CN109073921A - 开关式反射镜面板、及开关式反射镜器件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种透过率高、在反射镜模式下能显示字符、图像等信息的开关式反射镜面板。本发明的开关式反射镜面板中,从背面侧向前面侧依序包括反射型偏振板、具有对置的一对基板及配置在所述一对基板间的液晶层的液晶面板、及吸收型偏振板,所述一对基板中的至少一个被分割为多个像素区域,在所述多个像素区域,分别从所述液晶层侧起依序配置有像素电极、透明绝缘膜、及与所述像素电极重叠的多个透明配线,所述像素电极经由设在所述透明绝缘膜上的开口而与所述多个透明配线中的至少一个电连接,利用施加于所述像素电极的电压来控制所述液晶层中的液晶分子的取向,由此可切换透明模式与反射镜模式。

Description

开关式反射镜面板、及开关式反射镜器件
技术领域
本发明涉及一种开关式反射镜面板(switching mirror panel)、及开关式反射镜器件。更详细而言,涉及包括可切换为能看见背面侧的图像等的透明模式与作为反射镜发挥功能的反射镜模式的开关式反射镜面板、及具有所述开关式反射镜面板的开关式反射镜器件。
背景技术
近年来,作为数字标牌等的用途,提出了通过在显示装置的观察面侧配置半反射镜层而使显示装置具有作为反射镜的功能的反射镜显示器(例如参照专利文献1~5)。反射镜显示器可利用从显示装置出射的显示光进行图像显示,也可通过反射外部光而用作反射镜。
现有技术文献
[专利文献]
[专利文献1]专利第3419766号公报
[专利文献2]专利第4348061号公报
[专利文献3]专利第4211344号公报
[专利文献4]特开2004-125886号公报
[专利文献5]专利第4927557号公报
发明内容
本发明所要解决的技术问题
作为半反射镜层,可使用具有反射功能的光学部件,研究了例如多层型反射型偏振板等反射型偏振板。反射型偏振板具有将入射光中的与反射轴平行的方向的偏振光反射并使与该反射轴正交的方向的偏振光透过的功能。因此,通过反射型偏振板,能使从显示装置出射的光作为显示光向观察面侧透过,而将与该显示光的偏振方向正交的方向的外部光向观察面侧反射。将反射型偏振板用作半反射镜层的反射镜显示器利用这种原理而且还为显示器模式及反射镜模式。然而,通过这种反射镜显示器,一般存在由反射型偏振板产生的外部光的反射,因此,即便在例如显示装置进行黑显示时,反射镜显示器有时也变亮。也就是说,在显示器模式下并不需要由反射型偏振板对外部光的反射,该反射有时会导致显示器模式的显示品质(例如,可见性)下降。
对此,作为半反射镜层,研究了从背面侧向前面侧依序具有反射型偏振板、液晶面板及吸收型偏振板的开关式反射镜面板。通过开关式反射镜面板,可切换为当显示装置进行图像显示时不反射外部光的透明模式、及当显示装置不进行图像显示时反射外部光的反射镜模式。然而,根据现有的开关式反射镜面板,在反射镜模式下,无法显示字符、图像等信息。而且,当开关式反射镜面板的液晶面板上配置有金属配线时,在透明模式下,有时,从显示装置出射的显示光被金属配线遮蔽,而使透过率下降。
所述专利文献1中,作为半反射镜层,公开了从背面侧向前面侧依序配置反射型偏振选择部件、透过偏振轴可变部、及吸收型偏振选择部件的结构。然而,所述专利文献1中记载的发明中,在反射镜模式下,无法显示字符、图像等信息。而且,所述专利文献2~5中记载的发明也同样,在反射镜模式下不显示字符、图像等信息。
鉴于所述情况,本发明的目的在于提供一种透过率高且在反射镜模式下能显示字符、图像等信息的开关式反射镜面板,及包括所述开关式反射镜面板的开关式反射镜器件。
解决问题的手段
本发明者在对透过率高且在反射镜模式下能显示字符、图像等信息的开关式反射镜面板进行各种研究时,关注的是开关式反射镜面板的液晶面板包含被分割成多个像素区域的阵列基板的结构。并且发现,在多个像素区域分别依序配置有像素电极、透明绝缘膜、及与像素电极重叠的多个透明配线,像素电极经由设在透明绝缘膜上的开口而与多个透明配线中的至少一个电连接的结构。由此,想到能够较好地解决所述问题,从而完成本发明。
即,本发明的一方面的开关式反射镜面板,可以为:从背面侧向前面侧依序包括反射型偏振板、具有对置的一对基板及配置在所述一对基板间的液晶层的液晶面板、及吸收型偏振板,所述一对基板中的至少一个被分割为多个像素区域,在所述多个像素区域的每一个中,从所述液晶层侧起依序配置有像素电极、透明绝缘膜、及与所述像素电极重叠的多个透明配线,所述像素电极经由设在所述透明绝缘膜上的开口而与所述多个透明配线中的至少一个电连接,利用施加于所述像素电极的电压来控制所述液晶层中的液晶分子的取向,由此,可切换为使来自所述反射型偏振板的背面侧的入射光透过所述吸收型偏振板的透明模式、及利用所述反射型偏振板将来自所述吸收型偏振板的前面侧的入射光反射的反射镜模式。
本发明的另一方面的开关式反射镜器件,也可以为:从背面侧向前面侧依序包括具有偏振板的显示装置、及所述开关式反射镜面板。
本发明的另一方面的开关式反射镜器件,也可以为:从背面侧向前面侧依序包括光吸收体及所述开关式反射镜面板。
本发明的另一方面的开关式反射镜器件,也可以为:从背面侧向前面侧依序包括显示装置、光吸收体及所述开关式反射镜面板,所述显示装置的显示面位于所述光吸收体的相反侧。
发明效果
根据本发明,能提供一种透过率高且在反射镜模式下能显示字符、图像等信息的开关式反射镜面板及具有所述开关式反射镜面板的开关式反射镜器件。
附图说明
图1是表示实施方式1的开关式反射镜面板的截面示意图。
图2是表示图1中的阵列基板的平面示意图。
图3是表示实施方式1的开关式反射镜器件的截面示意图。
图4是表示实施方式1的变形例1的开关式反射镜器件的截面示意图。
图5是表示实施方式1的变形例2的开关式反射镜器件的截面示意图。
图6是表示实施方式2的开关式反射镜器件的截面示意图。
图7是表示实施方式3的开关式反射镜器件的截面示意图。
图8是表示实施方式4的开关式反射镜器件的截面示意图。
图9是表示比较例1的开关式反射镜器件的截面示意图。
图10是表示比较例3的开关式反射镜器件的截面示意图。
图11是表示图10中的阵列基板的平面示意图。
图12是表示参考例1的开关式反射镜面板的截面示意图。
图13是根据对于实施例2的开关式反射镜器件的反射色度的测定结果导出的xy色度图。
图14是根据对于实施例3的开关式反射镜器件的反射色度的测定结果导出的xy色度图。
图15是根据对于实施例4的开关式反射镜器件的反射色度的测定结果导出的xy色度图。
图16是根据对于实施例7的开关式反射镜面板的透过色度的测定结果导出的xy色度图。
图17是根据对于参考例1的开关式反射镜面板的透过色度的测定结果导出的xy色度图。
具体实施方式
以下将揭示实施方式,并参照附图对本发明更详细地说明,但本发明并不限于这些实施方式。而且,各实施方式的结构可在不脱离本发明的主旨的范围内适当组合,也可加以变更。
[实施方式1]
图1是表示实施方式1的开关式反射镜面板的截面示意图。如图1所示,开关式反射镜面板1a中,从背面侧向前面侧依序包括反射型偏振板2、液晶面板3及吸收型偏振板4。反射型偏振板2也可经由粘接剂等而贴附在液晶面板3的背面侧。吸收型偏振板4也可经由粘接剂等而贴附在液晶面板3的前面侧。本说明书中,“背面侧”例如在图1中是指开关式反射镜面板1a的下侧(反射型偏振板2侧)。“前面侧”例如在图1中是指开关式反射镜面板1a的上侧(吸收型偏振板4侧)。本实施方式中,开关式反射镜面板1a是从前面侧(吸收型偏振板4侧)观察。
反射型偏振板2的透过轴与吸收型偏振板4的透过轴的关系可根据液晶面板3的液晶取向模式而适当设定。从透明模式的透明性(背景的可见性)与反射镜模式的镜面性(镜像的可见性)良好的观点出发,优选为反射型偏振板2的透过轴与吸收型偏振板4的透过轴平行或正交。本说明书中,“2个透过轴平行”是指两者所成的角度为0±3°的范围内,优选为0±1°的范围内,更优选为0±0.5°的范围内,尤其优选为0°(完全平行)。所谓2个透过轴正交是指两者所成的角度为90±3°的范围内,优选为90±1°的范围内,更优选为90±0.5°的范围内,尤其优选为90°(完全正交)。
作为反射型偏振板2,可使用例如多层型反射型偏振板、纳米线栅偏振板、利用胆固醇状液晶的选择反射的反射型偏振板等。作为多层型反射型偏振板,可列举例如3M公司制造的反射型偏振板(产品名:DBEF)等。作为利用胆固醇状液晶的选择反射的反射型偏振板,可列举例如日东电工社制造的反射型偏振板(产品名:PCF)等。反射型偏振板2的反射率及透过率并无特别限制,通过使2块以上的反射型偏振板以彼此的透过轴错开的方式积层而可进行任意调整。本说明书中,“反射率”只要无特别说明,则是指视觉反射率。
作为吸收型偏振板4,可使用例如在聚乙烯醇(PVA)膜上吸附取向具有二色性的碘络合物等异向性材料而得的偏振板等。吸收型偏振板具有如下功能:吸收入射光中的与吸收轴平行的方向的偏振光,且使与该吸收轴正交的透过轴平行的方向的偏振光透过。
吸收型偏振板4的平行透过率优选为37%以上、50%以下,更优选为37%以上、43%以下,进而更优选为37%以上、40%以下,尤其优选为38%以上、39%以下。当吸收型偏振板4的平行透过率为37%以上时,透明模式下的开关式反射镜面板1a的透过率更高。从提高透明模式下的开关式反射镜面板1a的透过率的观点出发,希望吸收型偏振板4的平行透过率高。然而,若吸收型偏振板4的平行透过率过高,则因其偏振度会下降,所以可能无法充分获得开关式反射镜面板1a的性能(透明模式与反射镜模式的切换性能)。
液晶面板3具有阵列基板5、与阵列基板5对置的对置基板7、及配置在两基板间的液晶层6。阵列基板5及对置基板7以夹住液晶层6的方式经由密封材(未图示)贴合。
阵列基板5具有透明基板8a、配置在透明基板8a的液晶层6侧的表面上的多个透明配线9、覆盖多个透明配线9的透明绝缘膜10、及配置在透明绝缘膜10的液晶层6侧的表面上的像素电极11。多个透明配线9与像素电极11重叠。像素电极11经由设在透明绝缘膜10上的开口并以接触部12与多个透明配线9中的至少一个(图1中仅为一个)电连接。
图1中,像素电极11与透明配线9直接连接,但也可经由导电膜连接。作为导电膜,可列举例如由氧化铟锡(ITO)等构成的透明导电膜;由铝、钛等构成的金属膜。从提高开关式反射镜面板1a的透过率的观点出发,像素电极11与透明配线9优选为直接连接或经由透明导电膜连接。而且,从高效制造开关式反射镜面板1a的观点出发,像素电极11与透明配线9更优选为直接连接。对此,当像素电极11与透明配线9经由金属膜连接时,射向开关式反射镜面板1a的入射光会被金属膜遮蔽,从而可能会使开关式反射镜面板1a的透过率下降。本说明书中,“透明”是指光透过率为80%以上的状态。
作为透明基板8a,可列举例如玻璃基板、塑料基板等。
作为透明配线9及像素电极11的材料,可列举例如氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化锌(ZnO)等。
作为透明绝缘膜10的材料,可列举例如有机绝缘膜、氮化膜等。
阵列基板5中,也可以覆盖像素电极11的方式配置控制液晶层6中的液晶分子的取向的取向膜。作为取向膜,可使用由目前公知的方法形成的膜。
图2是表示图1中的阵列基板的平面示意图。图2表示阵列基板整体,图2中的与线段A-A’对应的部分的截面相当于图1中的阵列基板的截面。如图2所示,阵列基板5被分割为多个像素区域PR,如图1所示,多个像素区域PR中分别从液晶层6侧起依序配置有像素电极11、透明绝缘膜10、及与像素电极11重叠的多个透明配线9。本实施方式中,像素电极11相当于分段电极。根据阵列基板5,多个透明配线9与像素电极11重叠配置,因此能高效配置多个透明配线9,而且,能使多个像素区域PR(像素电极11)间的间隙变窄直至例如几μm级别。因此,可获得多个像素区域PR(像素电极11)如同构成一个区域的状态,所以反射镜模式的镜面性提高。而且,阵列基板5上,配置有透明配线9而非金属配线,因此开关式反射镜面板1a的透过率提高。
在阵列基板5(透明基板8a)的端部配置有集成电路(IC)14。集成电路14与多个透明配线9连接。能利用集成电路14,经由各透明配线9向各像素电极11施加(输送)电压(信号)。各透明配线9从集成电路14延伸且比与各像素电极11的接触部12更长。从集成电路14导出的配线(未图示)连接于柔性印刷基板(FPC)15的一端。在柔性印刷基板15的另一端连接有用于对集成电路14施加电压的驱动电路16。
作为集成电路14,可列举例如玻璃上芯片(COG)驱动器。
多个透明配线9的长度优选为如图2所示彼此相同。而且,多个透明配线9的数量优选为如图2所示在多个像素区域PR中均相同。根据此种结构,各透明配线9的寄生电容同等,若对各透明配线9施加相同电压,则各像素电极11的电位变得同等。因此,反射镜模式下,可获得无反射偏差、均匀的镜面状态。
阵列基板5例如由以下的方法制造。
(1)透明配线的形成
首先,在透明基板8a上利用溅射法使透明导电材料(例如,ITO)成膜,由此形成透明导电膜。接着,通过在透明导电膜上涂布抗蚀剂并依序进行曝光、烧成、及显影(光刻法),形成抗蚀剂图案。并且,经由抗蚀剂图案对于透明导电膜进行蚀刻后,剥离抗蚀剂图案,由此,使透明导电膜图案化。之后,通过对已图案化的透明导电膜进行烧成,形成多个透明配线9。
(2)透明绝缘膜的形成
以覆盖多个透明配线9的方式涂布透明绝缘材料(例如,有机绝缘膜)。之后,通过对于所涂布的透明绝缘材料依序进行曝光、显影及烧成,形成设有开口的透明绝缘膜10。
(3)像素电极的形成
在透明绝缘膜10上利用溅射法使透明导电材料(例如,ITO)成膜,由此形成透明导电膜。接着,通过在透明导电膜上涂布抗蚀剂并并依序进行曝光、烧成及显影(光刻法),形成抗蚀剂图案。并且,在经由抗蚀剂图案对透明导电膜进行蚀刻之后,剥离抗蚀剂图案,由此,使透明导电膜图案化。之后,通过对已图案化的透明导电膜进行烧成,形成像素电极11。通过以上操作,可获得阵列基板5。
对置基板7具有透明基板8b、及配置在透明基板8b的液晶层6侧的表面上的共通电极13。共通电极13是平面状(整面状)的电极。
作为透明基板8b,可列举例如玻璃基板、塑料基板等。
作为共通电极13的材料,可列举例如ITO、IZO、ZnO等。
对置基板7可由例如下述方法制造。首先,在透明基板8b上利用溅射法使透明导电材料(例如,ITO)成膜,由此形成透明导电膜。接着,在透明导电膜上涂布抗蚀剂并依序进行曝光、烧成及显影(光刻法),由此形成抗蚀剂图案。并且,在经由抗蚀剂图案对透明导电膜进行蚀刻之后,剥离抗蚀剂图案,由此,使透明导电膜图案化。之后,对已图案化的透明导电膜进行烧成,由此形成共通电极13。通过以上操作,可获得对置基板7。
开关式反射镜面板1a的作用是切换透明模式与反射镜模式,因此,无需对阵列基板5及对置基板7配置滤色层。而且,也无需配置背光源。
本实施方式中,液晶面板3为如下结构,即,阵列基板5配置于背面侧,对置基板7配置于前面侧,但也可为对置基板7配置于背面侧、阵列基板5配置于前面侧的结构(下述的实施方式1的变形例2),还可为阵列基板5配置于背面侧及前面侧的结构。
作为液晶面板3的液晶取向模式,可列举例如TN(Twisted Nematic,扭曲向列)模式、VA-ECB(Vertical Alignment-Electrically Controlled Birefringence,垂直排列-电控双折射)模式等。
TN模式是利用旋光性的液晶取向模式(以下也称为旋光模式)。在构成TN模式的液晶面板的一对基板上,配置有水平取向膜。作为构成液晶层6的液晶材料,可使用具有正的介电常数异向性的液晶材料。
TN模式的液晶面板中,对于配置在一对基板上的水平取向膜,在彼此正交的方向实施摩擦处理。因此,未施加电压时,液晶层6中的液晶分子从一对基板中的一个向另一个逐渐扭曲而水平取向,结果,一对基板近旁的液晶分子以彼此呈90°扭曲的状态水平取向。利用TN模式的液晶面板,未施加电压时,透过配置在其背面侧的偏振板(以下也称为背面侧偏振板)的直线偏振光沿着液晶分子的扭曲前进,最终,其偏振方向旋转90°。此情况下,若使背面侧偏振板的透过轴、与配置在液晶面板的前面侧的偏振板(以下也称为前面侧偏振板)的透过轴正交,则透过背面侧偏振板的直线偏振光能透过前面侧偏振板。
另一方面,若施加充分的电压,则因一对基板间产生的电场而使液晶分子相对于各基板面垂直取向,其扭曲被消除,因此旋光性消失。此情况下,若使背面侧偏振板的透过轴与前面侧偏振板的透过轴正交,则透过背面侧偏振板的直线偏振光无法透过前面侧偏振板。旋光性的波长色散(波长依存性)小,所以在TN模式的液晶面板中,不论是否施加电压,其透过光的颜色都接近非彩色。
VA-ECB模式是利用液晶分子的双折射性的液晶取向模式(以下也称为双折射模式)。双折射模式是通过改变对于液晶分子的施加电压而改变相位差的模式。利用双折射模式的液晶面板,透过背面侧偏振板的直线偏振光的偏振状态会因液晶面板的双折射性而变化,通常,转换为具有与赋予的相位差的大小相应的椭圆率的椭圆偏振光。因此,如此转换后的椭圆偏振光透过前面侧偏振板的量会根据该椭圆率(即,施加电压)而变化。
例如,在构成VA-ECB模式的液晶面板的一对基板上,配置有垂直取向膜。作为构成液晶层的液晶材料,可使用具有负介电常数异向性的液晶材料。
VA-ECB模式的液晶面板中,未施加电压时,液晶分子相对于各基板面垂直取向,因此相位差为零。利用VA-ECB模式的液晶面板,未施加电压时,若使背面侧偏振板的透过轴与前面侧偏振板的透过轴平行,则与两透过轴平行的方向的直线偏振光不改变其偏振状态而透过。因此,VA-ECB模式的液晶面板中,未施加电压时,其透过光的颜色成为非彩色。
另一方面,若施加电压,液晶分子会向相对于各基板面平行的方向逐渐倾倒,随之,相位差逐渐增加。结果,液晶面板的透过率逐渐下降,例如,当相位差为275nm时波长550nm的光的透过率达到最小。其原因在于,当对于在透过轴彼此平行的2块偏振板之间配置有相位差R的介质的结构入射波长λ的光时,其透过率与[cos(π×R/λ)]2成正比,例如,当相位差R为波长λ的一半时透过率达到最小。即,波长550nm的光是人类的能见度最高的波长的光。
如上所述的双折射性的效果、即改变入射的偏振光的偏振状态的效果及改变其透过率的效果的波长色散大。因此,双折射模式的液晶面板中,通常,除相位差为零的状态外,其透过光的颜色不会为非彩色。即,双折射模式的液晶面板在使入射的偏振光透过时,可切换为不改变该偏振光的偏振状态的非着色模式(相位差为零的状态)与改变该偏振光的偏振状态的着色模式(相位差并非为零的状态)。非着色模式相当于例如在VA-ECB模式的液晶面板中未施加电压时(为了不呈现双折射性而不施加充分的电压的状态)。着色模式相当于例如在VA-ECB模式的液晶面板中施加电压时(为了呈现双折射性而施加充分的电压的状态)。
开关式反射镜面板1a根据以下原理可切换透明模式与反射镜模式。即,开关式反射镜面板1a可用作透视型显示器。此处,透明模式是通过根据施加于像素电极11的电压而控制液晶层6中的液晶分子的取向,使来自反射型偏振板2的背面侧的入射光透过吸收型偏振板4的状态。反射镜模式是通过根据施加于像素电极11的电压而控制液晶层6中的液晶分子的取向,利用反射型偏振板2将来自吸收型偏振板4的前面侧的入射光反射的状态。以下,说明下述规范例。
(规范例1-1)液晶面板3为TN模式的液晶面板
(规范例1-2)液晶面板3为VA-ECB模式的液晶面板
(规范例1-1)
首先,对于开关式反射镜面板1a中的反射型偏振板2的透过轴与吸收型偏振板4的透过轴正交的情况进行说明。
(透明模式)
透明模式是在未对液晶面板3施加电压时(为了呈现旋光性而不施加充分的电压的状态)实现。具体如以下所示。
首先,来自反射型偏振板2的背面侧的入射光中的、在与反射型偏振板2的透过轴平行的方向振动的成分通过透过反射型偏振板2而成为直线偏振光。透过反射型偏振板2后的直线偏振光在透过液晶面板3(未施加电压时)时,沿液晶分子的扭曲而前进,由此,使其偏振方向旋转90°,成为在与反射型偏振板2的透过轴正交的方向振动的直线偏振光。并且,透过液晶面板3后的直线偏振光透过透过轴与反射型偏振板2的透过轴正交的吸收型偏振板4。
另一方面,来自反射型偏振板2的背面侧的入射光中的、在与反射型偏振板2的透过轴正交的(与反射轴平行)方向振动的成分被反射型偏振板2向背面侧反射。
根据以上所述,透明模式下,能看见开关式反射镜面板1a的背面侧。而且,来自吸收型偏振板4的前面侧的入射光中的、在与吸收型偏振板4的透过轴平行的方向振动的成分经过吸收型偏振板4及液晶面板3(未施加电压时)而透过反射型偏振板2,在与吸收型偏振板4的透过轴正交的(与吸收轴平行)方向振动的成分被吸收型偏振板4吸收。因此,反射型偏振板2不会对外部光(来自吸收型偏振板4的前面侧的入射光)进行反射,因此开关式反射镜面板1a的背面侧的可见性也不会下降。
(反射镜模式)
反射镜模式是在对液晶面板3施加电压时(为了使旋光性消失而施加充分的电压的状态)实现。具体如以下所示。
首先,来自吸收型偏振板4的前面侧的入射光中的、在与吸收型偏振板4的透过轴平行的方向振动的成分通过透过吸收型偏振板4而成为直线偏振光。透过吸收型偏振板4后的直线偏振光不改变其偏振方向而透过液晶面板3(施加电压时)。透过液晶面板3后的直线偏振光被反射轴与吸收型偏振板4的透过轴平行的反射型偏振板2反射。之后,被反射型偏振板2反射后的直线偏振光依序透过液晶面板3及吸收型偏振板4,作为反射光向前面侧出射。
另一方面,来自吸收型偏振板4的前面侧的入射光中的、在与吸收型偏振板4的透过轴正交的(与吸收轴平行)方向振动的成分被吸收型偏振板4吸收。
根据以上所述,反射镜模式下,能看见由反射光形成的镜像。而且,液晶面板3具有分段电极,因此通过对一部分像素(像素区域PR)施加电压,能显示由反射光形成的字符、图像等信息。此情况下,看上去反射光并未附色(非彩色)。另一方面,在未施加电压的像素中,能看见开关式反射镜面板1a的背面侧。
接着,对于开关式反射镜面板1a中的反射型偏振板2的透过轴与吸收型偏振板4的透过轴平行的情况进行说明。
(透明模式)
透明模式是在对液晶面板3施加电压时(为了使旋光性消失而施加充分的电压的状态)实现。具体如以下所示。
首先,来自反射型偏振板2的背面侧的入射光中的、在与反射型偏振板2的透过轴平行的方向振动的成分通过透过反射型偏振板2而成为直线偏振光。透过反射型偏振板2后的直线偏振光不改变其偏振方向而透过液晶面板3(施加电压时)。并且,透过液晶面板3后的直线偏振光透过透过轴与反射型偏振板2的透过轴平行的吸收型偏振板4。
另一方面,来自反射型偏振板2的背面侧的入射光中的、在与反射型偏振板2的透过轴正交的(与反射轴平行)方向振动的成分被反射型偏振板2向背面侧反射。
根据以上所述,透明模式下,能看见开关式反射镜面板1a的背面侧。而且,来自吸收型偏振板4的前面侧的入射光中的、在与吸收型偏振板4的透过轴平行的方向振动的成分经过吸收型偏振板4及液晶面板3(施加电压时)而透过反射型偏振板2,在与吸收型偏振板4的透过轴正交的(与吸收轴平行)方向振动的成分被吸收型偏振板4吸收。因此,反射型偏振板2不会反射外部光(来自吸收型偏振板4的前面侧的入射光),因此开关式反射镜面板1a的背面侧的可见性也不会下降。
(反射镜模式)
反射镜模式是未对液晶面板3施加电压时(为了呈现旋光性而不施加充分的电压的状态)实现。具体如以下所示。
首先,来自吸收型偏振板4的前面侧的入射光中的、在与吸收型偏振板4的透过轴平行的方向振动的成分通过透过吸收型偏振板4而成为直线偏振光。透过吸收型偏振板4后的直线偏振光透过液晶面板3(未施加电压时)时,沿液晶分子的扭曲前进,由此使其偏振方向旋转90°,成为在与吸收型偏振板4的透过轴正交的方向振动的直线偏振光。透过液晶面板3后的直线偏振光被反射轴与吸收型偏振板4的透过轴正交的反射型偏振板2反射。之后,被反射型偏振板2反射后的直线偏振光依序透过液晶面板3及吸收型偏振板4,作为反射光向前面侧出射。
另一方面,来自吸收型偏振板4的前面侧的入射光中的、在与吸收型偏振板4的透过轴正交的(与吸收轴平行)方向振动的成分被吸收型偏振板4吸收。
根据以上所述,反射镜模式下,能看见由反射光形成的镜像。而且,液晶面板3具有分段电极,因此通过使一部分像素(像素区域PR)成为未施加电压状态,能显示由反射光形成的字符、图像等信息。另一方面,在施加有电压的像素中,能看见开关式反射镜面板1a的背面侧。
当液晶面板3为旋光模式(例如,TN模式)的液晶面板时,从提高透明模式下的开关式反射镜面板1a的透过率的观点出发,优选为反射型偏振板2的透过轴与吸收型偏振板4的透过轴正交。其原因在于,当反射型偏振板2的透过轴与吸收型偏振板4的透过轴平行时,如上所述,透明模式是在对液晶面板3施加电压时实现,且存在相位差。
(规范例1-2)
首先,对于开关式反射镜面板1a中的反射型偏振板2的透过轴与吸收型偏振板4的透过轴平行的情况进行说明。
(透明模式)
透明模式是在未对液晶面板3施加电压时(为了不呈现双折射性而不施加充分的电压的状态)实现。具体如以下所示。
首先,来自反射型偏振板2的背面侧的入射光中的、在与反射型偏振板2的透过轴平行的方向振动的成分通过透过反射型偏振板2而成为直线偏振光。此处,液晶面板3的相位差为零,因此,透过反射型偏振板2后的直线偏振光不改变其偏振状态(非着色模式)而透过液晶面板3(未施加电压时)。并且,透过液晶面板3后的直线偏振光透过透过轴与反射型偏振板2的透过轴平行的吸收型偏振板4。
另一方面,来自反射型偏振板2的背面侧的入射光中的、在与反射型偏振板2的透过轴正交的(与反射轴平行)方向振动的成分被反射型偏振板2向背面侧反射。
根据以上所述,透明模式下,能看见开关式反射镜面板1a的背面侧。而且,来自吸收型偏振板4的前面侧的入射光中的、在与吸收型偏振板4的透过轴平行的方向振动的成分经过吸收型偏振板4及液晶面板3(未施加电压时)而透过反射型偏振板2,在与吸收型偏振板4的透过轴正交的(与吸收轴平行)方向振动的成分被吸收型偏振板4吸收。因此,反射型偏振板2不会反射外部光(来自吸收型偏振板4的前面侧的入射光),因此开关式反射镜面板1a的背面侧的可见性也不会下降。
(反射镜模式)
反射镜模式是在对液晶面板3施加电压时(为了呈现双折射性而施加充分的电压的状态)实现。具体如以下所示。
首先,来自吸收型偏振板4的前面侧的入射光中的、在与吸收型偏振板4的透过轴平行的方向振动的成分通过透过吸收型偏振板4而成为直线偏振光。透过吸收型偏振板4后的直线偏振光透过液晶面板3(施加电压时)时,其偏振状态因液晶面板3的双折射性而变化(着色模式),转换为椭圆偏振光。并且,透过液晶面板3后的椭圆偏振光中的、在与反射型偏振板2的透过轴平行的方向振动的成分透过反射型偏振板2。相对于此,透过液晶面板3后的椭圆偏振光中的、在与反射型偏振板2的透过轴正交的(与反射轴平行)方向振动的成分被反射型偏振板2作为直线偏振光反射。并且,被反射型偏振板2反射的直线偏振光透过液晶面板3时,其偏振状态因液晶面板3的双折射性而变化,转换为椭圆偏振光。之后,透过液晶面板3后的椭圆偏振光中的、在与吸收型偏振板4的透过轴平行的方向振动的成分透过吸收型偏振板4,作为反射光向前面侧出射。透过液晶面板3后的椭圆偏振光中的、在与吸收型偏振板4的透过轴正交的(与吸收轴平行)方向振动的成分被吸收型偏振板4吸收。
另一方面,来自吸收型偏振板4的前面侧的入射光中的、在与吸收型偏振板4的透过轴正交的(与吸收轴平行)方向振动的成分被吸收型偏振板4吸收。
根据以上所述,反射镜模式下,能看见由反射光形成的镜像。而且,液晶面板3具有分段电极,因此通过对一部分像素(像素区域PR)施加电压,能显示由反射光形成的字符、图像等信息。此情况下,因双折射性所致的偏振状态的变化、以及随之产生的透过率及反射率的变化的波长色散大,因此,反射光的强度会根据波长而不同。即,反射镜模式下,看上去反射光附色。另一方面,在未施加电压的像素中,能看见开关式反射镜面板1a的背面侧。
当液晶面板3为双折射模式(例如,VA-ECB模式)的液晶面板时,反射光的颜色可根据液晶面板3赋予的有效的相位差而调整。本说明书中,“有效的相位差”(简称为相位差)是指在对双折射模式的液晶面板施加某种大小的电压的状态下,从其法线方向观测到的相位差。例如,VA-ECB模式的液晶面板中,未施加电压时,液晶分子相对于各基板面垂直取向,因此有效的相位差为零。另一方面,若施加电压,液晶分子会向相对于各基板面平行的方向逐渐倾倒,随之,有效的相位差逐渐增加。并且,当所有液晶分子同样地向相对于各基板面平行的方向倾倒时,有效的相位差达到最大。此处,若将构成液晶面板3的液晶(液晶层6)的折射率异向性设为Δn、厚度设为d,则有效的相位差的最大值理论上成为Δnd(以下也称为液晶延迟)。
实际的液晶面板3的结构及材料中,所有液晶分子实际上难以同样地取向,一般而言,至少在液晶层6的厚度方向及水平方向中的一方未同样地分布。例如,位于基板近旁的液晶分子因受取向膜的取向限制力的作用所以在施加电压时也不容易移动。相对于此,位于厚度方向的中心部附近的液晶分子在施加电压时容易移动,所以液晶分子的取向状态在厚度方向上并不一样。因所述理由,有效的相位差的最大值实际上与液晶延迟(Δnd)并不完全一致,略小于液晶延迟。然而,液晶延迟越大,有效的相位差的最大值越大,双折射模式的液晶面板3可实现的相位差的范围必定扩大。因此,为了调整反射光的颜色,重要的是将双折射模式的液晶面板3的液晶延迟设定为什么值,液晶延迟越大越好。
如上所述,关于双折射模式的液晶面板3的透过率,理论上,当有效的相位差为入射光的波长的一半时达到最小。即,使有效的相位差变为大于入射光的波长的一半的值,相当于使液晶分子的取向状态充分变化,例如就VA-ECB模式的液晶面板而言,使液晶分子从相对于各基板面垂直取向的状态向水平取向的状态变化。因此,着色模式下,双折射模式的液晶面板3若赋予大于入射光的波长的一半的相位差(有效值),则能调整反射光的颜色。这种双折射模式的液晶面板3的相位差通常是对于人类能见度最高的波长550nm的光设计。因此,着色模式下,当以波长550nm的光测定时,双折射模式的液晶面板3优选为使相位差变为大于275nm的值。由此,能调整反射光的颜色。本说明书中,“使相位差变为大于275nm的值”是指使相位差变为最大X,且相位差X为大于275nm的值。
接着,对于开关式反射镜面板1a中的反射型偏振板2的透过轴与吸收型偏振板4的透过轴正交的情况进行说明。
(透明模式)
透明模式是在对液晶面板3施加电压时(为了呈现双折射性而施加充分的电压的状态)实现。具体如以下所示。
首先,来自反射型偏振板2的背面侧的入射光中的、在与反射型偏振板2的透过轴平行的方向振动的成分通过透过反射型偏振板2而成为直线偏振光。透过反射型偏振板2后的直线偏振光透过液晶面板3(施加电压时)时,其偏振状态因液晶面板3的双折射性而变化(着色模式),转换为椭圆偏振光。并且,透过液晶面板3后的椭圆偏振光中的、在与吸收型偏振板4的透过轴平行的方向振动的成分透过吸收型偏振板4。相对于此,透过液晶面板3后的椭圆偏振光中的、在与吸收型偏振板4的透过轴正交的(与吸收轴平行)方向振动的成分被吸收型偏振板4吸收。
另一方面,来自反射型偏振板2的背面侧的入射光中的、在与反射型偏振板2的透过轴正交的(与反射轴平行)方向振动的成分被反射型偏振板2向背面侧反射。
根据以上所述,透明模式下,能看见开关式反射镜面板1a的背面侧。此情况下,因双折射性所致的偏振状态的变化及随之产生的透过率的变化的波长色散大,因此,从背面侧透过开关式反射镜面板1a的透过光的强度会根据波长而不同。即,透明模式下,看上去透过光附色。
(反射镜模式)
反射镜模式是在未对液晶面板3施加电压时(为了不呈现双折射性而不施加充分的电压的状态)实现。具体如以下所示。
首先,来自吸收型偏振板4的前面侧的入射光中的、在与吸收型偏振板4的透过轴平行的方向振动的成分通过透过吸收型偏振板4而成为直线偏振光。此处,液晶面板3的相位差为零,因此透过吸收型偏振板4后的直线偏振光不改变其偏振状态(非着色模式)而透过液晶面板3(未施加电压时)。并且,透过液晶面板3后的直线偏振光被反射轴与吸收型偏振板4的透过轴平行的反射型偏振板2反射。之后,被反射型偏振板2反射后的直线偏振光依序透过液晶面板3及吸收型偏振板4,作为反射光向前面侧出射。
另一方面,来自吸收型偏振板4的前面侧的入射光中的、在与吸收型偏振板4的透过轴正交的(与吸收轴平行)方向振动的成分被吸收型偏振板4吸收。
根据以上所述,反射镜模式下,能看见由反射光形成的镜像。而且,液晶面板3具有分段电极,因此通过使一部分像素(像素区域PR)成为未施加电压状态,能显示由反射光形成的字符、图像等信息。此情况下,看上去反射光并未附色(非彩色)。另一方面,在施加有电压的像素中,能看见开关式反射镜面板1a的背面侧。
当液晶面板3为双折射模式(例如,VA-ECB模式)的液晶面板时,从提高透明模式下的开关式反射镜面板1a的透过率的观点出发,优选为反射型偏振板2的透过轴与吸收型偏振板4的透过轴平行。其原因在于,当反射型偏振板2的透过轴与吸收型偏振板4的透过轴正交时,如上所述,透明模式是在对液晶面板3施加电压时实现,且存在相位差。
图3是表示实施方式1的开关式反射镜器件的截面示意图。如图3所示,开关式反射镜器件17a中,从背面侧向前面侧依序包括液晶显示装置18及开关式反射镜面板1a。本实施方式中,表示出开关式反射镜面板1a与液晶显示装置18相隔(隔着空气层)配置的结构,但也可为两者藉由粘接剂等贴合的结构(下述的实施方式1的变形例1)。
液晶显示装置18中,从背面侧向前面侧依序具有背光源19、吸收型偏振板4a、显示用液晶面板20及吸收型偏振板4b。吸收型偏振板4a也可经由粘接剂等贴附在显示用液晶面板20的背面侧。吸收型偏振板4b也可经由粘接剂等贴附在显示用液晶面板20的前面侧。本实施方式中,液晶显示装置18是从前面侧(吸收型偏振板4b侧)观察。即,液晶显示装置18的显示面是开关式反射镜面板1a侧。
吸收型偏振板4a的透过轴与吸收型偏振板4b的透过轴的关系可根据显示用液晶面板20的液晶取向模式而适当设定。从使透明模式下的显示用液晶面板20的图像的可见性及反射镜模式下的镜像的可见性变得良好的观点出发,优选为反射型偏振板2的透过轴与吸收型偏振板4b的透过轴平行。另外,也可省略吸收型偏振板4b,由反射型偏振板2来取代其功能。然而,一般而言,反射型偏振板的偏振度低于吸收型偏振板的偏振度,所以若省略吸收型偏振板4b,则显示器模式下的对比度会下降。相反,若反射型偏振板2的偏振度充分,则可省略吸收型偏振板4b。为了省略吸收型偏振板4b,反射型偏振板2的偏振度优选为90%以上(对比度为10以上),更优选为99%以上(对比度为100以上)。
作为吸收型偏振板4a及吸收型偏振板4b,可使用例如在聚乙烯醇膜上吸附取向具有二色性的碘络合物等异向性材料而得的偏振板等。
背光源19的方式并无特别限制,可列举例如边缘照明方式、直下型方式等。背光源19的光源的种类并无特别限制,可列举例如发光二极管(LED)、冷阴极管(CCFL)等。
显示用液晶面板20具有在一对基板间夹住液晶层的结构(未图示)。构成显示用液晶面板20的一对基板是以夹住液晶层的方式经由密封材而贴合。
构成显示用液晶面板20的一对基板的种类并无特别限制,例如,可列举薄膜晶体管阵列基板与滤色基板的组合等。
作为薄膜晶体管阵列基板,也可为例如在玻璃基板、塑料基板等透明基板上配置薄膜晶体管元件等各种配线的结构。薄膜晶体管元件具有的半导体层的结构并无特别限制,也可例如包含非晶硅、低温多晶硅、氧化物半导体等。作为氧化物半导体的结构,可列举例如包含铟、镓、锌及氧的化合物、包含铟、锌及氧的化合物等。作为氧化物半导体,当使用包含铟、镓、锌及氧的化合物时,截止漏电流少,因此,一旦施加电压,则能成为休止驱动,该休止驱动是指保持施加电压状态直至写入(施加)下一数据信号(电压)为止。因此,从低耗电的观点出发,作为氧化物半导体,优选使用包含铟、镓、锌及氧的化合物。
作为滤色基板,也可为例如在玻璃基板、塑料基板等透明基板上配置滤色层等的结构。滤色层的颜色的组合并无特别限制,可列举例如红色、绿色及蓝色的组合、红色、绿色、蓝色及黄色的组合等。
显示用液晶面板20的液晶取向模式并无特别限制,可列举例如MVA(Multi-domainVertical Alignment,多区域垂直排列)模式、FFS(Fringe Field Switching,边界电场切换)模式、VA(Vertical Alignment,垂直排列)模式、IPS(In-Plane Switching,平面转换)模式、OCB(Optically Compensated Birefringence)模式、TN模式等。
MVA模式的液晶面板在未施加电压时,将具有负的介电常数异向性的液晶分子相对于各基板面垂直取向。根据MVA模式的液晶面板,可利用配置在至少一块基板上的肋、切缝等构造体,将施加电压时液晶分子的倾倒方向控制为多个方向,因此能实现广视角。而且,运用光取向膜的取向分割的UV2A(Ultra-violet induced multi-domain VerticalAlignment)模式也是MVA模式的一种。
FFS模式的液晶面板中,对配置在一对基板上的取向膜,在彼此反平行(antiparallel)方向实施摩擦处理,因此,未施加电压时,液晶分子相对于各基板面水平取向。此处,在构成FFS模式的液晶面板的一对基板中的一块基板上,从液晶层侧起依序配置切缝状的上层电极(梳齿电极)、透明绝缘膜(例如氮化膜)及平面状(整面状)的下层电极。根据此种结构,通过向上层电极与下层电极之间施加电压而产生边缘电场。因此,根据FFS模式的液晶面板,能利用边缘电场而改变液晶分子的取向方向,结果,透过光量发生变化。
本实施方式中,表示了在开关式反射镜面板1a的背面侧配置有液晶显示装置18的结构,但也可配置具有偏振板的其他显示装置来代替液晶显示装置18。作为其他显示装置,可列举例如设有用于防反射的吸收型圆偏振板的有机电致发光显示装置、贴附有偏振板的MEMS(Micro Electro Mechanical Systems,微机电系统)显示器等出射偏振光的显示装置。
开关式反射镜器件17a能按照以下原理运行。以下,说明下述规范例。
(规范例2-1)液晶面板3为TN模式的液晶面板、显示用液晶面板20为MVA模式或FFS模式的液晶面板
(规范例2-2)液晶面板3为VA-ECB模式的液晶面板、显示用液晶面板20为MVA模式或FFS模式的液晶面板
(规范例2-1)
首先,对于开关式反射镜面板1a中的反射型偏振板2的透过轴与吸收型偏振板4的透过轴正交的情况进行说明。液晶显示装置18中,吸收型偏振板4a的透过轴与吸收型偏振板4b的透过轴正交。反射型偏振板2的透过轴与吸收型偏振板4b的透过轴平行。
(透明模式)
透明模式是在未对液晶面板3施加电压时(为了呈现旋光性而不施加充分的电压的状态)实现。具体如以下所示。
当显示用液晶面板20显示图像时(显示器模式),从液晶显示装置18出射的直线偏振光(透过吸收型偏振板4b后的直线偏振光)透过透过轴与吸收型偏振板4b的透过轴平行的反射型偏振板2。透过反射型偏振板2后的直线偏振光透过液晶面板3(未施加电压时)时,沿液晶分子的扭曲前进,由此使其偏振方向旋转90°,成为在与反射型偏振板2的透过轴正交的方向振动的直线偏振光。并且,透过液晶面板3后的直线偏振光透过透过轴与反射型偏振板2的透过轴正交的吸收型偏振板4。即,尽管配置有开关式反射镜面板1a,但与没有配置其时同样能看见显示用液晶面板20的图像。
另一方面,来自吸收型偏振板4的前面侧的入射光中的、在与吸收型偏振板4的透过轴平行的方向振动的成分通过透过吸收型偏振板4而成为直线偏振光。透过吸收型偏振板4后的直线偏振光透过液晶面板3时,沿液晶分子的扭曲前进,由此使其偏振方向旋转90°,成为在与吸收型偏振板4的透过轴正交的方向振动的直线偏振光。并且,透过液晶面板3后的直线偏振光透过透过轴与吸收型偏振板4的透过轴正交的反射型偏振板2。之后,透过反射型偏振板2后的直线偏振光透过吸收型偏振板4b,但被吸收型偏振板4a或显示用液晶面板20具有的滤色层、黑矩阵等吸收。因此,几乎没有作为反射光向开关式反射镜器件17a的前面侧返回的成分。
根据以上所述,透明模式下,能看见显示用液晶面板20的图像。而且,反射型偏振板2不会反射外部光(来自吸收型偏振板4的前面侧的入射光),因此显示用液晶面板20的图像的可见性也不会下降。另外,透明模式下,显示用液晶面板20也可为非显示状态。
(反射镜模式)
反射镜模式是在对液晶面板3施加电压时(为了使旋光性消失而施加充分的电压的状态)实现。具体如以下所示。
显示用液晶面板20为非显示状态。此情况下,显示用液晶面板20优选为其全体或一部不进行显示。作为不进行显示的形态,还包括进行黑显示、使背光源19灭灯或减光,不从液晶显示装置18出射显示光的形态。
另一方面,来自吸收型偏振板4的前面侧的入射光中的、在与吸收型偏振板4的透过轴平行的方向振动的成分通过透过吸收型偏振板4而成为直线偏振光。透过吸收型偏振板4后的直线偏振光不改变其偏振方向而透过液晶面板3(施加电压时)。透过液晶面板3后的直线偏振光被反射轴与吸收型偏振板4的透过轴平行的反射型偏振板2反射。之后,被反射型偏振板2反射后的直线偏振光依序透过液晶面板3及吸收型偏振板4,作为反射光向前面侧出射。
根据以上所述,反射镜模式下,能看见由反射光形成的镜像。而且,液晶面板3具有分段电极,因此通过对一部分像素(像素区域PR)施加电压,能显示由反射光形成的字符、图像等信息。此情况下,看上去反射光并未附色(非彩色)。另一方面,在未施加电压的像素中,能看见显示用液晶面板20的图像。
接着,对于开关式反射镜面板1a中的反射型偏振板2的透过轴与吸收型偏振板4的透过轴平行的情况进行说明。液晶显示装置18中,吸收型偏振板4a的透过轴与吸收型偏振板4b的透过轴正交。反射型偏振板2的透过轴与吸收型偏振板4b的透过轴平行。
(透明模式)
透明模式是在对液晶面板3施加电压时(为了使旋光性消失而施加充分的电压的状态)实现。具体如以下所示。
当显示用液晶面板20显示图像时(显示器模式),从液晶显示装置18出射的直线偏振光(透过吸收型偏振板4b后的直线偏振光)透过透过轴与吸收型偏振板4b的透过轴平行的反射型偏振板2。透过反射型偏振板2后的直线偏振光不改变其偏振方向而透过液晶面板3(施加电压时)。并且,透过液晶面板3后的直线偏振光透过透过轴与反射型偏振板2的透过轴平行的吸收型偏振板4。即,尽管配置有开关式反射镜面板1a,但与没有配置时同样能看见显示用液晶面板20的图像。
另一方面,来自吸收型偏振板4的前面侧的入射光中的、在与吸收型偏振板4的透过轴平行的方向振动的成分通过透过吸收型偏振板4而成为直线偏振光。透过吸收型偏振板4后的直线偏振光不改变其偏振方向而透过液晶面板3(施加电压时)。并且,透过液晶面板3后的直线偏振光透过透过轴与吸收型偏振板4的透过轴平行的反射型偏振板2。之后,透过反射型偏振板2后的直线偏振光透过吸收型偏振板4b,但被吸收型偏振板4a或显示用液晶面板20具有的滤色层、黑矩阵等吸收。因此,几乎没有作为反射光向开关式反射镜器件17a的前面侧返回的成分。
根据以上所述,透明模式下,能看见显示用液晶面板20的图像。而且,反射型偏振板2不会反射外部光(来自吸收型偏振板4的前面侧的入射光),因此显示用液晶面板20的图像的可见性也不会下降。另外,透明模式下,显示用液晶面板20也可为非显示状态。
(反射镜模式)
反射镜模式是在未对液晶面板3施加电压时(为了呈现旋光性而不施加充分的电压的状态)实现。具体如以下所示。
显示用液晶面板20为非显示状态。此情况下,显示用液晶面板20优选为其全体或一部不进行显示。作为不进行显示的形态,还包括进行黑显示、使背光源19灭灯或减光,不从液晶显示装置18出射显示光的形态。
另一方面,来自吸收型偏振板4的前面侧的入射光中的、在与吸收型偏振板4的透过轴平行的方向振动的成分通过透过吸收型偏振板4而成为直线偏振光。透过吸收型偏振板4后的直线偏振光透过液晶面板3(未施加电压时)时,沿液晶分子的扭曲前进,由此使其偏振方向旋转90°,成为在与吸收型偏振板4的透过轴正交的方向振动的直线偏振光。透过液晶面板3后的直线偏振光被反射轴与吸收型偏振板4的透过轴正交的反射型偏振板2反射。之后,被反射型偏振板2反射后的直线偏振光依序透过液晶面板3及吸收型偏振板4,作为反射光向前面侧出射。
根据以上所述,反射镜模式下,能看见由反射光形成的镜像。而且,液晶面板3具有分段电极,因此通过使一部分像素(像素区域PR)成为未施加电压状态,能显示由反射光形成的字符、图像等信息。另一方面,在施加有电压的像素中,能看见显示用液晶面板20的图像。
(规范例2-2)
首先,对于开关式反射镜面板1a中的反射型偏振板2的透过轴与吸收型偏振板4的透过轴平行的情况进行说明。液晶显示装置18中,吸收型偏振板4a的透过轴与吸收型偏振板4b的透过轴正交。反射型偏振板2的透过轴与吸收型偏振板4b的透过轴平行。
(透明模式)
透明模式是在未对液晶面板3施加电压时(为了不呈现双折射性而不施加充分的电压的状态)实现。具体如以下所示。
当显示用液晶面板20显示图像时(显示器模式),从液晶显示装置18出射的直线偏振光(透过吸收型偏振板4b后的直线偏振光)透过透过轴与吸收型偏振板4b的透过轴平行的反射型偏振板2。此处,液晶面板3的相位差为零,因此,透过反射型偏振板2后的直线偏振光不改变其偏振状态(非着色模式)而透过液晶面板3(未施加电压时)。并且,透过液晶面板3后的直线偏振光透过透过轴与反射型偏振板2的透过轴平行的吸收型偏振板4。即,尽管配置有开关式反射镜面板1a,但与没有配置时同样能看见显示用液晶面板20的图像。
另一方面,来自吸收型偏振板4的前面侧的入射光中的、在与吸收型偏振板4的透过轴平行的方向振动的成分通过透过吸收型偏振板4而成为直线偏振光。透过吸收型偏振板4后的直线偏振光不改变其偏振状态而透过液晶面板3。并且,透过液晶面板3后的直线偏振光透过透过轴与吸收型偏振板4的透过轴平行的反射型偏振板2。之后,透过反射型偏振板2后的直线偏振光透过吸收型偏振板4b,但被吸收型偏振板4a或显示用液晶面板20具有的滤色层、黑矩阵等吸收。因此,几乎没有成分作为反射光向开关式反射镜器件17a的前面侧返回。
根据以上所述,透明模式下,能看见显示用液晶面板20的图像。而且,反射型偏振板2不会反射外部光(来自吸收型偏振板4的前面侧的入射光),因此显示用液晶面板20的图像的可见性也不会下降。另外,透明模式下,显示用液晶面板20也可为非显示状态。
(反射镜模式)
反射镜模式是对液晶面板3施加电压时(为了呈现双折射性而施加充分的电压的状态)实现。具体如以下所示。
显示用液晶面板20为非显示状态。此情况下,显示用液晶面板20优选为其全体或一部不进行显示。作为不进行显示的形态,还包括进行黑显示、使背光源19灭灯或减光,不从液晶显示装置18出射显示光的形态。
另一方面,来自吸收型偏振板4的前面侧的入射光中的、在与吸收型偏振板4的透过轴平行的方向振动的成分通过透过吸收型偏振板4而成为直线偏振光。透过吸收型偏振板4后的直线偏振光透过液晶面板3(施加电压时)时,其偏振状态因液晶面板3的双折射性而变化(着色模式),转换为椭圆偏振光。并且,透过液晶面板3后的椭圆偏振光中的、在与反射型偏振板2的透过轴平行的方向振动的成分透过反射型偏振板2之后,被吸收型偏振板4a或显示用液晶面板20所具有的滤色层、黑矩阵等吸收。相对于此,透过液晶面板3后的椭圆偏振光中的、在与反射型偏振板2的透过轴正交的(与反射轴平行)方向振动的成分被反射型偏振板2作为直线偏振光反射。并且,被反射型偏振板2反射的直线偏振光透过液晶面板3时,其偏振状态因液晶面板3的双折射性而变化,转换为椭圆偏振光。之后,透过液晶面板3后的椭圆偏振光中的、在与吸收型偏振板4的透过轴平行的方向振动的成分透过吸收型偏振板4,作为反射光向前面侧出射。透过液晶面板3后的椭圆偏振光中的、在与吸收型偏振板4的透过轴正交的(与吸收轴平行)方向振动的成分被吸收型偏振板4吸收。
根据以上所述,反射镜模式下,能看见由反射光形成的镜像。而且,液晶面板3具有分段电极,因此通过对一部分像素(像素区域PR)施加电压,能显示由反射光形成的字符、图像等信息。此情况下,因双折射性所致的偏振状态的变化、以及随之产生的透过率及反射率的变化的波长色散大,所以反射光的强度会根据波长而不同。即,反射镜模式下,看上去反射光附色。另一方面,在未施加电压的像素中,能看见显示用液晶面板20的图像。
接着,对于开关式反射镜面板1a中的反射型偏振板2的透过轴与吸收型偏振板4的透过轴正交的情况进行说明。液晶显示装置18中,吸收型偏振板4a的透过轴与吸收型偏振板4b的透过轴正交。反射型偏振板2的透过轴与吸收型偏振板4b的透过轴平行。
(透明模式)
透明模式是对液晶面板3施加电压时(为了呈现双折射性而施加充分的电压的状态)实现。具体如以下所示。
当显示用液晶面板20显示图像时(显示器模式),从液晶显示装置18出射的直线偏振光(透过吸收型偏振板4b后的直线偏振光)透过透过轴与吸收型偏振板4b的透过轴平行的反射型偏振板2。透过反射型偏振板2后的直线偏振光透过液晶面板3(施加电压时)时,其偏振状态因液晶面板3的双折射性而变化(着色模式),转换为椭圆偏振光。并且,透过液晶面板3后的椭圆偏振光中的、在与吸收型偏振板4的透过轴平行的方向振动的成分透过吸收型偏振板4。相对于此,透过液晶面板3后的椭圆偏振光中的、在与吸收型偏振板4的透过轴正交的(与吸收轴平行)方向振动的成分被吸收型偏振板4吸收。根据以上所述,尽管配置有开关式反射镜面板1a,但与没有配置时同样能看见显示用液晶面板20的图像。
根据以上所述,透明模式下,能看见显示用液晶面板20的图像。此情况下,因双折射性所致的偏振状态的变化、及随之产生的透过率的变化的波长色散大,所以从液晶显示装置18出射的显示光的强度会根据波长而不同。即,透明模式下,看上去显示光附色。另外,透明模式下,显示用液晶面板20也可为非显示状态。
(反射镜模式)
反射镜模式是在未对液晶面板3施加电压时(为了不呈现双折射性而不施加充分的电压的状态)实现。具体如以下所示。
显示用液晶面板20为非显示状态。此情况下,显示用液晶面板20优选为其全体或一部不进行显示。作为不进行显示的形态,还包括进行黑显示、使背光源19灭灯或减光,不从液晶显示装置18出射显示光的形态。
来自吸收型偏振板4的前面侧的入射光中的、在与吸收型偏振板4的透过轴平行的方向振动的成分通过透过吸收型偏振板4而成为直线偏振光。此处,液晶面板3的相位差为零,因此透过吸收型偏振板4后的直线偏振光不改变其偏振状态(非着色模式)而透过液晶面板3(未施加电压时)。并且,透过液晶面板3后的直线偏振光被反射轴与吸收型偏振板4的透过轴平行的反射型偏振板2反射。之后,被反射型偏振板2反射后的直线偏振光依序透过液晶面板3及吸收型偏振板4,作为反射光向前面侧出射。
根据以上所述,反射镜模式下,能看见由反射光形成的镜像。而且,液晶面板3具有分段电极,因此通过使一部分像素(像素区域PR)成为未施加电压状态,能显示由反射光形成的字符、图像等信息。此情况下,看上去反射光并未附色(非彩色)。另一方面,在施加有电压的像素中,能看见显示用液晶面板20的图像。
[实施方式1的变形例1]
图4は、实施方式1的变形例1的开关式反射镜器件を示す截面示意图。实施方式1的变形例1的开关式反射镜器件中,开关式反射镜面板与液晶显示装置经由粘接剂而贴合,除此以外,与实施方式1的开关式反射镜器件相同,所以适当省略重复部分的说明。
开关式反射镜器件17b中,从背面侧向前面侧依序具有液晶显示装置18及开关式反射镜面板1a。开关式反射镜面板1a与液晶显示装置18经由粘接剂22而贴合。
作为粘接剂22,可列举例如光学透明粘接(OCA)片等。
[实施方式1的变形例2]
图5是表示实施方式1的变形例2的开关式反射镜器件的截面示意图。实施方式1的变形例2的开关式反射镜器件中,阵列基板及对置基板的位置对调,除此以外,与实施方式1的开关式反射镜器件相同,所以适当省略重复部分的说明。
开关式反射镜器件17c中,从背面侧向前面侧依序具有液晶显示装置18及开关式反射镜面板1b。开关式反射镜面板1b中,液晶面板3从背面侧向前面侧依序具有对置基板7、液晶层6及阵列基板5。
[实施方式2]
图6是表示实施方式2的开关式反射镜器件的截面示意图。实施方式2的开关式反射镜器件中,配置有光吸收体来代替液晶显示装置,除此以外,与实施方式1的开关式反射镜器件相同,所以适当省略重复部分的说明。
开关式反射镜器件17d中,从背面侧向前面侧依序包括光吸收体21及开关式反射镜面板1a。开关式反射镜面板1a与光吸收体21既可隔着空气层配置,也可经由粘接剂等贴合。
作为光吸收体21,可列举例如黑色的部件(塑料板、亚克力板等)、橙色的部件(塑料板、亚克力板等)、海报、照片等。本说明书中,“光吸收体”是指光吸收率为30%以上的部件。光吸收体21优选为非自发光体。本说明书中,“非自发光体”是指本身不出射光的物体,其并不像显示装置(例如,液晶显示装置、有机电致发光显示装置等)那样本身出射光。
当开关式反射镜面板1a为透明模式时,能看见光吸收体21。若光吸收体21为黑色的塑料板,则可实现黑显示。
当开关式反射镜面板1a为反射镜模式时,能看见由反射光形成的镜像。而且,液晶面板3具有分段电极,因此通过使一部分像素(像素区域PR)成为反射镜模式,能显示由反射光形成的字符、图像等信息。另一方面,在非反射镜模式的像素、即透明模式的像素中,能看见光吸收体21。
根据以上所述,通过变更对开关式反射镜面板1a的液晶面板3的施加电压,能切换显示光吸收体21的状态(例如,黑显示状态)与反射镜状态。而且,若液晶面板3为双折射模式的液晶面板(例如,VA-ECB模式的液晶面板),则通过调整对液晶面板3的施加电压,反射镜模式下能使反射光的颜色变为各种颜色(反射型偏振板2的透过轴与吸收型偏振板4的透过轴平行),透明模式下能使透过光的颜色变为多种颜色(反射型偏振板2的透过轴与吸收型偏振板4的透过轴正交)。
[实施方式3]
图7是表示实施方式3的开关式反射镜器件的截面示意图。实施方式3的开关式反射镜器件中,在光吸收体的背面侧配置有液晶显示装置,除此以外,与实施方式2的开关式反射镜器件相同,因此适当省略重复部分的说明。
开关式反射镜器件17e中,从背面侧向前面侧依序包括液晶显示装置18、光吸收体21及开关式反射镜面板1a。光吸收体21与液晶显示装置18既可隔着空气层配置,也可经由粘接剂等而贴合。
液晶显示装置18中,从背面侧向前面侧依序具有吸收型偏振板4b、显示用液晶面板20、吸收型偏振板4a及背光源19。吸收型偏振板4a也可经由粘接剂等贴附在显示用液晶面板20的前面侧。吸收型偏振板4b也可经由粘接剂等贴附在显示用液晶面板20的背面侧。本实施方式中,液晶显示装置18是从背面侧(吸收型偏振板4b侧)观察。即,液晶显示装置18的显示面在光吸收体21的相反侧。本实施方式中,将开关式反射镜面板1a与光吸收体21组合而成的结构假设用作覆盖液晶显示装置18(例如,智能手机、平板终端等)的显示面的相反侧的罩体。
当开关式反射镜面板1a为透明模式时,能看见光吸收体21。若光吸收体21为黑色的塑料板,则可实现黑显示。
当开关式反射镜面板1a为反射镜模式时,能看见由反射光形成的镜像。而且,液晶面板3具有分段电极,因此通过使一部分像素(像素区域PR)成为反射镜模式,能显示由反射光形成的字符、图像等信息。另一方面,在非反射镜模式的像素、即透明模式的像素中,能看见光吸收体21。
根据以上所述,通过变更对开关式反射镜面板1a的液晶面板3的施加电压,能将液晶显示装置18的罩体切换为显示光吸收体21的状态(例如,黑显示状态)与反射镜状态。而且,若液晶面板3为双折射模式的液晶面板(例如,VA-ECB模式的液晶面板),则通过调整对液晶面板3的施加电压,反射镜模式下能使反射光的颜色变为各种颜色(反射型偏振板2的透过轴与吸收型偏振板4的透过轴平行),透明模式下能使透过光的颜色变为多种颜色(反射型偏振板2的透过轴与吸收型偏振板4的透过轴正交)。
[实施方式4]
图8是表示实施方式4的开关式反射镜器件的截面示意图。实施方式4的开关式反射镜器件中,开关式反射镜面板的液晶面板中的阵列基板的构造不同,除此以外,与实施方式1的开关式反射镜器件相同,所以适当省略重复部分的说明。
开关式反射镜器件17f中,从背面侧向前面侧依序包括液晶显示装置18及开关式反射镜面板1c。开关式反射镜面板1c与液晶显示装置18经由粘接剂22而贴合。开关式反射镜面板1c与液晶显示装置18也可隔着空气层配置。
开关式反射镜面板1c中,从背面侧向前面侧依序包括反射型偏振板2、液晶面板3a及吸收型偏振板4。
液晶面板3a具有阵列基板5a、与阵列基板5a对置的对置基板7、及配置在两基板间的液晶层6。阵列基板5a及对置基板7以夹住液晶层6的方式经由密封材(未图示)贴合。
阵列基板5a具有透明基板8a、配置于透明基板8a的液晶层6侧的表面上的多个透明配线9、覆盖多个透明配线9的透明绝缘膜10、配置于透明绝缘膜10的液晶层6侧的表面上的多个透明配线9a、覆盖多个透明配线9a的透明绝缘膜10a、及配置于透明绝缘膜10a的液晶层6侧的表面上的像素电极11。多个透明配线9及多个透明配线9a与像素电极11重叠。多个透明配线9及多个透明配线9a隔着透明绝缘膜10以彼此相同的间距(邻接的透明配线间的距离(横切透明配线的方向的距离):切缝宽度)配置,且彼此不重叠。像素电极11经由透明绝缘膜10及透明绝缘膜10a上所设的开口并以接触部12与多个透明配线9中的至少一个(图8中仅为一个)电连接。
作为透明配线9a的材料,与透明配线9的材料相同,可列举例如ITO、IZO、ZnO等。
作为透明绝缘膜10a的材料,与透明绝缘膜10的材料相同,可列举例如有机绝缘膜、氮化膜等。
阵列基板5a例如可利用以下方法制造。
(1)透明配线的形成
首先,在透明基板8b上利用溅射法使透明导电材料(例如,ITO)成膜,由此形成透明导电膜。接着,在透明导电膜上涂布抗蚀剂并依序进行曝光、烧成及显影(光刻法),由此形成抗蚀剂图案。并且,在经由抗蚀剂图案对透明导电膜进行蚀刻之后,剥离抗蚀剂图案,由此,使透明导电膜图案化。之后,通过对已图案化的透明导电膜进行烧成,形成多个透明配线9。
(2)透明绝缘膜的形成
以覆盖多个透明配线9的方式涂布透明绝缘材料(例如,有机绝缘膜)。之后,对于所涂布的透明绝缘材料依序进行曝光、显影及烧成,由此形成设有开口的透明绝缘膜10。
(3)另一透明配线的形成
在透明绝缘膜10上利用溅射法使透明导电材料(例如,ITO)成膜,形成透明导电膜。接着,在透明导电膜上涂布抗蚀剂并依序进行曝光、烧成及显影(光刻法),由此形成抗蚀剂图案。并且,在经由抗蚀剂图案对透明导电膜进行蚀刻之后,剥离抗蚀剂图案,由此,使透明导电膜图案化。之后,通过对已图案化的透明导电膜进行烧成,形成另外的多个透明配线9a。
(4)另一透明绝缘膜的形成
以覆盖另外的多个透明配线9a的方式涂布透明绝缘材料(例如,有机绝缘膜)。之后,对于所涂布的透明绝缘材料依序进行曝光、显影及烧成,由此形成在与透明绝缘膜10相同的位置设有开口的另一透明绝缘膜10a。
(5)像素电极的形成
在另一透明绝缘膜10a上利用溅射法使透明导电材料(例如,ITO)成膜,形成透明导电膜。接着,在透明导电膜上涂布抗蚀剂并依序进行曝光、烧成及显影(光刻法),由此形成抗蚀剂图案。并且,在经由抗蚀剂图案对透明导电膜进行蚀刻之后,剥离抗蚀剂图案,由此,使透明导电膜图案化。之后,通过对已图案化的透明导电膜进行烧成,形成像素电极11。通过以上操作,获得阵列基板5a。
实施方式1的开关式反射镜器件中,如上所述,积层有开关式反射镜面板的液晶面板、及液晶显示装置的显示用液晶面板,但经过本发明者的研究,在透明模式(例如,显示用液晶面板显示图像时)下有时发现干涉条纹(moire)。本发明者对于这种干涉条纹的产生原因进行了调查后发现,因为液晶面板的阵列基板上配置的多个透明配线的图案(透明配线的切缝图案),所以会干涉显示用液晶面板的像素构造图案(例如,滤色层及黑矩阵的配置图案),从而可能产生干涉条纹。干涉条纹是指,当具有不同周期的2个条纹(图案)重叠时、或具有相同周期的2个条纹(图案)形成角度(交叉)而重叠时,产生周期与这2个条纹不同的新条纹的现象。
本发明者经过对抑制干涉条纹产生的方法进行各种研究后发现,若在开关式反射镜面板与液晶显示装置之间插入光扩散片、光扩散浆等光扩散层,则能抑制干涉条纹产生。然而,本发明者经过进一步研究还发现,根据此种结构,因光扩散层的光散射效应,使得显示用液晶面板的显示图像产生模糊。而且,可知,显示用液晶面板的精细度越高,这种显示图像的模糊越明显。
相对于此,本实施方式中,多个透明配线9及多个透明配线9a隔着透明绝缘膜10而以彼此相同的间距(邻接的透明配线间的距离:切缝宽度)配置,且彼此不重叠。因此,当俯视开关式反射镜面板1c时,看上去,各透明配线间就像未设置切缝,因此能充分抑制如上所述的干涉条纹产生。而且,本实施方式中,多个透明配线9及多个透明配线9a跨及2层配置,可驱动的像素电极11的数量增加,因此能使液晶面板3a高分辨率化。
以下,将列举实施例及比较例对本发明进行更详细的说明,但本发明并不限于这些示例。
(实施例1)
制作实施方式1的开关式反射镜器件。实施例1的开关式反射镜器件的结构部件如下所述。另外,透过轴、反射轴及吸收轴的方向、摩擦方向、及取向方向是以开关式反射镜器件的长度方向(长边)为基准(0°)将顺时针方向定义为正(﹢)的方向。
(开关式反射镜面板1a)
作为开关式反射镜面板1a,采用反射型偏振板2贴附在液晶面板3的背面侧、吸收型偏振板4贴附在液晶面板3的前面侧的类型。开关式反射镜面板1a的结构部件如下所述。
(反射型偏振板2)
3M公司制造的反射型偏振板(产品名:DBEF)
透过轴的方向:0°
反射轴的方向:90°
(液晶面板3)
使用以下述方法制作的TN模式的液晶面板。首先,洗净阵列基板5及对置基板7后,在各基板上涂布水平取向膜。接着,对于所涂布的各水平取向膜,依序进行临时烧成及正式烧成。并且,对于正式烧成后的各水平取向膜,以阵列基板5与对置基板7贴合的状态下的摩擦方向为彼此正交的方向(阵列基板5的摩擦方向:0°、对置基板7的摩擦方向:90°)的方式实施摩擦处理后,洗净阵列基板5及对置基板7。接着,将塑料珠状隔垫(直径:3μm)散布在阵列基板5上,在对置基板7上利用密封印刷法涂布密封材。并且,将阵列基板5与对置基板7贴合后进行烧成。接着,向阵列基板5与对置基板7之间注入液晶材料(折射率异向性Δn:0.14、介电常数异向性Δε:9)并进行密封,由此,形成液晶层6(厚度d:3μm)。之后,对液晶层6进行再取向处理。结果,获得液晶面板3(TN模式的液晶面板)。液晶面板3的阵列基板5连接有集成电路14(COG驱动器)及柔性印刷基板15。
(阵列基板5)
作为阵列基板5,使用按以下方法制作的类型。
(1)透明配线的形成
首先,在透明基板8a(玻璃基板)上利用溅射法使透明导电材料(ITO)成膜,由此形成透明导电膜。接着,在透明导电膜上涂布抗蚀剂并依序进行曝光、烧成及显影(光刻法),由此形成抗蚀剂图案。并且,在经由抗蚀剂图案对透明导电膜进行蚀刻之后,剥离抗蚀剂图案,由此,使透明导电膜图案化。之后,通过对已图案化的透明导电膜进行烧成,形成多个透明配线9。
(2)透明绝缘膜的形成
以覆盖多个透明配线9的方式涂布透明绝缘材料(有机绝缘膜)。之后,对于所涂布的透明绝缘材料依序进行曝光、显影及烧成,由此形成设有开口的透明绝缘膜10。
(3)像素电极的形成
在透明绝缘膜10上利用溅射法使透明导电材料(ITO)成膜,形成透明导电膜。接着,在透明导电膜上涂布抗蚀剂并依序进行曝光、烧成及显影(光刻法),由此形成抗蚀剂图案。并且,在经由抗蚀剂图案对透明导电膜进行蚀刻之后,剥离抗蚀剂图案,由此,使透明导电膜图案化。之后,通过对已图案化的透明导电膜进行烧成,形成像素电极11。通过以上操作,获得阵列基板5。
(对置基板7)
作为对置基板7,使用以下述方法制作的类型。首先,在透明基板8b(玻璃基板)上利用溅射法使透明导电材料(ITO)成膜,形成透明导电膜。接着,在透明导电膜上涂布抗蚀剂并依序进行曝光、烧成及显影(光刻法),由此形成抗蚀剂图案。并且,在经由抗蚀剂图案对透明导电膜进行蚀刻之后,剥离抗蚀剂图案,由此,使透明导电膜图案化。之后,通过对已图案化的透明导电膜进行烧成,形成共通电极13。通过以上操作,获得对置基板7。
(吸收型偏振板4)
在PVA膜上吸附取向碘络合物的偏振片
透过轴的方向:90°
吸收轴的方向:0°
主透过率k1:84%
(液晶显示装置18)
作为液晶显示装置18,使用从背面侧向前面侧依序具有背光源19、吸收型偏振板4a、显示用液晶面板20及吸收型偏振板4b的类型。吸收型偏振板4a、显示用液晶面板20、及吸收型偏振板4b如下所述。
(吸收型偏振板4a)
在PVA膜上吸附取向碘络合物的偏振片
透过轴的方向:90°
吸收轴的方向:0°
主透过率k1:84%
(显示用液晶面板20)
MVA模式的液晶面板
取向方向(施加电压时液晶分子倾倒的方向):45°、-45°
(吸收型偏振板4b)
在PVA膜上吸附取向碘络合物的偏振片
透过轴的方向:0°
吸收轴的方向:90°
主透过率k1:84%
将以上所得的开关式反射镜面板1a及液晶显示装置18组装于壳体后,将它们与驱动电路(例如驱动电路16)连接,从而完成开关式反射镜器件17a。
(实施例2)
以如下方式变更液晶面板3、及吸收型偏振板4,除此以外,以与实施例1相同的方式制作开关式反射镜器件。
(液晶面板3)
使用以下述方法制作的VA-ECB模式的液晶面板。首先,洗净阵列基板5及对置基板7后,在各基板上涂布垂直取向膜。接着,对于所涂布的各垂直取向膜,依序进行临时烧成及正式烧成。并且,对于正式烧成后的各垂直取向膜,以阵列基板5与对置基板7贴合的状态下的摩擦方向为彼此反平行方向(阵列基板5的摩擦方向:225°、对置基板7的摩擦方向:45°)的方式实施摩擦处理后,洗浄阵列基板5及对置基板7。接着,将塑料珠状隔垫(直径:7μm)散布于阵列基板5上,在对置基板7上利用密封印刷法涂布密封材。并且,将阵列基板5与对置基板7贴合后进行烧成。接着,向阵列基板5与对置基板7之间注入液晶材料(折射率异向性Δn:0.2、介电常数异向性Δε:-3)并进行密封,由此形成液晶层6(厚度d:7μm)。之后,对液晶层6进行再取向处理。结果,获得液晶面板3(VA-ECB模式的液晶面板)。液晶面板3的阵列基板5连接有集成电路14(COG驱动器)及柔性印刷基板15。以波长550nm的光测定时,液晶面板3的液晶延迟(Δnd)为1400nm。
(吸收型偏振板4)
在PVA膜上吸附取向碘络合物的偏振片
透过轴的方向:0°
吸收轴的方向:90°
主透过率k1:84%
(实施例3)
制作实施方式1的变形例1的开关式反射镜器件。具体而言,以如下方式变更液晶面板3、吸收型偏振板4及显示用液晶面板20,使开关式反射镜面板1a与液晶显示装置18经由粘接剂22贴合,除此以外,以与实施例2相同的方式制作开关式反射镜器件。
(液晶面板3)
塑料珠状隔垫的直径:6μm
液晶延迟:1200nm
(吸收型偏振板4)
在PVA膜上吸附取向碘络合物的偏振片
透过轴的方向:0°
吸收轴的方向:90°
主透过率k1:89%
(显示用液晶面板20)
FFS模式的液晶面板
背面侧基板的摩擦方向:270°
前面侧基板的摩擦方向:90°
(粘接剂22)
Panac公司制的光学透明粘接片(产品名:PD-S1)
(实施例4)
将液晶面板3的液晶材料的介电常数异向性Δε设为-5,除此以外,以与实施例3相同的方式制作开关式反射镜器件。
(实施例5)
将吸收型偏振板4b的主透过率k1设为89%,除此以外,以与实施例4相同的方式制作开关式反射镜器件。
(实施例6)
制作实施方式1的变形例2的开关式反射镜器件。具体而言,将阵列基板5及对置基板7的位置对调,除此以外,以与实施例2相同的方式制作开关式反射镜器件。阵列基板5的摩擦方向为45°,对置基板7的摩擦方向为225°。
(实施例7)
制作实施方式1的开关式反射镜面板。具体而言,未配置液晶显示装置18(未经由粘接剂22贴附),除此以外,以与实施例4相同的方式制作开关式反射镜面板。
(实施例8)
制作实施方式2的开关式反射镜器件。具体而言,未配置液晶显示装置18(未经由粘接剂22贴附),将光吸收体21配置于开关式反射镜面板1a的背面侧,除此以外,以与实施例4相同的方式制作开关式反射镜器件。作为光吸收体21,使用黑色的塑料板。
(实施例9)
制作实施方式3的开关式反射镜器件。具体而言,将光吸收体21配置于开关式反射镜面板1a与液晶显示装置18之间,将液晶显示装置18的显示面(吸收型偏振板4b侧)位于光吸收体21的相反侧,除此以外,以与实施例1相同的方式制作开关式反射镜器件。作为光吸收体21,使用黑色的塑料板。
(实施例10)
制作实施方式4的开关式反射镜器件。具体而言,采用使阵列基板5的构造以如下方式变更后的阵列基板5a,除此以外,以与实施例4相同的方式制作开关式反射镜器件。
(阵列基板5a)
作为阵列基板5a,使用按以下方法制作的类型。
(1)透明配线的形成
首先,在透明基板8a(玻璃基板)上利用溅射法使透明导电材料(ITO)成膜,由此形成透明导电膜。接着,在透明导电膜上涂布抗蚀剂并依序进行曝光、烧成及显影(光刻法),由此形成抗蚀剂图案。并且,在经由抗蚀剂图案对透明导电膜进行蚀刻之后,剥离抗蚀剂图案,由此,使透明导电膜图案化。之后,通过对已图案化的透明导电膜进行烧成,形成多个透明配线9。
(2)透明绝缘膜的形成
以覆盖多个透明配线9的方式涂布透明绝缘材料(有机绝缘膜)。之后,对于所涂布的透明绝缘材料依序进行曝光、显影及烧成,由此形成设有开口的透明绝缘膜10。
(3)另一透明配线的形成
在透明绝缘膜10上利用溅射法使透明导电材料(ITO)成膜,形成透明导电膜。接着,在透明导电膜上涂布抗蚀剂并依序进行曝光、烧成及显影(光刻法),由此形成抗蚀剂图案。并且,在经由抗蚀剂图案对透明导电膜进行蚀刻之后,剥离抗蚀剂图案,由此,使透明导电膜图案化。之后,通过对已图案化的透明导电膜进行烧成,形成另外的多个透明配线9a。
(4)另一透明绝缘膜的形成
以覆盖另外的多个透明配线9a的方式涂布透明绝缘材料(有机绝缘膜)。之后,对于所涂布的透明绝缘材料依序进行曝光、显影及烧成,由此形成在与透明绝缘膜10相同的位置设有开口的另一透明绝缘膜10a。
(5)像素电极的形成
在另一透明绝缘膜10a上利用溅射法使透明导电材料(ITO)成膜,形成透明导电膜。接着,在透明导电膜上涂布抗蚀剂并依序进行曝光、烧成及显影(光刻法),由此形成抗蚀剂图案。并且,在经由抗蚀剂图案对透明导电膜进行蚀刻之后,剥离抗蚀剂图案,由此,使透明导电膜图案化。之后,通过对已图案化的透明导电膜进行烧成,形成像素电极11。通过以上操作,获得阵列基板5a。
(实施例11)
将有机绝缘膜10的材料变更为氮化硅(SiN)膜,除此以外,以与实施例10相同的方式制作开关式反射镜器件。
(阵列基板5a)
作为阵列基板5a,使用按以下方法制作的类型。
(1)透明配线的形成
首先,在透明基板8a(玻璃基板)上利用溅射法使透明导电材料(ITO)成膜,由此形成透明导电膜。接着,在透明导电膜上涂布抗蚀剂并依序进行曝光、烧成及显影(光刻法),由此形成抗蚀剂图案。并且,在经由抗蚀剂图案对透明导电膜进行蚀刻之后,剥离抗蚀剂图案,由此,使透明导电膜图案化。之后,通过对已图案化的透明导电膜进行烧成,形成多个透明配线9。
(2)透明绝缘膜的形成
以覆盖多个透明配线9的方式利用等离子CVD法使透明绝缘材料(SiN膜)成膜,形成透明绝缘膜10(此时间点,未设开口)。
(3)另一透明配线的形成
在透明绝缘膜10上利用溅射法使透明导电材料(ITO)成膜,形成透明导电膜。接着,在透明导电膜上涂布抗蚀剂并依序进行曝光、烧成及显影(光刻法),由此形成抗蚀剂图案。并且,对于透明导电膜及透明绝缘膜10经由抗蚀剂图案进行蚀刻后,剥离抗蚀剂图案,由此使透明导电膜图案化,在透明绝缘膜10设有开口。之后,通过对已图案化的透明导电膜进行烧成,形成另外的多个透明配线9a。
(4)另一透明绝缘膜的形成
以覆盖另外的多个透明配线9a的方式涂布透明绝缘材料(有机绝缘膜)。之后,对于所涂布的透明绝缘材料依序进行曝光、显影及烧成,由此形成在与透明绝缘膜10相同的位置设有开口的另一透明绝缘膜10a。
(5)像素电极的形成
在另一透明绝缘膜10a上利用溅射法使透明导电材料(ITO)成膜,形成透明导电膜。接着,在透明导电膜上涂布抗蚀剂并依序进行曝光、烧成及显影(光刻法),由此形成抗蚀剂图案。并且,在经由抗蚀剂图案对透明导电膜进行蚀刻之后,剥离抗蚀剂图案,由此,使透明导电膜图案化。之后,通过对已图案化的透明导电膜进行烧成,形成像素电极11。通过以上操作,获得阵列基板5a。
(比较例1)
图9是表示比较例1的开关式反射镜器件的截面示意图。如图9所示,开关式反射镜器件117a中,从背面侧向前面侧依序具有液晶显示装置118及开关式反射镜面板101a。
开关式反射镜面板101a中,从背面侧向前面侧依序包括反射型偏振板102、液晶面板103a及吸收型偏振板104。
液晶面板103a中,从背面侧向前面侧依序具有阵列基板105a、液晶层106及对置基板107。
阵列基板105a具有透明基板108a、及配置于透明基板108a的液晶层106侧的表面上的像素电极111。像素电极111是平面状(整面状)的电极。
对置基板107具有透明基板108b、及配置于透明基板108b的液晶层106侧的表面上的共通电极113。共通电极113是平面状(整面状)的电极。
液晶显示装置118中,从背面侧向前面侧依序具有背光源119、吸收型偏振板104a、显示用液晶面板120及吸收型偏振板104b。
比较例1的开关式反射镜器件的结构部件如下所述。另外,透过轴、反射轴及吸收轴的方向、摩擦方向、取向方向是以开关式反射镜器件的长度方向(长边)为基准(0°)将顺时针方向定义为正(﹢)的方向。
(开关式反射镜面板101a)
作为开关式反射镜面板101a,采用反射型偏振板102贴附在液晶面板103a的背面侧、吸收型偏振板104贴附在液晶面板103a的前面侧的类型。开关式反射镜面板101a的结构部件如下所述。
(反射型偏振板102)
3M公司制造的反射型偏振板(产品名:DBEF)
透过轴的方向:0°
反射轴的方向:90°
(液晶面板103a)
使用以下述方法制作的TN模式的液晶面板。首先,洗净阵列基板105a及对置基板107后,在各基板上涂布水平取向膜。接着,对于所涂布的各水平取向膜,依序进行临时烧成及正式烧成。并且,对于正式烧成后的各水平取向膜,以阵列基板105a与对置基板107贴合的状态下的摩擦方向为彼此正交的方向(阵列基板105a的摩擦方向:0°、对置基板107的摩擦方向:90°)的方式实施摩擦处理后,洗净阵列基板105a及对置基板107。接着,将塑料珠状隔垫(直径:3μm)散布在阵列基板105a上,在对置基板107上利用密封印刷法涂布密封材。并且,在将阵列基板105a与对置基板107贴合后,进行烧成。接着,向阵列基板105a与对置基板107之间注入液晶材料(折射率异向性Δn:0.14、介电常数异向性Δε:9)并进行密封,由此形成液晶层106(厚度d:3μm)。之后,对液晶层106进行再取向处理。结果,获得液晶面板103a(TN模式的液晶面板)。
(阵列基板105a)
作为阵列基板105a,使用以下述方法制作的类型。首先,在透明基板108a(玻璃基板)上利用溅射法使透明导电材料(ITO)成膜,形成透明导电膜。接着,在透明导电膜上涂布抗蚀剂并依序进行曝光、烧成及显影(光刻法),由此形成抗蚀剂图案。并且,在经由抗蚀剂图案对透明导电膜进行蚀刻之后,剥离抗蚀剂图案,由此,使透明导电膜图案化。之后,通过对已图案化的透明导电膜进行烧成,形成像素电极111。通过以上操作,获得阵列基板105a。
(对置基板107)
作为对置基板107,使用以下述方法制作的类型。首先,在透明基板108b(玻璃基板)上利用溅射法使透明导电材料(ITO)成膜,形成透明导电膜。接着,在透明导电膜上涂布抗蚀剂并依序进行曝光、烧成及显影(光刻法),由此形成抗蚀剂图案。并且,在经由抗蚀剂图案对透明导电膜进行蚀刻之后,剥离抗蚀剂图案,由此,使透明导电膜图案化。之后,通过对已图案化的透明导电膜进行烧成,形成共通电极113。通过以上操作,获得对置基板107。
(吸收型偏振板104)
在PVA膜上吸附取向碘络合物的偏振片
透过轴的方向:90°
吸收轴的方向:0°
主透过率k1:84%
(液晶显示装置118)
作为液晶显示装置118,采用从背面侧向前面侧依序具有背光源119、吸收型偏振板104a、显示用液晶面板120及吸收型偏振板104b的类型。吸收型偏振板104a、显示用液晶面板120、及吸收型偏振板104b如下所述。
(吸收型偏振板104a)
在PVA膜上吸附取向碘络合物的偏振片
透过轴的方向:90°
吸收轴的方向:0°
主透过率k1:84%
(显示用液晶面板120)
MVA模式的液晶面板
取向方向(施加电压时液晶分子倾倒的方向):45°、-45°
(吸收型偏振板104b)
在PVA膜上吸附取向碘络合物的偏振片
透过轴的方向:0°
吸收轴的方向:90°
主透过率k1:84%
将以如上方式所得的开关式反射镜面板101a与液晶显示装置118组装于壳体后,使它们与驱动电路连接,由此完成开关式反射镜器件117a。
(比较例2)
将液晶面板103a及吸收型偏振板104以如下方式变更,除此以外,以与比较例1相同的方式制作开关式反射镜器件。
(液晶面板103a)
采用以下述方法制作的VA-ECB模式的液晶面板。首先,洗净阵列基板105a及对置基板107后,在各基板上涂布垂直取向膜。接着,对于所涂布的各垂直取向膜,依序进行临时烧成及正式烧成。并且,对于正式烧成后的各垂直取向膜,以阵列基板105a与对置基板107贴合的状态下的摩擦方向为彼此反平行方向(阵列基板105a的摩擦方向:225°、对置基板107的摩擦方向:45°)的方式实施摩擦处理后,洗净阵列基板105a及对置基板107。接着,将塑料珠状隔垫(直径:7μm)散布于阵列基板105a上,在对置基板107上利用密封印刷法涂布密封材。并且,在将阵列基板105a与对置基板107贴合后,进行烧成。接着,向阵列基板105a与对置基板107之间注入液晶材料(折射率异向性Δn:0.2、介电常数异向性Δε:-3)并进行密封,由此形成液晶层106(厚度d:7μm)。之后,对液晶层106进行再取向处理。结果,获得液晶面板103a(VA-ECB模式的液晶面板)。当以波长550nm的光测定时,液晶面板103a的液晶延迟(Δnd)为1400nm。
(吸收型偏振板104)
在PVA膜上吸附取向碘络合物的偏振片
透过轴的方向:0°
吸收轴的方向:90°
主透过率k1:84%
(比较例3)
图10是表示比较例3的开关式反射镜器件的截面示意图。变更阵列基板的结构,除此以外,以与比较例2相同的方式制作开关式反射镜器件。
开关式反射镜器件117b中,从背面侧向前面侧依序包括液晶显示装置118及开关式反射镜面板101b。
开关式反射镜面板101b中,从背面侧向前面侧依序具有反射型偏振板102、液晶面板103b及吸收型偏振板104。
液晶面板103b中,从背面侧向前面侧依序具有阵列基板105b、液晶层106及对置基板107。
阵列基板105b中,具有透明基板108a、配置于透明基板108a的液晶层106侧的表面上的透明配线109、覆盖透明配线109的透明绝缘膜110、及配置于透明绝缘膜110的液晶层106侧的表面上的像素电极111。透明配线109与像素电极111重叠。像素电极111经由透明绝缘膜110上所设的开口并以接触部112与透明配线109电连接。
图11是表示图10中的阵列基板的平面示意图。图11表示阵列基板整体,与图11中的线段a-a’对应的部分的截面相当于图10中的阵列基板的截面。如图11所示,阵列基板105b被分割为多个像素区域Pr,如图10所示,多个像素区域Pr中分别从液晶层6侧起依序配置有像素电极111、透明绝缘膜110、及与像素电极111重叠的透明配线109。本比较例中,像素电极111相当于分段电极。根据像素区域Pr,虽存在多个与像素电极111重叠的透明配线109,但与各实施例(图2)不同,并非所有像素电极Pr中都有多个透明配线109与像素电极111重叠。
在阵列基板105b(透明基板108a)的端部配置有集成电路114。集成电路114与多个透明配线109连接。各透明配线109与各实施例(图2)不同,是从集成电路114只延伸到与各像素电极111的接触部112。而且,各透明配线109的长度不同。从集成电路114导出的配线(未图示)连接于柔性印刷基板115的一端。柔性印刷基板115的另一端连接于用于对集成电路114施加电压的驱动电路116。
(阵列基板105b)
作为阵列基板105b,使用按以下方法制作的类型。
(1)透明配线的形成
首先,在透明基板108a(玻璃基板)上利用溅射法使透明导电材料(ITO)成膜,形成透明导电膜。接着,在透明导电膜上涂布抗蚀剂并依序进行曝光、烧成及显影(光刻法),由此形成抗蚀剂图案。并且,在经由抗蚀剂图案对透明导电膜进行蚀刻之后,剥离抗蚀剂图案,由此,使透明导电膜图案化。之后,通过对已图案化的透明导电膜进行烧成,形成透明配线109。
(2)透明绝缘膜的形成
以覆盖透明配线109的方式涂布透明绝缘材料(有机绝缘膜)。之后,对于所涂布的透明绝缘材料依序进行曝光、显影及烧成,由此形成设有开口的透明绝缘膜110。
(3)像素电极的形成
在透明绝缘膜110上利用溅射法使透明导电材料(ITO)成膜,形成透明导电膜。接着,在透明导电膜上涂布抗蚀剂并依序进行曝光、烧成及显影(光刻法),由此形成抗蚀剂图案。并且,在经由抗蚀剂图案对透明导电膜进行蚀刻之后,剥离抗蚀剂图案,由此,使透明导电膜图案化。之后,通过对已图案化的透明导电膜进行烧成,形成像素电极111。通过以上操作,获得阵列基板105b。
(参考例1)
上文所述的各例的开关式反射镜面板的结构为,背面侧配置有反射型偏振板、前面侧配置有吸收型偏振板,但作为参考例,表示出在背面侧及前面侧这两侧配置有吸收型偏振板的结构。图12是表示参考例1的开关式反射镜面板的截面示意图。如图12所示,开关式反射镜面板201中,从背面侧向前面侧依序包括吸收型偏振板204a、液晶面板203及吸收型偏振板204b。
液晶面板203中,从背面侧向前面侧依序具有阵列基板205、液晶层206及对置基板207。
阵列基板205具有透明基板208a、配置于透明基板208a的液晶层206侧的表面上的多个透明配线209、覆盖多个透明配线209的透明绝缘膜210、及配置于透明绝缘膜210的液晶层206侧的表面上的像素电极211。多个透明配线209与像素电极211重叠。像素电极211经由透明绝缘膜210上所设的开口并以接触部212与多个透明配线209中的至少一个(图12中仅为一个)电连接。阵列基板205的结构(多个透明配线209的长度及数量等)与图2所示的结构相同。
对置基板207具有透明基板208b、及配置于透明基板208b的液晶层206侧的表面上的共通电极213。共通电极213是平面状(整面状)的电极。
开关式反射镜面板201根据以下原理,可用作透视型显示器。
首先,对于液晶面板203为TN模式的液晶面板的情况进行说明。若吸收型偏振板204a的透过轴与吸收型偏振板204b的透过轴正交,则在未对液晶面板203施加电压时(为了呈现旋光性而不施加充分的电压的状态)实现透明模式。另一方面,若对液晶面板203施加电压,则透过率逐渐下降,最终,实现使来自吸收型偏振板204a的背面侧的入射光无法透过吸收型偏振板204b的状态、即黑显示状态。因此,根据开关式反射镜面板201,通过改变施加电压,可进行灰度显示。
根据以上所述,通过对液晶面板203的一部分像素施加电压,能以灰度显示来显示字符、图像等信息。另一方面,在未施加电压的像素中,能看见开关式反射镜面板201的背面侧。
接着,对于液晶面板203为VA-ECB模式的液晶面板的情况进行说明。若吸收型偏振板204a的透过轴与吸收型偏振板204b的透过轴平行,则在未对液晶面板203施加电压时(为了不呈现双折射性而不施加充分的电压的状态)实现透明模式。另一方面,在对液晶面板203施加电压时(为了呈现双折射性而施加充分的电压的状态),因液晶面板203的双折射性,从背面侧透过开关式反射镜面板201的透过光看上去附色。因此,根据开关式反射镜面板201,通过改变施加电压能进行彩色显示。
根据以上所述,通过对液晶面板203的一部分像素施加电压,能利用彩色显示来显示字符、图像等信息。另一方面,在未施加电压的像素中,能看见开关式反射镜面板201的背面侧。
根据阵列基板205,多个透明配线209与像素电极211重叠地配置,因此能高效配置多个透明配线209,而且,能使多个像素区域(像素电极211)间的间隙变窄直至例如几μm级别。因此,可获得多个像素区域(像素电极211)如同构成一个区域的状态。结果,当液晶面板203为TN模式的液晶面板时,能实现无颗粒感的美观的灰度显示。另一方面,当液晶面板203为VA-ECB模式的液晶面板时,能实现无颗粒感的美观的彩色显示。
与本参考例不同,在使用薄膜晶体管阵列基板的透视型显示器中,因薄膜晶体管元件、金属配线等而使透过率有损失。因此,使用薄膜晶体管阵列基板的透视型显示器的透过率低于本参考例。而且,为了利用采用薄膜晶体管阵列基板的透视型显示器进行彩色显示,要求配置滤色层、或引用场序彩色方式。然而,当配置滤色层时,因滤色层的光吸收,使透视型显示器的透过率进一步下降。另一方面,当引用场序彩色方式时,要求液晶面板高速响应,从而可能会发生色乱。
参考例1的开关式反射镜面板的结构部件如下所述。另外,透过轴及吸收轴的方向、摩擦方向是以开关式反射镜面板的长度方向(长边)为基准(0°)将顺时针方向定义为正(﹢)的方向。
(吸收型偏振板204a)
在PVA膜上吸附取向碘络合物的偏振片
透过轴的方向:0°
吸收轴的方向:90°
主透过率k1:84%
(液晶面板203)
使用以下述方法制作的VA-ECB模式的液晶面板。首先,洗净阵列基板205及对置基板207后,在各基板上涂布垂直取向膜。接着,对于所涂布的各垂直取向膜,依序进行临时烧成及正式烧成。并且,对于正式烧成后的各垂直取向膜,以阵列基板205与对置基板207贴合的状态下的摩擦方向为彼此反平行方向(阵列基板205的摩擦方向:225°、对置基板207的摩擦方向:45°)的方式实施摩擦处理后,洗净阵列基板205及对置基板207。接着,将塑料珠状隔垫(直径:6μm)散布于阵列基板205上,在对置基板207上利用密封印刷法涂布密封材。并且,将阵列基板205与对置基板207贴合后,进行烧成。接着,向阵列基板205与对置基板207之间注入液晶材料(折射率异向性Δn:0.2、介电常数异向性Δε:-5)并进行密封,由此形成液晶层206(厚度d:6μm)。之后,对液晶层206进行再取向处理。结果,获得液晶面板203(VA-ECB模式的液晶面板)。当以波长550nm的光进行测定时,液晶面板203的液晶延迟(Δnd)为1200nm。
(阵列基板205)
作为阵列基板205,使用按以下方法制作的类型。
(1)透明配线的形成
首先,在透明基板208a(玻璃基板)上利用溅射法使透明导电材料(ITO)成膜,形成透明导电膜。接着,在透明导电膜上涂布抗蚀剂并依序进行曝光、烧成及显影(光刻法),由此形成抗蚀剂图案。并且,在经由抗蚀剂图案对透明导电膜进行蚀刻之后,剥离抗蚀剂图案,由此,使透明导电膜图案化。之后,通过对已图案化的透明导电膜进行烧成,形成多个透明配线209。
(2)透明绝缘膜的形成
以覆盖多个透明配线209的方式涂布透明绝缘材料(有机绝缘膜)。之后,对于所涂布的透明绝缘材料依序进行曝光、显影及烧成,由此形成设有开口的透明绝缘膜210。
(3)像素电极的形成
在透明绝缘膜210上利用溅射法使透明导电材料(ITO)成膜,形成透明导电膜。接着,在透明导电膜上涂布抗蚀剂并依序进行曝光、烧成及显影(光刻法),由此形成抗蚀剂图案。并且,在经由抗蚀剂图案对透明导电膜进行蚀刻之后,剥离抗蚀剂图案,由此,使透明导电膜图案化。之后,通过对已图案化的透明导电膜进行烧成,形成像素电极211。通过以上操作,获得阵列基板205。
(对置基板207)
作为对置基板207,使用以下述方法制作的类型。首先,在透明基板208b(玻璃基板)上利用溅射法使透明导电材料(ITO)成膜,形成透明导电膜。接着,在透明导电膜上涂布抗蚀剂并依序进行曝光、烧成及显影(光刻法),由此形成抗蚀剂图案。并且,在经由抗蚀剂图案对透明导电膜进行蚀刻之后,剥离抗蚀剂图案,由此,使透明导电膜图案化。之后,通过对已图案化的透明导电膜进行烧成,形成共通电极213。通过以上操作,获得对置基板207。
(吸收型偏振板204b)
在PVA膜上吸附取向碘络合物的偏振片
透过轴的方向:0°
吸收轴的方向:90°
主透过率k1:89%
参考例1的开关式反射镜面板中,配置有吸收型偏振板204a来代替反射型偏振板2,除此以外,与实施例7的开关式反射镜面板的结构相同。本参考例中,将高透过吸收型偏振板(主透过率k1:89%)配置于液晶面板203的前面侧,但也可配置于背面侧,还可配置于前面侧及背面侧这两侧。而且,也可将非高透过型的吸收型偏振板(主透过率k1:84%)配置在前面侧及背面侧这两侧。高透过吸收型偏振板的配置数量越多则透过率越提高,因此,结果,开关式反射镜面板(透视型显示器)的透过率越提高。然而,若高透过吸收型偏振板的透过率过高,则其偏振度下降,因此对比度可能会下降。
[评估1]
对于实施例1、2、6、及比较例1、2的开关式反射镜器件,评估反射镜模式的镜面性。
(评估方法)
作为反射镜模式的镜面性,评估镜像的可见性。具体而言,对于各例的开关式反射镜器件,将液晶显示装置的显示用液晶面板设为非显示状态(切断电源),对开关式反射镜面板的液晶面板的全部像素施加5V的电压(反射镜模式)。并且,在照度750lx的环境下,10位观察者从前面侧目测观察各例的开关式反射镜器件,评估镜像的可见性。
(评估结果)
实施例1、2、6、及比较例1、2中,反射镜模式的镜面性无差异。
实施例1、2、6中,多个透明配线与像素电极重叠地配置,因此像素区域(像素电极)间的间隙变窄直至几μm级别。因此,实施例1、2、6中,成为多个像素区域(像素电极)如同构成一个区域的状态,可获得与像素电极为平面状(整面状)的比较例1、2同等的镜面性。另外,将阵列基板及对置基板的位置彼此对调后的实施例2与实施例6相比,反射镜模式的镜面性也无差异。
[评估2]
对于实施例1、2、及比较例1、2的开关式反射镜器件,评估反射镜模式下的信息显示性能及设计性。
(评估结果)
根据实施例1,反射镜模式下,能显示由反射光形成的字符、图像等信息,因此信息显示性能优于比较例1。根据实施例2,反射镜模式下,不仅能显示由反射光形成的字符、图像等信息,而且还能实现使反射光的颜色变为多种颜色、同时存在多种颜色的反射光的状态,因此信息显示性能及设计性优于比较例1、2。
[评估3]
对于实施例2及比较例3的开关式反射镜器件,评估反射镜模式下的镜面状态的均匀性。
(评估方法)
作为反射镜模式下的镜面状态的均匀性,评估有无反射偏差。具体而言,对于各例的开关式反射镜器件,将液晶显示装置的显示用液晶面板设为非显示状态(切断电源),对开关式反射镜面板的液晶面板的全部像素施加5V的电压(反射镜模式)。并且,在照度750lx的环境下,10位观察者从前面侧目测观察各例的开关式反射镜器件,评估有无反射偏差。
(评估结果)
实施例2中,未发现反射偏差。实施例2中,多个透明配线的长度彼此相同,因此,各透明配线的寄生电容同等。结果,各像素电极的电位同等,因此,反射镜模式下,未产生反射偏差。另一方面,比较例3中,发现有反射偏差。比较例3中,透明配线的长度彼此并不相同,因其寄生电容,各像素电极的电位变得不同等,所以,反射镜模式下,产生反射偏差。
[评估4]
对于实施例2~4的开关式反射镜器件,评估反射镜模式下的反射光的颜色的施加电压依存性。
(评估方法)
对于各例的开关式反射镜器件,将液晶显示装置的显示用液晶面板设为非显示状态(切断电源)。并且,一方面使对于开关式反射镜面板的液晶面板的全部像素的施加电压以0.1V为间隔从0V变为10V,一方面测定各例的开关式反射镜器件的反射色度,根据其测定结果算出xy色度。反射色度的测定是使用Konica Minolta公司制造的桌上型分光测色仪(产品名:CM-2600d,积分球式)进行。反射测定模式是SCI(Specular Component Included,包括镜面组合)模式,测定波长范围为380~780nm。作为从各例的开关式反射镜器件的前面侧入射的外部光,使用D65光源。而且,通过使对于液晶面板的施加电压从0V变为10V,从而,当以波长550nm的光测定时,能使液晶面板的相位差在实施例2中从0nm变为1145nm,在实施例3中从0nm变为930nm,在实施例4中从0nm变为1090nm。
(评估结果)
图13是根据对于实施例2的开关式反射镜器件的反射色度的测定结果导出的xy色度图。图14是根据对于实施例3的开关式反射镜器件的反射色度的测定结果导出的xy色度图。图15是根据对于实施例4的开关式反射镜器件的反射色度的测定结果导出的xy色度图。图13~15中,“○”(空心的圆圈标志)表示当对液晶面板的施加电压为0V时与反射色度对应的色度点,“□”(空心的方形标志)表示当对液晶面板的施加电压为10V时与反射色度对应的色度点。若对液晶面板的施加电压从0V变为10V,则色度点沿着虚线从“○”变为“□”。如图13~15所示,实施例2~4中均可确认,反射光的颜色根据施加电压而变化。
[评估5]
对于实施例1~4、及比较例1的开关式反射镜面板,测定透明模式下的透过率。
(评估方法)
各例中,首先,从前面侧测定液晶显示装置独自的亮度L1。作为各例的亮度测定用的液晶显示装置,使用实施例3、4中采用的FFS模式的液晶显示装置。接着,在液晶显示装置的前面侧配置开关式反射镜面板,制作开关式反射镜器件。之后,在使开关式反射镜面板的液晶面板为未施加电压状态(为了呈现旋光性或不呈现双折射性而不施加充分的电压的状态),即开关式反射镜面板为透明模式的状态下,从前面侧测定开关式反射镜器件的亮度L2。并且,根据亮度L1及亮度L2,算出透明模式下的开关式反射镜面板的透过率(单位:%)=100×L2/L1。亮度L1、及亮度L2是在照度0lx的环境下使用Topcon公司制造的分光放射仪(产品名:SR-UL1)进行测定,将视觉校正后的Y值作为亮度。
(评估结果)
评估结果示于表1。如表1所示,实施例1~4中的透明模式下的开关式反射镜面板的透过率(表1中简单记为透过率)均与比较例1同等或为其以上。因此,根据实施例1~4,与比较例1相比,能实现显示器模式的显示明亮的开关式反射镜器件。而且,实施例1~4中,透明模式下的开关式反射镜面板的透过率均超过70%,充分高于配置有普通半反射镜层的反射镜显示器的透过率(50%以下)。
[表1]
透过率(%)
实施例1 78.5
实施例2 80.5
实施例3 85.6
实施例4 85.7
比较例1 78.6
[评估6]
对于实施例4、5的开关式反射镜器件,测定亮度。
(评估方法)
将各例的开关式反射镜器件分离为开关式反射镜面板的液晶面板、从液晶显示装置卸去背光源后的积层体(吸收型偏振板、显示用液晶面板、及吸收型偏振板的积层体)、及背光源。并且,在背光源的前面侧,依序配置所述积层体及开关式反射镜面板的液晶面板,制作评估用样本。之后,在将开关式反射镜面板的液晶面板设为未施加电压状态(为了不呈现双折射性而不施加充分的电压的状态)的状态下,从前面侧测定评估用样本的亮度。亮度是在照度0lx的环境下,利用Topcon公司制造的分光放射仪(产品名:SR-UL1)进行测定,将视觉校正后的Y值作为亮度。
(评估结果)
评估结果示于表2。如表2所示,实施例5的亮度(表2中简单记为亮度)高于实施例4。其原因在于,就所述积层体中的前面侧的吸收型偏振板的主透过率k1而言,实施例5(89%)高于实施例4(84%)。因此,根据实施例5,能实现显示器模式的显示比实施例4更明亮的开关式反射镜器件。
[表2]
亮度(cd/m<sup>2</sup>)
实施例4 480.6
实施例5 508.6
[评估7]
对于实施例7、及参考例1的开关式反射镜面板,评估透过光的颜色的施加电压依存性。
(评估方法)
将各例的开关式反射镜面板配置于背光源的前面侧。并且,一方面使对各例的开关式反射镜面板的液晶面板的全部像素的施加电压以0.1V的间隔从0V变为10V,一方面测定各例的开关式反射镜面板的透过色度,根据其测定结果算出xy色度。透过色度是在照度0lx的环境下,利用Topcon公司制造的分光放射仪(产品名:SR-UL1)进行测定。而且,通过使对液晶面板的施加电压从0V变为10V,当以波长550nm的光测定时,能使液晶面板的相位差在实施例7中从0nm变为1090nm,在参考例1中从0nm变为1090nm。
(评估结果)
图16是根据对于实施例7的开关式反射镜面板的透过色度的测定结果导出的xy色度图。图17是根据对于参考例1的开关式反射镜面板的透过色度的测定结果导出的xy色度图。图16及图17中,“○”(空心的圆圈标志)表示当对液晶面板的施加电压为0V时与透过色度对应的色度点,“□”(空心的方形标志)表示当对液晶面板的施加电压为10V时与透过色度对应的色度点。若使对液晶面板的施加电压从0V变为10V,则色度点沿着虚线从“○”变为“□”。如图16及图17所示,实施例7、及参考例1中均可确认,透过光的颜色根据施加电压而变化。然而,参考例1的开关式反射镜面板无法将来自吸收型偏振板204b的前面侧的入射光用于显示。因此,参考例1的开关式反射镜面板例如在将其背面侧(吸收型偏振板204a侧)朝向地面而使用时,与实施例7的开关式反射镜面板相比,显示变暗。相对于此,实施例7的开关式反射镜面板在其背面侧(反射型偏振板2侧)朝向地面而使用时,也能通过将来自吸收型偏振板4的前面侧的入射光反射而进行彩色显示。因此,根据实施例7的开关式反射镜面板,与参考例1的开关式反射镜面板相比,能在更多样的环境下确保良好的显示可见性。
[评估8]
对于实施例4、10、11的开关式反射镜器件,评估干涉条纹的浓密度。
(评估方法)
对于各例的开关式反射镜器件,使液晶显示装置的显示用液晶面板显示白画面。并且,在照度0lx的环境下(暗室),10位观察者通过透过率彼此不同的多个ND滤光片(最小透过率:0.1%),从前面侧目测观察各例的开关式反射镜器件并评估干涉条纹的浓密度,记录看不到干涉条纹时的ND滤光片的透过率。此时,判断为,看不到干涉条纹时的ND滤光片的透过率越高,越能抑制干涉条纹产生(干涉条纹稀疏)。
(评估结果)
评估结果示于表3。如表3所示,实施例4中即便使用最小透过率0.1%的ND滤光片也能看到干涉条纹(表3中记作“<0.1”(未达0.1%)),相对于此,实施例10中当使用具有透过率1.4%的ND滤光片时看不到干涉条纹,实施例11中当使用具有透过率20%的ND滤光片时看不到干涉条纹。也就是说,根据实施例10、11,与实施例4相比,能抑制干涉条纹的产生。
[表3]
看不到干涉条纹时ND滤光片的透过率(%)
实施例4 <0.1
实施例10 1.4
实施例11 20
[附记]
本发明的一方面可为一种开关式反射镜面板,其中,从背面侧向前面侧依序包括反射型偏振板、具有对置的一对基板及配置在所述一对基板间的液晶层的液晶面板、及吸收型偏振板;所述一对基板中的至少一个被分割为多个像素区域;在所述多个像素区域,分别从所述液晶层侧起依序配置有像素电极、透明绝缘膜、及与所述像素电极重叠的多个透明配线;所述像素电极经由设在所述透明绝缘膜上的开口而与所述多个透明配线中的至少一个电连接;利用施加于所述像素电极的电压来控制所述液晶层中的液晶分子的取向,由此,可切换为使来自所述反射型偏振板的背面侧的入射光透过所述吸收型偏振板的透明模式、与利用所述反射型偏振板对来自所述吸收型偏振板的前面侧的入射光进行反射的反射镜模式。根据该方面,可发挥下述效果。
(1)反射镜模式下,能显示由反射光形成的字符、图像等信息。
(2)因所述多个透明配线与所述像素电极重叠地配置,所以能高效配置所述多个透明配线,而且能使所述多个像素区域(所述像素电极)间的间隙变窄。因此,可获得所述多个像素区域(所述像素电极)如同构成一个区域的状态,所以反射镜模式的镜面性提高。
(3)因配置有所述多个透明配线而非金属配线,所以所述开关式反射镜面板的透过率提高。
所述多个透明配线的长度可彼此相同。所述多个像素区域各自中的所述多个透明配线的数量可相同。根据此种结构,所述多个透明配线的寄生电容变为同等,若对所述多个透明配线施加相同电压,则所述多个像素区域(所述像素电极)的电位变为同等。因此,反射镜模式下,无反射偏差,获得均匀的镜面状态。
可在所述像素电极与所述透明绝缘膜之间,从所述液晶层侧起依序配置有另一透明绝缘膜、及与所述像素电极重叠的另外的多个透明配线,所述多个透明配线与所述另外的多个透明配线经由所述透明绝缘膜而以彼此相同的间距配置,且彼此不重叠。根据此种结构,能充分抑制干涉条纹的产生。而且,可驱动的所述像素电极的数量增加,所以能实现所述液晶面板的高分辨率化。
所述液晶面板可为双折射模式的液晶面板。根据此种结构,当使用双折射模式的液晶面板作为所述液晶面板时,也能利用本发明。
当所述液晶面板为双折射模式的液晶面板时,所述反射型偏振板的透过轴与所述吸收型偏振板的透过轴可平行。而且,所述反射型偏振板的透过轴与所述吸收型偏振板的透过轴可正交。从提高透明模式下的所述开关式反射镜面板的透过率的观点出发,优选为所述反射型偏振板的透过轴与所述吸收型偏振板的透过轴平行。
所述双折射模式的液晶面板可切换为当使入射的偏振光透过时不改变所述偏振光的偏振状态的非着色模式、及改变所述偏振光的偏振状态的着色模式,在所述着色模式下,当以波长550nm的光进行测定时,使所述双折射模式的液晶面板的相位差变为大于275nm的值。根据此种结构,反射镜模式下能调整反射光的颜色,透明模式下能调整从背面侧透过所述开关式反射镜面板的透过光的颜色。
所述液晶面板可为旋光模式的液晶面板。根据此种结构,当使用旋光模式的液晶面板作为所述液晶面板时,也能利用本发明。
当所述液晶面板为旋光模式的液晶面板时,所述反射型偏振板的透过轴与所述吸收型偏振板的透过轴可正交。而且,所述反射型偏振板的透过轴与所述吸收型偏振板的透过轴可平行。从提高透明模式下的所述开关式反射镜面板的透过率的观点出发,优选为所述反射型偏振板的透过轴与所述吸收型偏振板的透过轴正交。
本发明的另一方面可为一种开关式反射镜器件,其中,从背面侧向前面侧依序包括具有偏振板的显示装置、及所述开关式反射镜面板。根据该方面,利用所述开关式反射镜面板,能切换为显示所述显示装置的图像的状态(透明模式)、及显示由反射光形成的字符、图像等信息的状态(反射镜模式)。
所述显示装置可为液晶显示装置。根据此种结构,当使用液晶显示装置作为所述显示装置时,也能利用本发明。
作为所述显示装置,只要具有偏振板则其种类并无特别限制,除了液晶显示装置之外,还可使用例如设有用于防反射的吸收型圆偏振板的有机电致发光显示装置、贴附有偏振板的MEMS显示器等出射偏振光的显示装置。而且,可为能观察立体(3D)影像的所有3D显示器。只要为3D显示器,则能与反射镜区域同样地对显示器区域也赋予自然的深度感,进一步提高所述开关式反射镜器件的设计性,能在各种用途中运用所述开关式反射镜器件。3D显示器的立体影像显示方式并无特别限制,可使用任意方式,但优选为无需眼镜的裸眼方式。作为裸眼方式的3D显示器,可列举例如双凸透镜方式、视差屏障方式等。
所述显示装置所具有的偏振板是指吸收型偏振板或反射型偏振板,并非指这两种偏振板以外的特別的偏振板。吸收型偏振板及反射型偏振板分别包含直线偏振板、及圆偏振板(在直线偏振板上积层λ/4板而成)。例如,属于吸收型偏振板的直线偏振板一般记为吸收型偏振板(不写“直线”)。另一方面,属于吸收型偏振板的圆偏振板有时记为吸收型圆偏振板。
本发明的另一方面可为一种开关式反射镜器件,其中从背面侧向前面侧依序具有光吸收体及所述开关式反射镜面板。根据该方面,利用所述开关式反射镜面板,可切换为显示所述光吸收体的状态(透明模式)、及显示由反射光形成的字符、图像等信息的状态(反射镜模式)。
本发明的另一方面可为一种开关式反射镜器件,其中,从背面侧向前面侧依序具有显示装置、光吸收体及所述开关式反射镜面板,所述显示装置的显示面位于所述光吸收体的相反侧。根据该方面,利用所述开关式反射镜面板,可将所述显示装置的显示面的相反侧切换为显示所述光吸收体的状态(透明模式)、及显示由反射光形成的字符、图像等信息的状态(反射镜模式)。
符号说明
1a、1b、1c、101a、101b、201:开关式反射镜面板
2、102:反射型偏振板
3、3a、103a、103b、203:液晶面板
4、4a、4b、104、104a、104b、204a、204b:吸收型偏振板
5、5a、105a、105b、205:阵列基板
6、106、206:液晶层
7、107、207:对置基板
8a、8b、108a、108b、208a、208b:透明基板
9、9a、109、209:透明配线
10、10a、110、210:透明绝缘膜
11、111、211:像素电极
12、112、212:接触部
13、113、213:共通电极
14、114:集成电路
15、115:柔性印刷基板
16、116:驱动电路
17a、17b、17c、17d、17e、17f、117a、117b:开关式反射镜器件
18、118:液晶显示装置
19、119:背光源
20、120:显示用液晶面板
21:光吸收体
22:粘接剂
PR、Pr:像素区域

Claims (15)

1.一种开关式反射镜面板,其特征在于:
从背面侧向前面侧依序包括:
反射型偏振板;
液晶面板,其具有对置的一对基板及配置在所述一对基板之间的液晶层;及
吸收型偏振板,
所述一对基板中的至少一个被分割为多个像素区域,
在所述多个像素区域的每一个中,从所述液晶层侧起依序配置有像素电极、透明绝缘膜、及与所述像素电极重叠的多个透明配线,
所述像素电极经由设在所述透明绝缘膜上的开口而与所述多个透明配线中的至少一个电连接,
利用施加于所述像素电极的电压来控制所述液晶层中的液晶分子的取向,由此,可切换为使来自所述反射型偏振板的背面侧的入射光透过所述吸收型偏振板的透明模式、与利用所述反射型偏振板对来自所述吸收型偏振板的前面侧的入射光进行反射的反射镜模式。
2.根据权利要求1所述的开关式反射镜面板,其特征在于:所述多个透明配线的长度彼此相同。
3.根据权利要求2所述的开关式反射镜面板,其特征在于:所述多个像素区域的每一个中的所述多个透明配线的数量均相同。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的开关式反射镜面板,其特征在于:
在所述像素电极与所述透明绝缘膜之间,从所述液晶层侧起依序配置有另一透明绝缘膜、及与所述像素电极重叠的另外的多个透明配线,
所述多个透明配线与所述另外的多个透明配线经由所述透明绝缘膜而以彼此相同的间距配置,且彼此不重叠。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的开关式反射镜面板,其特征在于:所述液晶面板是双折射模式的液晶面板。
6.根据权利要求5所述的开关式反射镜面板,其特征在于:所述反射型偏振板的透过轴与所述吸收型偏振板的透过轴平行。
7.根据权利要求5所述的开关式反射镜面板,其特征在于:所述反射型偏振板的透过轴与所述吸收型偏振板的透过轴正交。
8.根据权利要求5~7中任一项所述的开关式反射镜面板,其特征在于:所述双折射模式的液晶面板可切换为当使入射的偏振光透过时不改变所述偏振光的偏振状态的非着色模式、及改变所述偏振光的偏振状态的着色模式,
在所述着色模式下,当以波长550nm的光测定时,使所述双折射模式的液晶面板的相位差变为大于275nm的值。
9.根据权利要求1~4中任一项所述的开关式反射镜面板,其特征在于:所述液晶面板是旋光模式的液晶面板。
10.根据权利要求9所述的开关式反射镜面板,其特征在于:所述反射型偏振板的透过轴与所述吸收型偏振板的透过轴正交。
11.根据权利要求9所述的开关式反射镜面板,其特征在于:所述反射型偏振板的透过轴与所述吸收型偏振板的透过轴平行。
12.一种开关式反射镜器件,其特征在于:从背面侧向前面侧依序包括:具有偏振板的显示装置、及根据权利要求1~11中任一项所述的开关式反射镜面板。
13.根据权利要求12所述的开关式反射镜器件,其特征在于:所述显示装置是液晶显示装置。
14.一种开关式反射镜器件,其特征在于:
从背面侧向前面侧依序包括:光吸收体、及根据权利要求1~11中任一项所述的开关式反射镜面板。
15.一种开关式反射镜器件,其特征在于:
从背面侧向前面侧依序包括:显示装置、光吸收体、及根据权利要求1~11中任一项所述的开关式反射镜面板,
所述显示装置的显示面位于所述光吸收体的相反侧。
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