JP2004069926A - 鏡機能付き表示装置及び電子機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、表示画面を鏡に切り替え可能な鏡機能付き液晶表示装置及びこれを備えた電子機器に関し、表示面を鏡として機能させる場合にも所定の情報を表示面に表示できるようにすることを目的とするなお、表示装置として有機ELも使用できる。
【解決手段】画像を表示するための画像光を出射する画像表示部1と、画像表示部1の前面に配され、画像光を透過する画像透過状態と外光を反射する鏡状態とを独立に切り替え可能な複数の切替領域A1〜A3を有する鏡表示部2とを備えて構成する。
【選択図】 図1
【解決手段】画像を表示するための画像光を出射する画像表示部1と、画像表示部1の前面に配され、画像光を透過する画像透過状態と外光を反射する鏡状態とを独立に切り替え可能な複数の切替領域A1〜A3を有する鏡表示部2とを備えて構成する。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表示画面を鏡に切り替え可能な鏡機能付き表示装置及びこれを備えた電子機器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
携帯電話やPDA等では、待ち受け時等に表示画面を鏡として利用することが提案されている。
このような鏡機能付き表示装置としては、例えば特開2001−318374に開示されるように、画像光を出射する液晶表示装置の前面に第1の偏光板,液晶シャッタ,第2の偏光板を順に配置したものが知られている。この第1の偏光板は、透過軸に平行な直線偏光を透過するとともに透過軸に直交する直線偏光を反射する性質を有する反射型の偏向板であり、この透過軸は液晶表示装置から出射される画像光の偏光軸に平行に配されている。また、この反射型の第1の偏光板の透過軸と、通常の吸収型の第2の偏光板の透過軸とは例えば平行に配されている。さらに、液晶シャッタには、全面にITOのベタ電極が形成された一対の基板の間で液晶の配向方向が90°ツイストされたTN液晶セルが用いられている。
このような表示装置では、液晶シャッタの開閉状態を制御することで、外光が反射偏光板により強く反射される鏡状態と、画像光が第2の偏光板を透過して表示面側に出射される画像表示状態とを切り替えるようになっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術では、液晶シャッタに電圧を印加すると、表示面が全面鏡状態となるため、時刻、日付等の表示装置に表示すべき有用な情報までもが認識できなくなるといった不都合が生じる。
本発明は、上述の課題に鑑み創案されたもので、表示面を鏡として機能させる場合にも所定の情報を表示面に表示できるようにした、鏡機能付き表示装置及び電子機器を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の鏡機能付き表示装置は、画像を表示するための画像光を出射する画像表示部と、前記画像表示部の前面に配され上記画像光を透過する画像透過状態と外光を反射する鏡状態とを独立に切り替え可能な複数の切替領域を有する鏡表示部とを備えたことを特徴としている。
本構成によれば、一つの切替領域で鏡表示を行なっている際に、他の切替領域において所定の情報を表示することができる。つまり、表示面の全面を鏡状態とした場合には、表示装置に表示すべき有用な情報までもが表示できなくなるが、特定の切替領域において日付けや時刻等の有用な情報を表示するようにすることで使い勝手を向上させることができる。
【0005】
ここで上記鏡表示部は、例えば、上記鏡表示部は、上記画像表示部側から順に、所定の偏光軸を有する直線偏光を透過し上記所定の偏光軸と略直交する偏光軸を有する直線偏光を反射する第1の偏光板と、入射した直線偏光の透過状態と非透過状態とを切り替え可能な切替素子とを備えて構成される。
なお、上述の構成において、上記切替素子を、上記切替領域として構成される複数の画素領域を有するパッシブ型液晶セルとして構成してもよい。切替素子による表示は補助的なものであり、ドットマトリクス方式やパッシブマトリクス方式等のパッシブ型液晶セルによって十分表示可能であるとともに、切替素子にアクティブマトリクス型液晶セルを用いる場合に比べて、表示装置全体を安価に製造することができる。もちろん、アクティブマトリクス型液晶セルを用いた場合にも表示にはなんら問題はない。
また、上記画像表示部を液晶表示装置や有機EL装置として構成してもよい。
【0006】
さらに、制御部によって上記画像表示部と上記鏡表示部とを連動して駆動制御してもよい。このとき、上記制御部は、鏡状態に切り替えられた切替領域に対応する表示領域への画像光の出射を禁止することが望ましい。
本構成によれば、画像光が鏡状態に切り替えられた切替領域に漏れることで鏡表示の表示品質が劣化されることを防止できる。上記のように画像光の出射を禁止する方法としては、例えば、画像表示部が有機ELパネルとして構成される場合には、有機ELパネルの上記表示領域への電圧印加を禁止し発光を抑えるようにする。また、画像表示部が透過型液晶表示装置である場合には、液晶の配向制御して上記表示領域を黒表示としたり、バックライトを消灯したりすることで画像光の出射が禁止される。上述のように電圧印加を禁止したりバックライトを消灯したりすることで、鏡表示を行なっている際の表示装置の消費電力を低減することもできる。
【0007】
また、本発明の電子機器は、上述の鏡機能付き表示装置を備えたことを特徴としている。
本構成によれば、表示面全面を鏡状態とすることなく、特定の切替領域に所定の有用な情報を表示することができる表示部を備えた電子機器を提供することができる。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、図面により、本発明の実施の形態について説明する。
図1は本発明の一実施形態としての鏡機能付き表示装置の概略構成を示す断面図であり、図2はその要部を拡大して示す図であり、図3〜図6はいずれもその表示原理を説明するための図であって、表示原理の説明に必要な構成要素のみを示す図であり、図7〜図9はいずれも上記表示装置を備えた電子機器の例を示す図である。なお、以下の全ての図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の膜厚や寸法の比率などは適宜異ならせてある。
【0009】
本実施形態に係る鏡機能付き表示装置は、図1に示すように、背面にバックライト50が配された第1の液晶セル10と第1の偏光板20と第2の液晶セル30と第2の偏光板40とが表示面側に向けて順に配置されて構成されている。なお、本明細書では液晶セル10,30を構成する各基板の液晶側の面を「内面」、それと反対側の面を「外面」という。また、本表示装置では、第2の偏光板40側を画像光等を観察する表示面とする。
【0010】
第1の液晶セル10はアクティブマトリクス型の液晶表示装置であり、下基板11と上基板12とが対向配置され、これら上基板12と下基板11とに挟まれた空間に、誘電率異方性が正のTN液晶が封入されて液晶層19が構成されている。そして、第1の液晶セル10の後面側(下基板11の外面側)にバックライト50が配置され、これら第1の液晶セル10とバックライト50とにより、本発明の画像表示部1が構成される。
【0011】
ガラスやプラスチック等の透光性材料からなる下基板11の内面側には、ITO(Indium Tin Oxide)等の透明導電膜からなる画素電極15が形成され、画素電極15を覆うようにポリイミド等からなる配向膜17が積層されている。本実施の形態の場合、下基板11はTFT等の画素スイッチング素子、データ線、走査線等が形成された素子基板から構成されているが、図1においては画素スイッチング素子、データ線、走査線等の図示は省略する。また、下基板11の外面側には下偏光板13が設けられている。
【0012】
一方、ガラスやプラスチックなどの透光性材料からなる上基板12の内面側には、ITO等の透明導電膜からなる共通電極16、ポリイミド等からなる配向膜18が順次積層されている。また、上基板12の外面側には上偏光板14が設けられている。なお、図示を省略したが、上基板12の内面側にはR(赤)、G(緑)、B(青)の各色素層を有するカラーフィルタが設けられている。
上基板12側、下基板11側の配向膜18,17はともにラビング処理等の水平配向処理がなされており、上基板12側の配向膜18の配向方向は図1における紙面に平行な方向、下基板11側の配向膜17の配向方向は図1における紙面に垂直な方向にそれぞれ設定されている。このため、液晶層19の液晶分子は非選択電圧印加(電圧オフ)時に上基板12と下基板11との間において基板面に平行な面内で略90°ツイストした状態となっている。
【0013】
また、上偏光板14の透過軸方向、下偏光板13の透過軸方向は共に、図1における紙面に平行な方向に設定されている。すなわち、偏光板13の透過軸方向と基板11の内面に接する液晶分子の配向方向とは概ね垂直とされ、偏光板14の透過軸方向と基板12の内面に接する液晶分子の配向方向とは概ね平行とされている。
バックライト50は、光源51と反射板52と導光板53とを有しており、導光板53の下面側(液晶セル10と反対側)には、導光板53中を透過する光を液晶セル10側に向けて出射させるための反射板54が設けられている。
【0014】
第1の偏光板20は、透過軸に平行な直線偏光を透過するとともに透過軸に直交する直線偏光を反射する性質を有する反射偏向板であり、この第1の偏光板20の透過軸は液晶セル10の上偏光板14の透過軸に対して平行に(即ち、紙面に平行に)配置されている。
第2の液晶セル30は、パッシブマトリクス型の液晶表示装置であり、下基板31と上基板32とが対向配置され、これら上基板32と下基板31とに挟まれた空間に、誘電率異方性が正のTN液晶が封入されて液晶層39が構成されている。
【0015】
ガラスやプラスチック等の透光性材料からなる下基板31の内面には、ITO等の透明導電膜からなる画素電極35が形成され、画素電極35を覆うようにポリイミド等からなる配向膜37が積層されている。そして、本実施形態では、この画素電極35が、印加電圧をそれぞれ独立に制御される複数の領域に分離して形成されている。つまり、図2に示すように、画素電極35は、下基板31の所定の位置に形成された電極E2,E3と、これら電極E2,E3の形成された領域を除く下基板31の略全面を被覆するように形成された電極E1とからなり、各電極E1〜E3の印加電圧はそれぞれ独立に制御されるようになっている。これにより、液晶セル30は電極E1〜E3にそれぞれ対応する複数の切替領域A1〜A3において入射光の偏光状態をそれぞれ独立に変更し、入射した直線変更の透過状態と非透過状態とを切り替えられるようになっている。つまり、第2の液晶セル30は本発明の切替素子として機能し、第1の偏光板20,液晶セル30,第2の偏光板40により本発明の鏡表示部2が実現される。
【0016】
また、電極E2,E3はそれぞれ、予め決められた所定の情報を表示するための複数のセグメント電極pからなり、各セグメント電極pへの印加電圧を個別に制御することで、例えば日付けや時間等の文字情報を表示できるようになっている。例えば図2では、表示面の右上隅部に設けられた切替領域A2において日付け情報を表示し、表示面の右下隅部に設けられた切替領域A3において時間情報を表示できるようになっている。なお、切替領域A2,A3の形成される位置は下基板31の右上隅部,右下隅部に限定されず、任意に設定することができる。また、表示面にはこのような文字情報を表示する他、図柄等を表示させるようにしてもよい。
【0017】
一方、ガラスやプラスチック等の透光性材料からなる上基板32の内面側には、ITO等の透明導電膜からなる共通電極36、ポリイミド等からなる配向膜38が順次積層されている。また、上基板32の外面側には第2の偏光板40が設けられている。
上基板32側、下基板31側の配向膜38,37はともにラビング処理等の水平配向処理がなされており、上基板32側の配向膜38の配向方向は図1における紙面に平行な方向、下基板31側の配向膜37の配向方向は図1における紙面に垂直な方向にそれぞれ設定されている。このため、液晶層39の液晶分子は非選択電圧印加(電圧オフ)時に上基板32と下基板31との間において基板面に平行な面内で略90°ツイストした状態となっている。
【0018】
また、第2の偏光板40の透過軸方向は、図1における紙面に垂直な方向に設定されている。すなわち、第1の偏光板の透過軸方向と下基板31の内面に接する液晶分子の配向方向とは概ね垂直とされ、第2の偏光板40の透過軸方向と上基板32の内面に接する液晶分子の配向方向とは概ね垂直とされている。
【0019】
したがって、第2の液晶セル30の液晶分子の配向を基板31,32に平行にツイストした状態と基板31,32に垂直な状態との間で切り替えることで、表示面側から入射された光を第1の偏光板20によって反射させる状態と、第1の偏光板20を透過させて第1の液晶セル10の下偏光板13によって吸収させる状態とを切り替える一方、第1の液晶セル10から出射された画像光を表示面側に透過させる状態と、第2の偏光板40に吸収させる状態とを切り替えることができるようになっている。
なお、第1の液晶セル10と第2の液晶セル30とは、図3〜図6に示す駆動装置(制御部)60によって連動して駆動されるようになっている。
【0020】
以下、本実施形態の鏡機能付き表示装置の表示原理を図3〜図5を用いて説明する。
まず、鏡表示を行なう場合には、図3に示すように、第2の液晶セル30に電圧を印加した状態(電圧印加状態)とし、第2の液晶セル30の液晶分子が上下基板間で略垂直に配向した状態とする。
【0021】
この場合、第2の偏光板40の上方(表示面側)から入射した外光(図3の右側参照)は、第2の偏光板40の透過軸が紙面に垂直であるため、第2の偏光板40を透過した後、紙面に垂直な直線偏光となって第2の液晶セル30に至る。第2の液晶セル30の液晶分子は略垂直に配向しているため、入射された直線偏光に対して実質的に等方な状態であり、直線偏光は液晶層39によって偏光軸を回転されることなく第1の偏光板20に至る。このとき、直線偏光は、その偏光軸が紙面に垂直であるため、第1の偏光板の反射特性により強く反射される。そして、直線偏光は再度同じ経路を通って表示面側に出射され、メタル調の表示を呈する。
【0022】
一方、第1の液晶セル10から出射された画像光(図3の左側参照)は、その偏光軸が紙面に平行であるため、第1の偏光板20に反射されることなくそのまま透過する。そして、第2の液晶セル30の液晶層39によって偏光軸を回転されることなく透過し、第2の偏光板40に至る。このとき、直線偏光の偏光軸は第2の偏光板40の透過軸に垂直であるため、直線偏光は第2の偏光板40によって吸収され、表示面に表示されることはない。
したがって、表示装置の表示面は全面鏡面として機能する。
【0023】
次に、上述のような鏡表示を行いながら、切替領域A2又は切替領域A3に対応する特定の表示領域に所定の情報を表示する場合について説明する。この場合には、図4に示すように、電極E2又は電極E3に電圧を印加しない状態(非選択電圧印加状態)とし、切替領域A2,A3における第2の液晶セル30の液晶分子が、上下基板間で略90°ツイスト配向した状態とする。また、このような特定の表示領域における第1の液晶セル10を非選択電圧印加状態として、画像光の出射を禁止する。
【0024】
この場合、上記特定の表示領域において、第2の偏光板40の上方(表示面側)から入射した外光(図4の右側参照)は、第2の偏光板40を透過して紙面に垂直な直線偏光となった後、第2の液晶セル30の液晶分子のねじれに沿って旋光し、偏光軸を90°回転された状態で第1の偏光板20に至る。このとき、この直線偏光は、その偏光軸が第1の偏光板の透過軸に平行であるため、第1の偏光板20をそのまま透過する。そして、この直線偏光は、第1の液晶セル10の液晶層19によってその偏光軸を90°回転され、下偏光板13によって吸収される。
したがって、上記特定の表示領域では、外光が第1の液晶セル10の下偏光板13によって完全に吸収される結果、所定の情報が鏡の中に黒く浮き上がった状態で表示される。
【0025】
次に、第1の液晶セル10から出射される画像光を表示面に表示させる場合には、図5に示すように、第2の液晶セル30(即ち、電極E1〜E3の全て)を非選択電圧印加状態とし、第2の液晶セル30の液晶分子が、上下基板間で略90°ツイスト配向した状態とする。
この場合、第1の液晶セル10から紙面に平行な直線偏光として出射された画像光(図5の左側参照)は第1の偏光板20をそのまま透過し、第2の液晶セル30の液晶層39によって偏光軸を90°回転された状態で第2の偏光板40に至る。このとき、画像光は、その偏光軸が上偏光板40の透過軸と平行であるため第2の偏光板40をそのまま透過し、表示面に表示される。
【0026】
一方、第2の偏光板40の上方から入射した外光(図5の右側参照)は、第2の偏光板40を透過して紙面に垂直な直線偏光になった後、第2の液晶セル30の液晶層39によってその偏光軸を90°回転された状態で第1の偏光板20に至る。このとき、この直線偏光は、その偏光軸が第1の偏光板の透過軸に平行であるため、第1の偏光板20をそのまま透過する。そして、この直線偏光は、第1の液晶層19によってその偏光軸を回転されることなく第1の液晶セル10を透過して下偏光板13に至る。
【0027】
このとき、直線偏光は、その偏光軸が下偏光板13の透過軸と平行であるため、下偏光板13をそのまま透過し、バックライト50の反射層54で反射される。このように反射層54で反射された外光は実質的に照明光と変わらないため、照明光の一部となり画質を劣化させる外光反射とはならない。
したがって、表示面は画像表示面として機能し、外光反射による画質の劣化が殆どない高品質な表示が得られる。
【0028】
したがって、本実施形態の鏡機能付き表示装置によれば、第2の液晶セル30の切替領域A1〜A3において入射光の偏光状態をそれぞれ独立に変更できるようになっているため、一つの切替領域A1で鏡表示を行なっている際に、他の切替領域A2,A3において所定の情報を表示することができる。このため、表示面の略全面を鏡面としながら、このような鏡面の一部の領域A2,A3に日付けや時刻等の有用な情報を表示するようにすることで、使い勝手を向上させることができる。
【0029】
[電子機器]
上記実施形態の鏡機能付き表示装置を備えた電子機器の例について説明する。
図7は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図7において、符号1000は携帯電話本体を示し、符号1001は上記実施形態の鏡機能付き表示装置を用いた表示部を示している。
【0030】
図8は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図8において、符号1100は時計本体を示し、符号1101は上記実施形態の鏡機能付き表示装置を用いた表示部を示している。
【0031】
図9は、ワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。図9において、符号1200は情報処理装置、符号1202はキーボードなどの入力部、符号1204は情報処理装置本体、符号1206は上記実施形態の鏡機能付き表示装置を用いた表示部を示している。
【0032】
図7〜図9に示す電子機器は、上記実施形態の鏡機能付き表示装置を用いた液晶表示部を備えているので、鏡状態とした表示面の一部の領域に日付けや時刻等の有用な情報を表示可能な表示部を有する電子機器を実現することができる。
【0033】
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施形態では鏡状態に切り替えた切替領域A1にも第1の液晶セル10から画像光を出射可能としている(図3参照)が、液晶セル10,30を連動駆動することで、このような切替領域A1に画像光の出射が禁止されるようにしてもよい。あるいは、図6に示すように、最も広い切替領域A1が鏡状態に切り替えられた場合には、それに連動して駆動装置60によりバックライト50を消灯し、第1の液晶セル10の駆動を禁止するようにしてもよい。上述のように鏡表示部2による表示の切替状態に連動させて画像表示部1の駆動を制御するようにすることで、鏡表示を行なっている際の画像表示部1の消費電力を低減することができる。
【0034】
また、上記実施形態では、鏡表示を行いながら所定の切替領域A2,A3に時刻等を表示させる場合、外光の吸収により黒い文字等が表示されるようになっている(図4の右側参照)が、この代わりに、このような切替領域A2,A3にバックライト光を透過させることで白色或いは着色された文字等が表示されるようにしてもよい。具体的には、第1の液晶セル10を駆動して、画像光が第2の偏光板20側に出射されるようにする。この際、表示面側から入射し第2の偏光板40によって紙面に垂直な直線偏光となった外光は、第2の液晶層、第1の偏光板、第1の液晶セル10を透過してバックライト50の反射層54で反射され、照明光の一部となる。
【0035】
また、上記実施形態のように画像表示部1を第1の液晶セル10はカラー表示可能なアクティブマトリクス方式の液晶表示装置に限ることなく、パッシブマトリクス方式やドットマトリクス方式等のパッシブ型液晶表示装置や白黒表示の液晶表示装置を適用することも可能である。また、画像表示部1を、このような第1の液晶セル10及びバックライト50によって構成する代わりに、有機EL装置によって構成してもよい。この場合、第1の偏光板20の透過軸に垂直な偏光成分を有する画像光が第1の偏光板20を透過して鏡表示の品質を劣化させることを防止するために、有機EL装置と第1の偏光板20との間に、通常の吸収型の偏光板を配し、その透過軸と反射型の第1の偏光板20の透過軸とを平行に配置するようにすることが望ましい。
【0036】
さらに、第2の液晶セル30の切替領域は三つに限定されず、二つ或いは四つ以上であってもよい。また、上述の実施形態では、電極E1〜E3は所定の情報を表示するようにパターン形成されているが、この代わりに、任意の情報を表示できるように、第2の液晶セル30を単純マトリクス型或いはアクティブマトリクス型の液晶装置として構成してもよい。
【0037】
【発明の効果】
以上、詳述したように本発明によれば、一つの切替領域で鏡表示を行なっている際に、他の切替領域において所定の情報を表示することができる。つまり、表示面の全面を鏡状態とした場合には、表示装置に表示すべき有用な情報までもが表示できなくなるが、特定の切替領域において日付けや時刻等の有用な情報を表示するようにすることで使い勝手を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る鏡機能付き表示装置の概略構成を示す断面図である。
【図2】同、表示装置の要部を拡大して示す平面図である。
【図3】同、表示装置の表示原理を説明するための図であって、表示原理の説明に必要な構成要素のみを示す図である。
【図4】同、表示装置の表示原理を説明するための図であって、表示原理の説明に必要な構成要素のみを示す図である。
【図5】同、表示装置の表示原理を説明するための図であって、表示原理の説明に必要な構成要素のみを示す図である。
【図6】同、表示装置の表示原理を説明するための図であって、表示原理の説明に必要な構成要素のみを示す図である。
【図7】本発明に係る電子機器の一例を示す斜視図である。
【図8】本発明に係る電子機器の他の例を示す斜視図である。
【図9】本発明に係る電子機器のさらに他の例を示す斜視図である。
【符号の説明】
1 画像表示部
2 鏡表示部
20 第1の偏光板
30 切替素子
40 第2の偏光板
60 駆動装置(制御部)
A1〜A3 切替領域
【発明の属する技術分野】
本発明は、表示画面を鏡に切り替え可能な鏡機能付き表示装置及びこれを備えた電子機器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
携帯電話やPDA等では、待ち受け時等に表示画面を鏡として利用することが提案されている。
このような鏡機能付き表示装置としては、例えば特開2001−318374に開示されるように、画像光を出射する液晶表示装置の前面に第1の偏光板,液晶シャッタ,第2の偏光板を順に配置したものが知られている。この第1の偏光板は、透過軸に平行な直線偏光を透過するとともに透過軸に直交する直線偏光を反射する性質を有する反射型の偏向板であり、この透過軸は液晶表示装置から出射される画像光の偏光軸に平行に配されている。また、この反射型の第1の偏光板の透過軸と、通常の吸収型の第2の偏光板の透過軸とは例えば平行に配されている。さらに、液晶シャッタには、全面にITOのベタ電極が形成された一対の基板の間で液晶の配向方向が90°ツイストされたTN液晶セルが用いられている。
このような表示装置では、液晶シャッタの開閉状態を制御することで、外光が反射偏光板により強く反射される鏡状態と、画像光が第2の偏光板を透過して表示面側に出射される画像表示状態とを切り替えるようになっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術では、液晶シャッタに電圧を印加すると、表示面が全面鏡状態となるため、時刻、日付等の表示装置に表示すべき有用な情報までもが認識できなくなるといった不都合が生じる。
本発明は、上述の課題に鑑み創案されたもので、表示面を鏡として機能させる場合にも所定の情報を表示面に表示できるようにした、鏡機能付き表示装置及び電子機器を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の鏡機能付き表示装置は、画像を表示するための画像光を出射する画像表示部と、前記画像表示部の前面に配され上記画像光を透過する画像透過状態と外光を反射する鏡状態とを独立に切り替え可能な複数の切替領域を有する鏡表示部とを備えたことを特徴としている。
本構成によれば、一つの切替領域で鏡表示を行なっている際に、他の切替領域において所定の情報を表示することができる。つまり、表示面の全面を鏡状態とした場合には、表示装置に表示すべき有用な情報までもが表示できなくなるが、特定の切替領域において日付けや時刻等の有用な情報を表示するようにすることで使い勝手を向上させることができる。
【0005】
ここで上記鏡表示部は、例えば、上記鏡表示部は、上記画像表示部側から順に、所定の偏光軸を有する直線偏光を透過し上記所定の偏光軸と略直交する偏光軸を有する直線偏光を反射する第1の偏光板と、入射した直線偏光の透過状態と非透過状態とを切り替え可能な切替素子とを備えて構成される。
なお、上述の構成において、上記切替素子を、上記切替領域として構成される複数の画素領域を有するパッシブ型液晶セルとして構成してもよい。切替素子による表示は補助的なものであり、ドットマトリクス方式やパッシブマトリクス方式等のパッシブ型液晶セルによって十分表示可能であるとともに、切替素子にアクティブマトリクス型液晶セルを用いる場合に比べて、表示装置全体を安価に製造することができる。もちろん、アクティブマトリクス型液晶セルを用いた場合にも表示にはなんら問題はない。
また、上記画像表示部を液晶表示装置や有機EL装置として構成してもよい。
【0006】
さらに、制御部によって上記画像表示部と上記鏡表示部とを連動して駆動制御してもよい。このとき、上記制御部は、鏡状態に切り替えられた切替領域に対応する表示領域への画像光の出射を禁止することが望ましい。
本構成によれば、画像光が鏡状態に切り替えられた切替領域に漏れることで鏡表示の表示品質が劣化されることを防止できる。上記のように画像光の出射を禁止する方法としては、例えば、画像表示部が有機ELパネルとして構成される場合には、有機ELパネルの上記表示領域への電圧印加を禁止し発光を抑えるようにする。また、画像表示部が透過型液晶表示装置である場合には、液晶の配向制御して上記表示領域を黒表示としたり、バックライトを消灯したりすることで画像光の出射が禁止される。上述のように電圧印加を禁止したりバックライトを消灯したりすることで、鏡表示を行なっている際の表示装置の消費電力を低減することもできる。
【0007】
また、本発明の電子機器は、上述の鏡機能付き表示装置を備えたことを特徴としている。
本構成によれば、表示面全面を鏡状態とすることなく、特定の切替領域に所定の有用な情報を表示することができる表示部を備えた電子機器を提供することができる。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、図面により、本発明の実施の形態について説明する。
図1は本発明の一実施形態としての鏡機能付き表示装置の概略構成を示す断面図であり、図2はその要部を拡大して示す図であり、図3〜図6はいずれもその表示原理を説明するための図であって、表示原理の説明に必要な構成要素のみを示す図であり、図7〜図9はいずれも上記表示装置を備えた電子機器の例を示す図である。なお、以下の全ての図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の膜厚や寸法の比率などは適宜異ならせてある。
【0009】
本実施形態に係る鏡機能付き表示装置は、図1に示すように、背面にバックライト50が配された第1の液晶セル10と第1の偏光板20と第2の液晶セル30と第2の偏光板40とが表示面側に向けて順に配置されて構成されている。なお、本明細書では液晶セル10,30を構成する各基板の液晶側の面を「内面」、それと反対側の面を「外面」という。また、本表示装置では、第2の偏光板40側を画像光等を観察する表示面とする。
【0010】
第1の液晶セル10はアクティブマトリクス型の液晶表示装置であり、下基板11と上基板12とが対向配置され、これら上基板12と下基板11とに挟まれた空間に、誘電率異方性が正のTN液晶が封入されて液晶層19が構成されている。そして、第1の液晶セル10の後面側(下基板11の外面側)にバックライト50が配置され、これら第1の液晶セル10とバックライト50とにより、本発明の画像表示部1が構成される。
【0011】
ガラスやプラスチック等の透光性材料からなる下基板11の内面側には、ITO(Indium Tin Oxide)等の透明導電膜からなる画素電極15が形成され、画素電極15を覆うようにポリイミド等からなる配向膜17が積層されている。本実施の形態の場合、下基板11はTFT等の画素スイッチング素子、データ線、走査線等が形成された素子基板から構成されているが、図1においては画素スイッチング素子、データ線、走査線等の図示は省略する。また、下基板11の外面側には下偏光板13が設けられている。
【0012】
一方、ガラスやプラスチックなどの透光性材料からなる上基板12の内面側には、ITO等の透明導電膜からなる共通電極16、ポリイミド等からなる配向膜18が順次積層されている。また、上基板12の外面側には上偏光板14が設けられている。なお、図示を省略したが、上基板12の内面側にはR(赤)、G(緑)、B(青)の各色素層を有するカラーフィルタが設けられている。
上基板12側、下基板11側の配向膜18,17はともにラビング処理等の水平配向処理がなされており、上基板12側の配向膜18の配向方向は図1における紙面に平行な方向、下基板11側の配向膜17の配向方向は図1における紙面に垂直な方向にそれぞれ設定されている。このため、液晶層19の液晶分子は非選択電圧印加(電圧オフ)時に上基板12と下基板11との間において基板面に平行な面内で略90°ツイストした状態となっている。
【0013】
また、上偏光板14の透過軸方向、下偏光板13の透過軸方向は共に、図1における紙面に平行な方向に設定されている。すなわち、偏光板13の透過軸方向と基板11の内面に接する液晶分子の配向方向とは概ね垂直とされ、偏光板14の透過軸方向と基板12の内面に接する液晶分子の配向方向とは概ね平行とされている。
バックライト50は、光源51と反射板52と導光板53とを有しており、導光板53の下面側(液晶セル10と反対側)には、導光板53中を透過する光を液晶セル10側に向けて出射させるための反射板54が設けられている。
【0014】
第1の偏光板20は、透過軸に平行な直線偏光を透過するとともに透過軸に直交する直線偏光を反射する性質を有する反射偏向板であり、この第1の偏光板20の透過軸は液晶セル10の上偏光板14の透過軸に対して平行に(即ち、紙面に平行に)配置されている。
第2の液晶セル30は、パッシブマトリクス型の液晶表示装置であり、下基板31と上基板32とが対向配置され、これら上基板32と下基板31とに挟まれた空間に、誘電率異方性が正のTN液晶が封入されて液晶層39が構成されている。
【0015】
ガラスやプラスチック等の透光性材料からなる下基板31の内面には、ITO等の透明導電膜からなる画素電極35が形成され、画素電極35を覆うようにポリイミド等からなる配向膜37が積層されている。そして、本実施形態では、この画素電極35が、印加電圧をそれぞれ独立に制御される複数の領域に分離して形成されている。つまり、図2に示すように、画素電極35は、下基板31の所定の位置に形成された電極E2,E3と、これら電極E2,E3の形成された領域を除く下基板31の略全面を被覆するように形成された電極E1とからなり、各電極E1〜E3の印加電圧はそれぞれ独立に制御されるようになっている。これにより、液晶セル30は電極E1〜E3にそれぞれ対応する複数の切替領域A1〜A3において入射光の偏光状態をそれぞれ独立に変更し、入射した直線変更の透過状態と非透過状態とを切り替えられるようになっている。つまり、第2の液晶セル30は本発明の切替素子として機能し、第1の偏光板20,液晶セル30,第2の偏光板40により本発明の鏡表示部2が実現される。
【0016】
また、電極E2,E3はそれぞれ、予め決められた所定の情報を表示するための複数のセグメント電極pからなり、各セグメント電極pへの印加電圧を個別に制御することで、例えば日付けや時間等の文字情報を表示できるようになっている。例えば図2では、表示面の右上隅部に設けられた切替領域A2において日付け情報を表示し、表示面の右下隅部に設けられた切替領域A3において時間情報を表示できるようになっている。なお、切替領域A2,A3の形成される位置は下基板31の右上隅部,右下隅部に限定されず、任意に設定することができる。また、表示面にはこのような文字情報を表示する他、図柄等を表示させるようにしてもよい。
【0017】
一方、ガラスやプラスチック等の透光性材料からなる上基板32の内面側には、ITO等の透明導電膜からなる共通電極36、ポリイミド等からなる配向膜38が順次積層されている。また、上基板32の外面側には第2の偏光板40が設けられている。
上基板32側、下基板31側の配向膜38,37はともにラビング処理等の水平配向処理がなされており、上基板32側の配向膜38の配向方向は図1における紙面に平行な方向、下基板31側の配向膜37の配向方向は図1における紙面に垂直な方向にそれぞれ設定されている。このため、液晶層39の液晶分子は非選択電圧印加(電圧オフ)時に上基板32と下基板31との間において基板面に平行な面内で略90°ツイストした状態となっている。
【0018】
また、第2の偏光板40の透過軸方向は、図1における紙面に垂直な方向に設定されている。すなわち、第1の偏光板の透過軸方向と下基板31の内面に接する液晶分子の配向方向とは概ね垂直とされ、第2の偏光板40の透過軸方向と上基板32の内面に接する液晶分子の配向方向とは概ね垂直とされている。
【0019】
したがって、第2の液晶セル30の液晶分子の配向を基板31,32に平行にツイストした状態と基板31,32に垂直な状態との間で切り替えることで、表示面側から入射された光を第1の偏光板20によって反射させる状態と、第1の偏光板20を透過させて第1の液晶セル10の下偏光板13によって吸収させる状態とを切り替える一方、第1の液晶セル10から出射された画像光を表示面側に透過させる状態と、第2の偏光板40に吸収させる状態とを切り替えることができるようになっている。
なお、第1の液晶セル10と第2の液晶セル30とは、図3〜図6に示す駆動装置(制御部)60によって連動して駆動されるようになっている。
【0020】
以下、本実施形態の鏡機能付き表示装置の表示原理を図3〜図5を用いて説明する。
まず、鏡表示を行なう場合には、図3に示すように、第2の液晶セル30に電圧を印加した状態(電圧印加状態)とし、第2の液晶セル30の液晶分子が上下基板間で略垂直に配向した状態とする。
【0021】
この場合、第2の偏光板40の上方(表示面側)から入射した外光(図3の右側参照)は、第2の偏光板40の透過軸が紙面に垂直であるため、第2の偏光板40を透過した後、紙面に垂直な直線偏光となって第2の液晶セル30に至る。第2の液晶セル30の液晶分子は略垂直に配向しているため、入射された直線偏光に対して実質的に等方な状態であり、直線偏光は液晶層39によって偏光軸を回転されることなく第1の偏光板20に至る。このとき、直線偏光は、その偏光軸が紙面に垂直であるため、第1の偏光板の反射特性により強く反射される。そして、直線偏光は再度同じ経路を通って表示面側に出射され、メタル調の表示を呈する。
【0022】
一方、第1の液晶セル10から出射された画像光(図3の左側参照)は、その偏光軸が紙面に平行であるため、第1の偏光板20に反射されることなくそのまま透過する。そして、第2の液晶セル30の液晶層39によって偏光軸を回転されることなく透過し、第2の偏光板40に至る。このとき、直線偏光の偏光軸は第2の偏光板40の透過軸に垂直であるため、直線偏光は第2の偏光板40によって吸収され、表示面に表示されることはない。
したがって、表示装置の表示面は全面鏡面として機能する。
【0023】
次に、上述のような鏡表示を行いながら、切替領域A2又は切替領域A3に対応する特定の表示領域に所定の情報を表示する場合について説明する。この場合には、図4に示すように、電極E2又は電極E3に電圧を印加しない状態(非選択電圧印加状態)とし、切替領域A2,A3における第2の液晶セル30の液晶分子が、上下基板間で略90°ツイスト配向した状態とする。また、このような特定の表示領域における第1の液晶セル10を非選択電圧印加状態として、画像光の出射を禁止する。
【0024】
この場合、上記特定の表示領域において、第2の偏光板40の上方(表示面側)から入射した外光(図4の右側参照)は、第2の偏光板40を透過して紙面に垂直な直線偏光となった後、第2の液晶セル30の液晶分子のねじれに沿って旋光し、偏光軸を90°回転された状態で第1の偏光板20に至る。このとき、この直線偏光は、その偏光軸が第1の偏光板の透過軸に平行であるため、第1の偏光板20をそのまま透過する。そして、この直線偏光は、第1の液晶セル10の液晶層19によってその偏光軸を90°回転され、下偏光板13によって吸収される。
したがって、上記特定の表示領域では、外光が第1の液晶セル10の下偏光板13によって完全に吸収される結果、所定の情報が鏡の中に黒く浮き上がった状態で表示される。
【0025】
次に、第1の液晶セル10から出射される画像光を表示面に表示させる場合には、図5に示すように、第2の液晶セル30(即ち、電極E1〜E3の全て)を非選択電圧印加状態とし、第2の液晶セル30の液晶分子が、上下基板間で略90°ツイスト配向した状態とする。
この場合、第1の液晶セル10から紙面に平行な直線偏光として出射された画像光(図5の左側参照)は第1の偏光板20をそのまま透過し、第2の液晶セル30の液晶層39によって偏光軸を90°回転された状態で第2の偏光板40に至る。このとき、画像光は、その偏光軸が上偏光板40の透過軸と平行であるため第2の偏光板40をそのまま透過し、表示面に表示される。
【0026】
一方、第2の偏光板40の上方から入射した外光(図5の右側参照)は、第2の偏光板40を透過して紙面に垂直な直線偏光になった後、第2の液晶セル30の液晶層39によってその偏光軸を90°回転された状態で第1の偏光板20に至る。このとき、この直線偏光は、その偏光軸が第1の偏光板の透過軸に平行であるため、第1の偏光板20をそのまま透過する。そして、この直線偏光は、第1の液晶層19によってその偏光軸を回転されることなく第1の液晶セル10を透過して下偏光板13に至る。
【0027】
このとき、直線偏光は、その偏光軸が下偏光板13の透過軸と平行であるため、下偏光板13をそのまま透過し、バックライト50の反射層54で反射される。このように反射層54で反射された外光は実質的に照明光と変わらないため、照明光の一部となり画質を劣化させる外光反射とはならない。
したがって、表示面は画像表示面として機能し、外光反射による画質の劣化が殆どない高品質な表示が得られる。
【0028】
したがって、本実施形態の鏡機能付き表示装置によれば、第2の液晶セル30の切替領域A1〜A3において入射光の偏光状態をそれぞれ独立に変更できるようになっているため、一つの切替領域A1で鏡表示を行なっている際に、他の切替領域A2,A3において所定の情報を表示することができる。このため、表示面の略全面を鏡面としながら、このような鏡面の一部の領域A2,A3に日付けや時刻等の有用な情報を表示するようにすることで、使い勝手を向上させることができる。
【0029】
[電子機器]
上記実施形態の鏡機能付き表示装置を備えた電子機器の例について説明する。
図7は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図7において、符号1000は携帯電話本体を示し、符号1001は上記実施形態の鏡機能付き表示装置を用いた表示部を示している。
【0030】
図8は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図8において、符号1100は時計本体を示し、符号1101は上記実施形態の鏡機能付き表示装置を用いた表示部を示している。
【0031】
図9は、ワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。図9において、符号1200は情報処理装置、符号1202はキーボードなどの入力部、符号1204は情報処理装置本体、符号1206は上記実施形態の鏡機能付き表示装置を用いた表示部を示している。
【0032】
図7〜図9に示す電子機器は、上記実施形態の鏡機能付き表示装置を用いた液晶表示部を備えているので、鏡状態とした表示面の一部の領域に日付けや時刻等の有用な情報を表示可能な表示部を有する電子機器を実現することができる。
【0033】
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施形態では鏡状態に切り替えた切替領域A1にも第1の液晶セル10から画像光を出射可能としている(図3参照)が、液晶セル10,30を連動駆動することで、このような切替領域A1に画像光の出射が禁止されるようにしてもよい。あるいは、図6に示すように、最も広い切替領域A1が鏡状態に切り替えられた場合には、それに連動して駆動装置60によりバックライト50を消灯し、第1の液晶セル10の駆動を禁止するようにしてもよい。上述のように鏡表示部2による表示の切替状態に連動させて画像表示部1の駆動を制御するようにすることで、鏡表示を行なっている際の画像表示部1の消費電力を低減することができる。
【0034】
また、上記実施形態では、鏡表示を行いながら所定の切替領域A2,A3に時刻等を表示させる場合、外光の吸収により黒い文字等が表示されるようになっている(図4の右側参照)が、この代わりに、このような切替領域A2,A3にバックライト光を透過させることで白色或いは着色された文字等が表示されるようにしてもよい。具体的には、第1の液晶セル10を駆動して、画像光が第2の偏光板20側に出射されるようにする。この際、表示面側から入射し第2の偏光板40によって紙面に垂直な直線偏光となった外光は、第2の液晶層、第1の偏光板、第1の液晶セル10を透過してバックライト50の反射層54で反射され、照明光の一部となる。
【0035】
また、上記実施形態のように画像表示部1を第1の液晶セル10はカラー表示可能なアクティブマトリクス方式の液晶表示装置に限ることなく、パッシブマトリクス方式やドットマトリクス方式等のパッシブ型液晶表示装置や白黒表示の液晶表示装置を適用することも可能である。また、画像表示部1を、このような第1の液晶セル10及びバックライト50によって構成する代わりに、有機EL装置によって構成してもよい。この場合、第1の偏光板20の透過軸に垂直な偏光成分を有する画像光が第1の偏光板20を透過して鏡表示の品質を劣化させることを防止するために、有機EL装置と第1の偏光板20との間に、通常の吸収型の偏光板を配し、その透過軸と反射型の第1の偏光板20の透過軸とを平行に配置するようにすることが望ましい。
【0036】
さらに、第2の液晶セル30の切替領域は三つに限定されず、二つ或いは四つ以上であってもよい。また、上述の実施形態では、電極E1〜E3は所定の情報を表示するようにパターン形成されているが、この代わりに、任意の情報を表示できるように、第2の液晶セル30を単純マトリクス型或いはアクティブマトリクス型の液晶装置として構成してもよい。
【0037】
【発明の効果】
以上、詳述したように本発明によれば、一つの切替領域で鏡表示を行なっている際に、他の切替領域において所定の情報を表示することができる。つまり、表示面の全面を鏡状態とした場合には、表示装置に表示すべき有用な情報までもが表示できなくなるが、特定の切替領域において日付けや時刻等の有用な情報を表示するようにすることで使い勝手を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る鏡機能付き表示装置の概略構成を示す断面図である。
【図2】同、表示装置の要部を拡大して示す平面図である。
【図3】同、表示装置の表示原理を説明するための図であって、表示原理の説明に必要な構成要素のみを示す図である。
【図4】同、表示装置の表示原理を説明するための図であって、表示原理の説明に必要な構成要素のみを示す図である。
【図5】同、表示装置の表示原理を説明するための図であって、表示原理の説明に必要な構成要素のみを示す図である。
【図6】同、表示装置の表示原理を説明するための図であって、表示原理の説明に必要な構成要素のみを示す図である。
【図7】本発明に係る電子機器の一例を示す斜視図である。
【図8】本発明に係る電子機器の他の例を示す斜視図である。
【図9】本発明に係る電子機器のさらに他の例を示す斜視図である。
【符号の説明】
1 画像表示部
2 鏡表示部
20 第1の偏光板
30 切替素子
40 第2の偏光板
60 駆動装置(制御部)
A1〜A3 切替領域
Claims (8)
- 画像を表示するための画像光を出射する画像表示部と、
前記画像表示部の前面に配され上記画像光を透過する画像透過状態と外光を反射する鏡状態とを独立に切り替え可能な複数の切替領域を有する鏡表示部とを備えたことを特徴とする、鏡機能付き表示装置。 - 上記鏡表示部は、上記画像表示部側から順に、
所定の偏光軸を有する直線偏光を透過し上記所定の偏光軸と略直交する偏光軸を有する直線偏光を反射する第1の偏光板と、
入射した直線偏光の透過状態と非透過状態とを切り替え可能な切替素子を備えたことを特徴とする請求項1記載の鏡機能付き表示装置。 - 上記切替素子は、上記切替領域として構成される複数の画素領域を有するパッシブ型液晶セルであることを特徴とする、請求項1又は2記載の鏡機能付き表示装置。
- 上記切替素子は、上記切替領域として構成される複数の画素領域を有するアクティブマトリクス型液晶セルであることを特徴とする、請求項1又は2記載の鏡機能付き表示装置。
- 上記画像表示部は、液晶表示装置であることを特徴とする、請求項1〜4のいずれかの項に記載の鏡機能付き表示装置。
- 上記画像表示装置は、有機EL装置であることを特徴とする、請求項1〜4のいずれかの項に記載の鏡機能付き表示装置。
- 上記画像表示部と上記鏡表示部とを連動して駆動制御する制御部を更に備え、
上記制御部は、鏡状態に切り替えられた切替領域に対応する表示領域への画像光の出射を禁止することを特徴とする、請求項1〜6のいずれかの項に記載の鏡機能付き表示装置。 - 請求項1〜7のいずれかの項に記載の鏡機能付き表示装置を備えたことを特徴とする、電子機器。
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