(57)【要約】【課題】表示モードと鏡モードとを切換可能であって、特に簡便な構成で、高い信頼性及び視認性を確保することが可能な表示装置を提供する。。【解決手段】本発明に係る液晶表示装置１００は、液晶パネル１２０と、液晶パネル１２０の観察側に配置された第１吸収偏光板１１０と、液晶パネル１２０の背面側に配置された第２吸収偏光板１６０とを備え、液晶パネル１２０の内面に形成された半透過反射板１４５の光反射板１４８にて反射された光を利用して鏡表示を実現し、半透過反射板１４５の開口部１４９にてバックライト１７０からの光を透過させて画像表示を実現した。【選択図】    図１
2004170792.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透過偏光軸可変手段を備えた表示装置であって、
前記透過偏光軸可変手段の観察側に配置された第１吸収型偏光選択手段と、前記透過偏光軸可変手段の背面側に配置された半透過反射板と、前記半透過反射板の背面側に配置された第２吸収型偏光選択手段とを備え、
前記半透過反射板は、光透過部を備えた表面が平坦の光反射板にて構成され、
前記透過偏光軸可変手段は、表示モードと鏡モードとを切換可能に構成されていることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記第１吸収型偏光選択手段は、第１の偏光を透過するとともに、前記第１の偏光の偏光軸に交差する偏光軸を有する第２の偏光を吸収し、
前記第２吸収型偏光選択手段は、第３の偏光を透過するとともに、前記第３の偏光の偏光軸に交差する偏光軸を有する第４の偏光を吸収する構成とされ、
前記透過偏光軸可変手段は、前記表示モードでは、少なくとも前記光透過部形成領域において前記第３の偏光を前記第１の偏光に変換し、前記鏡モードでは、少なくとも前記光反射板形成領域において、観察側から当該透過偏光軸可変手段に入射した第１の偏光が、該透過偏光軸可変手段を透過した後に前記光反射板にて反射され、該反射光が当該透過偏光軸可変手段を再度透過することで、第１の偏光として前記第１吸収型偏光選択手段に出射することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記光透過部の形成領域のみにカラーフィルタが形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記第２吸収型偏光選択手段の背面側に、前記観察側に光を出射する照明手段が配設され、前記透過偏光軸可変手段が鏡モードにある場合に、前記照明手段が非点灯とされることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項５】
前記第２吸収型偏光選択手段の背面側に、前記観察側に光を出射する照明手段が配設され、前記照明手段からの照明光を前記光透過部に集光させる集光手段を備えることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項６】
前記透過偏光軸可変手段が液晶層にて構成されており、該液晶層と前記第１吸収型偏光選択手段との間に形成された第１位相差板と、該液晶層と前記第２吸収型偏光選択手段との間に形成された第２位相差板とを備え、
前記光反射板の形成領域には絶縁層が形成され、該絶縁層の形成に基づき、前記光反射板形成領域の液晶層厚が、前記開口部形成領域の液晶層厚の略半分に構成されるとともに、
前記液晶層が、選択電圧印加の有無により入射した円偏光の極性を反転可能に構成されていることを特徴とする請求項２ないし５のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の表示装置を備えたことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【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、特に表示面を鏡状態と画像等を表示する表示状態とに変換可能な表示装置と、これを備えた電子機器とに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置等の表示装置において、従来から透過表示と反射表示を可能にした半透過反射型の表示装置や、観察側から入射される自然光を利用して明るい表示を可能とする技術を備えた表示装置等が知られている。例えば、特許文献１では、表示の観察側である前側の基板と、この前側基板に対向する後側基板との内面にそれぞれ電極を設け、これら基板間に、液晶分子を１８０°〜２７０°のツイスト角でツイスト配向させた液晶層を備えてなる液晶素子と、該液晶素子の前側に配置され、入射光の互いに直交する２つの偏光成分のうち、一方の偏光成分の光を反射し、他方の偏光成分の光を透過させる反射偏光板と、液晶素子の後側に設けられた反射手段とを備えた構成の半透過反射型の液晶表示装置が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−４９０３０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記液晶表示装置においては、液晶素子の前側に配置した反射偏光板にて反射される偏光成分を利用して、画面全体の明るさを底上げしているが、この反射光を利用して、表示面に鏡面状態を得ることが可能で、液晶素子のモード切換により、通常の透過による表示モードと、鏡モードとを切換可能に得ることができる。しかしながら、このように液晶素子の前側に反射偏光板を配置することで鏡面状態を得る技術においては、該反射偏光板はある程度の膜厚が必要で、信頼性が低く、また、該反射偏光板の偏光度は必ずしも高いものとは言えず、したがって鏡モード及び表示モードにおいて高い視認性が得られない場合がある。
【０００５】
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたもので、通常の画像表示等を行うことが可能な表示状態と、鏡面として機能させることが可能な鏡状態とを切換可能であって、特に簡便な構成で、高い信頼性及び視認性を確保することが可能な表示装置と、それを備えた電子機器とを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の表示装置は、透過偏光軸可変手段を備えた表示装置であって、前記透過偏光軸可変手段の観察側に配置された第１吸収型偏光選択手段と、前記透過偏光軸可変手段の背面側に配置された半透過反射板と、前記半透過反射板の背面側に配置された第２吸収型偏光選択手段とを備え、前記半透過反射板は、光透過部を備えた表面が平坦の光反射板にて構成され、前記透過偏光軸可変手段は、表示モードと鏡モードとを切換可能に構成されていることを特徴とする。
【０００７】
このような表示装置によると、鏡モードにおいては、透過偏光軸可変手段の観察側に配置された第１吸収型偏光選択手段が、例えば観察側から入射される外光のうち所定方向の偏光軸を備えた偏光（第１の偏光）を選択的に透過し、透過した該偏光（第１の偏光）は透過偏光軸可変手段を透過した後に、半透過反射板の光反射板形成領域（光反射部）にて反射され、再び透過偏光軸可変手段を透過するが、該透過偏光軸可変手段を透過することで反射光が前記第１吸収型偏光選択手段を透過可能な偏光（第１の偏光）となるべく、透過偏光軸可変手段を設定すれば、第１吸収型偏光選択手段から反射光が観察側に出射されることとなる。したがって、該鏡モードにおいては、半透過反射板の光反射部にて反射される光を利用して鏡表示状態を得ることが可能となる。
一方、表示モードにおいては、例えば第２吸収型偏光選択手段を透過して透過偏光軸可変手段に入射する偏光を、第１吸収型偏光選択手段を透過可能な偏光に当該透過偏光軸可変手段にて変換させることで、該第１吸収型偏光選択手段を透過する光を表示光として観察側に供給することができ、画像等の透過表示状態を得ることが可能となる。
そして、本発明では鏡モードにおける鏡面状態を、表面が平坦な光反射板に光透過部を形成した構成の半透過反射板にて得るものとしているため、簡便な構成にて薄膜の光反射部を得ることが可能で、また、偏光選択も伴わないため信頼性の高い反射板となる。したがって鏡モード及び表示モードにおいて高い視認性を確保することが可能となる。
【０００８】
本発明の表示装置において、前記第１吸収型偏光選択手段は、第１の偏光を透過するとともに、前記第１の偏光の偏光軸に交差する偏光軸を有する第２の偏光を吸収し、前記第２吸収型偏光選択手段は、第３の偏光を透過するとともに、前記第３の偏光の偏光軸に交差する偏光軸を有する第４の偏光を吸収する構成とされ、前記透過偏光軸可変手段は、前記表示モードでは、少なくとも前記光透過部形成領域において前記第３の偏光を前記第１の偏光に変換し、前記鏡モードでは、少なくとも前記光反射板形成領域において、観察側から当該透過偏光軸可変手段に入射した第１の偏光が、該透過偏光軸可変手段を透過した後に前記光反射板にて反射され、該反射光が当該透過偏光軸可変手段を再度透過することで、第１の偏光として前記第１吸収型偏光選択手段に出射するものとすることができる。
【０００９】
この場合、鏡モードにおいては、第１吸収型偏光選択手段を透過した第１の偏光が、透過偏光軸可変手段を透過して光反射板にて反射され、再び透過偏光軸可変手段を透過することで、反射光が第１の偏光として第１吸収型偏光選択手段に出射され、該第１吸収型偏光選択手段を透過して観察側に出射される。したがって、該鏡モードにおいては、半透過反射板の光反射板にて反射される光を利用して鏡表示状態を得ることが可能となる。なお、この場合、光透過部形成領域において上記透過偏光軸可変手段にて第１の偏光が第４の偏光に変換され、該第４の偏光が光透過部を透過して、第２吸収型偏光選択手段にて吸収されるものとすることができる。
一方、表示モードにおいては、第２吸収型偏光選択手段を透過して透過偏光軸可変手段に入射した第３の偏光を、該透過偏光軸可変手段にて第１の偏光に変換させることで、該第１の偏光が第１吸収型偏光選択手段を透過して表示光として観察側に供され、画像等の透過表示状態を得ることが可能となる。
ここで、特に鏡モードのときに、透過偏光軸可変手段において、第２吸収型偏光選択手段を透過して入射した第３の偏光を第２の偏光に変換させるものとすれば、仮に背面側から光透過部を介して第３の偏光が入射される構成であったとしても、鏡表示状態において背面側から透過される光がなくなり、視認性の高い鏡状態を得ることができる。
なお、本発明において、第１の偏光と、第３の偏光又は第４の偏光とは、同一方向の偏光軸であってもよく、同じく、第２の偏光と、第３の偏光又は第４の偏光とは同一方向の偏光軸であってもよい。すなわち、例えば「透過偏光軸可変手段にて第３の偏光を第１の偏光に変換させる」ことは、必ずしも偏光軸を変換するものではなく、第１の偏光と第３の偏光の偏光軸が同一方向である場合は、偏光軸の変換を伴わないことを意味している。
【００１０】
本発明の表示装置においては、前記光透過部の形成領域のみにカラーフィルタが形成されているものとすることができる。表示モードにおいてカラー画像の表示を行う場合、透過途上にカラーフィルタを配設することが好ましいが、この場合、上記のように半透過反射板の光透過部形成領域のみにカラーフィルタを配設することで、鏡モードにおける反射光が着色することがなくなり、カラー表示と、着色のない鏡表示とを好適に提供することが可能となる。
【００１１】
また、前記第２吸収型偏光選択手段の背面側に、前記観察側に光を出射する照明手段が配設され、前記透過偏光軸可変手段が鏡モードにある場合に、前記照明手段が非点灯とされるものとすることができる。この場合、照明手段により、表示モードにおける画像等の表示状態を確実に確保可能となる一方、照明手段の非点灯時には背面側からの透過光がなくなるため、視認性の高い鏡表示状態が得られるとともに、消費電力の低減にも繋がることとなる。このように照明手段と透過偏光軸可変手段の作動を同期させることで、鏡表示状態の視認性及び明るさが一層高まることとなる。なお、この場合、第４の偏光と交差する偏光軸を有する第３の偏光が、透過偏光軸可変手段にて第２の偏光に変換されるものとすることで、該第２の偏光が第１吸収型偏光選択手段を透過することがなくなり、鏡表示状態において透過光が表示されてしまう等の不具合発生を防止することができる。
【００１２】
また、前記第２吸収型偏光選択手段の背面側に、前記観察側に光を出射する照明手段が配設され、前記照明手段からの照明光を前記光透過部に集光させる集光手段を備えるものとすることができる。本発明の表示装置では、観察側から入射する自然光等の外光は、第１吸収型偏光選択手段にて一部が吸収され、さらに半透過反射板の光透過部において一部が透過されるため、鏡表示に寄与する光量は、外光の半分以下となる場合がある。このことから、特に半透過反射板の光透過部形成率（例えば開口率）を小さくすることで鏡表示の明るさを向上させることが可能となる。そこで、上述のように、照明光を前記光透過部に集光させる集光手段を具備させることで、光透過部形成率を小さくした場合にも、表示モードにおける透過照明光を十分に確保することが可能となり、一方、半透過反射板の光透過部形成率を小さくすることで鏡モードにおける明るさも十分に確保することが可能となる。
【００１３】
次に、前記透過偏光軸可変手段が液晶層にて構成されており、該液晶層と前記第１吸収型偏光選択手段との間に形成された第１位相差板と、該液晶層と前記第２吸収型偏光選択手段との間に形成された第２位相差板とを備え、前記光反射板の形成領域には絶縁層が形成され、該絶縁層の形成に基づき、前記光反射板形成領域の液晶層厚が、前記開口部形成領域の液晶層厚の略半分に構成されるとともに、前記液晶層が、選択電圧印加の有無により入射した円偏光の極性を反転可能に構成されているものとすることができる。
【００１４】
この場合、各吸収型偏光選択手段と液晶層との間に位相差板を形成したため、液晶層に円偏光を入射させることが可能となる。入射した円偏光は、液晶層の選択電圧印加の有無により極性の反転が可能とされ、例えば電圧オフ時に極性反転を伴って透過するものと設定することができる。そして、上記構成においては、光反射板形成領域に絶縁層を形成したため、該光反射板形成領域の液晶層厚が、開口部形成領域の液晶層厚の略半分とされ、例えば上記電圧オフ時には反射による液晶層の往復により円偏光は極性が反転されることとなる。したがって、液晶層の選択電圧印加の有無により、反射と透過において極性の略等価な光を出射することが可能となり、光利用効率を向上させることが可能となる一方、例えば透過表示において黒表示した際に反射板での反射を抑えることができるため、コントラスト低下を抑制することが可能となる。また、例えば電圧オフ状態において照明手段を非点灯とすれば、反射による鏡表示を実現できるため、特に鏡モードにおける消費電力の低減に寄与することが可能となる。
【００１５】
なお、本発明の表示装置において、透過偏光軸可変手段は電気光学パネル、好ましくは上述のような液晶を用いた液晶パネルにて構成することができる。このように液晶パネル等の電気光学パネルを透過偏光軸可変手段として含んで表示装置を構成することで、薄型構造が可能になり、携帯機器などにも適用可能な表示装置が実現できる。また、上記半透過反射板は、例えば開口部を備えたＡｌ，Ａｇ等の金属反射板にて構成することができ、さらに上記集光手段は、例えばマイクロレンズアレイ等にて構成することができる。
【００１６】
また、第１吸収型偏光選択手段と透過偏光軸可変手段の間に位相差板が配置されていることが好ましい。この位相差板は、色付きなどを低減する光学補償板、或いは視野角特性を改善する視角補償板として用いることができる。
【００１７】
次に、本発明の電子機器は上記記載の表示装置を備えたことを特徴とする。このような電子機器によると、鏡モードと表示モードとを切換可能となり、特に携帯用途として、例えば携帯電話の表示部に上記表示装置を適用することで、鏡モードにおいては化粧時のコンパクトに代用することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面により、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の全ての図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の膜厚や寸法の比率などは適宜異ならせてある。
【００１９】
［第１実施形態］
図１は本発明の表示装置の一実施形態としての液晶表示装置の概略構成を示す断面図で、図２はその液晶表示装置の作用を示す説明図である。図１に示す液晶表示装置１００においては、観察側（図示上側）から、主な構成要素として、第１吸収偏光板１１０、半透過反射板１４５を備えた液晶パネル１２０、第２吸収偏光板１６０、バックライト１７０が順次配置されている。
【００２０】
第１吸収偏光板１１０は、第１吸収型偏光選択手段として構成され、液晶パネル１２０の観察側に配設されており、その偏光透過軸（紙面と平行方向）と平行な振動面を有する偏光成分（第１の偏光）を透過し、偏光透過軸と交差する（好ましくは直交する）方向に平行な振動面を有する偏光成分（第２の偏光）を吸収する公知の吸収型偏光板が用いられている。
【００２１】
第２吸収偏光板１６０は、第２吸収型偏光選択手段として構成され、液晶パネル１２０の背面側に配設されており、その透過偏光軸（紙面と垂直方向）と平行な振動面を有する偏光成分（第３の偏光）を透過し、透過偏光軸と交差する（好ましくは直交する）方向に平行な振動面を有する偏光成分（第４の偏光）を吸収するものである。したがって、第２吸収偏光板１６０の透過偏光軸は、第１吸収偏光板１１０の透過偏光軸と交差する（好ましくは直交する）ように設定されている。
【００２２】
ここで、第１吸収偏光板１１０と第２吸収偏光板１６０の透過偏光軸の配置については、液晶表示装置１００の構成、すなわち液晶パネル１２０の液晶の設計により定まる。本実施形態では、液晶パネル１２０が９０°ツイスト角を有するＴＮ液晶セルにて構成したため、各透過偏光軸が交差する配置、すなわち直交ニコル配置に設定されている。したがって、本実施形態の場合、第１の偏光と第４の偏光とが同方向の偏光軸を備え、第２の偏光と第３の偏光とが同方向の偏光軸を備える設計となっている。
【００２３】
液晶パネル１２０は、ガラスやプラスチック等の透明基板で構成される一対の基板１３０，１５０間に液晶層１４３を含んで構成され、基板間の電圧変化に基づいて当該液晶表示装置１００を表示モードと鏡モードとの間で切換可能にする制御手段として構成されている。すなわち、液晶パネル１２０は透過偏光軸可変手段として機能するものであって、表示モードと鏡モードにおいて当該液晶パネル１２０を透過する光の偏光軸変換モードが異なるものとされている。
【００２４】
また、液晶パネル１２０は、上側基板１３０の内面側（基板の液晶層１４３側）に着色層１４１ａを含むカラーフィルタ１４１を備え、該着色層１４１ａは保護膜１４１ｂにより覆われ平坦化されている。そして、カラーフィルタ１４１の更に内面側には、紙面横方向に延在するストライプ状の透明電極１４２が形成されている。なお、透明電極１４２は例えばＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ−Ｏｘｉｄｅ）等から構成され、表面に図示しないポリイミド配向膜が形成されている。
【００２５】
さらに、液晶パネル１２０は、下側基板１５０の内面側に、部分的に開口部１４９を備える光反射板１４８にて構成された半透過反射板１４５が配設されている。光反射板１４８は、表面が平坦なＡｌ，Ａｇ等からなる金属反射板にて構成され、その光反射板１４８の形成領域（以下、光反射板形成領域とも言う）において観察側からの光を反射させ、鏡面表示を可能としている。一方、光反射板１４８の一部に形成された開口部１４９を介してバックライト１７０からの照明光を透過させ、透過表示を可能としている。なお、半透過反射板１４５の更に内面側には、紙面垂直方向に延在したストライプ状の透明電極１４４が形成され、透明電極１４２と同様、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ−Ｏｘｉｄｅ）から構成されており、表面に図示しないポリイミド配向膜が形成されている。
【００２６】
本実施形態では、上記開口部１４９の形成領域（以下、開口部形成領域とも言う）に対応して上記カラーフィルタ１４１の着色層１４１ａが形成され、一方、光反射板形成領域には該着色層１４１ａが形成されていない構成である。これにより、表示モードにおいてはカラー表示が実現され、鏡モードにおいては着色のない鏡面状態を実現可能となっている。
【００２７】
次に、バックライト１７０は、背後から液晶パネル１２０に対して略均一な照度で照明を行うことができるものである。具体的には、導光板１７２と、この導光板１７２の端面部に配置された光源１７１とを含む端面発光型のバックライトが適用されている。導光板１７２には、光源１７１から導入された光を液晶パネル１２０側に略均一に導くための金属層や印刷層などの光反射要素若しくは光散乱要素１７３が設けられている。なお、端面発光型以外にも、導光板と、この導光板の背面に配置された光源とを含む背面発光型のバックライトなどを適用することも可能である。
【００２８】
上述のように、本実施形態の液晶表示装置１００において、液晶パネル１２０は透過偏光軸可変手段として機能し、例えば図２に示すような態様で表示モードと鏡モードとが実現される。
【００２９】
図２に示すように、表示モード（透過表示）においては、液晶パネル１２０をオフ状態（液晶オフ）として、バックライト１７０から吸収偏光板１６０を透過して当該液晶パネル１２０に入射した所定方向の偏光軸を有する偏光成分（第３の偏光）について、液晶パネル１２０にてその偏光軸を変換させつつ透過させ、第１の偏光として第１吸収偏光板１１０を透過させることにより、照明光を透過光Ｔとして表示に寄与させている。なお、この表示モードにおいては、観察側から入射する外光Ｏは、所定方向の偏光軸を有する偏光成分（第１の偏光）が液晶パネル１２０に入射し、偏光軸が変換された後に半透過反射板１４５の光反射板１４８にて反射され、再び偏光軸が変換されて第１の偏光となって観察側に出射されることとなり、該表示モードにおいて観察側から多少の写り込みが発生する。また、観察側から液晶パネル１２０に入射した第１の偏光のうち、偏光軸が変換された後に半透過反射板１４５の開口部１４９に入射した光は、第２吸収偏光板１６０を透過してバックライト１７０側に入射し、該バックライト１７０の光散乱要素１７３にて反射されて、透過表示用の光として再利用されることとなる。
【００３０】
一方、例えば鏡モード（鏡表示）においては、バックライト１７０を非点灯とすることが好ましいが、該バックライト１７０を点灯した場合にも、液晶パネル１２０をオン状態（液晶オン）とすれば、バックライト１７０側から吸収偏光板１６０を透過して、当該液晶パネル１２０に入射した所定の偏光軸を有する偏光（第３の偏光）を、液晶パネル１２０にて偏光軸の変換を伴わずに透過させ、この透過光を第３の偏光（すなわち第２の偏光）として第１吸収偏光板１１０で吸収させることにより、鏡モードにおいて透過光Ｔが表示されることを回避している。
【００３１】
そして、この鏡モードにおいて、観察側から入射する外光Ｏのうち第２の偏光が第１吸収偏光板１１０にて吸収され、他方の第１の偏光が第１吸収偏光板１１０の背面側、すなわち液晶パネル１２０側に入射される。オン状態の液晶パネル１２０に入射した第１の偏光は、偏光軸の変換を伴わずに該液晶パネル１２０を透過し、第４の偏光として半透過反射板１４５の光反射板１４８にて反射されることとなる。反射された第４の偏光（反射光）は、再び液晶パネル１２０を偏光軸方向を保ったまま透過し（第１の偏光となる）、さらに第１吸収偏光板１１０を透過して、観察側に反射光Ｒとして出射され、該反射光Ｒが鏡表示に寄与することとなる。
【００３２】
上記のパネル構造においては、パネル構造を構成する一対の基板１３０，１５０が、その素材としてガラス（石英を含む）を用いたもの、樹脂（プラスチック）を用いたもの、或いは一方にガラス、他方に樹脂を用いたもののいずれであっても良い。特に、基板の素材として樹脂材料を用いることによって装置の薄型化を図ることができるとともに、耐衝撃性の向上を図ることができる。
【００３３】
上記の基板１３０，１５０は、シール材（図示略）を介して貼り合わせられ、その内部に液晶が封入されている。このようにして構成された液晶パネル１２０の液晶モードとしては、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）モードの他、ＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ  Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＥＣＢ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード等を採用できる。これらの液晶モードによる表示方法においては、いずれも偏光板を用いて表示態様を実現するように構成されているため、比較的低い駆動電圧で高い表示品位を得ることができ、特に携帯型電子機器に搭載する場合に望ましい。
【００３４】
また、液晶パネル１２０の駆動モードとしては、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）やＴＦＤ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｄｉｏｄｅ）等の能動素子を用いたアクティブマトリクス駆動等のアクティブ駆動モードと、上記のような能動素子を用いない単純駆動若しくはマルチプレックス駆動等のパッシブ駆動モードのいずれであってもよい。
【００３５】
以上のように、本実施形態の液晶表示装置１００では、液晶パネル１２０、第２吸収偏光板１６０及びバックライト１７０は、第１吸収偏光板１１０に対して所定の偏光軸を備えた偏光を出射する表示手段として機能している。バックライト１７０からの透過光を利用した表示が行われる表示モードにおいては、液晶パネル１２０内に構成された複数の画素についてそれぞれ第１の偏光の出射の有無、若しくは第１の偏光の出射量が制御され、その結果、所定の表示画像が構成される。すなわち、バックライト１７０を点灯状態とし、液晶パネル１２０の各透明電極１３０，１５０の間に印加する電圧を制御することにより、液晶パネル１２０、第２吸収偏光板１６０、バックライト１７０を含んで構成される表示手段にて所定の表示を行うことによって、液晶パネル１２０から出射される光が第１吸収偏光板１１０を透過して視認される表示モードを実現することができる。
【００３６】
一方、上記の液晶表示装置を光遮断状態にする、すなわち液晶表示装置の全画素を光遮断状態とするか、或いはバックライト１６０を非点灯状態とすることによって、表示面が鏡のように視認される鏡モードを実現することができる。
【００３７】
このように本実施形態の液晶表示装置１００では、液晶パネル１２０のオン・オフ切換により、表示モードと鏡モードとを実現することが可能である。特に、本実施形態の場合、観察側から入射した光を、液晶パネル１２０に配設した半透過反射板１４５の光反射板１４８にて反射して、鏡表示を実現している。したがって、開口部を備えた金属反射板を具備させることのみで鏡表示が可能となり、非常に簡便に鏡モードと表示モードを切換可能な構成とすることができる。また、金属反射板であるため薄膜化を実現でき、例えば反射型偏光板により鏡表示を実現する場合に比して信頼性の向上が図られる。さらに、開口部を備えた光反射板にて半透過反射板を構成したため、偏光選択を伴わないため高効率で信頼性の高い反射を実現できる。したがって鏡モード及び表示モードの双方において高い視認性を確保することが可能となる。
【００３８】
［第２実施形態］
次に、図３を参照して、本発明に係る第２実施形態の液晶表示装置について説明する。この第２実施形態では、第１実施形態と同様の構成要素には同一符号を付し、それらの説明は省略する。本実施形態の液晶表示装置２００では、観察側から順に、主な構成要素として、第１吸収偏光板１１０、位相差板１１５、半透過反射板１４５を備えた液晶パネル１２０、第２吸収偏光板１６０、バックライト１７０が配置されている。
【００３９】
本実施形態の液晶表示装置２００では、第１実施形態の液晶表示装置１００と異なり、位相差板１１５が第１吸収偏光板１１０と液晶パネル１２０との間に形成され、該位相差板１１５は、特に液晶パネル１２０がＳＴＮモードである場合に、バックライト１７０からの透過光を利用した表示の着色を低減するための光学補償板として機能する。また、液晶表示の視野角依存性を向上させる視角補償板として機能するように構成することもできる。
【００４０】
また、下側基板１５０の内面であって、半透過反射板１４５の背面側には、カラーフィルタ１４１が配設されている。このように半透過反射板１４５の背面側にカラーフィルタ１４１を配設することにより、鏡表示における色付きを一層防止ないし抑制することが可能となる。このように表示モードにおいてカラー表示を行うためにカラーフィルタ１４１を形成する場合、該カラーフィルタ１４１を半透過反射板１４５の背面側に配設することで、表示モードにおけるカラー表示と、鏡モードにおける着色のない鏡表示とを提供できるようになる。
【００４１】
なお、第１、第２実施形態の液晶表示装置において、バックライト１７０と第２吸収偏光板１６０との間に、拡散フィルム、プリズムシート等を設けることもできる。この場合、バックライト１７０からの透過光による表示において正面方向の輝度を向上させることが可能となる。すなわち、バックライト１７０から出射される光は、正面方向により出射強度が強いことが望まく、この場合、透過光Ｔの明るさを一層高めることが可能となる。
【００４２】
［第３実施形態］
次に、図４を参照して、本発明に係る第３実施形態の液晶表示装置について説明する。この第３実施形態では、第１実施形態と同様の構成要素には同一符号を付し、それらの説明は省略する。本実施形態の液晶表示装置３００では、観察側から順に、主な構成要素として、第１吸収偏光板１１０、半透過反射板１４５を備えた液晶パネル１２０、第２吸収偏光板１６０、マイクロレンズアレイ１８０、バックライト１７０が配置されている。
【００４３】
すなわち、本実施形態の液晶表示装置３００では、第２吸収偏光板１６０とバックライト１７０との間にマイクロレンズアレイ１８０が形成され、該マイクロレンズアレイ１８０は、バックライト１７０からの照明光を、半透過反射板１４５の開口部１４９に集光させる集光手段として機能している。マイクロレンズアレイ１８０は、透明基材１８２上に形成された複数の凸レンズ１８１を含み、例えば１つの開口部１４９に対応して１つの凸レンズ１８１が設けられている。
【００４４】
第１実施形態及び第２実施形態では、観察側から入射する自然光等の外光Ｏは、第１吸収偏光板１１０にて一部が吸収され、さらに半透過反射板１４５の開口部１４９において一部が透過されるため、鏡表示に寄与する光量は、外光の半分以下となる場合がある。このことから、特に半透過反射板１４５の開口率を小さくすることで鏡表示の明るさを向上させることが可能となるが、本第３実施形態では、半透過反射板１４５の開口率を第１実施形態及び第２実施形態に比して大幅に低減させた（例えば５０％低減）ため、鏡モードにおける明るさを向上させることが可能となった。
【００４５】
一方、半透過反射板１４５の開口率低下に伴って、表示モードにおける明るさの低減が懸念されるが、本実施形態では上述の通り、バックライト１７０からの照明光を半透過反射板１４５の開口部１４９に集光させるマイクロレンズアレイ１８０を設けたため、半透過反射板１４５の開口率を小さくした場合にも、表示モードにおける透過照明光を十分に確保することが可能となった。すなわち、バックライト１７０と第１吸収偏光板１６０との間にマイクロレンズアレイ１８０等の集光手段を設けることにより、バックライト１７０からの照明光の低減を伴うことなく半透過反射板１４５の開口率を低減させることができ、表示モードと鏡モードとの双方において明るさの向上を図ることが可能となる。
【００４６】
なお、本第３実施形態では第１実施形態の液晶表示装置１００の構成に対し、集光手段たるマイクロレンズアレイ１８０を設けた例を示したが、第２実施形態の液晶表示装置２００に対して該マイクロレンズアレイ１８０を同様に形成することも可能である。
【００４７】
［第４実施形態］
次に、図５及び図６を参照して、本発明に係る第４実施形態の液晶表示装置について説明する。図５は第４実施形態の液晶表示装置４００の構成を示す断面模式図で、図６はその表示作用を示す説明図である。この第４実施形態では、第１実施形態と同様の構成要素には同一符号を付し、それらの説明は省略する。本実施形態の液晶表示装置４００では、観察側から順に、主な構成要素として、第１吸収偏光板１１０、第１位相差板１１８、半透過反射板１４５及び絶縁層１９０を備えた液晶パネル１２０、第２位相差板１１９、第２吸収偏光板１６０、バックライト１７０が配置されている。
【００４８】
すなわち、本実施形態の液晶表示装置４００では、液晶パネル１２０と各吸収偏光板１１０，１６０との間に、それぞれ第１及び第２の位相差板１１８，１１９が形成され、第１及び第２の位相差板１１８，１１９の位相差がλ／４に設定されているため、液晶パネル１２０の液晶層１４３に対して円偏光が入射される構成となっている。特に、第１吸収偏光板１１０と第２吸収偏光板１６０の透過偏光軸が交差するように構成しているため、各吸収偏光板１１０，１６０から位相差板１１８，１１９を介して液晶パネル１２０に入射する円偏光の極性すなわち回転方向は、それぞれ逆向きとされている。
【００４９】
また、本実施形態の液晶表示装置４００では、液晶パネル１２０の内面において、液晶層１４３の層厚を、開口部形成領域と光反射板形成領域とにおいて異ならせるべく、絶縁層１９０が形成されている。この絶縁層１９０はアクリル樹脂を主体として構成された透光性樹脂層であって、本実施形態では光反射板形成領域のみに、すなわち光反射板１４５の下方（背面側）のみに形成され、該光反射板形成領域の液晶層厚を相対的に小さくしている。具体的には、該絶縁層１９０の形成により、光反射板形成領域の液晶層厚が、開口部形成領域の液晶層厚の略半分となるように設定されている。
【００５０】
また、液晶層１４３は、選択電圧印加の有無により入射した円偏光の極性（回転方向）を反転させることができ、例えば非選択電圧印加時（液晶オフ時）に液晶分子が寝た状態でλ／２（λ：入射光の波長）の位相差を有する構成とされている。したがって、液晶オフ状態では、入射した右円偏光は液晶層１４３を透過後、左円偏光に変化し、左円偏光は右円偏光に変化する一方、選択電圧印加時（液晶オン時）に液晶分子が立った状態では位相差がなくなり、液晶層１４３の透過に伴い、円偏光の極性（回転方向）は変化しないものとなっている。
【００５１】
このような構成の液晶表示装置４００について、その表示原理を図６を参照しつつ説明する。まず図６左側に示すように、液晶オフ状態では、バックライト１７０から出射された照明光が、第２吸収偏光板１６０を透過することで紙面に垂直な方向の直線偏光となる。この直線偏光は、第２位相差板１１９を透過して左円偏光となり、開口部１４９からオフ状態の液晶層１４３を透過して、その極性が反転される。液晶層１４３を透過して反転された右円偏光は、第１位相差板１１８を透過して紙面に平行な方向の直線偏光となり、第１吸収偏光板１１０を透過して、観察側に透過光Ｔとして出射され、表示に供される。
【００５２】
また、観察側から入射した外光Ｏは、第１吸収偏光板１１０を透過することで紙面に平行な方向の直線偏光となり、この直線偏光は、第１位相差板１１８を透過して右円偏光となり、オフ状態の液晶層１４３に入射する。液晶層１４３に入射した光のうち光反射板形成領域に入射した光は、半透過反射板１４５にて反射されるが、この場合、光反射板形成領域の液晶層１４３の層厚が、開口部形成領域の半分に形成されているため、反射による往復途上において、円偏光の極性が反転される。また、この場合、半透過反射板１４５を構成する光反射板が金属反射板にて構成されているため、該光反射板にて反射された円偏光は、その回転方向が逆向きになる。したがって、液晶オフ状態において、観察側から液晶層１４３に入射した右円偏光は、半透過反射板１４５にて極性が反転される一方、液晶層１４３の往復透過によっても極性が反転されるため、液晶層１４３を出射する際には再び右円偏光として戻ってくることとなる。そして、液晶層１４３を出射した右円偏光は、再び第１位相差板１１８により紙面に平行な方向の直線偏光に変換され、反射光Ｒとして観察側に出射されることとなる。なお、このような液晶オフ状態において、バックライト１７０をオフ状態とすれば、透過光Ｔがなくなるため、反射光Ｒのみの鏡表示が可能となる。
【００５３】
一方、図６右側に示すように、液晶オン状態では、バックライト１７０から出射された照明光が、第２吸収偏光板１６０を透過することで紙面に垂直な方向の直線偏光となる。この直線偏光は、第２位相差板１１９を透過して左円偏光となり、開口部１４９からオン状態の液晶層１４３を極性の変換を伴わずに透過する。液晶層１４３を透過した左円偏光は、第１位相差板１１８を透過して紙面に垂直な方向の直線偏光となり、第１吸収偏光板１１０に吸収され、観察側に出射されることはない。
【００５４】
また、液晶オン状態において、観察側から入射した外光Ｏは、第１吸収偏光板１１０を透過することで紙面に平行な方向の直線偏光となり、この直線偏光は、第１位相差板１１８を透過して右円偏光となり、オン状態の液晶層１４３に入射する。液晶層１４３に入射した光のうち光反射板形成領域に入射した光は、上述の通り、半透過反射板１４５にて極性の反転を伴って反射される一方、液晶層１４３の往復途上においては極性の反転を伴わない。したがって、液晶層１４３に入射した右円偏光は、極性の反転を伴って、左円偏光として液晶層１４３から出射されることとなる。そして、液晶層１４３を出射した左円偏光は、再び第１位相差板１１８により紙面に垂直な方向の直線偏光に変換され、第１吸収偏光板１１０にて吸収されるため、観察側に出射されることはない。
【００５５】
以上のように、本実施形態の液晶表示装置４００は、位相差板１１８，１１９を設けて円偏光を液晶層１４３に入射する構成とするとともに、液晶層１４３にて円偏光の極性反転を可能な構成としたために、透過と反射の双方において光の利用効率を向上させることが可能となり、図８に示すような透過及び反射挙動を示すものとなった。すなわち、選択電圧の印加状態に応じて、透過と反射が同じ明暗表示を行なう表示装置を実現することができたのである。また、透過表示において黒表示した場合（液晶オンとした場合）、反射光の明表示を抑えることが可能なため、コントラストの低下を抑制することが可能となる。さらに、上述したように、バックライト１７０のオン・オフ切換により、表示モードと鏡モードの切換えが可能となり、特に鏡モードをバックライトオフ状態で実現できるため、消費電力の低下を実現することが可能となる。
【００５６】
なお、本第４実施形態では第１実施形態の液晶表示装置１００の構成に対し、絶縁層１９０を設け、液晶層厚を領域毎に異ならせた例を示したが、第２実施形態の液晶表示装置２００及び第３実施形態の液晶表示装置３００に対して該絶縁層１９０を同様に形成することも可能である。また、液晶層１４３には、９０°ツイストではない、例えば６０°、４０°、０°ツイストの液晶を適用することで、本第４実施形態の液晶表示装置４００を実現することが可能である。
【００５７】
［第５実施形態］
次に、図７を参照して、本発明に係る第５実施形態の電子機器について説明する。本発明の電子機器の一実施形態たる携帯電話１０００は、本体部１００１と、表示体部１００２とを有し、表示体部１００２の内部に上記液晶表示装置１００（若しくは液晶表示装置２００，３００，４００）が配置され、表示体部１００２にて表示画面１００３を視認できるように構成されている。このような携帯電話１０００によると、各種操作や各種状況に応じて、表示画面１００３において、表示モードによる所定の表示画面や、鏡モードによる明るい鏡面を視認することできるようになる。
【００５８】
以上、本発明の表示装置に係る液晶表示装置、及び本発明の電子機器に係る携帯電話の実施形態をそれぞれ示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加えることが可能である。例えば、上述した実施形態では、第１吸収偏光板１１０と、第２吸収偏光板１６０の透過偏光軸を直交配置させたが、液晶パネルの設計を変更することにより、該第１吸収偏光板１１０と第２吸収偏光板１６０の透過偏光軸を平行配置させることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の液晶表示装置の概略構成を示す断面図。
【図２】第１実施形態の液晶表示装置の動作について示す説明図。
【図３】本発明の第２実施形態の液晶表示装置の概略構成を示す断面図。
【図４】本発明の第３実施形態の液晶表示装置の概略構成を示す断面図。
【図５】本発明の第４実施形態の液晶表示装置の概略構成を示す断面図。
【図６】第４実施形態の液晶表示装置の動作について示す説明図。
【図７】本発明の第５実施形態の電子機器の概略構成を示す斜視図。
【図８】図６の液晶表示装置において液晶層の印加電圧に対する透過率と反射率を示した説明図。
【符号の説明】
１００，２００，３００，４００  液晶表示装置（表示装置）、１１０  第１吸収偏光板、１２０  液晶パネル、１４５  半透過反射板、１４８  光反射板（光反射部）、１４９  開口部（光透過部）、１６０  第２吸収偏光板、１７０  バックライト、１８０  マイクロレンズアレイ、１９０  絶縁層
【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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