(57)【要約】【課題】良好な液晶シャッタ装置を備えた液晶表示装置を提供する。【解決手段】本発明の液晶表示装置は、複数の画素４６Ｒ、４６Ｇ、４６Ｂを有する液晶パネル４０と、照明装置と、液晶パネル４０と照明装置との間に配置され、複数の光散乱部を有する液晶シャッタ装置３０と、を備えている。複数の光散乱部の各々は、第１電極３４と第２電極３５とが重なり合う駆動領域Ａ１において第１電極３４と第２電極３５との間に挟持されこれら電極間の印加電圧に応じて入射光を散乱させる液晶層３３を有している。画素４６Ｒ、４６Ｇ、４６Ｂの各々は、その画素の領域全体が１つの駆動領域Ａ１に包含されているとともに、１つの駆動領域Ａ１に２つ以上の画素が包含されるように、液晶パネル４０と液晶シャッタ装置３０とが重ね合わされて配置されている【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素を有する液晶パネルと、
照明装置と、
前記液晶パネルと前記照明装置との間に配置され、複数の光散乱部を有する液晶シャッタ装置と、を備え、
前記複数の光散乱部の各々は、第１電極と第２電極とが重なり合う駆動領域において前記第１電極と前記第２電極との間に挟持されこれら電極間の印加電圧に応じて入射光を散乱させる液晶層を有しており、
前記複数の画素の各々は、該画素の領域全体が１つの前記駆動領域に包含されているとともに、１つの前記駆動領域に２つ以上の前記画素が包含されるように、前記液晶パネルと前記液晶シャッタ装置とが重ね合わされて配置されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記液晶パネルは、前記１つの前記駆動領域に包含される前記２つ以上の前記画素によって画素グループを構成しており、前記画素グループを構成する画素の各々に対応して互いに異なる色光を射出する色材部が設けられており、該画素グループの領域全体が前記駆動領域の１つと重ね合わされて配置されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記画素グループを包含して前記画素グループの領域よりも外側に大きく形成された前記駆動領域の部分の幅が、前記第１電極の延在方向、又は該第１電極の延在方向と交差した前記第２電極の延在方向の少なくともいずれか一方の方向において、両側の前記幅が概ね等しく設定されていることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記照明装置から照射された光によって映し出された画像を前記液晶シャッタ装置に向けて射出する画像情報付与装置を有していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記駆動領域の周縁と重なり合う位置に遮光部が設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記液晶シャッタ装置の液晶層は、電界無印加状態において液晶分子の方位角がランダムになっていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記液晶シャッタ装置の液晶層が、電界印加状態で入射光を散乱させる高分子分散型液晶層であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記液晶シャッタ装置の液晶層が、電界無印加状態で入射光を散乱させる高分子分散型液晶層であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
表示部を備えた電子機器であって、前記表示部が請求項１〜８のいずれか一項に記載の液晶表示装置を有していることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置、電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、透過型液晶パネルの照明側に液晶シャッタ装置を配置し、透過型液晶パネルに入射する光を調整する技術が知られている（例えば特許文献１〜３）。液晶シャッタ装置は、一対の電極間に挟持された液晶層を有しており、液晶層の配向方向を制御する配向膜を設けないものや、液晶層の一部を透明な高分子部で構成するもの等がある。
【０００３】
前者の方式では、電界無印加状態で液晶分子の方位角がランダムになり、局所的な屈折率が液晶層で不連続になるため入射光が散乱する。後者の方式では、電界印加の有無によって、高分子部では屈折率が変化しないのに対し、液晶分子部ではその方位角の変化によって屈折率が変化する。これにより、電界の有無によって高分子部と液晶分部とで屈折率が異なるようになり、入射光が散乱する。
【０００４】
特許文献１では、このような技術を光量の調整に用いている。すなわち、液晶シャッタから散乱光が射出される散乱モードでは、液晶パネルに入射する光の光量が、非散乱モードよりも小さくなる。これにより、光沢感が異なる画像を表示し分けることができ、高品質の画像表示が得られると考えられる。
また、特許文献２、３では、このような技術を表示の切換えに用いている。すなわち、画像を示す光を液晶シャッタに入射させ、非散乱モードではこの画像を視認させるとともに散乱モードでは画像を示す光の散乱により視認させないようになっている。これにより、多彩な画像表示が可能になり、多機能な液晶表示装置となると考えられる。
【特許文献１】特開２００７−２４１０３８号公報
【特許文献２】特開２００４−２８３５４８号公報
【特許文献３】特開２００６−１４１５５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、液晶シャッタを用いた液晶表示装置において、表示画像に部分的なコントラスト低下を生じることがある。すると、コントラストの低下部分が目立ってしまい、表示画像全体としては品質が低下してしまう。
【０００６】
本発明は、前記事情に鑑み成されたものであって、液晶シャッタを良好に機能させることが可能になっており、良好なコントラストの表示画像が得られる液晶表示装置を提供することを目的の１つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の液晶表示装置は、複数の画素を有する液晶パネルと、照明装置と、前記液晶パネルと前記照明装置との間に配置され、複数の光散乱部を有する液晶シャッタ装置と、を備え、前記複数の光散乱部の各々は、第１電極と第２電極とが重なり合う駆動領域において前記第１電極と前記第２電極との間に挟持されこれら電極間の印加電圧に応じて入射光を散乱させる液晶層を有しており、前記複数の画素の各々は、該画素の領域全体が１つの前記駆動領域に包含されているとともに、１つの前記駆動領域に２つ以上の前記画素が包含されるように、前記液晶パネルと前記液晶シャッタ装置とが重ね合わされて配置されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明者は、液晶シャッタ装置を有する液晶表示装置において、表示画像に部分的なコントラストの低下を生じる原因について調査した。その結果、コントラストの低下部は、液晶シャッタ装置の駆動領域の周縁に生じやすいことが分かった。さらに調査をすすめたところ、液晶パネルの画素が液晶シャッタ装置の駆動領域の外側に張り出していると、この画素に液晶シャッタ装置からの散乱光と非散乱光とがともに入射することが分かった。すなわち、このような画素は、その一部が調光された状態になっており、これによりコントラストの低下を生じていたのである。本発明者はこのような経緯により、前記のような構成を発想するに至った。
【０００９】
前記の構成によれば、照明装置から射出された光は液晶シャッタ装置に入射し、各光散乱部において第１電極と第２電極との間の印加電圧に応じて散乱されて（散乱モード）、あるいは散乱されずに（非散乱モード）射出される。光散乱部から射出された光は、液晶シャッタ装置の駆動領域と重なり合う画素に入射する。散乱光は非散乱光よりも光強度が弱いので、画素に散乱光又は非散乱光を選択的に入射させることにより、コントラストを高くすることができ、かつ液晶パネルの液晶層における光漏れを低減することができる。これにより、高品質な表示画像が得られるようになる。
【００１０】
ところで、画素に散乱光又は非散乱光を選択的に入射させる際に、１つの画素に散乱光又は非散乱光のいずれか一方のみを入射させることが極めて重要である。これらが混ざり合って１つの画素に入射すると、この画素でコントラストが低下してしまうからである。
前記のように本発明では、各画素は、その全体が駆動領域の１つと重ね合わされて配置されているので、ここに他の駆動領域から光が入射することがない。例えば、駆動領域と隣の駆動領域とで液晶層の動作モード（散乱モード又は非散乱モード）が異なる場合であっても、各画素に入射する光は散乱光又は非散乱光のいずれか１つになる。したがって、コントラストの低下が防止され、しかも前記のようにコントラストの向上や光漏れの防止が図られるので、格段に高品質な表示画像が得られる液晶表示装置となる。
【００１１】
また、前記液晶パネルは、前記１つの前記駆動領域に包含される前記２つ以上の前記画素によって画素グループを構成しており、前記画素グループを構成する画素の各々に対応して互いに異なる色光を射出する色材部が設けられており、該画素グループの領域全体が前記駆動領域の１つと重ね合わされて配置されていることが好ましい。この場合には、前記画素グループを包含して前記画素グループの領域よりも外側に大きく形成された前記駆動領域の部分の幅が、前記第１電極の延在方向、又は該第１電極の延在方向と交差した前記第２電極の延在方向の少なくともいずれか一方の方向において、両側の前記幅が概ね等しく設定されていることが好ましい。
【００１２】
このようにすれば、各画素から射出される光は、これに対応して設けられた色材部に入射し所定の色光となって射出される。１つの画素グループにおいて、各画素から射出された光は互いに異なる色光となり、これらがフルカラー画像の最小単位を示す光となる。このように前記の構成によれば、フルカラー表示が可能な液晶表示装置となる。また、各画素グループの領域全体が駆動領域の１つに重ね合わされているので、１つの画素グループを構成する画素の各々から射出された光が同程度に調光され、フルカラー表示の最小単位におけるカラーバランスの調整が容易化される。
また、駆動領域において画素グループの外側に張り出した部分が、駆動領域の外周に沿って略均等な幅になっていれば、駆動領域と画素グループとの位置ずれに対するマージンが最大となるので、散乱光と非散乱光との混合を防止する確実性が高められる。
【００１３】
また、前記照明装置から照射された光によって映し出された画像を前記液晶シャッタ装置に向けて射出する画像情報付与装置を有している構成とすることもできる。
液晶シャッタ装置の液晶層を非散乱モードにすると、画像情報付与装置から射出された所定の画像を示す光は、散乱されずに液晶パネルに入射する。したがって、液晶表示装置から射出される光は、液晶パネルによる画像と画像情報付与装置による画像とを含んだ光となり、これらの画像がともに視認されるようになる。また、液晶シャッタ装置の液晶層を散乱モードにすると、画像情報付与装置から射出された光は、散乱光となり液晶パネルに入射する。すなわち、画像情報付与装置による画像が、液晶表示装置から射出された光によって視認されないようになる。前記のように本発明によれば散乱光と非散乱光とが混ざり合うことが防止されるので、前記の構成によれば非表示とすべき画像が視認されることや表示とすべき画像のコントラストが低下することが防止される。このように画像情報付与装置による画像を液晶シャッタ装置によってオンオフすることができるので、多彩な表示画像が得られるようになる。
【００１４】
また、前記駆動領域の周縁と重なり合う位置に遮光部が設けられていることが好ましい。
駆動領域の周縁と重なり合う位置に遮光部が設けられていれば、複数の光散乱部の各々に対応する駆動領域の間を遮光部で仕切ることができる。したがって、隣り合う２つの駆動領域からの散乱光と非散乱光とが混じり合って１つの画素グループ射出されることがほぼ確実に防止される。
【００１５】
また、前記液晶シャッタ装置の液晶層は、電界無印加状態において液晶分子の方位角がランダムになっている構成としてもよい。
このようにすれば、電界無印加状態で散乱モードとして動作し、かつ電界印加状態で非散乱モードとして動作する液晶シャッタ装置となる。したがって、散乱モードの動作時間が非散乱モードよりも長い液晶表示装置に用いれば、消費電力を減らすことができる。また、このような液晶シャッタ装置は、例えば配向膜を設けていない液晶パネルによって構成することができ、構成の簡略化が図られる。
【００１６】
また、前記液晶シャット装置の液晶層は、電界印加状態で入射光を散乱させる高分子分散型液晶層であってもよい。
このようにすれば、電界印加状態で散乱モードとして動作し、かつ電界無印加状態で非散乱モードとして動作する液晶シャッタ装置となる。したがって、非散乱モードの動作期間が散乱モードよりも長い液晶表示装置に用いれば、消費電力を減らすことができる。
【００１７】
また、前記液晶シャッタ装置の液晶層は、電界無印加状態で入射光を散乱させる高分子分散型液晶層であってもよい。
このようにすれば、電界無印加状態で散乱モードとして動作し、かつ電界無印加状態で非散乱モードとして動作する液晶シャッタ装置となる。したがって、散乱モードの動作期間が非散乱モードよりも長い液晶表示装置に用いれば、消費電力を減らすことができる。
【００１８】
本発明の電子機器は、表示部を備えた電子機器であって、前記表示部が前記の本発明の液晶表示装置を有していることを特徴とする。
前記のように、本発明の液晶表示装置は格段に高品質な表示画像を得られるようになっているので、これを有した表示部を備えた電子部品も良好なものになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態を説明するが、本発明の技術範囲は以下の実施形態に限定されるものではない。以降の説明では図面を用いて各種の構造を例示するが、構造の特徴的な部分を分かりやすく示すために、図面中の構造はその寸法や縮尺を実際の構造に対して異ならせて示す場合がある。なお、本実施形態は、本発明の液晶表示装置をパチスロ遊技機の表示部に適用した例である。
【００２０】
［第１実施形態］
図１は、第１実施形態の液晶表示装置１の概略構成を示す斜視図である。
図１に示すように、液晶表示装置１は、同軸上に等間隔で配置された円筒状の回転リール（画像情報付与装置）２０を３つ有しており、その内側に共通して１つの照明装置１０が設けられている。また、回転リール２０ごとに液晶シャッタ装置３０及び液晶パネル４０が設けられている。照明装置１０から発せられた光は、回転リール２０、液晶シャッタ装置３０及び液晶パネル４０を順に通って射出され、この光が視認されることによって画像が表示される。
【００２１】
以下、図１に示したＸＹＺ直交座標系を設定し、これに基づいて部材の位置関係を説明する。このＸＹＺ直交座標系は、回転リール２０が並ぶ軸方向をＸ方向、照明装置１０から射出された光の進行方向をＺ方向、Ｘ方向及びＺ方向に直交する方向をＹ方向としたものである。液晶シャッタ装置３０及び液晶パネル４０は、Ｚ方向において重なり合うように配置されている。
【００２２】
回転リール２０は、例えば帯状の白色半透過膜に所定の図柄（画像）を印刷した後、その両端を留めて円筒状にしたものである。また、回転リール２０には、ステッピングモータ等が設けられており、回転リール２０の回転角を制御することができるようになっている。照明装置１０から射出された光は、回転リール２０を通るとともに液晶シャッタ３０装置側に位置する図柄によって、適宜着色されあるいは一部が遮光される。図柄は、回転リール２０の周方向で変化するようになっており、回転リール２０の回転角に応じた図柄を示す光が射出され、液晶シャッタ装置３０に入射する。液晶シャッタ装置３０、液晶パネル４０の詳細な構成については後に説明するが、概略以下のように機能する。
【００２３】
液晶シャッタ装置３０は複数の光散乱部を有しており、光散乱部ごとに散乱モードと非散乱モードとを切替えることが可能になっている。散乱モードは、入射光を散乱させて射出するモードであり、散乱モードでは、散乱により前記の図柄を示す光が混じり合って白色光となり射出される。非散乱モードは、入射光を散乱させずに射出するモードであり、非散乱モードでは、前記の図柄を示す光がほぼ透過してそのまま射出される。射出された散乱光あるいは非散乱光は、液晶パネル４０に入射する。
【００２４】
液晶パネル４０は、入射光を適宜変調することにより諧調表示を行うことが可能になっている。液晶パネル４０に散乱光が入射すると、これが液晶パネル４０の光源として機能する。また、非散乱光が入射すると、入射光は前記図柄を反映しつつ液晶パネル４０によって変調され、図柄（画像）と液晶パネル４０による画像との合成画像を示す光が射出される。このように、液晶シャッタ３０装置のモード切替えによって、回転リール２０に印刷された図柄を表示に反映させるか否かを切替えることが可能になっている。
【００２５】
図２は、液晶シャッタ装置３０の概略構成及び液晶パネル４０の概略構成を模式的に示す斜視図である。
図２に示すように、本実施形態の液晶シャッタ装置３０は、第１電極（セグメント電極）３４が設けられた第１基板３１、及び第２電極（コモン電極）３５が設けられた第２基板３２を有している。第１基板３１及び第２基板３２は、いずれもガラスや石英、プラスチック等からなる透明基板を基体としている。第１基板３１及び第２基板３２は、互いに対向して配置されており、これらの間に第１液晶層（後述する）が封止されている。ここでは、複数のセグメント電極３４が互いに平行してＹ方向に沿って延設されており、複数のコモン電極３５が互いに平行してＸ方向に沿って延設されている。
【００２６】
本実施形態の液晶パネル４０は、通常の透過型液晶パネルと同様の構成のものであり、液晶シャッタ装置３０側（Ｚ負方向）から順に配置された、偏光板４４、ＴＦＴ基板４１、対向基板４２、及びｆｆを有している。また、ＴＦＴ基板４１と対向基板４２との間に第２液晶層（後述する）が封止されている。
【００２７】
図３（ａ）は、液晶シャッタ装置３０におけるセグメント電極３４、コモン電極３５の配置を示す平面図であり、図３（ｂ）は、駆動領域の１つと重なり合う部分の液晶パネル４０を拡大して示す平面図である。
【００２８】
図３（ａ）に示すように、セグメント電極３４及びコモン電極３５は、互いに交差するように配置されており、これらが交差して重なり合う複数の領域の各々が駆動領域Ａ１になっている。セグメント電極３４及びコモン電極３５の間に電圧が印加されると、駆動領域Ａ１における第１液晶層に電界が印加され、第１液晶層の液晶分子の方位角を制御することが可能になっている。ここでは、１つの駆動領域Ａ１における、セグメント電極３４、コモン電極３５、及び第１液晶層が１つの光散乱部を構成している。このような光散乱部は、複数の駆動領域Ａ１の各々に配置されている。
【００２９】
図３（ｂ）に示すように、ＴＦＴ基板４１には画素４６Ｒ、４６Ｇ、４６Ｂが設けられており、それぞれ赤色光、緑色光、青色光に対応している。画素４６Ｒと画素４６Ｇとの間、及び画素４６Ｇと画素４６Ｂとの間には遮光領域４６Ｄが設けられている。画素４６Ｒ、４６Ｇ、４６Ｂ及び遮光領域４６Ｄからなる部分が、フルカラー表示の最小単位である画素グループを構成している。
【００３０】
本実施形態では、Ｘ方向に画素４６Ｒ、４６Ｇ、４６Ｂが並んで配置されており、１つの画素グループに対応する領域は、Ｘ方向において画素４６ＲのＸ負方向の端から画素４６ＢのＸ正方向の端までとなっており、Ｙ方向において、画素４６Ｒ、４６Ｇ、４６ＢのＹ負方向の端からＹ正方向の端までとなっている。一般に、フルカラー表示の液晶表示装置においては、１つの色光に対応する画素がサブ画素、フルカラー表示の最小単位が画素と称される場合がある。この場合には、画素４６Ｒ、４６Ｇ、４６Ｂの各々がサブ画素に相当し、画素グループが画素に相当する。
【００３１】
ＴＦＴ基板４１には、このような画素グループが多数設けられている。画素４６Ｒ、４６Ｇ、４６Ｂの各々は、その全体が駆動領域Ａ１と重なり合うように配置されており、特に本実施形態では１つの駆動領域Ａ１に１つの画素グループが重なり合うように配置されている。また、駆動領域Ａ１は、１つの画素グループよりも大きくなっており、画素グループの外側に張り出している。張り出した部分は、駆動領域Ａ１の外周に沿う方向の幅が均一になっている。このようにすれば、製造時の位置ずれ等によって画素グループと駆動領域Ａ１との相対位置に誤差を生じた場合に、画素グループが駆動領域の外側に張り出してしまうことが生じにくくなる。
【００３２】
図４、５は、図３（ｂ）のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図であり、図４には、散乱モード時を図５には非散乱モード時を図示している。
【００３３】
図４に示すように、液晶シャッタ装置３０は、第１基板３１と第２基板３２との間に挟持された第１液晶層３３を有している。本実施形態の液晶シャッタ装置３０には、第１液晶層３３の液晶分子を配向させる手段（例えば、配向膜）が設けられていない。これにより、第１液晶層３３の液晶分子は、セグメント電極３４とコモン電極３５との間に電圧が印加されていない状態（電界無印加状態）で、その方位角がランダムになっている。
【００３４】
液晶シャッタ装置３０のＺ正方向には、液晶パネル４０が配置されている。本実施形態の液晶パネル４０は、液晶シャッタ装置３０側から順に配置された偏光板４４、ＴＦＴ基板４１、第２液晶層４３、対向基板４２、及び偏光板４５を有している。
【００３５】
ＴＦＴ基板４１は、例えばアクティブマトリクス型のものであり、ガラスや石英、プラスチック等からなる透明基板４１Ａを基体としている。透明基板４１Ａの第２液晶層４３側（Ｚ正方向側）には、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）等のスイッチング素子、データ線や走査線等の各種配線等が形成されている。また、このスイッチング素子と電気的に接続された画素電極４６１Ｒ、４６１Ｇ、４６１Ｂが形成されており、それぞれ画素４６Ｒ、４６Ｇ、４６Ｂの一部を構成している。また、これらの間にシリコン酸化物等からなる絶縁部４１１が形成されており、前記の各種配線等は絶縁部４１１の下層側に形成されている。画素電極４６１Ｒ、４６１Ｇ、４６１Ｂは、前記スイッチング素子や配線等を介してデータ線駆動回路等の信号源と電気的に接続されている。信号源からの画像信号は、適宜スイッチングされて画素電極４６１Ｒ、４６１Ｇ、４６１Ｂの各々に伝達される。また、画素電極４６１Ｒ、４６１Ｇ、４６１Ｂ、及び絶縁部４１１を覆って配向膜４１２が設けられている。配向膜４１２は、後述する配向膜４２３とともに第２液晶層４３の配向性を制御するものである。
【００３６】
対向基板４２は、ＴＦＴ基板４１と同様の透明基板４２Ａを基体としている。透明基板４２Ａの第２液晶層４３側（Ｚ負方向側）には、順にカラーフィルタ層４２１、共通電極４２２、配向膜４２３が設けられている。カラーフィルタ層４２１は、色材部４６２Ｒ、４６２Ｇ、４６２Ｂを有しており、それぞれ画素４６Ｒ、４６Ｇ、４６Ｂの一部を構成している。ここでは、色材部４６２Ｒが赤色光以外の波長帯域光を吸収するようになっており、色材部４６２Ｒを通った光は赤色光に着色されて射出される。同様に、色材部４６２Ｇは緑色光、色材部４６２Ｂは青色光にそれぞれ対応している。
【００３７】
色材部４６２Ｒ、４６２Ｇ、４６２Ｂの間には、遮光部４６２Ｄが設けられており、遮光部４６２Ｄと重なり合う領域が遮光領域４６Ｄとなっている。ここでは、遮光部４６２Ｄが絶縁部４１１と重なり合うように配置されている。すなわち、前記の各種配線等が、液晶パネル４０の射出側であるＺ正方向側から視認されないようになっている。
【００３８】
３つの画素４６Ｒ、４６Ｇ、４６Ｂ、及び２つの遮光領域４６Ｄにより１つの画素グループＡ２が構成されている。前記のように、液晶パネル４０には画素グループＡ２が多数設けられており、画素グループＡ２の間には遮光部４２３が設けられている。遮光部４２３は、駆動領域Ａ１の周縁と重なり合うように配置されている。遮光部４２３によって、駆動領域Ａ１と隣り合う駆動領域Ａ１とを仕切ることができる。これにより、１つの駆動領域Ａ１から射出された光が、この駆動領域Ａ１と重なり合う画素グループＡ２以外から射出されることが防止される。なお、ここでは遮光部４６２Ｄと遮光部４２３とが一体に形成されており、これらはブラックマトリクスを構成している。
【００３９】
以上のような構成の液晶表示装置１において、照明装置１０から射出された光は、回転リール２０によって図柄を示す光となる（図１参照）。この光は、液晶シャッタ装置３０に入射し、複数の光散乱部の各々において適宜散乱される。詳しくは、図４に示したように駆動領域Ａ１においてセグメント電極３４とコモン電極３５との間に電界が印加されていない状態では、第１液晶層３３の液晶分子の方位角がランダムになっている。ここに入射した光は、第１液晶層３３において屈折率が不連続に変化しているので散乱され、散乱光が射出される（散乱モード）。散乱光は、回転リール２０によって付与された図柄の色が混ざり合うことにより、白色光となる。この白色光は、液晶パネル４０において駆動領域Ａ１と重なり合う部分に入射する。
【００４０】
一方、セグメント電極３４とコモン電極３５との間に電界が印加された状態では、図５に示すように第１液晶層３３の液晶分子の方位角が揃うようになる。ここに入射した光は、第１液晶層３３においてほとんど散乱されずに、非散乱光が射出される（非散乱モード）。非散乱光は、回転リール２０によって付与された図柄の色情報等の画像情報を保持しており、そのまま駆動領域Ａ１と重なり合う部分の液晶パネル４０に入射する。
【００４１】
液晶パネル４０に入射した光（散乱光、又は非散乱光）は、偏光板４４に所定方向以外の偏光が吸収され、所定の偏光状態となって対応する部分の第２液晶層４３に入射する。
また、液晶パネル４０に前記の信号源から画像信号が伝達されると、画素電極４６１Ｒ、４６１Ｇ、４６１Ｂの各々と共通電極４２２との間に電圧が印加され、第２液晶層４３に電界が印加される。これにより、画素４６Ｒ、４６Ｇ、４６Ｂの各々における液晶分子は、画像信号に応じてその方位角が変化する。すると、ここを通る光はその偏光状態が変化し、射出される。射出された光は、カラーフィルタ層４２１によって適宜着色され、さらに偏光状態に応じてその一部が偏光板４５に吸収される。このようにして、画素４６Ｒ、４６Ｇ、４６Ｂの各々から射出された光は画像信号に応じた階調となる。これらが混ざり合って視認され、フルカラー表示を行うことが可能になっている。
【００４２】
非散乱モードの光散乱部を通って射出された光は、回転リール２０により付与された画像情報と液晶パネル４０によって付与された画像情報とをともに含んでおり、回転リール２０の図柄と液晶パネル４０による画像とが重なって表示される。
また、散乱モードの光散乱部を通って射出された光は、散乱によって回転リール２０により付与された画像情報が失われており、液晶パネル４０による画像のみが表示される。
このように散乱モードと非散乱モードとを適宜切替えることにより、回転リール２０の図柄の表示・非表示を切替えることが可能になっている。また、複数の光散乱部の各々でモードを切替えることにより、１つの図柄において部分的に表示・非表示を切替えることも可能になっている。
【００４３】
本実施形態の液晶表示装置１にあっては、液晶パネル４０の画素グループＡ２全体が１つの駆動領域Ａ１に重なり合うように配置されているので、１つの画素グループＡ２にはこれに対応した駆動領域Ａ１に位置する光散乱部から射出された光のみが入射する。したがって、１つの画素グループＡ２に散乱光と非散乱光とが混じり合って入射することがなくなり、非表示とすべき図柄あるいはその一部が視認されてしまうことや、表示とすべき図柄のコントラストが低下することが防止される。よって、回転リール（画像情報付与装置）２０による画像を良好にオンオフすることができ、多彩な表示画像が得られるようになる。以上のように第１実施形態の液晶表示装置１は、良好かつ多彩な表示画像が得られるものとなっている。
【００４４】
なお、前記第１実施形態では、回転リール２０ごとに、液晶シャッタ装置３０及び液晶パネル４０が設けられている構成を例示したが、複数の回転リールに対して、１つの液晶シャッタ装置及び１つの液晶パネルを対応させた構成を採用してもよい。また、照明装置は、複数の回転リールの各々に対応して設けられていてもよい。
【００４５】
また、前記第１実施形態では、１つの駆動領域Ａ１に１つの画素グループＡ２全体が重なり合わされ配置されていたが、１つの駆動領域に複数の画素グループ全体が重なり合わされて配置されていてもよい。このようにすれば、１つの駆動領域が広くなりセグメント電極やコモン電極の幅が広くなるので、これらの形成が容易化される。また、これら電極の制御系・駆動系を簡略化することができる。また、例えば単色表示の液晶パネルを採用する場合等には、複数の画素の各々の全体が駆動領域と重なり合うよう配置されていてもよい。
【００４６】
また、画像情報付与手段としては、透過した光を射出する回転リール２０の他に、回転リールで反射した光を液晶シャッタ装置側に射出するものでもよく、液晶パネル等の各種表示装置を採用してもよい。また、画像情報付与装置を備えていない構成としてもよい。この場合には、液晶シャッタ装置が光量調整装置として機能するので、表示画像のコントラストを高めることができる。
【００４７】
また、第２基板３２、偏光板４４、及びＴＦＴ基板４１を独立した部材で構成する代わりに、これらが一体に形成された基板を用いてもよい。このような基板は、例えば透明基板の一方の面にワイヤグリッド等の偏光素子を形成しこの上にコモン電極を形成するとともに、他方の面側にＴＦＴ基板を構成する各種部品を形成することにより得られる。このようにすれば、液晶表示装置の薄型化が図られるとともに、第１液晶層とカラーフィルタ層との間隔が狭くなる。これにより、第１液晶層で散乱された光がカラーフィルタ層に入射するまで面方向で広がりにくくなるので、その一部が隣の画素から射出される確率がさらに低くなる。
【００４８】
［第２実施形態］
次に、第２実施形態の液晶表示装置について説明する。本実施形態が前記第１実施形態と異なる点は、液晶シャッタ装置の液晶層が高分子分散型液晶層で構成されている点である。
【００４９】
図６は、第２実施形態の液晶表示装置の要部を模式的に示す断面構成図である。図６には、Ｘ方向に並ぶ２つの駆動領域に対応する部分を図示している。説明のために便宜上、Ｘ負方向側に位置する駆動領域Ａ１ａを散乱モードとし、Ｘ正方向側に位置する駆動領域Ａ１ｂを非散乱モードとして示している。
【００５０】
図６に示すように、液晶シャッタ装置３０の高分子分散型液晶層３３は、透明な高分子部３３１と液晶小滴３３２とを有している。高分子分散型液晶層３３は、例えば以下のようにして形成されている。まず、第１基板３１と第２基板３２との間に、重合開始剤を含有したモノマー等の高分子部形成材料と液晶分子との混合物を配する。そして、紫外線光等のエネルギーを照射して、前記モノマーを重合させる。これにより、固体相の高分子部３３１が形成されるとともに、液晶分子が相分離されて液晶小滴３３２が形成される。液晶小滴３３２は、高分子分散型液晶層３３中に離散的に形成され、高分子部３３１によって封止される。また、高分子部３３１は、液晶小滴３３２内の液晶分子に対して所定方向の配向規制力を発現しないようになっている。
【００５１】
以上のような構成により、セグメント電極３４とコモン電極３５との間に電圧が印加されていない駆動領域Ａ１ａでは、液晶小滴３３２内の液晶分子の方位角がランダムになっている。したがって、液晶小滴３３２において屈折率が不連続になり、ここを通る光が散乱されて液晶パネル４０側に射出される。
また、セグメント電極３４とコモン電極３５との間に電圧が印加されている駆動領域Ａ１ｂでは、液晶小滴３３２内の液晶分子の方位角が電界方向に沿って揃っている。したがって、液晶小滴３３２において屈折率が均一になり、あるいは連続的に変化するようになり、ここを通る光は散乱されずに液晶パネル４０側に射出される。
【００５２】
本実施形態の液晶表示装置にあっては、セグメント電極３４とコモン電極３５との間の印加電圧に応じて、散乱モードと非散乱モードとを良好に切替えることが可能になっている。これにより、前記第１実施形態と同様に、良好かつ多彩な表示画像が得られるものとなっている。また、第１基板３１と第２基板３２との間が固体相によって封止されていることにより、液晶シャッタ装置３０の機械強度が高められている。また、液晶小滴３３２が高分子部３３１中に離散的に封止されているので、例えば液晶表示装置の破損等による液晶分子の漏れを部分的なものにすることができる。したがって、高分子分散型液晶層３３の全体が機能しなくなることが回避され、破損に強い液晶表示装置となる。
【００５３】
［第３実施形態］
次に、第３実施形態の液晶表示装置について説明する。本実施形態も高分子分散型液晶層を採用した例であるが、その動作が前記第２実施形態と異なる。
【００５４】
図７は、第３実施形態の液晶表示装置の要部を模式的に示す断面構成図である。図７には、前記第２実施形態と同様に２つの駆動領域を図示しており、Ｘ負方向側に位置する駆動領域Ａ１ａを非散乱モードとし、Ｘ正方向側に位置する駆動領域Ａ１ｂを散乱モードとして示している。
【００５５】
図７に示すように、液晶シャッタ装置３０の第１基板３１にはセグメント電極３４を覆って配向膜３６が設けられており、第２基板３２にはコモン電極３５を覆って配向膜３７が設けられている。配向膜３６、３７は液晶シャッタ装置３０の形成時に、高分子部３３１に配向規制力を付与するものである。配向膜３６は、例えばセグメント電極３４を覆ってポリイミド等を成膜し、この膜にラビング処理によって配向規制力を付与すること等により形成されている。配向膜３７は、配向膜３６と同様にして形成されているが、配向処理の方向を配向膜３６と異ならせて（例えば９０°ずらして）形成されている。
【００５６】
本実施形態の高分子分散型液晶層３３も前記第２実施形態と同様に、高分子部３３１と液晶小滴３３２とを有している。高分子部３３１は、所定方向の配向規制力を有しており、液晶小滴３３２内の液晶分子は、この配向規制力によって電界無印加状態（駆動領域Ａ１ａ参照）で所定方向に配向している。形成材料を選択すること等により、電界無印加状態において、高分子部３３１と液晶小滴３３２とで、屈折率が連続的に変化するようになっている。
【００５７】
このような高分子分散型液晶層は、液晶モノマー等の高分子部形成材料と液晶分子との混合物を第１基板３１と第２基板３２との間に配した後、紫外線光等のエネルギーを照射して形成されている。前記混合物を配すると、配向膜３６、３７の配向規制力によって、混合物中の液晶モノマーが配向する。そして、液晶モノマーが配向した状態でこれを重合させることにより、配向規制力を有する高分子部３３１が形成される。
【００５８】
以上のような構成により、セグメント電極３４とコモン電極３５との間に電圧が印加されていない状態（駆動領域Ａ１ａ参照）において、高分子部３３１と液晶小滴３３２とで屈折率が連続的に変化しており、ここを通る光は散乱されずに液晶パネル４０側に射出される（非散乱モード）。
また、セグメント電極３４とコモン電極３５との間に電圧が印加されている状態（駆動領域Ａ１ｂ参照）において、液晶小滴３３２内の液晶分子の方位角が電界無印加状態から変化することにより、高分子部３３１と液晶小滴３３２とで屈折率が不連続になっている。これにより、これらの界面において光が散乱されて液晶パネル４０側に射出される（散乱モード）。
【００５９】
本実施形態の液晶表示装置にあっては、セグメント電極３４とコモン電極３５との間の印加電圧に応じて、散乱モードと非散乱モードとを良好に切替えることが可能になっており、良好かつ多彩な表示画像が得られるものとなっている。また、高分子分散型液晶層３３を採用しているので、第２実施形態と同様に、液晶シャッタ装置３０の機械強度が高められているとともに破損に強い液晶表示装置３となっている。また、電界無印加状態で非散乱モードとなるので、非散乱モードをベースとし適宜散乱モードに切替える方式を採用すれば液晶シャッタ装置の駆動時間を減らすことができ、消費電力の低減や長寿命化が図られる。この場合には、非散乱モードでは散乱による光量の低下がほとんどないので、照明装置１０として光量が少ないものを用いることが可能になる。これにより、液晶表示装置の低消費電力化が図られる。
【００６０】
［電子機器］
次に、図８を参照しつつ本発明の電子機器の一実施形態を説明する。図８は、本実施形態の電子機器であるパチスロ遊技機１０００の概略構成を示す斜視図である。パチスロ遊技機１０００は、箱状の筐体１１００の１つ側面（表示側）にスタートレバー１２００やストップボタン１３００、表示部１４００等が設けられたものであり、表示部１４００は本発明の液晶表示装置（図１参照）によって構成されている。筐体１１００の内側には、３つの回転リールや、その前記表示側向かって順に配置された液晶シャッタ装置、液晶パネル、またこれらを制御する制御装置等が収容されている。筐体１１００の外側には、回転リールを始動するスタートレバー１２００や、回転リールの各々を操作するストップボタン１３００等が設けられている。
【００６１】
パチスロ遊技機１０００において、例えばコインを投入した状態でスタートレバー１２００を操作すると、回転リールが始動するとともに前記制御装置が乱数等を用いた抽選によって当り判定や演出選択等を行うようになっている。回転リールが動作している状態でストップボタン１３００を操作すると、制御装置は当り判定等に基づいて各回転リールの回転角を制御し、各回転リールは表示側に所定の図柄を向けて停止するようになっている。また、回転リールの動作時・停止時に制御装置は、液晶シャッタ装置や液晶パネルに所定の制御信号や画像信号を供給するようになっている。これにより、液晶シャッタ装置が適宜回転リールの一部あるいは全部を非表示とするともに、液晶パネルは所定の画像を表示するようになっている。
【００６２】
本実施形態の電子機器（パチスロ遊技機）１０００は、表示部１４００に本発明の液晶表示装置を用いているので、非表示とすべき図柄を確実に視認されないようにすることができる。これにより、多彩な演出で遊技結果等を表示することが可能になり、良好な電子機器となっている。
【００６３】
なお、本発明を適用可能な電子機器としては、パチスロ遊技機１０００の他にも、パチンコ遊技機、ゲーム機等が挙げられる。また、適宜、画像情報付与装置を液晶パネル等で構成することやこれを設けない構成とすることにより、携帯電話、電子ブック、プロジェクタ、パーソナルコンピュータ、ディジタルスチルカメラ、テレビジョン受像機、ビューファインダ型あるいはモニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた機器等々の画像表示手段として好適に用いることができる。これら電子機器に本発明を適用した場合に、画像情報付与装置を備えた構成とすれば表現力豊かな表示画像が得られるようになり、またこれを備えない構成とすれば良好なコントラストの表示画像が得られるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】第１実施形態の液晶表示装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２】液晶シャッタ装置及び液晶パネルの概略構成を模式的に示す斜視図である。
【図３】（ａ）は液晶シャッタ装置の平面図、（ｂ）は駆動領域の平面拡大図である。
【図４】散乱モードにおける図３（ｂ）のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。
【図５】非散乱モードにおける図３（ｂ）のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。
【図６】第２実施形態の液晶表示装置の要部を模式的に示す断面構成図である。
【図７】第３実施形態の液晶表示装置の要部を模式的に示す断面構成図である。
【図８】本発明の電子機器の一例を示す概略斜視図である。
【符号の説明】
【００６５】
１・・・液晶表示装置、１０・・・照明装置、２０・・・回転リール（画像情報付与装置）、３０・・・液晶シャッタ装置、３３・・・第１液晶層（液晶層）、高分子分散型液晶層（液晶層）、３４・・・セグメント電極（第１電極）、３５・・・コモン電極（第２電極）、４０・・・液晶パネル、４２３・・・遮光部、４６Ｒ、４６Ｇ、４６Ｂ・・・画素、４６１Ｒ、４６１Ｇ、４６１Ｂ・・・色材部、１０００・・・パチスロ遊技機（電子機器）、１４００・・・表示部、Ａ１・・・駆動領域、Ａ２・・・画素グループ
【図１】
2009236987.tif 000003
【図２】
2009236987.tif 000004
【図３】
2009236987.tif 000005
【図４】
2009236987.tif 000006
【図５】
2009236987.tif 000007
【図６】
2009236987.tif 000008
【図７】
2009236987.tif 000009
【図８】
2009236987.tif 000010