CN1244006C - 可对图像显示状态和镜面状态进行切换的装置及其应用 - Google Patents

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Abstract

提供一种可以对显示高画质图像的状态、和在对人们自己的面孔及身姿成像观察时提供容易观察的反射像的镜面状态进行切换的装置。其中,按照如下顺序配置以下各个部分:出射图像光(3001)的图像显示部(1000);从图像显示部(1000)出射的第一直线偏振光分量透过而偏振轴与其正交的第二直线偏振光分量反射的反射型偏振光选择构件(300);可以从使入射的直线偏振光的偏振轴变化的状态及不变化的状态中选择任何一个的透射偏振轴可变部(400);在入射光之中吸收第一直线偏振光分量而使偏振轴与其正交的第二直线偏振光分量透过的吸收型偏振光选择构件(500)。此时,在图像显示部(1000)上配置吸收型偏振光选择构件(208),将第一直线偏振光作为图像光出射。

Description

可对图像显示状态和镜面状态 进行切换的装置及其应用

技术领域

本发明涉及可将显示画面切换为镜面的带有镜面功能的显示装置及具备该装置的机器,或可将镜面切换为显示画面的带有图像显示功能的镜面及具备该装置的机器。

背景技术

作为可以切换为反射外光的镜面状态的显示装置(或具备显示功能的镜面),公知的有,例如,在特开平11-15392号公报及特开平11-291817号公报等中所记载的,在液晶显示装置等的图像显示构件的前面配置半透明反射镜材料的显示装置。在这些显示装置中,在照明装置熄灭时,或在图像为暗显示时,因为由半透明反射镜材料反射的外光比透过半透明反射镜材料的图像光要多,就变为镜面状态。另一方面,在照明装置点亮时,或在图像为明显示时,因为透过半透明反射镜材料的外光比由半透明反射镜材料反射的外光要多,就变为图像显示状态。就是说,在这些显示装置中,通过对半透明反射镜材料背面的图像显示构件的明亮度进行切换,就可以将同一观察面切换为镜面状态和图像显示状态。

另外,在国际公开号WO99/04315的再公布公报中,公开了一种可以切换观察图像显示的快门的开状态和观察图像显示的快门的闭状态的液晶显示装置。根据此公报的记载,在快门为闭状态时,反射外光而变为“金属色调”。

此WO99/04315的再公布公报中的液晶显示装置,是将两片在具备电极的一对基板的间隙中封入液晶层的液晶显示板叠置并在此叠置的两片液晶显示板的上面、下面和两片液晶显示板中间三个地方配置偏振片而构成的装置。在这些偏振片中间,作为配置于液晶显示板中间的偏振片,使用的是可透过规定的直线偏振光而反射偏振轴与其正交的直线偏振光的反射型偏振片。反射型偏振片的透射偏振轴,与叠置的两片液晶显示板的上面的偏振片的透射偏振轴平行。并且,作为上侧(观察者侧)的液晶显示板的液晶使用的是扭曲向列型液晶。在这种结构中,因为在施加于上侧的液晶显示板的液晶层上的电压小时,透过上面的偏振片的光,在透过液晶层时,偏振方向旋转90度而到达反射型偏振片,由于反射型偏振片的反射特性而受到强反射。由此变为“金属色调”的快门闭状态。另一方面,在施加于上侧的液晶显示板的液晶层上的电压大时,上面的偏振片、上侧的液晶显示板和反射型偏振片实际上变为透明状态,变为观察下侧的液晶显示板的图像显示的快门开状态。就是说,利用施加于上侧的液晶显示板上的电压,就可以在呈现反射外光的“金属色调”的快门闭状态和观察下侧的液晶显示板的显示的快门开状态之间切换。

发明内容

上述现有的装置,可以切换到反射外光的镜面状态,但这种镜面状态,对于人们将其用做反映自己的面孔及身姿进行观察的镜面而言还是不够的。下面对于这一点予以说明。

上述特开平11-15392号公报及特开平11-291817号公报的显示装置,由于采用半透明反射镜,反射外光的镜面状态的明亮度取决于半透明反射镜的反射率。因此,要做成为人们可将其用做反映自己的面孔及身姿进行观察的镜面,必须提高半透明反射镜的反射率。可是,如果提高半透明反射镜的反射率,由于在图像显示状态时,由半透明反射镜材料反射的光的部分会相应地降低图像的光量,显示图像会变暗。就是说,由于图像显示状态下的图像的明亮度和镜面状态下的镜面的明亮度之间存在顾此失彼的关系,同时得到明亮的图像和明亮的镜面是困难的。因此,采用半透明反射镜的显示装置的镜面状态的明亮度,要提高到人们可以将其用做反映自己的面孔及身姿进行观察的镜面的程度是很困难的。

另外,采用这种半透明反射镜的显示装置,如果在明亮的环境下使用,即使是在图像显示状态下,外光的一部分也会被半透明反射镜反射。因此,在图像显示状态中,会产生由于外光的映入和外光的反射所引起的图像对比度下降的画质劣化的问题。

另外,在将上述国际公开号WO99/04315的再公布公报中的显示装置的外光反射功能用作人们将其用做反映自己的面孔及身姿进行观察的镜面的功能的场合,会产生以下的问题。

此显示装置,在施加于两片液晶板中的上侧(观察者一侧)的液晶显示板的液晶层上的电压小时,变为“金属色调”的快门闭状态。此时,从外部入射的光,透过上面的偏振片,透过上侧的液晶板的液晶层,由反射型偏振片反射而再次返回到外部。由此,呈现出镜反射。另一方面,在从下侧的液晶板出射的图像显示光中,作为暗显示部光,偏振状态受到控制的光,由于上述反射型偏振片的透射偏振轴和偏振轴是正交的,受到此反射型偏振片的反射而不会出射到外部。可是,由于在现实中,不存在和透射偏振轴正交的方向的反射率为100%的完全反射型偏振片,一部分暗显示部光会透过反射型偏振片。透过反射型偏振片的暗显示光,由于透过上侧的液晶板的液晶层而使其偏振轴与上面的偏振片的透射偏振轴一致,会透过上面的偏振片而被观察者所辨认。就是说,在快门闭的镜面状态下,从图像的暗显示部会有光泄漏到外部。

另外,在从下侧的液晶板出射的图像显示光中,作为明显示部光,偏振状态受到控制的光,由于偏振轴和上述反射型偏振片的透射偏振轴是平行的,会透过此反射型偏振片而通过上侧的液晶板的液晶层。此时,由于偏振轴旋转90度,偏振轴与上面的偏振片正交,而被上面的偏振片所吸收。正如一般所知,在使光通过液晶分子在层厚方向上连续扭曲的液晶层而出射时,由于液晶分子朝向层厚方向倾斜和扭曲的状态、朝向液晶层的斜方向出射的光的偏振状态是不一样的,朝向斜方向出射的光之中包含有与上面的偏振片的透射偏振轴平行的偏振分量。因此,与显示装置的正面方向相比,从斜方向泄漏的光很多,可为观察者所辨认。

本发明的发明人,实际制作了与国际公开号WO99/04315的再公布公报的显示装置几乎一样的显示装置,测定的快门闭状态下的漏光结果如图44所示。图44的曲线,是在使显示装置处于快门开状态下进行图像显示时,在明显示部中得到450cd/m2的亮度的情况下在下侧的液晶板上进行图像显示,在此状态下,使上侧的液晶板变为快门闭状态,从显示装置的前面测定漏光而得到的数据。图44的横轴表示显示装置的显示部上的位置,而纵轴表示在正面方向上的亮度值。

如图44所示,暗显示部的正面方向的漏光的亮度值为24~28cd/m2,而明显示部的正面方向的漏光的亮度值为4~5cd/m2。所以,正面方向的漏光,暗显示部大约是明显示部的7倍。另外,暗显示部的漏光对于位置而言是不均匀的,也可看到色斑。此外,亮度值4~5cd/m2这一数值是在稍暗环境下可以充分辨认的亮度值。并且,在从斜方向上观察时,由于方向的不同,可以观察到从明显示部发出的漏光超过4~5cd/m2。这样,如果将现有的显示装置的快门闭状态作为镜面使用,由于漏光的缘故,反射像的对比度将显著降低。因此,作为反映人们的面孔及身姿的镜面是不够的。

另外,作为反射型偏振片,例如,可以采用在国际公开号WO95/27919中公开的将不同的双折射性的高分子薄膜多层交互叠置而成的双折射型偏振膜。这种反射型偏振片,通常配置于在液晶元件的内侧配置的偏振片和照明装置(背光源)之间,在为了提高照明光的利用效率而使用的场合可以获得极高的效果。可是,在本发明的目的在于实现镜面性能的场合,由于规定的偏振光的漏光大,只藉助这种反射型偏振片不能获得充分的镜面性能。

本发明的目的在于提供一种可以对显示高画质图像的状态和适于人们将其用做反映自己的面孔及身姿进行观察的镜面状态进行切换的装置。

为达到上述目的,根据本发明,可提供一种具有以下结构的可以对图像显示状态和镜面状态进行切换的装置。

该可对图像显示状态和镜面状态进行切换的装置的特征在于包括:出射用来显示所要求的图像的图像光的图像显示部、和重叠配置于上述图像显示部之上的可以对上述透过图像光的图像透过状态和反射外光的镜面状态进行切换的镜面功能部;该镜面功能部,包含在上述图像显示部一侧顺序配置的反射型偏振光选择单元、透射偏振轴可变单元和吸收型偏振光选择单元,上述反射型偏振光选择单元可透过预先规定的偏振轴的第一偏振光,而将偏振轴与上述第一偏振光交叉的第二偏振光反射,而上述透射偏振轴可变单元可以对使入射的上述第一偏振光改变为上述第二偏振光而成为的透射状态和不使入射的偏振光偏振轴改变而成为的透射状态进行切换,上述吸收型偏振光选择单元可使上述第一偏振光及第二偏振光中的一方透过而将另一方吸收;且上述图像显示部,具备使上述第一偏振光透过而将上述第二偏振光吸收的图像光用偏振光选择单元,透过上述图像光用偏振光选择单元的上述第一偏振光作为上述图像光而出射。

附图说明

图1为用来说明本发明的实施方式1的带有镜面状态切换功能的显示装置的基本结构和动作的说明图。

图2为用来说明本发明的实施方式1的带有镜面状态切换功能的显示装置的基本结构和动作的说明图。

图3为示出图1、图2的显示装置处于镜面状态时的明显示区域的漏光的曲线图。

图4为示出图1、图2的显示装置处于镜面状态时的暗显示区域的漏光的曲线图。

图5为用来说明本发明的实施方式2的带有镜面状态切换功能的显示装置的基本结构和动作的说明图。

图6为用来说明本发明的实施方式2的带有镜面状态切换功能的显示装置的基本结构和动作的说明图。

图7为示出本发明的实施例1的显示装置的结构的剖面图。

图8为示出构成本发明的实施例1的显示装置的各构件的剖面图。

图9为构成本发明的实施例1的显示装置的各构件的轴方向的说明图。

图10为用来说明本发明的实施例1的显示装置的动作的说明图。

图11为用来说明本发明的实施例1的显示装置的动作的说明图。

图12为示出一般偏振片的偏振度和透射率的关系的一例的曲线图。

图13为示出本发明的实施例1的显示装置的吸收型偏振光选择构件500的偏振度和镜面状态下的反射率及图像显示状态下的外光的反射率之间的关系的曲线图。

图14为示出本发明的实施例1的显示装置的吸收型偏振光选择构件208的偏振度和图像显示状态下的显示亮度之间的关系的曲线图。

图15为示出本发明的实施例2的显示装置的结构的剖面图。

图16为构成本发明的实施例2的显示装置的各构件的剖面图。

图17为示出本发明的实施例2的显示装置的可变偏振光选择构件600的结构的一例的剖面图。

图18为示出本发明的实施例2的显示装置的可变偏振光选择构件600的结构的一例的剖面图。

图19为构成本发明的实施例2的显示装置的各构件的轴方向的说明图。

图20为本发明的实施例2的显示装置的动作的说明图。

图21为本发明的实施例2的显示装置的动作的说明图。

图22为示出本发明的实施例3的显示装置的概略结构的说明图。

图23为示出本发明的实施例3的显示装置的透射型屏幕的局部剖面图。

图24为示出本发明的实施例3的显示装置的双凸透镜片的一例的局部剖面图。

图25为示出本发明的实施例3的显示装置的双凸透镜片的一例的局部斜视图。

图26为本发明的实施例3的显示装置的透射型屏幕的局部剖面图。

图27为构成本发明的实施例4的显示装置的各构件的剖面图。

图28为构成本发明的实施例4的显示装置的各构件的轴方向的说明图。

图29为构成本发明的实施例5的显示装置的各构件的剖面图。

图30为构成本发明的实施例5的显示装置的各构件的轴方向的说明图。

图31为本发明的实施例5的显示装置的动作的说明图。

图32为构成本发明的实施例6的显示装置的各构件的剖面图。

图33为构成本发明的实施例6的显示装置的各构件的轴方向的说明图。

图34为本发明的实施例6的显示装置的动作所说明图。

图35为本发明的实施例6的显示装置的动作的说明图。

图36为用来说明本发明的显示装置的动作的概略结构图。

图37为本发明的实施例7的显示装置的一部分剖面图。

图38(a)及图38(b)为示出本发明的实施例7的便携式电话的概貌的俯视图。

图39为示出本发明的实施例7的便携式电话的概略功能结构的框图。

图40为示出本发明的实施例8的便携式电话的概貌的俯视图。

图41为示出本发明的实施例8的可拆装的镜面功能部的一例的一部分剖面图。

图42为示出本发明的实施例8的镜面功能部的驱动部的概略功能结构的框图。

图43为示出本发明的实施例9的显示装置的一例的一部分剖面图。

图44为示出现有的显示装置的快门状态的漏光的曲线的示图。

具体实施方式

下面对本发明的一实施方式的装置予以说明。

在本实施方式中,提供一种可对图像显示状态和镜面状态进行切换的装置(即带有镜面功能的显示装置或带有显示功能的镜面)。此装置,在镜面状态下,可以防止图像显示光的漏光而获得明亮的、对比度高的反射像。因此,本实施方式的装置,在镜面状态时,适于人们利用其反映自己的面孔及身姿进行观察。一般认为,观察人的面部,与部位的大小、亮度值、对比度(亮度对比)等物理量有关,对比度(亮度对比)越大,易于观察的评价越高,这一点已经由评价实验确认(奥田紫乃、佐藤隆二:有关对人的面部的观察方法的评价法的构建的基础研究,照明学会志,第84卷,第11号,第809~814页)。另外,本实施方式的装置,在图像显示状态,即使是在明亮的环境下,也可以获得由于外光映入及对比度低下引起的画质劣化少的明亮的图像。

下面参照图1~图6对本发明的实施方式的带有切换到镜面状态的功能的显示装置予以说明。

(实施方式1)首先,利用图1及图2对实施方式1的带有切换到镜面状态的功能的显示装置的基本结构和动作予以说明。

实施方式1的显示装置,如图1所示,包括依次配置的图像显示部1000、反射型偏振光选择构件300、透射偏振轴可变部400以及吸收型偏振光选择构件500。图像显示部1000,包含透过预定方向的直线偏振光分量而吸收与其正交方向的直线偏振光分量的吸收型偏振光选择构件208,此吸收型偏振光选择构件208,配置于反射型偏振光选择构件300一侧。在本实施方式中,图像显示部1000,包含照明装置、液晶层及夹着液晶层的两片吸收型偏振光选择构件。在两片吸收型偏振光选择构件中,出射侧的是吸收型偏振光选择构件208。施加于液晶层上的电压可使其在明显示区域和暗显示区域中变化,从明显示区域出射的是透过吸收型偏振光选择构件208的直线偏振光,在暗显示区域中由吸收型偏振光选择构件208将光吸收,光不出射。这就是显示图像的结构。所以,从图像显示部1000出射的图像光(明显示光),是具有与吸收型偏振光选择构件208的透射偏振轴一致的偏振轴的直线偏振光。以下将具有与图像光的偏振轴方向相同的直线偏振光称为“第一直线偏振光”。另外,将第一直线偏振光和偏振轴正交方向的直线偏振光称为“第二直线偏振光”。

反射型偏振光选择构件300,是透过预定方向的直线偏振光分量而反射与其正交方向的直线偏振光分量的反射型构件。此处,反射型偏振光选择构件300的配置取向为透过第一直线偏振光分量而反射第二直线偏振光分量。

透射偏振轴可变部400,是具有可以利用电学切换来选择使在入射的直线偏振光透过时其偏振轴改变的状态和使偏振轴不改变的状态的结构的元件。在本实施方式中,作为透射偏振轴可变部400,采用的是包含液晶层407和用来在液晶层407上施加电压的透明电极403、406的液晶元件。在透明电极403上连接有用于切换电压通断的切换开关813。利用切换开关813,在断开施加于液晶层407上的电压时,液晶层407,是使入射的直线偏振光的偏振轴改变的状态,而在加电压时变为不使偏振轴改变的状态。在本实施方式中,液晶层407,是液晶分子407a的长轴在电压断开时在透明电极403和透明电极406之间连续扭曲90°构成的所谓的扭曲向列型(TN)液晶。液晶层407的取向方向确定为使从反射型偏振光选择构件300一侧入射的第一直线偏振光变化为第二直线偏振光的方向。另一方面,在加电压时,液晶层407的液晶分子407a,如图2所示,变为相对透明电极403、406垂直竖立的状态,变成为不使入射光的偏振轴改变的状态。

吸收型偏振光选择构件500,是透过预定方向的直线偏振光分量而吸收与其正交方向的直线偏振光分量的构件。此处,吸收型偏振光选择构件500配置成为在入射光中吸收第一直线偏振光分量和透过第二直线偏振光分量。

另外,观察者,是从吸收型偏振光选择构件500侧(图1中的纸面左侧)观察本显示装置。

下面利用图1和图2对实施方式1的显示装置的动作予以说明。

在将本实施方式的图像显示装置使用于图像显示状态时,如图1所示,通过使切换开关813断开,可设定为透射偏振轴可变部400的液晶层407的液晶分子407a扭曲90°的状态。在此状态下,使所要求的显示的图像光(明显示光)3001从图像显示部1000出射。图像光3001,由于是通过图像显示部1000的吸收型偏振光选择构件208的光,是第一直线偏振光。所以,图像光3001的偏振轴,与反射型偏振光选择构件300的透射偏振轴一致,透过反射型偏振光选择构件300入射到透射偏振轴可变部400。如上所述,透射偏振轴可变部400的液晶层407,由于设定为断开状态,入射到第一直线偏振光的图像光3001,沿着液晶分子407a的扭曲其偏振轴旋转变为第二直线偏振光而出射。变为第二直线偏振光的图像光3001,由于偏振轴与吸收型偏振光选择构件500的透射偏振轴一致,透过它而被观察者观察到。

另一方面,在图像显示状态时,从观察者一侧入射到显示装置的外光3002是非偏振光,在透过吸收型偏振光选择构件500时,第一直线偏振光分量被吸收,只有第二直线偏振光分量透过。透过吸收型偏振光选择构件500的第二直线偏振光的外光3002,在透过透射偏振轴可变部400时,从第二直线偏振光变为第一直线偏振光。因此,由于偏振轴与反射型偏振光选择构件300的透射偏振轴一致,在反射型偏振光选择构件中不受反射而透过并入射到图像显示部1000。入射的第一直线偏振光的外光3002,由于偏振轴与吸收型偏振光选择构件208的透射偏振轴一致,透过吸收型偏振光选择构件208,入射到图像显示部1000的液晶层。此时,入射到暗显示区域的光,由比液晶层更靠近照明装置侧配置的吸收型偏振光选择构件所吸收。因此,不返回到观察者一侧。另外,入射到明显示区域的光,也透过光源侧的吸收型偏振光选择构件到达照明装置。到达照明装置的光的一部分,由其反射,但由于被反射的光实质上不改变而成为照明光的一部分,不会变为使画质劣化的外光的反射。就是说,在本实施方式的显示装置中,在图像显示状态时,即使是外光入射,也几乎没有使画质劣化的外光的反射。

这样,本实施方式的显示装置,在图像显示状态,由于图像光3001,几乎无损失地射向观察者,可以得到明亮的画像。另一方面,因为外光3002,在显示装置中几乎没有反射,几乎不存在由于映入及对比度低下等的外光的反射所引起的画质劣化。

下面对将本实施方式的显示装置切换为镜面状态使用的场合予以说明。此时,如图2所示,透过接通切换开关813,设定透射偏振轴可变部400的液晶层407的液晶分子407a为竖立状态。

此时,从观察者一侧射向本显示装置的外光3002是非偏振光,在透过吸收型偏振光选择构件500时,第一直线偏振光分量被吸收,只有第二直线偏振光分量透过,入射到透射偏振轴可变部400。透射偏振轴可变部400,由于液晶层407的液晶分子407a是竖立状态,入射的外光3002不改变偏振状态,按照第二直线偏振光原样不变透过透射偏振轴可变部400,到达反射型偏振光选择构件300。反射型偏振光选择构件300的反射偏振轴,由于与第二直线偏振光的偏振轴一致,外光3002,由反射型偏振光选择构件300反射。在反射型偏振光选择构件300上反射的外光3002,再次入射到透射偏振轴可变部400,第二直线偏振光按照原样不变透过它而出射,并且还透过透射偏振轴可变部400射向观察者。由此,得到外光3002的反射像而实现镜面状态。

在此镜面状态时,从图像显示部1000出射的图像光(明显示光)3001,由于是透过吸收型偏振光选择构件208的直线偏振光,透过反射型偏振光选择构件300而入射到透射偏振轴可变部400。由于透射偏振轴可变部400是加电压状态,图像光3001的偏振状态不会改变而按照第一直线偏振光的原样不变透过其入射到吸收型偏振光选择构件500。第一直线偏振光,由于与吸收型偏振光选择构件500的吸收偏振轴一致,被吸收型偏振光选择构件500所吸收而使观察者观察不到。

就是说,在镜面状态的场合,从图像显示构件发出的光不会到达观察者,另一方面,从周围入射到显示装置的外光3002,在理想情况下非偏振光的一半的光由反射型偏振光选择构件300反射,由于射向观察者而可以用作明亮的镜面。

另外,在镜面状态时,本实施形态的显示装置,与国际公开号WO99/04315的再公布公报中的显示装置相比较,可以使漏光大幅度减少。在国际公开号WO99/04315中,在镜面状态中,起因于反射型偏振片的反射性能的暗显示部的漏光是一个问题,但在本实施方式的显示装置中,由于图像显示部1000备有吸收型偏振光选择构件208,吸收暗显示区域的照明光,在暗显示区域中光不会到达反射型偏振光选择构件300。因此,不管反射型偏振光选择构件300的性能如何,都几乎观察不到从暗显示区域发出的漏光。

另外,本实施方式的显示装置是在镜面状态时通过使透射偏振轴可变部400加电压使液晶分子407a竖立的结构。一般,向列型液晶,使加电压的液晶分子竖立的状态,比较电压断开的液晶分子扭曲状态时,向斜方向出射的光的偏振轴的偏差小。因此,本实施方式的显示装置,与现有技术介绍的镜面状态下使电压断开的结构的装置相比较,可以获得在镜面状态时朝着图像光(明显示光)3001的斜方向的漏光少的效果。

下面利用图3及图4的曲线对镜面状态的图像显示部1000发出的漏光具体地予以说明。图3示出明显示区域、图4示出暗显示区域的以亮度值表示的漏光的大小。这些曲线,是在显示装置为图像显示状态时亮度450cd/m2的明显示的场合的数据,横轴表示显示装置的显示部上的位置,纵轴表示在正面方向,即相对画面的垂直方向,的亮度值。另外,在图3、图4中示出,作为图像显示部1000的吸收型偏振光选择构件208,使用A型偏振片、B型偏振片、C型偏振片的结构的各自的漏光和从图像显示部1000去掉吸收型偏振光选择构件208,将其他结构做成与本实施方式的显示装置一样的装置的漏光。另外,即使是去掉吸收型偏振光选择构件208的结构,在图像显示状态,也可显示通常水平的图像。另外,A、B、C型偏振片的详细情况见下述。

如图3所示,在镜面状态的明显示区域,利用吸收型偏振光选择构件208的本实施方式的显示装置,与没有吸收型偏振光选择构件208的装置相比,可以将漏光抑制为原来一半的程度。因此,本实施方式的显示装置,可以实现映出对比度高的反射像的镜面。另外,在镜面状态的暗显示区域,如图4所示,利用吸收型偏振光选择构件208的本实施方式的显示装置,由于几乎没有漏光,可以实现映出对比度更高的易于观察的反射像的镜面。另一方面,在不采用吸收型偏振光选择构件208的显示装置中,如图4所示,在暗显示区域会出现大量的漏光。

由上所述,本实施方式的显示装置示出,在镜面状态时,与将图像显示部1000的显示做成暗显示相比,可以实现辨认性更佳的镜面。这一点,与在图3、图4中示出漏光的不具有吸收型偏振光选择构件(偏振片)208的结构的显示装置及在图44中示出漏光的现有的显示装置中,暗显示部比明显示部漏光多这一点可以对照。

因此,在本实施方式中,在使整个画面变成镜面状态时,使图像显示部1000全体成为暗显示或是使图像显示部1000的照明装置本身变为非发光状态。另外,在只使透射偏振轴可变部400的一部分区域变为加电压的状态而只使画面的一部分变为镜面状态时,使与成为镜面状态区域重叠的区域的图像显示部1000成为暗显示或非发光状态。由此,可使从镜面状态的部分发出的漏光减少,可以映出高对比度的反射像。

具体说,为了切换为镜面状态,可以采用如下的结构,即如果要将切换开关813切换到接通,可设置与切换开关813连动的使图像显示部1000的液晶元件成为暗显示的电路,或者是设置使图像显示部1000的液晶元件的背面的照明装置熄灭的电路。在镜面状态时,在使照明装置熄灭时,可以降低显示装置的功耗。另外,在只使画面的一部分成为镜面状态,在剩余的部分上显示图像时,如使液晶元件的背面的照明装置熄灭,因为图像显示区域的显示会变暗,最好是使与成为镜面状态的区域重叠的区域的图像显示部1000成为暗显示。由此,如果实现高对比度的反射像的镜面状态得以实现,就可能在同一画面上同时实现明图像显示。

另外,作为图像显示部1000,除了利用液晶元件之外,也可以采用有机电致发光(EL)元件这样的自发光型显示部。采用的结构为在与EL元件的反射型偏振光选择构件300对向的位置设置吸收型偏振光选择构件208。在利用EL元件时,通过与切换到镜面状态连动,使EL元件的发光本身停止而成为暗显示状态,原理上可以消灭漏光。由此,就可以在实现获得高对比度的反射像的高品质的镜面状态的同时,降低显示装置的功耗。

另外,作为图像显示部1000的照明装置的光源采用的是金属卤化物灯等放电灯,通过将其与液晶元件组合,可以将本实施方式的显示装置做成投射型显示装置。在此场合,由于放电灯不能迅速点亮和熄灭。最好是采用通过与切换到镜面状态连动使图像显示部1000的显示成为暗显示而降低漏光的结构。

另外,在实施方式1中,如图1、图2所示,作为吸收型偏振光选择构件500,采用的是透射偏振轴与第一直线偏振光的偏振轴平行,吸收偏振轴与第二直线偏振光的偏振轴平行的构件,但本发明并不限定于此,可以采用透射偏振轴与第二直线偏振光的偏振轴平行,吸收偏振轴与第一直线偏振光的偏振轴平行的构件。此时可以采用的结构为通过使透射偏振轴可变部400切换为不使入射的偏振轴改变的透射状态(加电压的状态),将显示装置切换为图像透过状态,而通过使透射偏振轴可变部400切换为使第一偏振光变为第二偏振光的状态(电压断开的状态),将显示装置切换为镜面状态。

(实施方式2)其次,利用图5及图6对实施方式2的带有切换到镜面状态的功能的显示装置的基本结构和动作予以说明。

实施方式2的显示装置,是将实施方式1的图1及图2的吸收型偏振光选择构件500置换为反射型偏振光选择构件301和可变偏振光选择构件600而成。因为其他结构与实施方式1的显示装置一样,对相同的部分赋予同样的符号,其详细说明省略。

反射型偏振光选择构件301,配置于透射偏振轴可变部400的对向位置,可变偏振光选择构件600配置于比反射型偏振光选择构件301更靠近观察者侧。反射型偏振光选择构件301的结构使第一直线偏振光分量受到反射,而使第二直线偏振光分量透射。可变偏振光选择构件600的结构可以选择在入射光之中吸收第一直线偏振光分量而透过第二直线偏振光分量的状态或者透过全部偏振光分量的状态中的任何一种。

实施方式2的显示装置,是透过对由透射偏振轴可变部400产生的偏振状态进行控制和对由可变偏振光选择构件600产生的偏振光的吸收或透射进行控制而使图像显示状态切换为镜面状态的结构。另外,观察者,从可变偏振光选择构件600侧观察显示装置。

此处,作为可变偏振光选择构件600,采用的是包含宾主型液晶层607、用来在液晶层607上施加电压的透明电极603、606的液晶元件以及切换开关600a的构件。液晶层607的取向方向确定为在切换开关600a断开时,如图5所示,液晶层607的液晶分子607a的长轴与第一直线偏振光平行。由此,可变偏振光选择构件600,在断开状态时,吸收第一直线偏振光分量,而允许偏振轴与其正交的第二直线偏振光分量透过。另外,在切换开关600a接通时,如图6所示,由于液晶分子607a与透明电极603、606垂直,可变偏振光选择构件600可透过全部偏振光分量。

下面利用图5对实施方式2的显示装置为图像显示状态时的动作予以说明。在成为图像显示状态时,在断开切换开关813使透射偏振轴可变部400成为断开状态的同时,与其连动使切换开关600a也断开而使可变偏振光选择构件600成为断开状态。

从图像显示部1000出射的图像光3001,透过反射型偏振光选择构件300而入射到透射偏振轴可变部400。此时,由于透射偏振轴可变部400是断开状态,通过的图像光3001从第一直线偏振光变为第二直线偏振光。由于透过透射偏振轴可变部400的图像光3001变为第二直线偏振光,偏振轴与反射型偏振光选择构件301的透射偏振轴一致而从其中透过。此外,由于也与可变偏振光选择构件600的透射偏振轴一致,也从其中透过而被观察者观察到。

另一方面,从观察者侧入射到图像显示状态的显示装置的外光3002是非偏振光,由于可变偏振光选择构件600是断开状态,吸收与可变偏振光选择构件的吸收偏振轴一致的第一直线偏振光分量而使与透射偏振轴一致的第二直线偏振光分量透过。透过可变偏振光选择构件600的第二直线偏振光分量的外光3002,透过反射型偏振光选择构件301,并在透过透射偏振轴可变部400时从第二直线偏振光变化为第一直线偏振光,也透过反射型偏振光选择构件300而入射到图像显示部1000的液晶层。此时,如在实施方式1中所说明的,入射到暗显示区域的光,由配置于比液晶层更靠近照明装置侧的吸收型偏振光选择构件所吸收。所以,不会返回到观察者一侧。另外,入射到明显示区域的光,透过光源侧的吸收型偏振光选择构件而到达照明装置,一部分被反射,反射光实质上与照明光相比没改变,成为照明光的一部分。就是说,在本实施方式的显示装置中,在图像显示状态时,即使是有外光入射,也几乎没有使画质劣化的外光的反射。

因此,在图像显示状态中,可以获得图像光3001几乎没有损失的射向观察者的明亮图像。另外,外光3002,因为几乎不被显示装置反射,不会产生外光的映入及对比度低下这样的画质劣化。

下面利用图6对实施方式2的显示装置为镜面状态时的动作予以说明。在镜面状态时,使切换开关813与切换开关600a连动而使透射偏振轴可变部400及可变偏振光选择构件600成为加电压状态。

在镜面状态时,从观察者侧入射到显示装置的外光3002,如图6所示,全部偏振光分量透过可变偏振光选择构件600。透过可变偏振光选择构件600的第二直线偏振光分量的外光3002入射到反射型偏振光选择构件301。入射到反射型偏振光选择构件301的外光3002之中的第二直线偏振光分量透过反射型偏振光选择构件301,第一直线偏振光分量被反射型偏振光选择构件301反射,再次透过可变偏振光选择构件600而射向观察者一侧。另一方面,透过反射型偏振光选择构件301的第二直线偏振光分量在偏振轴不改变的情况下透过透射偏振轴可变部400,被反射型偏振光选择构件300反射,再次透过透射偏振轴可变部400、反射型偏振光选择构件301和可变偏振光选择构件600而射向观察者一侧。

这样,在实施方式2的显示装置中,入射的外光3002,利用反射型偏振光选择构件300及反射型偏振光选择构件301,使其大部分偏振光分量被反射。所以,可以实现能够得到极为明亮的反射像的镜面状态。

另一方面,在镜面状态时,从图像显示部1000出射的图像光(明显示光)3001,如在实施方式1中所说明的,由于通过吸收型偏振光选择构件208,是直线偏振光。所以,图像光3001,在透过反射型偏振光选择构件300之后,由于是在偏振轴不改变的情况下按照第一直线偏振光的原样不变透过透射偏振轴可变部400,由反射型偏振光选择构件301反射,返回到图像显示部1000,观察者几乎观察不到。

另外,为了更降低从镜面状态的图像显示部1000侧发出的漏光,如在实施方式1中所述,最好是使与变为镜面状态的区域相当的图像显示部1000的显示区域变成为暗显示。在整个显示区域成为镜面区域时,通过使图像显示部的照明装置变成为非发光状态,也可以消灭漏光。

这样,在实施方式2的显示装置中,在镜面状态时,由于外光3002的大部分偏振光分量被反射,在可以获得极为明亮的反射像的同时,可以得到图像光3001的漏光少易于观察的镜面。另外,在图像显示状态时,与实施方式1一样,可以显示外光映入少并且明亮的图像。

另外,在实施方式2中,作为反射型偏振光选择构件301,如图5、图6所示,采用的是反射偏振轴与第一直线偏振光的偏振轴平行,透射偏振轴与第二直线偏振光的偏振轴平行的构件,但本发明不限定于这种结构,可以采用反射偏振轴与第二直线偏振光的偏振轴平行,透射偏振轴与第一直线偏振光的偏振轴平行的构件。此时可以采用的结构为在使透射偏振轴可变部400切换为不使入射的偏振轴改变的透射状态(加电压的状态)的同时,通过使可变偏振光选择构件600切换为使第二偏振光变为第一偏振光的状态(电压断开的状态),将显示装置切换为图像透过状态,在使透射偏振轴可变部400切换为使第一偏振光变为第二偏振光的状态(电压断开的状态)的同时,通过将可变偏振光选择构件600切换为使全部偏振光分量透过的状态(加电压状态),将显示装置切换为镜面状态。

另外,在上述的实施方式1及2中,说明的是在使用液晶元件作为图像显示部1000时,包含照明装置的透射型液晶元件,不过也可以使用反射型的液晶元件。

另外,在假设构成图像显示构件的吸收型偏振光选择构件208的偏振度为P1、吸收型偏振光选择构件500的偏振度为P2时,最好是满足0.966≤P1≤0.995≤P2的关系或者满足0.966≤P2≤0.995≤P1的关系。关于其理由,在后述的实施方式2中说明。

另外,在实施方式1及2的显示装置中,最好是在吸收型偏振光选择构件500、吸收型偏振光选择构件208的表面及可变偏振光选择构件600的最表面的上面形成反射防止膜。

另外,在本发明中,反射型偏振光选择构件300和反射型偏振光选择构件301之间的间隔最好是小于0.11mm。关于其理由,在后述的实施方式2中说明。

另外,在本发明中,其结构最好是在使显示装置变成为镜面状态时,至少58.6mm×39.1mm的区域的整个区域实质上变成为镜面。这是考虑到照出成年男性的面部的1/4而确定的大小。关于这一点,将在后述的实施例中予以说明。

另外,在第一及第二实施方式中,可以使用薄膜状的构件作为反射型偏振光选择构件300、301。此时,其结构最好是将薄膜状的构件藉助透明粘合剂以高刚性的平坦透明的方式直接粘贴到光学各向同性的透明基板上,或是藉助平坦的薄膜等间接粘合固定而使反射面不发生畸变。

另外,也可以将第一及第二实施方式的显示装置做成为从投射装置出射的投射光通过反射镜构件照射到透射型屏幕上的投射方式的显示装置。此时,投射装置的结构为,将出射各色光的偏振状态一致的直线偏振光作为投射光,并且该直线偏振光相对反射镜构件的反射面为s偏振光或p偏振光。

另外,还有,在构成上述透射型屏幕的镜面功能部及光学系统之中,可以将镜面功能部做成为可拆装的结构,在不需要镜面功能时,可以将镜面功能部去掉。或者也可以构成不包含图像显示部的具备独立的镜面功能部的屏幕,可根据需要将此镜面功能屏幕装设到任意的显示装置上。

在第一及第二实施方式中,可以采用以一千几百埃(10-10m)的节距配置导电金属丝状图形的结构作为反射型偏振光选择构件300、301。此时,金属丝状的图形的长边方向为反射偏振轴。另外,在透明基板上以一千几百埃(10-10m)的节距形成导电金属丝状图形,并且因为邻接的丝状图形的一部分是电连接的,透明电极和反射型偏振光选择构件可以兼用。由此,可以构成透明电极606和反射型偏振光选择构件301,或是反射型偏振光选择构件301和透明电极403,或是透明电极406和反射型偏振光选择构件300。

在上述第一及第二实施方式中,图像显示部1000可具有如下的结构。即,包括:保持一定间隙粘合的一对透明基板;在这些透明基板间夹持的液晶层;在上述透明基板中的至少一个上配置的由透明电极形成的矩阵状的像素电极群;配置在观察者侧的吸收型偏振光选择构件208;配置在与观察者侧反对侧的透明基板上的包含吸收型偏振光选择构件的液晶元件;在上述图像电极群施加与图像信号相对应的电压的显示用液晶元件驱动部以及配置在上述显示用液晶元件的背面的照明装置。此时,其构成也可以具备与切换照明装置的点亮、熄灭的切换开关813连动切换的切换部。照明装置,具有顺序发出多种色光的光源,液晶元件对应照明装置发出的色光,进行场顺序彩色显示。

另外,也可以以利用反射型液晶元件的结构作为图像显示部1000。此时,作为反射型液晶元件,采用的是将透明基板和具有反射部的反射基板中间夹持珠子等作为隔离物粘合并以框状的密封材将周围密封,在上述两片基板的间隙中封入液晶封接而成的结构。此时,在透明基板上配置于积层的相位差片。另外,可以在透明基板或反射基板上配备滤色片。此滤色片,最好是具有提高在暗显示中的暗(黑)度的功能,具体言之,如能采用三角形排列的滤色片就更好。

另外,在第一及第二实施方式的显示装置中,其结构也可以是使成为镜面状态的区域和图像显示状态的图像显示区域的大小不同。并且,图像显示部1000可以采用一部分显示区域的功能是透射型,而其外的区域的功能是反射型的显示用液晶元件和用来照明具有上述透射型功能的区域的照明装置的结构。

在第一及第二实施方式的显示装置中,其结构也可以是将图像显示部分割为多个显示区域,并且对各个分割区域中的每一个都可以进行镜面状态和图像显示状态的切换。为了实现这一点,采用的结构可以是将透射偏振轴可变部400及可变偏振光选择构件600的透光面分割为多个区域,对每个单个区域都可以对使透光的偏振轴改变的状态和不改变的状态进行选择控制及对应该吸收的偏振光进行选择控制。

下面对本发明的实施例予以说明。

(实施例1)下面利用图7、图8对本发明的实施例1的带有镜面状态切换功能的显示装置予以说明。本实施例1的显示装置,其基本结构与实施方式1的图1、图2所示的显示装置相同。

与实施方式1一样,实施例1的图7的显示装置具有顺序叠置的图像显示部1000、反射型偏振光选择构件300、透射偏振轴可变部400和吸收型偏振光选择构件500。这些构件收容于具有开口1071的框体1070内。开口1071为可以切换为镜面状态的图像显示部。各部的作用与在实施方式1中所说明的相同。

图像显示部1000,如图7、图8所示,具有包含显示用液晶元件并通过调节光的透射光量显示图像的液晶显示板200、和配置于其背面的照明装置100。作为液晶显示板200最好是采用TN(扭曲向列)型、STN(超扭曲向列)型、ECB(电控双折射)型等显示模式的液晶显示板。这种液晶显示板,由于是利用偏振片调制入射光的偏振状态进行显示,可以利用比较低的驱动电压得到高对比度。另外,利用配置于液晶显示板200的反射型偏振光选择构件300侧的用作吸收型偏振光选择构件208的偏振片,可以使出射的图像光是直线偏振光。

另外,液晶显示板200,如一般所知,有利用TFT(薄膜晶体管)等的开关元件的有源矩阵驱动的液晶显示板和多路驱动的液晶显示板两种方式,可以选择其中的任何一种。具体言之,可以使用TN(扭曲向列)型液晶显示板、IPS(面内开关)型液晶显示板、MVA(多畴垂直取向)液晶显示板等有源矩阵驱动的液晶显示板,或STN(超扭曲向列)型液晶显示板等多路驱动的液晶显示板。在实施例1中,说明的是采用TN液晶显示板作为液晶显示板200的场合,但本发明不限于此。

下面利用图8对实施例1的显示装置的各部分的详细结构予以说明。

照明装置100,采用可以对液晶显示板200的图像显示部进行均匀照明的装置。作为照明装置,一般已知的有边缘照明方式(导光体方式)、直下方式(反射板方式)、面状光源方式等(液晶显示技术,p252-256,产业图书株式会社,发行日1996年11月8日;全色液晶显示技术,p201-202,株式会社トリケップス,发行日1990年2月26日)。作为照明装置100,可以根据用途及目的、画面大小从这些方式及其他方式中选择最佳方式。此处说明的是,作为照明装置100,采用边缘照明方式的场合,但本发明并不限定于此。

照明装置100包括:在里面实施利用白色颜料的网点印刷105等的处理的透明的丙烯树脂组成的导光体103、由配置于导光体103的端面的,例如,冷阴极管组成的线状光源101、灯罩102、配置于导光体103的里面的反射板104、配置于导光体103的前面的扩散板110、112以及棱镜板111。

在这种结构中,从光源101出射的光直接或由灯罩102反射之后入射到导光体103。入射到导光体103的光1101在全反射的同时在导光体103内传播,到达在导光体103的里面实施的利用白色颜料的网点印刷105上的光,其进行分析改变,从导光体103表面一侧出射。从导光体103出射的光,在利用扩散板110、112以及棱镜板111等对出射角度分布及面内的亮度分布进行均匀化之后,照射到液晶显示板200之上。

液晶显示板200,如图8所示,包含由平坦且透明的光学各向同性的玻璃或塑料组成的第一透明基板201、及第二透明基板202。在透明基板201上,叠置有彩色滤光片(图中未示出)、由ITO(氧化铟锡)组成的透明电极203以及由聚酰亚胺系高分子组成的取向膜204。在第二透明基板202上形成有取向膜206、形成像素的透明电极205以及与其相连接的电极及薄膜晶体管等开关元件(图中未示出)。将两片透明基板201、202形成取向膜204、206的面相对并在两片透明基板201、202之间夹以隔片设置一定的间隙,并且以框状的密封材210将周围封死而在内部形成空间。通过在此空间封入介电各向异性为正的向列型液晶而设置好液晶层207。液晶层207的液晶分子的长轴的取向方向,由在两片透明基板201、202上形成的取向膜204、206经受摩擦等取向处理而确定。此处,在透明基板201、202之间为连续扭转90°的状态。在透明基板202的背面和透明基板201的前面分别配置有偏振片209及吸收型偏振光选择构件(偏振片)208,其配置方式使偏振轴互相正交的直线偏振光可以透过。在透明基板202侧以及透明基板201侧的液晶分子的长轴排列方向,相对偏振片209及吸收型偏振光选择构件(偏振片)208的透射偏振轴都平行或都正交。

作为吸收型偏振光选择构件(偏振片)208及偏振片209,例如,可以使用在通过使延伸的聚乙烯醇吸收碘而赋予偏振光功能的薄膜的两面之上施加三乙酰纤维素保护层的偏振片。另外,吸收型偏振光选择构件(偏振片)208及偏振片209,分别是利用丙烯系的粘合剂粘合而形成光学结合。

利用这样的结构,在从液晶显示板200的背面(照明装置100一侧)入射的照明光之中,透过偏振片209的直线偏振光,透过液晶层207入射到吸收型偏振光选择构件(偏振片)208。此时,可使透过液晶层207的光的偏振状态,随着施加于液晶层207上的电压而改变。于是,将与从图像信息发生部(图中未示出)传送的图像信息相对应的电压施加于透明电极203、205,则通过在液晶层207上施加电压,就可以改变通过液晶层207的光的偏振状态而控制透过吸收型偏振光选择构件(偏振片)208的光量。由此就可以形成由直线偏振光组成的所要求的图像光。

下面对反射型偏振光选择构件300予以说明。

反射型偏振光选择构件300,使用具有允许从图像显示部1000出射的第一直线偏振光分量透过而镜面反射具有与其正交的偏振轴的第二直线偏振光分量的构件。作为这种构件,可以使用,例如,国际公开号为WO95/27919的国际申请中公开的将多层不同的双折射性高分子薄膜交换叠置而成的双折射反射型偏振光薄膜或在胆甾醇型液晶层的表里两面上配置1/4波片的构件。在双折射反射型偏振光薄膜的场合,可使规定的直线偏振光分量透过而镜面反射偏振轴与其正交的直线偏振光分量的薄膜市售的有3M公司(美国)的商品名称为DBFE的薄膜,可以用作反射型偏振光选择构件300。另外,反射型偏振光选择构件300,由于在使本显示装置成为镜面状态时是重要的镜面功能构件,使用的是没有经过像消光处理这样的使反射像模糊的处理的构件。

另一方面,作为反射型偏振光选择构件300,利用在胆甾醇型液晶层的表里两面上配置1/4波片的构件构成的场合,可以采用在经过取向处理的两片透明基板间收容低分子胆甾醇型液晶的液晶单元、在玻璃或透明树脂等平坦的光学各向同性的透明基板上形成的高分子胆甾醇型液晶层作为胆甾醇型液晶层使用。胆甾醇型液晶层,因为显示出基于螺旋形分子排列的特异的光学特性,即具有对于与螺旋轴平行入射的光,相应于胆甾醇螺旋的旋转方向,反射一个旋转方向的圆偏振光,而允许另一个旋转方向的光透过的选择反射的特性。因为选择反射的波长区是由分子排列的节距确定的,为了在可见光波长区整个区域上都可以发生反射,必须将节距不同的多个胆甾醇型液晶层叠置使用。此时,为了在可见光波长区整个区域上都可以得到反射,也可以采用在Asia Display 95 Digest,p735,The Institute of TelevisionEngineers of Japan(ITE)& The Society for Information Display(SID)中记载的那种节距连续改变的胆甾醇型液晶层来代替叠置使用的节距不同的多个胆甾醇型液晶层。

在利用在胆甾醇型液晶层的表里两面上配置1/4波片的构件作为反射型偏振光选择构件300的场合,将配置于胆甾醇型液晶层的里侧即图像显示部1000一侧的1/4波片的滞后轴设定成为如下的方向。就是说,其滞后轴配置成为使得从图像显示部1000出射而入射到反射型偏振光选择构件300的第一直线偏振光变换为透过胆甾醇型液晶层的圆偏振光。另一方面,同样地,配置于胆甾醇型液晶层的表面一侧,即透射偏振轴可变部400一侧,的1/4波片的滞后轴设定成为使透过胆甾醇型液晶层的圆偏振光变换为第一直线偏振光。

这样,当第二直线偏振光入射到在胆甾醇型液晶层的表里两面上配置有1/4波片的结构的反射型偏振光选择构件时,由于第二直线偏振光,在1/4波片的作用下变换为与透过胆甾醇型液晶层的圆偏振光旋转相反的圆偏振光,由胆甾醇型液晶层进行选择反射。由胆甾醇型液晶层反射的圆偏振光,在再次透过1/4波片时,在其作用下变换为第二直线偏振光。

另外,在这种结构的反射型偏振光选择构件300中使用的1/4波片,最好是采用在可见光波长区整个区域上都可以作为1/4波片起作用的波片。作为1/4波片,可以采用在可见光波长区中具有很高的透射率的延伸的高分子薄膜,例如聚乙烯醇、聚碳酸酯、聚砜、聚苯乙烯、多芳基化合物等。除此之外,也可以使用云母、水晶或分子轴取向为同一方向的液晶层等。

另外,一般由于构成1/4波片的材质的折射率与波长的依赖关系(以下称其为波长色散),很难以一种相位差片构成对可见光波长区整个区域作为1/4波片起作用的相位差片,所以可以采用将至少两种波长色散不同的相位差片以与其光轴正交的方式粘合而构成可以在很宽的波长区中用作1/4波片的相位差片。

另外,在采用双折射反射型偏振光薄膜或薄膜状的胆甾醇型液晶层和1/4波片的叠层构件这样的薄膜状的构件作为反射型偏振光选择构件300时,应该注意以下各点。

就是说,薄膜状的反射型偏振光选择构件,按照原样不变使用的话由于平坦性差,仅仅在图像显示部1000的前面配置时,畸变大,很难实现实用上令人满意的镜面。于是,在采用薄膜状的构件作为反射型偏振光选择构件300时,最好是将薄膜状的构件藉助透明粘合剂以高刚性的平坦透明的方式直接粘贴到光学各向同性的透明基材上而使反射面不发生畸变。

或者是,为了将反射型偏振光选择构件300在平坦状态下固定,可以采用将其固定于液晶显示板200或透射偏振轴可变部400的透明基板上来代替粘合固定于新的透明基材上的结构。无论如何,在采用薄膜状构件作为反射型偏振光选择构件300时,为了实现无畸变的镜面,最好是粘合固定于平坦的材料上。

下面对透射偏振轴可变部400予以说明。

透射偏振轴可变部400的结构,可以选择使入射的直线偏振光在透过时,使其偏振状态改变,改变为其偏振轴与入射的直线偏振光正交的直线偏振光的状态,或偏振状态不改变的状态的其中的任意一种,例如,可以采用如图8所示的液晶元件。

此透射偏振轴可变部400,包含由ITO构成的透明电极403、以及由聚酰亚胺系高分子构成的取向膜404全表面叠层形成的第一透明基板401、同样地由透明电极406、以及由取向膜405全表面叠层形成的第二透明基板402以及液晶层407。此外,在两片基板上分别形成的透明电极403、406,经过未图示的布线以及切换开关813(参照图1,在图8中未示出)连接到电源。因此,利用这种结构就可以在对透明电极403、406不加电压的状态和加电压的状态之中的任意一种进行选择。就是说,利用这种结构可以在透明电极403、406上没有电位差在液晶层407上不施加电场的状态和在液晶层407上施加电场的状态之中选择其中的任意一种。

透射偏振轴可变部400的液晶层407的结构是将两片透明基板401、402的取向膜的形成面相对配置,并在两片透明基板401、402之间夹以图中未示出的隔片而设置一定的间隙,并且以框状的密封材410将此空间的周围封死而在内部形成空间,通过在此空间封入介电各向异性为正的向列型液晶而构成的。

另外,此处所说明的是作为透射偏振轴可变部400,是由在两片透明基板401、402上形成的取向膜404、406分别经受摩擦处理等的取向处理,并且使液晶层407的液晶分子长轴在两片透明基板401、402之间连续扭转90°的状态而构成的所谓TN液晶元件的场合。

在此场合,其结构为透明基板402侧的液晶分子长轴的取向方向与液晶显示板200的吸收型偏振光选择构件(偏振片)208的直线偏振光透射偏振轴平行或正交,液晶层407的结构为在可见光波长区中可满足波导的条件。例如,在J.Phys.D:Appl.Phys.Vol.8(1975),pp.1575~1584中的C.H.Gooch和H.A.Tarry的论文中对此有记述。

此处,在假设液晶的双折射为Δn、液晶层的厚度为d时,d·Δn=0.4452(波长633nm)。

利用上述结构,在本实施例的透射偏振轴可变部400中,在两片透明基板401、402上分别形成的透明电极403、406上没有电位差,在液晶层407上未施加电场的断开状态中,从图像显示部1000出射并透过反射型偏振光选择构件300的第一直线偏振光变化为偏振轴与其正交的第二直线偏振光。另一方面,在两片透明基板401、402上分别形成的透明电极403、406上加电压而在液晶层407上施加电场的加电压状态中,从图像显示部1000出射并透过反射型偏振光选择构件300的第一直线偏振光,在透过时其偏振轴不改变。此时,如施加于透明电极403、406上的电压为±5V、60Hz就可以充分发挥作用了。

另外,在实施例1中,作为透射偏振轴可变部400示出的是TN液晶元件的场合,但本发明并不限定于此。就是说,透射偏振轴可变部400,可以选择使入射的直线偏振光在透过时,使其偏振状态改变,改变为其偏振轴与入射的直线偏振光正交的直线偏振光的状态,或偏振状态不改变的状态的其中的任意一种,除了上述TN液晶元件之外可以采用ECB液晶元件、强电介质液晶元件、反强电介质液晶元件等等。

下面对吸收型偏振光选择构件500予以说明。

吸收型偏振光选择构件500,是具有在入射光之中吸收第一直线偏振光分量而透过偏振轴与其正交的第二直线偏振光分量,或是透过第一直线偏振光分量而吸收第二直线偏振光分量的功能的构件,可以使用所谓的偏振片。就是说,作为吸收型偏振光选择构件500,例如,可以使用在通过使延伸的聚乙烯醇吸收碘而赋予偏振光功能的薄膜的两面之上施加三乙酰纤维素保护层的偏振片。

另外,吸收型偏振光选择构件500,为了抑制由于映入而引起的画质劣化,最好是对其表面实施抑制正反射的处理。但是,此处重要的是本发明的显示装置,即使是为了具有镜面的功能,作为吸收型偏振光选择构件500的防止正反射的处理,在其表面上形成微细的凹凸,或是采取在表面上形成包含有透明粒子的透明树脂层等降低正反射分量的方法都是不可取的。之所以如此是因为在进行这种处理的场合,透过降低映入可以提高图像显示性能,但却会产生镜面上的映像模糊使性能劣化的问题之故。

因此,作为吸收型偏振光选择构件500的防止正反射的处理,最好是在其表面上形成反射防止膜。制作反射防止膜可以采用公知的技术。就是说,可以采用将光学设计的折射率不同的数种金属氧化物通过蒸发进行多层涂敷的方法或将氟化物等低折射率材料进行涂布的方法。

下面利用图9对本实施例的显示装置的各个构件的轴的方向予以说明。

此处示出的是吸收型偏振光选择构件500,是具有在入射光之中吸收第一直线偏振光分量而透过偏振轴与其正交的第二直线偏振光分量的场合。另外,各轴的角度是以图像显示面的水平方向3点钟的位置为基准,以从此点起的逆时针转动的角度表示。如图9所示,在采用TN液晶显示板作为构成图像显示部1000的液晶显示板200时,为了得到视觉特性的水平方向上的对称性,通常将偏振片的直线偏振光的透射偏振轴定为135°(或45°,在本实施例中是135°)。所以,反射型偏振光选择构件300的直线偏振光的透射偏振轴也同样为135°,透射偏振轴可变部400的透明基板402侧和透明基板401侧的液晶分子长轴的取向方向分别为135°和45°,吸收型偏振光选择构件500的直线偏振光的透射偏振轴为45°。

下面利用图10及图11对本实施例1的显示装置的动作予以说明。

下面利用图10对实施例1的显示装置处于图像显示状态的场合予以说明。显示装置处于图像显示状态时,透射偏振轴可变部400,使切换开关813断开,以使构成透射偏振轴可变部400的液晶层407处于未施加电压的状态,即断开的状态。从图像显示部1000的照明装置100出射的透过液晶显示板200的吸收型偏振光选择构件(偏振片)208的直线偏振光,作为图像光3001从图像显示部1000出射。由此第一直线偏振光构成的图像光3001,透过反射型偏振光选择构件300入射到透射偏振轴可变部400。通过透射偏振轴可变部400的图像光3001,从第一直线偏振光变为第二直线偏振光。透过透射偏振轴可变部400的第二直线偏振光的图像光3001入射到吸收型偏振光选择构件500。因为吸收型偏振光选择构件500,吸收第一直线偏振光而透过第二直线偏振光,所以第二直线偏振光的图像光3001透过吸收型偏振光选择构件500被观察者观察到。

另一方面,从观察者侧(图中左侧)入射到显示装置的外光3002,是非偏振光,在透过吸收型偏振光选择构件500时,第一直线偏振光分量被吸收,而只有第二直线偏振光分量透过。透过吸收型偏振光选择构件500的外光3002在透过透射偏振轴可变部400时,从第二直线偏振光变化为第一直线偏振光,透过反射型偏振光选择构件300射向图像显示部1000。这一光线,如在实施方式1中所说明的,几乎不返回到观察者侧。

所以,在图像显示状态中,由于从图像显示部1000出射的图像光3001几乎没有损失地射向观察者,可以获得明亮的图像。此外,因为外光3002,在镜面状态的场合不受作为镜面起作用的反射型偏振光选择构件300所反射,所以几乎不会发生映入、对比度降低这样的起因于外光的画质劣化。

图11示出本显示装置处于镜面状态的场合。在本显示装置处于镜面状态时,透射偏振轴可变部400,使切换开关813接通,以使构成透射偏振轴可变部400的液晶层407上施加电压成为加电压的状态。在此场合,从观察者一侧入射到本显示装置的外光3002是非偏振光,在透过吸收型偏振光选择构件500时,第一直线偏振光分量被吸收,只有第二直线偏振光分量透过,入射到透射偏振轴可变部400。此时,入射到透射偏振轴可变部400的外光3002,第二直线偏振光偏振轴不改变按照原样不变透过透射偏振轴可变部400到达反射型偏振光选择构件300。因为反射型偏振光选择构件300,透过第一直线偏振光分量,反射第二直线偏振光分量,外光3002受到反射型偏振光选择构件300的反射。由于被反射型偏振光选择构件300反射的外光3002,第二直线偏振光偏振轴不改变按照原样不变透过透射偏振轴可变部400,再透过吸收型偏振光选择构件500而射向观察者,实现镜面状态。

此时,在本实施例的图像显示部1000中,由于具有吸收型偏振光选择构件(偏振片)208,暗显示区域的图像光,被吸收型偏振光选择构件(偏振片)208吸收,不会到达反射型偏振光选择构件300。因此,不论反射型偏振光选择构件300的反射性能如何,从暗显示部区域的漏光可以大幅度降低。

另外,在从图像显示部1000出射的图像光中间,从明显示区域出射的图像光3001,透过反射型偏振光选择构件300入射到透射偏振轴可变部400。在本显示装置是镜面状态的场合,透射偏振轴可变部400是加电压状态,由于此时透过透射偏振轴可变部400的图像光3001,第一直线偏振光偏振轴不改变按照原样不变透过,被吸收型偏振光选择构件500吸收而几乎不会被观察者观察到。

就是说,在镜面状态时,从图像显示构件发出的光不到达观察者,另一方面,从周围入射到显示装置的外光3002,在理想情况下,由于非偏振光的一半的光被反射型偏振光选择构件300所反射而射向观察者侧,可以作为明亮的镜面使用。

另外,本实施例的显示装置的结构是在镜面状态时使透射偏振轴可变部400处于加电压状态,使液晶分子407a竖立。一般,向列型液晶,使加电压的液晶分子竖立的状态,与断掉电压的液晶分子的扭曲状态时比较,向斜方向出射的光的偏振轴的偏离小。因此,本实施方式的显示装置,与在现有技术所描述的镜面状态下断掉电压的结构的装置相比较,可以得到在镜面状态时图像光(明显示光)3001的斜方向上的漏光少的效果。

另外,作为吸收型偏振光选择构件208及吸收型偏振光选择构件500而工作的偏振片的特性,与图像显示状态的画质及镜面状态的易视性有直接关系。具体言之,由于偏振片的透射率对图像显示状态下的图像的明亮度和在镜面状态下的反射像的明亮度有贡献,高透射率最好。另外,偏振片的偏振度,与在图像显示状态下的对比度和外光的无效反射的量有直接关系。因为偏振片的偏振度越高,图像显示的对比度越高,外光的无效反射变小,所以偏振片的偏振度最好是高。即使是在镜面状态中,偏振度越高,从图像显示构件发出的漏光越少,反射像的对比度提高而可以实现更易于观察的镜面状态,所以希望偏振片的偏振度越高越好。

因此,用作吸收型偏振光选择构件208及吸收型偏振光选择构件500的偏振片,最好是使用具有高透射率加上高偏振度的偏振片。可是,一般在偏振片的透射率和偏振度之间存在图12例示的顾此失彼的关系(日东技报,Vol38,No.1,May,2000,pp11-14)。图12为示出碘元素系的偏振片的透射率和偏振度的一般关系的曲线图,横轴表示偏振片的透射率,纵轴表示偏振度。因此,用作吸收型偏振光选择构件208和吸收型偏振光选择构件500的偏振片的特性的选择,对于同时照顾到图像显示状态的画质和镜面状态下的镜面性能是极为重要的。

图3及图4为示出从镜面状态时的图像显示部1000发出的漏光的曲线图。图3为明显示部、图4为暗显示部的以亮度值表示的漏光的大小。这些曲线示出,在显示装置为图像显示状态时,进行亮度值450cd/m2的明显示的条件下的数据,横轴示出显示装置显示部上的位置,纵轴示出在正面方向上的亮度值。另外,图中A型偏振片、B型偏振片、C型偏振片示出用作吸收型偏振光选择构件208的偏振片的类型,为了比较还一并列出没有吸收型偏振光选择构件208,其他的结构与本实施例1的显示装置相同的场合的漏光。图3、图4的A型偏振片的透射率为41.5%、偏振度为99.97%、B型偏振片的透射率为43.6%、偏振度为99.5%、C型偏振片的透射率为45.4%、偏振度为96.60%。另外,图3及图4的数据,是采用A型偏振片作为吸收型偏振光选择构件500时的数据。

如图3及图4所示,可以看到,无论是A型、B型、C型中的任何一种偏振片,具有吸收型偏振光选择构件208的场合和没有吸收型偏振光选择构件208的场合相比较,漏光显著降低,可以实现映出对比度高的反射像。特别是,可以看到,偏振度超过99.5%的A型及B型偏振片,如图4所示,暗显示部中的漏光显著降低,可以实现映出对比度更高的反射像的高品质的镜面状态。

所以,用作吸收型偏振光选择构件208的偏振片的偏振度,最好至少在96.60%以上,为了实现更高品质的镜面状态,偏振度超过99.5%就更好。

另一方面,图13为示出用作吸收型偏振光选择构件500的偏振片的偏振度和镜面状态下的反射率及图像显示状态下的外光的反射率(无效反射率)之间的关系的曲线图。横轴示出的是用作吸收型偏振光选择构件500的偏振片的偏振度,纵轴示出的是反射率。如图13所示,如果将用作吸收型偏振光选择构件500的偏振片的偏振度从99.97%降低到96.60%,透射率更高,镜面状态下的反射率可提高约10%,可实现更明亮的镜面。此时,图像显示状态下的无效反射率增加很小。

图14为示出用作吸收型偏振光选择构件208的偏振片的偏振度和图像显示状态下的反射率明显示的亮度值之间的关系的一例的曲线图,横轴示出的是偏振片的偏振度,纵轴示出的是相对亮度。另外,图14的数据,是采用A型偏振片作为吸收型偏振光选择构件500时的数据。如图14所示,如果将用作吸收型偏振光选择构件208的偏振片的偏振度从99.97%降低到96.60%,透射率更高,亮度值可上升约9.5%,可得到更明亮的图像。这一关系,在固定吸收型偏振光选择构件208的偏振片的特性而改变吸收型偏振光选择构件500偏振片的偏振度时也一样。

另外,如果吸收型偏振光选择构件208及吸收型偏振光选择构件500中的任何一个采用偏振度超过99.95%的偏振片时,另一个偏振片的偏振度即使是低于96.6%也可以得到足够的对比度。因此,在图像显示状态下,为了在保持充分的对比度的同时提高亮度,吸收型偏振光选择构件208及吸收型偏振光选择构件500中的任何一方的偏振片采用偏振度高的偏振片,另一方采用偏振度低的偏振片是有效的。

从上述可知,如果设吸收型偏振光选择构件208的偏振片的偏振度为P1,吸收型偏振光选择构件500的偏振片的偏振度为P2时,为了同时保持图像显示状态的显示图像的明亮度和对比度,以及镜面状态的反射像的对比度和明亮度为高水平,最好能满足以下的条件。

条件1:0.966≤P1≤0.995≤P2。

条件2:0.966≤P2≤0.995≤P1满足,在镜面状态下必定使图像显示构件为暗显示。

另外,在条件2中在镜面状态下必定使图像显示构件为暗显示的理由是因为在吸收型偏振光选择构件500的偏振片的偏振度低时,从明显示区域发出的漏光大,反射像的对比度显著降低之故。于是,通过进行暗显示,可防止漏光,防止对比度的降低。

另外,在本实施例1的显示装置中,也可设置与透射偏振轴可变部400的切换开关813的切换连动进行照明装置100的点亮、熄灭的切换部,在全面镜面状态时对照明装置进行熄灭。此时,因为从图像显示部1000不输出光,可以实现在无漏光的情况下获得对比度高的反射像的容易观察的镜面的同时,还可以得到使显示装置的功耗减小与熄灭相应的数量的效果。

另外,如果只是使画面的一部分成为镜面状态,在余下部分上显示图像的场合,照明装置不熄灭,通过使与镜面状态的区域相当的图像显示部1000的区域成为暗显示实现可以获得高对比度的反射像的镜面时,就可以在同一画面上实现明亮的图像显示区域。

如上所述,根据本发明的显示装置,反射型偏振光选择构件300,通过透射偏振轴可变部400的偏振状态的控制,可以在有效透明状态和镜面状态之间切换。因此,在图像显示状态中通过使反射型偏振光选择构件300成为有效透明状态就可以获得明亮的图像。并且,即使周围是明亮的环境,因为外光在显示装置上几乎不反射,也不会产生使用半透明反射镜时的映入及伴随其产生的对比度低下的画质劣化。就是说,可以实现相互性能无劣化的图像显示状态和镜面状态的切换。

另外,在本实施例的图像显示部1000中,由于具有吸收型偏振光选择构件(偏振片)208,暗显示区域的图像光,被吸收型偏振光选择构件(偏振片)208吸收,不会到达反射型偏振光选择构件300。因此,不论反射型偏振光选择构件300的反射性能如何,都可以大幅度地降低从镜面状态的暗显示区域发出的漏光。

另外,在上述实施例中,示出的是作为吸收型偏振光选择构件500,采用的是第二直线偏振光分量透过,而偏振轴与其正交的第一直线偏振光分量被吸收的构件,但也可以采用第一直线偏振光分量透过,而第二直线偏振光分量被吸收的构件。此时,透射偏振轴可变部400,在液晶层407上未加电压的状态,即断开状态下,成为镜面状态,而透射偏振轴可变部400,在液晶层407上加电压的状态,即接通状态下,成为图像显示状态。就是说,可以在切断整个显示装置的电力时变成镜面状态。这一点,在手持PC及便携式电话这样的希望尽可能减小功耗的机器中采用本显示装置的场合,由于可以不消耗电力而实现镜面功能,是有利的。

另外,在本实施例1的显示装置中,为了降低在结构构件的界面上的光的反射,也可以采用将各个构件以与其折射率符合的透明的粘合剂进行光学结合的结构。

(实施例2)下面利用图15、图16对本发明的实施例2的带有镜面状态切换功能的显示装置予以说明。本实施例2的显示装置,其基本结构与实施方式2的图1、图2所示的显示装置相同。就是说,本实施例2的显示装置是将实施例1中说明的显示装置的吸收型偏振光选择构件500以反射型偏振光选择构件301和可变偏振光选择构件600的组合置换而成的装置。所以,对于与实施例1相同的部分赋予同样的符号,其详细说明省略。

本显示装置的结构,如图15、图16所示,代替实施例1的显示装置的吸收型偏振光选择构件500的是将反射第一直线偏振光分量、透过第二直线偏振光分量的反射型偏振光选择构件301和可以在入射光之中吸收第一直线偏振光分量、透过第二直线偏振光分量的状态及透过全偏振光分量的状态之中选择任何一种的状态的600从透射偏振轴可变部400侧顺序配置而成的装置。

另外,观察者是从可变偏振光选择构件600侧(图中左侧)观察本显示装置。

作为图像显示部1000,可以采用由通过调节光的透射光量显示图像的液晶显示板200和配置于其背面的照明装置100构成的结构。

在本实施例2中,以下参考图16,与(实施例1)一样,说明的是采用边缘照明方式作为照明装置100,采用TN液晶显示板作为液晶显示板200的场合,但本发明并不限定于此。

反射型偏振光选择构件300,以及反射型偏振光选择构件301,是允许从规定的直线偏振光分量透过而镜面反射具有与其正交的偏振轴的直线偏振光分量的构件。作为这种构件,可以采用在(实施例1)中说明过的双折射反射型偏振光薄膜或胆甾醇型液晶层和在其表面和里面上叠置1/4波片的构件。

另外,作为反射型偏振光选择构件300以及反射型偏振光选择构件301,在采用双折射反射型偏振光薄膜或胆甾醇型液晶层和1/4波片的积层构件的薄膜状的构件的场合,做法如下。就是说,由于薄膜状的反射型偏振光选择构件按照其原样不变平坦性低,最好是将薄膜状的构件藉助透明粘合剂以高刚性的平坦透明的方式直接粘贴固定到光学各向同性的透明基板上而不发生畸变。薄膜状的反射型偏振光选择构件300以及反射型偏振光选择构件301,也可以粘贴固定到液晶显示板200的透明基板等的邻接的其他构件的基板等之上。

透射偏振轴可变部400,是可以选择使入射的直线偏振光在透过时,使其偏振轴改变为其偏振轴与入射的直线偏振光正交的直线偏振光的状态,或偏振状态不改变的状态的其中的任意一种的部件,可以采用如(实施例1)所说明的液晶元件。

在本实施例中,透射偏振轴可变部400是配置于反射型偏振光选择构件300和反射型偏振光选择构件301之间。反射型偏振光选择构件300和反射型偏振光选择构件301,是在使本显示装置成为镜面状态时作为反射面工作的构件。因此,如果反射型偏振光选择构件300和反射型偏振光选择构件301之间的间隔变大,因为由反射型偏振光选择构件300和反射型偏振光选择构件301分别反射的像中会产生视差,所以两者的间隔最好是尽量地小。就是说,配置于反射型偏振光选择构件300和反射型偏振光选择构件301之间的透射偏振轴可变部400的厚度最好是尽可能地薄。

本实施例2的显示装置,其主要用途是在镜面状态下对人的面部进行映像观察。因为成年男子整个面部的高度平均为234.6mm(人间工学基准数值数式便览;1992年,技报堂出版),假设从眼睛到面部的端部的垂直距离为其一半117.3mm,假设镜面状态的本显示装置和眼睛的距离为300mm,再考虑到“平均视力1.0的分辨率的定义是视角最小1分”(视力的定义;1909年国际眼科学会),为了不感觉到视察,反射型偏振光选择构件300和反射型偏振光选择构件301的间隔由几何计算可知最好是小于0.11mm。

就是说,如果采用现在一般在液晶元件中使用的厚度0.7mm的玻璃基板作为透射偏振轴可变部400的透明基板401、402,则本显示装置在镜面状态时在反射的像中会产生视差。因此,为了实现实用上无视差的镜面,最好是采用0.05mm以下的透明基板作为透明基板401、402。作为这种透明基板401、402,可以采用玻璃或高分子薄膜。作为高分子薄膜,特别是作为不具有光学各向异性的薄膜,可以采用三乙酰纤维素或利用铸造法(溶液流延法)成膜的无延伸的聚碳酸酯等。

或者,将反射型偏振光选择构件300及反射型偏振光选择构件301配置于比透明基板401、402更靠近液晶层407侧,如果采用中间夹以液晶层407的结构,由于反射型偏振光选择构件300及反射型偏振光选择构件301之间的间隔变为大约为液晶层的厚度,可以实现无视差的镜面状态。

另外,因为根据用途的不同可以容许一定的视差,本发明也不排除反射型偏振光选择构件300及反射型偏振光选择构件301之间的间隔不是上述数值的场合。

另一方面,可变偏振光选择构件600,是一种可以在吸收入射光之中的第一直线偏振光分量而透过偏振轴与此正交的第二直线偏振光分量的状态和透过全偏振光分量的状态中选择任何一个状态的构件。作为这样的构件,可以采用宾主型的液晶元件。此处,参照图17、18对采用宾主型液晶元件的可变偏振光选择构件600予以说明。

采用宾主型液晶元件的可变偏振光选择构件600,其结构包含由ITO组成的透明电极603以及由聚酰亚胺系高分子组成的取向膜604全表面叠层形成的第一透明基板601;由透明电极606以及取向膜605全表面叠层形成的第二透明基板602;以及在这些中间夹持的宾主型液晶层607。

另外,在两片透明基板601、602上分别形成的透明电极603、606经过布线以及切换开关600a连接到电源,可以选择透明电极603、606处于未加电压状态和处于加电压状态中的任何一种状态。就是说,利用这种结构可以在透明电极603、606上没有电位差在液晶层607上不施加电场的状态和在透明电极603、606上加电压而在液晶层607上施加电场的状态之中选择其中的任意一种。

液晶层607的结构是将两片透明基板601、602的取向膜的形成面相对配置,并在两片透明基板601、602之间夹以图中未示出的隔片而设置一定的间隙,并且以框状的密封材610将此空间的周围封死而在内部形成空间,通过在此空间封入介电各向异性为正的向列型液晶而构成的。

下面参照图17、18对可变偏振光选择构件600的动作予以说明。图17及图18为示出可变偏振光选择构件600的结构的一例的概略剖面图。宾主型的液晶层607是在向列型液晶6072中添加二色性色素6071作为宾体而构成的。在本实施例中,采用介电各向异性为正的液晶作为向列型液晶,液晶分子的长轴的取向方向,由经受摩擦等取向处理的取向膜604、606确定,其取向为相对基板大致平行并且在两片透明基板601、602之间不扭转的取向,即单一取向。此时,加上预倾斜使两片透明基板601、602附近的取向方向相互平行。预倾角的角度最好是不要引起反倾斜的2°以上的角度,此处加上大约4°的预倾角。

此处,二色性色素6071是棒状结构,具有在平行于液晶分子的方向上取向的性质。因此,例如,如果使液晶分子的取向从相对基板的水平方向变为垂直方向,则二色性色素也会跟着从水平方向变为垂直方向。此处,作为液晶层607采用的是三菱化成株式会社制的宾主液晶材料LA121/4(商品名),液晶层607的厚度为5μm。

图17示出的是在两片透明基板601、602之上分别形成的透明电极603、606之间没有电位差而在液晶层607上未施加电场的状态,即切换开关600a处于断开的状态。此时,液晶层607的向列型液晶6072处于初始取向状态,即相对基板大致水平(图中纸面的左右方向)的单一取向,二色性色素6071也与其同样取向。二色性色素6071,具有相对分子轴大致平行的吸收偏振轴,具有对平行分子轴的偏振分量强烈吸收,而对与其正交的偏振分量几乎不吸收的性质。因此,从相对透明基板面差不多垂直的方向入射的具有种种偏振波面的入射光5000,在通过液晶层607时,具有与二色性色素6071的分子轴平行的电气矢量的振动方向的直线偏振光分量Lp被吸收,而与其正交的直线偏振光分量Ls则透过。

图18示出的是在两片透明基板601、602之上分别形成的透明电极603、606之间加电压而在液晶层607上施加电场的状态,即切换开关600a处于接通的状态。此时,向列型液晶6072的分子长轴取向方向从相对基板水平方向变为垂直方向,与此相随二色性色素6071的取向方向也变为垂直方向。因此,从相对透明基板面差不多垂直的方向入射的具有种种偏振波面的入射光5000的大部分偏振光分量未被吸收而透过。此时,在本实施例中,透明基板601、602的透明电极603、606上施加的电压为±30V,60Hz。

所以,如果使液晶分子的取向方向与第一直线偏振光的偏振轴一致,则可以实现可在入射的光中第一直线偏振光分量被吸收,偏振轴与此正交的第二直线偏振光分量透过的状态和全偏振光分量透过的状态之中选择任意一种状态的可变偏振光选择构件。

另外,对于可变偏振光选择构件600,为了抑制由于外光的映入而引起的画质劣化,最好是对其表面实施抑制正反射的处理。但是,此处重要的是本发明的显示装置,即使是为了具有镜面的功能,作为吸收型偏振光选择构件600的防止正反射的处理,在其表面上形成微细的凹凸,或是采取在表面上形成包含有透明粒子的透明树脂层等降低正反射分量的方法都是不可取的。之所以如此是因为在进行这种处理的场合,通过降低映入可以提高图像显示性能,但却会产生镜面上的映像模糊使性能劣化的问题。因此,作为可变偏振光选择构件600的防止正反射的处理,最好是在其表面上形成反射防止膜。制作反射防止膜可以采用公知的技术。就是说,可以采用将光学设计的折射率不同的数种金属氧化物通过蒸发进行多层涂敷的方法或将氟化物等低折射率材料进行涂布的方法。

图19为本实施例的各构件的轴方向的说明图。另外,各轴的角度是以图像显示面的水平方向3点钟的位置为基准,以从此点起的逆时针转动的角度表示。如图19所示,构成图像显示部1000的TN液晶显示板200的吸收型偏振光选择构件(偏振片)208的直线偏振光的透射偏振轴定为135°。所以,反射型偏振光选择构件300的直线偏振光的透射偏振轴也同样为135°,透射偏振轴可变部400的透明基板402侧和透明基板401侧的液晶分子长轴的取向方向分别为135°和45°,反射型偏振光选择构件301的直线偏振光的透射偏振轴为45°,可变偏振光选择构件600的透明基板602侧和透明基板601侧的液晶分子长轴的取向方向都为135°。

下面参照附图对本实施例2的显示装置的动作予以说明。图20及图21为用来说明本显示装置的基本结构和动作的概略结构图。

在本实施例中,叙述的是可变偏振光选择构件600,在断开状态下,第一直线偏振光分量(图中纸面上下方向),而透过偏振轴与其正交的第二直线偏振光分量(图中纸面垂直方向),在接通状态下透过全偏振光分量的场合。

另外,此处叙述的是,作为透射偏振轴可变部400,在断开状态下,使入射的直线偏振光在透过时,使其偏振轴改变为其偏振轴与入射的直线偏振光正交的直线偏振光,在接通状态下偏振状态不改变的场合。

图20示出图像显示状态的场合。在本显示装置是图像显示状态的场合,透射偏振轴可变部400为在构成它的液晶层407上未加电压的状态,即断开状态。另外,可变偏振光选择构件600也是断开状态。

正如已经叙述过的,图像显示部1000由液晶显示板200和配置于其背面的照明装置100构成,从照明装置100出射透过吸收型偏振光选择构件(偏振片)208的第一直线偏振光作为图像光3001从图像显示部1000出射。从图像显示部1000出射的第一直线偏振光组成的图像光3001透过反射型偏振光选择构件300而入射到透射偏振轴可变部400。

通过透射偏振轴可变部400的图像光3001,从第一直线偏振光变为第二直线偏振光。透过透射偏振轴可变部400的图像光3001入射到反射型偏振光选择构件301。反射型偏振光选择构件301,由于镜面反射第一直线偏振光分量而透过第二直线偏振光分量,由透射偏振轴可变部400变为第二直线偏振光的图像光3001,透过反射型偏振光选择构件301入射到可变偏振光选择构件600。在本显示装置为图像显示状态的场合,可变偏振光选择构件600处于断开状态,在入射到其上的光之中,第一直线偏振光分量被吸收,而第二直线偏振光分量透过。所以,图像光3001透过可变偏振光选择构件600而被观察者观察到。

另一方面,从观察者侧(图中左侧)入射到显示装置的外光3002是非偏振光,在显示装置是图像显示状态的场合,可变偏振光选择构件600是断开状态,入射到其上的光的第一直线偏振光分量被吸收,而只有第二直线偏振光分量透过。透过可变偏振光选择构件600的外光3002,透过反射型偏振光选择构件301,并在透过透射偏振轴可变部400时从第二直线偏振光变化为第一直线偏振光,也透过反射型偏振光选择构件300而大部分不会返回到观察者一侧。

所以,在图像显示状态,由于从图像显示部1000出射的3001几乎毫无损失地射向观察者而可以得到明亮的图像。此外,因为外光3002在显示装置中几乎不受到反射,不会产生外光的映入及对比度低下这样的画质劣化。

图21示出显示装置的镜面状态的场合。在本显示装置是镜面状态的场合,透射偏振轴可变部400为在构成它的液晶层407上加电压的状态,即接通状态。可变偏振光选择构件600也是接通状态。

在此场合,从图像显示部1000出射的透过反射型偏振光选择构件300的与明显示相对应的图像光3001入射到透射偏振轴可变部400。此时,由于透过透射偏振轴可变部400的图像光3001偏振轴不改变第一直线偏振光分量按照原样不变透过,被反射型偏振光选择构件301反射而返回图像显示部1000,观察者不会观察到。

另一方面,从观察者侧射向显示装置的外光3002,在显示装置为镜面状态时,因为可变偏振光选择构件600为接通状态,对于大部分偏振光分量是透明的状态,外光3002的大部分透过可变偏振光选择构件600。透过可变偏振光选择构件600的外光3002射到反射型偏振光选择构件301。在入射到反射型偏振光选择构件301的外光3002中,第二直线偏振光分量,透过反射型偏振光选择构件301,而第一直线偏振光分量,被反射型偏振光选择构件301反射,再次透过可变偏振光选择构件600而射向观察者侧。另一方面,在入射到反射型偏振光选择构件301的外光3002中,透过反射型偏振光选择构件301的第二直线偏振光分量偏振轴不改变透过透射偏振轴可变部400,被反射型偏振光选择构件300反射,再次透过透射偏振轴可变部400、反射型偏振光选择构件301和可变偏振光选择构件600而射向观察者侧。

就是说,在镜面状态时,由于图像光3001,受到反射型偏振光选择构件301的反射而返回图像显示部1000,观察者观察不到。并且,外光3002,由于其大部分偏振光分量被反射型偏振光选择构件300及反射型偏振光选择构件301所反射,所以可用作极为明亮的镜面。

另外,与上述实施例1一样,在本实施例中,其结构也是在显示装置处于镜面状态时,可以使图像显示部1000的相当部分成为暗显示,或是将构成图像显示构件的照明装置100的熄灭与上述动作连动进行。此时,因为图像光不从图像显示部1000输出,不会发生无用的散乱光射向观察者而使镜面的性能受到损失,特别是在照明装置100熄灭时,还可以得到在镜面状态下功耗减小的效果。

如上所述,在本实施例的显示装置中,反射型偏振光选择构件300及反射型偏振光选择构件301,通过透射偏振轴可变部600的偏振光的吸收的控制和透射偏振轴可变部400的偏振状态的控制,可以在有效透明状态和镜面状态之间切换。因此,在图像显示状态中通过使反射型偏振光选择构件300及反射型偏振光选择构件301成为有效透明状态就可以获得明亮的图像,并且,即使周围是明亮的环境,因为外光在显示装置上几乎不反射,也不会产生使用半透明反射镜时的映入及伴随其产生的对比度低下的画质劣化。就是说,可以实现相互性能无劣化的图像显示状态和镜面状态的切换。

特别是在本实施例中,在显示装置是镜面状态时,可变偏振光选择构件600变为透明状态,并且,由于外光的大部分偏振光分量被反射型偏振光选择构件300及反射型偏振光选择构件301所反射,所以具有可以实现等于实施例1的显示装置2倍以上的极为明亮的镜面的效果。

另外,为了降低在构成本显示装置的各个结构构件的界面反射,也可以采用将各个构件以与其折射率符合的透明的粘合剂进行光学结合的结构。

另外,在上述实施例中,作为可变偏振光选择构件600的液晶层607采用的向列型液晶是介电各向异性为正的液晶,单一取向,但作为液晶层607的向列型液晶也可以采用介电各向异性为负的液晶,在其初始状态(未加电场状态)液晶分子的长轴方向相对基板为大致垂直的均称取向。此时,在两片透明基板601、602的透明电极603、606上加电压而在液晶层607上施加电场时,液晶分子长轴的取向方向相对两片透明基板601、602从垂直方向改变为水平方向,但也可以对液晶的初始取向状态赋予微小的预倾角而使液晶分子在一定的方向上取向。

在采用介电各向异性为负的液晶作为液晶层607的向列型液晶和均称取向的场合,由于在两片透明基板601、602的透明电极603、606之间没有电位差而在液晶层607上未施加电场的状态,即断开状态,之中,液晶层607的向列型液晶的分子长轴的方向相对基板大致垂直,二色性色素也跟着取向,所以来自外部的入射光在液晶层607中大部分未被吸收而透过。

另一方面,在两片透明基板601、602的透明电极603、606上加电压而在液晶层607上施加电场的状态,即在接通状态下,向列型液晶的分子长轴的取向方向相对两片透明基板601、602从垂直方向变为水平方向,与此相随二色性色素的取向方向也变为水平方向。二色性像素具有与分子轴大致平行的吸收偏振轴,具有对平行分子轴的偏振分量强烈吸收,而对与其正交的偏振分量几乎不吸收的性质。因此,在来自外部的入射光通过液晶层607时,具有与二色性色素的分子轴平行的电气矢量的振动方向的直线偏振光分量被吸收,而与其正交的直线偏振光分量则透过。

就是说,如果使液晶层607上施加了电场的状态的液晶的取向方向与第一直线偏振光的偏振轴一致,则可以实现可在入射的光中第一直线偏振光分量被吸收,偏振轴与此正交的第二直线偏振光分量透过的状态和全偏振光分量透过的状态之中选择任意一种状态的可变偏振光选择构件。

另外,在本实施例2中,叙述的是在反射型偏振光选择构件301的观察者侧配置可变偏振光选择构件600的场合。可变偏振光选择构件,是在图像显示状态中,抑制在反射型偏振光选择构件301中的外光的无效反射,在镜面状态中变为有效透明状态而对提高镜面的明亮度有贡献的重要构件。不过,在考虑到本发明的种种用途时,不排除在反射型偏振光选择构件301的观察者侧不配置可变偏振光选择构件600的结构。此时,在图像显示状态中,外光被反射型偏振光选择构件301所反射而有时难以对图像进行观察,但在镜面状态中由于没有反射型偏振光选择构件及阻碍反射型偏振光选择构件301中的外光的反射的构件,可以得到超过80%的极高的反射率。这一反射率是可以与在玻璃基板上形成铝膜的镜面相匹敌,可以实现具有与一般的镜面同等明亮度的镜面。

(镜面区域的尺寸)下面求出实施例1及实施例2的显示装置,在镜面状态中,在以观察者通过映照观察自己的面孔为主要用途的场合,所希望的镜面区域的尺寸。如果考虑到成年男子整个面部的高度平均为234.6mm,头部的平均宽度为156.4mm(人间工学基准数值数式便览;1992年,技报堂出版),观察者的观察位置不变,要在镜面上反映整个面孔时镜面的大小必须是高度117.33mm、宽度为78.2mm的大小。

在本发明的显示装置(实施例1)中,利用透射偏振轴可变部400,而在本发明的显示装置(实施例并)中,利用透射偏振轴可变部400和可变偏振光选择构件600,进行图像显示状态和镜面状态的切换。于是,为了实现上述大小的镜面区域,在构成透射偏振轴可变部400的两片透明基板401、402上分别形成的透明电极403、406和在可变偏振光选择构件600的两片透明基板601、602上分别形成的透明电极603、606,最好是没有欠缺地连续形成至少高度117.3mm和宽度78.2mm以上的区域。之所以如此,是因为透明电极,例如,是在此区域内分割形成的,有电极的部分可作为镜面工作,透明电极之间的间隙不能作为镜面工作,此间隙观察起来像筋状,作为镜面得不到令人满足的性能之故。

另外,在将实施例1及实施例2的显示装置应用于便携式电话及便携式信息终端这样的便携式机器时,有时显示装置的大小本身不满足上述的镜面大小的高度117.3mm和宽度78.2mm。于是,可以得到不能反映整个面孔而能适用于部分地修正化妆或确认眼睛中的隐形眼镜等的大小的镜面的大小。此时,只要是在镜面中能够反映面部的四分之一的大小就可以了。具体说,镜面的大小最好是高度58.6,宽度39.1mm以上。

所以,在构成透射偏振轴可变部400的两片透明基板401、402上分别形成的透明电极403、406和在可变偏振光选择构件600的两片透明基板601、602上分别形成的透明电极603、606,最好是没有欠缺地连续形成至少高度58.6mm和宽度39.1mm以上的区域。

(实施例3)

在上述实施例1及实施例2的显示装置中,将第一直线偏振光作为图像光出射的图像显示部1000是利用照明装置配置于里面的液晶显示板构成的,但本发明并不限定于此。

作为将直线偏振光作为图像光出射的图像显示部1000,另外可以采用将液晶显示板用作二维光学开关元件的背面投射型显示装置。实施例3,是将背面投射型显示装置用作实施例1中说明的显示装置的图像显示部1000的实施例,对于与实施例1相同的部分赋予同样的符号,其详细说明省略。

本显示装置,如图22所示,由透射型屏幕703、投射装置701和反射镜702构成,其结构使得从投射装置701出射的投射光704经过反射镜702照射到透射型屏幕703。透射型屏幕703,包含实施例1的反射型偏振光选择构件300、透射偏振轴可变部400和吸收型偏振光选择构件500。

投射装置701,可以采用将液晶显示板用作二维光学开关元件的液晶投射装置。投射装置701,采用出射各色光的偏振状态一致的直线偏振光作为投射光的装置。此外,从投射装置701出射的图像光704,相对反射镜的反射面为s偏振光或p偏振光。这是因为一般入射到反射面上的光相对反射面为s偏振光分量或p偏振光分量,会产生相位差,如果入射的是相对反射面的s偏振光或p偏振光以外的偏振光,其偏振状态会改变之故。

反射镜702,可以采用在光学各向同性的透明玻璃上蒸镀银或铝这样的反射性金属的制品。

透射型屏幕703,如图23所示,由按照以下顺序配置的菲涅耳透镜片1402、双凸透镜片1401、反射型偏振光选择构件300、透射偏振轴可变部400及吸收型偏振光选择构件500构成。菲涅耳透镜片1402是与凸透镜作用相同的光学部件,其作用是使从投射装置701发出的主光线的方向向着观察者侧弯曲以扩大适视范围。双凸透镜片1401的作用是使从投射装置701发出的有限的投射光束在观察者的观察范围内有效地配光(分配光度)。从而可以获得明亮的图像。

图24及图25为说明本实施例中可以使用的双凸透镜片1401的一例。双凸透镜片1401,是将圆柱透镜状的透镜1501在一个方向上排列多个,在光的聚光部以外的部分上设置黑条1502而构成的,通过将透镜1501的焦点位置作为观察面,理想情况下投射光无损失,是可以抑制对外光的对比度的降低的结构。一般,双凸透镜片,由于其母线相对显示面排列成为垂直方向,在水平方向上可以得到开阔的视角。

另外,菲涅耳透镜片1402和双凸透镜片1401最好都采用双折射小的构件,例如利用丙烯树脂藉助注射模塑成形的制品,以便使从投射装置701发出的投射光704的偏振光的紊乱尽可能地小。

反射型偏振光选择构件300,如前所述,由于用作镜面的反射面的重要构件,为了不产生畸变,可在具有刚性的平坦的光学各向同性的透明基板,例如厚度约3mm的注射模塑成形的丙烯树脂板等等,之上利用粘合剂粘贴而构成。

反射型偏振光选择构件300、透射偏振轴可变部400及吸收型偏振光选择构件500的各个轴线的方向的配置使得从701出射而入射到透射型屏幕703的投射光704作为第一直线偏振光与实施例1同样地作用。

下面对本显示装置的动作予以说明。此处对吸收型偏振光选择构件500吸收第一直线偏振光分量而透过第二直线偏振光分量的场合予以说明。

因为本显示装置除了在图像显示构件上利用背面投射型显示装置之外,是利用与实施例1相同的构件构成的,所以动作也相同。就是说,在本显示装置为图像显示状态的场合,从投射装置701出射的投射光704受到反射镜702的反射而入射到透射型屏幕703。入射到透射型屏幕703的投射光704,通过菲涅耳透镜片1402和双凸透镜片1401的作用,在观察者的观察范围内有效扩展的同时,透过反射型偏振光选择构件300,入射到透射偏振轴可变部400。在本显示装置为图像显示状态的场合,通过透射偏振轴可变部400的投射光704,从第一直线偏振光变为第二直线偏振光,透过吸收型偏振光选择构件500而被观察者观察到。

另一方面,从观察者一侧入射到显示装置的外光是非偏振光,在透过吸收型偏振光选择构件500时,第一直线偏振光分量被吸收,只有第二直线偏振光分量透过。透过吸收型偏振光选择构件500的第二直线偏振光的外光,在透过透射偏振轴可变部400时,从第二直线偏振光变为第一直线偏振光,透过反射型偏振光选择构件300,经过菲涅耳透镜片1402、双凸透镜片1401和反射镜702射入投射装置701而大部分不会返回到观察者侧。

因此,在图像显示状态,由于从投射装置701出射通过菲涅耳透镜片1402、双凸透镜片1401的投射光704大部分没有损失地射向观察者,所以可以得到明亮的图像。此外,因为外光大部分不被显示装置反射,所以不会发生映入、对比度低下这样的起因于外光的画质劣化。

在本显示装置处于镜面状态时,从投射装置701出射的投射光704经过反射镜702入射到透射型屏幕703。入射到透射型屏幕703的投射光704,通过菲涅耳透镜片1402和双凸透镜片1401的作用,在观察者的观察范围内有效扩展的同时,透过反射型偏振光选择构件300,入射到透射偏振轴可变部400。在显示装置为镜面状态的场合,通过透射偏振轴可变部400的投射光704,第一直线偏振光偏振轴不改变按照原样不变透过,由于被吸收型偏振光选择构件500吸收而观察者观察不到。

另一方面,从观察者一侧入射到显示装置的外光是非偏振光,在透过吸收型偏振光选择构件500时,第一直线偏振光分量被吸收,只有第二直线偏振光分量透过而入射到透射偏振轴可变部400。入射到透射偏振轴可变部400的外光,在透过透射偏振轴可变部400时偏振轴不改变按照第二直线偏振光原样不变透过而到达透过反射型偏振光选择构件300。由于反射型偏振光选择构件300透过第一直线偏振光分量而镜面反射第二直线偏振光分量,所以外光被反射型偏振光选择构件300反射。被反射型偏振光选择构件300反射的外光,透过透射偏振轴可变部400偏振轴不改变按照第二直线偏振光分量的原样不变不变,再透过吸收型偏振光选择构件500射向观察者。

因此,在镜面状态,由于投射光704被吸收型偏振光选择构件500吸收,不到达观察者,入射到显示装置的外光,在理想情况下,由于非偏振光的一半的光被反射型偏振光选择构件300所反射而射向观察者侧,可以作为明亮的镜面使用。

另外,在使本显示装置变成为镜面状态时,在与变为镜面状态的区域相当的区域中,使投射装置701的图像变为暗显示。此时,因为从701发出的图像光大部分不会漏出,不会有无效光线射向观察者,可以实现能够获得对比度高的反射像的镜面状态的效果。

另外,在上面的说明中,示出的是吸收型偏振光选择构件500透过第二直线偏振光分量而吸收第一直线偏振光分量的场合,但也可以采用吸收型偏振光选择构件500透过第一直线偏振光分量,而吸收第二直线偏振光分量的构件。此时,可以在显示装置的功耗为0的情况下发挥镜面功能。

另外,在本实施例中,透射型屏幕703,如图23所示,由按照以下顺序配置的菲涅耳透镜片1402、双凸透镜片1401、反射型偏振光选择构件300、透射偏振轴可变部400及吸收型偏振光选择构件500构成。但是,也可以与这一结构不同,如图26所示,透射型屏幕703采用以下的顺序配置:菲涅耳透镜片1402、双凸透镜片1401、反射型偏振光选择构件300、透射偏振轴可变部400、反射型偏振光选择构件301及可变偏振光选择构件600。此时,在实施例2中说明的显示装置的图像显示部1000中采用背面投射型显示装置,可以得到与在实施例2中说明的同样的动作和作用。

另外,在构成本实施例的透射型屏幕703的镜面功能部(反射型偏振光选择构件300、透射偏振轴可变部400、反射型偏振光选择构件301及可变偏振光选择构件600)和光学系统(菲涅耳透镜片1402和双凸透镜片1401)之中,也可以将镜面功能部做成为可以对光学系统拆装、在不需要镜面功能时可以将镜面功能部取下的结构。或者是,也可以采用构成单独具有不包含图像显示部的屏幕,可以根据任意的显示装置的需要安装这一镜面功能屏幕的结构。

(实施例4)下面利用图27、图28对本发明的实施例4的显示装置予以说明。本实施例4,是在实施方式2中说明的显示装置的透明基板401、402(参照图16)上以一千几百埃的节距形成导电金属丝状图形,并且使这些金属丝状图形兼有反射型偏振光选择构件301和透明电极403以及反射型偏振光选择构件300和透明电极406的功能。所以,对于与上述说明相同的部分赋予同样的符号,其详细说明省略。

在实施例4中,在透射偏振轴可变部400的透明基板401、402上以一千几百埃的节距形成导电金属丝状图形。此时,由于入射到金属丝状图形的入射光中的与金属丝状图形的丝线的长边方向平行的直线偏振光分量被反射,而透过与其正交的方向的直线偏振光分量,所以金属丝状图形可以用作反射型偏振光选择构件。另外,因为通过将邻接的丝状图形的一部分进行电连接可以使其成为电位相同或大概相同的状态,也可以做成为具有可使特定的直线偏振光分量透过的透明电极的功能。就是说,金属丝状图形,可兼做反射型偏振光选择构件和透明电极。另外,相邻丝状图形之间的电连接,只要不对反射型偏振光选择构件的功能有恶劣的影响,也可以对周缘部分等镜面区域以外的部分实施。

其中,透射偏振轴可变部400,如同27所示,包括金属丝状图形311及由聚酰亚胺高分子组成的取向膜404全表面叠置形成的第一透明基板401、同样地由金属丝状图形310及取向膜405全表面叠置形成的第二透明基板402以及液晶层407。

在两片透明基板401、402上分别形成的金属丝状图形311、310经过图中未示出的布线以及开关元件与电源相连接,这一结构可以在金属丝状图形311、310上不加电压的状态和加电压的状态中选择任意一种状态。就是说,这种结构可以在金属丝状图形311、310上没有电位差而在液晶层407上不施加电场的状态和在金属丝状图形311、310上加电压而在液晶层407上施加电场的状态之中选择任何一种状态。另外,金属丝状图形311、310的丝线的长边方向的构成和配置为相互正交。

液晶层407,是配置成两片透明基板401、402的取向膜404、410的形成面相对,并且通过在中间夹持图中未示出的隔片使得在两片透明基板401、410之间设置一定的间隙,以框状密封材410将此间隙的周围密封而形成空间,在此空间中封入介电各向异性为正的向列型液晶而成的结构。

图28为本实施例的各构件的轴方向的说明图。另外,各轴的角度是以图像显示面的水平方向3点钟的位置为基准,以从此点起的逆时针转动的角度表示。如图28所示,构成图像显示部1000的TN液晶显示板200的吸收型偏振光选择构件(偏振片)208的直线偏振光的透射偏振轴定为135°。所以,用作反射型偏振光选择构件的金属丝状图形310的直线偏振光的透射偏振轴也同样为135°,透射偏振轴可变部400的透明基板402侧和透明基板401侧的液晶分子长轴的取向方向分别为135°和45°,用作反射型偏振光选择构件的金属丝状图形311的直线偏振光的透射偏振轴为45°,可变偏振光选择构件600的透明基板602侧和透明基板601侧的液晶分子长轴的取向方向都为135°。

利用上述结构,由于本实施例4的显示装置的金属丝状图形310完成实施例2的反射型偏振光选择构件300和透明电极406的功能,金属丝状图形311完成实施例2的反射型偏振光选择构件301和电极403的功能,本实施例4的显示装置的动作与实施例2的显示装置相同,可以获得同样的效果。

另外,如在实施例2中所述,反射型偏振光选择构件300、301是在使显示装置成为镜面状态时用作反射面的构件。因此,如果反射型偏振光选择构件300和反射型偏振光选择构件301的间隔大,由于反射型偏振光选择构件300和反射型偏振光选择构件301分别反射的像中会产生视差,所以两者之间的间隔必须尽可能地小,实用上最好是小于0.11mm。在本实施例4中,特别是在用作反射型偏振光选择构件300的金属丝状图形310和用作反射型偏振光选择构件301的金属丝状图形311之间只存在有数μm大小的液晶层407和不到1μm的取向膜404、410等薄膜,两者的间隔不到10μm。因此,可以获得实现明亮的没有视差的高品质的镜面。

另外,由于金属丝状图形310、311是在平坦的玻璃等基板上形成,不容易经受温度及湿度等环境的变化,所以还具有可以实现不容易发生由于环境的变化而引起的畸变的镜面。

另外,在本发明中,金属丝状图形310、311只要是在可见光范围内可以得到均匀反射就可以,金属丝状图形的具体结构及节距、图形高度等没有特别限定。并且,除了铝,也可以使用铬及银等形成金属丝状图形。

(实施例5)在上述实施例1~实施例4中,说明的是在将第一直线偏振光作为图像光出射的图像显示部1000的上部配置由反射型偏振光选择构件300、透射偏振轴可变部400及吸收型偏振光选择构件500组成的镜面功能部或由反射型偏振光选择构件300、透射偏振轴可变部400、反射型偏振光选择构件301及可变偏振光选择构件600组成的镜面功能部的场合。在这些场合,图像显示部1000,即使是不配置镜面功能部也可以显示图像,因此可以根据机器的使用目的将镜面功能部做成可拆装式,在不需要镜面功能时可将镜面功能部取下等等而进一步提高其便利性。

不过,但本发明并不限定于此。就是说,其结构也可以是在具有镜面功能部的场合可以显示图像的结构,或者是共用镜面功能部和图像显示构件的一部分的结构。

下面利用图29对实施例5的显示装置予以说明。本实施例5,由于与实施例1的共同部分很多(例如参照图8),对于与实施例1相同的构件赋予同样的符号,其详细说明省略。

本显示装置,是在实施例1中说明过的显示装置中,采用可对红、绿、蓝三原色进行时分方式照射并从图像显示部1000中去掉观察者侧的吸收型偏振光选择构件(偏振片)208的装置。所以,在去掉由反射型偏振光选择构件300、透射偏振轴可变部400和吸收型偏振光选择构件500组成的镜面功能部的场合,本实施例的液晶显示板200不能显示鲜明的图像。

本实施例的液晶显示板200,是在实施例1的液晶显示板200中,除了去掉吸收型偏振光选择构件(偏振片)208以外,没有彩色滤色片,液晶响应可以做到高速化与场顺序彩色显示方式相对应。

场顺序彩色显示方式,例如,在特开平5-19257号公报、特开平11-52354号公报等之中有详细记述。本方式是,通过将三原色的照明光以时分方式照射液晶显示板,与其同步驱动液晶而实现彩色图像显示。就是说,液晶显示板,为了显示一帧,必须顺序显示与三原色相对应的三个子帧,是以液晶必须具有更快的响应。为了使液晶的响应速度能够与场顺序彩色显示方式相对应,例如在采用TN模式时要满足上述波导的条件可采用双折射率Δn大的液晶,液晶层207的厚度薄约2μm即可。

另外,在本实施例中,下面说明的是TN模式,但只要是可以得到与场顺序彩色显示方式相对应的响应特性的结构,本发明的液晶显示板不限定于上述结构。

照明装置100包括由透明介质构成的导光体193、配置于导光体193的端面的出射红、绿、蓝三原色光的光源190、配置于导光体193里面的偏振光维持反射片192以及配置于导光体193前面的偏振光维持扩散部191。

作为出射红、绿、蓝三原色光的光源190,可以采用将分别发射三原色色光的3个芯片一体化的LED(发光二极管)。这种LED日亚化学工业株式会社有售。

导光体193,由透明的丙烯树脂构成,在里面(和液晶显示板200反对侧的表面)备有将从端面入射的光通过全反射封闭于内部的结构和具有通过改变内部传输光的反射角度向液晶显示板200侧发射光的由微细的倾斜面的多个凹凸面或阶梯构成的倾斜反射面194。这是由于后述的理由要维持从液晶显示板200侧入射到导光体193的光的偏振状态的原因。

倾斜反射面194最好是由铝、银等的金属薄膜或介电质多层膜制作的镜面反射面,但也不限定于这些,即使是不能提供这种特别的反射构件,可以满足由于空气和丙烯树脂的折射率的差而必需的反射功能即可。

其中,倾斜反射面194的平均节距为200μm,平均高度为10μm,平均倾斜角度为41°。另外,此结构也可以是倾斜反射面194的高度是连续变化的,在靠近光源190处低,在离光源190远的地方高,或者是倾斜反射面194的节距或倾斜角度随着与光源190的距离而连续变化,或者是导光体193的厚度随着与光源190的距离而变薄等等,可提高从导光体193出射的光的均匀性。

另外,导光体193的形成,只要是可以大致维持从液晶显示板200侧发出入射到193的入射光的偏振状态,也不限定于本形状。

偏振光维持反射片192,是在玻璃板及树脂板、树脂膜片等基材上形成维持偏振状态的反射面的构件,具有使从液晶显示板200侧返回照明装置100的光维持其偏振状态原样不变不变再次反射到液晶显示板200侧的功能。此处叙述的所谓维持偏振状态的反射面至少是对于垂直入射光,直线偏振光是按照同样的直线偏振光原样不变反射,而圆偏振光作为与其旋转方向相反的圆偏振光反射的反射面。具体言之,作为反射面,使用的是在基材上包覆Al、Ag等的金属薄膜而成的构件,或是对于光源光的波长区可得到高反射率的由介电质多层膜构成的镜面反射面。

偏振光维持扩散部191,是用来使从导光体193出射的光的出射角度分布及在面内的亮度分布均匀化和大致维持通过它的光的偏振状态的构件。作为偏振光维持扩散部191,可使用在光学各向同性的透明基材上以面状密布多个球状透明珠并用树脂固定的构件,或使用在光学各向同性的透明基材上形成的全息扩散板,或使用在SPIE,Vol.1536,Optical Materials Technology for Energy Efficiency and SolarEnergy Conversion X(1991),pp138-148中记述的LCG(光控玻璃)等。

图30为实施例的各构件的轴的方向的说明图。如图所示,在采用TN液晶显示板作为液晶显示板200的场合,为了得到视觉特性的水平方向的对称性,通常使偏振片209的直线偏振光的透射偏振轴为45°或135°(在本实施例在为45°)。透明基板202侧的液晶取向轴即透明基板201侧的液晶取向轴分别为45°及135°,反射型偏振光选择构件300的直线偏振光的透射偏振轴为135°,透射偏振轴可变部400的透明基板402侧和透明基板401侧的液晶分子长轴的取向方向分别为135°和45°,吸收型偏振光选择构件500的直线偏振光的透射偏振轴为45°。

下面对本实施例的动作予以说明。从光源190出射的光入射到导光体193,在导光体193中经过反复多次全反射进行传播。在导光体193中传播的光中到达倾斜反射面194的光改变其进行方向,从导光体193的表面侧出射。从导光体193出射的光经过偏振光维持扩散部191对其出射角度分布及面内的亮度分布进行均匀化之后,照射到液晶显示板200上。

在照射到液晶显示板200上的光中,透过偏振片209的直线偏振光通过液晶层207入射到反射型偏振光选择构件300,此时,透过液晶层207的光的偏振状态可通过施加于液晶层207上的电压来改变。因此,将与图像信息发生部传送的图像信息相对应的电压施加于透明基板202、201的透明电极203、205之上而将电场施加于液晶层207,就可以使通过液晶层207的光的偏振状态改变,通过控制透过反射型偏振光选择构件300的光量而形成由直线偏振光组成的光学图像。就是说,在实施例1中配置于液晶显示板200的观察者侧的吸收型偏振光选择构件(偏振片)208的功能由本实施例的反射型偏振光选择构件300兼有。

透过反射型偏振光选择构件300的图像光,入射到透射偏振轴可变部400。在本显示装置为图像显示状态时,透射偏振轴可变部400是处于在构成它的液晶层407上未加电压的状态,即断开状态。

其中,如果将透过反射型偏振光选择构件300的直线偏振光分量作为第一直线偏振光分量,偏振轴与其正交的直线偏振光分量为第二直线偏振光分量,则通过透射偏振轴可变部400的图像光从第一直线偏振光变为第二直线偏振光。透过透射偏振轴可变部400的图像光入射到吸收型偏振光选择构件500。由于吸收型偏振光选择构件500吸收第一直线偏振光分量,透过第二直线偏振光分量,藉助透射偏振轴可变部400变化为第二直线偏振光的图像光3001透过吸收型偏振光选择构件500而被观察者观察到。

在本显示装置为镜面状态时,透射偏振轴可变部400是处于在构成它的液晶层407上施加有电场的接通状态。此时,由于在本显示装置中,没有在上述实施例中作为吸收型偏振光选择构件设置的吸收型偏振光选择构件(偏振片)208,如照明装置100点亮,由于图像光会漏向观察者侧,将使反射像的对比度降低而不能实现容易观察的镜面。因此,照明装置100,在镜面状态时熄灭。在本实施例的场合,因为采用LED作为照明装置100的光源190可以高速点亮和熄灭,可以高速切换镜面状态和图像显示状态而不会使观察者感到紧张。

另一方面,在从观察者侧射向本显示装置的外光透过吸收型偏振光选择构件500时,第一直线偏振光分量被吸收,而只有第二直线偏振光分量透过而入射到透射偏振轴可变部400。入射到透射偏振轴可变部400的外光,在透过透射偏振轴可变部400时偏振轴不改变按照第二直线偏振光原样不变透过而到达透过反射型偏振光选择构件300。由于反射型偏振光选择构件300透过第一直线偏振光分量而镜面反射第二直线偏振光分量,所以外光3002被反射型偏振光选择构件300反射。被反射型偏振光选择构件300反射的外光3002,透过透射偏振轴可变部400偏振轴不改变按照第二直线偏振光分量的原样不变不变,再透过吸收型偏振光选择构件500射向观察者。

因此,本实施例的显示装置,由于在镜面状态中照明装置熄灭,图像光不会到达观察者,由于在外光中,在理想情况下非偏振光的一半的光被反射型偏振光选择构件300反射而射向观察者,所以可以用作明亮的镜面。

除此之外,本实施例具有以下的特有的效果。

图31为用来说明本实施例特有的效果的示图。其中,如果将透过反射型偏振光选择构件300的直线偏振光分量作为第一直线偏振光分量,将偏振轴与其正交的直线偏振光分量作为第二直线偏振光分量,则偏振片209可透过第二直线偏振光分量。

在本显示装置中,如上所述,在从照明装置100发出的照射液晶显示板200的光之中透过偏振片209的第二直线偏振光(图中纸面垂直方向),通过液晶层207入射到反射型偏振光选择构件300。此时,透过液晶层207的光的偏振状态受到与图像信息相对应地进行调制,通过明显示区域的光3100从第二直线偏振光变为第一直线偏振光并透过反射型偏振光选择构件300而射向观察者。

另一方面,因为通过暗显示区域的光3101,第二直线偏振光按照原样不变入射到反射型偏振光选择构件300,被反射型偏振光选择构件300反射而不会到达观察者。被反射型偏振光选择构件300反射的光3101再次按照第二直线偏振光原样不变透过液晶层207及偏振片209而返回照明装置100。此时,构成照明装置100的偏振光维持扩散部、导光体以及偏振光维持反射片192大致维持从液晶显示板200侧返回的光的偏振状态原样不变透过或反射。因此,被照明装置100反射而射向液晶显示板200的光3101,由于已经变为第二直线偏振光,在偏振片209中大部分不会被吸收而入射到液晶层207。在入射到液晶层207的光中,入射到明显示区域的光这一次从第二直线偏振光变为第一直线偏振光而透过反射型偏振光选择构件300,作为图像光射向观察者而可以有效地利用。

就是说,入射到暗显示区域的光,最初由于被反射型偏振光选择构件300反射而不会成为图像光。可是,被反射型偏振光选择构件300反射的光射向照明装置100,在照明装置100中以大致维持偏振状态的状态被反射,再次射向液晶显示板200。因此,可以在没有很大损失的状态下对光进行再利用,明显示区域的明亮度可以提高。

另外,一般,彩色滤色片的透光率低达25%左右,在本实施例中,由于不使用彩色滤光片,可以更有效地对光进行再利用。

其中,一般在液晶显示板中,在画面为全白显示时和在一部分为白显示时,白显示的亮度不变。另一方面,在CRT中,相对画面为全白显示时,在画面15%的部分为白显示时,白显示的明亮度为4倍。这一点,例如,在显示太阳光等部分高亮度的图像时,在CRT中比在液晶显示板中可得到力度更强的图像而显现出画质的差别。

在本实施例的显示装置中,因为通过对入射到暗显示区域的光的再利用,可以提高明显示区域的明亮度,与画面为全白显示的场合相比,在一部分为白显示的场合白显示可更明亮。所以,可以得到接近CRT的力度强的图像。

此外,在将本显示装置应用于便携式电话等便携式机器的显示部的场合,可得到如下的效果。本显示装置,在点亮照明装置的场合,用作场顺序彩色显示方式的显示装置,而在照明装置消灭的场合,由于没有彩色滤光片,可以用作明亮的单色显示的反射型液晶显示板。其中,在彩色显示的场合,有时为了显示一帧必须显示红、绿、蓝至少3个子帧,而在单色显示的场合,由于不需要设置子帧,驱动频率可减小为原来的1/3。如果可以将驱动频率减小到1/3,由于可以大幅度降低功耗,则如果设置驱动频率切换部使在彩色显示状态和单色显示状态中驱动频率可以改变,就可以在单色显示时大幅度降低功耗。

就是说,在将本显示装置应用到便携式机器的显示部时,可以在机器处于使用状态时点亮照明装置变成彩色显示状态而显示出力度,可以获得明亮的高品质的图像,另一方面,在机器待机时熄灭照明装置,降低驱动频率,成为单色显示状态,可将功耗降低到极低。因此,例如,可以延长便携式电话的待机时间长的便携式机器的电池的使用时间。

此外,如上所述的这些效果是立足于图像显示状态和镜面状态可以在不会导致其相互性能劣化时进行切换这一事实。另外,在本实施例中,也可采用通过在液晶显示板的观察者侧的透明基板上形成金属丝状图形,将各个图形的一部分进行电连接的结构,由该金属丝状图形兼具透明电极和反射型偏振光选择构件的功能。

(实施例6)下面根据附图对本发明的其他实施例予以说明。

下面利用图32对本发明的实施例6的带有镜面状态切换功能的显示装置予以说明。本显示装置,是在上述实施例1中,利用反射型液晶元件3000作为图像显示部1000的装置,对于与上述实施例相同的构件赋予同样的符号,其详细说明省略。

本实施例6的显示装置,包含反射型液晶元件3000,反射型液晶元件包括:透明基板3030、具有反射部的反射基板3100及在这两片透明基板中间夹持珠状体作为隔片粘合并以框状的密封材将形成的空间进行密封的液晶层3130。另外,在透明基板3030上,重叠配置相位差片3020、反射型偏振光选择构件300、透射偏振轴可变部400以及吸收型偏振光选择构件500。

作为反射基板3100,使用玻璃或高分子薄膜等的平坦的绝缘基板,此处采用厚度0.7mm的玻璃基板。在反射基板3100上包括由扫描电极和信号电极以及在这些的交叉部上具备的例如TFT(薄膜晶体管)等组成的开关元件3110;在这些的上部形成的绝缘层3090;在绝缘层3090上形成并经过在绝缘层3090上开的通孔3120与开关元件电连接的以矩阵状细分的像素电极3070。

像素电极3070,是由铝、银这样的反射率高的金属组成的、通过在绝缘层3090上形成的微细的凹部或凸部形状起到作为扩散反射部的功能。在像素电极3070的上层全面形成由聚丙烯高分子组成的取向膜3060,对其表面利用摩擦法进行表面处理。

作为透明基板3030,可以采用高分子薄膜等的光学各向同性的平坦的透明绝缘基板,此处是使用0.7mm的玻璃基板。在透明基板3030上在与反射基板3100的像素电极3070相对应的位置上形成彩色滤光片3040。彩色滤光片3040,是具有分别与红、绿、蓝三原色相对应的透射光谱的三种彩色滤光片,交互重复配置于与像素电极3070相对应的位置。

另外,也可以在与彩色滤光片3040的像素之间相当的位置上形成黑矩阵抑制从像素间射出去的漏光。在彩色滤光片3040的上层经过图中未示出的涂层全面形成由ITO组成的透明电极3050,再在透明电极3050的上层全面形成由聚酰亚胺系高分子组成的取向膜3210,对其表面利用摩擦法进行表面处理。

透明基板3030和反射基板3100,是由透明电极3050形成面及反射电极形成面对向粘合而成。此时,在两基板间分散配置珠状隔片,在两基板的显示面相当部分的周围以框状密封材密封而形成具有一定间隙的空间。

在两基板3030、3100的间隙中,装入在介电各向异性为正的向列型液晶中添加少量(0.1~0.2%)手征剂的液晶组成物并封死而构成液晶层3130。液晶层3130的Δnd为0.365μm。液晶层3130的液晶分子长轴的方向是由对透明基板3030及取向膜3060进行的表面处理(取向处理)规定取向方向、在两片基板之间连续地以规定的角度扭转的状态。

在透明基板3030上叠置相位差片3020。针织物相位差片3020,例如,可以采用聚碳酸酯、聚砜、聚乙烯醇等一轴延伸的高分子薄膜。此处作为相位差片3020采用由Δnd为0.18μm的聚碳酸酯组成的相位差片。

透明基板3030、相位差片3020、反射型偏振光选择构件300、透射偏振轴可变部400、吸收型偏振光选择构件500分别利用粘合剂以光学结合方式粘合。

图33为示出从观察者侧观察时的本显示装置的各构件的轴的方向的示图。各轴的角度的表示是以图像显示面的水平方向3点钟的位置为基准,以从此点起的逆时针转动的角度表示。如图33所示,本显示装置的反射基板3100侧的液晶取向轴为295°、透明基板3030侧的液晶取向轴的方位角为65°、相位差片3020的滞后轴为135°、反射型偏振光选择构件300的直线偏振光的透射偏振轴为30°、透明基板402侧的液晶取向轴为30°、透明基板401侧的液晶取向轴为120°以及吸收型偏振光选择构件500的直线偏振光的透射偏振轴为120°。

下面参照附图对本显示装置的动作予以说明。另外,在本实施例中,也与上述实施例1等一样,将透过反射型偏振光选择构件300的直线偏振光分量作为第一直线偏振光分量,而将偏振轴与其正交的直线偏振光分量作为第二直线偏振光分量。

图34示出本显示装置为镜面状态的场合。此时,从观察者侧射向本显示装置的外光3002是非偏振光,在透过吸收型偏振光选择构件500时,第一直线偏振光分量被吸收,而只有第二直线偏振光分量透过而入射到透射偏振轴可变部400。入射到透射偏振轴可变部400的外光3002,在透过透射偏振轴可变部400时偏振轴不改变按照第二直线偏振光原样不变透过而到达透过反射型偏振光选择构件300。由于反射型偏振光选择构件300透过第一直线偏振光分量而镜面反射第二直线偏振光分量,所以外光3002被反射型偏振光选择构件300反射。被反射型偏振光选择构件300反射的外光3002,透过透射偏振轴可变部400偏振轴不改变按照第二直线偏振光分量的原样不变不变,再透过吸收型偏振光选择构件500射向观察者。

就是说,在本显示装置为镜面状态的场合,外光3002不会到达反射型液晶元件3000,由反射型偏振光选择构件300反射射向观察者而可以用作明亮的镜面。

另外,在使本显示装置成为镜面状态的场合,使反射型液晶元件3000成为非显示状态而可以不消耗无用功率。

图35及图36示出本显示装置为图像显示状态的场合。对于图像显示状态也参照图32予以说明。此时,从观察者侧(图中左侧)射向显示装置的外光3002是非偏振光,在透过吸收型偏振光选择构件500时,第一直线偏振光分量被吸收,只有第二直线偏振光分量透过。透过吸收型偏振光选择构件500的第二直线偏振光的外光3002,在透过透射偏振轴可变部400时,从第二直线偏振光变为第一直线偏振光,透过反射型偏振光选择构件300而入射到反射型液晶元件3000。入射到反射型液晶元件3000的第一直线偏振光通过相位差片3020、液晶层3130,由像素电极3070反射,再次通过液晶层3130、相位差片3020而入射到反射型偏振光选择构件300。此时,透过液晶层3130的光的偏振状态根据施加于液晶层3130上的电压而变化。

其中,开关元件3110通过通孔3120与像素电极3070相连接,通过对施加于像素电极3070上的电压进行切换,可以对夹持于透明电极3050和像素电极3070之间的液晶层3130上施加的电压对每个像素进行控制。于是,通过在透明电极3050和像素电极3070上施加与图像信息相对应的电压,在液晶层3130上施加规定的电压,就可以控制通过液晶层3130的光的偏振光状态,通过控制透过反射型偏振光选择构件300的光量可以形成光学图像。

图35示出明显示的场合。在本实施例的结构中,在液晶层3130上不施加电压时,入射到反射型偏振光选择构件300的光按照第一直线偏振光的原样不变反射,再次透过反射型偏振光选择构件300而入射到透射偏振轴可变部400。入射到透射偏振轴可变部400的光,在透过它时,从第一直线偏振光变为第二直线偏振光,透过吸收型偏振光选择构件500,射向观察者侧变为明显示。

图36示出暗显示的场合。在本实施例的结构中,如果在液晶层3130上施加规定的电压,则入射到反射型液晶元件3000的第一直线偏振光被反射型液晶元件3000所反射,在出射时,变为第二直线偏振光,再次入射到反射型偏振光选择构件300。再次入射到反射型偏振光选择构件300的第二直线偏振光被反射型偏振光选择构件300反射而再次入射到反射型液晶元件3000。入射到反射型液晶元件3000的第二直线偏振光被反射型液晶元件3000反射,在出射时,变为第一直线偏振光。

不过,此时,在反射型液晶元件3000的透明基板3030上交互重复形成具有分别与红、绿、蓝三原色相对应的不同的透射光谱的三种彩色滤光片3040。所以,例如,如图所示,最初入射到反射型液晶元件3000的光,入射到并透过绿色彩色滤光片3040G,在第二次入射时如果入射到蓝色彩色滤光片3040B,光大部分被吸收而成为暗显示。另外,入射到反射型液晶元件3000的光即使是通过同一种色的彩色滤光片,因为往复两次总计4次通过彩色滤光片而得到暗显示。就是说,在本实施例的结构中,是利用彩色滤光片作为用来提高暗显示的构件。

另外,为了实现十分暗的暗显示,在4次通过彩色滤光片时,最好是通过不同色的彩色滤光片。因此,彩色滤光片的排列,为了使上下左右相邻的彩色滤光片的颜色尽可能不同,最好其排列不是带状而是三角形。

另外,反射型液晶元件3000的透明基板3030越厚,被反射型偏振光选择构件300反射的光通过反射型液晶元件3000的不同位置就越厚,由于通过不同颜色的彩色滤光片容易,透明基板3030在实用范围内最好是做得尽量地厚。

如上所述,根据本实施例6的显示装置,反射型偏振光选择构件300,通过对透射偏振轴可变部400引起的偏振状态的控制,可在有效透明状态和镜面功能状态之间切换。所以,在图像显示状态,通过将反射型偏振光选择构件300做成为有效透明状态就可以得到明亮的图像。并且,即使周围是明亮的环境,也不会产生使用半透明反射镜时的映入及伴随其产生的对比度低下的画质劣化。就是说,可以实现相互性能无劣化的图像显示状态和镜面状态的切换。

不过,在本实施例中,叙述的是在反射型液晶元件3000上不设置作为吸收型偏振光选择构件使用的偏振片的情况。这不仅可以提高图像显示状态的明亮度,对于减少吸收光的构件也是重要的。因为特别是在可以进行彩色显示的反射型液晶显示板中,由于原来图像就很暗,由于由吸收型偏振光选择构件、透射偏振轴可变部、反射型偏振光选择构件构成的镜面功能部更使图像变暗,这一点有时是情况所不允许的。所以,例如,在野外等外光很强的场所使用频率很高等的用途中,可以在反射型液晶元件3000中设置偏振片。

此外,如果对于规定的直线偏振光分量透射率是接近100%的高透射率的偏振片,即使是在反射型液晶元件3000,即反射型偏振光选择构件300和透明基板3030之间使偏振片的透射偏振轴和反射型偏振光选择构件发透射偏振轴相合配置,图像的明亮度也不降低,这是很好的。此时,一般由于高透射率的偏振片的偏振度低,单个反射型偏振光选择构件不能做到具有充分的对比度的图像显示,如果采用偏振度高的偏振片作为吸收型偏振光选择构件500,在显示性能上不产生问题。相反,在图像显示时,由于可实现暗的暗显示,具有可以实现高对比度的图像显示的优点。

就是说,在使用在基板内内置反射部的反射型液晶显示板的场合,如果吸收型偏振光选择构件使用偏振度高的偏振片,在图像显示构件的反射型偏振光选择构件侧配置的吸收型偏振光选择构件使用的偏振片的偏振度低而透射率高时,就可以同时获得图像明亮而且对比度高的结果。

另外,在本实施例中说明的是采用反射型液晶显示板的场合,但也可以在用作反射构件的像素电极的一部分上设置开口部可以部分透过,同时兼用反射型失和透射显示。此时,在反射构件的里侧,可以配置1/4相位差片和偏振片,以及照明装置。根据这种结构,即使是在夜间或建筑物内外光很弱的情况下,藉助点亮照明装置也可以显示图像。

(实施例7)

下面根据附图对本发明的其他实施例予以说明。

下面利用图37对实施例7的带有镜面状态切换功能的显示装置予以说明。另外,图38为示出采用本显示装置的便携式电话的概貌的模式图。图38(a)示出图像显示状态,而图38(b)示出镜面状态。图39示出采用图38示出的本显示装置的便携式电话的电路构成的一例。

本实施例7的便携式电话810的结构至少包含天线811、扬声器812、十位数字键等按键814、话筒815、镜面状态和图像显示状态的切换开关813以及本显示装置的图像显示部1000和镜面功能部801。

本实施例7的便携式电话810具备实现电话功能的通信部10、输入操作的操作部20及可以切换信息显示状态和镜面状态的根据本发明的显示部30。通信部10的构成包括与天线811相连接执行通信信号的发送/接收处理的发送/接收部821、透过话筒815以及扬声器812在进行声音信息输入输出的同时对该声音信息和收发信信号实施信号变换处理的信号处理部822以及响应输入的操作指示来控制收发信动作的通信控制部823。操作部20,具有进行各种操作输入的十位数字键等按键814和用来切换信息显示状态和镜面状态的切换开关813。

显示部30包括:具有照明装置836进行信息显示的图像显示部1000;接受通信部10及操作部20发出的控制指示进行显示部的动作控制的显示控制部831;响应来自显示控制部831的控制信号驱动图像显示部1000的驱动电路832;在图像显示部1000上重叠配置有选择地实现镜面状态和透射状态的镜面功能部801;至少生成对镜面功能部801的透射偏振轴可变部400的施加电压的施加电压生成部834;响应来自切换开关813的指示及通信状态控制施加电压生成部834来切换镜面功能部801的状态的镜面控制部833;以及响应来自显示控制部831及镜面控制部833的控制信号进行照明装置的点亮、熄灭的照明开关835。

本显示装置,如图37所示,包含反射型偏振光选择构件300、透射偏振轴可变部400和吸收型偏振光选择构件500的镜面功能部801的面积比图像显示部1000的图像显示区域1001大,此外因为基板上具有与上述实施例1相同的结构和功能,对于与上述实施例相同的部分赋予同样的符号,其详细说明省略。

镜面功能部801的反射型偏振光选择构件300是利用透明粘合剂固定于构成透射偏振轴可变部400的基板上。另外,反射型偏振光选择构件300与图像显示部1000不完全接触,为了不致产生干涉条纹等在镜面功能部801和图像显示部1000之间将在便携式电话的框架810F上形成的凸部801a作为隔片设置一定的空间801S。

其中,如上所述,在本显示装置为镜面状态时,不在其中显示数据等信息,而是观察者映照自己的面部,如果将观察面部规定为主要的用途,则镜面的大小,如上所述,最好是高度58.6,宽度39.1mm以上。可是,由于存在图像显示构件的图像显示部大时功耗会增加的问题,不可能做得太大。另一方面,镜面功能部的面积大不会产生问题。所以,在本实施方式7中其结构是,不管图像显示区域1001的面积多大,镜面功能部的面积做的尽可能地大。

另外,本显示装置的镜面功能部801,通过透射偏振轴可变部400对偏振状态的控制,可以在有效透明状态和镜面状态进行切换。所以,因为即使是在厂标等的图案之上配置大面积的镜面功能部801,在有效透明状态的场合也不会对质地有什么影响,不会剥夺机器的设计自由度。

下面参照图38对本实施例的便携式电话810的动作予以说明。

如图38(a)所示,在便携式电话在使用状态或待机时也进行图像显示的场合,镜面功能部801变为有效透明状态,可以得到明亮的图像,并且,图像显示部周围的厂标及图案也处于可视状态。另一方面,在镜面状态时,如图38(b)所示,出现比图像显示部大的镜面,可以得到实用的镜面。

另外,本实施例7的显示装置,由于镜面状态和图像显示状态可利用单触切换开关813进行切换,操作性高。切换开关813,可以对在夹着透射偏振轴可变部400的一对电极上施加±3V~±5V左右的交流电压的场合和使一对电极成为短路状态之间切换。此外,与切换开关813连动,可以在镜面状态时图像使显示部1000变为无显示状态,照明装置也熄灭,可以降低功耗。

另外,从镜面状态切换为图像显示状态,可通过来信自动进行切换,由于无需操作开关只要见到来信信息即可进行切换,对使用者更加便利。

另外,从镜面状态切换为图像显示状态,在使用TH液晶元件作为透射偏振轴可变部400时,可在数十毫秒内高速切换,所以对于使用者无任何不便。

另外,在本实施例中,是将镜面功能部801的面积制作得比图像显示区域1001的面积大,但在本发明中,镜面功能部801或可以实现镜面状态的区域的面积和图像显示区域4001或透射型/反射型的图像显示构件的面积的比率不受这一示例的限制。当然,如上述各实施例这样两个面积也可以大致相等,或是使镜面功能部更小一些,除了特定区域以外,镜面功能部也可以与图像显示部重叠构成。例如,可以采用镜面功能部只不覆盖表示通信状态的标识的显示部分的结构,以便可以随时检查表示判断便携式电话是否是处于可通信状态。

此外,在本实施例中,说明的是将整个镜面功能部变成为镜面状态的场合,但是其结构也可以是,例如,将镜面功能部的镜面区域分割为多个,对各个区域中的每一个进行镜面状态和图像显示状态的切换。更具体说,例如,对透射偏振轴可变部和可变偏振光选择构件的加电压可对每一个分割区域进行,或是采用将像素电极配置成为矩阵状而可以在镜面状态显示任意的图画及文字。

(实施例8)下面根据附图对本发明的其他实施例予以说明。

下面利用图40、图41、图42对本发明的实施例8的予以说明。在实施例8中,对于与实施例7相同的部分赋予同样的符号,其详细说明省略。

本实施例8的结构,是使对用户已有的便携式电话赋予镜面功能成为可能的可拆装式镜面功能部。如图41所示,可拆装式镜面功能部801的构成包括反射型偏振光选择构件300、透射偏振轴可变部400及吸收型偏振光选择构件500,这些构件以透明粘合材料粘接固定。另外,在吸收型偏振光选择构件500的表面上,利用透明粘合材料粘贴上由薄膜或薄丙烯板构成的透明保护构件500P。在反射型偏振光选择构件300的周缘部分设置有海绵状的具有弹性的框状隔片843,根据需要在隔片843的表面可备有双面胶带844。此隔片843的配置目的是在将镜面功能部装配到便携式电话等机器上时,反射型偏振光选择构件300不与其他构件接触,用来保持一定的空间。因此,可以防止在反射型偏振光选择构件300和其他构件接触时产生干涉条纹等等。

透射偏振轴可变部400,经过与构成它的一透明基板状形成的透明电极相连接的布线与镜面功能驱动部840相连接。

如图42所示,镜面功能驱动部840的构成包括有小型电池组成的电源845、切换开关846和通过供给来自电源845的电力产生驱动透射偏振轴可变部400的电压的驱动电路847,通过对切换开关846的操作驱动透射偏振轴可变部400而对镜面功能部进行镜面状态和透明状态的切换。

在将此镜面功能部801安装到便携式电话810上时,在镜面功能部801和镜面功能驱动部840之间的布线由便携式电话的索线安装部841安装,布线842及镜面功能驱动部840可以采用像索线那样的安装结构。此时,即使是错误地拉动镜面功能驱动部840,力量也会停止于便携式电话的索线安装部841而不会直接加到镜面功能部,这是其有利之处。

(实施例9)

下面根据图43对本发明的实施例9予以说明。

图43的实施例9的显示装置,采用有机电致发光(EL)显示板900作为出射图像光的图像显示部,对于与上述实施例1相同的部分赋予同样的符号,其详细说明省略。

本显示装置包括:出射第一直线偏振光的图像光的有机电致发光(EL)显示板900、反射型偏振光选择构件300、透射偏振轴可变部400及吸收型偏振光选择构件500。有机电致发光(EL)显示板900,在反射型偏振光选择构件300对面一侧上配置透过第一直线偏振光分量而吸收偏振轴与其正交的第二直线偏振光分量的吸收型偏振光选择构件208和相位差片901。

也可以采用1/4波片作为相位差片901,例如可以采用一轴延伸的聚碳酸酯、聚砜、聚乙烯醇等高分子薄膜。另外,一般,由于构成1/4波片的材质的折射率与波长的相关性(以下称其为波长色散),很难以一种相位差片构成对可见光波长区整个区域作为1/4波片起作用的相位差片,所以可以采用将至少两种波长色散不同的相位差片以与其光轴正交的方式粘合而构成可以在很宽的波长区中用作1/4波片的相位差片。

有机EL显示板900是通过向由有机薄膜构成的发光层注入电流将电能变化为光能而发光的自发光型的显示板,其结构为在透明基板902上顺序层积由ITO组成的903、空穴传输层904、发光层907、电子传输层906、以Al等构成的反射性金属电极905。这些积层薄膜,为了抑制劣化,在透明基板902和封接构件909之间在去除氧气和水分的状态下利用密封剂908封死。

在EL显示板中,如果在用作阳极的透明电极903和用作阴极的反射性金属电极905之间施加直流电压,则从透明电极903注入的空穴经空穴传输层904,并且从阴极(反射性金属电极)905注入的电子经电子传输层906分别到达发光层907,发生电子和空穴的复合而发生确定波长的发光。由于从发光层907出射的光一般是没有指向性,是全方位各向同性地出射,所以为了高效率地利用射向金属电极905的光作为显示光,金属电极最好是采用反射率高的电极材料。

另外,有机电致发光(EL)显示板900的结构不限定于上述结构。就是说,本发明的有机电致发光(EL)显示板至少可以使用发光层和配置于发光层的里面的由反射性构件构成的自发光型的显示器件。

下面利用图43对本实施例9的显示装置的动作予以说明。图43的右侧为图像显示状态,而左侧为镜面状态。

在显示装置为图像显示状态时,透射偏振轴可变部400处于在构成它的液晶层407上未加电压的状态,即断开状态。在图像显示状态时,从发光层出射的光直接或在被里面的金属电极反射之后从透明基板902出射。

从透明基板902出射的图像光3201透过相位差片901,并在通过吸收型偏振光选择构件208时,第一直线偏振光分量透过,而偏振轴与其正交的第二直线偏振光分量被吸收。透过吸收型偏振光选择构件208的图像光3201,也透过反射型偏振光选择构件300,入射到透射偏振轴可变部400。此时,通过透射偏振轴可变部400的图像光3201,从第一直线偏振光变为第二直线偏振光。透过透射偏振轴可变部400的图像光3201,入射到吸收型偏振光选择构件500。由于吸收型偏振光选择构件500,吸收第一直线偏振光分量而透过第二直线偏振光分量,由透射偏振轴可变部400变化为第二直线偏振光的图像光3201透过吸收型偏振光选择构件500而被观察者2000观察到。

另一方面,从观察者2000侧入射到显示装置的外光3202是非偏振光,在透过吸收型偏振光选择构件500时,第一直线偏振光分量被吸收,只有第二直线偏振光分量透过。透过吸收型偏振光选择构件500的外光3002,在透过透射偏振轴可变部400时,从第二直线偏振光变为第一直线偏振光,透过反射型偏振光选择构件300而入射到有机电致发光(EL)显示板900。

入射到有机电致发光(EL)显示板900的外光3202透过吸收型偏振光选择构件208,并在透过相位差片901时受到其作用而变为圆偏振光(左旋的圆偏振光)。由反射性金属电极905反射的外光3202再次透过相位差片901时,受其作用这次变为第二直线偏振光,由于被吸收型偏振光选择构件208吸收而不返回观察者2000侧。

所以,在图像显示状态,从有机电致发光(EL)显示板900出射的图像光3201,大部分没有损失地射向观察者,所以可以得到明亮的图像。此外,因为从周围入射到显示装置的外光3202在镜面状态时不受作为镜面的反射型偏振光选择构件300的反射,并且被有机电致发光(EL)显示板900的反射性金属电极905反射的光被吸收型偏振光选择构件208所吸收,观察者2000大部分观察不到。就是说,可以实现抑制外光的无效反射的对比度高的图像显示。

另一方面,在显示装置成为镜面状态时,透射偏振轴可变部400处于在构成它的液晶层407上加电压的状态,即接通状态。在镜面状态时,从观察者2000侧射向显示装置的外光3003是非偏振光,在透过吸收型偏振光选择构件500时,第一直线偏振光分量被吸收,而只有第二直线偏振光分量透过而入射到透射偏振轴可变部400。此时,入射到透射偏振轴可变部400的外光3003,在透过透射偏振轴可变部400时偏振轴不改变,按照第二直线偏振光原样不变透过而到达透过反射型偏振光选择构件300。由于反射型偏振光选择构件300透过第一直线偏振光分量而镜面反射第二直线偏振光分量,所以外光3003被反射型偏振光选择构件300反射。被反射型偏振光选择构件300反射的外光3003,透过透射偏振轴可变部400偏振轴不改变按照第二直线偏振光的原样不变不变,再透过吸收型偏振光选择构件500射向观察者而实现镜面状态。

此时,与变为镜面状态的区域相当的有机电致发光(EL)显示板900的显示区域,最好是通过与镜面功能的动作的连动,变成非发光状态。由于通过这一动作,可以完全消灭从反射型偏振光选择构件300的里侧发出的漏光,可以实现映出高对比度的反射像的高品质的镜面,并且显示装置的功耗的降低与抑制发光量的大小一致。

但是,也不一定必须是非发光状态,即使是在图像光从有机电致发光(EL)显示板900出射的场合,由于从有机电致发光(EL)显示板900出射的图像光是透过吸收型偏振光选择构件208的第一直线偏振光,透过反射型偏振光选择构件300,由于透过透射偏振轴可变部400而偏振轴不改变,按照第一直线偏振光原样不变透过而被吸收型偏振光选择构件500所吸收使观察者2000对其大部分都观察不到,所以可以实现映出高对比度的反射像的镜面。

另外,用作吸收型偏振光选择构件208和吸收型偏振光选择构件500的偏振片的特性与图像显示状态的画质及镜面状态的镜面的易视性有直接关系。因此,与实施例1一样,在图像显示状态中,为了在保持充分的对比度的同时提高亮度,有效的办法是在吸收型偏振光选择构件208和吸收型偏振光选择构件500的偏振片之中有一个采用偏振度高的偏振片,而另一个采用偏振度低的偏振片。

如上所述各实施例所示,根据本发明的显示装置,因为用作镜面的反射型偏振光选择构件可以任意地在有效透明状态和用作镜面的状态之间切换,可以达到实现相互性能无劣化的图像显示状态和镜面状态的切换的效果。就是说,在图像显示状态时可以得到图像光大部分没有损失的明亮的图像,即使周围是明亮的环境,也可以达到不会产生映入及伴随其产生的对比度低下的起因于外光的画质劣化而可以获得高品质的图像的效果。

另一方面,在镜面状态时,由于高效率地反射外光而可以实现明亮的镜面,并且由于图像光的漏光受到抑制,可以达到实现映出对比度高的反射像的镜面的效果。所以,在镜面状态时,可以得到适用于人们将其用做反映自己的面孔及身姿进行观察的易视性好的反射像。

如上所述,根据本发明,可以提供一种可以在显示高画质的图像状态和适于人们将其用做反映自己的面孔及身姿进行观察的易视性好的反射像的镜面状态之间进行切换的装置。

Claims (32)

1.一种可对图像显示状态和镜面状态进行切换的装置,其特征在于包括:出射用来显示所要求的图像的图像光的图像显示部;以及重叠配置于上述图像显示部上的、可以对透过上述图像光的图像透过状态和反射外光的镜面状态进行切换的镜面功能部,该镜面功能部,包含在上述图像显示部一侧顺序配置的反射型偏振光选择单元、透射偏振轴可变单元和吸收型偏振光选择单元,上述反射型偏振光选择单元透过预先规定的偏振轴的第一偏振光,且将偏振轴与上述第一偏振光交叉的第二偏振光反射,上述透射偏振轴可变单元可以对使入射的上述第一偏振光变化为上述第二偏振光而透射的状态和不使入射的偏振光偏振轴改变而透射的状态进行切换,上述吸收型偏振光选择单元使上述第一偏振光和上述第二偏振光中的一个透过而将另一个吸收;且上述图像显示部,具备使上述第一偏振光透过而将上述第二偏振光吸收的图像光用偏振光选择单元,透过上述图像光用偏振光选择单元的上述第一偏振光作为上述图像光出射。
2.如权利要求1所述的可对图像显示状态和镜面状态进行切换的装置,其特征在于:具有用来将上述镜面功能部切换为上述图像透射状态和上述镜面状态的切换单元,该切换单元通过将上述透射偏振轴可变单元切换为使上述第一偏振光变为第二偏振光的状态,将上述镜面功能部切换为上述图像透射状态,且通过将上述透射偏振轴可变单元切换为上述不使入射的偏振轴变化而透射的状态,将上述镜面功能部切换为上述镜面状态。
3.如权利要求1所述的可对图像显示状态和镜面状态进行切换的装置,其特征在于:具有用来将上述镜面功能部切换为上述图像透射状态和上述镜面状态的切换单元,该切换单元通过将上述透射偏振轴可变单元切换为上述不使入射的偏振轴变化而透射的状态,将上述镜面功能部切换为上述图像透射状态,且通过将上述透射偏振轴可变单元切换为使上述第一偏振光变化为第二偏振光的状态,将上述镜面功能部切换为上述镜面状态。
4.如权利要求2或3所述的可对图像显示状态和镜面状态进行切换的装置,其特征在于:上述图像显示部可切换为不出射上述图像光的状态,上述切换单元,在将上述镜面功能部切换为上述镜面状态时,与其连动,将上述图像显示部切换为不出射上述图像光的状态。
5.如权利要求4所述的可对图像显示状态和镜面状态进行切换的装置,其特征在于:上述图像显示部包含照明装置和液晶元件,上述切换单元,为了将上述图像显示部切换为不出射上述图像光的状态,将上述照明装置熄灭或将上述液晶元件切换为暗显示。
6.如权利要求4所述的可对图像显示状态和镜面状态进行切换的装置,其特征在于:上述透射偏振轴可变单元构成为可以只将一部分区域切换为上述不使入射的偏振轴变化而透射的状态,上述切换单元,在只将上述一部分区域切换为上述不使入射的偏振轴变化而透射的状态时,将与上述一部分区域重合的部分的上述图像显示部的显示切换为暗显示,使上述图像光不从该部分出射。
7.如权利要求1所述的可对图像显示状态和镜面状态进行切换的装置,其特征在于:上述透射偏振轴可变单元包含液晶层和用来在该液晶层的层厚方向上施加电场的电极,该液晶层的结构为,在未施加电场时,液晶分子的长轴方向在层厚方向上连续地扭转90度,而在施加电场时,液晶分子的长轴方向与层厚方向平行,在上述镜面功能部为镜面状态时,上述透射偏振轴可变单元是在上述液晶层上施加电场的状态。
8.如权利要求1所述的可对图像显示状态和镜面状态进行切换的装置,其特征在于:上述透射偏振轴可变单元包含液晶层和用来在该液晶层的层厚方向上施加电场的电极,该液晶层的结构为,在未施加电场时,液晶分子的长轴方向在层厚方向上连续地扭转90度,而在施加电场时,液晶分子的长轴方向与层厚方向平行,在上述镜面功能部为镜面状态时,上述透射偏振轴可变单元是在上述液晶层上不施加电场的状态。
9.如权利要求1所述的可对图像显示状态和镜面状态进行切换的装置,其特征在于:在设上述图像光用偏振光选择单元的偏振度为P1、上述吸收型偏振光选择单元的偏振度为P2时,满足0.966≤P1≤0.9955P2的关系。
10.如权利要求1所述的可对图像显示状态和镜面状态进行切换的装置,其特征在于:在设上述图像光用偏振光选择单元的偏振度为P1、上述吸收型偏振光选择单元的偏振度为P2时,满足0.966≤P2≤0.995≤P1的关系,在将上述镜面功能部切换为上述镜面状态时,与其连动,将上述图像显示部切换为不出射上述图像光的状态。
11.如权利要求1所述的可对图像显示状态和镜面状态进行切换的装置,其特征在于:上述镜面功能部的变为镜面状态的区域的大小至少为58.6mm×39.1mm。
12.如权利要求1所述的可对图像显示状态和镜面状态进行切换的装置,其特征在于:上述图像显示部包含有机电致发光显示元件,在有机电致发光显示元件的发光层和上述反射型偏振选择单元之间配置有相位差片和上述图像光用偏振光选择单元。
13.一种可对图像显示状态和镜面状态进行切换的装置,其特征在于包括:出射用来显示所要求的图像的图像光的图像显示部;以及重叠配置于上述图像显示部上的、可以对透过上述图像光的图像透过状态和反射外光的镜面状态进行切换的镜面功能部,该镜面功能部,包含在上述图像显示部一侧顺序配置的第一反射型偏振光选择单元、透射偏振轴可变单元、第二反射型偏振光选择单元和可变偏振光选择单元,上述第一反射型偏振光选择单元透过预先规定的偏振轴的第一偏振光,且将偏振轴与上述第一偏振光交叉的第二偏振光反射,上述透射偏振轴可变单元可以对使入射的上述第一偏振光变化为上述第二偏振光而透射的状态和不使入射的偏振光偏振轴改变而透射的状态进行切换,上述第二反射型偏振光选择单元反射上述第一偏振光和上述第二偏振光中的一个而透过另一个,上述可变偏振光选择单元可对吸收上述第一偏振光和第二偏振光中的一个而透过另一个的状态和透过全部偏振光分量的状态进行切换;上述图像显示部,具备使上述第一偏振光透过而将上述第二偏振光吸收的图像光用偏振光选择单元,透过上述图像光用偏振光选择单元的上述第一偏振光作为上述图像光出射。
14.如权利要求13所述的可对图像显示状态和镜面状态进行切换的装置,其特征在于:具有用来将上述镜面功能部切换为上述图像透射状态和上述镜面状态的切换单元,该切换单元在通过将上述透射偏振轴可变单元切换为使上述第一偏振光变化为第二偏振光的状态的同时,通过将上述可变偏振光选择单元切换为吸收上述第一偏振光而透过第二偏振光的状态,将上述镜面功能部切换为上述图像透射状态,且在通过将上述透射偏振轴可变单元切换为上述不使入射的偏振轴变化而透射的状态0的同时,通过将上述可变偏振光选择单元切换为上述透过全部偏振光分量的状态,将上述镜面功能部切换为上述镜面状态。
15.如权利要求13所述的可对图像显示状态和镜面状态进行切换的装置,其特征在于:具有用来将上述镜面功能部切换为上述图像透射状态和上述镜面状态的切换单元,该切换单元在通过将上述透射偏振轴可变单元切换为上述不使入射的偏振轴变化而透射的状态的同时,通过将上述可变偏振光选择单元切换为吸收上述第二偏振光而透过上述第一偏振光的状态,将上述镜面功能部切换为上述图像透射状态,且在通过将上述透射偏振轴可变单元切换为使上述第一偏振光变为上述第二偏振光的状态的同时,通过将上述可变偏振光选择单元切换为上述透过全部偏振光分量的状态,将上述镜面功能部切换为上述镜面状态。
16.如权利要求14或15所述的可对图像显示状态和镜面状态进行切换的装置,其特征在于:上述图像显示部可切换为不出射上述图像光的状态,上述切换单元,在将上述镜面功能部切换为上述镜面状态时,与其连动,将上述图像显示部切换为不出射上述图像光的状态。
17.如权利要求16所述的可对图像显示状态和镜面状态进行切换的装置,其特征在于:上述图像显示部包含照明装置和液晶元件,上述切换单元,为了将上述图像显示部切换为不出射上述图像光的状态,将上述照明装置熄灭或将上述液晶元件切换为暗显示。
18.如权利要求16所述的可对图像显示状态和镜面状态进行切换的装置,其特征在于:上述透射偏振轴可变单元构成为可以只将一部分区域切换为上述不使入射的偏振轴变化而透射的状态,上述切换单元,在只将上述一部分区域切换为上述不使入射的偏振轴变化而透射的状态时,将与上述一部分区域重合的部分的上述图像显示部的显示切换为暗显示,使上述图像光不从该部分出射。
19.如权利要求13所述的可对图像显示状态和镜面状态进行切换的装置,其特征在于:上述透射偏振轴可变单元包含液晶层和用来在该液晶层的层厚方向上施加电场的电极,该液晶层的结构为,在未施加电场时,液晶分子的长轴方向在层厚方向上连续地扭转90度,而在施加电场时,液晶分子的长轴方向与层厚方向平行,在上述镜面功能部为镜面状态时,上述透射偏振轴可变单元是在上述液晶层上施加电场的状态。
20.如权利要求13所述的可对图像显示状态和镜面状态进行切换的装置,其特征在于:上述透射偏振轴可变单元包含液晶层和用来在该液晶层的层厚方向上施加电场的电极,该液晶层的结构为,在未施加电场时,液晶分子的长轴方向在层厚方向上连续地扭转90度,而在施加电场时,液晶分子的长轴方向与层厚方向平行,在上述镜面功能部为镜面状态时,上述透射偏振轴可变单元是在上述液晶层上不施加电场的状态。
21.如权利要求13所述的可对图像显示状态和镜面状态进行切换的装置,其特征在于:上述第一反射型偏振选择单元配置成与上述第二反射型偏振选择单元的间隔为0.11mm以下。
22.如权利要求13所述的可对图像显示状态和镜面状态进行切换的装置,其特征在于:上述镜面功能部的变为镜面状态的区域的大小至少为58.6mm×39.1mm。
23.一种可对图像显示状态和镜面状态进行切换的装置,其特征在于包括:出射用来显示所要求的图像的图像光的图像显示部;以及重叠配置于上述图像显示部上的、可以对透过上述图像光的图像透过状态和反射外光的镜面状态进行切换的镜面功能部,该镜面功能部,包含在上述图像显示部一侧顺序配置的第一反射型偏振光选择单元、透射偏振轴可变单元和第二反射型偏振光选择单元,上述第一反射型偏振光选择单元透过预先规定的偏振轴的第一偏振光,且将偏振轴与上述第一偏振光交叉的第二偏振光反射,上述透射偏振轴可变单元可以对使入射的上述第一偏振光变化为上述第二偏振光而透射的状态和不使入射的偏振光偏振轴改变而透射的状态进行切换,上述第二反射型偏振光选择单元反射上述第一偏振光和上述第二偏振光中的一个而透过另一个,上述图像显示部,具备使上述第一偏振光透过而将上述第二偏振光吸收的图像光用偏振光选择单元,透过上述图像光用偏振光选择单元的上述第一偏振光作为上述图像光出射。
24.如权利要求23所述的可对图像显示状态和镜面状态进行切换的装置,其特征在于:上述透射偏振轴可变单元包含液晶层和用来在该液晶层的层厚方向上施加电场的电极,该液晶层的结构为,在未施加电场时,液晶分子的长轴方向在层厚方向上连续地扭转90度,而在施加电场时,液晶分子的长轴方向与层厚方向平行,在上述镜面功能部为镜面状态时,上述透射偏振轴可变单元是在上述液晶层上施加电场的状态。
25.如权利要求23所述的可对图像显示状态和镜面状态进行切换的装置,其特征在于:上述透射偏振轴可变单元包含液晶层和用来在该液晶层的层厚方向上施加电场的电极,该液晶层的结构为,在未施加电场时,液晶分子的长轴方向在层厚方向上连续地扭转90度,而在施加电场时,液晶分子的长轴方向与层厚方向平行,在上述镜面功能部为镜面状态时,上述透射偏振轴可变单元是在上述液晶层上不施加电场的状态。
26.如权利要求23所述的可对图像显示状态和镜面状态进行切换的装置,其特征在于:上述第一反射型偏振选择单元配置成与上述第二反射型偏振选择单元的间隔为0.11mm以下。
27.如权利要求23所述的可对图像显示状态和镜面状态进行切换的装置,其特征在于:上述镜面功能部的变为镜面状态的区域的大小至少为58.6mm×39.1mm。
28.一种显示装置,其特征在于包括:图像显示部;以及重叠配置于上述图像显示部上的、可以选择透过来自上述图像显示部的图像光的图像显示状态和反射从外部射向上述图像显示部的光的镜面状态之中的任意一种的镜面功能部,上述图像显示部具有使第一偏振光透过且将偏振轴与上述第一偏振光交叉的第二偏振光吸收的吸收型偏振光选择单元,上述镜面功能部具有使上述第一偏振光透过且将上述第二偏振光反射的反射型偏振光选择单元,且设置有在上述镜面功能部切换为镜面状态时,与其动作连动,将上述图像显示构件的发光状态切换为不发光状态的切换单元。
29.如权利要求28所述的显示装置,其特征在于:上述图像显示部包括:一对中间保持一定间隙粘合的透明基板;夹在这些透明基板中间的液晶层;在上述一对透明基板的至少一个上由透明电极形成的配置成矩阵状的像素电极群;配置于该液晶层的里侧的偏振片;以及配置于其背面的照明装置,上述吸收型偏振光选择单元配置在上述液晶层的辨认侧,使上述第一偏振光透过且将上述第二偏振光吸收,且上述切换单元,在上述镜面功能部为镜面状态时熄灭上述照明装置。
30.如权利要求28所述的显示装置,其特征在于:上述图像显示部包括:一对中间保持一定间隙粘合的透明基板;夹在这些透明基板中间的液晶层;在上述一对透明基板的至少一个上由透明电极形成的配置成矩阵状的像素电极群;配置于该液晶层的里侧的偏振片;以及配置于其背面的照明装置,上述吸收型偏振光选择单元配置在上述液晶层的辨认侧,使上述第一偏振光透过且将上述第二偏振光吸收,且上述切换单元,在上述镜面功能部为镜面状态时使与该镜面状态的区域重合的上述图像显示部的区域的上述液晶层成为暗显示状态。
31.一种具有显示装置的机器,其特征在于:该显示装置,包括:出射用来显示所要求的图像的图像光的图像显示部;以及重叠配置于上述图像显示部上的、可以对透过上述图像光的图像透过状态和反射外光的镜面状态进行切换的镜面功能部;该镜面功能部,包含在上述图像显示部一侧顺序配置的反射型偏振光选择单元、透射偏振轴可变单元和吸收型偏振光选择单元,上述反射型偏振光选择单元透过预先规定的偏振轴的第一偏振光,且将偏振轴与上述第一偏振光交叉的第二偏振光反射,上述透射偏振轴可变单元可以对使入射的上述第一偏振光变化为上述第二偏振光而透射的状态和不使入射的偏振光偏振轴改变而透射的状态进行切换,上述吸收型偏振光选择单元使上述第一偏振光透过而将上述第二偏振光被吸收;上述图像显示部,具备使上述第一偏振光透过而将上述第二偏振光吸收的图像光用偏振光选择单元,透过上述图像光用偏振光选择单元的上述第一偏振光作为上述图像光出射。
32.一种可对图像显示状态和镜面状态进行切换的装置,其特征在于包括:出射用来显示所要求的彩色图像的图像光的图像显示部;以及重叠配置于上述图像显示部上的切换功能部;上述切换功能部可以对使上述图像显示部的上述图像光透射到外部而在外部显示彩色图像的状态、和为了使上述图像显示部成为镜面状态而使入射的外光变为由上述图像显示部反射的偏振光状态的状态进行切换;上述切换功能部,包含在上述图像显示部一侧顺序配置的透射偏振轴可变单元和吸收型偏振光选择单元,上述透射偏振轴可变单元,在预定的偏振轴的第一偏振光入射时,可以对使其改变为偏振轴与上述第一偏振光交叉的第二偏振光而透射的状态和不使入射的偏振光偏振轴改变而透射的状态进行切换,上述吸收型偏振光选择单元可使上述第一偏振光及第二偏振光中的一个透过而将另一个吸收;上述图像显示部,是由场顺序彩色显示方式进行彩色显示的结构;上述图像显示部,具备使上述第一偏振光透过而将上述第二偏振光反射的反射型偏振光选择单元,通过透过该反射型偏振光选择单元而生成上述第一偏振光的彩色的上述图像光。
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