(57)【要約】【課題】  表裏両面から観察できる薄型の液晶表示装置であって、表裏同一の画像を表裏同時に観察できる表示装置を提供する。【解決手段】  フロントライト５の側に配置された第１透明基板１２とこれに対向する第２透明基板１３との間に液晶材１１を挟持したもので、第２透明基板１３の液晶材側の面に半透過反射層１８を形成して、表裏から同様の色彩の画像を観察できるようにする。半透過反射層１８は、反射面２１の中に透過孔２２を散在させて形成したホールインミラー構造で形成される半透過反射層であることが好ましい。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面と裏面から表示を見ることができる両面表示装置であって、それぞれ少なくとも電極を有する第１基板と第２基板とを対向させて該第１基板と第２基板の間に液晶材を挟持した１の液晶シャッタを備え、前記液晶材と第１基板間に入射光の一部を反射し一部を透過する半透過反射層を設け、前記第２基板の外方に照明装置を配設したことを特徴とする両面表示装置。
【請求項２】
前記半透過反射膜が、少なくとも１層の誘電体膜からなることを特徴とする請求項１記載の両面表示装置。
【請求項３】
前記半透過反射膜が、前記液晶シャッタの画素領域に開口を有する反射層からなることを特徴とする請求項１記載の両面表示装置。
【請求項４】
前記反射層が前記第１基板表面に形成された金属薄膜であって、該金属薄膜はアルミニウムまたはアルミニウム・ネオジム合金を厚さ０．０５μｍから０．２μｍ堆積させたものであること特徴とする請求項３記載の両面表示装置。
【請求項５】
前記液晶シャッタがカラーフィルタを備えてカラー表示するものであって、前記画素領域の開口が該カラーフィルタの領域に形成されることを特徴とする請求項３または４記載の両面表示装置。
【請求項６】
前記液晶シャッタはＴＮ型（ツイストネマチック型）、ＳＴＮ型（スーパーツイストネマチック型）、電界制御複屈折型、ＩＰＳ型（インプレーンスイッチング型）、ＶＡ型（垂直配向型）、およびＧＨ型（ゲスト−ホスト型）のいずれかであることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の両面表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表裏両面から見ることができる液晶シャッタを用いた両面表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近時、携帯電話、携帯情報装置などの携帯装置において、蓋付き、折り畳み式、あるいは見開き型など、表示部を畳んだ状態では外側から画面を観察し、表示部を開けた状態では内側を向いていた面から観察するようにした、表面と裏面の両面での表示可能な液晶表示装置が用いられるようになってきた。
従来の両面表示装置は、独立した２つの表示部と２つの照明装置（バックライトやフロントライト）を表裏にそれぞれ取付けていたため、全体の厚みが大きく、装置を薄くすることが困難であった。
【０００３】
特許文献１には、１つの照明装置（バックライト）の両側に２つの透過型液晶シャッタ部を配置させた構成と、透過型液晶シャッタ部と反射型液晶シャッタ部を半透過層を挟んで背中合せに配置し、反射型液晶シャッタの前面に照明装置（フロントライト）を配置する構成の両面表示装置が開示されている。
これらの構成は、従来と比べ照明装置が１つで済み、軽量薄型化やコスト低減には有利であるが、液晶シャッタ部は２つ必要であり、軽量薄型化や低コスト化には限界がある。
【０００４】
特許文献２は、１つの液晶シャッタを第１表示領域と第２表示領域に分離し、第２表示領域の前面のガラス基板表面に反射層を設けることにより、透過モードの第１表示領域を前面から見る領域、反射モードの第２表示領域を裏面から見る領域とする、１つの液晶シャッタ部と１つの照明装置による両面表示を開示している。従来と比べ構成が簡単なため軽量薄型化や低コスト化に有利である。
しかし、液晶シャッタ部を面で分割して一部ずつを表裏それぞれの表示部にするため、表裏各面の表示画面は液晶面より小さくならざるを得ない。また照明装置は一方の透過領域にのみ使えるだけで、他方の面の表示は照明のない反射モードのみとなり暗い環境では視認性が十分といえない。
【０００５】
また、特許文献３には、対抗するガラス基板に挟持された液晶層からなる液晶パネルを挟むように偏光板と反射偏光子を設けた液晶表示装置が開示されている。開示発明は、特定方向の偏光成分を反射し残りの偏光成分を透過させるようにした反射偏光子の反射軸方向を液晶パネルを出射する偏光の方向に合わせて、反射偏光子で反射して表面側の第１視点から看取する場合と反射偏光子を透過して裏側の第２視点から看取する場合の２つの表示方法を選択できるようにしたものである。この開示装置は１つの液晶シャッタ部と１つの照明装置で両面表示を実現したものであり、軽量薄型化、低コスト化には有利である。
【０００６】
しかし、この開示装置は、反射偏光子の作用により透過と反射を制御するため表裏で画素の明暗が反転し、第１視点ではオフ領域で明、オン領域で暗であるのに対して、第２視点ではオフ領域で暗、オン領域で明となり、ネガとポジが反転する。したがって、表面と裏面で同じ画像を見せることができない。両面表示装置はカメラ付携帯電話等で多く利用されるが、この開示装置では撮影者と被写体となる被撮影者が表裏ではネガ・ポジが反転し同時に正しい画像を観察できず、両面表示の意味をなさない。
【特許文献１】特開２００４−０４５７２７号公報
【特許文献２】特開２００４−１４５３３２号公報
【特許文献３】特開２００４−１３３３９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、１つの液晶シャッタと１つの照明装置により、表面および裏面の両面から正常な同一の画像を同時に観察できる、軽量薄型で低コストの両面表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明の表示装置は、表面と裏面から表示を見ることができる両面表示装置であって、それぞれ少なくとも電極を有する第１基板と第２基板とを対向させて第１基板と第２基板の間に液晶材を挟持した１の液晶シャッタを備え、液晶材と第１基板の間に入射光の一部を反射し一部を透過する半透過反射層を設け、第２基板の外方に照明装置を配設したことを特徴とする。
半透過反射層は、少なくとも１層の誘電体膜で入射光の一部が反射し一部が透過するように形成した膜や、半透明の金属薄膜であってもよい。さらに、複数の開口を有する反射層よりなるホールインミラー構造の半透過反射層が特性的には好ましい。
【０００９】
ホールインミラー構造は、基板表面にアルミニウムあるいはアルミニウム・ネオジム合金などの金属層を形成した上で画素領域に適当面積の１つあるいは多数の孔をエッチングなどで開削したものである。金属層の厚さは０．０５μｍ以上０．２μｍ以下であることが好ましく、特に０．１μｍ程度であることが好ましい。
【００１０】
本発明の両面表示装置はカラー表示装置であってもよい。カラー表示装置においては、半透過反射膜における光透過位置はカラーフィルタの存在する場所に対応することが好ましい。
なお、液晶パネルとしては、ＴＮ型（ツイストネマチック型）、ＳＴＮ型（スーパーツイストネマチック型）、電界制御複屈折型、ＩＰＳ型（インプレインスイッチング型）、VＡ型（垂直配向型）、さらにＧＨ型（ゲスト−ホスト型）など、任意のタイプのものを選択することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の両面表示装置は、１つの液晶シャッタと１つの照明装置で構成されており、従来の２つの液晶シャッタと２つの照明装置あるいは、２つの液晶シャッタと１つの照明装置を用いた両面表示装置と比べると極めて軽量薄型で低コストであり、クラムシェル型（折りたたみ型）携帯電話等では極めて有利である。
また、本発明の両面表示装置は、従来の１つの液晶シャッタと１つの照明装置を用いた両面表示装置と比べると、いずれの面からも同じ正しい表示画像を観察することができる。また、特にカラー表示装置に適用した場合にも、表裏いずれの画像も正常なポジ画像を得ることができる。
【００１２】
したがって、特にカメラ付携帯電話を利用するときには、撮影者と被写体となる人物がそれぞれ表側の画面と裏側の画面で左右逆転した同じ画像を観察して撮影画像を評価することができる。たとえば、撮影者が被写体をそのまま写す画像を観察するときは、被写体人物の方では自分を鏡で見たと同じ鏡面反射像として観察することになる。
【００１３】
また、厚さ０．０５μｍから０．２μｍの金属膜を用いたホールインミラー構造の半透過反射膜の場合には、反射部分における光の漏洩も少なく、反射モード、透過モードとも品質のよい表示画面を得ることができる。
なお、半透過反射膜は透明基板の液晶側表面に形成されているので、電極層と反射面の距離が小さいため視差が小さく、画像のにじみを抑えたり視野角を拡大する効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、実施例を用いて本発明を詳細に説明する。
図１は本発明の１実施例に係る表示装置の積層状態を示す部分断面構成図、図２は本実施例の透過孔部分の重なり状態を説明する平面図、図３と図４は本発明の作用をＥＣＢ（電界制御複屈折）液晶表示装置により説明する概念図、図５と図６は液晶表示装置の構成図である。なお、図４は液晶層がマルチギャップ構造である装置の作用説明図、図６はその構成図である。
また、図７は本実施例の両面表示装置をＶＡ型液晶に適用した例を示す概念図、図８はＧＨ型液晶に適用した例を示す概念図である。
【００１５】
本実施例の液晶表示装置は、液晶シャッタの、導光板に対向する側の透明基板の液晶材側に半透過反射膜を形成して、導光板側から見るときは半透過反射膜から反射する光で形成される反射モードの画像を観察し、導光板と反対側から見るときは半透過反射膜を透過する光で形成される透過モードの画像を観察するようにしたものである。
【００１６】
図１は、本発明をＳＴＮ型液晶に適用したカラー表示装置の例を示すもので、液晶層１１を上透明基板１２と下透明基板１３で挟んで構成した液晶セル１の上透明基板の外側に照明用導光板５を備えている。
上透明基板１２と導光板５の間には偏光板３１と位相差板３２と光拡散板３３を重ねた液晶用前面被覆板３が介装され、下透明基板１３の外側には位相差板４１と偏光板４２の重層された後面被覆板４が貼付されている。位相差板３２，４１は液晶ポリマーや多層の複屈折性フィルム等で構成され、広帯域な波長に対しても偏光状態変化が少ない無彩色な白黒表示を実現している。
照明光用導光板５の外側表面５１には微細なプリズムが形成されていて、端面に設けられた図外の照明灯から入射する光を液晶側に反射すると共に、液晶側から入射する光線を上方に透過するようになっている。
【００１７】
下透明基板１３の液晶側表面にはホールインミラー構造の半透過反射膜１８が形成されている。ホールインミラー１８はアルミニウム・ネオジム合金などの金属膜にフォトリソグラフ法を用いて細孔２２を穿ったものである。残った金属層２１の表面が反射鏡となり、細孔が透過孔２２となる。金属膜の厚さが０．０５μｍ程度より薄いと干渉色が着くので好ましくない。また光を遮断する性能が十分である限り段差を小さくし表面を平滑にして透明基板１３の表面加工の品質を劣化させないようにしたいので、０．２μｍ以上にしないほうがよい。普通は金属層の厚みを約０．１μｍ程度にする。
【００１８】
半透過反射膜１８の上に赤緑青（ＲＧＢ）三原色のカラーフィルタ１６が形成されている。図２は矩形画素（例えば、短冊形状等）を有する装置の場合について透過孔部分の重なり状態を示す。
図２に示すように、カラーフィルタ１６は、各色ごとに、電極に印加される電圧により透過光量あるいは偏光面を制御する画素の領域（本実施例におけるＳＴＮ型液晶では画素用電極１４の部分に当る）を含み、さらに透過孔２２の領域を含むように形成される。
三色のカラーフィルタ１６が形成される層の表面にできる凹凸を埋めて平坦面を形成する平坦化膜１７の上に、画素用電極１４が形成されている。さらに、下配向膜１５が画素用電極１４の上にあるいはこれを埋めるようにして形成され、この下配向膜１５が液晶層１１に直接接触する。
【００１９】
液晶層１１を挟んで上側に設けられる上透明基板１２の液晶と接触する側の表面には、対向電極１９が形成されその上に上配向膜２０が形成されている。上配向膜２０は液晶層１１に直接接触する。上配向膜２０と下配向膜１５はラビング処理を受けていて、上下の配向膜が協働して液晶分子を基板表面に対して一定のプレチルド角を持たせ一方向に並べる機能を有する。
液晶層１１には、ねじれ角が２４０°〜３００°程度、屈折率の異方性と液晶層の厚さの積Δｎｄの値が０．８〜０．９程度のＳＴＮ型液晶を用いている。
【００２０】
なお、単純マトリックス駆動をする場合は、画素用電極１４と対向電極１９は互いに直交する方向に配置されたストライプ状の透明電極で形成され、両電極の交差部が画素となる。
また、ＴＦＴ方式液晶ディスプレイでは、画素用電極として入射側透明基板の画素部に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）が形成され、カラーフィルタはＴＦＴが形成された基板と対向する透明基板に配設され、半透過反射膜はＴＦＴが形成される透明基板の液晶側表面に形成される。
【００２１】
本実施例の表示装置は、たとえばクラムシェル型携帯装置の折り畳み可能な蓋部に組み込んで使用する。また、ビデオ撮影機の画像モニターなどのように引き出して観察するために使用することができる。また、キャンディーバー型携帯装置において、両面表示する目的で利用することもできる。
図３と図４は本実施例のＥＣＢ（電界制御複屈折）液晶表示装置の作用を説明する概念図である。ＥＣＢはＴＦＴではノーマリーブライト、ＳＴＮではノーマリーダークが用いられるが、図３と図４はノーマリーブライトの場合で、図３は等厚の液晶層を持つ液晶表示装置、図４はマルチギャップ構造の液晶層を持った液晶表示装置の作用を説明する。
【００２２】
図中左の図は液晶セルが非選択で明信号表示の場合、図中右の図は左の図と同じ構成において液晶セルが選択で暗信号の場合を説明している。なお、図では、図１におけるものと同じ機能を有する要素については同じ参照番号を使用して説明の重複を避けた。また、図には、発光ダイオード（ＬＥＤ）や蛍光管（ＦＬ）やランプなどからなる光源からの光を液晶表示面の略全面に導光するための導光部材である照明用導光板（以下導光板）について表示を省略してある。
両図の左図に示したように、たとえば、蓋が閉じている状態では、人の目は図中Ａの位置にあって照明用導光板の設置された側の面から観察する。一方、蓋が開いた状態で裏側から液晶表示面を観察するときには、人の目は図中Ｂの位置にある。
【００２３】
図３と図４において、液晶装置には外光と導光板からの照明光が入射する。液晶装置への入射光は、偏光板３１で直線偏光化し、さらに位相差をほぼ１／４波長に設定された位相差板３２を透過し円偏光になって液晶層１１に入射する。位相差がほぼ１／４波長に設定された非選択時の液晶層１１を透過すると円偏光はほぼ直線偏光になる。以上のように、位相差板３２と液晶層１１は、直線偏光が円偏光を経て再び直線偏光となるように設計されている。
半透過反射膜１８で反射した直線偏光は、再び液晶層１１と位相差板３２を透過する間に円偏光から元の直線偏光となり、偏光板３１を透過し、導光板を透過して人の目に入り明信号として認識される。
【００２４】
なお、位相差板３２は液晶ポリマーや多層の複屈折性フィルム等で構成され、広帯域な波長に対しても偏光状態変化が少ない無彩色な黒白表示を実現している。
カラー表示装置である場合は、偏光が液晶セル１の画素部を透過してカラーフィルタを透過する間に着色して人の目にカラー信号として入射し、また、近隣の画素を透過した光線と混合して所定の色として認識される。
【００２５】
一方、図中Ｂの位置から裏側の液晶表示面を観察するときには、液晶層１１を透過した後で偏光方向が偏光板３１の透過軸と垂直な方向に変化した偏光は、半透過反射膜１８に到達し透過孔２２を通って後面被覆板の位相差板４１を透過すると（楕）円偏光となる。偏光板４２は上透明基板１２の偏光板３１の透過軸と平行な透過軸を有し、（楕）円偏光の透過軸成分は偏光板４２を透過して目に到達し、人の目が図中Ａの位置にあるときと同様に明信号として認識される。
【００２６】
なお、一部の光は偏光板に吸収されてしまうが、図４，図６に表わしたように、液晶層１１の厚さを透過部２２のみ厚くするマルチギャップ構造にして液晶層の位相差を稼ぎ、位相差板４１入射位置で円偏光とすることにより、偏光板４２入射位置で直線偏光として明るさを改善することも可能である。
【００２７】
なお、カラーフィルタ１６を透過した光は、表側から観察したときと同じ色のカラー信号として認識される。
また、人の目が図中Ｂの位置にあるときは、照明装置５がバックライトとなり、常に明度の高い鮮明な画像を形成する。なお、図中Ａの位置で観察するときは照明装置５はフロントライトになるが、外が明るいときはランプを切って外光だけで照明して電力を節約する効果も得ることができる。
【００２８】
一方、暗信号を表示するためにはその位置の液晶層に電圧を加え選択状態とする。選択時の液晶層１１は入射光線が透過しても位相差を生じない。したがって、図中右の図に示すように、位相差板３２を出た円偏光はほとんど変化せずに半透過反射膜１８に到達する。反射面２１で反射すると反対回転の円偏光となり、液晶層１１ではほとんど変化せずに位相差板３２に入射する。反対回転の円偏光は位相差板３２を透過すると、偏光方向が偏光板３１の透過軸にほぼ垂直になるので、光線は偏光板３１で殆ど遮蔽されて、図中Ａの位置にある人の目に届かず暗信号として認識されることになる。
【００２９】
また、半透過反射膜１８の透過孔２２を通った円偏光は、後面被覆板の位相差板４１で再び直線偏光となる。偏光面が偏光板４２の透過軸に対してほぼ垂直になるので、偏光板４２を透過できず、図中Ｂの位置にある人の目に届かないため、人の目が図中Ａの位置にあるときと同じく、暗信号として認識される。
【００３０】
図５と図６は、本実施例の液晶装置の構造を採用した液晶表示装置の組立構造図である。図５に示した液晶表示装置は等厚の液晶層を有する単色のチップオンガラス（ＣＯＧ）型表示装置であり、図６に示した液晶表示装置はマルチギャップ構造の液晶層を有するカラー表示装置である。図において、図１ないし図４と同じ機能を有する部材には同じ参照番号を付して説明の重複を避けた。
【００３１】
図５に示した液晶表示装置は、液晶層１１を上基板１２と下基板１３に挟み少なくとも表示領域の外周側部をシール材６０でシールして形成した液晶セルに、液晶駆動装置と照明を組み合わせて構成した装置である。
下基板１５の液晶層１１側の面には、液晶と接する方から、下配向膜１５、下電極層１４、絶縁層１７、半透過反射膜１８の順に積層され、上基板１２の液晶層１１側の面には、液晶と接する方から、上配向層２０、上電極層１９が形成されている。
【００３２】
上基板１２の外側の面には外に向かって、拡散層３３、上位相差層３２、上偏光層３１の順に積層され、また、下基板１３の外側の面には外に向かって、下位相差層４１と下偏光層４２が形成されている。
上偏光層３１の外側に、ＬＥＤ光源５２と導光部５３からなる照明装置を配置している。
【００３３】
下基板１３の液晶から外れたガラス部分に液晶駆動用ＩＣ７３が搭載されている。液晶駆動用ＩＣ７３は、基板端部の入力配線電極７１に異方性導電接着材７５の導電粒子を介して接続され接着されたフレキシブル回路基板（ＦＰＣ）７０を通じて供給される駆動電源および駆動信号を異方性導電接着材７５、入力配線電極７１および入力側接続部７２を介して取り込み、所定の演算に基づく画素制御信号を出力側接続部７４を通じて下電極層１４に供給し、図示しない導線を通じて上電極層１９に供給する。
【００３４】
半透過反射膜１８には、反射面２１と透過孔２２が形成され、透過孔２２は画素位置に配置され画素電極より小さい孔として形成されている。
液晶画素が非選択のときは、図３により説明した通り、照明装置側にある看視者Ａから見る眼には上電極層１９の反射層２１の画素領域Ｐｘに含まれる部分で形成される反射領域Ｒｆからの反射光が入り、装置を挟んで看視者Ａと反対側にある看視者Ｂから見る眼には画素の中に開けられた透過孔２２の部分により形成される透過領域Ｏｐを透過する光が入って明表示と認識される。
一方、液晶画素が非選択の場合は、看視者Ａ側にもその裏側の看視者Ｂ側にも光が透過しないため、暗表示として認識されることになる。
【００３５】
次に、図６に示したカラー液晶装置は、図４に示した液晶装置の具体的な構成例を示すもので、図５の液晶表示装置と異なる主な構成は、下電極層１４と半透過反射膜１８の間にカラーフィルタ層１６を備えたところである。なお、本装置では、液晶駆動用ＩＣを基板上に配設しないで、外部に設けた駆動回路で生成された画素制御信号がＦＰＣを介して液晶装置に供給されるようになっている。
【００３６】
カラーフィルタ層１６の上層に積層してカラーフィルタ上の凹凸を平坦化する絶縁体の平坦化層１７に、半透過反射層１８の透過孔２２の位置で液晶層１１を厚くする凹面を形成し、入射偏光が液晶層１１を透過する間に生じる位相差を透過孔２２の部分だけ１／４波長加えた１／２波長として、下偏光層４２に入射するときの偏光軸を下偏光層４２のものと合致させることにより、図中Ｂの位置にある眼に十分な透過光が入るようにする。図４の装置では、平坦化層１７の厚みを変える代りにカラーフィルタ層１６を凹ましている。
図６に示したカラー液晶表示装置では、反射層２１からの反射光と透過孔２２を透過する透過光が同じ色彩に染められて、両者を同色の色信号として認識することができる。
【００３７】
たとえば、特許文献３に開示された両面表示装置では反射偏光子を用いて反射型表示画面と透過型表示画面に分離するため、本願発明と同じく表裏で同時表示させようとすると、一方の画面には他方の画面に表示する画像と明暗反転あるいは補色関係になった画像しか表示することができない。このため、たとえば表側の表示面で自然なポジ像を観察できるようにすれば、裏側の表示面にはネガ像が表示されることになる。ネガ像を観察しても、看者が実体を正確に想起することは非常に困難である。
【００３８】
しかし、上述のように、本実施例の両面表示装置では、表示装置の表側から観察した画像と裏側から観察した画像は左右が逆転した鏡像の関係になるが、同じ明暗あるいは色彩を持つ同じ画像が表示されるので、共通の画像に基づいた観察が可能になる。
たとえば、ポートレートを撮影するときなどには、撮影者が表示装置の裏側に表示される撮影画像を観察すると同時に、被写体人物が表示装置の表側の表示面で鏡に写したときと同じく左右が逆になった鏡像を通して撮影される状態を知るようにすることもできる。
【００３９】
なお、反射面を液晶セルの後ろに配設すると液晶層を出射した光は透明基板などを往復する間に光路のずれや回折を生じることから画像のぼけや色ずれを起こすことがある。これに対して、本実施例の表示装置では半透過反射膜１８が液晶セル１の内部の透明基板１３の直上でカラーフィルタ１６に接して配置されるため、液晶セル１の画素部分から反射部２１までの距離が小さいので、視差による画像のにじみや混色が少ない良質な画像を得ることができる。
また、半透過反射膜にはホールインミラー構造のものを使用することが好ましいが、入射する光が同時に反射と透過の両方を行うものであればよく、たとえば金属薄膜や誘電体膜や誘電体多層膜により形成したいわゆるハーフミラーであってもよい。
【００４０】
図７は本実施例の表示装置をノーマリーダーク型のＶＡ型液晶に適用した態様例における使用状況を説明する概念図である。図７の左図は暗信号表示、図７の右図は右図と同じ構成において明信号表示をする場合を説明している。
本態様の表示装置は、液晶層１１１を上透明基板１１２と下透明基板１１３で挟んで構成したＳＴＮ型液晶セル１１０の上透明基板１１２の外側に図示しない照明用導光板を備えている。導光板の下、液晶セル１１０における外光が入射する前面側表面には上偏光板１３１と上位相差板１３２が設けられ、反対の後面側には下位相差板１４１と下偏光板１４２が設けられている。下偏光板１４２の透過軸は上偏光板１３１の透過軸と平行な方向に配置されている。
【００４１】
さらに、従来装置と同じため一部図示を省略したが、上側と下側の透明基板１１２，１１３には電極層、配向膜、またカラーフィルタ１１６などが形成されている。
ここで、下透明基板１１３の液晶層１１１に接する側の表面最下層に図１に関連して説明したものと同様の反射面１２１と透過孔１２２を有するホールインミラー構造の半透過反射膜１１８が形成されている。
液晶層１１１の液晶は透明基板１１２，１１３の面に垂直に配向している。
【００４２】
本態様の表示装置では、外光を受ける側から画像を観察するときは、人の目は図中Ａの位置にあって、外光と導光板からの照明光は、所定の方向に透過軸がある上偏光板１３１を透過して透過軸と同じ方向に偏光軸を持つ偏光状態となり、上位相差板１３２を経て円偏光となる。非選択状態の液晶層１１１は垂直配向であり、図７左図にある通り、円偏光のまま半透過反射膜１１８の金属層の反射面１２１で反射して反対回転の円偏光となり、再びカラーフィルタ１１６の層を透過し、そのまま円偏光を保って液晶層１１１を通り上位相差板１３２に入射する。上位相差板１３２を通過し円偏光から上偏光板１３１の透過軸と直交する直線偏光となり暗信号として認識される。
【００４３】
また、外光入射面の裏側から観察するときは、人の目が図中Ｂの位置にあって、円偏光のままカラーフィルタ１１６で着色して半透過反射膜１１８に到達した光は、透過孔１２２を通って、下位相差板１４１で直線偏光となり上偏光板１３１の透過軸と平行な透過軸を持つ下偏光板１４２によって遮蔽され表側から観察したときと同じ暗信号として認識される。
【００４４】
液晶層に電圧を加えた選択状態では液晶層に位相差が生じる。反射モードでは位相差が１／４波長のとき、透過モードでは１／２波長のときに最も明るい明状態となる。従って、ノーマリーブライトモードと同様マルチギャップ構造で明るさを最適化することが可能である。
人がＡの位置にあるときとＢの位置にあるときでは、人が観察する画像は左右が逆転するが両方ともポジ画面で、同じ色を有し、表裏共に同質の画像に基づいた観察が可能になる。また、ポートレートを撮影するときに、撮影者が裏側に表示される画像を観察しながら構図を決めるときに、被写体人物が表側に表示される鏡面反射像によって撮影状態を知るようにすることもできる。
【００４５】
図８に本発明を適用したＧＨ型液晶の例を示す。
ＧＨ型液晶は、ホストである液晶にゲストとして二色性色素を溶解して用いるものである。二色性色素は１軸の光吸収軸を有し光吸収軸方向に振動する光のみを吸収するので、光吸収軸の向きを液晶で制御することにより光スイッチとして利用することができる。
【００４６】
本態様の表示装置は、液晶層２１１を上透明基板２１２と下透明基板２１３で挟み液晶をシール材２６０でシールして構成したＧＨ型液晶セル２１０の上透明基板１１２の外側に拡散層２３３を挟んでＬＥＤ光源２５２と導光部材２５３からなる照明用導光板２５０を備えている。
さらに、ＧＨ型液晶セル２１０の下透明基板２１３の液晶層２１１側の面に反射面２２１と透過孔２２２を備えたホールインミラー構造の半透過反射膜２１８が形成されている。半透過反射膜２１８と液晶層２１１の間には絶縁層２１７、下電極層２１４、配向膜２１５が積層されている。
また、上基板２１２の液晶側面には上電極層２１９と上配向層２２０が形成されている。なお、液晶駆動用ＩＣ２７３が下基板２１３上に実装され、電源と液晶駆動信号はＦＰＣ２７０、異方性導電接着材２７５，入力配線電極２７１および入力側接続部２７２を介して供給され、液晶駆動用ＩＣ２７３により画素制御信号に変成されて出力側接続部２７４を介して液晶表示部に供給される。
【００４７】
図８に示すように、外光に曝された側から画像を観察する人の眼は図中Ａの位置にあり、外光の照射面の反対側から観察する人の眼は図中Ｂの位置にある。本態様の表示装置で明信号を表示するときは、外光と導光板からの照明光は、液晶セル２１０に入射し、電圧が印加されて透過状態になった画素部を透過し、半透過反射膜２１８の反射面２２１の画素領域Ｐｘに含まれる部分により形成される反射領域Ｒｆで反射して、透過状態の画素部を通り液晶層２１１と上透明基板２１２、さらに導光板２５０を透過して人の目に明信号として認識される。
また、外光入射面の裏側の人の目が図中Ｂの位置にある位置から観察するときは、半透過反射膜２１８の透過孔２２２の透過領域Ｏｐを通って透明基板２１３を透過し、表側から観察したときと同じ明信号として認識される。
【００４８】
さらに、画素部が光遮断状態になっているところでは、光が液晶層２１１で吸収され図中Ａに位置する人の目に届かず黒色として認識される。また、透過孔２２２を透過する光も無いので、図中Ｂの位置に光が到達せず人の目には暗信号として認識される。
このように、人がＡの位置にあるときとＢの位置にあるときで、同じ色を有する画像が得られる。このときの画像は左右逆転したものであるが、表裏共に同質の画像に基づいた観察が可能で、ポートレート撮影時などに、被写体人物が表側に表示される鏡面反射像を観察することができる。
なお、反射電極を用いた液晶セルでは、反射電極部に透過孔を設けることにより半透過反射膜として、セルの裏側からも同色の画像を観察できるようにすることができる。
【００４９】
上記実施例では、ＥＣＢ型、ＶＡ型、ＧＨ型の３つの代表的な液晶装置に適用する場合について説明したが、ＩＰＳ型、ＳＴＮ型など他のタイプの液晶に対しても本発明の両面表示装置を適用することにより、表裏同時に同じ色彩の画像を得ることができることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明に係る１実施例の表示装置の構成図である。
【図２】本実施例における透過孔部分の重なり状態を説明する平面図である。
【図３】本実施例の液晶表示装置の作用を説明する概念図である。
【図４】本実施例の液晶表示装置の別の態様について作用を説明する概念図である。
【図５】本実施例の液晶表示装置の組立構造図である。
【図６】図４に示した液晶表示装置の組立構造図である。
【図７】本実施例の液晶表示装置の別の態様について作用を説明する概念図である。
【図８】本実施例のさらに別の態様における液晶表示装置の組立構造図である。
【符号の説明】
【００５１】
１  液晶セル
１１  液晶層
１２  上透明基板
１３  下透明基板
１４  画素用電極（下電極層）
１５  下配向膜
１６  カラーフィルタ
１７  平坦化膜
１８  半透過反射膜（ホールインミラー）
１９  対向電極（上電極層）
２０  上配向膜
２１  金属層（反射部）
２２  細孔（透過孔）
３  液晶用前面被覆板
３１  偏光板
３２  位相差板
３３  光拡散板
４  後面被覆板
４１  位相差板
４２  偏光板
５  照明用導光板
５１  導光板外側表面
５２  ＬＥＤ電源
５３  導光部
６０  シール材
７０  フレキシブル回路基板（ＦＰＣ）
７１  入力配線電極
７２  入力側接続部
７３  液晶駆動用ＩＣ
７４  出力側接続部
７５  異方性導電接着材
１１０  ＳＴＮ型液晶セル
１１１  液晶層
１１２  上透明基板
１１３  下透明基板
１１６  カラーフィルタ
１１８  半透過反射膜
１２１  反射面
１２２  透過孔
１３１  上偏光板
１３２  上位相差板
１４１  下位相差板
１４２  下偏光板
２１０  ＧＨ型液晶セル
２１１  液晶層
２１２  上透明基板
２１３  下透明基板
２１４  下電極層
２１５  配向膜
２１７  絶縁層
２１８  半透過反射膜
２１９  上電極層
２２０  上配向層
２２１  反射面
２２２  透過孔
２３３  拡散層
２５０  照明用導光板
２５２  光源
２５３  導光部材
２６０  シール材
２７０  ＦＰＣ
２７１  入力配線電極
２７２  入力側接続部
２７３  液晶駆動用ＩＣ
２７４  出力側接続部
２７５  入力配線電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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