CN1293769A - 显示装置和使用了该显示装置的电子装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的课题在于实现一种涉及能可靠地表现各种设计的图标显示等且能容易地把握被显示的信息的显示装置的新的显示技术,提供一种在电子装置中能发挥良好的辨认性的显示装置,此时,为了得到图标显示,形成光调制层17的显示图形部171、172、173,在液晶面板11上形成了与这些显示图形部以平面方式重叠的控制区114、115、116。特别是,以完全覆盖图标显示的方式将控制区114、115、116形成得比图标显示多少大一点,构成为具有裕量地包含图标显示,由此,即使在透明膜14上被形成的显示图形部171、172、173与液晶面板11的控制区114、115、116之间发生一些平面方向的图形偏移,也能没有妨碍地显示图标显示。

Description

显示装置和使用了该显示装置的电子装置
技术领域
本发明涉及显示装置和使用了该显示装置的电子装置，特别是涉及使用了由液晶面板构成的透射偏振轴可变装置的显示装置的结构。
技术背景
迄今使用的液晶显示装置被使用于近年的携带电话机、便携式音乐播放装置、钟表、照相机、VTR、微波炉、电话机等所有一切电子装置中。在这样的电子装置的显示部内，适当地使用了文本信息显示部和图标显示部，在文本信息显示部中，利用多个点(dot)区域或段(segment)区域的组合来显示字符、数字、记号等，在图标显示部中，利用专用的1个或多个段区域来显示图解等的规定图案、特殊记号、标记等的图标。
在文本信息显示部中，使用了可自由地改写各种字符信息的、利用小点的集合来表现字符等的点矩阵方式，或利用用来表现数字的7段方式等的多个段的组合来表现字符等的段方式等。
另一方面，图标显示部是以固定的方式显示图解、记号、单词等的部分，以预先被固定的形态来显示电子装置的设定内容、现在的状况、对使用者的警告等的信息。作为具体例，有以几个阶段示出在携带装置中所使用的电池剩余量的信息(电池的图解)、以几个阶段示出在携带电话机中所使用的电波强度的信息(电波的图解)、表示在电子钟表中处于所使用的闹钟设定状态的信息(「 ALARM 」)、表示在跑表中所使用的计时的停止状态的信息(「 STOP 」)等。
在现有的液晶显示装置为使用了例如众所周知的TN型或STN型的液晶显示面板的装置的情况下，将2片偏振片以透射偏振轴互相正交的姿态配置在液晶单元的前后，利用对于液晶单元内的液晶层的电场施加的有无，使透过了一方的偏振片的偏振光的偏振轴方向变化、或维持、或利用另一方的偏振片隔断该偏振光、或透过另一方的偏振片，由此来切换液晶显示面板的光隔断状态与光透射状态。由于在该液晶显示面板的光隔断状态下显示面被辨认为暗的颜色，在光透射状态下被辨认为亮的颜色，故能利用该暗的颜色和亮的颜色来显示各种信息。
但是，在使用了上述的液晶显示面板的显示装置中，为了形成图标显示部，必须将在液晶显示面板的面板基板的内表面上被形成的透明电极或或反射电极等作成图标的形状。因此，存在下述问题：为了制造图标形态不同的液晶显示面板，必须对于每个图标来设计、制造液晶单元的结构，即使其它的部分、例如文本信息显示部等是完全相同的结构，也不能互相通用地使用面板结构。此外，此时，如果打算制作具备微细的图案或细密的线的图标或使用了多种颜色的复杂的图标，则存在必须也将电极图形作成微细的结构、制造变得非常困难、不实用的问题。
与此不同，也有利用印刷等预先在液晶显示面板的面板基板上形成始终可辨认的图标、在必要时在液晶显示面板上进行表示图标的选择状态的指示显示的方法。但是，在该情况下，由于始终显示图标本身故存在下述问题：辨认性差，因为指示显示也变得必要故较多地占用了显示面积。
再者，在具有文本信息显示部和图标显示部这两者的液晶显示装置的情况下，由于文本信息和图标显示或图标用指示显示在同一背景内用同一颜色来表示，故两者变得浑然一体，存在对使用者促使其注意的图标不明显、使用者难以注意到的问题。
特别是，在携带电话机、袖珍CD、袖珍MD等的携带装置的显示部中，由于在狭窄的显示面积内显示了被抽象化、小型化的多个图标，故难以把握显示信息。
发明的公开
因此，本发明是为了解决上述问题而进行的，其课题在于实现一种涉及能可靠地表现各种设计的图标显示等且能容易地把握被显示的信息的显示装置的新的显示技术，提供一种在电子装置等中能发挥良好的辨认性的显示装置。
为了解决上述课题，与本发明有关的装置是一种显示装置，具备：透射偏振轴可变装置，被构成为在每个控制区中能使透射光的偏振轴发生变化；第1偏振光分离装置和第2偏振光分离装置，夹住该透射偏振轴可变装置，被配置在其两侧；光调制装置，夹住该第2偏振光分离装置，以规定的调制图形被形成或被配置在上述透射偏振轴可变装置的相反一侧；以及光反射装置，夹住该光调制装置，被配置在上述第2偏振光分离装置的相反一侧，其特征在于：将上述第1偏振光分离装置构成为可使来自与上述透射偏振轴可变装置相反一侧的光的第1方向的线偏振光分量朝向上述透射偏振轴可变装置射出，同时，可使来自上述透射偏振轴可变装置一侧的光的上述第1方向的线偏振光分量朝向上述相反一侧射出，将上述第2偏振光分离装置构成为可使从上述透射偏振轴可变装置一侧接受的光的第2方向的线偏振光分量朝向上述光调制装置透射，使从上述透射偏振轴可变装置一侧接受的光的与上述第2方向不同的第3方向的线偏振光分量朝向上述透射偏振轴可变装置反射，同时，可使从上述光调制装置一侧接受的光的第2方向的线偏振光分量朝向上述透射偏振轴可变装置射出，在上述光调制装置的调制图形内，在相对于上述控制区在平面上对应的位置上设置显示图形部，将上述控制区构成为完全覆盖作为上述显示图形部中的显示部分所必要的区域。
按照该装置，如果外部光入射到第1偏振光分离装置上，则该第1方向的线偏振光分量透过，入射到透射偏振轴可变装置上，在利用透射偏振轴可变装置适当地使线偏振光的偏振轴变化后，入射到第2偏振光分离装置上。在第2偏振光分离装置中，入射光的第2方向的线偏振光分量透过，反射第3方向的线偏振光分量。因而，在利用透射偏振轴可变装置将第1方向的线偏振光分量变换为第2方向的线偏振光分量的情况下，使光通过第2偏振光分离装置，在利用透射偏振轴可变装置将第1方向的线偏振光分量变换为第3方向的线偏振光分量的情况下，由第2偏振光分离装置来反射光。由第2偏振光分离装置反射了的光再次通过透射偏振轴可变装置、第1偏振光分离装置，向外部射出。另一方面，通过了第2偏振光分离装置的光被光调制装置进行了调制后，被光反射装置反射，再次通过第2偏振光分离装置、透射偏振轴可变装置、第1偏振光分离装置，向外部射出。
因而，利用透射偏振轴可变装置的控制区的控制状态，外部光或是被第2偏振光分离装置反射后向外部射出，或是被光调制装置进行了调制后被光反射装置反射向外部射出，因此，通过采取某一条光路可在控制区中切换显示。而且，通过构成为利用控制区完全地覆盖作为在光调制装置的调制图形内被设置的显示图形部的显示部分所必要的区域，即使显示图形部的图案、形状、色调等是微细的或复杂的，控制区的形状本身也没有必要变得微细或复杂，因此，没有必要使设置控制区用的结构变得复杂。其结果，因为能以任意的图案、色调、形状来形成显示图形部，故能容易地构成容易辨认、容易判别的显示内容。再者，通过使控制区保持原样而只更换(替换)光调制装置来改变显示图形部，也可容易地设置不同的显示结构。
再有，在上述的结构中，最好这样来控制控制区的状态，使得透射偏振轴可变装置将第1方向的线偏振光变换为第2方向的线偏振光和第3方向的线偏振光的某一种。此外，如果所谓上述结构的光反射装置具有以对显示有贡献的程度反射入射光的至少一部分的功能就足够了，没有必要呈现对于全部的光的高的反射率。再者，第2方向与第3方向取为互相正交的方向是最好的，但不限定于此。
在本发明的第1方面中，最好将上述控制区的边缘形成为相对于上述显示图形部的边缘在使区域扩展的方向上在平面上伸出。按照该方法，通过将控制区的边缘形成为从显示图形部的边缘在平面上伸出，由于该伸出部分构成了裕量，故即使有透射偏振轴可变装置与光调制装置的平面方向的图形偏移，也难以对显示图形部的必要的显示部分的显示形态产生影响，可减少显示不良。此外，如果即使在规定范围内改变显示图形部的形状，则因上述伸出部分的裕量的缘故也能按原样来显示，因此，可改变光调制装置的调制图形而不变更控制区的图形形状。
在本发明的第1方面中，最好将上述控制区的边缘中的与其它控制区的接近部分形成为相对于上述显示图形部的边缘在使区域变窄的方向上在平面上收缩，将上述控制区的边缘中的上述接近部分以外的边缘部形成为相对于上述显示图形部的边缘在使区域扩展的方向上在平面上伸出。按照该方法，即使在多个控制区互相接近的情况下，由于形成为在接近部分中控制区的间隔比对应的显示图形部的间隔宽、在接近部分以外的部分中控制区向显示图形部的周围伸出，故可抑制因控制区的互相接近引起的短路或因互相干扰而发生的控制不良，同时，即使有透射偏振轴可变装置与光调制装置的平面方向的图形偏移，也难以对显示图形部的必要的显示部分的显示形态产生影响，可减少显示不良。此外，如果即使在规定范围内改变显示图形部的形状，则因上述伸出部分的裕量的缘故也能按原样来显示，因此，可改变光调制装置的调制图形而不变更控制区的图形形状。
在本发明的第1方面至第3方面的任一方面中，希望构成为使起因于由上述第2偏振光分离装置反射的上述第3方向的线偏振光分量被射出的情况的显示形态与起因于未受到上述光调制装置进行的调制而在上述光反射装置中被反射的上述第2方向的线偏振光分量被射出的情况的显示形态大体相等。按照该方法，即使将控制区形成得比对应的显示图形部的显示部分大，显示图形部的显示部分的周围的控制区内的光反射装置的因反射光得到的显示形态与该控制区的外侧的第2偏振光分离装置的因反射光得到的显示形态也大体相等，因此，可提高显示部分的周围的显示品位。
在本发明的第1方面至第4方面的任一方面中，希望上述光反射装置由第3偏振光分离装置来构成，该第3偏振光分离装置具有与上述第2偏振光分离装置相同的结构，被构成为使从上述第2偏振光分离装置一侧接受的光的上述第2方向的线偏振光分量朝向上述第2偏振光分离装置反射。按照该方法，根据控制区的状态，由第2偏振光分离装置和第3偏振光分离装置的某一个使光反射，向外部射出。由于第2偏振光分离装置与第3偏振光分离装置具有相同的结构，故在第2偏振光分离装置中反射第3方向的线偏振光分量的情况和在第3偏振光分离装置中反射第2方向的线偏振光分量的情况下，反射形态大体相同，其结果，来自第2偏振光分离装置的起因于反射光的显示形态与来自第3偏振光分离装置的起因于反射光的显示形态近似。
再有，此时，希望使用与第2偏振光分离装置完全相同的装置作为第3偏振光分离装置。此外，在第2方向与第3方向正交的情况下，最好以相对于第2偏振光分离装置围绕光轴旋转90度的姿态来配置第3偏振光分离装置。
在本发明的第1方面至第5方面的任一方面中，最好在相对于上述光反射装置与上述光调制装置相反一侧配置光源，将上述光反射装置构成为使从上述光源接受的光中的至少一部分透射。按照该方法，由于构成为使从光源接受的光的至少一部分透过光反射装置，故该透射光依次透过光调制装置、第2偏振光分离装置、透射偏振轴可变装置。此时，如果根据透射偏振轴可变装置的控制区的状态，将透过了第2偏振光分离装置的第2方向的线偏振光分量在控制区中变换为第1方向的线偏振光分量，则使其经过第1偏振光分离装置向外部射出，在利用透射偏振轴可变装置的控制区将第2方向的线偏振光分量变换为与第1方向大体正交的方向的线偏振光分量的情况下，利用第1偏振光分离装置来隔断，不向外部射出。因而，即使在暗的场所，也可部分地显示根据光源的光由光调制装置进行了调制的显示。
再有，此时，在配置本发明的第4方面的第3偏振光分离装置的情况下，最好构成为第3偏振光分离装置反射来自第2偏振光分离装置一侧的第2方向的线偏振光分量，同时透过来自光源一侧的第2方向的线偏振光分量。因而，希望以从反射第2方向的线偏振光分量的姿态围绕光轴旋转不到90度的规定角度的姿态配置第3偏振光分离装置。此外，也可构成为在利用外部光观察显示的情况和利用来自光源的光观察显示的情况下，利用自动或手动方式来旋转第3偏振光分离装置。此时，旋转角例如为90度。
其次，在本发明的第1方面至第6方面的任一方面中，最好将多个上述显示图形部构成为利用其显示部分的组合可表现具有一体性的图标显示。
按照该方法，由于构成为利用多个显示图形部的显示部分的组合以可以变化的形态来表现具有一体性的图标显示，故可在同一区域中有选择地显示多种图标显示，或使图标显示的形态变化、或使图标显示具有动作。
此外，本发明是一种显示装置，具备：透射偏振轴可变装置，被构成为在每个控制区中能使透射光的偏振轴发生变化；第1偏振光分离装置和第2偏振光分离装置，夹住该透射偏振轴可变装置，被配置在其两侧；光调制装置，夹住该第2偏振光分离装置，以规定的调制图形被形成或被配置在上述透射偏振轴可变装置的相反一侧；以及光反射装置，夹住该光调制装置，被配置在上述第2偏振光分离装置的相反一侧，其特征在于：将上述第1偏振光分离装置构成为可使来自与上述透射偏振轴可变装置相反一侧的光的第1方向的线偏振光分量朝向上述透射偏振轴可变装置射出，同时，可使来自上述透射偏振轴可变装置一侧的光的上述第1方向的线偏振光分量朝向上述透射偏振轴可变装置的相反一侧射出，将上述第2偏振光分离装置构成为可使从上述透射偏振轴可变装置一侧接受的光的第2方向的线偏振光分量朝向上述光调制装置透射，使从上述透射偏振轴可变装置一侧接受的光的与上述第2方向不同的第3方向的线偏振光分量朝向上述透射偏振轴可变装置反射，同时，可使从上述光调制装置一侧接受的光的第2方向的线偏振光分量朝向上述透射偏振轴可变装置射出，在上述光调制装置的调制图形内，在相对于上述控制区在平面上对应的位置上设置显示图形部，将其构成为利用多个该显示图形部的组合可表现一体的图标显示。按照该方法，可在同一区域中有选择地显示多种图标显示，或使图标显示的形态变化、或使图标显示具有动作。
再者，本发明是一种具备本发明的第1方面至第8方面的任一方面中所述的显示装置的电子装置。作为电子装置，有电子钟表、具备电子控制部的各种家电制品、携带电话机或携带信息终端等携带型电子装置等，特别是通过使用于象携带电话机或电子手表等的携带型电子装置那样的显示面积被限定了的装置，可比较容易地形成控制区，而且，可实现良好的图标显示。
再有，即使在本发明的第7方面和第8方面以外的各项中，最好也构成为使显示图形部的显示部分表现图标显示。
在上述各装置中，可使用液晶面板作为透射偏振轴可变装置。此外，第2偏振光分离装置、第3偏振光分离装置可使用具备层叠了在层的平面内的规定的一个方向的折射率不同、在与该一个方向不同的另一方向的折射率相等的第1层、第2层的层叠结构的装置。在该情况下，最好一个方向与另一方向正交。再者，最好构成为通过一边使两层的厚度逐渐地交替地变化一边重复地层叠第1层和第2层，使其在规定的波长范围内起作用。
附图的简单说明
图1是示出与本发明有关的显示装置的实施形态的概略结构的概略结构说明图。
图2是示意性地示出在该实施形态中使用的偏振膜的结构的结构说明图。
图3是示意性地示出将该实施形态应用于带有天气预报功能的座钟的情况的结构的概略结构剖面图。
图4是示出利用上述实施形态中的液晶面板的段电极构成的控制区的平面图形的说明图。
图5是示出上述实施形态中的光调制层的调制图形的说明图。
图6是示出上述实施形态中的显示面的显示形态的说明图。
图7是示出上述实施形态中将透光性膜替换为设置了不同的调制图形的透光性膜的状态的说明图。
图8是示出上述实施形态中具备可构成动画显示用的光调制层的透光性膜的调制图形的说明图。
图9是示出使用了图8中示出的透光性膜的显示面的显示形态的说明图。
图10是示出图8和图9中示出的结构例中的显示图形部与控制区的关系的平面图形说明图。
图11是示出不同的实施形态的概略结构的概略结构说明图。
用于实施发明的最佳形态
其次，参照附图说明与本发明有关的实施形态。图1是以下说明的实施形态的示意性的概略结构图。在本实施形态中，使用了液晶面板11作为透射偏振轴可变装置。液晶面板11具备在由玻璃等构成的透明的面板基板111与112之间利用密封材料封入了的液晶层113。在面板基板111的内表面上形成由ITO等的透明导电体构成的共用电极110C，在面板基板112的内表面上在与共用电极110C相对的位置上形成了段电极110S。该段电极110S构成在液晶面板11的显示面内被形成的控制区。将液晶面板11构成为能在每个控制区内控制液晶层113的取向状态。本实施形态中的液晶面板基本上使用了采用具有扭转90度的结构的液晶的TN型液晶面板。但是，也可使用采用STN型液晶面板、ECB液晶的面板等作为液晶面板。再有，在STN型液晶面板中也包含采用称为F-STN(膜补偿超扭曲向列)型液晶面板的色补偿用光学各向异性体的液晶面板。
在液晶面板11的正面一侧配置了偏振片12作为第1偏振光分离装置。该偏振片12是与在通常的TN型液晶显示面板中使用的偏振片相同的偏振片，被构成为使被照射的光中的规定方向的线偏振光分量通过，吸收与其正交的方向的线偏振光分量。作为实际的结构，可使用由TAC(三乙酸纤维素)的保护层夹住偏振层的表里的层叠膜。
在液晶面板11的背面一侧配置了偏振膜13作为第2偏振光分离装置。该偏振膜13被构成为使被照射的光中的规定方向的线偏振光分量透过，反射与其正交的方向的线偏振光分量。
作为该偏振膜13，有具备例如图2中示出的那种层叠结构的膜。该结构是交替地层叠了由薄膜13A和薄膜13B这2种合成树脂等构成的结构。在薄膜13A中，图示的X轴方向的折射率nAX与Y轴方向的折射率nAY不同。在薄膜13B中，X轴方向的折射率nBX与Y轴方向的折射率nBY相等。此外，薄膜13A的Y轴方向的折射率nAY与薄膜13B的Y轴方向的折射率nAY相等。因而，对于该层叠结构，入射到图示的Z轴方向的光中的Y轴方向的线偏振光分量与光学方面均质的媒质同样地透过该层叠结构，按原样作为Y轴方向的线偏振光分量射出。
另一方面，如果将薄膜13A的Z轴方向的厚度定为tA、薄膜13B的Z轴方向的厚度定为tB、入射光的波长定为λ，则
(式1)
tA×nAX+tB×nBX=λ／2
由此，使波长λ的光且是入射到Z轴方向上的光中的X轴方向的线偏振光分量作为X轴方向的线偏振光分量被反射。
在图2中示出的层叠结构中，通过使薄膜13A的Z轴方向的厚度tA和薄膜13B的Z轴方向的厚度tB有各种变化并进行层叠，可在多个波长区域中使式1中示出的关系成立，可反射上述的X轴方向的线偏振光分量。特别是，通过使上述厚度连续地变化，可对在规定的波长区域内的光发挥上述作用。在本实施形态中，通过层叠多个使厚度变化了的薄膜13A和薄膜13B，构成在可见光的大致全部的波长范围内将X轴方向的线偏振光分量作为X轴方向的线偏振光分量来反射、使Y轴方向的线偏振光分量作为Y轴方向的线偏振光分量透过的偏振光分离装置、即偏振膜13。再有，在国际公开公报(WO95／17692)中公开了这样的偏振光分离装置。
作为具有与偏振膜13同样的功能的偏振光分离装置，除了上述的偏振膜外，还有在胆甾液晶层的两侧或单侧配置1／4λ波长片的装置、具有利用Brewxter角来分离反射偏振光和透射偏振光的结构的装置(SID 92 DIGEST p．427至p．429中记载的装置)、利用了全息图的装置等。
在上述偏振膜13的背后配置了由聚酯膜等的合成树脂等构成的透光性膜14。在其背后还形成了由金属薄膜构成的光反射装置、即反射层15。最好利用铝等的金属的蒸镀等的方法，在透光性膜14的背面上覆盖反射层15。此外，通过使反射层15的表面变成粗糙面、或在反射层15的正面一侧形成扩散层，可使光不规则地反射，通过以这种方式来构成，可提高辨认性，如果例如该不规则反射的形态在全部波长区域中大致均等，则可得到白色的外观。此外，最好如后述那样将该反射层15构成为与偏振膜13的反射状态的外观类似的外观。
在反射层15的背后配置背照光源16，作为由场致发光(EL)元件、众所周知的光源和导光片构成光源等的面状光源。该背照光源16用来从反射层15背后进行透射照明，在夜间等得不到外部光的情况下，可使显示能辨认。此时，必须将反射层15构成为透过背照光源16的光，最好例如是通过将金属薄膜形成得较薄等而构成的半反射镜那样的层。即，此时的反射层15在亮的场所，使从正面一侧入射的外部光向正面一侧反射，在暗的场所，使背照光源16的光向正面一侧射出。
利用印刷等的方法在透光性膜14的正面一侧形成了作为光调制装置的光调制层17。作为该光调制层17，有以规定的色调形成的透光性的滤色膜或非透光性层等，作为以规定的设计形成的图解、字符、记号、数字、图案、或背景等而被设置。可在透光性膜14的背面上形成光调制层17。此外，除了丝网印刷、打印等各种印刷法外，也可通过对透光性膜14部分地染色来构成光调制层17，再者，也可通过在透光性膜的表面上配置薄片来构成光调制层17。再者，通过重叠形成了构成图标显示的显示图形部的多个透光性膜，可实现更复杂地且纤细地被描画的图标显示。
光调制层17有各种使用形态，即使在构成上述的文本信息显示部和图标显示部的任一种的情况下，也最好构成为或是使光调制层17的调制图形内的各显示图形部与由段电极110S构成的控制区在平面上一致，或是在平面上被包含在控制区内、结果是，由控制区完全覆盖显示图形部。
其次，说明在上述的图1中示出的结构的作用。在以下的说明中，说明作为液晶面板11构成为发挥下述作用的情况：如果在共用电极110C与段电极110S之间施加规定的电压，则液晶层113内的液晶分子在电场方向上取向，维持入射光的偏振轴的方向，如果不施加规定的电压，则液晶层113内的液晶分子成为初始取向状态，使入射光的偏振轴旋转90度。当然，也可对于规定的施加电压的有无，将偏振轴的旋转作用设定为与上述的作用相反。
首先，在亮的场所等中得到外部光的情况下，如果外部光透过偏振片12，则成为是第1方向且是第2方向的方向(与图示纸面平行的方向)的线偏振光，入射到液晶面板11上。在此，在液晶面板11中，在没有在共用电极110C与段电极110S之间施加规定的电压的情况或场所(以下，只称为「关断(OFF)状态」)中，如果上述的线偏振光通过液晶面板11，则其偏振轴被旋转90度，成为作为第3方向的方向(与图示纸面垂直的方向)的线偏振光。如果该第3方向的线偏振光入射到被配置在液晶面板11的背后的偏振膜13上，则如上所述，作为第3方向的线偏振光向着正面一侧被反射。然后，再次通过液晶面板11，成为是第1方向且是第2方向的方向的线偏振光，通过偏振片12，向正面一侧射出。
另一方面，在液晶面板11中，在共用电极110C与段电极110S之间施加了规定的电压的情况或场所(以下，只称为「导通(ON)状态」)中，即使通过偏振片12是第1方向且是第2方向的方向的线偏振光也按原样通过液晶面板11，也维持相同的偏振方向。因此，该线偏振光透过偏振膜13经位于其背后的透光性膜14在反射层15中被反射。此时，照射到光调制层17的显示图形部上的光被光调制层17调制为规定的图形或色调后被反射，或者，在透过光调制层17的同时其一部分被吸收且被着色后，被反射层15反射，再次透过光调制层17。被反射了的光再次通过了偏振膜13和液晶面板11后，透过偏振片12而被射出。
在此，虽然被光调制层17及反射层15散射了的光的一部分的偏振状态发生变化，但由于偏振状态已变化的光不能透过偏振膜13而被反射，故如果在再次被光调制层17及反射层15调制后再次被反射，变成上述的是第1方向且是第2方向的方向的线偏振光分量，则透过偏振膜13、液晶面板11和偏振片12，向正面一侧射出。
因而，在亮的场所等得到外部光的情况下，与处于导通状态的控制区重叠了的光调制层17的显示图形部可被辨认，与处于关断状态的控制区重叠了的光调制层17的显示图形部不能被辨认，只能辨认由偏振膜13产生的反射光。因而，根据液晶面板11的导通／关断控制，可使光调制层17的显示图形部显示或不显示。此时，由于即使在不显示显示图形部的区域中也能辨认来自偏振膜13的反射光，故可使显示部整体变得明亮。
其次，在暗的场所等得不到外部光的情况下，通过使背照光源16点亮，从背照光源16射出的光的一部分透过反射层15且通过了透光性膜14后，入射到偏振膜13上。在偏振膜13中，只透过背照光源16的光中的是第1方向且是第2方向的方向的线偏振光分量，使该线偏振光分量入射到液晶面板11上。在液晶面板11的关断状态下，由于如果上述线偏振光分量通过液晶面板11则其偏振轴的方向被旋转90度，故成为第3方向的线偏振光，由于该线偏振光被偏振片12隔断，故光不向正面一侧射出。另一方面，在液晶面板的导通状态下，由于即使上述线偏振光分量通过液晶面板11也维持偏振轴的方向，故按原样透过偏振片12，向正面一侧射出。
因而，在在暗的场所等得不到外部光的情况下，通过使背照光源16点亮，光只从处于导通状态的控制区被射出，光不从处于关断状态的控制区被射出。即，与处于导通状态的控制区重叠的光调制层17的显示图形部被显示，处于关断状态的控制区成为暗的背景。
图3是表示本实施形态的更具体的结构例的结构剖面图。该具体的结构是将本实施形态应用于带有天气预报功能的电子座钟的结构。在机壳30的内部，形成了与上述同样的结构，在机壳30的图示左侧形成的开口部30a中安装了由玻璃等构成的透明板31，在该透明板31的内侧，构成显示面。在机壳30的内部，以层叠状态配置了与上述同样的偏振片12、液晶面板11、偏振膜13、光调制层17、透光性膜14、反射层15和背照光源16。
在将面板基板111啮合、定位于在机壳30的内侧形成的安装框结构中的状态下，固定了液晶面板11。此外，利用印刷法等在由聚酯膜构成的透光性膜14的正面上，对光调制层17进行成形，利用蒸镀法等将反射层15覆盖在透光性膜14的背面上。也可不将反射层15覆盖在透光性膜14上，而是覆盖在背照光源16的正面上。此外，将偏振片12和偏振膜13粘贴在液晶面板11的面板基板111和112的外表面上。
在机壳30的内部，设置了构成控制装置的电路基板20，在该电路基板20上安装了例如构成CPU(中央处理单元)及MPU(微处理器单元)的控制电路部(IC芯片)。
图4示出上述的具体的结构例中的液晶面板11的由段电极110S构成的控制区的平面图形的结构例。在该结构例中，在显示面内利用段电极110S的平面形状构成了控制区114、115、116和控制区组117。将控制区114、115、116形成为分别覆盖规定的范围，控制区117包含周知的7段形状的多个控制区部分。在该结构例中，控制区114、115、116构成图标显示部，控制区组117构成文本信息显示部。
图5示出与图4中示出的液晶面板11对应的透光性膜14上的光调制层17的调制图形。在光调制层17的调制图形中构成了4个显示图形部171、172、173和背景图形部174。显示图形部171、172、173与上述控制区114、115、116相对应，都构成图标显示部，背景图形部174与上述控制区117相对应，构成文本信息显示部。
在图4和图5中示出的结构例中，根据在液晶面板11的共用电极110C与段电极110S之间施加规定的电压或不施加规定的电压，可将与段电极110S相同的平面形状的控制区控制成导通状态或关断状态的任一种。因而，在图6中示出的显示面10上根据对于液晶面板11的控制状态，可在3个图标显示部中的所希望的图标显示部(例如在图示的控制区114)上显示规定的图标显示(例如显示图形部171)。
此时，在图示的控制区114中，显示图形部171和反射层15可被辨认，控制区114的周围的区域中的偏振膜13的反射面可被辨认。因而，为了以使图示的显示图形部171的图标显示在均质的背景中浮起的方式来显示，最好设定成类似到偏振膜13的反射面的外观与反射层15的反射面的外观不能区别的程度的辨认形态。
另一方面，在文本信息显示部中，关于控制区组117的多个控制区部分，可任意地选择导通状态、关断状态，根据该选择，可如图6中所示那样来显示规定的信息。在该结构例中，在文本信息显示部中显示小时分钟。此时，在变成导通状态的控制区部分中，由于在该段电极的背后形成了背景图形部174，故可把背景图形部174的色调或图案等作为被显示了的文本信息的色调或图案来辨认。作为背景图形部，可不具备均匀的色调，例如可形成了各种图案，或加上了灰度。
再有，在上述结构例中，图5中示出的显示图形部173从由段电极构成的控制区116向外侧伸出，但实际上被辨认的图标显示(与上述的「显示部分」相当)只是显示图形部173中的在控制区116内被形成的部分。因而，只要上述图标显示(显示部分)具备充分的显示内容，则显示部分完全被控制区所覆盖，可充分地得到后述的本申请的效果。当然，作为与图标显示对应的显示图形部，最好不形成显示图形部173那样的伸出部分，由对应的控制区覆盖显示图形部的全部。
在本实施形态中，如上所述，为了构成图标显示，在光调制层17的显示图形部171、172、173中形成规定的图解，在液晶面板11上形成了与这些显示图形部在平面上重叠的控制区114、115、116。特别是，以完全包含被显示的图标显示、即完全覆盖图标显示的方式将控制区114、115、116形成得比图标显示多少大一点，以便具有裕量地包含图标显示，通过这样来构成，即使在透明膜14上被形成的显示图形部171、172、173与液晶面板11的控制区114、115、116之间发生一些平面方向的图形偏移，也能没有妨碍地显示图标显示。
再有，在上述的例子中，用一个显示图形部来构成一个图标显示，但也可用多个显示图形部来构成一个图标显示。此时，可通过多个显示图形部的组合，使图标显示的形态发生变化。
此外，在本实施形态中，通过与液晶面板11分开地构成先调制层17，能只替换光调制层17而形成另外的图标显示。此时，在控制区完全覆盖图标显示、形成得大一点时，即使由于替换的缘故，图标显示的形状或大小多少有些改变，也能没有妨碍地进行显示。
图7表示可代替上述的结构例中的形成了光调制层17的透光性膜14的、形成了光调制层18的透光性膜19。在该透光性膜19上形成了具备与上述光调制层17不同的显示图形部181、182、183和显示图形组184的光调制层18。显示图形部181、182、183具备与上述显示图形部171、172、173不同形状、色调、图案和大小，但都是容纳在液晶面板11的控制区114、115、116内的图形，与上述同样，根据各控制区的控制状态来适当地进行有选择的显示。
另一方面，显示图形组184具备以容纳在液晶面板11的控制区组117的各控制区部分内的方式被形成的多个显示图形单位，各显示图形单位为与上述显示图形部181、182、183同样地独立的图形。在图示例中，显示图形组184具有描画了成为叶的形状的图解的显示图形单位、或配置叶本身而构成的显示图形单位。该显示图形单位与上述的显示图形部同样，最好以多少具有裕量地容纳在对应的(在平面上重叠)控制区的内部的方式被形成。
这样，本发明的特征不只是涉及图标显示，即使在文本信息显示中，如果以上述显示图形组184的显示图形单位的方式来形成完全被控制区覆盖的图形，则可适当地变更文本信息显示的设计、印象。此时，只要显示图形单位容纳于控制区组117的各控制区部分的内侧，就能适当地变更显示图形单位的形状，可极为容易地实现不同的设计。
如图7中所示，由于在本实施形态中可适当地改变光调制层的图形而不改变液晶面板11的结构，故可用相同的设计来容易地制造例如具备多种显示形态的显示装置，可增加制品的种类。例如，在制造使用了不同的字符的多种制品组、或同时制造图标显示的数目或种类不同的多个等级的情况下，可获得非常大的效果。
其次，参照图8和图9说明上述实施形态的另外的结构例。在该结构例中，具有与上述实施形态基本上相同的结构，但使用了图8中示出的透光性膜24来代替透光性膜14。如图中所示，在该透光性膜24的表面上形成了以规定的图形排列多个显示图形部271、272、…、282而构成的光调制层27。与上述实施形态同样，可利用印刷、染色、配置等各种方法来形成该光调制层27。
该光调制层27与上述实施形态的光调制层17的不同点在于，利用多个显示图形的显示部分的组合来构成具有一体性的图标显示。此外，在具备由只进行有选择的显示的多个显示图形部构成的组方面，也有特征。例如，将显示图形部272、279、281、282设定为始终同步地进行显示，但关于显示图形部273，可选择进行显示的情况和没有进行显示的情况，再者，关于271、276、280，通常选择其中的某一个。同样，可有选择地显示示图形部274和277或275和278的某一方。此外，在未图示的液晶面板20内形成了与上述显示图形部对应的控制区。在此，必须形成各自的段电极，以便以有选择地进行显示的方式构成的显示图形部间成为另外的控制区。另一方面，也可将始终同步地进行显示的显示图形部配置在共用的控制区内。
在上述结构中，如图9中示出的在显示面120内被描画的那样，进行显示。此时，通过改变显示图形部中的被有选择地进行显示的选择，可使图形有动作。例如，通过交替地切换显示图形274和277，可看到手腕上下振动。同样，通过使帽子带上或脱下，可使帽子上下振动，也可使手杖取出或收起。
在该结构例中，对于各显示图形部划定控制区的段电极的图形最好覆盖显示图形部，形成为比显示图形部稍大一点，通过这样做，可避免因液晶面板与透光性膜的平面方向的图形偏移引起的显示不良。
但是，如图8和图9中示出的结构例那样，在具有多个具备多个显示图形部互相密接了的部分的光调制层27的情况下，也有难以如上述那样形成与其对应的控制区的情况。即，在显示图形部的外缘相互接近的部分中，由于必须使对应的控制区也相互接近，故产生段电极间的短路、因静电电容引起的电位变化的发生、布线的形成困难等的问题。
因此，如图10中所示，在本实施形态中，在如显示图形部270A、270B的外缘的大部分那样不存在特别接近的邻接的显示图形部的部分中，基本上如上所述，形成与显示图形部270A、270B一致的形状、或形成从显示图形部270A、270B的外缘扩展到外侧的控制区210A、210B，但是，在邻接的显示图形部270A、270B相互间非常接近的部分中，相反地，使控制区210A、210B的外缘引到远离对方一侧。即，使分别与这些邻接的显示图形部270A、270B对应的邻接的控制区210A、210B间的间隔21d取得比显示图形部270A、270B间的间隔27d大。
如果这样做，则即使在显示图形部的外缘相互接近的部分中，也能确保控制区间的绝缘性，可抑制电场的相互作用，确保布线通过区域，因此，可避免显示不良的发生及设计困难。此外，如图示那样，在留下的外缘部分中，通过在显示图形部270A、270B的外缘的外侧来形成控制区210A、210B的外缘，可使显示图形部270A、270B的轮廓线与控制区210A，210B的轮廓线非常接近的部分分别只定为每2个部位的交叉部CA、CB，因此，即使在透光性膜27与液晶面板21之间发生平面方向的图形偏移，也可构成为几乎不使被辨认的显示形态发生变化。
再有，在通常的液晶面板中，控制区间必须有间隔，但在显示图形部之间不一定有间隔。因而，在图10的情况下，即使以密接的方式来形成显示图形部270A与270B也没有关系。
最后，说明在实施上述各结构例时特别有效的另外的实施形态。该实施形态与上述的实施形态几乎相同，对于同样的部分附以相同的符号，省略其说明。
在本实施形态中，配置了具备与偏振膜13相同的结构的偏振膜25来代替上述的反射层15。但是，由于如果以与偏振膜13完全相同的姿态来配置该偏振膜25则在光学上是没有意义的，故以相对于偏振膜13将偏振膜25围绕光轴的方位角旋转了180度以外的角度的姿态进行了配置。特别是，在利用入射的外部光的反射来辨认显示的情况下，最好使偏振膜25的方位角相对于偏振膜13旋转了约90度。此外，在使来自背照光源16的光向正面射出来辨认显示的情况下，如后述那样，必须将偏振膜25的方位角设定为相对于偏振膜13旋转了90度的角度以外的角度。
按照本实施形态，在液晶面板11处于关断状态的情况下，与先前的实施形态同样，外部光中的通过了偏振片12的与图的纸面平行的方向的线偏振光分量利用液晶面板11使偏振轴旋转90度，被偏振膜13反射，再次通过液晶面板11和偏振片12，最终向外部射出。与此不同，在液晶面板11处于导通状态的情况下，外部光中通过了偏振片12的与图的纸面平行的线偏振光分量按原样通过液晶面板11，入射到偏振膜13上，透过偏振膜13到达偏振膜25。到达了偏振膜25的上述的线偏振光分量的至少一部分被反射，再次经过偏振膜13、液晶面板11和偏振片12，向外部射出。此时，在设定为将偏振膜25的方位角相对于偏振膜13旋转了90度的状态的情况下，偏振膜25与使透过了偏振膜13的线偏振光分量的几乎全部进行反射的反射层等效。因而，在本实施形态中，也可利用被配置在偏振膜25的正面一侧的光调制层17在显示面上表示各种显示、色调。
在本实施形态中，在设定为将偏振膜25的方位角相对于偏振膜13旋转了180度以外的角度的状态的情况下，偏振膜25虽然起到反射层的功能，但此时，液晶面板11处于关断状态的部分的因偏振膜13引起的反射光的显示形态与液晶面板11处于导通状态的部分的因偏振膜25引起的反射光的显示形态成为互相类似的外观(例如，银色的反射镜色、或将发散层配置在偏振膜13的跟前的情况下，为白色)，如上所述，即使使控制区比图标显示大，导通状态的控制区与关断状态的控制区的差别也不明显，可得到良好的显示形态。特别是，为了使导通状态的部分的亮度与关断状态的部分的亮度的差别不明显，最好调整了偏振膜13和偏振膜25的方位角。
在本实施形态中，在利用背照光源16的光可辨认显示的情况下，必须将偏振膜25的方位角与偏振膜13的方位角设定为不相互完全正交。这是因为，如果两方位角正交，则背照光源16的光被偏振膜13和25完全隔断。因而，通过预先将偏振膜13与25的方位角差设置成稍微偏离90度(例如，偏离约10度)，可不使上述的因反射光引起的辨认形态变坏，而且，即使在背照光源16的使用时，也能辨认显示。
此外，也可构成为在背照光源16的使用时和不使用时用自动或手动方式改变偏振膜13与25的方位角的差。例如，如果这样来设定，即，在不使用背照光源时，构成为偏振膜13与25的方位角的差为90度，在使用背照光源时，构成为偏振膜13与25的方位角的差为0度，则在亮的场所可得到最良好的辨认性，在暗的场所也可得到最亮的显示。在此，如果偏振膜13与25的方位角为0°，则可在与将偏振膜25置换为透光性膜14的先前的实施形态同样的状态下辨认显示。
再有，在上述的各实施形态中，作为显示装置说明了在亮的场所和暗的场所的任一种场所下均可辨认的结构，但本发明不限于上述结构，也可以是只在亮的场所能进行辨认的不具备背照光源的结构。
此外，在上述的各实施形态中，说明了在显示面上被表示的文本信息显示部上以段方式进行所显示的文本信息显示的情况，但也可在文本信息显示部上进行点矩阵方式的显示。
发明的利用可能性
如以上说明的那样，按照本发明，根据透射偏振轴可变装置的控制区的控制状态，外部光或是在由第2偏振光分离装置反射后向外部射出，或是在由光调制装置调制后被光反射装置反射，向外部射出，因此，根据采取某一光路的情况，可在每个控制区中切换显示。而且，通过构成为由控制区完全覆盖作为被设置在光调制装置的调制图形内的显示图形部的显示部分所必要的区域，即使显示图形部的图案、形状、色调等是微细或复杂的，也没有必要使控制区的形状本身为微细或复杂的，因此，没有必要使设置控制区用的结构变得复杂。其结果，由于可将显示图形部形成为任意的图案、色调、形状，故可容易地构成容易辨认、容易判别的显示内容。再者，通过维持控制区的原样而只更换光调制装置可改变显示图形部，也可容易地设置不同的显示结构。

Claims (9)

1．一种显示装置，具备：透射偏振轴可变装置，被构成为在每个控制区中能使透射光的偏振轴发生变化；第1偏振光分离装置和第2偏振光分离装置，夹住该透射偏振轴可变装置，被配置在其两侧；光调制装置，夹住该第2偏振光分离装置，以规定的调制图形被形成或被配置在上述透射偏振轴可变装置的相反一侧；以及光反射装置，夹住该光调制装置，被配置在上述第2偏振光分离装置的相反一侧，其特征在于：
将上述第1偏振光分离装置构成为可使来自与上述透射偏振轴可变装置相反一侧的光的第1方向的线偏振光分量朝向上述透射偏振轴可变装置射出，同时，可使来自上述透射偏振轴可变装置一侧的光的上述第1方向的线偏振光分量朝向上述透射偏振轴可变装置的相反一侧射出，
将上述第2偏振光分离装置构成为可使从上述透射偏振轴可变装置一侧接受的光的第2方向的线偏振光分量朝向上述光调制装置透射，使从上述透射偏振轴可变装置一侧接受的光的与上述第2方向不同的第3方向的线偏振光分量朝向上述透射偏振轴可变装置反射，同时，可使从上述光调制装置一侧接受的光的第2方向的线偏振光分量朝向上述透射偏振轴可变装置射出，
在上述光调制装置的调制图形内，在相对于上述控制区在平面上对应的位置上设置显示图形部，将上述控制区构成为完全覆盖作为上述显示图形部中的显示部分所必要的区域。
2．如权利要求1中所述的显示装置，其特征在于：
将上述控制区的边缘形成为相对于上述显示图形部的边缘在使区域扩展的方向上在平面上伸出。
3．如权利要求1中所述的显示装置，其特征在于：
将上述控制区的边缘中的与其它控制区的接近部分形成为相对于上述显示图形部的边缘在使区域变窄的方向上在平面上收缩，将上述控制区的边缘中的上述接近部分以外的边缘部形成为相对于上述显示图形部的边缘在使区域扩展的方向上在平面上伸出。
4．如权利要求1至权利要求3的任一项中所述的显示装置，其特征在于：
使起因于由上述第2偏振光分离装置反射的上述第3方向的线偏振光分量被射出的情况的显示形态与起因于未受到由上述光调制装置进行的调制而在上述光反射装置中被反射的上述第2方向的线偏振光分量被射出的情况的显示形态大体相等。
5．如权利要求1至权利要求4的任一项中所述的显示装置，其特征在于：
上述光反射装置由第3偏振光分离装置来构成，该第3偏振光分离装置具有与上述第2偏振光分离装置相同的结构，被构成为使从上述第2偏振光分离装置一侧接受的光的上述第2方向的线偏振光分量朝向上述第2偏振光分离装置反射。
6．如权利要求1至权利要求5的任一项中所述的显示装置，其特征在于：
在相对于上述光反射装置与上述光调制装置相反一侧配置光源，将上述光反射装置构成为使从上述光源接受的光中的至少一部分透射。
7．如权利要求1至权利要求6的任一项中所述的显示装置，其特征在于：
将多个上述显示图形部构成为可表现具有利用上述显示部分的组合而可以变化的一体性的图标。
8．一种显示装置，具备：透射偏振轴可变装置，被构成为在每个控制区中能使透射光的偏振轴发生变化；第1偏振光分离装置和第2偏振光分离装置，夹住该透射偏振轴可变装置，被配置在其两侧；光调制装置，夹住该第2偏振光分离装置，以规定的调制图形被形成或被配置在上述透射偏振轴可变装置的相反一侧；以及光反射装置，夹住该光调制装置，被配置在上述第2偏振光分离装置的相反一侧，其特征在于：
将上述第1偏振光分离装置构成为可使来自与上述透射偏振轴可变装置相反一侧的光的第1方向的线偏振光分量朝向上述透射偏振轴可变装置射出，同时，可使来自上述透射偏振轴可变装置一侧的光的上述第1方向的线偏振光分量朝向上述透射偏振轴可变装置的相反一侧射出，
将上述第2偏振光分离装置构成为可使从上述透射偏振轴可变装置一侧接受的光的第2方向的线偏振光分量朝向上述光调制装置透射，使从上述透射偏振轴可变装置一侧接受的光的与上述第2方向不同的第3方向的线偏振光分量朝向上述透射偏振轴可变装置反射，同时，可使从上述光调制装置一侧接受的光的第2方向的线偏振光分量朝向上述透射偏振轴可变装置射出，
在上述光调制装置的调制图形内，在相对于上述控制区在平面上对应的位置上设置显示图形部，将其构成为利用多个该显示图形部的组合可表现一体的图标显示。
9．一种电子装置，其特征在于：
具备权利要求1至权利要求8的任一项中所述的显示装置。
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