
【0098】すなわち、この液晶表示素子においては、
偏光板21の透過軸21aが液晶セル10の前基板11
の近傍における液晶分子配向方向11aに対して斜めに
ずれているため、液晶セル10液晶分子がツイスト配向
状態にあるときは、前記偏光板21を透過して入射した
直線偏光が、液晶セル10を透過する過程で、液晶層1
8の複屈折性により各波長光がそれぞれ偏光状態の異な
る偏光状態(楕円偏光、円偏光または振動面が回転した
直線偏光)となった光になり、その光が光学シート22
に入射する。That is, in this liquid crystal display device,
The transmission axis 21a of the polarizing plate 21 is
, The liquid crystal cell 10 is obliquely shifted with respect to the liquid crystal molecule alignment direction 11a, so that when the liquid crystal molecules are in the twist alignment state, the linearly polarized light transmitted through the polarizing plate 21 and incident on the liquid crystal cell 10 In the process of transmission, the liquid crystal layer 1
Due to the birefringence of No. 8, each wavelength light becomes a light in a different polarization state (elliptically polarized light, circularly polarized light, or linearly polarized light whose vibration plane is rotated), and the light is converted to the optical sheet 22.
Incident on.
【0099】そして、前記光学シート22は、その反射
軸22sに沿った偏光成分の入射光を反射させ、透過軸
22pに沿った偏光成分の入射光を透過させるが、この
光学シート22に入射する光が上記のような偏光状態の
光であるため、前記光学シート22で反射された光は、
可視光帯域の各波長光ごとの光強度が互いに異なる光で
あり、また前記光学シート22を透過した光も、可視光
帯域の各波長光ごとの光強度が互いに異なる光である。The optical sheet 22 reflects the incident light of the polarized light component along the reflection axis 22s and transmits the incident light of the polarized light component along the transmission axis 22p. Since the light is polarized light as described above, the light reflected by the optical sheet 22 is:
The light intensity for each wavelength light in the visible light band is different from each other, and the light transmitted through the optical sheet 22 is also the light having different light intensity for each wavelength light in the visible light band.
【0100】したがって、前記光学シート22で反射さ
れた光は、その光の分光強度分布に応じた色の着色光で
あり、また光学シート22を透過した光も、その分光強
度分布に応じた色の着色光である。Therefore, the light reflected by the optical sheet 22 is colored light having a color according to the spectral intensity distribution of the light, and the light transmitted through the optical sheet 22 is also a color light according to the spectral intensity distribution. It is colored light.
【0101】この反射光の色と透過光の色とは互いに補
色の関係にあり、それぞれの色は、液晶セル10のΔn
d(液晶の複屈折性Δnと液晶層厚dとの積)の値及び
液晶分子のツイスト角と、偏光板21の透過軸21aの
向きと、光学シート22の反射軸22s及び透過軸22
pの向きとによって決まる。The color of the reflected light and the color of the transmitted light have a complementary color relationship with each other.
d (the product of the birefringence Δn of the liquid crystal and the thickness d of the liquid crystal layer), the twist angle of the liquid crystal molecules, the direction of the transmission axis 21 a of the polarizing plate 21, the reflection axis 22 s and the transmission axis 22 of the optical sheet 22.
It depends on the direction of p.
【0102】また、上記反射光の色と透過光の色は、液
晶セル10の電極間への電圧の印加により液晶分子がツ
イスト配向状態を保ちながら立上がり配向するのにとも
なって変化する。The color of the reflected light and the color of the transmitted light change as the liquid crystal molecules rise and align while maintaining the twisted state by applying a voltage between the electrodes of the liquid crystal cell 10.
【0103】なお、この実施例では、前記光学シート2
2の反射軸22sと透過軸22pの向きが、偏光板21
の透過軸21aに対してほぼ直交する方向とほぼ平行な
方向であるため、液晶セル10の液晶分子がほぼ垂直に
立上がり配向して液晶層の複屈折性がほとんど無くな
り、偏光板21を透過した直線偏光がほとんど偏光状態
を変えずに液晶セル10を透過して光学シート22に入
射するようになると、前記反射光及び透過光がそれぞれ
無着色の光(白色光)になるそして、光学シート22で
反射された光は液晶表示素子の前面に出射し、光学シー
ト22を透過した光は、その背後の着色板の色に応じて
吸収または反射される。In this embodiment, the optical sheet 2
2, the direction of the reflection axis 22s and the direction of the transmission axis 22p
Is almost parallel to the direction substantially perpendicular to the transmission axis 21 a of the liquid crystal cell 10, the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell 10 rise and align almost vertically, the birefringence of the liquid crystal layer is almost eliminated, and the light has passed through the polarizing plate 21. When the linearly polarized light passes through the liquid crystal cell 10 and hardly changes the polarization state and enters the optical sheet 22, the reflected light and the transmitted light become uncolored light (white light). Is reflected by the liquid crystal display element, and the light transmitted through the optical sheet 22 is absorbed or reflected in accordance with the color of the colored plate behind it.
【0104】すなわち、例えば前記着色板が黒である場
合は、光学シート22を透過した各波長光の全てが吸収
され、着色板が白である場合は、光学シート22を透過
した各波長光の全てが反射される。また、着色板が他の
色である場合は、光学シート22を透過した各波長光の
うちの前記着色板の色の波長帯域の光が反射され、他の
波長帯域の光が吸収される。That is, for example, when the colored plate is black, all the wavelength light transmitted through the optical sheet 22 is absorbed, and when the colored plate is white, the wavelength light transmitted through the optical sheet 22 is absorbed. Everything is reflected. When the colored plate is of another color, the light of the wavelength band of the color of the colored plate of the wavelength light transmitted through the optical sheet 22 is reflected, and the light of the other wavelength band is absorbed.
【0105】したがって、前記着色板が黒であるとき
は、背景が、液晶分子が初期のツイスト配向状態にある
ときの光学シート22で反射された光で表示され、背景
中の表示が、液晶分子が立上がり配向したときの光学シ
ート22による鏡面反射光で表示される。Therefore, when the colored plate is black, the background is displayed by the light reflected by the optical sheet 22 when the liquid crystal molecules are in the initial twisted state, and the display in the background is displayed by the liquid crystal molecules. Are displayed by the specular reflection light from the optical sheet 22 when the light is oriented upward.
【0106】また、前記着色板が白または他の色である
ときは、背景が、液晶分子が初期のツイスト配向状態に
あるときの光学シート22で反射された光に、前記光学
シート22を透過して着色板で反射された光が重畳した
色で表示され、背景中の表示が、液晶分子が立上がり配
向したときの光学シート22で反射された光に、前記光
学シート22を透過して着色板で反射された光が重畳し
た色で表示される。When the colored plate is white or another color, the background transmits the light reflected by the optical sheet 22 when the liquid crystal molecules are in the initial twisted state. The light reflected by the colored plate is displayed in a superimposed color, and the display in the background is colored by transmitting the light reflected by the optical sheet 22 when the liquid crystal molecules rise and align through the optical sheet 22. The light reflected by the plate is displayed in a superimposed color.
【0107】なお、この実施例では、後面部材として着
色板を用いたが、前記後面部材は、蛍光板や、LED発
光体またはEL発光体などの発光体であってもよく、そ
の場合は、背景が、液晶分子が初期のツイスト配向状態
にあるときの光学シート22で反射された光に前記蛍光
板または発光体が発する光が重畳した色で表示され、背
景中の表示が、液晶分子が立上がり配向したときの光学
シート22で反射された光に前記蛍光板または発光体が
発する光が重畳した色で表示される。In this embodiment, a colored plate is used as a rear member. However, the rear member may be a fluorescent plate, a light-emitting member such as an LED light-emitting member or an EL light-emitting member. However, the light reflected by the optical sheet 22 when the liquid crystal molecules are in the initial twisted state is displayed in a color in which the light emitted from the fluorescent plate or the luminous body is superimposed, and the display in the background is such that the liquid crystal molecules are aligned in the rising orientation The light reflected by the optical sheet 22 at this time is displayed in a color in which the light emitted from the fluorescent plate or the luminous body is superimposed.
【0108】さらに、上記実施例では、液晶セル10
に、液晶分子がほぼ90°のツイスト角でツイスト配向
しているものを用いたが、ECB型の液晶表示素子の場
合、前記液晶セル10は、液晶分子が他のツイスト角で
ツイスト配向しているものでも、あるいは、例えばホモ
ジニアス配向などのようなツイスト配向以外の配向状態
に配向しているものでもよい。Further, in the above embodiment, the liquid crystal cell 10
In this case, the liquid crystal molecules are twisted at a twist angle of about 90 °, but in the case of an ECB type liquid crystal display element, the liquid crystal cell 10 is twisted at another twist angle. Or an alignment state other than the twist alignment state such as a homogeneous alignment state.
【0109】図11及び図12はこの発明の第8の実施
例を示しており、この実施例は、STN型の液晶表示素
子に適用した例である。図11は液晶表示素子の断面図
であり、この実施例の液晶表示素子は、液晶分子10が
180°〜270°のツイスト角でツイスト配向した液
晶層18を有する液晶セル10の前面側に偏光板21を
配置するとともに、前記液晶セル10の後面側に光学シ
ート22を配置し、この光学シート22の背後に、後面
部材として散乱反射板31を設け、さらに、前記液晶セ
ル10の前面と前記偏光板21との間に帯色補償用の位
相差板32を設けた構成となっている。FIG. 11 and FIG. 12 show an eighth embodiment of the present invention. This embodiment is an example applied to an STN type liquid crystal display device. FIG. 11 is a cross-sectional view of a liquid crystal display device. In the liquid crystal display device of this embodiment, the liquid crystal molecules 10 are polarized on the front side of a liquid crystal cell 10 having a liquid crystal layer 18 in which the liquid crystal layer 18 is twisted at a twist angle of 180 ° to 270 °. A plate 21 is arranged, and an optical sheet 22 is arranged on the rear surface side of the liquid crystal cell 10. A scattering reflector 31 is provided as a rear member behind the optical sheet 22. A phase difference plate 32 for color compensation is provided between the polarizing plate 21 and the polarizing plate 21.
【0110】なお、この実施例で用いた液晶セル10
は、液晶分子10のツイスト角が異なるが、他の構成は
上述した各実施例で用いたものと同じであるから、重複
する説明は図に同符号を付して省略する。Note that the liquid crystal cell 10 used in this embodiment was
Although the twist angle of the liquid crystal molecules 10 is different, the other configuration is the same as that used in each of the above-described embodiments.
【0111】また、前記偏光板21は無着色偏光板、前
記散乱反射板31は、可視光帯域のうちの所定の波長帯
域の光を反射し、他の波長帯域の光を吸収する着色反射
板である。The polarizing plate 21 is a non-colored polarizing plate, and the scattering reflector 31 is a colored reflector that reflects light in a predetermined wavelength band of the visible light band and absorbs light in another wavelength band. It is.
【0112】図12は、前記液晶セル10の両基板1
1,12の近傍における液晶分子の配向方向11a,1
2aと、偏光板21の透過軸21aと、位相差板32の
遅相軸32aと、光学シート22の反射軸22s及び透
過軸22pの向きを示した図である。FIG. 12 shows both substrates 1 of the liquid crystal cell 10.
Orientation directions 11a, 1 of liquid crystal molecules in the vicinity of
2A, the transmission axis 21a of the polarizing plate 21, the slow axis 32a of the retardation plate 32, and the directions of the reflection axis 22s and the transmission axis 22p of the optical sheet 22.
【0113】この実施例では、図12のように、前記液
晶セル10の前基板11の近傍における液晶分子配向方
向11aを、液晶表示素子の画面の横軸xに対して前面
(液晶表示素子の前面)側から見て右回りにほぼ30°
ずれた方向、後基板12の近傍における液晶分子配向方
向12aを、前記横軸xに対して前面側から見て左回り
にほぼ30°ずれた方向に設定しており、したがって、
この液晶セル10の液晶層18の液晶分子は、そのツイ
スト方向を図に破線矢印で示したように、後基板12か
ら前基板11に向かい、前面側から見て右回りにほぼ2
40°のツイスト角でツイスト配向している。In this embodiment, as shown in FIG. 12, the liquid crystal molecule orientation direction 11a in the vicinity of the front substrate 11 of the liquid crystal cell 10 is set in front of the horizontal axis x of the screen of the liquid crystal display device. 30 ° clockwise when viewed from the front) side
The shifted direction, the liquid crystal molecule alignment direction 12a in the vicinity of the rear substrate 12 is set to a direction shifted approximately 30 ° counterclockwise as viewed from the front side with respect to the horizontal axis x.
The liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 18 of the liquid crystal cell 10 have a twist direction from the rear substrate 12 to the front substrate 11 as shown by the broken arrow in the figure, and approximately two clockwise as viewed from the front.
It is twist-oriented at a twist angle of 40 °.
【0114】そして、前記偏光板21は、その透過軸2
1aを前記横軸xに対して前面側から見て左回りにほぼ
100°ずれた方向に向けて配置されており、また、前
記位相差板32は、その遅相軸32aを前記横軸xに対
して前面側から見て左回りにほぼ50°ずれた方向に向
けて配置されている。The polarizing plate 21 has its transmission axis 2
1a is disposed in a direction deviated substantially 100 ° counterclockwise with respect to the horizontal axis x from the front side, and the retardation plate 32 has its slow axis 32a Are arranged in a direction deviated approximately 50 ° counterclockwise when viewed from the front side.
【0115】すなわち、前記偏光板21の透過軸21a
は、前記液晶セル10の前基板11の近傍における液晶
分子配向方向11aに対して前面側から見て左回りにほ
ぼ130°ずれており、前記位相差板32の遅相軸32
aは、前記偏光板21の透過軸21aに対して前面側か
ら見て右回りにほぼ80°ずれている。That is, the transmission axis 21a of the polarizing plate 21
Is approximately 130 ° counterclockwise as viewed from the front side with respect to the liquid crystal molecule alignment direction 11 a in the vicinity of the front substrate 11 of the liquid crystal cell 10.
a is deviated clockwise approximately 80 ° from the transmission axis 21a of the polarizing plate 21 when viewed from the front side.
【0116】さらに、前記光学シート22は、その反射
軸22sを前記横軸xに対して前面側から見て右回りに
ほぼ20°ずれた方向に向けて配置されている。すなわ
ち、この光学シート22の反射軸22sは、前記偏光板
21の透過軸21aに対して前面側から見て右回りにほ
ぼ120°ずれており、透過軸22pは、前記偏光板2
1の透過軸21aに対して前面側から見て右回りにほぼ
30°ずれている。Further, the optical sheet 22 is arranged so that its reflection axis 22s is displaced clockwise by about 20 ° with respect to the horizontal axis x when viewed from the front side. That is, the reflection axis 22s of the optical sheet 22 is displaced approximately 120 ° clockwise from the transmission axis 21a of the polarizing plate 21 when viewed from the front side, and the transmission axis 22p is
One transmission axis 21a is displaced clockwise by approximately 30 ° from the front side.
【0117】この実施例の液晶表示素子は、基本的に
は、光学シート22による外光の鏡面反射光と後面部材
として設けた前記散乱反射板31の色(反射光の色)と
によって画像を表示するものであるが、液晶表示素子1
0の液晶分子のツイスト角を180°〜270°(図1
2ではほぼ240°)と大きくしたSTN型のものであ
るため、電圧の印加による液晶分子の配向状態の変化に
対する光の透過率の変化が急峻であり、したがって、液
晶セル10の液晶分子のツイスト角がほぼ90°である
TN型のものに比べて高デューティでの時分割駆動が可
能であり、大画面化をはかることができる。In the liquid crystal display device of this embodiment, basically, an image is formed by the specular reflection light of the external light from the optical sheet 22 and the color of the scattering reflection plate 31 (color of the reflection light) provided as a rear member. For display, the liquid crystal display element 1
The liquid crystal molecules having a twist angle of 180 ° to 270 ° (FIG. 1)
2 is almost 240 °), the change in the light transmittance with respect to the change in the alignment state of the liquid crystal molecules due to the application of a voltage is steep, and therefore, the twist of the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell 10 Compared to the TN type having an angle of about 90 °, time-division driving with a higher duty is possible, and a larger screen can be achieved.
【0118】しかも、この実施例では、前記液晶セル液
晶表示素子10の前面と偏光板21との間に位相差板3
2を設けているため、STN型の液晶表示素子において
問題とされる表示の帯色をほとんど無くすことができ
る。Further, in this embodiment, the phase difference plate 3 is provided between the front surface of the liquid crystal display device 10 and the polarizing plate 21.
2, the display band color which is a problem in the STN type liquid crystal display element can be almost eliminated.
【0119】すなわち、前記位相差板32が無い場合、
この実施例のようなSTN型の液晶表示素子は、偏光板
21の透過軸21aが液晶セル10の前基板11の近傍
における液晶分子配向方向11aに対して斜めにずれて
いるため、前記偏光板21を透過して入射した直線偏光
が、液晶セル10を透過する過程で、液晶層18の複屈
折性により各波長光がそれぞれ偏光状態の異なる楕円偏
光となった光になり、その光が光学シート22に入射す
る。That is, when the phase difference plate 32 is not provided,
In the STN type liquid crystal display device as in this embodiment, since the transmission axis 21a of the polarizing plate 21 is obliquely shifted with respect to the liquid crystal molecule orientation direction 11a in the vicinity of the front substrate 11 of the liquid crystal cell 10, the polarizing plate In the process of passing through the liquid crystal cell 10, the linearly polarized light that has passed through the liquid crystal 21 becomes elliptically polarized light in which each wavelength light has a different polarization state due to the birefringence of the liquid crystal layer 18. The light enters the sheet 22.
【0120】そして、前記光学シート22は、その反射
軸22sに沿った偏光成分の入射光を反射させ、透過軸
22pに沿った偏光成分の入射光を透過させるが、この
光学シート22に入射する光が上記のような偏光状態の
光であるため、前記光学シート22で反射された光も、
またこの光学シート22を透過した光も、可視光帯域の
各波長光ごとの光強度が互いに異なり、その光の分光強
度分布に応じた色に着色する。なお、光学シート22を
透過した光は、その背後の散乱反射板31の色に応じて
吸収または反射される。The optical sheet 22 reflects the incident light of the polarized light component along the reflection axis 22s and transmits the incident light of the polarized light component along the transmission axis 22p. Since the light is in the above-mentioned polarization state, the light reflected by the optical sheet 22 is also
The light transmitted through the optical sheet 22 also has a different light intensity for each wavelength light in the visible light band, and is colored in a color according to the spectral intensity distribution of the light. The light transmitted through the optical sheet 22 is absorbed or reflected according to the color of the scattering reflector 31 behind it.
【0121】そのため、位相差板32が無い場合、ST
N型の液晶表示素子では液晶表示素子の前面に出射する
光が何らかの色を帯びた着色光であり、良好な白黒表示
を得ることは困難である。Therefore, when there is no phase difference plate 32, ST
In an N-type liquid crystal display device, light emitted to the front of the liquid crystal display device is colored light having a certain color, and it is difficult to obtain good black and white display.
【0122】しかし、この実施例では、前記液晶セル液
晶表示素子10の前面と偏光板21との間に位相差板3
2を設けているため、上述した光の着色を前記位相差板
32の複屈折作用により補償し、表示の帯色をほとんど
無くすことができる。However, in this embodiment, the phase difference plate 3 is provided between the front surface of the liquid crystal display device 10 and the polarizing plate 21.
2, the coloring of the light is compensated for by the birefringence of the retardation plate 32, and the band color of the display can be almost eliminated.
【0123】なお、例えば上述したように、前記液晶セ
ル10の液晶分子のツイスト角をほほ240°とし、前
記液晶セル10の両基板11,12の近傍における液晶
分子の配向方向11a,12aと、偏光板21の透過軸
21aと、位相差板32の遅相軸32aと、光学シート
22の反射軸22s及び透過軸22pの向きとを図12
のように設定する場合、表示の帯色を良好に無くすこと
ができる位相差板32のリタデーションReの値は、例
えば液晶セル10のΔndの値がΔnd=約850nm
の場合で、Re=約570nmである。For example, as described above, the twist angle of the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell 10 is set to approximately 240 °, and the orientation directions 11a and 12a of the liquid crystal molecules in the vicinity of both the substrates 11 and 12 of the liquid crystal cell 10 are FIG. 12 shows the transmission axis 21 a of the polarizing plate 21, the slow axis 32 a of the phase difference plate 32, and the directions of the reflection axis 22 s and the transmission axis 22 p of the optical sheet 22.
In the case of setting as follows, the retardation value Re of the retardation plate 32 that can effectively eliminate the banding of the display is, for example, the value of Δnd of the liquid crystal cell 10 is Δnd = about 850 nm
In this case, Re = about 570 nm.
【0124】また、この実施例のSTN型液晶表示素子
は、前記光学シート22による外光の鏡面反射光により
光沢のある背景を表示するものであるため、高時分割駆
動において目立つ傾向のあるクロストークが、光沢のあ
る背景中では目立たなくなり、良好な表示品質が得られ
る。Further, the STN type liquid crystal display element of this embodiment displays a glossy background by the specular reflection light of the external light from the optical sheet 22. Talk is less noticeable in a shiny background, and good display quality is obtained.
【0125】なお、上記第8の実施例では、光学シート
22の背後に配置する後面部材に、着色された散乱反射
板31を用いたが、この散乱反射板31は、可視光帯域
の全ての光を反射する白色の散乱反射板であってもよ
く、その場合でも、この白色の散乱反射板により反射さ
れた散乱光と前記光学シート22による鏡面反射光と
は、その明るさが十分に異なるため、表示を十分認識す
ることができる。In the eighth embodiment, the colored scattering reflector 31 is used for the rear member disposed behind the optical sheet 22. However, the scattering reflector 31 is used for all the visible light bands. A white scattering reflector that reflects light may be used. Even in this case, the brightness of the scattered light reflected by the white scattering reflector and the specular reflection light of the optical sheet 22 are sufficiently different. Therefore, the display can be sufficiently recognized.
【0126】さらに、前記後面部材は、上述した第1の
実施例で用いた着色板23と同様な、赤、緑、青、紫、
金色、あるいは黒または白の着色板であってもよく、ま
た、蛍光板や、LED発光体またはEL発光体などの発
光体であってもよい。Further, the rear member is made of red, green, blue, purple, or the like, similar to the colored plate 23 used in the first embodiment.
It may be a gold or black or white colored plate, or may be a fluorescent plate, or a luminous body such as an LED luminous body or an EL luminous body.
【0127】上述した第1〜第8の実施例のように、こ
の発明の液晶表示素子は、互いにほぼ直交する方向に反
射軸22sと透過軸22pとをもち、前記反射軸22s
に沿った偏光成分の入射光を反射させ、前記透過軸22
pに沿った偏光成分の入射光を透過させる特性を有する
光学シート22を備え、この光学シート22による外光
の鏡面反射光と後面部材(着色板23などの光吸収板、
蛍光板24、LED発光体25またはEL発光体28な
どの発光体、あるいは散乱反射板31)の色とによって
画像を表示するという、斬新な表示方式のものであり、
この液晶表示素子によれば、液晶セル10の電極13,
14間への電圧の印加により液晶層18の複屈折性を制
御して前記光学シート22の各画素領域に対応する部分
に入射する光の偏光状態を変化させることにより、従来
の表示素子では得られない新しい観察感覚の画像を表示
することができる。As in the first to eighth embodiments described above, the liquid crystal display element of the present invention has a reflection axis 22s and a transmission axis 22p in directions substantially orthogonal to each other, and the reflection axis 22s
Incident light of a polarization component along the transmission axis 22 is reflected.
An optical sheet 22 having a property of transmitting incident light of a polarization component along p is provided. Specular reflected light of external light by the optical sheet 22 and a rear member (a light absorbing plate such as a colored plate 23,
It is a novel display method of displaying an image by a light emitting body such as the fluorescent plate 24, the LED light emitting body 25 or the EL light emitting body 28, or the color of the scattering reflector 31).
According to this liquid crystal display device, the electrodes 13 of the liquid crystal cell 10,
By controlling the birefringence of the liquid crystal layer 18 by applying a voltage between the light-receiving layers 14 and changing the polarization state of light incident on portions of the optical sheet 22 corresponding to the respective pixel regions, the conventional display device has An image of a new observation feeling that cannot be obtained can be displayed.
【0128】なお、この発明の液晶表示素子は、前記光
学シート22を、光沢のある鏡面反射光を得るのに利用
したものであるが、前記光学シート22は、他の液晶表
示素子にも利用することができる。In the liquid crystal display device of the present invention, the optical sheet 22 is used for obtaining glossy specular reflection light, but the optical sheet 22 is also used for other liquid crystal display devices. can do.
【0129】図13及び図14は前記光学シート22を
利用した液晶表示素子の一例を示しており、ここでは、
2枚の通常の偏光板を備えたTN型の反射型液晶表示素
子を示している。FIGS. 13 and 14 show an example of a liquid crystal display device using the optical sheet 22. Here, FIG.
1 shows a TN-type reflective liquid crystal display device including two ordinary polarizing plates.
【0130】図13は液晶表示素子の断面図であり、こ
の液晶表示素子は、液晶分子10がほぼ90°のツイス
ト角でツイスト配向した液晶層18を有する液晶セル1
0と、この液晶セル10をはさんで配置された前後一対
の偏光板(いずれも無着色偏光板)41,42と、その
うちの後側の偏光板42の後面側に配置された光学シー
ト22と、この光学シート22の背後に配置された反射
板43とから構成されている。FIG. 13 is a cross-sectional view of a liquid crystal display element. This liquid crystal display element has a liquid crystal cell 1 having a liquid crystal layer 18 in which liquid crystal molecules 10 are twisted at a twist angle of about 90 °.
0, a pair of front and rear polarizers (both uncolored polarizers) 41 and 42 interposed between the liquid crystal cells 10, and an optical sheet 22 disposed on the rear side of the rear polarizer 42. And a reflection plate 43 disposed behind the optical sheet 22.
【0131】なお、この前記液晶セル10は、上述した
第1の実施例の液晶表示素子に用いたものと同じ構成の
ものであり、前記光学シート22も、上記各実施例で用
いたものと同じものであるから、重複する説明は図に同
符号を付して省略する。The liquid crystal cell 10 has the same structure as that used in the liquid crystal display device of the first embodiment, and the optical sheet 22 is the same as that used in each of the above embodiments. Since they are the same, the same description will be given the same reference numerals in the drawings and will be omitted.
【0132】前記反射板43には、表示の観察者の顔や
その背景などの外景が反射面に写って見える、いわゆる
外景の写り込みを無くすためと、表示の視野角を広くす
るために、散乱反射板が用いられている。この散乱反射
板は、例えばアルミニウムなどの高反射率の金属膜を粗
面化した無着色反射板である。The reflection plate 43 is used to eliminate the so-called reflection of the outside scene, which is the appearance of the display observer's face and its background on the reflection surface, and to increase the viewing angle of the display. A scattering reflector is used. This scattering reflection plate is a non-colored reflection plate obtained by roughening a metal film having a high reflectance such as aluminum.
【0133】図14は、前記液晶セル10の両基板1
1,12の近傍における液晶分子の配向方向11a,1
2aと、一対の偏光板41,42の透過軸41a,42
aと、光学シート22の反射軸22s及び透過軸22p
の向きを示した図である。FIG. 14 shows both substrates 1 of the liquid crystal cell 10.
Orientation directions 11a, 1 of liquid crystal molecules in the vicinity of
2a and transmission axes 41a, 42 of a pair of polarizing plates 41, 42.
a, the reflection axis 22s and the transmission axis 22p of the optical sheet 22
FIG.
【0134】この図14のように、前記液晶セル10の
前基板11の近傍における液晶分子配向方向11aは、
液晶表示素子の画面の横軸xに対して前面側から見て左
回りにほぼ45°ずれた方向、後基板12の近傍におけ
る液晶分子配向方向12aは、前記横軸xに対して前面
側から見て右回りにほぼ45°ずれた方向にあり、この
液晶セル10の液晶層18の液晶分子は、そのツイスト
方向を図に破線矢印で示したように、後基板12から前
基板11に向かい、前面側から見て右回りにほぼ90°
のツイスト角でツイスト配向している。As shown in FIG. 14, the liquid crystal molecule orientation direction 11a in the vicinity of the front substrate 11 of the liquid crystal cell 10 is:
The direction deviated approximately 45 ° counterclockwise from the front side with respect to the horizontal axis x of the screen of the liquid crystal display element, and the liquid crystal molecule orientation direction 12a near the rear substrate 12 is from the front side with respect to the horizontal axis x. The liquid crystal molecules in the liquid crystal layer 18 of the liquid crystal cell 10 are directed from the rear substrate 12 to the front substrate 11 in the twist direction as indicated by the broken arrows in the figure. , Almost 90 ° clockwise when viewed from the front
At a twist angle of.
【0135】そして、前記一対の偏光板41,42のう
ちの前側偏光板41は、その透過軸41aを前記横軸x
に対して前面側から見て左回りにほぼ45°ずれた方向
に向けて配置され、後側偏光板42は、その透過軸42
aを前記横軸xに対して前面側から見て右回りにほぼ4
5°ずれた方向に向けて配置されている。The front polarizing plate 41 of the pair of polarizing plates 41, 42 has its transmission axis 41a set to the horizontal axis x.
The rear polarizing plate 42 is disposed so as to face a direction deviated substantially 45 ° counterclockwise when viewed from the front side.
a is approximately 4 clockwise with respect to the horizontal axis x when viewed from the front side.
They are arranged in a direction shifted by 5 °.
【0136】すなわち、この液晶表示素子は、一対の偏
光板41,42を、それぞれの透過軸41a,42aを
互いにほぼ直交させて配置した、一般にノーマリーホワ
イトモードと呼ばれる表示方式のものである。That is, this liquid crystal display element is of a display system generally called a normally white mode in which a pair of polarizing plates 41 and 42 are arranged with their transmission axes 41a and 42a substantially orthogonal to each other.
【0137】そして、この液晶表示素子では、前記光学
シート22を、その透過軸22pを前記横軸xに対して
前面側から見て右回りにほぼ45°ずれた方向に向けて
配置しており、したがって、この光学シート22の透過
軸22pは前記後側偏光板42の透過軸42aとほぼ平
行であり、反射軸22sは前記後側偏光板42の透過軸
42aとほぼ直交している。In this liquid crystal display device, the optical sheet 22 is disposed so that the transmission axis 22p thereof is oriented clockwise by approximately 45 ° with respect to the horizontal axis x when viewed from the front side. Therefore, the transmission axis 22p of the optical sheet 22 is substantially parallel to the transmission axis 42a of the rear polarizing plate 42, and the reflection axis 22s is substantially orthogonal to the transmission axis 42a of the rear polarizing plate 42.
【0138】この液晶表示素子は、その前面側から入射
する外光を後面側の散乱反射板43により反射して反射
型表示を行なうものであり、前面からの入射光は、前側
偏光板41を透過して直線偏光となって液晶セル10に
入射する。In this liquid crystal display element, external light incident from the front side is reflected by the scattering reflection plate 43 on the rear side to perform a reflection type display. The light is transmitted, becomes linearly polarized light, and enters the liquid crystal cell 10.
【0139】そして、液晶セル10の両基板11,12
の電極13,14間に電圧が印加されないとき、つまり
液晶分子が初期のツイスト配向状態(液晶分子が基板1
1,12面に対して配向膜15,16により規制される
プレチルト角をもって倒伏した状態)にあるときは、液
晶セル10にその前面から入射した直線偏光が液晶層1
8の複屈折性によりほぼ90°旋光されて液晶セル10
の後面に出射し、後側偏光板42を透過して前記光学シ
ート22に入射する。Then, both substrates 11 and 12 of the liquid crystal cell 10 are
When no voltage is applied between the electrodes 13 and 14, ie, when the liquid crystal molecules are in the initial twisted state (when the liquid crystal molecules are
1 and 12), the linearly polarized light incident on the liquid crystal cell 10 from the front surface thereof is applied to the liquid crystal layer 1.
The liquid crystal cell 10 is rotated about 90 ° by the birefringence of
The light exits from the rear surface, passes through the rear polarizing plate 42, and enters the optical sheet 22.
【0140】前記後側偏光板42を透過した光は、この
後側偏光板42の透過軸42aと前記光学シート22の
透過軸22pとがほぼ平行であるため、その光のほとん
どが前記光学シート22を透過してその背後の散乱反射
板43により反射され、その反射光が、前記光学シート
22と後側偏光板42と液晶セル10と前側偏光板41
とを順に透過して液晶表示素子の前面に出射して、その
領域の表示が明表示になる。Since the transmission axis 42a of the rear polarizing plate 42 and the transmission axis 22p of the optical sheet 22 are substantially parallel to each other, most of the light transmitted through the rear polarizing plate 42 is almost parallel to the optical sheet 22. 22, is reflected by a scattering reflector 43 behind it, and the reflected light is transmitted through the optical sheet 22, the rear polarizer 42, the liquid crystal cell 10, and the front polarizer 41.
Are sequentially transmitted and emitted to the front of the liquid crystal display element, and the display in that area becomes bright.
【0141】このとき、前記散乱反射板43により反射
された光は散乱光であるため、その反射光のなかには、
前記光学シート22の反射軸22sに沿った成分の光も
あり、その光は光学シート22を透過しない。At this time, since the light reflected by the scattering reflector 43 is scattered light, the reflected light includes
There is also light having a component along the reflection axis 22s of the optical sheet 22, and the light does not pass through the optical sheet 22.
【0142】しかし、その光は、光学シート22の後面
で反射され、再び散乱反射板43により散乱反射される
ため、この散乱反射板43と光学シート22の後面との
間での反射の繰り返しにより向きを変え、いずれは、前
記光学シート22の透過軸22pに沿った成分の光とな
って光学シート22に入射する。このため、散乱反射板
43に入射して散乱反射された光のほとんどが光学シー
ト22を透過してその前面に出射する。However, the light is reflected by the rear surface of the optical sheet 22 and is again scattered and reflected by the scattering reflector 43. Therefore, the light is repeatedly reflected between the scattering reflector 43 and the rear surface of the optical sheet 22. The direction is changed, and eventually the light becomes a component light along the transmission axis 22p of the optical sheet 22 and enters the optical sheet 22. Therefore, most of the light incident on the scattering reflection plate 43 and scattered and reflected passes through the optical sheet 22 and exits to the front surface thereof.
【0143】また、前記光学シート22の透過軸22p
と後側偏光板42の透過軸42aとがほぼ平行であるた
め、前記光学シート22を透過した反射光は、そのほと
んどが後側偏光板42を透過し、液晶セル10と前側偏
光板41とを順に透過して液晶表示素子の前面に出射す
る。The transmission axis 22p of the optical sheet 22
And the transmission axis 42a of the rear polarizing plate 42 are substantially parallel, so that most of the reflected light transmitted through the optical sheet 22 passes through the rear polarizing plate 42, and the liquid crystal cell 10 and the front polarizing plate 41 In order to be emitted to the front of the liquid crystal display element.
【0144】したがって、液晶分子が初期のツイスト配
向状態にあるときは、液晶表示素子にその前面から入射
し、前側偏光板41と液晶セル10と後側偏光板42と
光学シート22とを順に透過して前記散乱反射板43に
より反射された光が、ほとんどロスを生じることなく再
び前記光学シート22と後側偏光板42とを透過して液
晶セル10にその後面から入射し、その光が前側偏光板
41を透過して液晶表示素子の前面に出射するため、反
射光を高い効率で出射させて、充分な明るさの明表示を
得ることができる。Therefore, when the liquid crystal molecules are in the initial twist alignment state, they are incident on the liquid crystal display element from the front surface and sequentially pass through the front polarizing plate 41, the liquid crystal cell 10, the rear polarizing plate 42, and the optical sheet 22. Then, the light reflected by the scattering reflection plate 43 passes through the optical sheet 22 and the rear polarizing plate 42 again and causes the liquid crystal cell 10 to enter the liquid crystal cell 10 from the rear surface with almost no loss. Since the light passes through the polarizing plate 41 and is emitted to the front of the liquid crystal display element, the reflected light can be emitted with high efficiency, and a bright display with sufficient brightness can be obtained.
【0145】一方、液晶セル10の両基板11,12の
電極13,14間への電圧の印加により液晶分子がほぼ
垂直に立上がり配向したとき(液晶層18の複屈折性が
ほとんど無くなったとき)は、液晶セル10にその前面
から入射した直線偏光が旋光作用を受けずに液晶セル1
0を透過して後側偏光板42に入射し、その光のほとん
どが前記後側偏光板42で吸収されて、その領域の表示
が暗表示(黒)になる。On the other hand, when the voltage is applied between the electrodes 13 and 14 of the two substrates 11 and 12 of the liquid crystal cell 10 to cause the liquid crystal molecules to rise almost vertically and align (when the birefringence of the liquid crystal layer 18 is almost eliminated). Indicates that the linearly polarized light incident on the liquid crystal cell 10 from its front surface is not affected by the optical rotation effect,
0 is transmitted to the rear-side polarizing plate 42, and most of the light is absorbed by the rear-side polarizing plate 42, and the display in that region becomes a dark display (black).
【0146】このように、上記反射型液晶表示素子は、
前記光学シート22を利用することにより、散乱反射板
43による反射光を高い効率で出射させて、電圧無印加
領域(液晶分子が初期のツイスト配向状態にある領域)
の表示を充分に明るくし、その明るい背景中に、電圧印
加領域での前記後側偏光板42による光の吸収により文
字や図形などを表示するものであり、この液晶表示素子
によれば、従来の反射型液晶表示素子に比べて、画面が
明るく、しかもコントラストが高い表示を得ることがで
きる。As described above, the reflection type liquid crystal display device has
By using the optical sheet 22, the light reflected by the scattering reflector 43 is emitted with high efficiency, and a voltage non-applied region (a region where liquid crystal molecules are in an initial twist alignment state).
Is sufficiently bright, and characters and figures are displayed by absorbing light by the rear polarizer 42 in the voltage application region in a bright background. According to this liquid crystal display device, As compared with the reflection type liquid crystal display element, a display with a brighter screen and a higher contrast can be obtained.
【0147】すなわち、従来の反射型表示素子は、液晶
セルをはさんで前後一対の偏光板を配置し、そのうちの
後側の偏光板の後面側に散乱反射板を配置した構成とな
っているが、この液晶表示素子では、前記散乱反射板に
よる反射光の出射効率が悪く、充分な明るさの明表示が
得られない。That is, the conventional reflection type display element has a configuration in which a pair of front and rear polarizing plates are arranged with a liquid crystal cell interposed therebetween, and a scattering reflection plate is arranged on the rear surface side of the rear polarizing plate. However, in this liquid crystal display device, the efficiency of emitting reflected light from the scattering reflector is poor, and a bright display with sufficient brightness cannot be obtained.
【0148】これは、前記散乱反射板により反射された
光が散乱光であり、その反射光のなかには、前記後側偏
光板の吸収軸に沿った成分の光もあるため、その光が前
記後側偏光板で吸収されてしまうためである。This is because the light reflected by the scattering reflector is scattered light, and among the reflected light, there is light having a component along the absorption axis of the rear polarizing plate. This is because the light is absorbed by the side polarizing plate.
【0149】これに対して、上記反射型液晶表示素子
は、後側偏光板42と散乱反射板43との間に、互いに
ほぼ直交する方向に反射軸22sと透過軸22pとをも
ち、前記反射軸22sに沿った偏光成分の入射光を反射
させ、前記透過軸22pに沿った偏光成分の入射光を透
過させる特性を有する光学シート22を、その透過軸2
2pを前記後側偏光板42の透過軸42aとほぼ平行に
して配置したものであり、液晶表示素子の前面側から入
射した光のうちの前記後側偏光板42を透過した光のほ
とんどが前記光学シート22を透過して散乱反射板43
に入射するため、液晶表示素子にその前面から入射した
外光の前記散乱反射板43への入射率は従来の液晶表示
素子とほとんど変わらない。On the other hand, the reflection type liquid crystal display element has a reflection axis 22s and a transmission axis 22p between the rear polarizer 42 and the scattering reflector 43 in directions substantially orthogonal to each other. The optical sheet 22 having the characteristic of reflecting incident light of the polarization component along the axis 22s and transmitting the incident light of the polarization component along the transmission axis 22p is connected to the transmission axis 2
2p is disposed substantially parallel to the transmission axis 42a of the rear polarizing plate 42, and most of the light transmitted through the rear polarizing plate 42 among the light incident from the front side of the liquid crystal display element is the same as that of FIG. The scattered reflection plate 43 transmitted through the optical sheet 22
Therefore, the incident rate of external light incident on the liquid crystal display element from the front surface thereof to the scattering reflector 43 is almost the same as that of the conventional liquid crystal display element.
【0150】そして、この液晶表示素子では、前記散乱
反射光により反射された散乱反射光のうち、前記光学シ
ート22の透過軸22pに沿った成分の光は、そのまま
光学シート22を透過し、また反射軸22sに沿った成
分の光は、この光学シート22と散乱反射板43との間
での反射の繰り返しにより光学シート22の透過軸22
pに沿った成分の光となって前記光学シート22を透過
するとともに、前記光学シート22を透過した反射光の
ほとんどが前記後側偏光板42を透過し、液晶セル10
と前側偏光板41とを順に透過して液晶表示素子の前面
に出射する。In this liquid crystal display device, of the scattered reflected light reflected by the scattered reflected light, light having a component along the transmission axis 22p of the optical sheet 22 passes through the optical sheet 22 as it is. The light of the component along the reflection axis 22s is transmitted through the transmission axis 22 of the optical sheet 22 by repeating the reflection between the optical sheet 22 and the scattering reflector 43.
In addition to passing through the optical sheet 22 as light having a component along p, most of the reflected light that has passed through the optical sheet 22 passes through the rear polarizer 42, and the liquid crystal cell 10
And the light passes through the front polarizing plate 41 in order and is emitted to the front surface of the liquid crystal display element.
【0151】したがって、この液晶表示素子は、散乱反
射板43による反射光の出射効率が従来の液晶表示素子
に比べてはるかに高く、画面が明るく、しかもコントラ
ストが高い表示を得ることができる。Therefore, in this liquid crystal display device, the emission efficiency of the light reflected by the scattering reflector 43 is much higher than that of the conventional liquid crystal display device, and a display with a bright screen and high contrast can be obtained.
【0152】なお、上記液晶表示素子はノーマリーホワ
イトモードと呼ばれる表示方式のものであるが、液晶セ
ルをはさんで配置する一対の偏光板を、それぞれの透過
軸を互いにほぼ平行にして配置したノーマリーブラック
モードと呼ばれる表示方式の反射型液晶表示素子におい
ても、その後側偏光板と散乱反射板との間に、前記光学
シート22を、その透過軸22pを前記後側偏光板の透
過軸とほぼ平行にして配置すれば、反射光を高い効率で
出射させて、画面が明るく、しかもコントラストが高い
表示を得ることができる。The above liquid crystal display element is of a display system called a normally white mode. A pair of polarizing plates sandwiching a liquid crystal cell are arranged with their transmission axes substantially parallel to each other. Also in a reflective liquid crystal display element of a display system called a normally black mode, the optical sheet 22 is disposed between the rear polarizing plate and the scattering reflector, and the transmission axis 22p of the optical sheet 22 is set to the transmission axis of the rear polarizing plate. If they are arranged almost in parallel, reflected light can be emitted with high efficiency, and a display with a bright screen and high contrast can be obtained.
【0153】また、上記液晶表示素子はTN型のもので
あるが、液晶分子が例えば180°〜270°のツイス
ト角でツイスト配向した液晶セルをはさんで一対の偏光
板をそれぞれの透過軸を所定の方向に向けて配置し、そ
のうちの後側の偏光板の後面側に散乱反射板を配置した
STN型の反射型液晶表示素子においても、後側偏光板
と散乱反射板との間に、前記光学シート22を、その透
過軸22pを前記後側偏光板の透過軸とほぼ平行にして
配置すれば、反射光を高い効率で出射させて、画面が明
るく、しかもコントラストが高い表示を得ることができ
る。The liquid crystal display element is of the TN type, and a pair of polarizing plates is formed by sandwiching a pair of polarizing plates between liquid crystal cells in which liquid crystal molecules are twisted at a twist angle of, for example, 180 ° to 270 °. Also arranged in a predetermined direction, even in the STN-type reflective liquid crystal display element in which a scattering reflector is arranged on the rear side of the rear polarizing plate, between the rear polarizing plate and the scattering reflector, If the optical sheet 22 is disposed with its transmission axis 22p substantially parallel to the transmission axis of the rear polarizing plate, the reflected light can be emitted with high efficiency, and a bright screen and high contrast display can be obtained. Can be.
【0154】なお、上記反射型液晶表示素子において、
その前面に出射する反射光の強度が高すぎて、表示がぎ
らついて見える場合は、例えば前側偏光板の前面を粗面
化するか、あるいはその前面に光散乱シートを配置し
て、表示のぎらつきを抑制すればよい。In the reflection type liquid crystal display device,
If the intensity of the reflected light emitted to the front surface is too high and the display looks glaring, for example, the front surface of the front polarizing plate is roughened, or a light scattering sheet is arranged on the front surface, and the display is glazed. What is necessary is just to suppress sticking.
【0155】これは、上述したこの発明の各実施例の液
晶表示素子においても言えることであり、これらの実施
例の液晶表示素子の場合は、前記光学シート22による
外光の鏡面反射光が前面に出射するため、表示がぎらつ
いて見える可能性がより高いが、前側偏光板21の前面
を粗面化するか、あるいはその前面に光散乱シートを配
置すれば、前記表示のぎらつきを抑制することができ
る。This is also true of the liquid crystal display devices of the above-described embodiments of the present invention. In the case of the liquid crystal display devices of these embodiments, the specular reflected light of the external light by the optical sheet 22 is reflected on the front surface. However, if the front surface of the front polarizing plate 21 is roughened or a light scattering sheet is arranged on the front surface, the display glare is suppressed. be able to.
【0156】なお、この発明の液晶表示素子は、電子腕
時計、電子置時計、電卓、電子手帳、携帯電話機、卓上
電話機、ノート型パソコン、携帯用小型パソコンなどの
種々の電子機器に広く利用できる。The liquid crystal display device of the present invention can be widely used for various electronic devices such as an electronic wristwatch, an electronic clock, a calculator, an electronic organizer, a mobile phone, a desk phone, a notebook personal computer, and a portable small personal computer.
【0157】また、上記各実施例の液晶表示素子は、T
N型、STN型、ECB型のいずれかのものであるが、
この発明は、例えば強誘電性液晶または反強誘電性液晶
を用いるものなど、電極間に印加される電圧に応じて複
屈折性が変化する液晶層を基板間に挟持した液晶セルを
用いる液晶表示素子に広く適用することができる。Further, the liquid crystal display device of each of the above embodiments has a T
Any of N type, STN type, ECB type
The present invention relates to a liquid crystal display using a liquid crystal cell in which a liquid crystal layer whose birefringence changes according to a voltage applied between electrodes is sandwiched between substrates, such as a device using a ferroelectric liquid crystal or an antiferroelectric liquid crystal. It can be widely applied to devices.
【0158】また、上記各実施例で用いた液晶セル10
は、セグメント表示型のものであるが、この液晶セル1
0は、単純マトリックス型またはアクティブマトリック
ス型のドットマトリックス液晶セルでもよく、その場合
は、各表示画素の色を上述した背景色と背景中の表示色
とに変化させるとともに、液晶セルの各画素領域への印
加電圧の制御により表示色を変化させて、階調をもたせ
た着色画像を表示することができる。In addition, the liquid crystal cell 10 used in each of the above embodiments was used.
Is a segment display type.
0 may be a dot matrix liquid crystal cell of a simple matrix type or an active matrix type. In this case, the color of each display pixel is changed to the above-described background color and the display color in the background, and each pixel area of the liquid crystal cell is changed. By changing the display color by controlling the voltage applied to the display device, a colored image having a gradation can be displayed.
【0159】[0159]
【発明の効果】この発明の液晶表示素子は、電圧に応じ
て複屈折性が変化する液晶層を挟持した液晶セルの前面
側に偏光板を配置し、前記液晶セルの後面側に、互いに
ほぼ直交する方向に反射軸と透過軸とをもち、前記反射
軸に沿った偏光成分の入射光を反射させ、前記透過軸に
沿った偏光成分の入射光を透過させる特性を有する光学
シートを配置するとともに、この光学シートの背後に、
所定の色の後面部材を設けたものであって、前記光学シ
ートによる外光の鏡面反射光と前記後面部材が呈する色
とによって画像を表示するものであるから、従来の表示
素子では得られない新しい観察感覚の画像を表示するこ
とができる。According to the liquid crystal display device of the present invention, a polarizing plate is disposed on the front side of a liquid crystal cell sandwiching a liquid crystal layer whose birefringence changes in accordance with a voltage, and substantially behind each other on the rear side of the liquid crystal cell. An optical sheet having a reflection axis and a transmission axis in a direction orthogonal to each other, reflecting incident light of a polarization component along the reflection axis, and having a property of transmitting incident light of a polarization component along the transmission axis is disposed. With, behind this optical sheet,
A rear surface member of a predetermined color is provided, and an image is displayed by the mirror reflection light of the external light by the optical sheet and the color exhibited by the rear surface member, so that it cannot be obtained by a conventional display element. An image with a new observation feeling can be displayed.
【0160】この発明の液晶表示素子において、前記後
面部材は、例えば、散乱反射板または光吸収板、あるい
は、入射光を吸収して所定の色の蛍光を発する蛍光板
や、所定の分光強度分布をもった光を発する発光体な
ど、要は、前記光学シートによる鏡面反射光とは差のあ
る色を呈するものであれば、外光の反射光と前記着色板
が呈する色とによって画像を表示することができる。In the liquid crystal display device according to the present invention, the rear member may be, for example, a scattering reflector or a light absorbing plate, a fluorescent plate that absorbs incident light and emits fluorescent light of a predetermined color, or has a predetermined spectral intensity distribution. In other words, if the light-emitting body that emits light has a color different from the specular reflection light by the optical sheet, an image is displayed by the reflected light of the external light and the color presented by the colored plate. be able to.
【0161】また、前記後面部材を、前記光学シートを
透過した光を吸収して所定の色の蛍光を発する蛍光板
や、所定の色の着色光を発する発光体とすれば、後面部
材が呈する色を利用する表示を明るくすることができ
る。If the rear member is a fluorescent plate that absorbs light transmitted through the optical sheet and emits fluorescent light of a predetermined color or a light emitter that emits colored light of a predetermined color, the color of the rear member can be improved. Can be used to brighten the display.
【0162】また、前記偏光板を所定の色のカラー偏光
板とするか、あるいは前記液晶セルの前後面のいずれか
一方に所定の色の着色透明膜を設ければ、光学シートで
反射された光を着色光とすることができる。If the polarizing plate is a color polarizing plate of a predetermined color, or if a colored transparent film of a predetermined color is provided on one of the front and rear surfaces of the liquid crystal cell, the light is reflected by the optical sheet. The light can be colored light.
【0163】さらに、この発明の液晶表示素子におい
て、前記液晶セルに、液晶層の液晶分子が一対の基板間
においてツイスト配向しているものを用い、前記偏光板
を、その透過軸を前記液晶セルの前基板の近傍における
液晶分子の配向方向とほぼ平行またはほぼ直交する方向
に向けて配置し、前記光学シートを、その反射軸を前記
偏光板の透過軸とほぼ平行またはほぼ直交する方向に向
けて配置すれば、前記後面部材が呈する色との組合わせ
により、白と黒または、白に前記後面部材が呈する色を
重畳させた色の表示が可能である。Further, in the liquid crystal display device according to the present invention, the liquid crystal cell in which liquid crystal molecules of a liquid crystal layer are twisted between a pair of substrates is used, and the polarizing plate is connected to the liquid crystal cell. The optical sheet is arranged in a direction substantially parallel or substantially perpendicular to the orientation direction of the liquid crystal molecules in the vicinity of the front substrate, and the reflection axis of the optical sheet is oriented in a direction substantially parallel or substantially perpendicular to the transmission axis of the polarizing plate. With such arrangement, it is possible to display white and black or a color in which the color of the rear surface member is superimposed on white, depending on the combination with the color of the rear surface member.
【0164】また、前記液晶セルに、液晶層の液晶分子
が一対の基板間においてツイスト配向しているものを用
い、前記偏光板を、その透過軸を前記液晶セルの前基板
の近傍における液晶分子の配向方向に対して斜めに交差
する方向に向けて配置し、前記光学シートを、その反射
軸を前記偏光板の透過軸とほぼ平行またはほぼ直交する
方向に向けて配置してもよい。Further, a liquid crystal cell in which liquid crystal molecules of a liquid crystal layer are twist-oriented between a pair of substrates is used, and the polarizing plate has a transmission axis near the front substrate of the liquid crystal cell. May be arranged in a direction obliquely intersecting the alignment direction of the optical sheet, and the optical sheet may be arranged with its reflection axis oriented in a direction substantially parallel to or substantially orthogonal to the transmission axis of the polarizing plate.
【0165】その例としては、STN型やECB型の液
晶表示素子があり、例えばECB型の液晶表示素子の場
合は、前記光学シートで反射された光と、この光学シー
トを透過した光とをそれぞれ着色光とし、この反射光及
び透過光と前記後面部材が呈する色とで着色表示を行な
うことができる。As an example, there are STN-type and ECB-type liquid crystal display devices. For example, in the case of an ECB-type liquid crystal display device, light reflected by the optical sheet and light transmitted through the optical sheet are used. Colored light can be displayed by using the reflected light and the transmitted light, respectively, and the color of the rear surface member.
【0166】また、例えばSTN型の液晶表示素子の場
合は、前記液晶セルの一対の基板間における液晶分子の
ツイスト角は、180°〜270°の範囲内が好まし
く、また前記液晶セルと前記偏光板との間に帯色補償用
の位相差板を設けるのが望ましい。In the case of, for example, an STN type liquid crystal display device, the twist angle of liquid crystal molecules between a pair of substrates of the liquid crystal cell is preferably in the range of 180 ° to 270 °. It is desirable to provide a retardation plate for color compensation between the plate and the plate.
【0167】このSTN型の液晶表示素子の場合は、液
晶分子のツイスト角がほぼ90°であるTN型のものに
比べて高デューティでの時分割駆動が可能であり、大画
面化をはかることができるとともに、前記帯色補償用の
位相差板を設けることにより表示の帯色を無くすことが
できる。In the case of this STN type liquid crystal display device, time-division driving with a higher duty is possible as compared with the TN type liquid crystal display device in which the twist angle of liquid crystal molecules is almost 90 °, and a large screen is required. In addition to the above, it is possible to eliminate the banding of the display by providing the banding compensation phase difference plate.
【0168】そして、このSTN型の液晶表示素子は、
前記光学シートによる外光の鏡面反射光により光沢のあ
る背景を表示するものであるため、高時分割駆動して
も、光沢のある背景中にクロストークが生ずることはほ
とんどない。The STN type liquid crystal display element has
Since the glossy background is displayed by the specular reflection light of the external light from the optical sheet, crosstalk hardly occurs in the glossy background even when driven in a high time division manner.
【図1】この発明の第1の実施例を示す液晶表示素子の
断面図。FIG. 1 is a sectional view of a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention.
【図2】第1の実施例の液晶表示素子における液晶セル
の両基板の近傍における液晶分子の配向方向と、偏光板
の透過軸と、光学シートの反射軸及び透過軸の向きを示
す図。FIG. 2 is a diagram showing the orientation directions of liquid crystal molecules in the vicinity of both substrates of a liquid crystal cell, the transmission axis of a polarizing plate, and the directions of the reflection axis and the transmission axis of an optical sheet in the liquid crystal display device of the first embodiment.
【図3】光学シート22の斜視図。FIG. 3 is a perspective view of an optical sheet 22.
【図4】第1の実施例の液晶表示素子の1つの画素領域
における入射光の反射及び透過状態を示す拡大断面図。FIG. 4 is an enlarged sectional view showing a reflection and transmission state of incident light in one pixel region of the liquid crystal display element of the first embodiment.
【図5】この発明の第2の実施例を示す液晶表示素子の
断面図。FIG. 5 is a sectional view of a liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention.
【図6】この発明の第3の実施例を示す液晶表示素子の
断面図。FIG. 6 is a sectional view of a liquid crystal display device according to a third embodiment of the present invention.
【図7】この発明の第4の実施例を示す液晶表示素子の
断面図。FIG. 7 is a sectional view of a liquid crystal display device according to a fourth embodiment of the present invention.
【図8】この発明の第5の実施例を示す液晶表示素子の
断面図。FIG. 8 is a sectional view of a liquid crystal display device according to a fifth embodiment of the present invention.
【図9】この発明の第6の実施例を示す液晶表示素子の
断面図。FIG. 9 is a sectional view of a liquid crystal display device according to a sixth embodiment of the present invention.
【図10】この発明の第7の実施例を示す、液晶セルの
両基板の近傍における液晶分子の配向方向と、偏光板の
透過軸と、光学シートの反射軸及び透過軸の向きを示す
図。FIG. 10 is a view showing an orientation direction of liquid crystal molecules near both substrates of a liquid crystal cell, a transmission axis of a polarizing plate, and directions of a reflection axis and a transmission axis of an optical sheet according to a seventh embodiment of the present invention. .
【図11】この発明の第8の実施例を示す液晶表示素子
の断面図。FIG. 11 is a sectional view of a liquid crystal display device according to an eighth embodiment of the present invention.
【図12】第8の実施例の液晶表示素子における液晶セ
ルの両基板の近傍における液晶分子の配向方向と、偏光
板の透過軸と、位相差板の遅相軸と、光学シートの反射
軸及び透過軸の向きを示す図。FIG. 12 is a view illustrating an alignment direction of liquid crystal molecules in the vicinity of both substrates of a liquid crystal cell, a transmission axis of a polarizing plate, a slow axis of a retardation plate, and a reflection axis of an optical sheet in a liquid crystal display device according to an eighth embodiment. FIG. 3 is a diagram showing directions of transmission axes.
【図13】この発明で用いた光学シートの他の利用例を
示す、前記光学シートを利用した反射型液晶表示素子の
断面図。FIG. 13 is a cross-sectional view of a reflection type liquid crystal display device using the optical sheet, showing another application example of the optical sheet used in the present invention.
【図14】図13に示した反射型液晶表示素子における
液晶セル両基板の近傍における液晶分子の配向方向と、
一対の偏光板の透過軸と、光学シートの反射軸及び透過
軸の向きを示す図。FIG. 14 shows the orientation directions of liquid crystal molecules near both substrates of a liquid crystal cell in the reflective liquid crystal display device shown in FIG.
FIG. 5 is a diagram illustrating the directions of a transmission axis of a pair of polarizing plates and a reflection axis and a transmission axis of an optical sheet.
10…液晶セル 11a…前基板の近傍における液晶分子の配向方向 12b…後基板の近傍における液晶分子の配向方向 18…液晶層 21…偏光板 21a…透過軸 22…光学シート 22s…反射軸 22p…透過軸 23…着色板(後面部材) 24…蛍光板(後面部材) 25…LED発光体(後面部材) 28…EL発光体(後面部材) 29…カラー偏光板 30…着色膜 31…散乱反射板(後面部材) Reference Signs List 10: liquid crystal cell 11a: alignment direction of liquid crystal molecules near the front substrate 12b: alignment direction of liquid crystal molecules near the rear substrate 18: liquid crystal layer 21: polarizing plate 21a: transmission axis 22: optical sheet 22s: reflection axis 22p Transmission axis 23: Colored plate (rear member) 24: Fluorescent plate (rear member) 25: LED light emitter (rear member) 28: EL light emitter (rear member) 29: Color polarizing plate 30: Colored film 31: Scattering reflector ( Rear member)
Claims (11)
れた前後一対の基板間に、前記電極間に印加される電圧
に応じて複屈折性が変化する液晶層を挟持した液晶セル
と、この液晶セルの前面側に配置された偏光板と、前記
液晶セルの後面側に配置され、互いにほぼ直交する方向
に反射軸と透過軸とをもち、前記反射軸に沿った偏光成
分の入射光を反射させ、前記透過軸に沿った偏光成分の
入射光を透過させる特性を有する光学シートと、この光
学シートの背後に設けられた後面部材とを備えたことを
特徴とする液晶表示素子。1. A liquid crystal cell having a liquid crystal layer whose birefringence changes according to a voltage applied between said electrodes between a pair of front and rear substrates having electrodes formed on respective surfaces facing each other. A polarizing plate disposed on the front surface side of the liquid crystal cell, and disposed on the rear surface side of the liquid crystal cell, having a reflection axis and a transmission axis in directions substantially orthogonal to each other, and incident light of a polarization component along the reflection axis. A liquid crystal display device comprising: an optical sheet having a characteristic of reflecting and transmitting incident light of a polarization component along the transmission axis; and a rear member provided behind the optical sheet.
散乱反射板であることを特徴とする請求項1に記載の液
晶表示素子。2. A liquid crystal display device according to claim 1, wherein said rear surface member is a scattering reflector for scattering and reflecting incident light.
徴とする請求項1に記載の液晶表示素子。3. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein said rear member is a light absorbing plate.
収する着色板であることを特徴とする請求項3に記載の
液晶表示素子。4. The liquid crystal display device according to claim 3, wherein the light absorbing plate is a colored plate that absorbs light in a predetermined wavelength band.
色の蛍光を発する蛍光板であることを特徴とする請求項
1に記載の液晶表示素子。5. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the rear surface member is a fluorescent plate that absorbs incident light and emits fluorescent light of a predetermined color.
った光を発する発光体であることを特徴とする請求項1
に記載の液晶表示素子。6. The light-emitting device according to claim 1, wherein the rear surface member is a luminous body that emits light having a predetermined spectral intensity distribution.
3. The liquid crystal display device according to item 1.
対の基板間においてツイスト配向しており、前記偏光板
はその透過軸を前記液晶セルの前基板の近傍における液
晶分子の配向方向とほぼ直交またはほぼ平行な方向に向
けて配置され、前記光学シートはその反射軸を前記偏光
板の透過軸とほぼ直交またはほぼ平行な方向に向けて配
置されていることを特徴とする請求項1に記載の液晶表
示素子。7. The liquid crystal layer of the liquid crystal cell has liquid crystal molecules in a twisted orientation between the pair of substrates, and the polarizing plate has a transmission axis whose direction is aligned with the orientation direction of the liquid crystal molecules in the vicinity of the front substrate of the liquid crystal cell. 2. The optical sheet according to claim 1, wherein the optical sheet is oriented in a direction substantially orthogonal or substantially parallel to the transmission axis of the polarizing plate. 3. The liquid crystal display device according to item 1.
対の基板間においてツイスト配向しており、前記偏光板
はその透過軸を前記液晶セルの前基板の近傍における液
晶分子の配向方向に対して斜めに交差する方向に向けて
配置され、前記光学シートはその反射軸を前記偏光板の
透過軸とほぼ直交またはほぼ平行な方向に向けて配置さ
れていることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示素
子。8. The liquid crystal layer of the liquid crystal cell has liquid crystal molecules in a twisted orientation between the pair of substrates, and the polarizing plate has a transmission axis oriented in the direction of orientation of the liquid crystal molecules in the vicinity of the front substrate of the liquid crystal cell. 2. The optical sheet is arranged so as to be obliquely intersecting with the optical sheet, and the optical sheet is arranged so that its reflection axis is oriented substantially perpendicularly or substantially parallel to the transmission axis of the polarizing plate. 3. The liquid crystal display device according to item 1.
分子のツイスト角が180°〜270°の範囲内であ
り、前記液晶セルと前記偏光板との間に位相差板が設け
られていることを特徴とする請求項9に記載の液晶表示
素子。9. A liquid crystal cell, wherein a twist angle of liquid crystal molecules between a pair of substrates is in a range of 180 ° to 270 °, and a retardation plate is provided between the liquid crystal cell and the polarizing plate. The liquid crystal display device according to claim 9, wherein:
であることを特徴とする請求項1〜請求項9のいずれか
1つに記載の液晶表示素子。10. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein said polarizing plate is a color polarizing plate of a predetermined color.
に、所定の色の透明な着色膜が設けられていることを特
徴とする請求項1〜請求項9のいずれか1つに記載の液
晶表示素子。11. The liquid crystal cell according to claim 1, wherein a transparent colored film of a predetermined color is provided on one of front and rear surfaces of the liquid crystal cell. Liquid crystal display element.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10112011A JPH1195211A (en) | 1997-07-22 | 1998-04-22 | Liquid crystal display element |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19580697 | 1997-07-22 | ||
JP9-195806 | 1997-07-22 | ||
JP10112011A JPH1195211A (en) | 1997-07-22 | 1998-04-22 | Liquid crystal display element |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1195211A true JPH1195211A (en) | 1999-04-09 |
Family
ID=26451277
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10112011A Pending JPH1195211A (en) | 1997-07-22 | 1998-04-22 | Liquid crystal display element |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1195211A (en) |
-
1998
- 1998-04-22 JP JP10112011A patent/JPH1195211A/en active Pending
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