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JP3758345B2 - Display device and electronic device using display device - Google Patents
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JP3758345B2 - Display device and electronic device using display device - Google Patents

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    • G02F1/133536Reflective polarizers

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  • Polarising Elements (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表示装置及び電子機器に関し、特に反射型フルカラー液晶表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のカラーフィルターを用いた反射型フルカラー表示装置は、赤・緑・青のカラーフィルターを用いそれぞれの画素を着色した。それぞれの画素を駆動することにより、それぞれのカラーと黒を切り替えることができ、全ての画素をカラーにすればそれが白表示である。すなわち、赤・緑・青の全てが着色した状態が白表示であり、暗いものとなった。一方明るくするために、赤・緑・青のカラーフィルターの着色を薄くすると、色純度の低下を招いた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は透過偏光軸可変光学素子を利用する表示装置において、明るく色純度の高い反射型カラー表示装置、特にフルカラー表示装置を提供することにある。さらに、これを用いた電子機器を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】
図1、図2を用いて、原理を説明する。図1は、偏光分離手段として用いた偏光分離器の概略斜視図であり、図2はこの偏光分離器を用いた表示装置について説明するための図である。
【0005】
図1において、偏光分離器160は、異なる2つの層1(A層)と2(B層)とが交互に複数層積層された構造を有している。A層1のX方向の屈折率(nAX)とY方向の屈折率(nAY)とは異なる。A層1のY方向の屈折率(nAY)とB層2のY方向の屈折率(nBY)とは実質的に等しい。
【0006】
従って、この偏光分離器160の上面5に垂直な方向から偏光分離器160に入射した光のうちY方向の直線偏光はこの偏光分離器160を透過し下面6からY方向の直線偏光の光として出射する。また、逆に偏光分離器160の下面6に垂直な方向から偏光分離器160に入射した光のうちY方向の直線偏光の光はこの偏光分離器160を透過し上面5からY方向の直線偏光の光として出射する。ここで、透過する方向(Y方向のこと)を透過軸と呼ぶ。
【0007】
一方、A層1のZ方向における厚みをtA、B層2のZ方向における厚みをtBとし、入射光の波長をλとすると、
【0008】
【数1】
tA・nAX+tB・nBX=λ/2 (1)
となるようにすることによって、波長λの光であって偏光分離器160の上面5に垂直な方向から偏光分離器160に入射した光のうちX方向の直線偏光の光は、この偏光分離器160によってX方向は直線偏光の光として反射される。また、波長λの光であって偏光分離器160の下面6に直線偏光の光は、この偏光分離器160によってX方向の直線偏光の光として反射される。ここで、反射する方向(X方向のこと)を反射軸と呼ぶ。
【0009】
そして、A層1のZ方向における厚みtAおよびB層2のZ方向における厚みtBを種々変化させて、可視光の全波長範囲にわたって上記(1)が成立するようにすることにより、単一色だけでなく、白色光全部にわたってX方向の直線偏光の光をX方向の直線偏光の光として反射し、Y方向の直線偏光の光をY方向の直線偏光の光として透過させる偏光分離器が得られる。
【0010】
この偏光分離器160のA層には例えば、ポリエチレンナフタレート(PEN;polyethylene naphtalate)を延伸したものを用い、B層には、ナフサレン・ジ・カルボン酸とテレフタル酸とのコポリエステル(coPEN;copolyester of naphtalen dicarboxylic acid and terephthallic or isothalic acid)を用いることが出来る。もちろん、本発明に用いる偏光分離器の材質はこれに限定されるものではなく、適宜その材質を選択できる。尚、このような偏光分離器は、特表平9−506985号公報に反射偏光子としてその詳細が開示されいる。
【0011】
図2はこの偏光分離器160を用いた本発明の表示装置について説明するための図である。この液晶表示装置においては、第1の透過偏光軸可変光学素子としてTN液晶パネル140を使用している。TN液晶パネル140の上側には偏光板130が設けられている。TN液晶パネル140の下側には、光拡散層150、偏光分離器160がこの順に設けられている。さらに偏光分離器160の下側には、カラーフィルター170、第2の透過偏光軸可変光学素子としてのTN液晶パネル180、偏光分離器190および光吸収手段としての黒色板200がこの順に設けられている。偏光分離器190は偏光分離器160と同様な構造をしている。
【0012】
偏光板130の透過軸と偏光分離器160の透過軸と偏光分離器190の透過軸とはそれぞれ平行関係である。
【0013】
左側の110はTN液晶パネル140に電圧を印加していない部分をしめす。自然光111が偏光板130によって、紙面に平行な方向の直線偏光となり、その後、TN液晶パネル140によって偏光方向が90゜捻られて紙面に垂直な方向の直線偏光となり、偏光分離器160にて反射される。偏光分離器160から反射した直線偏光は、TN液晶パネル140によって偏光方向が90゜捻られて紙面に平行な方向の直線偏光として透過し、偏光板130から紙面に平行な方向の直線偏光として出射する。偏光板130から出射した光は、光拡散層150を通過するため、白色光となる。
【0014】
中央の120はTN液晶パネル140に電圧を印加し、TN液晶パネル180に電圧を印加していない部分をしめす。自然光121が偏光板130によって、紙面に平行な方向の直線偏光となり、その後、TN液晶パネル140を偏光方向を変えずに透過し、偏光分離器160も透過し、紙面に平行な方向の直線偏光となり、カラーフィルター170を通過し、その後、TN液晶パネル180によって偏光方向が90゜捻られて紙面に垂直な方向の直線偏光となり、偏光分離器190にて反射される。反射された光は、再びTN液晶パネル180によって偏光方向が90゜捻られて紙面に平行な方向の直線偏光となり、カラーフィルター170を通過し偏光分離器160も透過し、TN液晶パネル140を偏光方向を変えずに透過し、偏光板130から紙面に平行な方向の直線偏光として出射する。このように、TN液晶パネル140に電圧を印加し、TN液晶パネル180に電圧を印加していない部分においては、入射した光はカラーフィルター170を通過し着色される。
【0015】
右側の125は、TN液晶パネル140に電圧を印加し、TN液晶パネル180にも電圧を印加している部分をしめす。自然光126が偏光板130によって、紙面に平行な方向の直線偏光となり、その後、TN液晶パネル140を偏光方向を変えずに透過し、偏光分離器160も透過し、紙面に平行な方向の直線偏光となり、カラーフィルター170を通過し、その後、TN液晶パネル180を偏光方向を変えずに透過し、偏光分離器160も透過し、黒色板200にて吸収される。このように、TN液晶パネル140に電圧を印加し、TN液晶パネル180にも電圧を印加している部分においては、入射した光は黒色板200にて吸収され黒くなる。
【0016】
このように、TN液晶パネル140およびTN液晶パネル180の電圧印加・無印加の組み合わせにより、カラーフィルターの着色を受けない明るい白表示とカラーフィルターにより着色されたカラー表示と黒色板により光吸収された黒表示が得られる。
【0017】
なお、上記においては、TN液晶パネル140を例にとって説明したが、TN液晶パネル140に代えてSTN液晶パネルやECB(Electrically Controlled Birefringence )液晶パネル等の他の透過偏光軸を電圧等によって変えられるものを用いても基本的な動作原理は同一である。
【0018】
本発明は上記原理に基づくものであり、本発明によれば、
透過偏光軸を可変する第1の透過偏光軸可変手段と、
前記第1の透過偏光軸可変手段を挟んで前記第1の透過偏光軸可変手段の両側に配置された第1および第2の偏光分離手段と、
前記第2の偏光分離手段に対して前記第1の透過偏光軸可変手段と反対側に配置された第2の透過偏光軸可変手段と、
前記第2の透過偏光軸可変手段に対して前記第2の偏光分離手段と反対側に配置された第3の偏光分離手段と、
前記第3の偏光分離手段に対して前記第2の透過偏光軸可変手段と反対側に配置された光吸収手段と、
前記第1の偏光分離手段と前記第2の偏光分離手段との間に光拡散手段と、
前記第2の偏光分離手段と前記第3の偏光分離手段との間に着色手段と、
を備える表示装置であって、
前記第1の偏光分離手段は、前記第1の偏光分離手段の一方の側から入射した光に対して前記一方の側と反対側に位置する他方の側から第1の所定の方向の直線偏光成分の光を透過し、前記他方の側から入射した光に対して前記一方の側から前記第1の所定の方向の直線偏光成分の光を透過することが可能な偏光分離手段であり、
前記第2の偏光分離手段は、前記第1の透過偏光軸可変手段側から入射した光のうち第2の所定の方向の直線偏光成分の光を前記第2の透過偏光軸可変手段側に透過させ、前記第2の所定の方向と直交する第3の所定の方向の直線偏光成分の光を前記第1の透過偏光軸可変手段側に反射し、前記第2の透過偏光軸可変手段側から入射した光に対して前記第1の透過偏光軸可変手段側に前記第2の所定の方向の直線偏光成分の光を透過することが可能な偏光分離手段であり、
前記第3の偏光分離手段は、前記第2の透過偏光軸可変手段側から入射した光のうち第4の所定の方向の直線偏光成分の光を前記光吸収手段側に透過させ、前記第4の所定の方向と直交する第5の所定の方向の直線偏光成分の光を前記第2の透過偏光軸可変手段側に反射することが可能な偏光分離手段であることを特徴とする表示装置が提供される。
【0019】
本発明の表示装置においては、前記第1の透過偏光軸可変手段と前記第2の透過偏光軸可変手段の透過偏光軸の状態に応じて、前記第2の偏光分離手段から反射された光による明るい表示状態(第1の表示状態)と、前記第3の偏光分離手段から反射された光で前記着色手段により着色されたカラー表示状態(第2の表示状態)と、前記光吸収手段にて光吸収されることによる暗い表示状態(第3の表示状態)が得られる。
【0020】
好ましくは、 前記第2の偏光分離手段が、可視光領域のほぼ全波長範囲の光に対して、前記第1の透過偏光軸可変手段側から入射した光のうち前記第2の所定の方向の直線偏光成分の光を前記第2の透過偏光軸可変手段側に透過させ、前記第2の所定の方向と直交する前記第3の所定の方向の直線偏光成分の光を前記第1の透過偏光軸可変手段側に反射し、可視光領域のほぼ全波長範囲の光であって前記第2の透過偏光軸可変手段側から入射した光に対して前記第1の透過偏光軸可変手段側に前記第2の所定の方向の直線偏光成分の光を透過することが可能な偏光分離手段である。また、前記第3の偏光分離手段が、可視光領域のほぼ全波長範囲の光に対して、前記第2の透過偏光軸可変手段側から入射した光のうち前記第4の所定の方向の直線偏光成分の光を前記光吸収手段側に透過させ、前記第4の所定の方向と直交する前記第5の所定の方向の直線偏光成分の光を前記第2の透過偏光軸可変手段側に反射することが可能な偏光分離手段である。
【0021】
このようにすれば、上記第1の表示状態において白状の反射を得ることができ、また上記第3の表示状態において黒状の吸収を得ることができる。
【0022】
前記第1の透過偏光軸可変手段もしくは前記第2の透過偏光軸可変手段のうち少なくとも一方が、好ましくは、液晶パネルであり、TN液晶パネル、STN液晶パネルまたはECB液晶パネルが用いられる。なお、このSTN液晶パネルには、色補償用光学異方体を用いるSTN液晶パネルも含んでいる。
【0023】
また好ましくは、前記第1の偏光分離手段が偏光板である。
【0024】
そして、前記第2の偏光分離手段は、複数の層が互いに密着して積層された積層体であって、前記複数の層の屈折率が、互いに隣接する層相互間で、第6の所定の方向においては等しく、前記第6の所定の方向と直交する第7の所定の方向においては異なる前記積層体である。また、前記第3の偏光分離手段は、複数の層が互いに密着して積層された積層体であって、前記複数の層の屈折率が、互いに隣接する層相互間で、第8の所定の方向においては等しく、前記第8の所定の方向と直交する第9の所定の方向においては異なる前記積層体である。
【0025】
好ましくは、
前記第1の透過偏光軸可変手段を挟んで前記第1の透過偏光軸可変手段の両側に配置された第1および第2の透明基板をさらに備え、
前記第1の偏光分離手段が前記第1の透明基板に対して前記第1の透過偏光軸可変手段と反対側に配置され、
前記第2の偏光分離手段が前記第2の透明基板に対して前記第1の透過偏光軸可変手段と反対側に配置され、
前記第2の透過偏光軸可変手段を挟んで前記第2の透過偏光軸可変手段の両側に配置された第3および第4の透明基板をさらに備え、
前記第2の偏光分離手段が前記第3の透明基板に対して前記第2の透過偏光軸可変手段と反対側に配置され、
前記第3の偏光分離手段が前記第4の透明基板に対して前記第2の透過偏光軸可変手段と反対側に配置される。
【0026】
また、前記第1、第2の透明基板および前記第3、第4の透明基板はそれぞれドットマトリックス画素を備え、それぞれの画素位置が一致している。
【0027】
前記第2の透明基板、第3の透明基板および前記第4の透明基板がプラスチックフィルム基板である。このようにすることにより、視差の無い表示が得られる。
【0028】
さらに好ましくは、前記着色手段は、前記第3、第4の透明基板のドットマトリックス画素にあわせた赤、緑および青のカラーフィルターより成る。このようにし、第1の透過偏光軸可変手段および第2の透過偏光軸可変手段を階調駆動することにより、明るい反射型のフルカラー表示が得られる。
【0029】
さらには、本発明の電子機器は請求項1記載の表示装置が搭載されている。また、その用途によっては、上述した表示装置のうちいずれかの表示装置を搭載してもよい。
【0030】
なお、本発明の表示装置においては、TFTやMIM等のアクティブ素子を設けてもよい。
また、本発明の表示装置は、表示装置において、透過偏光軸を可変する第1の透過偏光軸可変手段と、前記第1の透過偏光軸可変手段を挟んで前記第1の透過偏光軸可変手段の両側に配置された第1および第2の偏光分離手段と、前記第2の偏光分離手段に対して前記第1の透過偏光軸可変手段と反対側に配置された第2の透過偏光軸可変手段と、前記第2の透過偏光軸可変手段に対して前記第2の偏光分離手段と反対側に配置された第3の偏光分離手段と、前記第3の偏光分離手段に対して前記第2の透過偏光軸可変手段と反対側に配置されたバックライトと、前記第2の偏光分離手段と前記第3の偏光分離手段との間に配置された着色手段と、を備え、前記第1の偏光分離手段は、前記第1の偏光分離手段の一方の側から入射した光に対して前記一方の側と反対側に位置する他方の側から第1の所定の方向の直線偏光成分の光を透過可能であり、前記他方の側から入射した光に対して前記一方の側から前記第1の所定の方向の直線偏光成分の光を透過可能である偏光分離手段であり、前記第2の偏光分離手段は、前記第1の透過偏光軸可変手段側から入射した光のうち第2の所定の方向の直線偏光成分の光を前記第2の透過偏光軸可変手段側に透過可能であり、前記第2の所定の方向と直交する第3の所定の方向の直線偏光成分の光を前記第1の透過偏光軸可変手段側に反射可能であり、前記第2の透過偏光軸可変手段側から入射した光に対して前記第1の透過偏光軸可変手段側に前記第2の所定の方向の直線偏光成分の光を透過可能である偏光分離手段であり、前記第3の偏光分離手段は、前記第2の透過偏光軸可変手段側から入射した光のうち第4の所定の方向の直線偏光成分の光を前記バックライト側に透過可能であり、前記第4の所定の方向と直交する第5の所定の方向の直線偏光成分の光を前記第2の透過偏光軸可変手段側に反射可能である偏光分離手段であることを特徴とする。
また、本発明の表示装置は、表示装置において、透過偏光軸を可変する第1の液晶パネルと、前記第1の液晶パネルを挟んで前記第1の液晶パネルの両側に配置された第1および第2の偏光分離手段と、前記第2の偏光分離手段に対して前記第1の液晶パネルと反対側に配置された第2の液晶パネルと、前記液晶パネルを構成する基板間に配置されたカラーフィルターと、前記第2の液晶パネルに対して前記第2の偏光分離手段と反対側に配置された第3の偏光分離手段と、前記第3の偏光分離手段に対して前記第2の液晶パネルと反対側に配置されたバックライトと、を備え、前記第1の偏光分離手段は、透過軸を有する偏光板であり、前記第2の偏光分離手段及び前記第3の偏光分離手段は、それぞれ、光を透過する方向である透過軸、および光を反射する方向である反射軸を有することを特徴とする。
また、前記第2の液晶パネルと前記バックライトとの間に配置された偏光板を更に備えることを特徴とする。
また、前記第2の液晶パネルと前記第3の偏光分離手段との間に位相差フィルムを備えることを特徴とする。
また、前記第1の偏光分離手段と前記第1の液晶パネルとの間に位相差フィルムを備えることを特徴とする。
また、前記第1の偏光分離手段と前記第1の液晶パネルとの間に拡散板を備えることを特徴とする。
また、本発明の表示装置は、表示装置において、透過偏光軸を可変する第1の液晶パネルと、前記第1の液晶パネルを挟んで前記第1の液晶パネルの両側に配置された第1および第2の偏光分離手段と、前記第2の偏光分離手段に対して前記第1の液晶パネルと反対側に配置された第2の液晶パネルと、前記第2の液晶パネルに備えられたカラーフィルターと、前記第2の液晶パネルに対して前記第2の偏光分離手段と反対側に配置された第3の偏光分離手段と、前記第3の偏光分離手段に対して前記第2の液晶パネルと反対側に配置されたバックライトと、を備え、前記第1の偏光分離手段は、透過軸を有する偏光板であり、前記第2の偏光分離手段は、光を透過する方向である透過軸、および光を反射する方向である反射軸を有することを特徴とする。
【0031】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【0032】
(第1の実施の形態)
図3は、本発明の第1の実施の形態の液晶表示装置を説明するための分解断面図である。
【0033】
本実施の形態の液晶表示装置10においては、第1および第2の透過偏光軸可変光学素子としてSTNパネル20およびSTNパネル70を使用している。STNパネル20の上側には位相差フィルム14および偏光板12がこの順に設けられている。STNパネル20とSTNパネル70の間には、拡散板30、偏光分離手段として偏光分離器40および着色層としてカラーフィルター50が設けられている。STNパネル70の下側には、位相差フィルム15、偏光分離手段として偏光分離器80、光吸収板として黒色板90がこの順に設けられている。偏光分離器40および偏光分離器80は、図1を用いて説明した偏光分離手段としての偏光分離器を使用する。
【0034】
STNパネル20においては、2枚のガラス基板21、22とシール部材23とによって構成されるパネル内にSTN液晶26が封入されている。ガラス基板21の下面には透明電極24が設けられ、ガラス基板22の上面には透明電極25が設けられている。透明電極24、25はドットマトリックスを形成している。透明電極24、25としては、ITO(Indium Tin Oxide)や酸化錫等を用いることができる。位相差フィルム14は、色補償用の光学異方体として用いており、STNパネル20で発生する着色を補正するために使用している。
【0035】
STNパネル70においても、2枚のガラス基板71、72とシール部材73とによって構成されるパネル内にSTN液晶76が封入されている。ガラス基板71の下面には透明電極74が設けられ、ガラス基板72の上面には透明電極75が設けられている。透明電極74、75はドットマトリックスを形成しており、透明電極24、25で形成されるドットマトリックスと同じドットピッチにし、各ドットを対応させている。透明電極74、75としては、ITO(Indium Tin Oxide)や酸化錫等を用いることができる。位相差フィルム15は、色補償用の光学異方体として用いており、STNパネル70で発生する着色を補正するために使用している。
【0036】
また、カラーフィルター50は透明電極24、25で形成されるドットマトリックス(透明電極74、75で形成されるドットマトリックス)と一致させ、赤・緑・青の三原色が配色されている。
【0037】
本実施の形態の液晶表示装置10の動作を図3を参照して説明する。
【0038】
STN液晶パネル20に電圧を印加していない部分は、自然光が偏光板12によって所定の方向の直線偏光となり、その後、位相差フィルム14およびSTNパネル20によって偏光方向が所定の角度捻られた直線偏光となり、偏光分離器40にて反射され、STNパネル20によって偏光方向が所定の角度捻られ、偏光板12から直線偏光として出射する。出射光は拡散板30により拡散され、白色表示となる。
【0039】
次に、STN液晶パネル20に電圧を印加し、STN液晶パネル70に電圧を印加していない部分は、自然光が偏光板12によって所定の方向の直線偏光となり、その後、位相差フィルム14およびSTNパネル20によって偏光方向が所定の角度捻られた直線偏光となり、偏光分離器40、カラーフィルター50を透過する。その後、光はSTNパネル70におよび位相差フィルム15よって偏光方向が所定の角度捻られた直線偏光となり、偏光分離器80にて反射され、再び、逆の経路で偏光板12から出射する。このように、STN液晶パネル20に電圧を印加し、STN液晶パネル70に電圧を印加していない部分においては、カラーフィルター50を通過するため、着色表示となる。
【0040】
更に、STN液晶パネル20に電圧を印加し、STN液晶パネル70にも電圧を印加している部分は、自然光が偏光板12によって所定の方向の直線偏光となり、その後、位相差フィルム14およびSTNパネル20によって偏光方向が所定の角度捻られた直線偏光となり、偏光分離器40、カラーフィルター50を透過する。その後、光はSTNパネル70におよび位相差フィルム15よって偏光方向が所定の角度捻られた直線偏光となり、偏光分離器80を透過し、黒色板90にて吸収するため、黒色表示となる。
【0041】
STN液晶パネル20およびSTN液晶パネル70の電圧印加・無印加の組み合わせにより、偏光分離器40の反射による明るい白表示、カラーフィルター50により着色したカラー表示および黒色板70により光吸収された黒表示が得られる。
【0042】
STN液晶パネル20およびSTN液晶パネル70を階調時分割駆動をすることにより、フルカラー表示が得られる。
【0043】
(第2の実施の形態)
上記第1の実施の形態において、STNパネル20のガラス基板22およびSTNパネル70の2枚のガラス基板71、72を0.2mmのプラスチックフィルムに変えた。
【0044】
上記第1の実施の形態と同じ効果が得られ、更に視差の少ない(低視角でも色の重なりの少ない)表示が得られた。
【0045】
(第3の実施の形態)
図4は、本発明の第3の実施の形態の液晶表示装置を説明するための分解断面図である。
【0046】
上記第2の実施の形態において、カラーフィルター50をSTN液晶パネル70の内面(プラスチック基板71の内側表面)に形成した。また、拡散板30を位相差板14とSTN液晶パネル20の基板21の間に設置した。
【0047】
このようにすることにより、上記第2の実施の形態と同じ効果が得られ、更に視差の少ない表示が得られた。
【0048】
(第4の実施の形態)
上記第3の実施の形態において、STN液晶パネル20およびSTN液晶パネル70の内面に電極パターンでアクティブエリア外にトンボマークを付けた。 偏光分離器40及びSTN液晶パネル70の基板71の表面に粘着剤を設け、STN液晶パネル20の基板22に偏光分離器40貼り付け、STN液晶パネル70トンボマークが合致するように貼り付けた。 STN液晶パネル70の基板71および72は供にプラスチックであるために貼り付けることが出来る。
【0049】
(第5の実施の形態)
図5は、本発明の第5の実施の形態の液晶表示装置を説明するための分解断面図である。
【0050】
上記第2の実施の形態において、光吸収手段として黒色板90の代わりに偏光板91、バックライト100を設けた。偏光分離器80の透過軸と偏光板91の透過軸のなす角を45°〜75°とした。すると、反射時で上記第2の実施の形態と同じ効果が得られ、更に、バックライト点灯時でもフルカラー表示が可能となった。
【0051】
また、本発明の実施形態において偏光分離器40を基板71の代用として用いても良い。
【0052】
(第6の実施の形態)
本発明の第1の実施形態の表示装置をPDA(Personal Digital Assistant)に搭載した。640(×3RGB)×240ドット、0.3ドットピッチ画素で、明るい反射型フルカラー表示が得られた。
【0053】
また、本発明の第2、3の実施形態の表示素子を搭載したPDAでも、同様な結果が得られた。
【0054】
また、本発明の実施形態においてPDAを例示したが、本発明の表示装置は、家電機器、携帯電話 、電子手帳、電卓等の各種電子機器に用いることが出来る。
【0055】
【発明の効果】
本発明の表示装置においては、第1の透過偏光軸可変手段と第2の透過偏光軸可変手段の透過偏光軸の状態に応じて、第2の偏光分離手段から反射された光による明るい表示状態(第1の表示状態)と、第3の偏光分離手段から反射された光で着色手段により着色されたカラー表示状態(第2の表示状態)と、光吸収手段にて光吸収されることによる暗い表示状態(第3の表示状態)が得られる。
【0056】
更に、第1の透過偏光軸可変手段および第2の透過偏光軸可変手段の各透明基板上に形成されたドットマトリックス画素にあわせ、赤、緑および青の着色層を形成する。このようにし、第1の透過偏光軸可変手段および第2の透過偏光軸可変手段を階調駆動することにより、明るい反射型のフルカラー表示が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の表示装置において、偏光分離手段として用いた偏光分離器の概略斜視図である。
【図2】本発明の表示装置の原理を説明するための図である。
【図3】本発明の第1の実施の形態の液晶表示装置を説明するための分解断面図である。
【図4】本発明の第3の実施の形態の液晶表示装置を説明するための分解断面図である。
【図5】本発明の第5の実施の形態の液晶表示装置を説明するための分解断面図である。
【符号の説明】
10…液晶表示装置
12、130…偏光板
14、15…位相差フィルム
20、70…STN液晶パネル
21、22、71,72…ガラス基板
26、76…STN液晶
30…拡散板
40、80、160、190…偏光分離器
50、170…カラーフィルター
90、200…黒色板
91…偏光板
100…バックライト
111、121、126…自然光
112、122…出射光
140、180…TN液晶パネル
150…光拡散層
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a display device and an electronic apparatus, and more particularly to a reflective full-color liquid crystal display device.
[0002]
[Prior art]
A reflection type full-color display device using a conventional color filter colors each pixel using a red, green, and blue color filter. By driving each pixel, it is possible to switch between each color and black. If all the pixels are in color, that is white display. That is, the state in which all of red, green, and blue are colored is white and dark. On the other hand, if the coloring of the red, green and blue color filters is lightened to make it brighter, the color purity is lowered.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a reflective color display device, particularly a full color display device, which is bright and has high color purity in a display device using a transmission polarization axis variable optical element. Furthermore, it is providing the electronic device using this.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
The principle will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic perspective view of a polarization separator used as a polarization separator, and FIG. 2 is a diagram for explaining a display device using the polarization separator.
[0005]
In FIG. 1, the polarization separator 160 has a structure in which two different layers 1 (A layer) and 2 (B layer) are alternately stacked. The refractive index (nAX) in the X direction and the refractive index (nAY) in the Y direction of the A layer 1 are different. The refractive index (nAY) in the Y direction of the A layer 1 and the refractive index (nBY) in the Y direction of the B layer 2 are substantially equal.
[0006]
Accordingly, among the light incident on the polarization separator 160 from the direction perpendicular to the upper surface 5 of the polarization separator 160, the Y-direction linearly polarized light is transmitted through the polarization separator 160 and is converted from the lower surface 6 into Y-direction linearly polarized light. Exit. On the other hand, among the light incident on the polarization separator 160 from the direction perpendicular to the lower surface 6 of the polarization separator 160, the linearly polarized light in the Y direction is transmitted through the polarization separator 160 and linearly polarized in the Y direction from the upper surface 5. Emitted as light. Here, the transmitting direction (Y direction) is referred to as a transmission axis.
[0007]
On the other hand, if the thickness of the A layer 1 in the Z direction is tA, the thickness of the B layer 2 in the Z direction is tB, and the wavelength of the incident light is λ,
[0008]
[Expression 1]
tA · nAX + tB · nBX = λ / 2 (1)
By doing so, light of wavelength λ and linearly polarized light in the X direction out of light incident on the polarization separator 160 from a direction perpendicular to the upper surface 5 of the polarization separator 160 is the polarization separator. 160 reflects the X direction as linearly polarized light. Further, light having a wavelength λ and linearly polarized light on the lower surface 6 of the polarization separator 160 is reflected by the polarization separator 160 as linearly polarized light in the X direction. Here, the reflecting direction (X direction) is called a reflection axis.
[0009]
Then, by varying the thickness tA in the Z direction of the A layer 1 and the thickness tB in the Z direction of the B layer 2 so that the above (1) is established over the entire wavelength range of visible light, only a single color is obtained. In addition, a polarization separator that reflects the linearly polarized light in the X direction as the linearly polarized light in the X direction and transmits the linearly polarized light in the Y direction as the linearly polarized light in the Y direction is obtained over the entire white light. .
[0010]
For example, polyethylene naphthalate (PEN) is used for the A layer of the polarization separator 160, and a copolyester (coPEN; copolyester of naphthalene dicarboxylic acid and terephthalic acid is used for the B layer. of naphtalen dicarboxylic acid and terephthallic or isothalic acid). Of course, the material of the polarization separator used in the present invention is not limited to this, and the material can be appropriately selected. The details of such a polarization separator are disclosed as a reflective polarizer in JP-T-9-506985.
[0011]
FIG. 2 is a view for explaining a display device of the present invention using this polarization separator 160. In this liquid crystal display device, the TN liquid crystal panel 140 is used as the first transmission polarization axis variable optical element. A polarizing plate 130 is provided on the upper side of the TN liquid crystal panel 140. On the lower side of the TN liquid crystal panel 140, a light diffusion layer 150 and a polarization separator 160 are provided in this order. Further, on the lower side of the polarization separator 160, a color filter 170, a TN liquid crystal panel 180 as a second transmission polarization axis variable optical element, a polarization separator 190, and a black plate 200 as a light absorbing means are provided in this order. Yes. The polarization separator 190 has the same structure as the polarization separator 160.
[0012]
The transmission axis of the polarizing plate 130, the transmission axis of the polarization separator 160, and the transmission axis of the polarization separator 190 are parallel to each other.
[0013]
110 on the left side indicates a portion where no voltage is applied to the TN liquid crystal panel 140. The natural light 111 is linearly polarized in the direction parallel to the paper surface by the polarizing plate 130, and then the polarization direction is twisted by 90 ° by the TN liquid crystal panel 140 to be linearly polarized light in the direction perpendicular to the paper surface and reflected by the polarization separator 160. Is done. The linearly polarized light reflected from the polarization separator 160 is transmitted by the TN liquid crystal panel 140 as linearly polarized light whose direction of polarization is twisted by 90 ° and parallel to the paper surface, and is output from the polarizing plate 130 as linearly polarized light in the direction parallel to the paper surface. To do. The light emitted from the polarizing plate 130 passes through the light diffusion layer 150 and thus becomes white light.
[0014]
The center 120 applies a voltage to the TN liquid crystal panel 140 and indicates a portion where no voltage is applied to the TN liquid crystal panel 180. The natural light 121 is converted into linearly polarized light in the direction parallel to the paper surface by the polarizing plate 130, and then transmitted through the TN liquid crystal panel 140 without changing the polarization direction, and also transmitted through the polarization separator 160, and linearly polarized light in the direction parallel to the paper surface. Then, it passes through the color filter 170, and then the polarization direction is twisted by 90 ° by the TN liquid crystal panel 180 to become linearly polarized light in a direction perpendicular to the paper surface and reflected by the polarization separator 190. The reflected light is again twisted by 90 ° by the TN liquid crystal panel 180 to become linearly polarized light in a direction parallel to the paper surface, passes through the color filter 170 and is also transmitted through the polarization separator 160, and polarizes the TN liquid crystal panel 140. The light is transmitted without changing the direction, and is emitted from the polarizing plate 130 as linearly polarized light in a direction parallel to the paper surface. In this way, in a portion where a voltage is applied to the TN liquid crystal panel 140 and no voltage is applied to the TN liquid crystal panel 180, the incident light passes through the color filter 170 and is colored.
[0015]
125 on the right side indicates a portion where a voltage is applied to the TN liquid crystal panel 140 and a voltage is also applied to the TN liquid crystal panel 180. The natural light 126 is converted into linearly polarized light in a direction parallel to the paper surface by the polarizing plate 130, and then transmitted through the TN liquid crystal panel 140 without changing the polarization direction, and is also transmitted through the polarization separator 160, and is linearly polarized light in a direction parallel to the paper surface. Then, it passes through the color filter 170, and then passes through the TN liquid crystal panel 180 without changing the polarization direction, and also passes through the polarization separator 160 and is absorbed by the black plate 200. As described above, in the portion where the voltage is applied to the TN liquid crystal panel 140 and the voltage is also applied to the TN liquid crystal panel 180, the incident light is absorbed by the black plate 200 and becomes black.
[0016]
As described above, the combination of voltage application / non-application of the TN liquid crystal panel 140 and the TN liquid crystal panel 180 was light-absorbed by the bright white display not colored by the color filter, the color display colored by the color filter, and the black plate. Black display is obtained.
[0017]
In the above description, the TN liquid crystal panel 140 has been described as an example. However, instead of the TN liquid crystal panel 140, other transmission polarization axes such as an STN liquid crystal panel and an ECB (Electrically Controlled Birefringence) liquid crystal panel can be changed by a voltage or the like. Even if is used, the basic operation principle is the same.
[0018]
The present invention is based on the above principle, and according to the present invention,
First transmission polarization axis varying means for varying the transmission polarization axis;
First and second polarization separation means disposed on both sides of the first transmission polarization axis variable means across the first transmission polarization axis variable means;
Second transmission polarization axis variable means disposed on the opposite side of the first transmission polarization axis variable means with respect to the second polarization separation means;
A third polarization separation means disposed on the opposite side of the second polarization separation means with respect to the second transmission polarization axis variable means;
A light absorbing means disposed on the opposite side of the second transmission polarization axis varying means with respect to the third polarized light separating means;
A light diffusing means between the first polarized light separating means and the second polarized light separating means;
A coloring means between the second polarized light separating means and the third polarized light separating means;
A display device comprising:
The first polarization separation means is a linearly polarized light in a first predetermined direction from the other side located opposite to the one side with respect to light incident from one side of the first polarization separation means. Polarization separating means capable of transmitting component light and transmitting light of the linearly polarized component in the first predetermined direction from the one side with respect to light incident from the other side;
The second polarization separation means transmits light of a linearly polarized light component in a second predetermined direction out of the light incident from the first transmission polarization axis variable means side to the second transmission polarization axis variable means side. Then, the light of the linearly polarized light component in the third predetermined direction orthogonal to the second predetermined direction is reflected to the first transmission polarization axis variable means side, and from the second transmission polarization axis variable means side. Polarization separation means capable of transmitting light of the linearly polarized light component in the second predetermined direction toward the first transmission polarization axis variable means side with respect to incident light;
The third polarization separation unit transmits light of a linearly polarized component in a fourth predetermined direction out of light incident from the second transmission polarization axis variable unit side to the light absorption unit side, and A display device comprising: polarization separation means capable of reflecting linearly polarized light in a fifth predetermined direction orthogonal to the predetermined direction toward the second transmission polarization axis variable means side. Provided.
[0019]
In the display device according to the aspect of the invention, the light reflected from the second polarization separation unit may be used according to the state of the transmission polarization axis of the first transmission polarization axis variable unit and the second transmission polarization axis variable unit. A bright display state (first display state), a color display state (second display state) colored by the coloring means with light reflected from the third polarization separation means, and the light absorption means A dark display state (third display state) due to light absorption is obtained.
[0020]
Preferably, the second polarized light separating unit has a second predetermined direction out of the light incident from the first transmission polarization axis varying unit side with respect to the light in almost the entire wavelength range of the visible light region. Light of linearly polarized light component is transmitted to the second transmission polarization axis variable means side, and light of the linearly polarized light component of the third predetermined direction orthogonal to the second predetermined direction is transmitted to the first transmitted polarized light. The light reflected on the axis variable means side and in the almost all wavelength range of the visible light region and incident from the second transmission polarization axis variable means side is reflected on the first transmission polarization axis variable means side. The polarization separation means is capable of transmitting the light of the linearly polarized light component in the second predetermined direction. Further, the third polarization separation means is a straight line in the fourth predetermined direction out of the light incident from the second transmission polarization axis variable means side with respect to light in almost the entire wavelength range of the visible light region. Light of polarization component is transmitted to the light absorbing means side, and light of linear polarization component in the fifth predetermined direction orthogonal to the fourth predetermined direction is reflected to the second transmission polarization axis variable means side. This is a polarization separation means that can be used.
[0021]
In this way, white reflection can be obtained in the first display state, and black absorption can be obtained in the third display state.
[0022]
At least one of the first transmission polarization axis varying unit or the second transmission polarization axis varying unit is preferably a liquid crystal panel, and a TN liquid crystal panel, an STN liquid crystal panel, or an ECB liquid crystal panel is used. This STN liquid crystal panel includes an STN liquid crystal panel using a color compensating optical anisotropic body.
[0023]
Preferably, the first polarized light separating means is a polarizing plate.
[0024]
The second polarization separation means is a laminated body in which a plurality of layers are laminated in close contact with each other, and the refractive index of the plurality of layers is a sixth predetermined value between adjacent layers. The laminated bodies are equal in direction and different in a seventh predetermined direction orthogonal to the sixth predetermined direction. Further, the third polarization separation means is a laminate in which a plurality of layers are laminated in close contact with each other, and the refractive index of the plurality of layers is an eighth predetermined value between adjacent layers. The laminated bodies are equal in direction and different in a ninth predetermined direction orthogonal to the eighth predetermined direction.
[0025]
Preferably,
And further comprising first and second transparent substrates disposed on both sides of the first transmission polarization axis variable means with the first transmission polarization axis variable means interposed therebetween,
The first polarized light separating means is disposed on the opposite side of the first transparent polarization axis varying means with respect to the first transparent substrate;
The second polarization separating means is disposed on the opposite side of the first transparent polarization axis varying means with respect to the second transparent substrate;
And further comprising third and fourth transparent substrates disposed on both sides of the second transmission polarization axis variable means across the second transmission polarization axis variable means,
The second polarization separation means is disposed on the opposite side of the third transparent polarization axis variable means with respect to the third transparent substrate;
The third polarization separation means is disposed on the opposite side of the fourth transparent substrate with respect to the second transmission polarization axis variable means.
[0026]
The first and second transparent substrates and the third and fourth transparent substrates each include dot matrix pixels, and the pixel positions thereof coincide with each other.
[0027]
The second transparent substrate, the third transparent substrate, and the fourth transparent substrate are plastic film substrates. By doing so, a display without parallax can be obtained.
[0028]
More preferably, the coloring means is composed of red, green and blue color filters corresponding to the dot matrix pixels of the third and fourth transparent substrates. In this way, bright reflection type full-color display can be obtained by driving the first transmission polarization axis variable means and the second transmission polarization axis variable means in gradation.
[0029]
Furthermore, the electronic device of the present invention is equipped with the display device according to claim 1. Depending on the application, any one of the display devices described above may be mounted.
[0030]
In the display device of the present invention, active elements such as TFTs and MIMs may be provided.
In the display device of the present invention, in the display device, the first transmission polarization axis variable unit that varies the transmission polarization axis, and the first transmission polarization axis variable unit across the first transmission polarization axis variable unit. First and second polarization separation means disposed on both sides of the first polarization separation means, and a second transmission polarization axis variable disposed on the opposite side of the first transmission polarization axis variable means with respect to the second polarization separation means. Means, a third polarization separation means arranged on the opposite side of the second polarization separation means with respect to the second transmission polarization axis varying means, and the second polarization separation means with respect to the second polarization separation means. A backlight disposed on the opposite side of the transmission polarization axis varying means, and a coloring means disposed between the second polarized light separating means and the third polarized light separating means. The polarization separation means is configured to detect light incident from one side of the first polarization separation means. The light of the linearly polarized light component in the first predetermined direction can be transmitted from the other side located opposite to the one side, and the light incident from the other side can be transmitted from the one side. Polarization separation means capable of transmitting light of a linearly polarized light component in a first predetermined direction, wherein the second polarization separation means is a second of light incident from the first transmission polarization axis variable means side. Light having a linearly polarized component in a predetermined direction can be transmitted to the second transmission polarization axis variable means side, and light having a linearly polarized component in a third predetermined direction perpendicular to the second predetermined direction can be transmitted. Reflectable to the first transmission polarization axis variable means side, and the second predetermined predetermined value on the first transmission polarization axis variable means side with respect to light incident from the second transmission polarization axis variable means side Polarization separation means capable of transmitting light of a linearly polarized component in the direction, and the third polarization The separating means can transmit the linearly polarized light component in the fourth predetermined direction out of the light incident from the second transmission polarization axis variable means side to the backlight side, and the fourth predetermined direction. It is a polarization separation means capable of reflecting the light of the linearly polarized light component in the fifth predetermined direction orthogonal to the second transmission polarization axis variable means side.
The display device according to the present invention includes a first liquid crystal panel that changes a transmission polarization axis, and first and second liquid crystal panels that are disposed on both sides of the first liquid crystal panel with the first liquid crystal panel interposed therebetween. A second polarization separation unit; a second liquid crystal panel disposed on the opposite side of the first liquid crystal panel with respect to the second polarization separation unit; and a substrate constituting the liquid crystal panel. A color filter; third polarization separation means disposed opposite to the second polarization separation means with respect to the second liquid crystal panel; and the second liquid crystal with respect to the third polarization separation means. A backlight disposed on the opposite side of the panel, the first polarization separation means is a polarizing plate having a transmission axis, and the second polarization separation means and the third polarization separation means are: A transmission axis that is a direction of transmitting light, Characterized in that it has a reflection axis which is the direction for reflecting and light.
The liquid crystal display device may further include a polarizing plate disposed between the second liquid crystal panel and the backlight.
Further, a retardation film is provided between the second liquid crystal panel and the third polarization separation means.
Further, a retardation film is provided between the first polarized light separating means and the first liquid crystal panel.
Further, a diffusing plate is provided between the first polarized light separating means and the first liquid crystal panel.
The display device according to the present invention includes a first liquid crystal panel that changes a transmission polarization axis, and first and second liquid crystal panels that are disposed on both sides of the first liquid crystal panel with the first liquid crystal panel interposed therebetween. Second polarization separation means, a second liquid crystal panel disposed on the opposite side of the first liquid crystal panel with respect to the second polarization separation means, and a color filter provided in the second liquid crystal panel And a third polarization separation means disposed on the opposite side of the second polarization separation means with respect to the second liquid crystal panel, and the second liquid crystal panel with respect to the third polarization separation means, A backlight disposed on the opposite side, wherein the first polarization separation means is a polarizing plate having a transmission axis, and the second polarization separation means is a transmission axis that is a direction of transmitting light, And having a reflection axis that is the direction of reflecting light And it features.
[0031]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0032]
(First embodiment)
FIG. 3 is an exploded cross-sectional view for explaining the liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention.
[0033]
In the liquid crystal display device 10 of the present embodiment, the STN panel 20 and the STN panel 70 are used as the first and second transmission polarization axis variable optical elements. On the upper side of the STN panel 20, a retardation film 14 and a polarizing plate 12 are provided in this order. Between the STN panel 20 and the STN panel 70, a diffusion plate 30, a polarization separator 40 as a polarization separation means, and a color filter 50 as a colored layer are provided. Under the STN panel 70, a retardation film 15, a polarization separator 80 as a polarization separation means, and a black plate 90 as a light absorption plate are provided in this order. The polarization separator 40 and the polarization separator 80 use the polarization separator as the polarization separation means described with reference to FIG.
[0034]
In the STN panel 20, STN liquid crystal 26 is sealed in a panel constituted by two glass substrates 21 and 22 and a seal member 23. A transparent electrode 24 is provided on the lower surface of the glass substrate 21, and a transparent electrode 25 is provided on the upper surface of the glass substrate 22. The transparent electrodes 24 and 25 form a dot matrix. As the transparent electrodes 24 and 25, ITO (Indium Tin Oxide), tin oxide, or the like can be used. The phase difference film 14 is used as an optical anisotropic body for color compensation, and is used to correct coloring generated in the STN panel 20.
[0035]
Also in the STN panel 70, STN liquid crystal 76 is sealed in a panel constituted by two glass substrates 71 and 72 and a seal member 73. A transparent electrode 74 is provided on the lower surface of the glass substrate 71, and a transparent electrode 75 is provided on the upper surface of the glass substrate 72. The transparent electrodes 74 and 75 form a dot matrix, and have the same dot pitch as that of the dot matrix formed by the transparent electrodes 24 and 25 to correspond to each dot. As the transparent electrodes 74 and 75, ITO (Indium Tin Oxide), tin oxide, or the like can be used. The phase difference film 15 is used as an optical anisotropic body for color compensation, and is used for correcting coloring generated in the STN panel 70.
[0036]
The color filter 50 matches the dot matrix formed by the transparent electrodes 24 and 25 (dot matrix formed by the transparent electrodes 74 and 75), and the three primary colors of red, green, and blue are arranged.
[0037]
The operation of the liquid crystal display device 10 of the present embodiment will be described with reference to FIG.
[0038]
In a portion where no voltage is applied to the STN liquid crystal panel 20, natural light becomes linearly polarized light in a predetermined direction by the polarizing plate 12, and then linearly polarized light whose polarization direction is twisted by a predetermined angle by the retardation film 14 and the STN panel 20. Then, the light is reflected by the polarization separator 40, the polarization direction is twisted by a predetermined angle by the STN panel 20, and is emitted from the polarizing plate 12 as linearly polarized light. The emitted light is diffused by the diffusing plate 30 to display white.
[0039]
Next, in a portion where a voltage is applied to the STN liquid crystal panel 20 and no voltage is applied to the STN liquid crystal panel 70, natural light is linearly polarized in a predetermined direction by the polarizing plate 12, and then the retardation film 14 and the STN panel 20 is linearly polarized light whose polarization direction is twisted by a predetermined angle, and passes through the polarization separator 40 and the color filter 50. Thereafter, the light becomes linearly polarized light whose polarization direction is twisted by a predetermined angle by the STN panel 70 and the retardation film 15, is reflected by the polarization separator 80, and is emitted from the polarizing plate 12 through the reverse path again. As described above, since the voltage is applied to the STN liquid crystal panel 20 and the voltage is not applied to the STN liquid crystal panel 70, the portion passes through the color filter 50, so that a colored display is obtained.
[0040]
Further, in a portion where a voltage is applied to the STN liquid crystal panel 20 and a voltage is also applied to the STN liquid crystal panel 70, natural light is linearly polarized in a predetermined direction by the polarizing plate 12, and then the retardation film 14 and the STN panel 20 is linearly polarized light whose polarization direction is twisted by a predetermined angle, and passes through the polarization separator 40 and the color filter 50. Thereafter, the light becomes linearly polarized light whose polarization direction is twisted by a predetermined angle by the STN panel 70 and the retardation film 15, passes through the polarization separator 80, and is absorbed by the black plate 90, resulting in black display.
[0041]
By the combination of voltage application / non-application of the STN liquid crystal panel 20 and the STN liquid crystal panel 70, bright white display by reflection of the polarization separator 40, color display colored by the color filter 50, and black display light absorbed by the black plate 70 are obtained. can get.
[0042]
A full color display can be obtained by driving the STN liquid crystal panel 20 and the STN liquid crystal panel 70 in a time division manner.
[0043]
(Second Embodiment)
In the first embodiment, the glass substrate 22 of the STN panel 20 and the two glass substrates 71 and 72 of the STN panel 70 are changed to 0.2 mm plastic films.
[0044]
The same effect as in the first embodiment was obtained, and a display with less parallax (low color overlap even at a low viewing angle) was obtained.
[0045]
(Third embodiment)
FIG. 4 is an exploded cross-sectional view for explaining a liquid crystal display device according to a third embodiment of the present invention.
[0046]
In the second embodiment, the color filter 50 is formed on the inner surface of the STN liquid crystal panel 70 (the inner surface of the plastic substrate 71). Further, the diffusion plate 30 was installed between the retardation plate 14 and the substrate 21 of the STN liquid crystal panel 20.
[0047]
By doing in this way, the same effect as the said 2nd Embodiment was acquired, and the display with much less parallax was obtained.
[0048]
(Fourth embodiment)
In the third embodiment, register marks are provided outside the active area with electrode patterns on the inner surfaces of the STN liquid crystal panel 20 and the STN liquid crystal panel 70. An adhesive was provided on the surfaces of the polarization separator 40 and the substrate 71 of the STN liquid crystal panel 70, and the polarization separator 40 was affixed to the substrate 22 of the STN liquid crystal panel 20 so that the registration marks of the STN liquid crystal panel 70 were matched. Since the substrates 71 and 72 of the STN liquid crystal panel 70 are made of plastic, they can be attached.
[0049]
(Fifth embodiment)
FIG. 5 is an exploded cross-sectional view for explaining a liquid crystal display device according to a fifth embodiment of the present invention.
[0050]
In the second embodiment, the polarizing plate 91 and the backlight 100 are provided instead of the black plate 90 as the light absorbing means. The angle between the transmission axis of the polarization separator 80 and the transmission axis of the polarizing plate 91 was set to 45 ° to 75 °. Then, the same effect as the second embodiment was obtained at the time of reflection, and full color display was possible even when the backlight was lit.
[0051]
In the embodiment of the present invention, the polarization separator 40 may be used as a substitute for the substrate 71.
[0052]
(Sixth embodiment)
The display device according to the first embodiment of the present invention is mounted on a PDA (Personal Digital Assistant). A bright reflective full-color display was obtained with 640 (× 3 RGB) × 240 dots and 0.3 dot pitch pixels.
[0053]
Similar results were obtained with PDAs equipped with the display elements of the second and third embodiments of the present invention.
[0054]
Moreover, although PDA was illustrated in embodiment of this invention, the display apparatus of this invention can be used for various electronic devices, such as household appliances, a mobile telephone, an electronic notebook, a calculator.
[0055]
【The invention's effect】
In the display device of the present invention, a bright display state by the light reflected from the second polarization separation unit according to the state of the transmission polarization axis of the first transmission polarization axis variable unit and the second transmission polarization axis variable unit (First display state), color display state colored by the coloring means with the light reflected from the third polarization separation means (second display state), and light absorption by the light absorption means A dark display state (third display state) is obtained.
[0056]
Further, red, green, and blue colored layers are formed in accordance with the dot matrix pixels formed on the transparent substrates of the first transmission polarization axis varying unit and the second transmission polarization axis varying unit. In this way, bright reflection type full-color display can be obtained by driving the first transmission polarization axis variable means and the second transmission polarization axis variable means in gradation.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic perspective view of a polarization separator used as polarization separation means in a display device of the present invention.
FIG. 2 is a diagram for explaining the principle of a display device of the present invention.
FIG. 3 is an exploded cross-sectional view for explaining the liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an exploded cross-sectional view for explaining a liquid crystal display device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an exploded cross-sectional view for explaining a liquid crystal display device according to a fifth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
10. Liquid crystal display device
12, 130 ... Polarizing plate
14, 15 ... retardation film
20, 70 ... STN liquid crystal panel
21, 22, 71, 72 ... glass substrate
26, 76 ... STN liquid crystal
30 ... Diffuser
40, 80, 160, 190 ... polarization separator
50, 170 ... Color filter
90, 200 ... Black plate
91 ... Polarizing plate
100 ... Backlight
111, 121, 126 ... Natural light
112, 122 ... outgoing light
140, 180 ... TN liquid crystal panel
150: Light diffusion layer

Claims (8)

表示装置において、
透過偏光軸を可変する第1の透過偏光軸可変手段と、
前記第1の透過偏光軸可変手段を挟んで前記第1の透過偏光軸可変手段の両側に配置された第1および第2の偏光分離手段と、
前記第2の偏光分離手段に対して前記第1の透過偏光軸可変手段と反対側に配置された第2の透過偏光軸可変手段と、
前記第2の透過偏光軸可変手段に対して前記第2の偏光分離手段と反対側に配置された第3の偏光分離手段と、
前記第3の偏光分離手段に対して前記第2の透過偏光軸可変手段と反対側に配置されたバックライトと、
前記第2の偏光分離手段と前記第3の偏光分離手段との間に配置された着色手段と、
を備え、
前記第1の偏光分離手段は、前記第1の偏光分離手段の一方の側から入射した光に対して前記一方の側と反対側に位置する他方の側から第1の所定の方向の直線偏光成分の光を透過可能であり、前記他方の側から入射した光に対して前記一方の側から前記第1の所定の方向の直線偏光成分の光を透過可能である偏光分離手段であり、
前記第2の偏光分離手段は、前記第1の透過偏光軸可変手段側から入射した光のうち第2の所定の方向の直線偏光成分の光を前記第2の透過偏光軸可変手段側に透過可能であり、前記第2の所定の方向と直交する第3の所定の方向の直線偏光成分の光を前記第1の透過偏光軸可変手段側に反射可能であり、前記第2の透過偏光軸可変手段側から入射した光に対して前記第1の透過偏光軸可変手段側に前記第2の所定の方向の直線偏光成分の光を透過可能である偏光分離手段であり、
前記第3の偏光分離手段は、前記第2の透過偏光軸可変手段側から入射した光のうち第4の所定の方向の直線偏光成分の光を前記バックライト側に透過可能であり、前記第4の所定の方向と直交する第5の所定の方向の直線偏光成分の光を前記第2の透過偏光軸可変手段側に反射可能である偏光分離手段であることを特徴とする表示装置。
In the display device,
First transmission polarization axis varying means for varying the transmission polarization axis;
First and second polarization separation means disposed on both sides of the first transmission polarization axis variable means across the first transmission polarization axis variable means;
Second transmission polarization axis variable means disposed on the opposite side of the first transmission polarization axis variable means with respect to the second polarization separation means;
A third polarization separation means disposed on the opposite side of the second polarization separation means with respect to the second transmission polarization axis variable means;
A backlight disposed on the side opposite to the second transmission polarization axis varying unit with respect to the third polarization separating unit;
A coloring means disposed between the second polarized light separating means and the third polarized light separating means;
With
The first polarization separation means is a linearly polarized light in a first predetermined direction from the other side located opposite to the one side with respect to light incident from one side of the first polarization separation means. A polarization separation means capable of transmitting component light and transmitting light of the linearly polarized component in the first predetermined direction from the one side with respect to light incident from the other side;
The second polarization separation means transmits light of a linearly polarized light component in a second predetermined direction out of the light incident from the first transmission polarization axis variable means side to the second transmission polarization axis variable means side. The linearly polarized light component in a third predetermined direction orthogonal to the second predetermined direction can be reflected to the first transmission polarization axis variable means side, and the second transmission polarization axis Polarization separating means capable of transmitting light of the linearly polarized light component in the second predetermined direction to the first transmission polarization axis variable means side with respect to light incident from the variable means side;
The third polarization separation means is capable of transmitting light of a linearly polarized component in a fourth predetermined direction out of light incident from the second transmission polarization axis variable means side to the backlight side, and 4. A display device comprising: a polarization separation unit capable of reflecting light of a linearly polarized light component in a fifth predetermined direction orthogonal to a predetermined direction of 4 toward the second transmission polarization axis variable unit side.
表示装置において、
透過偏光軸を可変する第1の液晶パネルと、
前記第1の液晶パネルを挟んで前記第1の液晶パネルの両側に配置された第1および第2の偏光分離手段と、
前記第2の偏光分離手段に対して前記第1の液晶パネルと反対側に配置された第2の液晶パネルと、
前記液晶パネルを構成する基板間に配置されたカラーフィルターと、
前記第2の液晶パネルに対して前記第2の偏光分離手段と反対側に配置された第3の偏光分離手段と、
前記第3の偏光分離手段に対して前記第2の液晶パネルと反対側に配置されたバックライトと、
を備え、
前記第1の偏光分離手段は、透過軸を有する偏光板であり、
前記第2の偏光分離手段及び前記第3の偏光分離手段は、それぞれ、光を透過する方向である透過軸、および光を反射する方向である反射軸を有することを特徴とする表示装置。
In the display device,
A first liquid crystal panel having a variable transmission polarization axis;
First and second polarization separation means disposed on both sides of the first liquid crystal panel across the first liquid crystal panel;
A second liquid crystal panel disposed on the opposite side of the first liquid crystal panel with respect to the second polarization separation means;
A color filter disposed between the substrates constituting the liquid crystal panel;
A third polarization separation unit disposed on the opposite side of the second polarization separation unit with respect to the second liquid crystal panel;
A backlight disposed on the side opposite to the second liquid crystal panel with respect to the third polarization separation means;
With
The first polarized light separating means is a polarizing plate having a transmission axis,
Each of the second polarization separation means and the third polarization separation means has a transmission axis that is a direction of transmitting light and a reflection axis that is a direction of reflecting light.
前記第2の液晶パネルと前記バックライトとの間に配置された偏光板を更に備えることを特徴とする請求項2に記載の表示装置。  The display device according to claim 2, further comprising a polarizing plate disposed between the second liquid crystal panel and the backlight. 前記第2の液晶パネルと前記第3の偏光分離手段との間に位相差フィルムを備えることを特徴とする請求項2に記載の表示装置。  The display device according to claim 2, further comprising a retardation film between the second liquid crystal panel and the third polarization separation unit. 前記第1の偏光分離手段と前記第1の液晶パネルとの間に位相差フィルムを備えることを特徴とする請求項2に記載の表示装置。  The display device according to claim 2, further comprising a retardation film between the first polarized light separating unit and the first liquid crystal panel. 前記第1の偏光分離手段と前記第1の液晶パネルとの間に拡散板を備えることを特徴とする請求項2に記載の表示装置。  The display device according to claim 2, further comprising a diffusion plate between the first polarization separation unit and the first liquid crystal panel. 表示装置において、
透過偏光軸を可変する第1の液晶パネルと、
前記第1の液晶パネルを挟んで前記第1の液晶パネルの両側に配置された第1および第2の偏光分離手段と、
前記第2の偏光分離手段に対して前記第1の液晶パネルと反対側に配置された第2の液晶パネルと、
前記第2の液晶パネルに備えられたカラーフィルターと、
前記第2の液晶パネルに対して前記第2の偏光分離手段と反対側に配置された第3の偏光分離手段と、
前記第3の偏光分離手段に対して前記第2の液晶パネルと反対側に配置されたバックライトと、
を備え、
前記第1の偏光分離手段は、透過軸を有する偏光板であり、
前記第2の偏光分離手段は、光を透過する方向である透過軸、および光を反射する方向である反射軸を有することを特徴とする表示装置。
In the display device,
A first liquid crystal panel having a variable transmission polarization axis;
First and second polarization separation means disposed on both sides of the first liquid crystal panel across the first liquid crystal panel;
A second liquid crystal panel disposed on the opposite side of the first liquid crystal panel with respect to the second polarization separation means;
A color filter provided in the second liquid crystal panel;
A third polarization separation unit disposed on the opposite side of the second polarization separation unit with respect to the second liquid crystal panel;
A backlight disposed on the side opposite to the second liquid crystal panel with respect to the third polarization separation means;
With
The first polarized light separating means is a polarizing plate having a transmission axis,
The display device, wherein the second polarization separation means has a transmission axis that is a direction of transmitting light and a reflection axis that is a direction of reflecting light.
請求項1乃至7のいずれかに記載の表示装置を備えたことを特徴とする電子機器。  An electronic apparatus comprising the display device according to claim 1.
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