JP2005189480A

JP2005189480A - 表示装置

Info

Publication number: JP2005189480A
Application number: JP2003430184A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Ihara; 聡渭原; Masao Ozeki; 正雄尾関
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd; Kyocera Display Corp
Current assignee: Kyocera Display Corp; AGC Inc
Priority date: 2003-12-25
Filing date: 2003-12-25
Publication date: 2005-07-14

Abstract

【課題】製造工程数を少なくすることができ、電源をオフとしたときに画面部分に模様を呈することができる表示装置を提供し、また、電源をオフとしたときに、画面部分に呈する模様の自由度を高くする。
【解決手段】表示パネル１１に画像を表示する場合、前面パネル用電源２は、前面パネル１内のカイラルネマチック液晶に電圧を印加し、液晶をホメオトロピック状態にする。主電源６がオフにされ、連動して前面パネル用電源２もオフにされると、第二のリレーは、抵抗５を介してセグメント電極４４_ｂと前面パネル用電源２とを接続させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、表示装置に関し、特に、情報を表示しないときに画面を予め定めた状態にすることができる表示装置に関する。

画像を表示する表示装置は、パーソナルコンピュータ、携帯電話機、テレビジョン受像機等の様々な装置で用いられている。一般に、表示装置の画面部分は、電源をオフとしたときに、灰色や黒色になる。表示装置の画面を灰色や黒色の状態のままにしたのでは、何ら使用者の役に立つことはない。そこで、電源をオフとした場合等に鏡として使えるようにした表示装置が提案されている（例えば特許文献１）。

特許文献１には、使用者が観察する側から順に、透過型液晶パネル部、散乱型液晶パネル部および鏡を配置した表示装置が記載されている。散乱型液晶パネル部は、通電時に光を通過させ、通電状態をオフにすると光を反射する。画像の表示のために表示装置を使用するときには、散乱型液晶パネル部の通電状態をオフとする。すると、透過型液晶パネル部を通過した光は、散乱型液晶パネル部で反射する。この状態で、画像を表示する。一方、画像の表示のために表示装置を使用しないときには、通電により散乱型液晶パネル部を光透過状態にする。すると、外部から入射した光は、透過型液晶パネル部を通過し、更に散乱型液晶パネル部も通過して鏡に到達する。そして、その光は鏡で反射し、散乱型液晶パネル部、透過型液晶パネル部を通過し、表示装置の表面に戻る。この結果、画像を表示しない場合には、表示装置を鏡として使用することができる。また、特許文献１には、このような表示装置を携帯電話機に適用した場合についても記載されている。

なお、特許文献１では、散乱型液晶パネル部の通電状態をオフとした場合、外部からの光は散乱型液晶パネル部で反射する旨が記載されている。しかし、散乱型液晶の後方散乱は一般に少なく、散乱型液晶パネル部は、通電状態がオフとなっていても、入射光の一部を通過させていると考えられる。従って、画像の表示のために表示装置を使用する場合には、散乱型液晶パネル部だけでなく鏡による反射光も生じていると考えられる。

また、特許文献１に記載の構成とは異なる構成によって、電源オフ時に画面部分を鏡として利用できるようにした携帯電話機が販売されている。図１３（ａ）は、このような携帯電話機の構成を示す説明図である。画像を表示するディスプレイ１０１の前に、順番に反射偏光板１０２と、液晶層１０３と、偏光板１０４とが配置される。偏光板１０４は、偏光軸方向に振動する光を通過させ、偏光軸に垂直な吸収軸方向に振動する光を吸収する。一方、反射偏光板１０２は、偏光軸方向に振動する光を通過させ、偏光軸に垂直な反射軸方向に振動する光を反射する。反射偏光板１０２と偏光板１０４とは、偏光軸が互いに直交するように配置される。また、液晶層１０３は、光を旋光させて通過させる状態と、光を旋光させずに通過させる状態のいずれかに切り替えられる。液晶層１０３は、光を旋光させる場合、反射偏光板１０２の偏光軸方向から偏光板１０４の偏光軸方向に光を旋光させる。

図１３（ｂ）は、ディスプレイ１０１の電源をオンとして画像を表示する場合における光の通過状況を示す説明図である。このとき、液晶層１０３は、光を旋光させる状態に切り替えられる。ディスプレイ１０１からの光のうち、反射偏光板１０２の偏光軸方向に振動する光は、反射偏光板１０２を通過する。液晶層１０３は、この光を旋光させる。この結果、光の振動方向と、偏光板１０４の偏光軸が一致するので、光は偏光板１０４を通過し、外部（観察者）に達する。よって、観察者は、ディスプレイ１０１に表示された画面を観察することができる。また、外部から入射する光は、ディスプレイ１０１からの光とは逆の経路をたどる。従って、外部からの光は、反射偏光板１０２で反射しない。

図１３（ｃ），（ｄ）は、ディスプレイ１０１の電源をオフとして画像を表示しない場合における光の通過状況を示す説明図である。このとき、液晶層１０３は、光を旋光させずに通過させる状態に切り替えられる。ディスプレイ１０１方向からの光のうち、反射偏光板１０２の偏光軸方向に振動する光は、反射偏光板１０２を通過する。この光は、そのまま液晶層１０３を通過する。この光は、偏光板１０４の吸収軸方向に振動しているので、偏光板１０４で吸収され、外部に達しない（図１３（ｃ））。また、外部から入射する光のうち、偏光板１０４の偏光軸方向に振動する光は、偏光板１０４を通過し、さらに、そのまま液晶層１０３を通過する。この光は、反射偏光板１０２の反射軸方向に振動しているので、反射偏光板１０２で反射する。その後、反射偏光板１０２までの経路を逆にたどって外部に戻る。このように、ディスプレイ１０１方向からの光を外部に漏らさず、外部からの光を反射するので、ディスプレイ１０１の電源をオフとしたときには、携帯電話機を鏡として利用することができる。

また、選択反射を呈する液晶が液晶表示装置に用いられる場合がある。このような選択反射を呈する液晶としてカイラルネマチック液晶やコレステリック液晶がある。以下、カイラルネマチック液晶を例に、選択反射を呈する液晶について説明する。なお、このような選択反射を呈する液晶は、例えば、特許文献２に記載されている。

一対の平行基板間に挟持されたカイラルネマチック液晶は、その液晶ディレクタが一定周期でねじれた「ねじれ構造」を有する。そのねじれ中心軸（以下、ヘリカル軸という。）の基板に対する向きによって、光の反射態様が異なる。図１４は、カイラルネマチック液晶の各種状態を示す模式図であり、鼓型で表した液晶ドメインの配列状態を示す。

複数の液晶ドメインの各ヘリカル軸の平均的な方向が基板面に対してほぼ垂直となる状態をプレナー状態という。図１４（ａ），（ｂ）は、このプレナー状態を示している。プレナー状態のうち、図１４（ｂ）に示すように各ヘリカル軸が揃った状態を完全プレナー状態という。プレナー状態では、入射光のうちの、液晶層のねじれの向きに対応した円偏光を選択反射する。選択反射される波長λは、液晶組成物の平均屈折率ｎ_ＡＶＧと液晶組成物のピッチｐの積にほぼ等しい（λ＝ｎ_ＡＶＧ・ｐ）。

ピッチｐは、カイラル剤等の光学活性物質の添加量ｃと光学活性物質の定数ＨＴＰ（ＨｅｌｉｃａｌＴｗｉｓｔｉｎｇＰｏｗｅｒ）から、ｐ＝１／（ｃ・ＨＴＰ）によって決まる。したがって、選択反射波長は、光学活性物質の種類と添加量によって調整できる。

また、図１４（ａ）に示すように、複数の液晶ドメインのヘリカル軸が平均的にはほぼ基板に対して垂直な方向を向いているものの、向きが僅かずつ異なっていると、その液晶ドメイン間にて入射光の散乱現象が発生する。すなわち、図１４（ａ）に示すプレナー状態は、散乱を伴う反射状態（散乱反射状態）となる。また、図１４（ｂ）に示す完全プレナー状態では、入射光は散乱せずに反射する。すなわち、光の入射角と反射角とが等しくなる鏡面状態となる。なお、物を写し見る道具または部材を指す場合には「鏡」と記し、光の入射角と反射角が等しくなる面の状態を指す場合には「鏡面」と記す。

図１４（ａ），（ｂ）に示すプレナー状態は、高電圧を印加することによりカイラルネマチック液晶をホメオトロピック状態にし、その後電圧印加を停止することにより得られる。ホメオトロピック状態とは、図１４（ｄ）に示すように、各液晶分子が基板にほぼ垂直に配向した状態である。ホメオトロピック状態は、カイラルネマチック液晶に所定値以上の高電圧を印加することにより得られる。また、ホメオトロピック状態の場合、液晶は光を通過させる。従って、ホメオトロピック状態の液晶は、透明状態を呈する。

図１４（ｂ）に示す完全プレナーになるか、図１４（ａ）に示すプレナーになるかは、カイラルネマチック液晶が接する配向膜の状態によって定まる。配向膜にラビング処理が施されていると、界面で液晶分子が基板に平行に配向し、その結果、完全プレナー状態が得られる。一方、配向膜にラビング処理が施されていない場合、僅かに散乱が生じたプレナー状態になる。

また、カイラルネマチック液晶は、複数の液晶ドメインのヘリカル軸が基板面に対してランダム方向または非垂直方向に配列したフォーカルコニック状態をとることもできる。図１４（ｃ）は、フォーカルコニック状態を示している。一般的に、フォーカルコニック状態の液晶層は全体として散乱状態を示す。選択反射時のように特定の波長の光を反射することはない。従って、フォーカルコニック状態の液晶は、光を散乱させながら通過させる。

フォーカルコニック状態およびプレナー状態は、無電界時でも安定に存在する。

次に、液晶表示装置の駆動法について説明する。駆動電圧の振幅の大きさによって、プレナー状態をフォーカルコニック状態に、またフォーカルコニック状態をプレナー状態にそれぞれ変化させることができる。後者の場合、ホメオトロピック状態を経由させるので、前者よりも高い電圧を印加する。また、ホメオトロピック状態になっているカイラルネマチック液晶に印加される電圧を徐々に低下させていくと、フォーカルコニック状態になる（非特許文献１参照）。

カイラルネマチック液晶では、一連の印加電圧波形の実効値が直接電圧消去後の状態を決定するのではなく、電圧消去後の表示は、直前に印加された電圧パルスの印加時間および振幅値に依存する。

カイラルネマチック液晶をフォーカルコニック状態に転移させる電圧をＶ_Ｆとし、プレナー状態に転移させる下限電圧をＶ_Ｐとし、電圧を印加しても表示状態が変わらない上限電圧をＶ_Ｓとする。線順次駆動の場合を例に説明すると、選択行の走査電極の電位をＶ_ｒに設定し、それに同期して各信号電極の電位をＶ_ｃまたは−Ｖ_ｃに設定する。選択行においてプレナー状態にすべき画素には（Ｖ_ｒ＋Ｖ_ｃ）の電圧が印加され、その画素はホメオトロピック状態になる。また、フォーカルコニック状態にすべき画素には（Ｖ_ｒ−Ｖ_ｃ）の電圧が印加され、その画素はフォーカルコニック状態になる。選択行が切り替わると、それまで選択されていた行の画素への印加電圧の大きさはＶ_ｃに下がり、ホメオトロピック状態だった液晶はプレナー状態に変化し、プレナー状態を維持する。フォーカルコニック状態に変化した液晶は、その状態を維持する。ただし、各電極に設定する電位Ｖ_ｒ，Ｖ_ｃの条件は、以下の通りである。

Ｖ_ｒ＋Ｖ_ｃ＞Ｖ_Ｐ、Ｖ_ｒ−Ｖ_ｃ＝Ｖ_Ｆ、Ｖ_Ｓ＞Ｖ_ｃ

また、一対の基板において、電極パターンが存在する領域の周囲を囲むようにしてスペーサを形成し、そのスペーサに囲まれた領域の内部に液晶を注入した液晶表示素子が知られている（例えば、特許文献３に記載された実施例２および実施例３参照。）。特許文献３に記載されている液晶表示素子において、電極パターンが存在する領域の周囲を囲むようにして形成されるスペーサは、１対の基板の外周に沿って設けられるシール材とは別に形成される。

特開２００１−３５０１５７号公報（段落００１６−００２４、第２図−第４図）特開２００３−９８５０７号公報（段落０００２−段落００１５）特開平９−２２２６０９号公報（段落００１１−段落００１２、第６図−第７図）岡野光治、小林俊介、「液晶応用編」、初版第３刷、培風館、昭和６２年１１月１０日、ｐ．３８−３９、図１．３７

図１３に示す構成では、ディスプレイの前に偏光板を配置する。このように偏光板を配置すると、ディスプレイの画面が暗くなってしまう。観察者にとっては、ディスプレイ上に表示される画像が明るい方が好ましい。また、一般に、反射偏光板は高価である。従って、反射偏光板を配置する構成では生産コストが高くなってしまう。また、図１３に示す構成では、ディスプレイの前面に反射偏光板、液晶層および偏光板という三つの構成部を配置しているが、表示装置自体の構成をより簡略化できることが好ましい。

また、特許文献１に記載の構成では、透過型液晶パネル部がカラーフィルタを有する場合、透過型液晶パネル部の背面に光が通過しにくくなる。その結果、透過型液晶パネル部の背面の鏡に到達する光が少なくなり、鏡として機能が十分発揮されなくなる可能性がある。

また、表示装置の電源をオフとして画像を表示しないときに、画面部分が特定の色や模様になることが好ましい場合もある。例えば、表示装置の筐体に独自の模様等を付加した場合、画面部分が灰色や黒色では、筐体の模様等と調和しないことがある。この場合、電源をオフとしたときに、画面部分が灰色や黒色ではなく、筐体に調和した色あるいは模様を呈するようにすることが好ましい。このように画面部分が筐体と調和した色や模様を呈するようにすることができれば、電源をオフとしたときに、人に美観を与えるという視覚的効果を高めることができる。また、電源をオフとしたときに、文字（例えば、表示装置の商標となる文字）やキャラクター等を画面部分に表せるようにすることも好ましい。なお、色分けによる文字やキャラクター等の表示も模様の一態様である。図１３に示す構成の携帯電話機や、特許文献１に記載の表示装置は、電源をオフとしたときに画面部分が鏡になる。しかし、特定の色や模様を呈するわけではない。

なお、出願人は、表示装置の電源をオフとして画像を表示しないときに、画面部分を特定の色や模様にすることができる表示装置を、特願２００３−０３４４２１号として出願している。

また、特許文献３の実施例２，３に記載されているように、電極パターンが存在する領域の周囲を囲むようにしてスペーサを形成し、そのスペーサに囲まれた領域の内部に液晶を注入する場合がある。このような構成の液晶表示素子を製造する場合、外周がシール材で封止される一対の基板間において、スペーサの外側を液晶以外の材料で充填することも考えられる。すると、スペーサによって囲まれた空間に液晶を注入する工程の他に、そのスペーサの外側の空間に他の材料を充填する工程も必要になる。しかし、製造工程数は少ない方が好ましい。

また、細い線状の領域や鋭角的な部分を含む領域をスペーサで囲み、その内部に液晶を注入しようとしても、そのような領域を囲むようにスペーサを形成することは困難である。

また、表示装置の電源をオフとしたときに、画面部分に呈する模様の自由度は高い方が好ましい。さらに、表示装置の電源をオフとしたときに、簡易な回路構成で特定の模様等を表示できるようにすることが好ましい。

そこで本発明は、製造工程数が少なくて済み、電源をオフとしたときに画面部分に模様を呈することができる表示装置を提供することを目的とする。また、電源をオフとしたときに画面部分に呈する模様の自由度が高い表示装置を提供することを目的とする。さらに、電源をオフとしたときに画面部分に模様を呈することができる簡易な構成の表示装置を提供することを目的とする。

本発明の態様１は、情報を表示する表示体と、表示体の表示面の前方に配置される前面パネルとを備えた表示装置であって、前面パネルが、コモン電極が形成された第一の透明基板と、複数のセグメント電極が形成された第二の透明基板とを含み、第一の透明基板と第二の透明基板との間に、ホメオトロピック状態とプレナー状態とフォーカルコニック状態とを呈する液晶層を挟持し、前面パネルのコモン電極および複数のセグメント電極の電位を設定する前面パネル用電源と、前面パネル用電源のオンまたはオフに応じて、複数のセグメント電極のうちの一部のセグメント電極と前面パネル用電源とを接続する配線の経路を設定する経路設定手段と、前面パネル用電源がオフに切り替えられた場合に経路設定手段によって設定される配線の経路上に設けられる抵抗とを備え、前面パネル用電源が、オンに切り替えられた場合、ホメオトロピック状態にするための電圧を液晶層に印加するようにコモン電極および各セグメント電極の電位を設定し、オフに切り替えられた場合、液晶層に対する電圧印加を停止し、経路設定手段が、前面パネル用電源がオンに切り替えられた場合に前記一部のセグメント電極と前面パネル用電源とが前記抵抗を介さずに接続されるように配線の経路を設定することによって、各セグメント電極を等電位にし、前面パネル用電源がオフに切り替えられた場合に前記一部のセグメント電極と前面パネル用電源とが前記抵抗を介して接続されるように配線の経路を設定することによって、前記一部のセグメント電極の電位変化を他のセグメント電極の電位変化よりも遅らせることを特徴とする表示装置を提供する。

本発明の態様２は、態様１において、前面パネル用電源がオフに切り替えられた場合に経路設定手段によって設定される配線の経路上に設けられる抵抗の抵抗値と、前記抵抗に接続される一部のセグメント電極およびコモン電極によって形成されるキャパシタの静電容量とによって定まる時定数が３μｓ以上である表示装置を提供する。態様２によれば、全面パネル用電源がオフに切り替えられた場合にフォーカルコニック状態とすべき領域を、フォーカルコニック状態にすることができる。

本発明の態様３は、態様１または態様２において、前面パネル用電源がオフに切り替えられた場合に経路設定手段によって抵抗を介して前面パネル用電源に接続されるセグメント電極と、抵抗を介さずに前面パネル用電源に接続されるセグメント電極との間隔が３〜３０μｍである表示装置を提供する。態様３によれば、色分けの境界部分を目立たなくすることができる。

本発明の態様４は、態様１から態様３のいずれかにおいて、前記表示体が主電源を備え、前面パネル用電源が、主電源がオンに切り替えられた場合に連動してオンに切り替えられ、主電源がオフに切り替えられた場合に連動してオフに切り替えられる表示装置を提供する。態様４によれば、表示体のオン、オフによって全面パネルの光学状態を簡単に切り替えることができる。

本発明の態様５は、態様１から態様４のいずれかにおいて、前面パネルが、前面パネル用電源がオフに切り替えられた場合にプレナー状態を呈する領域とフォーカルコニック状態を呈する領域とを有し、該フォーカルコニック状態を呈する領域が前記一部のセグメント電極に対応する部分である表示装置を提供する。態様５によれば、セグメント電極の形状によって前面パネルの表示形状を変えることができ、設計の自由度を高くすることができる。

前面パネル用電源をオフにしたときに、画面部分に色分けによる模様を表すことができる。また、色分けによる模様の自由度を高くすることができ、例えば、細い線状の領域と他の領域との色分けや、鋭角的な部分を含む領域と他の領域との色分けを行うことができる。また、透明基板に囲まれた空間に液晶を挟持されればよいので、製造工程数を少なくすることができる。さらに、制御信号を出力する制御部などを用いて前面パネルの駆動を行う必要がないので、表示装置の構成を簡略化することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は、本発明による表示装置の構成例を示す説明図である。本発明による表示装置は、主電源６がオンとされている場合に情報（画像）を表示するための表示パネル１１と、表示パネル１１の前面に配置される前面パネル１とを備える。なお、「オン」とは、電源が電圧を出力する状態を指し、「オフ」とは電源が電圧出力を停止している状態を指すものとする。

図１では、便宜上、表示パネル１１と前面パネル１とを並べて示しているが、前面パネル１は、図２に示すように表示パネル１１の表示面の前方（観察者５０側）に配置される。また、ここでは表示パネル１１が液晶表示パネルである場合を例に示すが、表示パネル１１の種類は液晶表示パネルに限定されない。表示パネル１１としてＣＲＴ（Cathode-ray tube）やＰＤＰ（Plasma Display Panel）を用いてもよい。なお、情報を表示するための表示体としては、主電源６を有しないポスターや提示版等の固定表示体であってもよい。

表示パネル１１として液晶表示パネルを用いる場合、表示パネル１１は、例えば、複数の走査電極が配置された基板と、複数の信号電極が配置された基板とを備え、その基板間に液晶を挟持する。表示パネル用走査電極ドライバ１２は、複数の電圧出力端子を備え、表示パネル１１の各走査電極はこの電圧出力端子と一対一に接続される。同様に、表示パネル用信号電極ドライバ１３も複数の電圧出力端子を備え、表示パネル１１の各信号電極はこの電圧出力端子と一対一に接続される。

主電源６は、表示装置の電源であり、表示パネル１１の駆動制御を行う制御部２１と、表示パネル用電源１４に電圧を出力する。また、主電源６は、後述する前面パネル用電源２にも電圧を出力する。

表示パネル用電源１４は、表示パネル１１の各電極の電位設定に必要な電圧を表示パネル用走査電極ドライバ１２および表示パネル用信号電極ドライバ１３に出力する。

表示パネル用走査電極ドライバ１２および表示パネル用信号電極ドライバ１３は、表示装置の主電源６がオンとなっているときに、制御部２１に従って表示パネル１１を駆動する。この駆動方法は、表示パネル１１に画像を表示できる駆動方法であれば、特定の駆動方法に限定されない。従って、表示パネル用走査電極ドライバ１２および表示パネル用信号電極ドライバ１３は、例えば、公知の線順次駆動方法等によって表示パネル１１を駆動すればよい。線順次駆動の場合、表示パネル用走査電極ドライバ１２が各走査電極を順次選択し、選択した走査電極を所定の電位に設定する。また、表示パネル用信号電極ドライバ１３が、選択行の画素が画像に応じた表示状態になるように各信号電極の電位を設定する。そして、選択行を順次切り替えながら各走査電極を走査することを繰り返す。

制御部２１は、表示パネル１１の駆動を制御する。主電源６がオンとなっている場合、制御部２１は、表示パネル１１において表示すべき画像が表示されるように走査電極の走査を指示する制御信号を出力する。例えば、１フレームの開始を指示するＦＬＭ（ファーストラインマーカ）を表示パネル用走査電極ドライバ１２に出力し、選択行の切り替えを指示するラッチパルスを表示パネル用走査電極ドライバ１２および表示パネル用信号電極ドライバ１３に出力する。表示パネル用走査電極ドライバ１２および表示パネル用信号電極ドライバ１３は、これらの制御信号に従って線順次駆動を行い、表示パネル１１に画像を表示させる。主電源６がオフにされると、制御部２１は、ＦＬＭやラッチパルスの出力を停止し、表示パネル１１の駆動を停止する。

前面パネル１は、主電源６がオンのときには透明状態を呈し、主電源６がオフのときには色分けによって模様（文字やキャラクターなども含む。）を表示する液晶パネルである。前面パネル１が表示パネル１１の画面を覆えるように、前面パネル１の大きさは表示パネル１１の画面よりも大きいことが好ましい。ただし、前面パネル１の大きさが表示パネル１１の画面より小さくてもよい。

前面パネル１は、コモン電極（図１において図示せず。）が配置された第一の基板４１と、複数のセグメント電極４４_ａ，４４_ｂが配置された第二の基板４２との間にカイラルネマチック液晶を挟持する表示パネルである。前面パネル１において、セグメント電極は複数設けられる。一方、コモン電極は一つであってもよい。以下、コモン電極が一つである場合を例にして説明する。

複数のセグメント電極は、主電源６がオフのときに色分けされる個々の領域と同一の形状になるように形成されている。また、主電源６がオフであるときの色分けは、カイラルネマチック液晶のプレナー状態が呈する色と、フォーカルコニック状態が呈する透明状態（散乱を伴う透明状態）とによって行われる。従って、複数のセグメント電極のうちの一部のセグメント電極は、カイラルネマチック液晶がフォーカルコニック状態にされる領域と同一形状に形成される。他のセグメント電極は、カイラルネマチック液晶がプレナー状態にされる領域と同一形状に形成される。

図１に示す例では、セグメント電極４４_ａは、カイラルネマチック液晶がプレナー状態にされる領域と同一形状に形成されている。もう一つのセグメント電極４４_ｂは、カイラルネマチック液晶がフォーカルコニック状態にされる領域と同一形状に形成されている。図３は、図１に例示する二つのセグメント電極４４_ａ，４４_ｂを別々に示した説明図である。図３に示す二つのセグメント電極が、それぞれ第二の基板４２上に形成される。この結果、主電源６がオフのときには、セグメント電極４４_ａの形状によって表される「ＡＢＣ」という文字が選択反射波長の色を呈する。また、セグメント電極４４_ｂの形状によって表される背景の部分が、散乱を伴う透明状態を呈する。従って、主電源６がオフのときに観察者に「ＡＢＣ」という文字を観察させることができる。

なお、図３に示すように、文字「Ａ」、「Ｂ」を表す部分には、切れ目３１が設けられる。切れ目３１は、文字の背景部分に対応するセグメント電極４４_ｂを一体化させるために設けられる。仮に、切れ目３１がないとすると、セグメント電極４４_ｂは一体化されず、図４に示すように４つの部分７１〜７４に分けられてしまう。すると、文字「Ａ」を表す線に囲まれた部分７２および文字「Ｂ」を表す線に囲まれた部分７３，７４の電極に電位を設定できなくなってしまう。セグメント電極４４_ｂを一体化することによってこのような状態を防止するために、切れ目３１が設けられる。なお、切れ目３１の幅は、数１０μｍ程度あればよい。

前面パネル用電源２は、主電源６がオンであるときに、コモン電極およびセグメント電極４４_ａ，４４_ｂに電圧を出力して、コモン電極およびセグメント電極４４_ａ，４４_ｂを所定の電位に設定する。このとき、前面パネル用電源２は、コモン電極およびセグメント電極間の電圧が、カイラルネマチック液晶をホメオトロピック状態に変化させる電圧になるように各電極の電位を設定する。

また、前面パネル用電源２には、第一のリレー（継電器）３が設けられ（図１参照。）、主電源６のオンおよびオフに連動して、前面パネル用電源２がオンまたはオフに切り替えられるように構成されている。すなわち、主電源６がオンからオフに切り替えられたとき、第一のリレー３は前面パネル用電源２もオンからオフに切り替える。そして、主電源６がオフからオンに切り替えられたとき、第一のリレー３は前面パネル用電源２もオフからオンに切り替える。

コモン電極および各セグメント電極４４_ａ，４４_ｂは、前面パネル用電源２に接続される。コモン電極と前面パネル用電源２との接続経路は一定に保たれる。同様に、主電源６のオフ時（すなわち、前面パネル用電源２のオフ時）にカイラルネマチック液晶がプレナー状態にされる領域に対応するセグメント電極（本例ではセグメント電極４４_ａ）と、前面パネル用電源２との接続経路も一定に保たれる。なお、接続経路とは、部材同士を接続する配線の経路を意味する。

これに対し、主電源６のオフ時にカイラルネマチック液晶がフォーカルコニック状態にされる領域に対応するセグメント電極（本例ではセグメント電極４４_ｂ）と、前面パネル用電源２との接続経路は、第二のリレー（継電器）４によって切り替えられる。第二のリレー４は、前面パネル用電源２のオンおよびオフに連動して、前面パネル用電源２とセグメント電極４４_ｂとの接続経路を切り替える。第二のリレー４は、前面パネル用電源２がオフであるときには、抵抗５を介して前面パネル用電源２とセグメント電極４４_ｂとが接続されるように接続経路を切り替える。また、前面パネル用電源２がオンであるときには、抵抗５を介さずに前面パネル用電源２とセグメント電極４４_ｂとが接続されるように接続経路を切り替える。

第二のリレー４は、経路設定手段に相当する。

図５は、前面パネル用電源２とセグメント電極４４_ｂとの接続経路の切替を示す説明図である。抵抗５はセグメント電極４４_ｂに接続されているが、抵抗５とセグメント電極４４_ｂとの間には、第二のリレー４によって前面パネル用電源２に接続される第一端子７が設けられている。また、抵抗５において、第一端子７とは反対側にも、第二のリレー４によって前面パネル用電源２に接続される第二端子８が設けられている。第二のリレー４は、前面パネル用電源２がオフに切り替えられたとき、前面パネル用電源２を第二端子８に接続させる。この結果、前面パネル用電源２とセグメント電極４４_ｂとは、抵抗５を介して接続される（図５（ａ）参照。）。また、第二のリレー４は、前面パネル用電源２がオンに切り替えられたとき、前面パネル用電源２を第一端子７に接続させる。この結果、前面パネル用電源２とセグメント電極４４_ｂとは、抵抗５を介さずに接続される（図５（ｂ）参照。）。

抵抗５は、前面パネル用電源２がオフであるときに、セグメント電極４４_ｂと接続される。ただし、抵抗５に接続されるセグメント電極４４_ｂとコモン電極によって形成されるキャパシタの静電容量と、抵抗５の抵抗値との積によって表される時定数は、３μｓ（μ秒）以上に予め定められる。すなわち、セグメント電極４４_ｂとコモン電極によって形成されるキャパシタの静電容量をＣ［ｐＦ］とし、抵抗５の抵抗値をＲ［ｋΩ］としたときに、Ｃ・Ｆ・１０^−３≧３μｓとなるように、予め定められる。特に、この時定数は、６μｓ以上であることが好ましい。

前面パネル用電源２がオフになると、前面パネル用電源２からの電圧出力が停止されるので、セグメント電極４４_ａ，４４_ｂおよびコモン電極の電位は０Ｖに変化する。ただし、セグメント電極４４_ｂは時定数が３μｓ以上（好ましくは６μｓ以上）になるような抵抗５を介して前面パネル用電源２と接続される。従って、セグメント電極４４_ｂの電位は徐々に０Ｖに近づくように変化する。一方、セグメント電極４４_ａおよびコモン電極の電位は急速に０Ｖに変化する。

次に前面パネル１の構成について説明する。図６は、前面パネル１の構成例を示す模式的断面図である。第一の基板４１および第二の基板４２は、それぞれ透明基板（例えば、ガラス基板）である。第一の基板４１上には、コモン電極４３が形成され、さらにコモン電極４３の上層に樹脂膜４５が形成される。同様に、第二の基板４２上に、複数のセグメント電極４４_ａ，４４_ｂおよび樹脂膜４５が順に形成される。なお、コモン電極が形成される基板が観察者側に位置し、セグメント電極が形成される基板が表示パネル１１側に位置するように構成されていてもよい。あるいは、セグメント電極が形成される基板が観察者側に位置し、コモン電極が形成される基板が表示パネル１１側に位置するように構成されていてもよい。

また、第二の基板４２上に形成される各セグメント電極４４_ａ，４４_ｂは、セグメント電極同士が接触しないように、間隔を空けて形成される。ただし、セグメント電極同士の間隔を空けすぎると、色分けされる領域の境界が目立ってしまうので、セグメント電極同士の間隔は３〜３０μｍにすることが好ましく、特に、３〜２０μｍにすることが好ましい。

また、主電源６をオフとしたときに、液晶をプレナー状態にする領域の色に金属的光沢を実現する反射特性を持たせる場合には、その領域に配置されるセグメント電極（図１に示す例ではセグメント電極４４_ａ）上の樹脂膜として平行配向膜を用い、その樹脂膜にラビング処理を施しておく。また、コモン電極４３上の樹脂膜も平行配向膜とし、コモン電極４３上の樹脂膜のうち、そのセグメント電極４４_ａに対向する領域上の樹脂膜にもラビング処理を施しておく。コモン電極４３およびセグメント電極４４_ａ上のラビング処理が施された樹脂膜の間に存在する液晶は、電圧が印加されていないときに完全プレナー状態に変化する。従って、液晶をプレナー状態にする領域の色に金属的光沢を実現する反射特性を持たせることができる。なお、平行配向膜とは、ラビング処理を施されることによって液晶分子を基板に平行に配向させることができる配向膜である。

ただし、主電源６をオフとしたときに、液晶をフォーカルコニック状態にする領域の樹脂膜には、ラビング処理を施さないことが好ましい。図１に示す例では、セグメント電極４４_ｂ上の樹脂膜および、コモン電極上の樹脂膜のうち、セグメント電極４４_ｂに対向する領域の樹脂膜にはラビング処理を施さないことが好ましい。樹脂膜の種類によっては、ラビング処理を施すことによりフォーカルコニック状態の安定性が失われてしまうからである。従って、ラビング処理は、主電源６をオフとしたときに液晶をフォーカルコニック状態にする領域に対してマスクを設けてから行うことが好ましい。

また、主電源６をオフとしたときに液晶をプレナー状態にする領域の色に、金属的光沢を実現する反射特性を持たせない場合には、樹脂膜４５にラビング処理を施さない。この場合、樹脂膜４５は、平行配向膜であっても、平行配向膜でなくてもよい。

なお、コモン電極４３と樹脂膜４５との間に絶縁膜の層を形成してもよい。同様に、セグメント電極４４_ａ、４４_ｂと樹脂膜４５との間に絶縁膜の層を形成してもよい。

第一の基板４１および第二の基板４２は、電極同士が対向するように配置され、対向面の間にカイラルネマチック液晶４６を挟持する。樹脂膜４５が形成された領域の周囲にはシール材４７が配置される。シール材４７は、基板同士を接着させ、また、基板間にカイラルネマチック液晶４６を封止する。

既に説明したように、主電源６がオフである時の色分けは、カイラルネマチック液晶のプレナー状態が呈する色と、フォーカルコニック状態が呈する透明状態（散乱を伴う透明状態）とによって行われる。従って、カイラルネマチック液晶４６として、プレナー状態のときに所望の色（電源オフ時に呈すべき色）の波長域に属する波長の光を反射するカイラルネマチック液晶を用いればよい。

図１および図３に示すセグメント電極４４_ａを例にして、カイラルネマチック液晶４６の選択例について説明する。カイラルネマチック液晶がプレナー状態にされる領域と同一形状に形成されているセグメント電極は、「ＡＢＣ」という文字を表しているセグメント電極４４_ａである。表示装置の主電源６がオフのときに、この「ＡＢＣ」という文字を赤い文字で表したい場合には、プレナー状態のときに赤色の波長域に属する波長の光を反射するカイラルネマチック液晶を前面パネル１内に配置すればよい。同様に、主電源６がオフのときに「ＡＢＣ」という文字を緑色で表示したい場合には、プレナー状態のときに緑色の波長域に属する波長の光を反射するカイラルネマチック液晶を前面パネル１内に配置すればよい。同様に、主電源６がオフのときに「ＡＢＣ」という文字を青色で表示したい場合には、プレナー状態のときに青色の波長域に属する波長の光を反射するカイラルネマチック液晶を前面パネル１内に配置すればよい。なお、赤色の波長域は５８０〜７８０ｎｍである。緑色の波長域は４８０〜５８０ｎｍである。青色の波長域は４２０〜５２０ｎｍである。

次に、表示装置の動作および前面パネル１に配置されたカイラルネマチック液晶４６の状態の変化について説明する。

表示装置２１の使用者（観察者）によって表示装置の主電源６がオフからオンに切り替えられると、制御部２１は、表示パネル用走査電極ドライバ１２および表示パネル用信号電極ドライバ１３を制御して、表示パネル１１に画像を表示させる。

また、主電源６がオフからオンに切り替えられたとき、第一のリレー３は前面パネル用電源２もオフからオンに切り替える。さらに、前面パネル用電源２がオンに切り替えられたことによって、第二のリレー４は、前面パネル用電源２と第一端子７とを接続させる。すなわち、前面パネル用電源２とセグメント電極４４_ｂとは、図５（ｂ）に示すように抵抗５を介さずに接続される。この結果、全てのセグメント電極４４_ａ，４４_ｂが抵抗５を介さずに前面パネル用電源２に接続され、全てのセグメント電極４４_ａ，４４_ｂは前面パネル用電源２によって等電位に設定される。このように、第二のリレー４は、各セグメント電極と前面パネル用電源２とが抵抗５を介さずに接続されるようにして、各セグメント電極を等電位にする。また、コモン電極も前面パネル用電源２によって所定の電位に設定される。前面パネル用電源２は、セグメント電極４４_ａ、４４_ｂと図６に示すコモン電極４３との間の電圧が、カイラルネマチック液晶４６をホメオトロピック状態に変化させる電圧になるように各電極の電位を設定する。すなわち、前面パネル用電源２は、電極間に挟持されるカイラルネマチック液晶４６に対して、ホメオトロピック状態に変化させるための電圧を印加する。この結果、カイラルネマチック液晶４６はホメオトロピック状態となる。ホメオトロピック状態の液晶は、散乱を伴わない透明状態を呈するので、表パネル１１に表示された画像を観察者に観察させることができる。

なお、前面パネル用電源２は、印加電圧の極性反転を繰り返しながらカイラルネマチック液晶４６に電圧を印加する。極性反転とは、コモン電極の電位と各セグメント電極の電位の高低関係を逆転させることをいう。

図７は、表示装置の電源をオフにする場合の、前面パネル１の駆動波形の例を示す説明図である。表示装置の使用者によって、主電源をオフにする操作が行われるまでは、図７に示すように、前面パネル用電源２は、コモン電極４３と各セグメント電極４４_ａ，４４_ｂとの電位差がＶ_１＋Ｖ_２になるように各電極の電位を設定し、カイラルネマチック液晶をホメオトロピック状態にしている。図７に示す例において、電圧Ｖ_１＋Ｖ_２は、カイラルネマチック液晶をホメオトロピック状態にするための電圧である。また、上述のように、前面パネル用電源２は、印加電圧の極性反転を繰り返しながら電圧を印加するが、図７では便宜的に、各電圧の電位が一定になっているように示している。

表示装置の使用者によって主電源６をオフにする操作が行われると、主電源６はオンからオフに切り替えられる。この切り替えに連動して、第一のリレー３は前面パネル用電源２もオンからオフに切り替える。すると、前面パネル用電源２がオフになったことにより、抵抗を介さずに前面パネル用電源２に接続されているコモン電極４３およびセグメント電極４４_ａの電位は急速に０Ｖに変化する。従って、セグメント電極４４_ａが存在する領域のカイラルネマチック液晶は、電圧Ｖ_１＋Ｖ_２が印加されている状態から電圧印加が停止される状態に急速に変化し、その領域のカイラルネマチック液晶はホメオトロピック状態からプレナー状態に変化する。その後、その領域のカイラルネマチック液晶はプレナー状態を維持する。カイラルネマチック液晶はプレナー状態のときに選択反射を呈するので、セグメント電極４４_ａが存在する領域は選択反射波長に応じた色になる。

また、前面パネル用電源２がオンからオフに切り替えられたことによって、第二のリレー４は、前面パネル用電源２と第二端子８とを接続する。すなわち、前面パネル用電源２とセグメント電極４４_ｂとは、図５（ａ）に示すように抵抗５を介して接続される。従って、前面パネル用電源２がオフに切り替えられると、セグメント電極４４_ｂの電位は徐々に０Ｖに変化していく。従って、セグメント電極４４_ｂが存在する領域のカイラルネマチック液晶の印加電圧はＶ_１＋Ｖ_２から徐々に０Ｖに変化していき、その領域のカイラルネマチック液晶はホメオトロピック状態からフォーカルコニック状態に変化する。その後、その領域のカイラルネマチック液晶はフォーカルコニック状態を維持する。カイラルネマチック液晶はフォーカルコニック状態のときに散乱を伴う透明状態を呈するので、観察者に前面パネルの背面の状態を観察させることになる。主電源６がオフに切り替えられると、制御部２１や表示パネル用電源１４に対する電圧出力が停止され、制御部２１による表示パネル１１の駆動制御も停止されるので、表示パネル１１の画面は主電源オフ時の色（例えば、灰色や黒色）になる。よって、観察者は、セグメント電極４４_ｂが存在する領域において表示パネル１１の画面の色（灰色や黒色等）を観察する。

この結果、色分けにより、セグメント電極４４_ａが配置されている領域の形状を選択反射波長に応じた色で観察者に観察させることができる。図１に示す場合では、「ＡＢＣ」という文字を色分けによって観察させることができる。

本例では主電源６がオフのときに「ＡＢＣ」という文字を表示する場合を示したが、色分けによって表される模様は、文字に限らずキャラクターであってもよいし、文字やキャラクター以外の模様であってもよい。所望の模様に応じて、各セグメント電極の形状を定めることで、色分けにより所望の模様を表示させることができる。

本発明によれば、表示装置の主電源６をオフにしたときに、画面部分に色分けによる模様を表すことができる。従って、表示装置を使用しないときにおける画面部分のデザインを、表示装置の筐体の色や模様と調和するように定めることができる。また、表示装置を使用しないときに、画面部分に文字やキャラクターなどを表すこともできる。

また、色分けによる模様を実現する場合、本発明のような構成ではなく、基板面の一部の領域に所望の模様に合わせた形状のセグメント電極を設け、そのセグメント電極の外周に沿って隔壁（特許文献４の実施例２，３に記載されているようなスペーサ）を設け、隔壁に囲まれた空間に液晶を注入し、隔壁の外側を液晶以外の材料で充填する構成も考えられる。このような構成の場合、隔壁の内側の液晶と、隔壁の外側の材料により色分けを実現することができる。しかし、このような構成では、セグメント電極の形状が細い線の形状であったり、鋭角的な部分を有する形状であったりする場合、隔壁を形成することが困難であり、所望の色分けによる模様を実現できないことがある。また、隔壁に囲まれた空間に液晶を注入する工程と、隔壁の外側の空間に材料を充填する工程とが必要になり、工程数が多くなる。

これに対し、本発明による表示装置では、セグメント電極の外周に隔壁を形成することなく色分けを実現することができる。本発明では、対になる基板間にシール材４７（図６参照）以外の隔壁を形成する必要がない。従って、隔壁形成の困難性に起因する模様の制限はなく、所望の模様に応じて個々のセグメント電極を形成すれば所望の模様を実現することができる。従って、主電源６がオフのとき（前面パネル用電源２がオフのとき）の画面部分の模様の自由度を高くすることができる。例えば、細い線状の領域と他の領域とで色分けを行ったり、鋭角的な部分を含む文字を示す領域と他の領域とで色分けを行うことが可能になる。

また、本発明では、図６に示す基板４１，４２およびシール材４７によって形成された空間にカイラルネマチック液晶４６を注入すればよい。従って、隔壁を形成する工程や、隔壁の外側に他の材料を充填する工程が不要であり、製造工程数を少なくすることができる。

また、前面パネル用電源２がオフからオンに切り替えられると、その切り替えに連動して、セグメント電極４４_ｂ（液晶をフォーカルコニック状態とする領域に対応するセグメント電極）が、抵抗５を介さずに前面パネル用電源２に接続され、各セグメント電極４４_ａ，４４_ｂは等電位に設定される。このとき、前面パネル用電源２はコモン電極４３も所定の電位に設定し、カイラルネマチック液晶４６をホメオトロピック状態（透明状態）に変化させる。そして、前面パネル用電源２がオンからオフに切り替えられる場合には、その切り替えに連動して、セグメント電極４４_ｂ（液晶をフォーカルコニック状態とする領域に対応するセグメント電極）が、抵抗５を介して前面パネル用電源２に接続され、セグメント電極４４_ｂの電位は徐々に０Ｖに変化する。また、コモン電極４３およびセグメント電極４４の電位は、前面パネル用電源２がオフに切り替えられるとともに急速に０Ｖになる。従って、セグメント電極４４_ｂが存在する領域はフォーカルコニック状態になり、セグメント電極４４_ａが存在する領域はプレナー状態になる。

このような構成では、各電極の電位を設定するための制御信号を出力するような制御部（例えばＭＰＵなど）を前面パネル１用に設ける必要はない。前面パネル用電源２をオンに切り替えるだけで前面パネル１を透明状態にすることができ、前面パネル用電源２をオフに切り替えるだけで所望の模様を前面パネルに表示させることができる。このように、前面パネル１の駆動制御を行うＭＰＵのような制御部は不要であるので、表示装置の構成を簡易な構成にすることができる。

また、この表示装置は、偏光板を備えていない。従って、偏光板に起因して表示パネル１１の画像が暗くことはない。また、反射偏光板を使用していないので生産コストの上昇を抑えることができる。また、表示パネルに前面パネルを重ねた構成であるので、図１３に示すようなディスプレイの前に複数種類の部材を重ねる構成よりも簡易な構成にすることができる。

図１に示す例では、プレナー状態にされる領域と同一形状に形成されるセグメント電極と、フォーカルコニック状態にされる領域と同一形状に形成されるセグメント電極を一つずつ設ける場合を示したが、各セグメント電極はそれぞれ１つでなくてもよい。

カイラルネマチック液晶がフォーカルコニック状態にされる領域と同一形状に形成されるセグメント電極を複数設ける場合には、各セグメント電極が、それぞれ同一の第一端子７を介して抵抗５に接続されるように構成すればよい。図８は、複数のセグメント電極が同一の第一端子７を介して抵抗５に接続されるように構成した場合の例を示す説明図である。なお、図８において、表示パネル１１や主電源６などの図示は省略した。図８に示すセグメント電極４４_ｄ，４４_ｅは、それぞれ前面パネル用電源２がオフのときに液晶がフォーカルコニック状態にされる領域に対応するセグメント電極である。セグメント電極４４_ｃは、前面パネル用電源２がオフのときに液晶がプレナー状態にされる領域に対応するセグメント電極である。セグメント電極４４_ｄから引き出される配線と、セグメント電極４４_ｅから引き出される配線とは、例えば、第二の基板４２上で接続される。そして、その接続された配線が、第一端子７を介して抵抗５に接続される。なお、抵抗５および第二のリレー４の構成は、既に説明した構成と同様であり、第二のリレー４は、前面パネル用電源２のオンおよびオフに応じて、前面パネル用電源２とセグメント電極４４_ｄ，４４_ｅとの接続経路を切り替える。

この場合の時定数も３μｓ以上とする（６μｓ以上であることが好ましい。）。この時定数は、セグメント電極４４_ｄ，４４_ｅと、コモン電極とによって形成されるキャパシタの静電容量と、抵抗５の抵抗値との積として求められる。セグメント電極４４_ｄとコモン電極とによって形成されるキャパシタの静電容量をＣ_１［ｐＦ］とし、セグメント電極４４_ｅとコモン電極とによって形成されるキャパシタの静電容量をＣ_２［ｐＦ］とすれば、各セグメント電極４４_ｄ，４４_ｅと、コモン電極とによって形成されるキャパシタの静電容量は、Ｃ_１＋Ｃ_２［ｐＦ］と表せる。このＣ_１＋Ｃ_２［ｐＦ］と抵抗５の抵抗値によって求まる時定数が３μｓ以上になるようにすればよい。

また、カイラルネマチック液晶がフォーカルコニック状態にされる領域と同一形状に形成されるセグメント電極を複数設ける場合、各セグメント電極毎に、第二のリレー４および抵抗５を設ける構成としてもよい。図９は、各セグメント電極毎に第二のリレー４および抵抗５を設ける構成とした場合の例を示す説明図である。図９において、表示パネル１１や主電源６などの図示は省略した。図９に示すように、各セグメント電極４４_ｄ，４４_ｅは、それぞれ異なる第一端子７を介して別個の抵抗５に接続される。抵抗５および第二のリレー４の構成は、既に説明した構成と同様であり、個々の第二のリレー４は、前面パネル用電源２のオンおよびオフに応じて、前面パネル用電源２とセグメント電極４４_ｄ，４４_ｅとの接続経路を切り替える。この場合、各セグメント電極毎に時定数が、３μｓ以上とする（６μｓ以上であることが好ましい。）。図９に示す例では、セグメント電極４４_ｄとコモン電極とによって形成されるキャパシタの静電容量と、セグメント電極４４_ｄに接続される抵抗５の抵抗値によって定まる時定数が３μｓ以上になるようにすればよい。同様に、セグメント電極４４_ｅとコモン電極とによって形成されるキャパシタの静電容量と、セグメント電極４４_ｅに接続される抵抗５の抵抗値によって定まる時定数も３μｓ以上になるようにすればよい。

なお、図９に示すように、各セグメント電極毎に第二のリレー４および抵抗５を設ける構成としてもよいが、図８に示すように、各セグメント電極が同一の第一端子７を介して抵抗５に接続されるようにした方が構成を簡易化できる。

また、表示パネル１１と前面パネル１は、界面反射を無くすために光学的に接着されていてもよい。

また、前面パネル１の製造時に、樹脂膜４５として平行配向膜を配置し、カイラルネマチック液晶がプレナー状態にされる領域に対応するセグメント電極（例えば、セグメント電極４４_ａ）上の樹脂膜、およびコモン電極上の樹脂膜のうちそのセグメント電極に対向する領域上の樹脂膜にラビング処理を施すとする。すると、その樹脂膜間のカイラルネマチック液晶は、ホメオトロピック状態からプレナー状態に変化する際、完全プレナー状態（図１４（ｂ））になる。完全プレナー状態の液晶に入射した選択反射波長の光は、散乱せずに反射する。従って、この場合、主電源６をオフとしたときに、プレナー状態にされる領域の色に金属的光沢を生じさせることができる。例えば、プレナー状態で赤色になるカイラルネマチック液晶を用いた場合、金属的光沢のある赤色を実現することができる。一方、樹脂膜４５にラビング処理を施さないでおくと、カイラルネマチック液晶４６は、プレナー状態に変化する際、ヘリカル軸が僅かにずれたプレナー状態（図１４（ａ））になる。この場合、選択反射波長の光は僅かに散乱するので、金属的光沢を有する色にはならない。

また、樹脂膜４５として平行配向膜を配置して、カイラルネマチック液晶がプレナー状態にされる領域に対応するセグメント電極（例えば、セグメント電極４４_ａ）上の樹脂膜、およびコモン電極上の樹脂膜のうちそのセグメント電極に対向する領域上の樹脂膜にラビング処理を施す場合、ラビング処理される領域とラビング処理されない領域とが混在するようにラビング処理を行ってもよい。この場合、例えば、プレナー状態にされる領域に対応するセグメント電極上の樹脂膜、およびコモン電極上の樹脂膜のうちそのセグメント電極に対向する領域上の樹脂膜において、ラビング処理を行わない領域に対しマスクを設けてからラビング処理を行えばよい。

この結果、主電源６がオフのときに、プレナー状態にされる領域に金属的光沢を有する部分（完全プレナーになる部分）と金属的光沢を有さない部分（ヘリカル軸が僅かにずれたプレナー状態になる部分）とを混在させることができる。例えば、セグメント電極４４_ａが存在する領域に、金属的光沢を有する部分と金属的光沢を有さない部分とを混在させることができる。金属的光沢を有する複数の領域および金属的光沢を有さない複数の領域が混在するようにして、個々の領域の面積を小さく定めた場合、観察者は、各部分の平均的な状態を認識できる。この場合、反射状態としてはパール調ペイントを実現することができる。金属的光沢を有する個々の領域および金属的光沢を有さない個々の領域は、例えば、一辺の長さが５〜５０μｍの矩形になるようにすればよい。また、直径が５〜５０μｍの円形（または二つの軸の長さがそれぞれ５〜５０μｍになるような楕円形）の領域を複数分散して定め、その領域が金属的光沢を有するようにしてもよい。ここで示した個々の領域の形状は、例示であり、矩形、円形あるいは楕円形に限定されるわけではない。

また、図１では、一つの前面パネル１を用いる場合を示したが、前面パネル１を二つ以上重ねた構成にしてもよい。このとき、例えば、個々の前面パネル１が備える各セグメント電極の形状は、各前面パネル毎に同一形状とし、同一形状のセグメント電極同士が重なり合うようにする。例えば、一つの前面パネルに２つのセグメント電極４４_ａ，４４_ｂ（図３参照）を配置するのであれば、他の前面パネルにも同一形状のセグメント電極４４_ａ，４４_ｂを配置する。そして、セグメント電極４４_ａ同士、セグメント電極４４_ｂ同士が重なり合うようにする。以下、積層した前面パネルの各層において、セグメント電極の形状が同一であり、同一形状のセグメント電極が重なり合うように配置されているものとして説明する。前面パネル１を複数重ね、個々の前面パネル１に選択反射波長がそれぞれ異なるカイラルネマチック液晶を配置することにより、実現できる色のバリエーションを増やすことができる。

前面パネル１を二枚以上重ねる場合には、例えば、各前面パネル１の各セグメント電極が、それぞれ同一の第一端子７を介して抵抗５に接続されるように構成すればよい。図１０は、各前面パネル１の各セグメント電極が同一の第一端子７を介して抵抗５に接続されるように構成した場合の例を示す説明図である。なお、図１０において、表示パネル１１や主電源６などの図示は省略した。個々の前面パネル１において、セグメント電極４４_ｄ，４４_ｅは、それぞれ前面パネル用電源２がオフのときに液晶がフォーカルコニック状態にされる領域に対応するセグメント電極である。セグメント電極４４_ｃは、前面パネル用電源２がオフのときに液晶がプレナー状態にされる領域に対応するセグメント電極である。個々の前面パネル１において、セグメント電極４４_ｄから引き出される配線と、セグメント電極４４_ｅから引き出される配線とは、例えば、セグメント電極４４_ｄ，４４_ｅが配置されている第二の基板４２上で接続される。そして、個々の前面パネル１から、セグメント電極４４_ｄ，４４_ｅに接続されている配線がパネル外部に引き出され、その引き出された配線が、各前面パネル１の外部で接続される。図１０に示す例では、各前面パネル１から引き出された配線が接続点２００で接続されている。そして、各前面パネル１の外部で接続された配線が、第一端子７を介して抵抗５に接続される。抵抗５および第二のリレー４の構成は、既に説明した構成と同様であり、第二のリレー４は、前面パネル用電源２のオンおよびオフに応じて、前面パネル用電源２とセグメント電極４４_ｄ，４４_ｅとの接続経路を切り替える。なお、各前面パネルのコモン電極およびセグメント電極４４_ｃは、前面パネル用電源２に直接接続される。

この場合の時定数も３μｓ以上とする（６μｓ以上であることが好ましい。）。この時定数は、各前面パネル毎のセグメント電極４４_ｄ，４４_ｅとコモン電極とによって形成されるキャパシタの静電容量の総和と、抵抗５の抵抗値との積として求められる。一方の前面パネルにおいて、セグメント電極４４_ｄ，４４_ｅとコモン電極によって形成されるキャパシタの静電容量をＣ_３［ｐＦ］とする。他方の前面パネルにおいて、セグメント電極４４_ｄ，４４_ｅとコモン電極によって形成されるキャパシタの静電容量をＣ_４［ｐＦ］とする。この場合、各パネル毎の静電容量の総和はＣ_３＋Ｃ_４［ｐＦ］となる。このＣ_３＋Ｃ_４［ｐＦ］と、抵抗５の抵抗値によって求まる時定数が３μｓ以上になるようにすればよい。なお、図１０に示す例ではＣ_３＝Ｃ_４である。

また、前面パネル１を二枚以上重ねる場合、各前面パネル毎に、第二のリレー４および抵抗５を設ける構成としてもよい。図１１は、各前面パネル毎に第二のリレー４および抵抗５を設ける構成とした場合の例を示す説明図である。図１１において、表示パネル１１や主電源６などの図示は省略した。図１１に示すように、個々の前面パネル１において、セグメント電極４４_ｄから引き出される配線と、セグメント電極４４_ｅから引き出される配線とは、例えば、セグメント電極４４_ｄ，４４_ｅが配置されている第二の基板４２上で接続される。セグメント電極４４_ｄ，４４_ｅに接続されている配線が、個々の前面パネル１からパネル外部に引き出され、その引き出された配線が、それぞれ異なる第一端子７を介して別個の抵抗５に接続される。抵抗５および第二のリレー４の構成は、既に説明した構成と同様であり、個々の第二のリレー４は、前面パネル用電源２のオンおよびオフに応じて、前面パネル用電源２とセグメント電極４４_ｄ，４４_ｅとの接続経路を切り替える。この場合、各前面パネル毎に時定数が、３μｓ以上とする（６μｓ以上であることが好ましい。）。一枚の前面パネルにおいて、セグメント電極４４_ｄ，４４_ｅとコモン電極によって形成されるキャパシタの静電容量をＣ_３［ｐＦ］とする。この場合、そのＣ_３［ｐＦ］と、その前面パネルのセグメント電極４４_ｄ，４４_ｅに接続される抵抗５の抵抗値とによって定まる時定数が３μｓ以上になるようにすればよい。

なお、ある一枚の前面パネルにおいて、セグメント電極毎に第二のリレー４および抵抗５を設けてもよい。

なお、図１１に示すように、各前面パネル毎に第二のリレー４および抵抗５を設ける構成としてもよいが、図１０に示すように、各前面パネルのセグメント電極が同一の第一端子７を介して抵抗５に接続されるようにした方が構成を簡易化できる。

次に、前面パネル１を複数重ねて、色のバリエーションを増やす例について説明する。例えば、主電源６をオフにしたときに、カイラルネマチック液晶がプレナー状態にされる領域の色を黄色にするものとする。この場合、選択反射により赤色を呈するカイラルネマチック液晶を挟持した前面パネルと、選択反射により緑色を呈するカイラルネマチック液晶を挟持した前面パネルとを重ねればよい。選択反射により赤色を呈するカイラルネマチック液晶を挟持した前面パネルを観察者側に配置したとすると、赤色波長の光は、観察者側の前面パネルで反射し観察者に到達する。他の波長の光はもう一方の前面パネルまで達する。その光のうち緑色の波長の光は反射し、観察者側の前面パネルを通過して観察者に到達する。この結果、カイラルネマチック液晶がプレナー状態にされる領域（例えば、図１に示すセグメント電極４４_ａが存在する領域）は黄色として観察される。なお、カイラルネマチック液晶がプレナー状態にされる領域は、散乱を伴う透明状態となるので、その領域では表示パネル１１の画面の色が観察される。

また、主電源６をオフにしたときに、カイラルネマチック液晶がプレナー状態にされる領域の色を白色にするのであれば、以下の３種類の前面パネルを重ねればよい。一つ目の前面パネルは、選択反射により赤色を呈するカイラルネマチック液晶を挟持した前面パネルである。二つ目の前面パネルは、選択反射により緑色を呈するカイラルネマチック液晶を挟持した前面パネルである。三つ目の前面パネルは、選択反射により青色を呈するカイラルネマチック液晶を挟持した前面パネルである。このような構成にすれば、各前面パネルにおける選択反射によって、カイラルネマチック液晶がプレナー状態にされる領域（例えば、図１に示すセグメント電極４４_ａが存在する領域）は白色として観察される。この場合も、カイラルネマチック液晶がフォーカルコニック状態にされる領域では、表示パネル１１の画面の色が観察される。

また、この三枚の前面パネル全てにおいて、樹脂膜４５として平行配向膜を配置し、プレナー状態にされる領域に対応するセグメント電極（例えば、図１に示すセグメント電極４４_ａ）上の樹脂膜、およびコモン電極上の樹脂膜のうちそのセグメント電極に対向する領域の樹脂膜にラビング処理を施すとする。すると、個々の前面パネルはそれぞれ散乱を生じさせずに赤色、緑色、青色の光を鏡面反射する。従って、画面部分は鏡となる。すなわち、主電源６がオフのときに、色分けする領域の一部を鏡として用いることができる。

また、二つの前面パネルを一組とし、選択反射波長（λとする。）が同一であり、液晶のらせんの向き（液晶ドメインのねじれの向き）が互いに逆向きになる２種類のカイラルネマチック液晶を二つの前面パネルに別々に配置してもよい。一方の前面パネルのプレナー状態となる領域は、波長λの光のうち、液晶のらせんの向きに応じた光のみ（右回りの円偏光と左回りの円偏光のいずれか一方のみ）を反射させる。他方の前面パネルのプレナー状態となる領域では、液晶のらせんの向きが逆向きであるので、一方の前面パネルを通過した波長λの光を反射する。すなわち、二つの前面パネルの一方と、他方とで、異なる光偏光状態であって波長が同一の光を反射する。従って、前面パネルを一枚だけ用いる場合よりも、選択反射波長に応じた色を明るくすることができる。なお、前面パネルを三層以上重ねる場合、一つの前面パネルと、他の前面パネルのうちの少なくとも一つの前面パネルとで、異なる光偏光状態の光を反射するするようにすればよい。

また、ここでは、各層の選択反射波長が共通する場合について説明した。二つの前面パネルの選択反射波長が異なっていても、選択反射する波長域に重なる領域があれば、液晶ドメインのねじれの向きが互いに逆向きになるようなカイラルネマチック液晶を各前面パネルに配置することで、重なる波長域における光の反射量を増やして、その波長域の色を明るくすることができる。

また、プレナー状態のカイラルネマチック液晶は、液晶ドメインのねじれの向きに応じて右回りの円偏光または左回りの円偏光を反射する。この円偏光を直線偏光に変換する必要がある場合には、円偏光を直線偏光に変換する部材（例えば、１／４波長板）を前面パネルに配置すればよい。

前面パネルを複数枚重ねる場合、一部の前面パネルには、電源オフ時にフォーカルコニック状態になる領域を設け、他の前面パネルには、電源オフ時にフォーカルコニック状態になる領域を設けないようにしてもよい。

既に説明したように、液晶表示パネル以外の装置を表示パネル１１として用いてもよい。例えば、ＣＲＴ、ＰＤＰ、無機ＥＬディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、あるいは蛍光表示管等を表示パネル１１として用いてもよい。その場合、液晶表示パネル用の駆動ドライバではなく、ＣＲＴやＰＤＰ等の種類に応じた駆動装置を用いて画像を表示させればよい。また、ここに例示したような電子表示体ではなく、機械的な部材を用いて表示を行う機械式表示体を表示パネル１１としてもよい。機械式表示体の例としては、例えば、針の動きによって情報を表示する表示体がある。より具体的な例として、自動車のインスツルメントパネルに搭載される速度メータやタコメータ等がある。

また、上記の説明では、前面パネル１の液晶としてカイラルネマチック液晶を用いる場合を示したが、前面パネル１に配置される液晶は、カイラルネマチック液晶でなくてもよい。前面パネル１に配置される液晶は、ホメオトロピック状態、選択反射状態および散乱状態を呈する液晶であればよい。例えば、前面パネル１にコレステリック液晶を配置してもよい。

一対の透明基板のうちの一方に、図３に示す二つのセグメント電極４４_ａ，４４_ｂを形成した。このとき、セグメント電極４４_ｂが、セグメント電極４４_ａによって表される文字「ＡＢＣ」の背景になるように二つのセグメント電極４４_ａ，４４_ｂを形成した。また、もう一方の透明基板上に、セグメント電極４４_ａ，４４_ｂに対向するコモン電極４３を形成した。セグメント電極およびコモン電極は、いずれもＩＴＯ（Indium Tin Oxide）によって形成した。

そして、各透明基板の電極上に、Ｓ_ｉＯ_２：Ｔ_ｉＯ_２＝５０：５０となっている絶縁膜をフレキソ印刷法で成膜し、紫外線を照射し、３００℃で焼成した。さらに、絶縁膜の上層に樹脂膜（配向膜）をフレキソ印刷法で成膜し、２５０℃で焼成した。樹脂膜としては、日産化学工業株式会社のＲＮ−１２８６（品番）を使用した。この配向膜に対しては、ラビング処理を行わなかった。

この一対の透明基板を電極同士が対向するように配置し、セルギャップが４μｍになるように制御し、基板の周囲にシール材を配置して基板間を封止した。その基板間にカイラルネマチック液晶を注入して、前面パネル１を作製した。

また、図１に示す前面パネル用電源２とコモン電極とを接続し、前面パネル用電源２とセグメント電極４４_ａとを接続した。前面パネル用電源２とセグメント電極４４_ｂとを接続する際には、抵抗５（図１参照）を介する接続経路と、抵抗５を解さない接続経路との切替が可能となるように、第２のリレー４（図１参照）を介して接続するようにした。既に説明したように、第２のリレー４は、前面パネル用電源２がオンのときには、前面パネル用電源２とセグメント電極４４_ｂとを、抵抗５を介さずに接続させる。一方、前面パネル用電源２がオフのときには、前面パネル用電源２とセグメント電極４４_ｂとを、抵抗５を介して接続させる。

また、作製した前面パネル１において、セグメント電極４４_ｂとコモン電極４３とによって形成されるキャパシタの静電容量は１２９ｐＦであった。

以上のような前面パネル１において、前面パネル用電源２をオンとして、前面パネル１の画面全体をホメオトロピック状態（透明状態）とし、その後、前面パネル用電源２をオフとしたときの画像を観察した。そして、セグメント電極４４_ｂが存在する領域（フォーカルコニック状態になるべき領域）の表示状態を評価した。ただし、抵抗５の抵抗値を１０ｋΩ、２０ｋΩ、２５ｋΩ、３０ｋΩ、５０ｋΩ、１００ｋΩと変化させた。

図１２は、電源オフ時におけるセグメント電極４４_ｂが存在する領域の表示状態およびその評価結果を示す。ただし、図１２では、各抵抗値に応じた時定数も示している。図１２に示す「×」は、セグメント電極４４_ｂが存在する領域（フォーカルコニック状態になるべき領域）がプレナー状態になってしまったことを示す。「○」および「◎」は、セグメント電極４４_ｂが存在する領域がフォーカルコニック状態になり、セグメント電極４４_ａによる文字「ＡＢＣ」を観察できたことを示す。ただし、「◎」は、フォーカルコニック状態となったときの光の散乱状態が、領域全体で均一に保たれていたことを表し、「○」は、フォーカルコニック状態となったときの光の散乱状態が、領域全体で均一に保たれていなかったことを表す。

図１２に示す結果から、時定数は３μｓ以上であることが好ましいことがわかる。また、フォーカルコニック状態となったときの光の散乱状態が領域全体で均一になるので、時定数が６μｓ以上であることが特に好ましいことがわかる。

本発明による表示装置は、主電源をオフとしたときに画面に特定の模様を表示する表示装置として利用することができる。例えば、携帯電話機の表示部として用いることができる。さらに、このように携帯電話機に搭載される携帯電話機用表示装置として用いるほかに、ノート型パーソナルコンピュータに搭載されるノート型パーソナルコンピュータ用表示装置、パーソナルコンピュータから入力される情報を表示するモニタ用表示装置、テレビジョン受像機に搭載されるテレビジョン受像機用表示装置、あるいはカーナビゲーションシステム用表示装置等として用いてもよい。

本発明による表示装置の構成例を示す説明図。前面パネルの配置位置を示す説明図。図１に例示する二つのセグメント電極を別々に示した説明図。切れ目を設けない場合のセグメント電極の状態を示す説明図。前面パネル用電源とセグメント電極との接続経路の切替を示す説明図。前面パネルの構成例を示す模式的断面図。前面パネルの駆動波形の例を示す説明図。複数のセグメント電極が同一の第一端子を介して抵抗に接続されるように構成した場合の例を示す説明図。各セグメント電極毎に第二のリレーおよび抵抗を設ける構成とした場合の例を示す説明図。各前面パネルの各セグメント電極が同一の第一端子を介して抵抗に接続されるように構成した場合の例を示す説明図。各前面パネル毎に第二のリレーおよび抵抗を設ける構成とした場合の例を示す説明図。電源オフ時における表示状態およびその評価結果を示す説明図。従来の表示装置の例を示す説明図。カイラルネマチック液晶の各種状態を示す模式図。

符号の説明

１前面パネル
２前面パネル用電源
３第一のリレー
４第二のリレー
５抵抗
６主電源
７第一端子
８第二端子
１１表示パネル
１２表示パネル用走査電極ドライバ
１３表示パネル用信号電極ドライバ
１４表示パネル用電源
２１制御部
４１第一の基板
４２第二の基板
４３コモン電極
４４_ａ，４４_ｂセグメント電極

Claims

情報を表示する表示体と、表示体の表示面の前方に配置される前面パネルとを備えた表示装置であって、
前面パネルは、コモン電極が形成された第一の透明基板と、複数のセグメント電極が形成された第二の透明基板とを含み、第一の透明基板と第二の透明基板との間に、ホメオトロピック状態とプレナー状態とフォーカルコニック状態とを呈する液晶層を挟持し、
前面パネルのコモン電極および複数のセグメント電極の電位を設定する前面パネル用電源と、
前面パネル用電源のオンまたはオフに応じて、複数のセグメント電極のうちの一部のセグメント電極と前面パネル用電源とを接続する配線の経路を設定する経路設定手段と、
前面パネル用電源がオフに切り替えられた場合に経路設定手段によって設定される配線の経路上に設けられる抵抗とを備え、
前面パネル用電源は、オンに切り替えられた場合、ホメオトロピック状態にするための電圧を液晶層に印加するようにコモン電極および各セグメント電極の電位を設定し、オフに切り替えられた場合、液晶層に対する電圧印加を停止し、
経路設定手段は、前面パネル用電源がオンに切り替えられた場合に前記一部のセグメント電極と前面パネル用電源とが前記抵抗を介さずに接続されるように配線の経路を設定することによって、各セグメント電極を等電位にし、前面パネル用電源がオフに切り替えられた場合に前記一部のセグメント電極と前面パネル用電源とが前記抵抗を介して接続されるように配線の経路を設定することによって、前記一部のセグメント電極の電位変化を他のセグメント電極の電位変化よりも遅らせる
ことを特徴とする表示装置。
前面パネル用電源がオフに切り替えられた場合に経路設定手段によって設定される配線の経路上に設けられる抵抗の抵抗値と、前記抵抗に接続される一部のセグメント電極およびコモン電極によって形成されるキャパシタの静電容量とによって定まる時定数が３μｓ以上である
請求項１に記載の表示装置。
前面パネル用電源がオフに切り替えられた場合に経路設定手段によって抵抗を介して前面パネル用電源に接続されるセグメント電極と、抵抗を介さずに前面パネル用電源に接続されるセグメント電極との間隔が３〜３０μｍである
請求項１または請求項２に記載の表示装置。
前記表示体が主電源を備え、前面パネル用電源は、主電源がオンに切り替えられた場合に連動してオンに切り替えられ、主電源がオフに切り替えられた場合に連動してオフに切り替えられる請求項１、２または３のうちのいずれか１項に記載の表示装置。
前面パネルは、前面パネル用電源がオフに切り替えられた場合にプレナー状態を呈する領域とフォーカルコニック状態を呈する領域とを有し、該フォーカルコニック状態を呈する領域が前記一部のセグメント電極に対応する部分である請求項１、２、３または４のうちのいずれか１項に記載の表示装置。