CN1122869C - 显示装置及电子装置 - Google Patents

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Abstract

在TN液晶140的下侧，设有偏振板130及反射板195，在其上侧，依次设有光散射层150及偏振光分离器160。160把反射轴方向的某一波长区(Δλ)的光反射，把反射轴方向的除此以外的波长区(-Δλ)的光透射。在非电压施加部120中，与偏振光分离器160的透射轴161平行的方向的光透射，被反射板195反射，显示变亮。在电压施加部110中，与偏振光分离器160的透射轴161垂直的方向的光中波长区(-Δλ)的光透射，被反射板195反射，因被中间光散射层150散射，故可在广阔的视角内看到波长区(-Δλ)的颜色。

Description

显示装置及电子装置
技术领域
本发明涉及显示装置的技术领域，特别是涉及具备偏振板、反射偏振光镜等的偏振光分离器的、反射外部光进行显示的反射型液晶显示装置等的显示装置及使用了该装置的携带式电话机或钟表等电子装置的技术领域。
背景技术
在现有的使用了使TN(扭曲向列)液晶或STN(超扭曲向列)液晶等的透射光的偏振光轴旋转的透射偏振光轴可变光学元件的液晶显示装置中，采用以两片偏振板把该透射偏振光轴可变光学元件夹持的结构。
根据这样的结构，只有特定方向的偏振光分量透射位于液晶显示画面一侧的第1偏振板，其它偏振光分量被该第1偏振板吸收。使透射了第1偏振板的光根据按照施加在液晶上的电压而变化的液晶的取向状态，有选择地改变其偏振光方向，入射到位于液晶另一侧的第2偏振板上。
然后，例如如果该外部光是标准白色模式时，则：(i)在液晶上不施加电压的状态下，从该液晶射出的光透射第2偏振板，进而，在被位于其背侧的反射板反射后，再一次透射第2偏振板、液晶及第1偏振板，作为显示光从液晶显示装置的显示画面对各像素射出；(ii)在液晶上施加了电压的状态下，通过该液晶射出的光被第2偏振板吸收，最终没有显示光从显示画面对各像素射出。
这样，通过一面利用设置在装置内部的反射膜反射从显示画面入射的外部光，一面利用配置在该光程上的液晶、偏振板等逐个像素地控制从显示画面射出的显示光的光量，进行反射型显示。
发明的公开
但是，由于作为偏振光分离器之一例的偏振板通过把入射光中与特定偏振光轴方向不同的方向的偏振光分量吸收来进行光偏振，故光的利用效率低，存在着成为暗的反射型显示的问题。
本发明鉴于上述问题而提出，其课题为提供在利用液晶等的透射偏振光轴可变光学元件的显示装置中，至少在使用了外部光的反射显示时或透射显示时能够进行亮的显示的显示装置及使用了该装置的电子装置。
本发明的上述课题由显示装置来实现，该显示装置具备：可变透射偏振光轴的透射偏振光轴可变装置；第1偏振光分离装置，它配置在该透射偏振光轴可变装置的的外部光入射一侧上，使第1方向的线偏振光分量的光透射，同时，把与该第1方向不同的给定方向的线偏振光分量的光中的波长区Δλ的分量反射，而且，使与该波长区Δλ不同的波长区-Δλ的分量透射；以及第2偏振光分离装置，它配置在上述透射偏振光轴可变装置的下侧上，使第2方向的线偏振光分量的光透射，同时，把与该第2方向不同的给定方向的线偏振光分量的光反射或吸收。
根据本发明的显示装置，在利用外部光进行反射型显示的情况下，外部光从第1偏振光分离装置一侧入射。第1偏振光分离装置使入射的外部光中第1方向的线偏振光分量的光透射到透射偏振光轴可变装置一侧上。而且，把与第1方向不同的给定方向(例如，与第1方向垂直或大致垂直的方向)的线偏振光分量中波长区Δλ的分量的光反射，同时，使与该波长区Δλ不同的波长区-Δλ(例如，除掉波长区Δλ的全部可见光见区)的分量的光透射。其次，第2偏振光分离装置使通过第1偏振光分离装置及透射偏振光轴可变装置入射的光中第2方向的线偏振光分量的光透射到与透射偏振光轴可变装置相反一侧上，把与第2方向不同的给定方向(例如，与第2方向垂直或大致垂直的方向)的线偏振光分量的光反射或吸收。在这里，被第2偏振光分离装置反射的光以与上述顺序相反的顺序通过透射偏振光轴可变装置及第1偏振光分离装置。或者，透射了第2偏振光分离装置后被其它反射板反射的光以与上述顺序相反的顺序通过第2偏振光分离装置、透射偏振光轴可变装置及第1偏振光分离装置。以上所述的结果是，波长区-Δλ的分量或全部波长区的分量的光之一根据透射偏振光轴可变装置中透射轴的方向有选择地从第1偏振光分离装置射出。而且，入射的外部光的给定方向的线偏振光分量中的波长区Δλ的分量不进入该显示装置内部，而是与从该显示装置内部射出的光一起被第1偏振光分离装置反射，显示变亮。但是，由于该波长区Δλ的分量的光与透射偏振光轴可变装置中的透射轴的方向无关地被反射，故不影响显示对比度。
这样，第1偏振光分离装置通过把入射的外部光以给定方向的线偏振光分量中的波长区Δλ的分量反射，进行偏振光分离。因此，与使用通过把一个方向的线偏振光分量透射并把与这一线偏振光分量垂直的另一线偏振光分量吸收而进行偏振光分离的偏振板的现有显示装置相比较，由于把被偏振光分离装置反射的线偏振光分量作为显示光加以利用，故可得到亮的反射型显示。特别是，对于第1偏振光分离装置，通过在设计阶段中选择波长区-Δλ，可以进行所需颜色的反射型显示(例如，在白背景上显示蓝色)。
另一方面，在利用光源进行透射型显示的情况下，例如，光源光从第2偏振光分量装置一侧入射。第2偏振光分离装置使入射光源光中第2方向的线偏振光分离的光透射到透射偏振光轴可变装置一侧，把与第2方向不同的给定方向的线偏振光分量的光反射或吸收。进而，第1偏振光分离装置使通过第2偏振光分离装置及透射偏振光轴可变装置入射的光中第1方向的线偏振光分量的光透射到与透射偏振光轴可变装置相反一侧上。而且，把与第1方向不同的给定方向的线偏振光分量中波长区Δλ的分量的光反射，并使波长区-Δλ的分量的光透射。以上所述的结果是，波长区-Δλ的分量或全部波长区以分量的光之一根据透射偏振光轴可变装置中透射轴的方向有选择地从第1偏振光分离装置射出。再者，所射出的光源光与透射偏振光轴可变装置中的透射轴方向之关系与进行上述反射型显示的情况相比例相了(即，所谓正负翻转)。还有，在这种情况下，入射的外部光的给定方向的线偏振光分量中的波长区Δλ的分量不进入该显示装置内部，而是与从该显示装置内部射出的光源光一起被第1偏振光分离装置反射，显示变亮。
以上所述的结果是，利用本发明的显示装置至少可进行使用了外部光的反射型或透射型的明亮的显示。
根据本发明的显示装置的一种形态，上述第2偏振光分离装置由偏振板构成，该偏振板使上述第2方向的线偏振光分量的光透射，同时，把与上述第2方向垂直的方向的线偏振光分量的光吸收。
根据该形态，偏振板使入射光中第2方向的线偏振光分量作为第2方向的线偏振光分量而透射，把与第2方向垂直的方向的线偏振光分量吸收。因而，能够基于透射偏振板的光进行显示。
在该形态中，进而也可以对于上述第2偏振光分离装置，在与上述透射偏振光轴可变装置相反一侧上还具备反射装置。
根据这样的结构，透射了第2偏振光分离装置的光被反射装置反射。因而，由于该被反射装置反射了的光通过第2偏振光分离装置及透射偏振光轴可变装置作为显示光有选择地从第1偏振光分离装置一侧射出，故能够进行鲜明的反射型显示。
根据本发明的显示装置的另一种形态，上述第1偏振光分离装置由反射偏振光镜构成，该反射偏振光镜使上述第1方向的线偏振光分量的光透射，同时，把与上述第1方向垂直的方向的线偏振光分量中上述波长区Δλ的分量的光反射。
根据该形态，反射偏振光镜使入射的光中第1方向的线偏振光分量作为第1方向的线偏振光分量而透射。而且，把与第1方向垂直的方向的线偏振光分量的光中波长区Δλ的分量作为该垂直方向的线偏振光分量反射，并使波长区-Δλ的分量作为该垂直方向的线偏振光分量而透射。因而，在入射了外部光的情况下，透射了该反射偏振光镜的波长区-Δλ的分量通过透射偏振光轴可变装置及第2偏振光分量装置，作为显示光从第1偏振光分离装置射出，进行特定颜色的显示。或者，在从第2偏振光分离装置一侧入射了光源光的情况下，把透射了该反射偏振光镜的波长区-Δλ的分量作为显示光有选择地射出，进行特定颜色的显示。
在该形态中，进而也可以由交替层叠了第1层与第2层的层叠体来构成上述反射偏振光镜，该第1层具有双折射性；该第2层具有实质上与该第1层的多个折射率中的某一个折射率相等的折射率，同时，没有双折射性。
在这样结构的反射偏振光镜中，把从层叠方向对反射偏振光镜的一个主面入射的光中第1方向的线偏振光分量的光作为第1方向的线偏振光分量的光透射到相反一侧的另一个主面一侧上。而且，把与第1方向垂直的方向的线偏振光分量的光中波长区Δλ的分量作为该垂直的方向的线偏振光分量的光反射，而且，把波长区-Δλ的分量作为该垂直的方向的线偏振光分量的光透射。还有，把从层叠方向对反射偏振光镜的另一个主面入射的光中第1方向的线偏振光分量的光作为第1方向的线偏振光分量的光透射到相反一侧的一个主面一侧上。而且，把与第1方向垂直的方向的线偏振光分量的光中波长区Δλ的分量作为该垂直方向的线偏振光分量的光反射，而且，把波长区-Δλ的分量作为该垂直方向的线偏振光分量的光透射。
根据本发明的显示装置的另一种形态，上述第2偏振光分离装置由反射偏振光镜构成，该反射偏振光镜使上述第2方向的线偏振光分量的光透射，同时，把与上述第2方向垂直的方向的线偏振光分量的光反射。
根据该形态，反射偏振光镜使入射的光中第2方向的线偏振光分量作为第2方向的线偏振光分量而透射。而且，把与第2方向垂直的方向的线偏振光分量作为该垂直方向的线偏振光分量反射。因而，能够基于透射该反射偏振光镜的光，进行显示。
在该形态中，进而也可以由交替层叠了第1层与第2层的层叠体来构成上述反射偏振光镜，该第1层具有双折射性；该第2层具有实质上与该第1层的多个折射率中的某一个折射率相等的折射率，同时没有双折射性。
在这样结构的反射偏振光镜中，把从层叠方向对反射偏振光镜的一个主面入射的光中第2方向的线偏振光分量的光作为第2方向的线偏振光分量的光透射到相反一侧的另一个主面一侧上。而且，把与第2方向垂直的方向的线偏振光分量的光作为该垂直的方向的线偏振光分量的光反射。还有，把从层叠方向对反射偏振光镜的另一个主面入射的光中第2方向的线偏振光分量的光作为第2方向的线偏振光分量的光透射到相反一侧的一个主面一侧上。而且，把与第2方向垂直的方向的线偏振光分量的光作为该垂直方向的线偏振光分量的光反射。
在由反射偏振光镜构成该第2偏振光分离装置的形态中，或者也可以对于上述第2偏振光分离装置，在与上述透射偏振光轴可变装置相反一侧上还具备光吸收装置。
根据该形态，在如上述那样外部光从第1偏振光分离装置一侧入射的情况下，透射了第1偏振光分离装置的光中透射了第2偏振光分离装置的光被光吸收装置吸收。因而，由于能够防止透射了该第2偏振光分离装置的光夹杂到被第2偏振光分离装置反射的光中而射出，故能够进行鲜明的反射型显示。
根据本发明的显示装置的另一形态，在上述第1偏振光分离装置与透射偏振光轴可变装置之间还具备透光性的光扩散层。
根据该形态，利用透射了第1偏振光分离装置作为显示光射出的光，能够进行非镜面状态(纸状)的显示。
根据本发明的显示装置的另一形态，在上述透射偏振光轴可变装置与上述第2偏振光分离装置之间还具备透光性的光扩散层。
根据该形态，利用透射了第1偏振光分离装置一侧作为显示光射出的光，能够进行非镜面状态(纸状)的显示。
根据本发明的显示装置的另一形态，还具备照射上述偏振光轴可变装置的光源。
根据该形态，一方面，在亮的地方进行主要利用外部光的反射型显示，另一方面，在暗的地方也可以进行主要利用背照灯等光源的透射型显示。在后一种情况下，可以如上述那样，构成为使来自光源的光透射第1及第2偏振光分离装置，并使之作为显示光射出。
根据本发明的显示装置的另一形态，上述透射偏振光轴可变装置具备液晶装置。即，显示装置作为液晶显示装置而构成。
这时，上述液晶装置也可以是TN液晶装置、STN液晶装置或ECB(电控双折射性)液晶装置。如果这样来构成，就能够比较容易地进行亮的，高质量的反射型显示。再者，在该STN液晶装置中，还包含使用了彩色补偿用光学各向异性体的STN液晶装置。
本发明的上述课题还可由具有所述显示装置的电子装置来完成，该电子装置的特征在于：具备上述本发明的显示装置，故可实现至少能够利用外部光来进行反射型或透射型的，亮的显示的各种电子装置。再者，本发明的电子装置也可以根据其用途而装上上述各种形态中的某一种显示装置。
本发明的上述课题还可由显示装置来实现，该显示装置的特征在于，具备：可变透射偏振光轴的透射偏振光轴可变装置；第1偏振光分离装置，配置在该透射偏振光轴可变装置的外部光入射的一侧上，使第1方向的线偏振光分量的光透射，同时，把与该第1方向不同的给定方向的线偏振光分量的光反射；以及第2偏振光分离装置，配置在上述透射偏振光轴可变装置的下侧上，使第2方向的线偏振光分量的光透射，同时，把与该第2方向不同的给定方向的线偏振光分量的光反射或吸收。
根据该形态，第1偏振光分离装置使入射的光中第1方向的线偏振光分量的光透射，把与第1方向不同的给定方向(例如，与第1方向垂直或大致垂直的方向)的线偏振光分量的光反射。其次，第2偏振光分离装置使入射的光中第2方向的线偏振光分量的光透射，把与第2方向不同的给定方向(例如，与第2方向垂直或大致垂直的方向)的线偏振光分量的光反射或吸收。以上所述的结果是，全部波长区的分量的光根据透射偏振光轴可变装置中透射轴的方向有选择地从第1偏振光分离装置射出，或者，任何光也不射出。即相当于，在上述的本发明中，波长区Δλ至少包含全部可见光区，波长区-Δλ至少在可见光区内不存在的情况。
这样，第1偏振光分离装置通过把入射的光中与第2线偏振光分量不同的线偏振光分量的分量反射，进行偏振光分离。因此，与使用通过把一个方向的偏振光分量透射并把与这一线偏振光分量垂直的另一线偏振光分量吸收而进行偏振光分离的偏振板的现有显示装置相比较，由于把被偏振光分离装置反射的线偏振光分量作为显示光加以利用，故得到亮的反射型显示(例如，白背景上的黑色显示)。
另一方面，在利用光源进行透射型显示的情况下，例如，光源光从第2偏振光分离装置一侧入射。第2偏振光分离装置使入射的外部光中第2方向的线偏振光分量的光透射到透射偏振光轴可变装置一侧，把与第2方向不同的给定方向的线偏振光分量的光反射或吸收。其次，第1偏振光分离装置使通过第2偏振光分离装置及透射偏振光轴可变装置入射的光中第1方向的线偏振光分离的光透射到与透射偏振光轴可变装置相反一侧上，把与第1方向不同的给定方向的线偏振光分量的光反射。以上所述的结果是，全部波长区的分量的光根据透射偏振光轴可变装置中透射轴的方向有选择地从第1偏振光分离装置射出，或者，任何光也不射出。再者，在此情况下，正负也翻转。
以上所述的结果是，利用本发明的显示装置至少可进行使用了外部光的反射型或透射型的亮的显示。
本发明的上述课题还可由显示装置来完成，该显示装置的特征在于，具备：透射偏振光轴可变光学元件；第1偏振光分离器，配置在该透射偏振光轴可变光学元件的外部光入射的一侧上，属通过反射进行偏振光分离的类型；以及第2偏振光分离器，配置在该透射偏振光轴可变光学元件的下侧上，属通过反射或吸收进行偏振光分离的类型。
根据该显示装置，由于至少第1偏振光分离器通过反射，即通过把与特定方向不同的线偏振光分量反射来进行偏振光分离，故与使用通过吸收进行偏振光分离的多个偏振板的现有显示装置相比较，可得到利用外部光的明亮的显示。
再者，在上述本发明的显示装置，即使构成简单矩阵方式、使用了TFT(薄膜晶体管)或TFD(薄膜二极管)等的有源矩阵方式、段方式等公知的任一种驱动方式的显示装置，也能够实现明亮的反射型显示。
还有，作为本发明的偏振光分离装置，除了上述那样的反射偏振光镜之外，也可以使用例如：把胆甾醇液晶层与(1/4)入板组合起来的装置、利用Brewster(布留斯特)角分离成反射偏振光及透射偏振光的装置(SID信息显示学会)，1992年，《摘要》第427-429页)、利用全息照相的装置、在国际上公开了的国际申请(国际申请公开：WO95/27819号及WO 95/17692号)中公开了的装置等。再者，在后述的实施例中，同样也能以这些种偏振光分离器来代替反射偏振光镜使用。
附图的简单说明
图1为本发明中各实施例的显示装置中使用的反射偏振光镜的概略透视图；
图2为用于说明本发明各实施例中的一种工作原理的图；
图3为分别示出对图2中示出的偏振光分离器的波长的透射率特性的特性图；
图4为用于说明本发明各实施例中的另一工作原理的图；
图5为用于说明本发明第1实施例的液晶显示装置的分解剖面图；
图6为用于说明本发明第2实施例的液晶显示装置的分解剖面图；
图7为用于说明本发明第3实施例的液晶显示装置的分解剖面图；
图8为用于说明本发明第5实施例的液晶显示装置的分解剖面图；
图9(a)、(b)及(c)分别为利用本发明的电子装置的实施例的透视图。
用于实施发明的最佳形态
下面，基于附图，逐个实施例地说明用于实施本发明的最佳形态。
(工作原理)
首先，参照图1-图4，说明本发明各实施例的液晶显示装置的工作原理。
图1为作为本发明各实施例中使用的偏振光分离器之一例的反射偏振光镜(reflective polarizer)的概略透视图。再者，在特表平9-506985号公报(国际申请公报：WO 95/17692号)及国际申请公报：WO/95/27819号中，公开了这样的反射偏振光镜的基本结构。
偏振光分离器160具有把多个层1(A层)与层2(B层)这两种不同的层交替地层叠起来的结构。A层1的X方向的折射率(nAX)与Y方向的折射率(nAY)不同。B层2的X方向的折射率(nBX)与Y方向的折射率(nBY)相等。还有，A层1的Y方向的折射率(nAY)与B层2的Y方向的折射率(nBY)相等。
因而，从垂直于该偏振光分离器160的上面5的方向入射到偏振光分离器160上的光中Y方向的线偏振光透射该偏振光分离器160，作为Y方向的线偏振光的光从底面6射出。还有，相反地，从垂直于偏振光分离器160的底面6的方向入射到偏振光分离器160上的光中Y方向的线偏振光的光透射该偏振光分离器160，作为Y方向的线偏振光的光从表面5射出。在这里，把这样透射的方向(本例中，为Y方向)的轴称为透射轴。
另一方面，如果假定A层1的Z方向上的厚度为tA，B层2的Z方向上的厚度为tB，入射光的波长为λ，则通过使
tA·nAX+tB·nBX＝λ/2                    ……(1)成立，波长λ的光，即从垂直于偏振光分离器160表面5的方向入射到偏振光分离器160上的光中X方向的线偏振光的光，作为X方向的线偏振光的光被该偏振光分离器160反射。还有，波长λ的光，即线偏振光的光，在偏振光分离器160的底面6上作为X方向的线偏振光的光被该偏振光分离器160反射。在这里，把反射的方向(本例中，为X方向)的轴称为反射轴。
而且，通过以在涉及可见光的某一波长范围内使上述(1)式成立的方式使A层1的Z方向上的厚度tA及B层2的Z方向上的厚度tB发生各种变化，只把某一波长区的光(Δλ)反射，把其它波长区(-Δλ)的光透射。即，使Y方向的线偏振光分量作为Y方向的线偏振光透射，把X方向的线偏振光分量、并且是某一波长区的光(Δλ)作为X方向的线偏振光反射，把X方向的线偏振光分量、并且是其它波长区(-Δλ)的光作为X方向的线偏振光透射。
图2为用于说明本发明显示装置的图。再者，该图中示出的液晶显示装置用于说明本发明的原理，当然，本发明并不局限于这些图中示出的液晶显示装置。
如图2中所示，在该液晶显示装置中，作为透射偏振光轴可变光学元件使用TN液晶140。在TN液晶140的下侧，设有偏振板130及反射板195。在TN液晶的上侧，依次设有光散射层150、偏振光分离器160。偏振光分离器160把反射轴方向的某一波长区(Δλ1)的光反射，把反射轴方向的除此以外的波长区(-Δλ1)的光透射。
参照图2，把该液晶显示装置的左侧作为电压施加部110，把右侧作为非电压施加部120，说明其工作原理。
在右侧的非电压施加部120中，作为外部光入射了的光125中与偏振光分离器160的透射轴161垂直的方向的光中波长区(-Δλ1)的光，作为线偏振光通过偏振光分离器160而透射。透射了的光的偏振方向被TN液晶140扭转90°，成为平行于纸面的方向的线偏振光，被偏振板130吸收。另一方面，光125中与偏振光分离器160的透射轴161平行的方向的光，作为线偏振光通过偏振光分离器160而透射。偏振方向被TN液晶140扭转90°，成为垂直于纸面的方向的线偏振光，透射偏振板130，被反射板195反射。再一次通过偏振板130、TN液晶140、偏振光分离器160。由于设有光散射层150，故中间光被扩散，从镜面状成为白色状。
在左侧的电压施加部110中，入射光115中与偏振光分离器160的透射轴161垂直的方向的光中波长区(-Δλ1)的光，作为线偏振光通过偏振光分离器160而透射。透射了的光通过TN液晶140不改变偏振方向成为垂直于纸面的方向的线偏振光，透射偏振光130，被反射板195反射。再一次通过偏振板130、TN液晶140、偏振光分离器160。由于设有光散射层150，故中间光被扩散，可在广阔的视角内看到。另一方面，光115中与偏振光分离器160的透射轴161平行的方向的光，作为线偏振光通过偏振光分离器160而透射。透射了的光通过TN液晶140不改变偏振方向成为平行于纸面的方向的线偏振光，被偏振板130吸收。即，可看到波长区(-Δλ1)的颜色。
这样，在非电压施加部120中，可看到白色，在电压施加部110中，可看到波长区(-Δλ1)的颜色。
再者，在上述中，以TN液晶140为例作了说明，但是，即使使用STN液晶或ECB(电控双折射性)液晶等的、由电压等来改变透射偏振光轴的液晶来代替TN液晶140，基本工作原理也是相同的。
图3中，分别示出对上述偏振光分离器160的透射率特性。
如图3中所示，偏振光分离器160在上述(1)式成立的波长区(Δλ1)内，把偏振方向在图2中垂直于纸面的光反射，在上述(1)式不成立的波长区(-Δλ1)内，把它透射。再者，这时，偏振光分离器160把上述(1)式不成立的偏振方向在图2中平行于纸面的光与波长区(-Δλ1)的光一起透射。
正如从图3可知的那样，在本发明中，在图2中从偏振光分离器160上侧入射了的外部光，通过被偏振光分离器160有选择地反射，根据TN液晶上施加的电压，作为全部波长区的白色光或波长区(-Δλ1)的显示光向着偏振光分离器160的上侧射出，进行反射型显示。这时，光125中波长区(Δλ1)的光被偏振光分离器160反射，显示变亮。即，利用电压施加部110及非电压施加部120这两部分来反射该波长区(Δλ1)的光，显示变亮。但是，由于利用这两部分反射相同的光，故不影响显示对比度。还有，特别是在图3中示出的特性曲线不是陡峭地变化而是平缓地变化的情况下，即，在范围广阔的过渡区内透射率从0％到100％地变化的情况下，也能够进行这样的反射型显示。进而，即使使用具有不是图3所示带通滤波器的特性曲线而是高通滤波器或低通滤波器的特性曲线的偏振光分离器，也能够进行反射型显示。
图4为用于说明使用了本发明实施例中的偏振光分离器的另一工作原理的图。
如图4中所示，在该液晶显示装置中，偏振光分离器160′将其反射轴方向的光，即至少是全部可见光区(Δλ1′)的光反射，把透射轴方向的光透射。即，图4中所示的工作原理相当于在参照图2说明了的工作原理中把反射轴方向的波长区(-Δλ1)的分量的光定为“零”的情况。图4中，对于与图2相同的结构要素标以相同的标号，省略其说明。
参照图4，把该液晶显示装置的左侧作为电压施加部110，把右侧作为非电压施加部120，说明其工作原理。
在右侧的非电压施加部120中，作为外部光入射了的光125中与偏振光分离器160′的透射轴161平行的方向的光，作为线偏振光通过偏振光分离器160而透射。偏振方向被TN液晶140扭转90°，成为垂直于纸面的方向的线偏振光，透射偏振板130，被反射板195反射。再一次通过偏振板130、TN液晶140、偏振光分离器160′。由于设有光散射层150，故中间光被扩散，从镜面状成为白色状。
在左侧的电压施加部110中，光115中与偏振光分离器160的透射轴161平行的方向的光，作为线偏振光通过偏振光分离器160而透射。透射了的光通过TN液晶140不改变偏振方向成为平行于纸面的方向的线偏振光，被偏振板130吸收。即，通过TN液晶140可看到深黑色。
这样，在非电压施加部120中，可看到白色，在电压施加部110中，可看到深黑色。
以上所述的结果是，通过参照图4说明了的工作原理，可进行使用了外部光的亮的反射型显示(例如，白背景上的黑显示)。
下面，说明基于以上说明了的原理进行工作的显示装置的各种实施例。
(第1实施例)
参照图5，说明本发明第1实施例的液晶显示装置。图5为用于说明本发明第1实施例的液晶显示装置的分解剖面图。
如图5中所示，在第1实施例的液晶显示装置10中，作为透射偏振光轴可变光学元件使用STN单元20。在STN单元20的上侧，依次设有相位差膜14、扩散板30及偏振光分离器40。在STN单元20的下侧依次设有偏振板12及反射板90。
作为偏振光分离器40使用利用图1说明了的偏振光分离器(即，反射偏振光镜)。偏振光分离器40是这样的偏振光分离器，它只把可见光的特定波长区(Δλ2)中上述(1)式成立的，Y方向的线偏振光的光，作为Y方向的线偏振光而透射；把X方向线偏振光的波长区(Δλ2)的光，作为X方向的线偏振光而反射；使X方向的线偏振光轴除除波长区(Δλ2)以外的波长区(-Δλ2)的光，作为X方向的线偏振光而透射。
在STN单元20中，在由2块玻璃基板21、22及密封部件23构成的单元内封入STN液晶26。在玻璃基板21的底面设置透明电极24，在玻璃基板22的上面设有透明电极25。作为透明电极24、25，可使用ITO(铟锡氧化物)或氧化锡等。相位差膜14作为色补偿用的光学各向异性体来使用，用它来补偿STN单元20中产生的着色。反射板90一般用铝蒸镀板，但是，也可以使用铝箔板、散布了微粒的层。
本实施例液晶显示装置10的工作原理与图2的情况相同。由此，在电压不施加时，可看到白色，在电压施加时，可看到波长区(-Δλ2)的颜色。
在这里，作为波长区(-Δλ2)的颜色，选择了蓝色。在亮的白背景上形成了亮的蓝显示。作为比较，用蓝色偏振板来代替扩散板30及偏振光分离器40。虽然在白背景上得到了蓝显示，可是，在白背景上带有蓝色，变得深了。可以认为，这是由于与蓝色偏振板伴有光的吸收不同，偏振光分离器并不伴有吸收。
(第2实施例)
参照图6，说明本发明第2实施例的液晶显示装置。图6为用于说明本发明第2实施例的液晶显示装置的分解剖面图。
在第2实施例中，使用了偏振光分离器60及光吸收体80来代替上述第1实施例中的偏振板12及反射板90。偏振光分离器60是这样的偏振光分离器(即，反射偏振光镜)，它把可见光区中上述(1)式成立的，Y方向的线偏振光的光，作为Y方向的线偏振光而透射；使X方向线偏振光的光，作为X方向的线偏振光而反射。光吸收体80把从偏振光分离器60透射而形成的Y方向线偏振光的光吸收。其它结构与图5中示出的第1实施例的情况相同。
根据第2实施例，可得到与上述第1实施例同样的结果，进而，由于利用偏振光分离器60反射的光有助于显示，故可实现比第1实施例更亮的反射型显示。
(第3实施例)
参照图7，说明本发明第3实施例的液晶显示装置。图7为用于说明本发明第3实施例的液晶显示装置的分解剖面图。
在第3实施例中，把上述第2实施例中扩散板30的位置换到STN单元20与偏振光分离器60之间。还有，作为偏振光分离器40的波长区(-Δλ3)定为红色。其它结构与图6中示出的第2实施例的情况相同。
根据第3实施例，可得到与上述第1实施例同样的结果，进而，可得到白背景上的红色的显示。
(第4实施例)
基于第3实施例，说明本发明第4实施例的液晶显示装置。
在第4实施例中，把上述第3实施例中相位差膜14省略了。其它结构与图7中示出的第3实施例的情况相同。
根据第4实施例，能够把颜色改变成为黄色背景上的紫色的显示。
(第5实施例)
参照图8，说明本发明第5实施例的液晶显示装置。图8为用于说明本发明第5实施例的液晶显示装置的分解剖面图。
在第5实施例中，设置光源70来代替上述第3实施例中的光吸收体80。光源70使用LED(发光二极管)71，利用光波导72把光对上方射出。其它结构与图7中示出的第3实施例的情况相同。
根据第5实施例，在外部光照射下，与上述第1实施例同样可得到在白背景上的波长区(-Δλ3)的红色显示。还有，在光源点亮时，可得到在波长区(-Δλ3)的红背景上的白色的显示。
(第6实施例)
把本发明第1实施例的显示装置装于携带式电话机上。不管向阳、或是背阴、或是在室内，都可得到明亮的彩色显示。
还有，如果把以上说明了的各实施例那样的液晶显示装置应用于例如图9(a)中所示那样的携带式电话机3000的显示部3001中，就能够实现进行亮的反射型显示的节能型携带式电话机。如果将其应用于图9(b)中所示那样的手表3100的显示部3101中，就能够实现进行亮的反射型显示的节能型手表。还有，如果将其应用于图9(c)中所示那样的个人计算机3200的显示画面3201中，就能够实现进行亮的反射型显示的节能型个人计算机。
除了以上图9中示出的电子装置之外，还可以把本实施例的液晶显示装置应用于下列电子装置中：液晶电视、寻像器型或监视直视型录像机、车辆导航、台式电子笔记本、计算器、文字处理器、工程工作站(EWS)、电视电话、POS终端、具备触摸屏的装置等。
正如以上说明地说明了的那样，根据各实施例，由于能够按照TN液晶140的透射偏振光轴的状态，基于外部光，或者使白色光射出或者使波长(-Δλ)的光射出，故能够在白背景上对所需颜色(例如，蓝、红、黑等色)的文字、数字等进行亮的反射显示。还有，还能够基于光源光进行透射型显示。
工业上的可利用性
与本发明有关的显示装置把液晶装置用作透射偏振光轴可变装置，可用作利用外部光的，明亮的反射型显示装置，还可用作使用液晶装置以外的透射偏振光轴可变装置的显示装置。还有，与本发明有关的电子装置使用这样的显示装置而构成，可用作利用外部光能够进行高质量的，亮的反射型显示的节能型电子装置等。

Claims (16)

1.一种显示装置，其特征在于，具备：
可变透射偏振光轴的透射偏振光轴可变装置；
第1偏振光分离装置，它配置在该透射偏振光轴可变装置的外部光入射的一侧上，使第1方向的直线偏振光分量的光透射，同时，把与该第1方向不同的给定方向的直线偏振光分量的光中的波长区Δλ的分量反射，而且，使与该波长区Δλ不同的给定波长区的分量透射；以及
第2偏振光分离装置，它配置在上述透射偏振光轴可变装置的下侧上，使第2方向的直线偏振光分量的光透射，同时，把与该第2方向不同的给定方向的直线偏振光分量的光反射或吸收。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于：上述第2偏振光分离装置由偏振片构成，该偏振片使上述第2方向的直线偏振光分量的光透射，同时，把与上述第2方向垂直的方向的直线偏振光分量的光吸收。
3.根据权利要求2所述的显示装置，其特征在于：对于上述第2偏振光分离装置，在与上述透射偏振光轴可变装置相反一侧上还具备反射装置。
4.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于：上述第1偏振光分离装置由反射偏振光元件构成，该反射偏振光元件使上述第1方向的直线偏振光分量的光透射，同时，把与上述第1方向垂直的方向的直线偏振光分量中上述波长区Δλ的分量的光反射。
5.根据权利要求4所述的显示装置，其特征在于：上述反射偏振光元件由交替层叠了第1层与第2层的层叠体构成，该第1层具有多折射性；该第2层具有实质上与该第1层的多个折射率中的某一个折射率相等的折射率，同时，不具有多折射性。
6.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于：上述第2偏振光分离装置由反射偏振光元件构成，该反射偏振光元件使上述第2方向的直线偏振光分量的光透射，同时，把与上述第2方向垂直的方向的直线偏振光分量的光反射。
7.根据权利要求6所述的显示装置，其特征在于：上述反射偏振光元件由交替层叠了第1层与第2层的层叠体构成，该1第层具有多折射性；该第2层具有实质上与该第1层的多个折射率中的某一个折射率相等的折射率，同时，不具有多折射性。
8.根据权利要求6所述的显示装置，其特征在于：对于上述第2偏振光分离装置，在与上述透射偏振光轴可变装置相反一侧上还具备光吸收装置。
9.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于：在上述第1偏振光分离装置与透射偏振光轴可变装置之间还具备透光性的光扩散层。
10.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于：在上述透射偏振光轴可变装置与上述第2偏振光分离装置之间还具备透光性的光扩散层。
11.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于：还具备照射上述透射偏振光轴可变装置的光源。
12.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于：上述透射偏振光轴可变装置具备液晶装置。
13.根据权利要求12所述的显示装置，其特征在于：上述液晶装置是TN液晶装置，STN液晶装置或ECB液晶装置。
14.一种电子仪器，其特征在于：具备权利要求1中所述的显示装置。
15.一种显示装置，其特征在于，具备：
可变透射偏振光轴的透射偏振光轴可变装置；
第1偏振光分离装置，它配置在该透射偏振光轴可变装置的外部光入射的一侧，使第1方向的直线偏振光分量的光透射，同时，把与该第1方向不同的给定方向的直线偏振光分量的光反射；以及
第2偏振光分离装置，它配置在上述透射偏振光轴可变装置的下侧上，使第2方向的直线偏振光分量的光透射，同时，把与该第2方向不同的给定方向的直线偏振光分量的光反射或吸收。
16.一种显示装置，其特征在于，具备：
透射偏振光轴可变光学元件；
第1偏振光分离器，它配置在该透射偏振光轴可变光学元件的外部光入射的一侧上，属于通过反射进行偏振光分离的类型；以及
第2偏振光分离器，它配置在该透射偏振光轴可变光学元件的下侧上，属于通过反射或吸收进行偏振光分离的类型。
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