JP2010211084A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】反射表示と透過表示装置を行なう表示装置において、反射表示の輝度を高くして、明るい反射表示を行う。
【解決手段】光散乱状態と光透過状態とにより表示を行なう光散乱型表示素子と、前記光散乱型表示素子の表示面側とは反対の面側に配置された透過型液晶表示素子と、前記光散乱型表示素子と透過型液晶表示素子との間に配置され、前記透過型液晶表示素子を透過した光を前記光散乱型表示素子へ入射させ、前記光散乱型表示素子を透過した光の一部を前記光散乱型表示素子に向けて反射する光学素子とを備える。
【選択図】 図１

Description

この発明は、反射表示と透過表示を行なう表示装置に関する。

反射型の表示と、透過型の表示とを行なう表示装置としては、光源と、透過表示モードとして機能する液晶パネルと、反射型モードとして機能する高分子分散液晶型の光学素子を配置し、反射表示モードが選択されたときには、高分子分散型の光学素子を動作させて反射表示を行い、透過表示モードを選択したときには、バックライトを点灯するとともに、透過型の液晶パネルを動作させて、透過表示を行なうよした液晶表示装置（特許文献１参照）が知られている。

特開２００４−６１９０７号公報

上述した透過型の液晶パネルと高分子分散液晶型の光学素子とを積層した液晶表示装置は、反射表示が暗いという問題があった。
この発明は、反射表示の輝度を高くして、明るい反射表示と透過表示とを行うことができる表示装置を提供することを目的としたものである。

この発明の請求項１に記載の表示装置は、
光散乱状態と光透過状態とにより表示を行なう光散乱型表示素子と、
前記光散乱型表示素子の表示面側とは反対の面側に、表示面が対向配置され、所定の偏光方向を有する入射光を光透過状態と光遮断状態とにより表示を行なう透過型液晶表示素子と、
前記光散乱型表示素子と透過型液晶表示素子との間に配置され、前記透過型液晶表示素子を透過した光を前記光散乱型表示素子へ入射させ、前記光散乱型表示素子を透過した光の一部を前記光散乱型表示素子に向けて反射する光学素子と、
を備えることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、前記請求項１に記載の表示装置において、光学素子は、互いに直交する２つの直線偏光成分のうちの一方の直線偏光成分を透過し、他方の直線偏光成分を反射する偏光分離素子からなることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、前記請求項２に記載の表示装置において、偏光分離素子は、光学的に異方性の複数の異方性薄膜と、光学的に等方性の複数の等方性薄膜とを、交互に、それぞれの異方性薄膜の光学軸を一致させて多数積層させた多層膜より形成された偏光反射板からなることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、前記請求項１に記載の表示装置において、光散乱型表示素子は、高分子の中に液晶を分散させた高分子分散液晶層を一対の基板間に挟持されせた高分子分散型液晶表示素子であることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、前記請求項１に記載の表示装置において、透過型液晶表示素子は、一対の基板と、この一対の基板間に封止された液晶層と、前記一対の基板を挟んで配置され、互いの透過軸を平行または直交させて配置した一対の偏光板とを備える液晶表示素子であることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、前記請求項５に記載の表示装置において、透過型液晶表示素子は、一対の基板間に、液晶分子を実質的に９０゜の角度でツイスト配向したネマチック液晶を封止させたツイストネマチック型の液晶表示素子であることを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、前記請求項６に記載の表示装置において、光学素子は、互いに直交する２つの直線偏光成分のうちの一方の直線偏光成分を透過する透過軸と、他方の直線偏光成分を反射する反射軸とを持ち、その透過軸を隣接する偏光板の透過軸と実質的に平行に配置した偏光反射板であることを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、前記請求項１に記載の表示装置において、透過型液晶表示素子の表示面側とは反対の面側に対向配置され、前記透過型液晶表示素子へ照明光を照射するための面光源をさらに備えることを特徴とする。

請求項９に記載の発明は、前記請求項１に記載の表示装置において、光散乱型表示素子を駆動して第１の画像を表示させる第１の駆動手段と、透過型液晶表示素子を駆動して第２の画像を表示させる第２の駆動手段と、前記第１の駆動手段と前記第２の駆動手段の少なくとも一方を動作させて、前記第１の画像と前記第２の画像の少なくとも1つを表示させる制御手段とをさらに備えることを特徴とする。

請求項１０に記載の発明は、前記請求項９に記載の表示装置において、透過型液晶表示素子の表示面側とは反対の面側に対向配置され、前記透過型液晶表示素子へ照明光を照射するための面光源と、制御手段によって動作し、前記面光源を駆動する面光源駆動手段とをさらに備え、前記制御手段は、前記透過型液晶表示素子の動作に同期させて前記面光源駆動手段を動作させることを特徴とする。

この発明の液晶表示装置によれば、明るい反射表示と透過表示とを行うことができる。

この発明の第１の実施形態を示す表示装置の分解斜視図。 第１の実施形態にかかる液晶表示の断面図。 この発明の第２の実施形態を示す表示装置の断面図。 この発明の表示装置を電子機器に実装したときの構成例を示す正面図。

（第１の実施形態）
図１は、この発明の第１の実施形態を示す表示装置の分解斜視図である。この発明の表示装置１００は、電界の印加によって光散乱状態と光透過状態とにより表示を行なう散乱型表示素子１と、前記光散乱型表示素子１の表示面側とは反対の面側に対向配置され、入射された直線偏光の偏光状態を、電圧の印加によって制御し、光透過状態と光遮断状態とにより表示を行なう透過型液晶表示素子２と、前記散乱型表示素子１と透過型液晶表示素子２との間に配置され、前記透過型液晶表示素子１を透過した光を前記散乱型表示素子１へ入射させ、表示面側から入射し、前記光散乱型表示素子１を透過した光の一部を前記光散乱型表示素子１に向けて反射する光学素子３とを備えている。

そして、前記透過型液晶表示素子２の表示面側とは反対の面側には、この透過型液晶表示素子２へ向けて照明光を照射する面光源４が配置されている。

図２は、前記第１の実施形態にかかる表示装置の断面図である。前記光散乱型表示素子１は、例えば高分子分散型、あるいは高分子ネットワーク型等の液晶表示素子からなっている。この実施形態では、高分子ネットワーク型を含めて高分子分散型液晶表示素子といい、この高分子分散型液晶表示素子を前記光散乱型表示素子１に用いた表示装置について説明する。

光散乱型表示素子１として用いられる高分子分散型液晶表示素子は、予め定めた間隙を設けて対向配置させた一対の基板１０１，１０２と、一方の基板１０１の、他方の基板１０２と対向する内面に形成された少なくとも１つの対向電極１０３と、他方の基板１０２の、前記一方の基板１０１と対向する内面に、前記対向電極１０３と対峙させて形成された複数の画素電極１０４と、前記一対の基板１０１，１０２の間であって、且つ対向電極１０３と画素電極１０４との間に挟持され、三次元網目状の高分子材料１０５ａ中にランダムな配列状態で屈折率が前記高分子材料１０５ａの屈折率と異なり、分子が基板面対し垂直方向または水平に一様に配列した状態で屈折率が前記高分子材料１０５ａの屈折率と実質的に一致するネマティック液晶１０５ｂが分散された高分子分散液晶層１０５と、この高分子分散液晶層１０５を前記一対の基板１０１，１０２に封入するためのシール材１０６とを備えている。

この高分子分散型液晶表示素子は、図示していないが、前記複数の画素電極１０４がマトリクス状に配列され、それぞれの画素電極１０４には薄膜トランジスタが接続され、各画素電極１０４毎に、前記薄膜トランジスタを介して電圧が印加され、前記各画素電極１０４が前記対向電極１０３と対向する領域によって形成される複数の画素ごとに、選択的に電圧を印加することにより発生する電界よって、各画素ごとに透過状態と光拡散状態とに制御して、画像を表示する。

すなわち、高分子分散型液晶表示素子は、各画素に電界が印加されていないとき、高分子材料１０５ａ中に分散された液晶１０５ｂはランダムに配列し、前記高分子材料１０５ａの屈折率が液晶１０５ｂの屈折率と異なるため、高分子材料１０５ａと液晶１０５ｂとの界面で光が屈折及び反射され、その３次元網目状の界面の形状が不規則であるので、光散乱状態となる。

前記高分子分散型液晶表示素子の各画素に電界が印加されたときは、液晶分子が一方方向に配向し、前記高分子材料１０５ａの屈折率が液晶１０５ｂの屈折率と一致するため、前記高分子材料１０５ａと液晶１０５ｂとの界面での屈折及び反射が無くなり、透過状態となる。

このようにして、高分子分散型液晶表示素子１は、光散乱による散乱反射する画素と、光が散乱せずに透過する画素とによって、画像が表示される。

なお、前記光散乱型表示素子１は、上述した高分子分散型、高分子ネットワーク型の液晶表示素子に限ることなく、たとえば、光散乱と透過によって表示を行なうダイナミックスキャッタリング（ＤＳＭ）モード等の液晶表示素子であっても良く、また薄膜トランジスタを用いたアクティブ駆動型、あるいは複数の対向電極と複数の画素電極とを互いに交差させて配置したパッシブ駆動型の液晶表示素子であっても良い。

前記透過型液晶表示素子２は、予め定めた間隙を設けて対向配置された一対の透明基板２０１，２０２と、これらの一対の透明基板２０１，２０２の互いに向き合う面の少なくとも一方に形成された複数の透明電極２０３，２０４と、これらの基板２０１，２０２間の間隙に封入された液晶層２０５と、前記一対の基板２０１，２０２間に前記液晶層２０５を封入するためのシール材２０６と、前記一対の基板２０１，２０２を挟んで配置された一対の偏光板２０７，２０８とを有しており、前記電極２０３，２０４間へ電圧を印加することにより発生する電界によって、液晶分子の配向状態を変化させることにより、光の透過を制御して表示を行う。

この透過型液晶表示素子２は、例えばアクティブマトリックス液晶表示素子であり、図示しないが、前記一対の基板２０１，２０２の一方、例えば基板２０２の内面に、行及び列方向にマトリックス状に配列された複数の画素電極２０４と、これらの画素電極２０４にそれぞれ対応させて配置された複数のＴＦＴ（薄膜トランジスタ）と、各行の複数のＴＦＴにゲート信号を供給する複数の走査線及び各列の複数のＴＦＴにデータ信号を供給する複数の信号線とが設けられ、他方の基板、つまり観察側の基板（以下、前基板という）２０１の内面には、前記複数の画素電極２０４と対峙する少なくとも一つの対向電極２０３が設けられている。

なお、図２では前記ＴＦＴを簡略化しているが、このＴＦＴは、前記基板２０２の基板面上に形成されたゲート電極と、前記基板面上の略全体に前記ゲート電極を覆って設けられた透明なゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜の上に前記ゲート電極と対向させて形成されたｉ型半導体膜と、このｉ型半導体膜の両側部の上にそれぞれｎ型半導体膜を介して形成されたドレイン電極及びソース電極とからなっており、前記複数の画素電極２０４は、前記ゲート絶縁膜の上に形成され、これらの画素電極２０４にそれぞれ対応するＴＦＴのソース電極に接続されている。

また、前記複数の走査線は、前記後基板２０２の板面上に、各画素電極行毎にその一側に沿わせて形成され、各行の複数のＴＦＴのゲート電極にそれぞれ接続されており、前記複数の信号線は、前記ゲート絶縁膜の上に、各画素電極列毎にその一側に沿わせて形成され、各列の複数のＴＦＴのドレイン電極にそれぞれ接続されている。

さらに、この透過型液晶表示素子２は、前記複数の画素電極２０４と対向電極２０３とが互いに対向する領域からなる複数の画素に、それぞれ対応させて設けられた赤、緑、青の３色のフィルタ２０９Ｒ，２０９Ｇ，２０９Ｂを備えている。このカラーフィルタ２０９Ｒ，２０９Ｇ，２０９Ｂは、前記一対の基板のいずれか一方、例えば基板２０１の内面に設けられており、前記対向電極２０３は、前記カラーフィルタ２０９Ｒ，２０９Ｇ，２０９Ｂの上に形成されている。

また、前記一対の基板２０１，２０２の内面にはそれぞれ、前記電極２０３，２０４を覆って配向膜２１０，２１１が形成されており、前記一対の基板２０３，２０４の内面は、前記配向膜２１０，２１１の膜面をそれぞれ予め定めた方向にラビングすることによって配向処理されている。
そして、前記一対の基板２０１，２０２は、前記複数の画素がマトリックス状に配列した画面エリアを囲む枠状のシール材２０６を介して接合されており、これらの基板２０１，２０２間の間隙の前記シール材２０６で囲まれた領域に液晶層２０５が封入されている。

前記透過型液晶表示素子２における液晶層２０５の液晶分子は、前記配向膜２１０，２１１の配向処理によって規定される配向状態に配向しており、前記一対の基板２０１，２０２を挟んで配置された一対の偏光板２０７，２０８は、それぞれの透過軸の向きを、無電界時と電界印加時の表示のコントラストが充分に高くすることができる方向に向けて、前記一対の基板２０１，２０２の外面にそれぞれ貼り付けられている。

この実施例では、透過型液晶表示素子２が、液晶層２０５の液晶分子を、前記一対の基板２０１，２０２間（配向膜２１０，２１１の間）で実質的に９０゜ツイスト配向させたツイストネマチック型の液晶表示素子である場合を示しており、偏光板２０７，２０８それぞれの透過軸、または吸収軸は、互いに直交または平行で、且つそれぞれの基板２０１，２０２施された配向膜２１０，２１１の配向処理方向と、平行または直交するように配置されている。

なお、前記透過型液晶表示素子２は、前記液晶層２０５の液晶分子を一対の基板２０１，２０２間においてツイスト配向させたＴＮ型またはＳＴＮ型、液晶分子を基板２０１，２０２面に対して実質的に垂直に配向させた垂直配向型、液晶分子を分子長軸を一方向に揃えて基板２０１，２０２面と実質的に平行に配向させた非ツイストの水平配向型、液晶分子をベンド配向させるベンド配向型、あるいは強誘電性または反強誘電性液晶表示素子のいずれでもよい。

また、前記透過型液晶表示素子２は、一対の基板２０１，２０２の内面それぞれに複数の画素を形成するための電極２０３，２０４を形成したものに限らず、一対の基板２０１，２０２のいずれか一方、例えば基板２０２の内面に、複数の画素を形成するための第１の電極と、それよりも液晶層側に前記第１の電極と絶縁して形成された複数の細長電極部を有する第２の電極とを設け、これらの電極間に横電界（基板面に沿う方向の電界）を生じさせて液晶分子の配向状態を変化させる横電界制御型のものでもよい。さらには、薄膜トランジスタを用いたアクティブ駆動型、あるいは複数の対向電極と複数の画素電極とを互いに交差させて配置したパッシブ駆動型の液晶表示素子であっても良い。

これらの液晶表示素子を用いることにより、構造が単純で且つ高いコントラストが得られる。

前記光散乱型表示素子１と前記透過型液晶表示素子２との間に配置された光学素子３は、互いに直交する２つの直線偏光成分のうちの一方の直線偏光成分を透過し、他方の直線偏光成分を反射する偏光分離素子からなり、この偏光分離素子は、一方の直線偏光成分を透過する透過軸３ａと、他方の直線偏光成分を反射する反射軸とを持ち、その透過軸３ａを隣接する透過型液晶表示素子２の偏光板２０２の透過軸２０７ａと実質的に平行にして配置されている（図１参照）。

したがって、前記光学素子３は、前記透過型液晶表示素子２に表示面側とは反対の面側から入射し、この透過型液晶表示素子２の偏光板２０７を透過した光を表示面側へ透過させる。これに対して、表示面側から前記光散乱型表示素子１に入射し、この光散乱型表示素子１の表示面側とは反対の面側へ出射する光は、前記偏光分離素子の透過軸に平行な直線偏光成分が前記透過型液晶表示素子２へ向かって出射し、反射軸に平行な他の直線偏光成分が反射されて再び光散乱型表示素子１に入射し、表示面側へ出射する。すなわち、前記光学素子３は、透過型液晶表示素子２からの光を透過させる機能と、表示面側から入射し前記光散乱型表示素子１を透過した光のほぼ１／２を反射する鏡面反射板として機能する。

前記光学素子３は、光学的に異方性を持った複数の異方性薄膜と、光学的に等方性を持った複数の等方性薄膜とを、交互に、それぞれの異方性薄膜の光学軸を一致させて多数積層させた多層膜からなる反射偏光板が用いられる。この反射偏光板は、互いに直交する２つの直線偏光成分のうち、透過軸と平行な直線偏光成分を透過し、反射軸に平行な直線偏光成分を反射するものであり、構造が単純で、高い反射率が獲られる。

あるいは、前記光学素子３は、右周り偏光と左周り偏光のうちの一方を透過し、他方を反射するコレステリック液晶層と、このコレステリック液晶層の両側にλ／４位相差板を配置した偏光分離素子であっても良い。

一方、前記液晶表示素子２の表示面側とは反対の面側には、面光源４が対向配置されている。この面光源４は、透明な矩形形状の板状部材からなり、その矩形形状の短辺の一方に対応する入射端面から入射した光を、板面の一方の光の出射面から出射させる導光板４０１と、この導光板４０１の後側に配置した反射手段４０２と、前記導光板４０１の観察側に配置され複数の部リズムシート、拡散シート等からなる光学フィルム層４０３と、前記導光板４０１の入射端面に対向させて配置されたＬＥＤ（発光ダイオード）等からなる複数の発光素子４０４と、これらを収納するケース４０５とからなっている。

前記面光源４は、前記複数の発光素子４０４が発する光を前記導光板４０１により導いて前記透過型液晶表示素子２へ向けて照射するものであり、前記複数の発光素子４０４は、前記面光源４からの照明光を利用する透過表示を行うときに点灯され、透過型液晶表示素子２による透過表示を明るくすることができる。

そして、図１に示すように、前記光散乱型表示素子１を駆動して第１の画像を表示させる第１の駆動手段として動作する反射型素子駆動回路６と、前記透過型液晶表示素子２を駆動して第２の画像を表示させる第２の駆動手段として動作する透過型素子駆動回路７と、前記第１の駆動手段と前記第２の駆動手段の少なくとも一方を動作させて、前記第１の画像と前記第２の画像の少なくとも1つを表示させる制御手段として動作する制御回路８と、前記面光源を駆動する面光源駆動手段として動作させる面光源駆動回路５を備えている。

そして、前記光散乱型表示素子１は、それに接続された反射型素子駆動回路６によって駆動され、前記透過型液晶表示素子２は、それに接続された透過型素子駆動回路７によって駆動され、前記面光源４は、この面光源４に接続された面光源駆動回路５によって駆動され、それぞれの反射型素子駆動回路６と透過型素子駆動回路７は、それぞれ制御回路８によって選択的に動作が制御され、前記面光源駆動回路５は、前記透過型液晶表示素子２の動作に同期させて動作するように制御され、透過表示装置と反射表示とを単純な回路構成によって表示させることができる。

この実施例の表示装置において外光で表示を行なうときは、面光源を消灯し、表示装置の観察側に配置した光散乱型表示素子１に制御回路８から反射型素子駆動回路６を介して表示画像に対応する信号を供給して、この光散乱型表示素子１に所望の画像を表示させる。光散乱型表示素子１は、電界が印加されていない画素は散乱状態となっては白濁して観察され、電界が印加された画素が透過状態となる。

すなわち、光散乱型表示素子１の電界が印加されていない画素では、表示面側から入射した光Ｉは、分子材料１０５ａと液晶１０５ｂの不規則な形状の界面で反射され、光の入射方向と同じ方向へ進む前方散乱光と、前記光の入射方向とは逆方向に向かって進む後方散乱光Ｒ１が得られる。そして、光散乱型表示素子１を透過した光は、前記光散乱型表示素子１と透過型液晶表示素子２との間に配置された反射偏光板からなる光学素子３により、その反射軸度平行な直線偏光板光成分が反射されて表示面側に向かって再び光散乱型表示素子１に入射し、高分子分散液晶層１０５で再び散乱された前方散乱光Ｒ２となって表示面側に出射する。

一方、光散乱型表示素子１の電界が印加された画素では、入射光はそのまま前記光散乱型表示素子１を透過し、前記光学素子３により、入射光の反射軸と平行な直線偏光成分が反射されて、入射光の強度がほぼ１／２に減じられ表示面側に出射される。

このように、電圧が印加されていない画素での明るい散乱光と、電圧が印加された画素での弱い反射光とのコントラストにより画像が表示される。

そして、光散乱型表示素子１における電圧が印加されていない画素の反射光は、表示面側から入射した光の後方散乱光Ｒ１に、さらに光学素子３により反射されて表示面側に向かって入射し、高分子分散液晶層１０５で散乱された前方散乱光Ｒ２が加算されるから、光散乱型表示素子１の表示面側に拡散される散乱光の光量が多くなり、明るい反射表示を行なうことができる。

この実施例の表示装置において、照明光を用いて表示を行なうときは、面光源４を点灯し、表示装置の光散乱型表示素子１に制御回路８から反射型素子駆動回路６を介して全画素に電圧を印加する信号を供給して透明状態とし、透過型液晶表示素子２に制御回路８から透過型素子駆動回路７を介して画像に対応する信号を供給し、所望の画像を表示させる。透過型液晶表示素子２は、通常のＴＮ型の液晶表示素子として動作し、画像を表示する。そして透過型液晶表示素子２の表示面側に対向配置された偏光板２０７の透過軸２０７ａと光学素子３としての反射偏光板の透過軸とが３ａとが平行に配置されているため、前記透過型液晶表示素子２の偏光板２０７を透過した直線偏光は、光学素子３を透過し、さらに、透明となった光散乱型表示素子１を透過して表示面側に透過光Ｔとして出射され、透過表示が行なわれる。

なお、上述した実施例では、反射表示と透過表示とを交互に行なわせるようにしたが、これに限ることなく、反射表示と透過表示を同時に行ない、反射表示の画像と透過表示の画像を重畳させて表示させるようにしても良い。表示装置の表示領域を区分して部分的に反射表示を行い、他の部分に透過表示を行なうようにしてもよい。

上述したように、この発明の表示装置は、光散乱状態と光透過状態とに変化させて表示を行なう光散乱型表示素子と、前記光散乱型表示素子の表示面側とは反対の面側に対向配置され、光透過状態と光遮断状態とに変化させて表示を行なう透過型液晶表示素子と、前記光散乱型表示素子と透過型液晶表示素子との間に配置され、前記透過型液晶表示素子を透過した光を前記光散乱型表示素子へ入射させ、前記光散乱型表示素子を透過した光の一部を前記光散乱型表示素子に向けて反射する光学素子とを備えており、光散乱型表示素子の表示面側とは反対の面側に、前記光散乱型表示素子を透過した光の一部を前記光散乱型表示素子に向けて反射する光学素子を対向配置したので、反射表示が明るくなる。

また、この発明の表示装置において、光学素子として、互いに直交する２つの直線偏光成分のうちの一方の直線偏光成分を透過し、他方の直線偏光成分を反射する偏光分離素子を用い、この偏光分離素子として、光学的に異方性の複数の異方性薄膜と光学的に等方性の複数の等方性薄膜とを、交互に、それぞれの異方性薄膜の光学軸を一致させて多数積層させた多層膜より形成され、互いに直交する２つの直線偏光成分のうちの一方の直線偏光成分を透過する透過軸と、他方の直線偏光成分を反射する反射軸とを持ち、その透過軸を隣接する偏光板の透過軸と実質的に平行に配置した偏光反射板を用いているので、単純な構成で反射表示を明るくすることができる。

さらに、この発明の表示装置において、光散乱型表示素子として、高分子の中に液晶を分散させた高分子分散液晶層を一対の基板間に挟持されせた高分子分散型液晶表示素子を用いているので、単純な構成で高い散乱と透過状態が得られる。

またさらに、この発明の表示装置において、透過型液晶表示素子として、一対の基板と、この一対の基板間に封止された液晶層と、前記一対の基板を挟んで配置され、互いの透過軸を平行または直交させて配置した一対の偏光板とを備える液晶表示素子を用い、この液晶表示素子が、一対の基板間に、液晶分子を実質的に９０゜の角度でツイスト配向したネマチック液晶を封止させたツイストネマチック型の液晶表示素子を用いているので、単純な構造で、安定した高いコントラストの透過表示装置が得られる。

そして、この発明の表示装置において、透過型液晶表示素子の表示面側とは反対の面側に対向配置され、前記透過型液晶表示素子へ照明光を照射するための面光源を備えることにより、明るい透過表示が可能となる。

また、この発明の表示装置において、光散乱型表示素子を駆動して第１の画像を表示させる第１の駆動手段と、透過型液晶表示素子を駆動して第２の画像を表示させる第２の駆動手段と、前記第１の駆動手段と前記第２の駆動手段の少なくとも一方を動作させて、前記第１の画像と前記第２の画像の少なくとも1つを表示させる制御手段とをさらに備えることにより、単純な回路構成で透過表示と反射表示とを切り替えることができる。

さらに、透過型液晶表示素子の表示面側とは反対の面側に対向配置され、前記透過型液晶表示素子へ照明光を照射するための面光源と、制御手段によって動作し、前記面光源を駆動する面光源駆動手段とを備え、前記制御手段が、前記透過型液晶表示素子の動作に同期させて前記面光源駆動手段を動作させることにより、明るい透過表示が得られる。

なお、この発明の表示装置において、光散乱型表示素子１をモノクロ表示とし、透過型液晶表示素子２をカラー表示としたが、透過型液晶表示素子２にカラーフィルター２０９を形成しないことにより、透過型液晶表示素子２をモノクロ表示のみとさせることもできる。

（第２の実施形態）
図３はこの発明の第２の実施形態を示す表示装置の断面図である。なお、この実施形態において、上記第１の実施形態と同一構成には同一の符号を付し、説明を省略する。

この実施形態は、上記第１の実施形態の表示装置において、前記透過型液晶表示素子２の偏光板２０７を省略し、光学素子３の偏光反射板によって、前記液晶表示素子２の表示面側に配置した偏光板２０７の機能を兼用させたものであり、他の構成は第１の実施形態と同じである。

すなわち、この実施形態における透過型液晶表示素子２０は、予め定めた間隙を設けて対向配置された一対の透明基板２０１，２０２と、これらの一対の透明基板２０１，２０２の互いに向き合う面の少なくとも一方に形成された複数の透明電極２０３，２０４と、これらの基板２０１，２０２間の間隙に封入された液晶層２０５と、前記一対の基板２０１，２０２間に前記液晶層２０５を封入するためのシール材２０６と、前記一対の基板２０１，２０２のうちの基板２０２の外面側に配置された偏光板２０８とを有しており、基板２０１の表示面側には偏光板を備えていない。

反射偏光板からなる光学素子３の一方の面側には、透過型液晶表示素子２０の表示面が対向配置され、他方の面側には光散乱型表示素子１の表示面とは反対の面対向配置されている。また、前記透過型液晶表示素子２０の表示面とは反対の面側には、面光源４が配置されている。

この実施形態では、光学素子３が互いに直交する２つの直線偏光成分のうちの一方の直線偏光成分を透過する透過軸３ａと、他方の直線偏光成分を反射する反射軸とを持った偏光分離機能を有する偏光反射板であるから、この偏光反射板の前記透過軸３ａは、前記透過型液晶表示素子２０の表示面側の偏光板として機能する。同時に、表示面側から入射し、前記光散乱型表示素子１を透過した光の前記偏光反射板の反射軸に平行な直線偏光成分を反射する反射板として機能する。

この実施形態によれば、前記透過型液晶表示素子２０の表示面側に配置される偏光板の機能を、光散乱型表示素子１との間に設けられる光学素子３の偏光反射板によって達成させているので、表示素子を構造を単純化することができ、光学フィルムの数を減らすことできる。

（電子機器に適用した表示装置の構成例）
図４は電子機器に実装した表示装置の構成例を示す正面図であり、本発明の表示装置を携帯電話の表示装置として実装した実施形態を示している。

この発明の表示装置は、例えば、図４に示す携帯電話機のように、電話操作時のメイン表示と、待ち受け時のサブ表示というような２つの表示形態を有する電子機器の表示装置として用いることができる。

図４において、電話本体１０の下部には、複数の操作ボタンが配置された操作部１１と、その上部に表示装置１００が配置されている。表示装置１００は、電話本体１０のケースの内側に収納されている。

この携帯電話においては、時刻や着信履歴等を表示する待ち受け画面となるサブ表示は、前記表示装置１００の光散乱型表示素子１により表示させ、操作時や画像を表示させるメイン表示は、透過型液晶表示素子２により表示させるように、前記表示装置が制御される。

この発明の表示装置１００を適用した携帯電話によれば、待ち受け画面等のサブ表示は、面光源４を使用しない反射型表示で行い、メイン表示のみを面光源４を点灯させた透過型表示とすることができるので、消費電力を低減させることができ、電池寿命を長くすることができる。また、前記サブ表示を光散乱と鏡面反射とのコントラストによって表示させているため、透過表示には無い特別の表示の視覚的効果が得られる。

また、この発明の表示装置は、例えばデジタルカメラの表示装置に適用することもできる。

さらに、この発明の第２の実施形態に示した表示装置において、光散乱型表示素子１と、その表示面側とは反対の面側に配置される光学素子３とを一体的に形成し、且つこれらの光散乱型表示素子１と光学素子３とをほぼ９０゜回転可能にすることによって、前記透過型液晶表示素子２による透過表示をネガ表示とポジ表示とに切り替えられるようにしても良い。

１…光散乱型表示素子、２，２０…透過型液晶表示素子、３…光学素子、３ａ…光学素子の透過軸、４…面光源、５…面光源駆動回路、６…反射型素子駆動回路、７…透過型素子駆動回路、８…制御回路、１０…電話本体、１１…操作部、１００…表示装置、１０１，１０２…基板、１０３…対向電極、１０４…画素電極、１０５…高分子分散液晶層、１０５ａ…高分子材料、１０５ｂ…液晶、１０６…シール材、２０１，２０２…透明基板、２０３…対向電極、２０４…画素電極、２０５…液晶層、２０６…シール材、２０７，２０８…偏光板、２０７ａ…偏光板の透過軸、２０９Ｒ，２０９Ｇ，２０９Ｂ…カラーフィルタ、２１０，２１１…配向膜、４０１…導光板、４０２…反射手段、４０３…光学フィルム層、４０４…発光素子、４０５…ケース。

Claims (10)

1. 光散乱状態と光透過状態とにより表示を行なう光散乱型表示素子と、
   前記光散乱型表示素子の表示面側とは反対の面側に、表示面が対向配置され、所定の偏光方向を有する入射光を光透過状態と光遮断状態とにより表示を行なう透過型液晶表示素子と、
   前記光散乱型表示素子と透過型液晶表示素子との間に配置され、前記透過型液晶表示素子を透過した光を前記光散乱型表示素子へ入射させ、前記光散乱型表示素子を透過した光の一部を前記光散乱型表示素子に向けて反射する光学素子と、
   を備えることを特徴とする表示装置。
2. 光学素子は、互いに直交する２つの直線偏光成分のうちの一方の直線偏光成分を透過し、他方の直線偏光成分を反射する偏光分離素子からなることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 偏光分離素子は、光学的に異方性の複数の異方性薄膜と、光学的に等方性の複数の等方性薄膜とを、交互に、それぞれの異方性薄膜の光学軸を一致させて多数積層させた多層膜より形成された偏光反射板からなることを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
4. 光散乱型表示素子は、高分子の中に液晶を分散させた高分子分散液晶層を一対の基板間に挟持されせた高分子分散型液晶表示素子であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
5. 透過型液晶表示素子は、一対の基板と、この一対の基板間に封止された液晶層と、前記一対の基板を挟んで配置され、互いの透過軸を平行または直交させて配置した一対の偏光板とを備える液晶表示素子であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
6. 透過型液晶表示素子は、一対の基板間に、液晶分子を実質的に９０゜の角度でツイスト配向したネマチック液晶を封止させたツイストネマチック型の液晶表示素子であることを特徴とする請求項５に記載の表示装置。
7. 光学素子は、互いに直交する２つの直線偏光成分のうちの一方の直線偏光成分を透過する透過軸と、他方の直線偏光成分を反射する反射軸とを持ち、その透過軸を隣接する偏光板の透過軸と実質的に平行に配置した反射偏光板であることを特徴とする請求項６に記載の表示装置。
8. 透過型液晶表示素子の表示面側とは反対の面側に対向配置され、前記透過型液晶表示素子へ照明光を照射するための面光源をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
9. 光散乱型表示素子を駆動して第１の画像を表示させる第１の駆動手段と、
   透過型液晶表示素子を駆動して第２の画像を表示させる第２の駆動手段と、
   前記第１の駆動手段と前記第２の駆動手段の少なくとも一方を動作させて、前記第１の画像と前記第２の画像の少なくとも1つを表示させる制御手段とをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
10. 透過型液晶表示素子の表示面側とは反対の面側に対向配置され、前記透過型液晶表示素子へ照明光を照射するための面光源と、
    制御手段によって動作し、前記面光源を駆動する面光源駆動手段とをさらに備え、
    前記制御手段は、前記透過型液晶表示素子の動作に同期させて前記面光源駆動手段を動作させることを特徴とする請求項９に記載の表示装置。

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