CN1128382C - 液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

将在其相对的内表面上分别具有电极的一对透明基板的间隙中封入液晶层而构成的第1液晶盒(16)和第2液晶盒(18)在视认侧顺次配置，并在第1液晶盒(16)的视认侧配置具有和易透射轴正交的振动面的能够吸收线偏振光的吸收型偏振片(12)，并且在第2液晶盒(18)的视认侧的相对侧配置具有和易透射轴正交的振动面的能够反射线偏振光的反射型偏振片(14)，由此构成设计图案有变化的液晶显示装置。

Description

液晶显示装置
技术领域
本发明涉及用作钟表(手表和时钟)及便携式信息装置等各种电子设备的显示屏的液晶显示装置。
背景技术
利用液晶显示屏显示时·分·秒等的时刻信息及日期·周·月·年等日历信息的钟表过去一直广泛应用于具有石英振荡电路的手表和座钟中。
另外，还存在利用指针显示时刻信息的模拟显示和将以数字和文字显示时刻信息及日历信息的数字式显示组合起来的组合式钟表。
此外，也提出了利用液晶显示屏构成文字板而选择性地显示各种刻度图案、或是模拟显示时针·分针·秒针等的指针的模拟式钟表(例如参考日本专利特开昭54-153066号公报)。
在钟表以外的便携式电话机及台式电子计算机、便携式游戏机、以及其他各种电子设备中，也广泛使用小型且耗电极少的反射型液晶显示装置作为显示必需信息(文字信息和图像信息)的显示屏。
用作这种液晶显示装置的现有的液晶显示屏是在其相对的内表面上分别具有电极的两片透明基板之间封入液晶的液晶盒的两侧配置上偏振片和下偏振片。于是，如果在液晶盒一对基板的电极之间施加能产生电压的电场，则液晶的光学特性会发生变化，通过对入射到液晶显示屏上的光的透射及吸收进行控制就可以显示预定的内容。
该上偏振片和下偏振片都是具有和易透射轴正交的振动面的能够吸收线偏振光的偏振片。
在采用现有的这种液晶显示屏的钟表中，在通常的正常白色模式下是以白地黑色显示来显示时刻信息和日历信息。
但是，这样仅仅以在白(明亮)地上的黑色(暗色)显示来显示时刻信息和日历信息的话，在设计上没有变化，缺乏趣味，已使消费者感到厌烦。因此，近年来数字显示式钟表的消费下降。还有，组合式钟表也不太普及，采用液晶显示屏的模拟显示式的钟表也不普及。
其他电子设备的液晶显示也是一样，一般是以白地黑显示来显示各种信息，虽然也有在反转模式下进行黑白反转显示的，但仍然缺少变化，缺乏趣味。
本发明就是有鉴于这种现状而完成的，其目的是要提供一种设计上有变化、可以清晰易读地显示钟表等各种电子设备中的信息的液晶显示装置。
发明内容
为达到上述的目的，提供如下构成的液晶显示装置。
将液晶层封入在其相对的内表面上分别具有电极的一对透明基板的间隙中而构成的第1液晶盒配置在观察侧，将第2液晶盒配置在其后侧，并在第1液晶盒的观察侧配置具有和易透射轴正交的振动面的能够吸收线偏振光的吸收型偏振片。并且，在第2液晶盒的观察侧的相对侧配置具有和易透射轴正交的振动面的能够反射线偏振光的反射型偏振片，由此构成液晶显示装置。
也可在上述反射型偏振片观察侧的相对侧设置反射板或滤色片。
在配置滤色片的场合，使用选择透过型滤色片、选择透过型色偏振片及介电体多层薄膜滤色片中的任何一种都可以。
也可在上述吸收型偏振片的观察侧配置光散射板。
也可在上述吸收型偏振片的观察侧配置光散射板，并在反射型偏振片观察侧的相对侧配置反射板或滤色片。
也可在反射型偏振片观察侧的相对侧配置滤色片，而在该滤色片的观察侧配置反射板。还有，也可在吸收型偏振片的观察侧配置光散射板。
或者，也可在上述反射型偏振片观察侧的相对侧配置背光源。
该背光源可采用场致发光光源、发光二极管阵列、热阴极管及冷阴极管中的任何一种。
在此场合，也可在反射型偏振片和背光源之间配置半透射反射板或滤色片。
在此场合也可在吸收型偏振片的观察侧配置光散射板。
也可在上述反射型偏振片和背光源之间配置滤色片和半透射反射板。
在这些液晶显示装置中，最好是将上述吸收型偏振片和反射型偏振片配置成使其各自的易透射轴相互正交或平行。
上述第1液晶盒及第2液晶盒的液晶层可由能对透射的线偏振光进行相位调制或强度调制的液晶构成。
上述第1液晶盒及第2液晶盒的液晶层可采用扭曲向列型液晶、超扭曲向列型液晶或宾主型液晶中任何一种。
在宾主型液晶的场合，可以是使初始取向为均匀(homogeneous)取向或是使初始取向为均称(homeotropic)取向的宾主型液晶。
或者是，上述第1液晶盒及第2液晶盒的液晶层也可采用强介电型液晶或反强介电型液晶。
在上述第1液晶盒的液晶层是扭曲向列型液晶或使初始取向为均匀取向或是使初始取向为均称取向的宾主型液晶的场合，上述吸收型偏振片的易透射轴和第1液晶盒的液晶层的观察侧的液晶分子的长轴方向最好是正交或平行。
在上述第1液晶盒及第2液晶盒的液晶层中的任何一个是由扭曲向列型液晶构成的场合，最好是使上述吸收型偏振片的易透射轴和第1液晶盒的液晶层的观察侧的液晶分子的长轴方向平行或正交，使上述第1液晶盒的液晶层的观察侧的相对侧的液晶分子的长轴方向和第2液晶盒的液晶层的观察侧的液晶分子的长轴方向平行或正交，使第2液晶盒的液晶层的观察侧的相对侧的液晶分子的长轴方向和上述反射型偏振片的易透射轴平行或正交。
通过使上述第1液晶盒的一对透明基板的内表面上分别形成的电极都成为整面电极，可以使之具有金属色调的光闸功能。
根据如此构成的本发明的液晶显示装置，可以在金属色调的背景内以透明或黑色或任意色显示文字及图形信息，或相反，在透明或黑色或任意色的背景内以金属色调显示文字及图形信息并且反差良好。另外，如果设置背光源，在夜间等情况下也可进行透射型显示。
附图说明
第1图为示出构成本发明液晶显示装置的第1实施方案的示意断面图。
第2图及第3图为第1图的第1液晶盒16及第2液晶盒18各自的中间部分的放大断面图。
第4图至第18图分别为示出本发明的液晶显示装置的第2实施方案至第16实施方案的构成示意断面图。
具体实施方式
下面，参考附图对根据本发明的液晶显示装置的最佳实施方案进行说明。
第1实施方案：第1图至第3图
首先，利用第1图至第3图对根据本发明的液晶显示装置的第1
实施方案进行说明。
此液晶显示装置，如图1所示，是将第1液晶盒16和第2液晶盒18在其显示区域内重合配置，在其观察侧(图中的上侧)的第1液晶盒16的观察侧配置有吸收型偏振片12。并且，在第2液晶盒18的观察侧的相对侧配置有反射型偏振片14。
此处，在第1液晶盒16观察侧设置的吸收型偏振片12是一个可以使具有与易透射轴平行的振动面的线偏振光透射并使具有与易透射轴正交的振动面的线偏振光被吸收的片状构件。
在第2液晶盒18观察侧的相对侧设置的反射型偏振片14是一个可以使具有与易透射轴正交的振动面的线偏振光反射而使具有与易透射轴平行的振动面的线偏振光透射的片状构件。
这一反射型偏振片14可以使用住友3M公司出售的光学薄膜DBEF(商品名)。
第1液晶盒16和第2液晶盒18，分别如第2及第3图放大所示，是在两片玻璃制作的透明基板1、2的周围以密封材料4包封并在其间隙中封入液晶层3。在本实施方案中，该液晶层3可使用扭曲向列型液晶。
之后，在与两片基板1、2的液晶层3相接的内表面上分别形成由氧化铟锡(ITO)制作的透明电极5、6或7、8，对该表面进行可使液晶分子在预定方向取向的取向处理。
之后，通过对这些电极5、6及电极7、8施加电压可使电极间的液晶的取向状态改变，就可以显示时刻信息及日历信息等信息。
第1液晶盒16和吸收型偏振片12的配置应使第1液晶盒16的观察侧的液晶分子的长轴方向与吸收型偏振片12的易透射轴平行。另外，第1液晶盒16和第2液晶盒18，应使第1液晶盒16的观察侧的相对侧的液晶分子的长轴方向与第2液晶盒18的观察侧的液晶分子的长轴方向平行。
第2液晶盒18和反射型偏振片14的配置应使第2液晶盒18的观察侧的相对侧的液晶分子的长轴方向与反射型偏振片14的易透射轴垂直。
还有，第1液晶盒16及第2液晶盒18的扭曲角设定为90度。
并且，设置在第1液晶盒16观察侧的吸收型偏振片12的易透射轴和设置在第2液晶盒18的观察侧的相对侧的反射型偏振片14的易透射轴应配置为正交。
在此液晶显示装置中，在第1液晶盒16和第2液晶盒18的各电极之间未施加电压的关闭状态中，从观察侧入射到吸收型偏振片12的光线的一半为吸收型偏振片12所吸收，剩余的一半具有与吸收型偏振片12的易透射轴平行的振动面的线偏振光则透过并入射到第1液晶盒16上，并由于导光效应使偏振方向扭转预定的扭曲角(在此场合为90°)。
接着，入射到第2液晶盒18上的入射光，由于导光效应使偏振面按扭曲角大小发生扭转。
由于第2液晶盒18观察侧的相对侧的液晶分子的长轴方向和设置在第2液晶盒18的观察侧的相对侧的反射型偏振片14易透射轴的方向正交，所以从第2液晶盒18射出的光线会在反射型偏振片14上发生镜面反射。
这一反射光，按照第2液晶盒18和第1液晶盒16的顺序传播，而且由于导光效应而成为具有与设置在第1液晶盒16观察侧的吸收型偏振片12的易透射轴平行的方向上的振动面的线偏振光，所以按原样透过吸收型偏振片12而从观察侧射出。于是观察者就可观察到从反射型偏振片14所反射的金属色调的反射光。
接着，如在第1液晶盒16上的电极5、6之间施加电压使液晶分子成为均称取向，则第1液晶盒16的导光效应消失。于是，吸收型偏振片12的易透射轴方向上的入射光的振动分量其振动面就不发生转动而入射到第2液晶盒18。也即等同于在由吸收型偏振片12和反射型偏振片14组成的偏振片对之间夹持第2液晶盒18。
此处，假设第1液晶盒16的电极5、6为整面电极，如果使第2液晶盒18的电极7、8形成为用于显示文字及图形的预定图形模式或点阵的各行或列的带状形式，由于在第2液晶盒18的电极7、8之间施加电压而处于透过状态的部分失掉导光效应，则具有与吸收型偏振片12的易透射轴平行方向的振动面的线偏振光，因为按原样透过而成为具有与反射型偏振片14的易透射轴正交方向的振动面的线偏振光，就由反射型偏振片14产生镜反射。于是，观察者就可观察到金属色调的反射光。
在第2液晶盒18的电极7、8之间未施加电压而处于截止状态的部分中，由于入射到第2液晶盒18且具有与吸收型偏振片12的易透射轴平行方向的振动面的线偏振光扭转90°，而成为具有与反射型偏振片14的易透射轴平行方向的振动面的线偏振光，就全部透过该反射型偏振片14而成为可看到底色的透视状态。如果在反射型偏振片14的下侧配置光吸收构件或着色构件，则可看到黑色或该着色构件的颜色。
这样，在此第1实施方案的液晶显示装置中，因为在第1液晶盒16和第2液晶盒18都处于关闭状态时，全部表面就显示金属色调，而在第1液晶盒16的电极(整面电极)5、6之间施加有电压而处于透过状态时，就成为透明状态，所以通过在第1液晶盒16上施加电压或不施加电压就可以开闭金属色调的光闸。
另外，在第1液晶盒16的电极5、6之间施加有电压的状态下，通过在第2液晶盒18的所需电极7、8之间施加电压，可以仅仅使所需显示部分成为金属色调的显示状态，于是就可以显示金属色调的信息。
因此，与以白地黑色显示来显示时刻信息及日历信息等信息的数字显示的液晶显示装置比较，这种液晶显示装置可以做到不仅反差高，而且设计上富于变化，更有趣味。
所以，如使用这种液晶显示装置，就可以提供设计上有变化的电子钟表等电子设备。
另外，此处也可以采取使在上下方配置将第1液晶盒16和第2液晶盒18夹在中间的吸收型偏振片12的易透射轴和反射型偏振片14的易透射轴相互平行的配置方法。
如采用这样的构成方式，则与前述相反，在第1液晶盒16和第2液晶盒18两者都处于关闭状态时，具有平行于吸收型偏振片12的易透射轴的振动面的线偏振光，由于第1液晶盒16及第2液晶盒18的导光效应而各扭转90°，即共转动180°而成为具有反射型偏振片14的易透射轴方向的振动面的线偏振光。所以，该光线全部透过反射型偏振片14而成为透视状态。
在仅仅在第1液晶盒16的整面电极5、6之间施加电压的场合，显示是由反射型偏振片14的反射特性决定的金属色调显示。
另外，在使第1液晶盒16保持透过状态(on)不变的情况下，如果只在第2液晶盒18上在用于显示文字及时刻所需要的电极7、8上施加电压，就可以在由反射型偏振片14的反射特性决定的金属色调显示中显示文字及时刻等。
另外，也可以利用第1液晶盒16的电极5、6形成文字及图形等的预定图形模式，使第2液晶盒18的电极7、8作为整面电极。
此时，配置应使配置于观察侧的吸收型偏振片12的易透射轴和第1液晶盒16观察侧的液晶分子的长轴方向一致。
此外，除扭曲向列型液晶以外，也可以使用宾主型液晶作为此液晶显示装置的第1液晶盒16及第2液晶盒18的一方或其两者的液晶层3。
此宾主型液晶是在作为溶剂的液晶中，将二色性染料作为溶质溶解而成的混合系液晶。如借助电场使该液晶分子的取向状态改变，就可以控制二色性染料的取向随液晶分子运动的改变而对从固定方向入射的光线的吸收进行调制来显示彩色。
另外，这种液晶层3也可以采用超扭曲向列型液晶、强介电型液晶或反强介电型液晶。
第2实施方案：第4图
下面根据第4图说明本发明的液晶显示装置的第2实施方案。在此第4图中，和第1图相同的部分采用同一符号。另外，第1液晶盒16及第2液晶盒18的构成也与第2图至第3图所示的第1实施方案相同。这些与以后的第5图至第18图也相同。
在此第4图所示的液晶显示装置中，与前述的第1图所示的第1实施方案的不同之处在于在设置在第1液晶盒16观察侧相对侧的反射型偏振片14观察侧的相对侧(图中的下侧)处设置有反射板20。
此反射板20是在薄膜状的基板上形成的铝或镍等的金属薄膜构件。
在此液晶显示装置中，由于在反射型偏振片14的下侧配置有反射板20，所以透过反射型偏振片14的线偏振光为反射板20所反射并通过相反的路径向观察侧射出。
所以，通过设定反射型偏振片14的反射特性和反射板20的反射特性的差别，就可以利用在第1液晶盒16上施加电压和不施加电压而切换反射特性。
这时，如果在第2液晶盒18的电极上形成文字及时刻显示用的预定图形模式，则由于第2液晶盒18的电压施加单元失掉导光效应，如果具有平行于吸收型偏振片12的易透射轴的振动面的线偏振光入射，就将按原样透过，并作为具有与反射型偏振片14的易透射轴正交的反射轴方向的振动面的线偏振光而入射到反射型偏振片14。因此，该入射光就被反射型偏振片14全反射而向观察侧射出，并且观察者可观察到由反射型偏振片14所具有的反射特性决定的金属色调的反射光。
这样，在此液晶显示装置中，在第1液晶盒16和第2液晶盒18的任何一个都不施加电压时，整个表面显示由反射型偏振片14的反射特性所决定的金属色调。另外，在第1液晶盒16的整面电极上施加电压时，因为反射特性由反射板20的反射特性决定，所以利用在第1液晶盒16施加或不施加电压就可以开关金属色调的光闸。
另外，在第1液晶盒16的整面电极上施加有电压的状态下，利用在第2液晶盒18的预定图形模式的电极上施加电压，可以以反射型偏振片14的反射特性决定的金属色调只显示预定图形模式部分。
因此，与现有的在白地上以由吸收型偏振片的吸收特性决定的黑色显示来显示各种信息的液晶显示装置相比，由于本实施方案的液晶显示装置可通过切换反射型偏振片14和反射板20的反射特性而产生反差，结构上可以做到设计上有变化和有趣味。
如果将这一液晶显示装置应用于钟表(主要是手表)上，就可提供设计上有变化的数字显示钟表。
另外，在本实施方案中，采用的结构是在第2液晶盒18的观察侧的相对侧配置的反射型偏振片14的下侧设置反射板20。
这样，如在反射型偏振片14的下侧配置反射板20，即使反射板20是消偏振型，透过反射型偏振片14的光线可在反射板20和反射型偏振片14的里侧之间反复反射而提高光的利用率。因此，可以做到反差大的明亮显示。
另外，在此处也可以将夹持第1液晶盒16和第2液晶盒18  在其上下配置的吸收型偏振片12和反射型偏振片14配置成为其易透射轴相互平行。
如这样配置，则与前述说明相反，在第1液晶盒16和第2液晶盒18两者上都施加电压时，显示由反射板20的反射特性决定，而只在第1液晶盒16的整面电极上施加电压时，显示为由反射型偏振片14的反射特性所决定的金属色调。
此外，在使第1液晶盒16保持施加电压不变的情况下，如果在第2液晶盒18上用于显示文字及图形等的预定电极上施加电压，就可以在由反射型偏振片14的反射特性决定的金属色调显示中显示由反射板20的反射特性决定的文字及图形等。
此处，当然勿须说，也可在第1液晶盒16上形成为显示文字及图形等所必需的图形模式的电极，而在第2液晶盒18上形成整面电极。
在此场合，配置应使配置于观察侧的吸收型偏振片12的易透射轴和观察侧的第1液晶盒16的液晶分子的长轴方向一致。
其他的各种改变也与第1实施方案的场合同样可能。
第3实施方案：第5图
下面根据第5图说明本发明的液晶显示装置的第3实施方案。在此第5图所示的液晶显示装置中，与前述的第1图所示的第1实施方案的液晶显示装置不同之处在于，在设置在第2液晶盒18观察侧相对侧的反射型偏振片14观察侧的相对侧(图中的下侧)处设置有滤色片24。
这一滤色片24，使用选择透过型色偏振片、介电体多层薄膜滤色片或选择透过型滤色片中的任何一种都可以。
选择透过型色偏振片所具有的性质为可使具有与易透射轴平行的振动面的线偏振光的所有波长的光都透过，而对于具有与易透射轴正交的振动面的线偏振光则只有特定波长的光(特定颜色的光)可透过，其他波长的光被吸收。
介电体多层薄膜滤色片系由具有不同折射率的多层介电体迭层而成，在入射光中，特定波长的光被反射，其他波长的光透过。
选择透过型滤色片就是在入射光中仅仅使特定波长的光透过而吸收其他波长的光的最普通的滤色片。例如，可以采用将特定颜色的颜料分散混合于有机树脂中的颜料分散涂膜。
在此液晶显示装置中，由于在反射型偏振片14的下侧配置有滤色片24，所以透过反射型偏振片14的线偏振光由滤色片24的特性所决定的反射特性产生反射。
此时，在采用反射型器件作为滤色片24的场合，成为由滤色片24的反射谱决定的反射色，而在采用吸收型器件作为滤色片24的场合，可以得到暗淡的色调。所以，通过在第1液晶盒16上施加电压和不施加电压就可以切换反射型偏振片14的反射特性和滤色片24的反射及吸收特性。
这时，如果在第2液晶盒18上形成用于显示文字及图形等的预定图形模式的电极，则由于第2液晶盒18的电压施加单元失掉导光效应，则具有平行于吸收型偏振片12的易透射轴的振动面的线偏振光可以作为具有与反射型偏振片14的易透射轴正交的反射轴方向的振动面的线偏振光而入射到反射型偏振片14。因此，该入射线偏振光就被反射型偏振片14全反射，于是观察者可观察到由反射型偏振片14所具有的反射特性决定的金属色调的反射光。
这样，在此液晶显示装置中，在第1液晶盒16和第2液晶盒18的任何一个上都不施加电压时，整个表面显示由反射型偏振片14的反射特性所决定的金属色调。在第1液晶盒16的整面电极上施加电压时，因为特性由滤色片24的反射及吸收特性决定，所以利用在第1液晶盒16施加或不施加电压就可以开关金属色调的光闸。
另外，在第1液晶盒16的整面电极上施加有电压的状态下，利用在第2液晶盒18的预定图形模式的电极上施加电压，可以在由滤色片24的反射及吸收特性决定的背景色中以由反射型偏振片14的反射特性所决定的金属色调来只显示预定的图形模式部分。
因此，与现有的在白地上以由吸收型偏振片的吸收特性决定的黑色显示来显示各种信息的液晶显示装置相比，由于本实施方案的液晶显示装置可通过切换反射型偏振片14和滤色片24的反射及吸收特性而产生反差，结构上可以做到设计上有变化和有趣味。
另外，在本实施方案中，采用的结构是在第2液晶盒18的认侧的相对侧配置的反射型偏振片14的下侧设置有滤色片24。
这样，如在反射型偏振片14的下侧配置滤色片24，即使滤色片24是消偏振型，透过反射型偏振片14的光线可在滤色片24和反射型偏振片14的里侧之间反复反射而提高光的利用率。因此，可以做到反差大的明亮显示。
另外，如将滤色片24这样配置在反射型偏振片14的下侧，就可以使透过反射型偏振片14的光线的特定波长被滤色片24反射及吸收。因此，在应用于钟表用的液晶显示装置的场合，就可以使用数字显示时·分·秒等的时刻信息及日·周·月·年等日历信息的区域或背景，或是以模拟方式显示时针·分针·秒针的指针的区域或背景彩色化。
另外，在此处也可以将夹持第1液晶盒16和第2液晶盒18而在其上下配置的吸收型偏振片12和反射型偏振片14配置为它们的易透射轴相互平行。
如这样配置，则与前述说明相反，在第1液晶盒16和第2液晶盒18两者上都不施加电压时，显示由滤色片24的反射及吸收特性决定，而只在第1液晶盒16的整面电极上施加电压时，显示为由反射型偏振片14的反射特性所决定的金属色调。
此外，在使第1液晶盒16保持施加电压不变的情况下，如果在第2液晶盒18的用于显示文字及图形的预定电极上施加电压，就可以在由反射型偏振片14的反射特性决定的金属色调显示中显示由滤色片24的反射及吸收特性决定的色调的文字及图形等。
此处，当然勿须说，也可在第1液晶盒16上形成显示文字及图形等所必需的图形模式的电极，而在第2液晶盒18上形成整面电极。
此时，应使配置于观察侧的吸收型偏振片12的易透射轴和观察侧的第1液晶盒16的液晶分子的长轴方向一致。
其他的各种变更也与第1实施方案的场合同样是可能的。
第4实施方案：第6图
下面根据第6图说明本发明的液晶显示装置的第4实施方案。在此第6图所示的液晶显示装置中，与前述的第1图所示的第1实施方案的液晶显示装置不同之处在于在设置在第1液晶盒16观察侧的反射型偏振片14的观察侧处设置有光散射板22。
这一光散射板22，例如，可以在薄膜状基板上将氧化硅的二氧化硅颗粒、丙烯酸酯类珠粒或钙粉末与粘合剂混合而成的混合物涂敷而形成。
这样，如果在配置于第1液晶盒16的观察侧的吸收型偏振片12的观察侧设置光散射板22，就可以使入射到此液晶显示装置或由其中射出的光线从观察侧观察成为被光散射板22向前方散射或向后方散射。
观察者可通过光散射板22观察到由反射型偏振片14所反射的金属色调的反射光。因此，可以根据光散射板22的特性改变金属色调的程度，例如在采用从观察侧观察时向后方散射性大的光散射板22的场合，金属色调可变换为白色。
所以，利用光散射板22的光散射就可以显示白色，可以使显示各种信息的背景的金属色调显示为柔和的色调。因此，通过使用此液晶显示装置就可以提供优质显示的钟表等电子设备。
其他的各种改变也与第1实施方案的场合同样可能。
第5实施方案：第7图
下面根据第7图说明本发明的液晶显示装置的第5实施方案。在此第7图所示的液晶显示装置中，与前述的第1图所示的第1实施方案的不同之处在于在设置在第2液晶盒18的观察侧的相对侧的反射型偏振片14的观察侧的相对侧(图中的下侧)处设置有滤色片24。
这一滤色片24，与第5图中所示的第3实施方案的场合一样，使用选择透过型色偏振片、介电体多层薄膜滤色片或选择透过型滤色片等。
因为利用此实施方案的液晶显示装置的作用效果是设置第5图所示的滤色片24的第3实施方案的液晶显示装置及设置第6图所示的光散射板22的第4实施方案的液晶显示装置两者的组合效果，此处不赘述。
其他的各种改变也与第1实施方案的场合同样可能。
第6实施方案：第8图
下面根据第8图说明本发明的液晶显示装置的第6实施方案。在此第8图所示的液晶显示装置中，与前述的第7图所示的第5实施方案的不同之处在于在反射型偏振片14的观察侧的相对侧(下侧)处设置反射板20代替滤色片24。
此反射板20，与第4图所示的第2实施方案中的相同，是在薄膜状的基板上蒸镀铝及镍等金属薄膜而形成的构件。
设置在吸收型偏振片12的观察侧的光散射板22是在薄膜状基板上将氧化硅的二氧化硅颗粒、丙烯酸酯类珠粒或钙粉末与粘合剂混合而成的混合物涂敷而形成。这也与第6图及第7图所示的第4、第5实施方案的液晶显示装置中设置的光散射板22一样。
因为利用此第6实施方案的液晶显示装置的作用效果是设置第4图所示的反射板20的第2实施方案及设置第6图所示的光散射板22的第4实施方案两者的组合效果，此处不赘述。
其他的各种改变也与第1实施方案的场合同样可能。
第7实施方案：第9图
下面根据第9图说明本发明的液晶显示装置的第7实施方案。在此第9图所示的液晶显示装置中，与第5图所示的第3实施方案的液晶显示装置的不同之处在于在设置在反射型偏振片14观察侧的相对侧(下侧)的滤色片24的观察侧的相对侧(下侧)处设置有反射板20。
关于这一滤色片24的说明与第5图所示的第3实施方案中的说明相同，而关于反射板20的说明则与第4图所示的第2实施方案的说明相同。
这样，在此实施方案的液晶显示装置中，在反射型偏振片14的下侧配置有滤色片24，并且在其下侧配置有反射板20。
因此，透过反射型偏振片14的线偏振光由滤色片24和反射板20的特性所决定的反射特性所反射。所以，通过在第1液晶盒16上施加电压和不施加电压就可以切换反射型偏振片14的反射特性和滤色片24及反射板20的反射和吸收特性。
这时，如果在第2液晶盒18上形成用于显示文字及图形等的预定图形模式的电极上施加电压，则该部分的液晶层失掉导光效应。因此，具有平行于吸收型偏振片12的易透射轴的振动面的线偏振光可以按原样透过第2液晶盒18。所以，入射到反射型偏振片14的线偏振光的振动面就具有与反射型偏振片14的易透射轴正交的反射轴方向的振动面。
因此，入射到反射型偏振片14的线偏振光就被此反射型偏振片14全部反射，于是观察者可观察到由反射型偏振片14所具有的反射特性决定的金属色调的反射光。
这样，在此实施方案的液晶显示装置中，在第1液晶盒16和第2液晶盒18上不施加电压时，整个表面显示由反射型偏振片14的反射特性所决定的金属色调。另外，在第1液晶盒16的整面电极上施加电压时，反射特性由滤色片24及反射板20的吸收及反射特性决定。所以，利用在第1液晶盒16施加或不施加电压就可以开关金属色调的光闸。
另外，在第1液晶盒16的整面电极上施加有电压的状态下，利用在第2液晶盒18的预定图形模式的电极上施加电压，可以在由滤色片24的反射及吸收特性决定的背景色中以由反射型偏振片14的反射特性所决定的金属色调来只显示预定图形模式部分。
因此，与现有的在白地上以由吸收型偏振片的吸收特性决定的黑色显示来显示各种信息的液晶显示装置相比，由于本实施方案的液晶显示装置可通过切换反射型偏振片14和滤色片24及反射板20的吸收及反射特性而产生反差，结构上可以做到设计上有变化和有趣味。
这样，如在反射型偏振片14的下侧配置这样配置的滤色片24及反射板20，即使滤色片24及反射板20是消偏振型，透过反射型偏振片14的光线可在滤色片24及反射板20和反射型偏振片14的里侧之间反复反射而提高光的利用率，从而可以做到反差大的明亮显示。
另外，在将这一液晶显示装置应用于钟表的场合，就可以通过将滤色片24和反射板20进行组合而将透过反射型偏振片14的光线的特定波长反射及吸收，就可以使用数字显示时·分·秒等的时刻信息及日·周日·月·年等日历信息的区域或背景，或是以模拟方式显示时针·分针·秒针的指针的区域或背景彩色化。
其他的各种改变也与第1实施方案的场合同样可能。
第8实施方案：第10图
下面根据第10图说明本发明的液晶显示装置的第8实施方案。在此第10图所示的液晶显示装置中，与第9图所示的第7实施方案的液晶显示装置的不同之处在于在设置在第1液晶盒16的观察侧设置的吸收型偏振片12的观察侧设置有光散射板22。
此光散射板22与第6图所示的第4实施方案中设置的一样，是在薄膜状基板上将氧化硅的二氧化硅颗粒、丙烯酸酯类珠粒或钙粉末与粘合剂混合而成的混合物涂敷而形成。
因为利用此实施方案的液晶显示装置的作用效果是设置前述滤色片24及反射板20的第7实施方案的液晶显示装置及设置第6图所示的光散射板22的第4实施方案的液晶显示装置两者的组合效果，此处不赘述。
其他的各种改变也与第1实施方案的场合同样可能。
第9实施方案：第11图
下面根据第11图说明本发明的液晶显示装置的第9实施方案。在此第11图所示的液晶显示装置中，与前述的第1图所示的第1实施方案的的液晶显示装置的不同之处在于在设置在第2液晶盒18观察侧的相对侧的反射型偏振片14的观察侧的相对侧(下侧)处设置有背光源26。
此背光源26，可采用场致发光(EL)光源、发光二极管(LED)阵列、热阴极管及冷阴极管中的任何一种。不过，最好是采用面发光体的场致发光光源。
此液晶显示装置，因为背光源26是配置在反射型偏振片14的下侧，例如在第1液晶盒16的整面电极上施加电压的状态下，在第2液晶盒18上的用于显示文字及图形等的预定图形模式的电极上施加电压的场合，在文字及图形等预定的图形模式部分以外，如果背光源26点亮，则在其发出的光线中，具有反射型偏振片14的易透射轴方向的振动面的线偏振光将透过反射型偏振片14入射到第2液晶盒18上并根据其导光效应而使振动方向转动。
此时，因为第1液晶盒16的导光效应消失，使入射的线偏振光按原样透过而成为具有与吸收型偏振片12的易透射轴平行的振动面的线偏振光，它透过吸收型偏振片12向观察侧射出。
另外，从背光源26发出的光线中，具有反射型偏振片14的反射轴方向的振动面的线偏振光将由反射型偏振片14反射，而其一部分在背光源26的表面再反射，而在解消偏振光场合其一部分成为具有反射型偏振片14的易透射方向的振动面的线偏振光而透过反射型偏振片14。
这样，在此实施方案的液晶显示装置中，不仅可利用外来光进行反射型显示，而且可以进行光利用率很高的利用背光源的透光型显示。
因为其他的构成及作用效果与第1图所示的第1实施方案的液晶显示装置相同，其说明省略。
对第1实施方案说明的各种变形例在本实施方案中也同样可以实施。
第10实施方案：第12图
下面根据第12图说明本发明的液晶显示装置的第10实施方案。在此第12图所示的液晶显示装置中，与第11图所示的第9实施方案的液晶显示装置的不同之处在于在反射型偏振片14和设置在其观察侧的相对侧(下侧)处设置的背光源26之间设置有半透射反射板28。
此半透射反射板28是在薄膜状的基板上形成的可以使入射的一部分光线透过的铝或镍等的金属薄膜的构件。
此液晶显示装置，因为在反射型偏振片14的下侧配置有半透射反射板28，透过反射型偏振片14的线偏振光由半透射反射板28反射一半。
然而，通过设定反射型偏振片14的反射特性和半透射反射板28的反射特性的差别，就可以利用在第1液晶盒16上施加电压和不施加电压而切换反射特性。
因此，在第1液晶盒16和第2液晶盒18的任何一个都不施加电压时，整个表面显示由反射型偏振片14的反射特性所决定的金属色调。在第1液晶盒16的整面电极上施加电压时，因为反射特性由半透射反射板28的反射特性决定，所以利用在第1液晶盒16施加或不施加电压就可以开关金属色调的光闸。
另外，在第1液晶盒16的整面电极上施加有电压的状态下，利用在第2液晶盒18的预定图形模式的电极上施加电压，可以以反射型偏振片14的反射特性决定的金属色调只显示预定图形模式部分。
另外，在此处也可以将夹持第1液晶盒16和第2液晶盒18而在其上下配置的吸收型偏振片12和反射型偏振片14配置成为其易透射轴相互平行。
如这样配置，则与前述说明相反，在第1液晶盒16和第2液晶盒18两者上都不施加电压时，整个表面由反射板20的反射特性决定，而只在第1液晶盒16的整面电极上施加电压时，显示为由反射型偏振片14的反射特性所决定的金属色调。
此外，在使第1液晶盒16保持施加电压不变的情况下，如果在第2液晶盒18上用于显示文字及图形等的预定电极上施加电压，就可以在由反射型偏振片14的反射特性决定的金属色调显示中显示由半透射反射板28的反射特性决定的文字及图形等。
此处，当然勿须说，也可在第1液晶盒16上形成为显示文字及图形等所必需的图形模式的电极，而在第2液晶盒18上形成整面电极。
此时，应使配置于观察侧的吸收型偏振片12的易透射轴和观察侧的第1液晶盒16的液晶分子的长轴方向一致。
另外，对第1实施方案说明的各种变形例在本实施方案中也同样可以实施。
第11实施方案：第13图
下面根据第13图说明本发明的液晶显示装置的第11实施方案。在此第13图所示的液晶显示装置中，与第12图所示的第10实施方案的的液晶显示装置的不同之处在于在反射型偏振片14和设置在其观察侧的相对侧(下侧)处设置的背光源26之间设置有滤色片24来代替半透射反射板28。
这一滤色片24，可使用选择透过型色偏振片、介电体多层薄膜滤色片或选择透过型滤色片等。
在此液晶显示装置中，由于在反射型偏振片14的下侧配置有滤色片24，所以透过反射型偏振片14的线偏振光由滤色片24的特性所决定的反射特性所反射。
此时，在采用反射型器件作为滤色片24的场合，成为由滤色片24的反射谱决定的反射色，而在采用吸收型器件作为滤色片24的场合，可以得到暗淡的色调。
所以，通过在第1液晶盒16上施加电压和不施加电压就可以切换反射型偏振片14的反射特性和滤色片24的反射及吸收特性。
这时，由于在第2液晶盒18上的用于显示文字及图形的预定图形模式的电极上施加电压的部分的液晶层失掉导光效应，则具有平行于吸收型偏振片12的易透射轴的振动面的线偏振光将成为具有与反射型偏振片14的反射轴方向的振动面的线偏振光。
因此，该入射线偏振光就被反射型偏振片14全反射，于是观察者可观察到由反射型偏振片14所具有的反射特性决定的金属色调的反射光。
在第1液晶盒16和第2液晶盒18的任何一个上都不施加电压时，整个表面显示由反射型偏振片14的反射特性所决定的金属色调。在第1液晶盒16的整面电极上施加电压时，因为特性由滤色片24的反射及吸收特性决定，所以利用在第1液晶盒16施加或不施加电压就可以开关金属色调的光闸。
另外，在第1液晶盒16的整面电极上施加有电压的状态下，利用在第2液晶盒18的预定图形模式的电极上施加电压，可以在由滤色片24的反射及吸收特性决定的背景色中以由反射型偏振片14的反射特性所决定的金属色调来只显示预定图形模式部分。
此外，在此液晶显示装置中，由于背光源26配置在滤色片24之下侧，在背光源26点亮时其作用如下。
例如在第1液晶盒16的整面电极上施加电压的状态下，在第2液晶盒18上的用于显示文字及图形等的预定图形模式的电极上施加电压的场合，在文字及图形等预定的图形模式部分以外，射出背光源26并透过滤色片24，而具有与反射型偏振片14的易透射轴平行方向的振动面的线偏振光透过反射型偏振片14并由于第2液晶盒18的导光效应而使振动方向转动。
此时，因为第1液晶盒16失掉导光效应，就按原样透过吸收型偏振片12。
另外，在射出背光源26并透过滤色片24的光线中，具有反射型偏振片14的反射轴方向的振动面的线偏振光将由反射型偏振片14反射，而其一部分在背光源26的表面再反射，而在消偏振光场合其一部分成为具有反射型偏振片14的易透射方向的振动面的线偏振光而透过反射型偏振片14。
这样，在此实施方案的液晶显示装置中，不仅可利用外来光进行反射型显示，而且可以进行光利用率很高的利用背光源的透光型显示。
因为其他的构成及作用效果与第12图所示的第10实施方案相同，其说明省略。
另外，对第1实施方案说明的各种变形例在本实施方案中也同样可以实施。
第12实施方案：第14图
下面根据第14图说明本发明的液晶显示装置的第12实施方案。在此第14图所示的液晶显示装置中，与第11图所示的第9实施方案的液晶显示装置的不同之处在于在吸收型偏振片12的观察侧设置有光散射板22。
这一光散射板22，例如，可以在薄膜状基板上将氧化硅的二氧化硅颗粒、丙烯酸酯类珠粒或钙粉末与粘合剂混合而成的混合物涂敷而形成。此光散射板22的作用效果与第6图所示的第4实施方案的场合相同。因为其他的作用效果也与第11图所示的第9实施例的液晶显示装置相同，其说明省略。
另外，对第1实施方案说明的各种变形例在本实施方案中也同样可以实施。
第13实施方案：第15图
下面根据第15图说明本发明的液晶显示装置的第13实施方案。在此第15图所示的液晶显示装置中，与第14图所示的第12实施方案的的液晶显示装置的不同之处在于在反射型偏振片14和背光源26之间设置有滤色片24。
由于此滤色片24的具体例子及作用效果与第13图所示的第11实施方案相同，其说明省略。
另外，对第1实施方案说明的各种变形例在本实施方案中也同样可以实施。
第14实施方案：第16图
下面根据第16图说明本发明的液晶显示装置的第14实施方案。在此第16图所示的液晶显示装置中，与第14图所示的第12实施方案的的液晶显示装置的不同之处在于在反射型偏振片14和背光源26之间设置半透射反射板28。
由于此半透射反射板28的具体例子及作用效果与第12图所示的第10实施方案相同，其说明省略。
另外，对第1实施方案说明的各种变形例在本实施方案中也同样可以实施。
第15实施方案：第17图
下面根据第17图说明本发明的液晶显示装置的第15实施方案。在此第17图所示的液晶显示装置中，与第13图所示的第11实施方案的的液晶显示装置的不同之处在于在反射型偏振片14的观察侧的相对侧设置的滤色片24和背光源26之间设置有半透射反射板28。
由于此液晶显示装置的作用效果是第12图所示的第10实施方案和第13图所示的第11实施方案的组合效果，其说明省略。
另外，对第1实施方案说明的各种变形例在本实施方案中也同样可以实施。
第16实施方案：第18图
最后，根据第18图说明本发明的液晶显示装置的第16实施方案。在此第18图所示的液晶显示装置中，与第17图所示的第15实施方案的的液晶显示装置的不同之处在于在吸收型偏振片12的观察侧设置有光散射板22。
由于此光散射板22的具体例子及作用效果与第6图所示的第4实施方案相同，其说明省略。
另外，对第1实施方案说明的各种变形例在本实施方案中也同样可以实施。
产业上的利用可能性
如上所述，根据本发明的液晶显示装置，可以在金属色调的背景内以透视状态或黑色或任意颜色来显示文字及图形等信息。或者是反过来，可以在透视状态或黑色或任意颜色的背景内显示金属色调的文字及图形等，或是都以金属色调来进行高反差显示。此外，也可以进行柔和的金属显示及点亮背光源的透过型彩色显示。
因而不仅可以提供视认性良好的单色彩色显示，而且可以提供富于设计性并且具有趣味性的液晶显示装置。
因此，如在钟表等各种电子设备，特别是形态用电子设备中采用本发明的液晶显示装置，就可以提供富于设计性并且具有趣味性的电子设备。

Claims (45)

1.一种液晶显示装置，具有在其相对的内表面上分别具有电极的一对透明基板的间隙中封入液晶层而构成的液晶盒，在该液晶盒的观察侧和观察侧的相对侧分别设置有偏振片，其特征在于：
上述液晶盒由第1液晶盒和第2液晶盒层叠而成，该第1液晶盒配置在第2液晶盒的观察侧；
在上述第1液晶盒的观察侧配置的偏振片是吸收具有和易透射轴正交的振动面的线偏振光的吸收型偏振片；
在上述第2液晶盒的观察侧的相对侧配置的偏振片是反射具有和易透射轴正交的振动面的线偏振光的反射型偏振片；且
上述第1液晶盒和上述第2液晶盒中的一个是显示文字和图形等的信息的液晶盒，而另一个是改变上述一个液晶盒的上述信息或其背景的液晶盒。
2.权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，在上述反射型偏振片观察侧的相对侧设置反射板。
3.权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，在上述反射型偏振片观察侧的相对侧设置滤色片。
4.权利要求3所述的液晶显示装置，其特征在于，上述滤色片可以是选择透过型滤色片、选择透过型色偏振片及介电体多层薄膜滤色片中的任何一种。
5.权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，在上述吸收型偏振片的观察侧配置光散射板。
6.权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，在上述吸收型偏振片的观察侧配置光散射板，并在反射型偏振片观察侧的相对侧配置滤色片。
7.权利要求6所述的液晶显示装置，其特征在于，上述滤色片可以是选择透过型滤色片、选择透过型色偏振片及介电体多层薄膜滤色片中的任何一种。
8.权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，在上述吸收型偏振片的观察侧配置光散射板，并在反射型偏振片观察侧的相对侧配置反射板。
9.权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，在上述反射型偏振片观察侧的相对侧配置滤色片，并在该滤色片的观察侧的相对侧配置反射板。
10.权利要求9所述的液晶显示装置，其特征在于，上述滤色片可以是选择透过型滤色片、选择透过型色偏振片及介电体多层薄膜滤色片中的任何一种。
11.权利要求9所述的液晶显示装置，其特征在于，在上述吸收型偏振片的观察侧配置光散射板。
12.权利要求11所述的液晶显示装置，其特征在于，上述滤色片可以是选择透过型滤色片、选择透过型色偏振片及介电体多层薄膜滤色片中的任何一种。
13.权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，在上述反射型偏振片观察侧的相对侧配置背光源。
14.权利要求13所述的液晶显示装置，其特征在于，上述背光源可以是场致发光光源、发光二极管阵列、热阴极管及冷阴极管中的任何一种。
15.权利要求13所述的液晶显示装置，其特征在于，在上述反射型偏振片和上述背光源之间配置半透射反射板。
16.权利要求13所述的液晶显示装置，其特征在于，在上述反射型偏振片和上述背光源之间配置滤色片。
17.权利要求16所述的液晶显示装置，其特征在于，上述滤色片可以是选择透过型滤色片、选择透过型色偏振片及介电体多层薄膜滤色片中的任何一种。
18.权利要求16所述的液晶显示装置，其特征在于，在上述滤色片和上述背光源之间配置半透射反射板。
19.权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，在上述吸收型偏振片的观察侧配置光散射板，并在上述反射型偏振片观察侧的相对侧配置背光源。
20.权利要求19所述的液晶显示装置，其特征在于，上述背光源可以是场致发光光源、发光二极管阵列、热阴极管及冷阴极管中的任何一种。
21.权利要求19所述的液晶显示装置，其特征在于，在上述反射型偏振片和上述背光源之间配置滤色片。
22.权利要求21所述的液晶显示装置，其特征在于，上述滤色片可以是选择透过型滤色片、选择透过型色偏振片及介电体多层薄膜滤色片中的任何一种。
23.权利要求19所述的液晶显示装置，其特征在于，在上述反射型偏振片和上述背光源之间配置半透射反射板。
24.权利要求21所述的液晶显示装置，其特征在于，在上述滤色片和上述背光源之间配置半透射反射板。
25.权利要求1至24任何一项所述的液晶显示装置，其特征在于，上述吸收型偏振片和反射型偏振片配置成使其各自的易透射轴相互正交或平行。
26.权利要求1至24任何一项所述的液晶显示装置，其特征在于，上述第1液晶盒及第2液晶盒的液晶层可由对透射的线偏振光进行相位调制或强度调制的液晶构成。
27.权利要求26所述的液晶显示装置，其特征在于，上述第1液晶盒的液晶层由扭曲向列型液晶组成。
28.权利要求26所述的液晶显示装置，其特征在于，上述第1液晶盒的液晶层由超扭曲向列型液晶组成。
29.权利要求26所述的液晶显示装置，其特征在于，上述第1液晶盒的液晶层由宾主型液晶组成。
30.权利要求29所述的液晶显示装置，其特征在于，上述宾主型液晶是使初始取向为均匀取向的宾主型液晶。
31.权利要求29所述的液晶显示装置，其特征在于，上述宾主型液晶是使初始取向为均称取向的宾主型液晶。
32.权利要求26所述的液晶显示装置，其特征在于，上述第1液晶盒的液晶层由强介电型液晶组成。
33.权利要求26所述的液晶显示装置，其特征在于，上述第1液晶盒的液晶层由反强介电型液晶组成。
34.权利要求26所述的液晶显示装置，其特征在于，上述第2液晶盒的液晶层由扭曲向列型液晶组成。
35.权利要求26所述的液晶显示装置，其特征在于，上述第2液晶盒的液晶层由超扭曲向列型液晶组成。
36.权利要求26所述的液晶显示装置，其特征在于，上述第2液晶盒的液晶层由宾主型液晶组成。
37.权利要求36所述的液晶显示装置，其特征在于，上述宾主型液晶是使初始取向为均匀取向的宾主型液晶。
38.权利要求36所述的液晶显示装置，其特征在于，上述宾主型液晶是使初始取向为均称取向的宾主型液晶。
39.权利要求26所述的液晶显示装置，其特征在于，上述第2液晶盒的液晶层由强介电型液晶组成。
40.权利要求26所述的液晶显示装置，其特征在于，上述第2液晶盒的液晶层由反强介电型液晶组成。
41.权利要求27所述的液晶显示装置，其特征在于，上述吸收型偏振片的易透射轴和上述第1液晶盒的液晶层观察侧的液晶分子的长轴方向正交或平行。
42.权利要求30所述的液晶显示装置，其特征在于，上述吸收型偏振片的易透射轴和上述第1液晶盒的液晶层观察侧的液晶分子的长轴方向正交或平行。
43.权利要求31所述的液晶显示装置，其特征在于，上述吸收型偏振片的易透射轴和上述第1液晶盒的液晶层上施加电压时的观察侧的液晶分子的长轴方向正交或平行。
44.权利要求26所述的液晶显示装置，其特征在于：
上述第1液晶盒及上述第2液晶盒的液晶层都是由扭曲向列型液晶组成；
上述吸收型偏振片的易透射轴和上述第1液晶盒的液晶层观察侧的液晶分子的长轴方向平行或正交；
上述第1液晶盒的液晶层观察侧的相对侧的液晶分子的长轴方向和第2液晶盒的液晶层观察侧的液晶分子的长轴方向平行或正交；
上述第2液晶盒的液晶层观察侧的相对侧的液晶分子的长轴方向和上述反射型偏振片的易透射轴平行或正交。
45.权利要求44所述的液晶显示装置，其特征在于，上述第1液晶盒的一对透明基板的内表面上分别形成的电极都是整面电极。
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