JP2019184977A - 電気光学装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】表示画面に画像が表示されないときであっても、周囲の環境に適合することができる表示装置を提供することを目的の一つとする。【解決手段】表示装置は、第1基板と第2基板とが対向配置され、第1基板と第2基板との間に第1透明電極と第2透明電極と液晶層とが配置され、第1面と第1面の反対側の第2面とを有する透過偏光軸変換部と、透過偏光軸変換部の第1面側に配置され、第1方向に透過偏光軸を有し第1方向と直交する第2方向に吸収偏光軸を有する吸収型偏光部と、透過偏光軸変換部の第2面側に配置され、第1方向に透過偏光軸を有し第2方向に反射偏光軸を有する領域と、開口部と、を備える反射型偏光部と、を有する。透過偏光軸変換部は、第1透明電極と第2透明電極との間に電圧に応じて、吸収型偏光部から第1面へ入射する入射光を第2面から第2方向の直線偏光の光を出射し、入射光を第2面から第1方向の直線偏光の光を出射する。【選択図】図1
Description
本発明の一実施形態は、光の偏光と液晶の電気光学効果を利用して画像を表示する電気光学装置に関する。
液晶テレビの大画面化が進み、今日では画面サイズが80インチ以上の製品も市販されている。画面サイズが80インチの液晶テレビは、画面の対角線の長さが2mを超える大きさとなる。このような大画面の液晶テレビは、迫力のある映像を映し出す反面、未視聴時(スイッチオフ時)には画面が黒くなっている。液晶テレビの画面は、機能面から黒く長方形の画面(オフ時)がほとんどを占め、デザイン的な制約も大きいため、黒いままの大画面は威圧感がり、インテリアとして見れば他の家庭電化製品や家具と調和の乏しいものとなっている。
表示装置の技術分野では、画像が表示されないとき、表示画面を他の用途で使用する提案がされている。例えば、表示画面を、画像表示状態と鏡状態とを切り替え可能な表示装置が開示されている(特許文献1参照)。
本発明の一実施形態は、表示画面に画像が表示されないとき(未視聴時、非表示時)であっても、周囲の環境に適合することができる表示装置を提供することを目的の一つとする。
本発明の一実施形態に係る表示装置は、第1基板と第2基板とが対向配置され、第1基板と第2基板との間に第1透明電極と第2透明電極と液晶層とが配置され、第1面と第1面の反対側の第2面とを有する透過偏光軸変換部と、透過偏光軸変換部の第1面側に配置され、第1方向に透過偏光軸を有し第1方向と直交する第2方向に吸収偏光軸を有する吸収型偏光部と、透過偏光軸変換部の第2面側に配置され、第1方向に透過偏光軸を有し第2方向に反射偏光軸を有する領域と、開口部と、を備える反射型偏光部と、を有する。透過偏光軸変換部は、第1透明電極と第2透明電極との間に電圧が印加されていないときに、吸収型偏光部から第1面へ入射する入射光を、第2面から第2方向の直線偏光の光を出射し、第1透明電極と第2透明電極との間に所定の電圧が印加されているときに、入射光を、第2面から第1方向の直線偏光の光を出射する。
本発明の一実施形態に係る表示装置は、第1透明電極を有する第1基板と、第2透明電極を有する第2基板とが対向配置され、第1基板と第2基板との間に液晶層が配置され、第1面と第1面の反対側の第2面とを有する透過偏光軸変換部と、透過偏光軸変換部の第1面側に配置され、第2方向に透過偏光軸を有し第2方向と直交する第1方向に吸収偏光軸を有する吸収型偏光部と、透過偏光軸変換部の第2面側に配置され、第2方向に反射偏光軸を有し第1方向に透過偏光軸を有する反射型偏光部と、第1透明電極と第2透明電極との少なくとも一方と、液晶層とが、平面視で重ならない領域を有する。
本発明の一実施形態に係る表示装置は、第1透明電極を有する第1基板と、第2透明電極を有する第2基板とが対向配置され、第1透明電極と第2透明電極との間に液晶層が配置され、第1面と第1面の反対側の第2面とを有する透過偏光軸変換部と、透過偏光軸変換部の第1面側に配置され、第2方向に透過偏光軸を有し第2方向と直交する第1方向に反射偏光軸を有する第1反射型偏光部と、透過偏光軸変換部の第2面側に配置され、第2方向に反射偏光軸を有し第1方向に透過偏光軸を有する第2反射型偏光部と、第1透明電極と第2透明電極との少なくとも一方と、液晶層とが、平面視で重ならない領域を有する。
以下、本発明の実施の形態を、図面等を参照しながら説明する。但し、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、以下に例示する実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号(又は数字の後にa、bなどを付した符号)を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。さらに各要素に対する「第1」、「第2」と付記された文字は、各要素を区別するために用いられる便宜的な標識であり、特段の説明がない限りそれ以上の意味を有さない。
本明細書において、ある部材又は領域が他の部材又は領域の「上に(又は下に)」あるとする場合、特段の限定がない限りこれは他の部材又は領域の直上(又は直下)にある場合のみでなく他の部材又は領域の上方(又は下方)にある場合を含み、すなわち、他の部材又は領域の上方(又は下方)において間に別の構成要素が含まれている場合も含む。なお、以下の説明では、特に断りのない限り、断面視において、例えば後述する視認側、あるいは表示画面が位置する側を「上」又は「上方」といい、「上」又は「上方」から見た面を「上面」又は「上面側」というものとし、その逆を「下」、「下方」、「下面」又は「下面側」というものとする。
以下の説明において、図中にX軸、Y軸、Z軸、又はX方向、Y方向、Z方向、が示されるとき、Y軸に沿った方向を第1方向、Y軸と直交するZ軸に沿った方向を第2方向、Y軸及びZ軸と直行するX軸に沿った方向を第3方向という場合がある。
なお、電気光学装置とは、電気的なエネルギーで光学的な性質が変化する電気光学物質を含む装置をいうものとし、電気光学物質には液晶、有機エレクトロルミネセンス材料等が含まれるものとする。例えば、電気光学装置には、液晶層を含む装置、有機エレクトロルミネセンス材料を含む装置、電気泳動粒子が分散した分散媒体を有する装置、量子ドットを用いた装置、マイクロLEDを用いた装置等が含まれるものとする。また、電気光学装置には、電気信号で光の反射方向を制御する装置、例えばメカニカルマイクロミラー素子を有する表示装置も含まれるものとする。
第1実施形態:
1−1.電気光学装置の構成
図1及び図2は、本発明の一実施形態に係る電気光学装置100aの構成を示す。図1及び図2は、電気光学装置100aの構成を断面構造により模式的に示す。電気光学装置100aは画像が表示される平板面又は湾曲面を有する表示画面102を有する。
1−1.電気光学装置の構成
図1及び図2は、本発明の一実施形態に係る電気光学装置100aの構成を示す。図1及び図2は、電気光学装置100aの構成を断面構造により模式的に示す。電気光学装置100aは画像が表示される平板面又は湾曲面を有する表示画面102を有する。
電気光学装置100aは、表示画面102の視認側から第3方向に沿って、吸収型偏光部104、透過偏光軸変換部106、反射型偏光部120が配置された構成を有する。図1及び図2は、説明のために各部が間隙を持って配置されているように表示するが、実際には各部が近接し、あるいは密接して配置される。
吸収型偏光部104は、第1方向の直線偏光成分(以下、「第1直線偏光成分」ともいう)を透過し、第2方向の直線偏光成分(以下、「第2直線偏光成分」ともいう)を吸収する。吸収型偏光部104を透過する光の偏光方向を、詳述すれば吸収型偏光部104を透過する光が含む偏光成分のうち最も強い成分である直線偏光の方向を、透過偏光軸という。また、吸収型偏光部104に吸収される光の偏光方向を、詳述すれば吸収型偏光部104に吸収される光が含む偏光成分のうち最も強い成分である直線偏光の方向を、吸収偏光軸という。すなわち、吸収型偏光部104は、第1方向に透過偏光軸を有し、第2方向に吸収偏光軸を有する。図1に示すように、吸収型偏光部104に外光(自然光又は人工の照明光)が入射すると、第1直線偏光成分の光が透過光として得られ、第2直線偏光成分の光は吸収される。このような特性を有する吸収型偏光部104は、吸収型偏光子を有する偏光板又は偏光フィルムによって実現される。
透過偏光軸変換部106は、入射光の偏光軸を変化させる状態と変化させない状態との少なくとも2つの状態を取り得る。透過偏光軸変換部106は、この2つの状態を電気的な切り替えにより選択できるように構成される。具体的には、透過偏光軸変換部106は、一方向に直線偏光された光の偏光方向を90度回転させる状態と、回転させない状態とをとり得る。このような機能を有する透過偏光軸変換部106は、例えば、液晶の電気光学効果を利用して実現される。
透過偏光軸変換部106は、第1透明電極110が設けられた第1基板108と、第2透明電極116が設けられた第2基板118と、液晶層112とを含んで構成される。第1基板108と第2基板118とは、第1透明電極110と第2透明電極116とが間隙を持って対面するように配置される。液晶層112は、第1基板108と第2基板118との間隙に配置される。第1基板108及び第2基板118には、例えばガラス基板や可撓性を有する樹脂基板を用いることができる。
透過偏光軸変換部106は、第1透明電極110と第2透明電極116との間に電位差を与えるために電源130と接続される。また、電源130から印加される電圧のオンオフを切り替えるためにスイッチ132が設けられる。電源130は、正極及び負極の両極の電圧が出力されるように、極性反転回路を内蔵した両極性の電源回路を含んで構成されることが好ましい。
第1透明電極110及び第2透明電極116は、ITO(Indium Thin Oxide)、IZO(Indium Zinc Oxide)等の透明導電膜で形成される。また、図1には図示されないが、第1透明電極110及び第2透明電極116の表面には液晶を配向させるための配向膜が形成される。
液晶層112には、例えば、ツイストネマティック液晶が用いられる。ツイストネマティック液晶は、電圧が印加されないとき、第1透明電極110と第2透明電極116との間で、液晶分子114が第1基板108及びと第2基板118の主面に略平行方向に配列し、かつ液晶分子114の向きが、詳しくは棒状の液晶分子114の長軸の向きが、90度捩れて配向している。すなわち、液晶分子114の配向は、電圧が印加されない状態において、第1透明電極110から第2透明電極116にかけて少しずつ一方向に回転しながら90度捩れた構造を有する。液晶分子114は、第1透明電極110と第2透明電極116との間に電圧が印加されると、図2に示すように、電界が作用する方向に、すなわち第1基板108及び第2基板118の主面に略垂直方向に配向している状態となる。
図1に示すように、液晶分子114の向きが90度捩れて配向している液晶層112に、第1直線偏光成分の光が入射すると、液晶分子114の回転に沿って偏光の向きが回転する。液晶分子114は90度捩れているので、液晶層112を透過した光は、実質的に第2直線偏光成分の光に変換される。一方、図2に示すように、第1基板108及び第2基板118の主面に略垂直方向に配向している液晶層112に、第1直線偏光成分の光が入射しても、液晶分子114の捩れは解消しているので、入射光の偏光方向は変化しない。このように、透過偏光軸変換部106は、直線偏光された入射光が透過する際に、その偏光軸を変化させる状態と、変化させない状態とを、電気的な切り替えにより選択できる機能を有する。
なお、液晶層112は、ツイストネマティック液晶に限定されるものではない。例えば、液晶層112に、ネガ型の液晶分子114を有し、第1基板108及び第2基板118の主面の略垂直方向に初期配向している液晶を用いてもよい。あるいは、液晶層112に、第1基板108及び第2基板118の主面の略平行方向にホモジニアス配向している液晶を用いてもよい。ホモジニアス配向している液晶を用いる場合は、当該主面に平行な横方向の電界で液晶分子114を駆動するインプレーンスイッチング(IPS)、又はフリンジ電界で液晶分子114を駆動するフリンジフィールドスイッチング(FFS)を適用して、透過偏光軸変換部106を動作することができる。IPSやFFS適用する場合は、図1及び図2に示す第1透明電極110及び第2透明電極116の替りに、第1基板108と第2基板118との一方の基板に、第1透明電極110の替りとなる櫛歯状の電極と第2透明電極116の替りとなる櫛歯状の電極とを形成する。もしくは、該一方の基板に、面状の電極と櫛歯状の電極とを間に絶縁層を挟んで形成する。
反射型偏光部120は、入射光の内、第1方向の直線偏光成分(第1直線偏光成分)を透過し、第2方向の直線偏光成分(第2直線偏光成分)を反射する。反射型偏光部120で反射する光の偏光方向を、詳述すれば反射型偏光部120で反射する光が含む偏光成分のうち最も強い成分である直線偏光の方向を、反射偏光軸という。すなわち、反射型偏光部120は、第1方向に透過偏光軸を有し、第2方向に反射偏光軸を有する。このような特性を有する反射型偏光部120は、例えば、金属ナノワイヤを用いたワイヤグリッド偏光子を有する偏光板、又は高分子フィルムの積層体からなる偏光フィルムによって実現される。ワイヤグリッド偏光子を有する偏光板は、例えば、ワイヤグリッドで形成される偏光子と、偏光子を支持する基材と、保護フィルムを含んで構成される。高分子フィルムの積層体からなる偏光フィルムには、例えば、互いに異なる複屈折を有する複屈折性高分子フィルムを交互に複数積層した構造からなる複屈折反射型偏光フィルムを用いることができる。
本実施形態において、反射型偏光部120は、透過偏光軸変換部106から出射した光を偏光方向によらず透過する、すなわち第1直線偏光成分及び第2直線偏光成分の光を透過する開口部122を有する。構造的にみれば、開口部122は、反射型偏光部120の中で、偏光機能を具備していない領域、換言すれば反射偏光軸を有さない領域となる。さらに、開口部122は、反射機能を具備していない領域、又は反射型偏光部120の開口部112以外の領域よりも反射率が低い領域である。つまり、開口部122は、反射型偏光部120への入射光が反射せず透過する領域となる。ワイヤグリッド偏光子を有する偏光板では、開口部122は偏光子のみが設けられない領域を形成することで実現できる。あるいは、ワイヤグリッド偏光子を有する偏光板では、開口部122は基材、偏光子及び保護フィルムを貫通する貫通孔形成することで実現できる。複屈折反射型偏光フィルムでは、開口部122は所定の領域において積層するフィルムの全部又は一部をカットし取り除くことで実現できる。
反射型偏光部120において、開口部122の大きさ、形状、範囲は任意に設定することができる。また、反射型偏光部120は、開口部122が複数の領域に分割されていてもよい。例えば、反射型偏光部120において、開口部122は、特定の文字、図形、記号等を表すように配置されていてもよい。また、開口部122は、反射型偏光部120の端部から離間して、すなわち反射型偏光部120の内側に配置されてもよいし、反射型偏光部120の端部の一部が欠損するような形態で配置されてもよい。後者の形態は、開口部という呼び名に代えて欠損部と呼ぶこともできる。いずれにしても、反射型偏光部120は、第1直線偏光成分の光を透過し、第2直線偏光成分の光を反射する領域と、第1直線偏光成分及び第2直線偏光成分の光を透過する領域との2つの領域を含む。
反射型偏光部120の透過偏光軸変換部106とは反対の側には、表示部124が設けられていてもよい。換言すれば、表示部124の上方に反射型偏光部120、透過偏光軸変換部106、及び吸収型偏光部104が、この順に積層する構造にしてもよい。表示部124は、表示パネル128を含む。表示パネル128としては、各画素に液晶素子を含んで構成される液晶表示パネル、各画素が有機エレクトロルミネセンス素子で構成される有機エレクトロルミネセンス表示パネル、量子ドットを含んで構成される量子ドット表示パネル、各画素がマイクロLEDを具備する素子で構成されるマイクロLED表示パネル等を適用することができる。表示パネル128として液晶表示パネルが用いられる場合、偏光板126は直線偏光板が用いられる。例えば、第1方向に透過偏光軸を有し、第2方向に吸収偏光軸を有する直線偏光板が用いられる。すなわち、直線偏光板である偏光板126の透過偏光軸と反射型偏光部120の透過偏光軸とは、平行に、あるいは略平行に配置される。また表示パネル128として、有機エレクトロルミネセンス表示パネルが用いられる場合には、偏光板126として円偏光板が用いられる。なお、本実施形態において、表示部124は必須の構成ではない。以下で述べるように、電気光学装置100aが透過モードのとき、表示部124を設けると表示画面102に画像を表示することができる。
本実施形態に係る電気光学装置100aは、透過偏光軸変換部106の一方に吸収型偏光部104が配置され、他方に開口部122を有する反射型偏光部120が配置された構成を有する。そして、吸収型偏光部104の透過偏光軸と反射型偏光部120の透過偏光軸とは平行に、あるいは略平行に配置される。さらに、吸収型偏光部104の透吸収偏光軸と反射型偏光部120の反射偏光軸とは平行に、あるいは略平行に配置される。そして次節で説明するように、電気光学装置100aは、このような吸収型偏光部104及び反射型偏光部120が有する偏光軸の組み合わせにより、鏡面モードと透過モードとの2つの状態にする機能を有する。
1−2.電気光学装置の動作
図1及び図2を参照して、本実施形態に係る電気光学装置100aの動作について説明する。なお、図1は、透過偏光軸変換部106に電圧が印加されないときの電気光学装置100aの状態及び動作(以下、「鏡面モード」ともいう)を示し、図2は、透過偏光軸変換部106に電圧が印加されたときの電気光学装置100aの状態及び動作(以下、「透過モード」ともいう)を示す。
図1及び図2を参照して、本実施形態に係る電気光学装置100aの動作について説明する。なお、図1は、透過偏光軸変換部106に電圧が印加されないときの電気光学装置100aの状態及び動作(以下、「鏡面モード」ともいう)を示し、図2は、透過偏光軸変換部106に電圧が印加されたときの電気光学装置100aの状態及び動作(以下、「透過モード」ともいう)を示す。
1−2−1.鏡面モード
図1に示すように、視認側から吸収型偏光部104に入射した外光は、吸収型偏光部104の透過偏光軸に平行な第1直線偏光成分の光が透過する。透過偏光軸変換部106は、スイッチ132がオフであり、電源130から電圧が印加されない状態にあるので、液晶層112の液晶分子114は、第1透明電極110と第2透明電極116との間で90度捩れた状態となっている。したがって、第1直線偏光成分の光は、液晶層112を透過すると、偏光方向が90度回転する。その結果、透過偏光軸変換部106の透過光は、第2直線偏光成分の光に変換される。
図1に示すように、視認側から吸収型偏光部104に入射した外光は、吸収型偏光部104の透過偏光軸に平行な第1直線偏光成分の光が透過する。透過偏光軸変換部106は、スイッチ132がオフであり、電源130から電圧が印加されない状態にあるので、液晶層112の液晶分子114は、第1透明電極110と第2透明電極116との間で90度捩れた状態となっている。したがって、第1直線偏光成分の光は、液晶層112を透過すると、偏光方向が90度回転する。その結果、透過偏光軸変換部106の透過光は、第2直線偏光成分の光に変換される。
透過偏光軸変換部106により第2直線偏光成分に変換された光は、反射型偏光部120で反射する。反射光は、再び透過偏光軸変換部106に入射される。第2直線偏光成分の反射光は、透過偏光軸変換部106を透過するとき偏光方向が90度回転する。その結果、第2直線偏光成分の光は、第1直線偏光成分の光に変換される。吸収型偏光部104は、第1直線偏光成分の光を透過する。したがって、吸収型偏光部104から入射した外光は、反射型偏光部120で反射され、反射光として外部に出射される。このように、表示画面102からの入射光は反射型偏光部120で反射され、反射光として再び表示画面102から出射されるので、表示画面102は鏡面状態となる。電気光学装置100aは、透過偏光軸変換部106に電圧が印加されないとき鏡面モードとなる。
なお、反射型偏光部120がワイヤグリッド偏光子を備える場合、ワイヤグリッド偏光子の表面に、反射率の高い金属膜を設けることで、反射光の色相を調節することができる。例えば、ワイヤグリッド偏光子の表面に金(Au)や窒化チタン(TiN)等でコーティングしておくことで、反射光を金色又は金色に近い色相にすることができる。反射型偏光部120が複屈折反射型偏光フィルムの場合、積層された複数のフィルムの各々の厚さを適宜調整することで、任意の波長領域の光を複屈折反射型偏光フィルムで反射させることができる。例えば複屈折反射型偏光フィルムが反射する光の波長領域を、短波長領域に限定すれば反射光の色を青色にすることができ、長波長側に限定すれば反射光を赤色にすることができる。また、金色に相当する波長領域に限定すれば、反射光を金色にすることができる。
図3(A)は、鏡面モードにおける電気光学装置100aの表示画面102の状態を示す。鏡面モードでは、外光が反射型偏光部120で反射することにより、電気光学装置100の表示画面102は鏡面に見えるようになる。しかし、反射型偏光部120に開口部122が設けられた領域では外光が反射しないので、視認側から表示画面102を見ると、暗く視認される。表示画面102への入射光は、吸収型偏光部104で第2直線偏光成分の光が吸収されるものの、入射光に対しては40%以上の反射率を得ることができる。このように、本実施形態に係る電気光学装置100aは、鏡面モードにおいて、表示画面102を鏡面化することができ、さらに鏡面の一部を非反射領域に設定して暗く見せることができる。
なお、鏡面モードでは、表示部124で画像を表示しても(別言すれば、表示部124から画像を表示する画像光が出射されたとしても)、画像光は吸収型偏光部104で大部分が吸収されるため、視認側からは画像をほとんど視認することはできない。表示部124から出射された光は、反射型偏光部120を第1直線偏光成分が透過するものの、透過偏光軸変換部106によって第1直線偏光成分の偏光方向が第2方向に変換されるので、吸収型偏光部104で大部分が吸収、遮断され、視認側にはほとんど出射されない。なお、表示パネル128が液晶表示パネルである場合、図1に示すように表示部124から(偏光板126から)出射された光は、第1直線偏光成分の光であり、反射型偏光部120を透過する。
したがって、鏡面モードでは、仮に表示部124が画像を表示していたとしても、表示部124が画像を表示せず停止していたとしても、電気光学装置100aの表示画面102は鏡面モードが維持される。なお、画像光とは、表示部124から出射される画像を表示する光をいうものとする。
1−2−2.透過モード
図2に示すように、透過モードでは、視認側から吸収型偏光部104に入射した外光は、透過偏光軸に平行な第1直線偏光成分に偏光される。透過偏光軸変換部106は、スイッチ132がオンされていることにより、第1透明電極110と第2透明電極116との間に電源130から電圧が印加された状態にあり、液晶分子114は電界と平行な方向に配向している。したがって、透過偏光軸変換部106に入射した第1直線偏光成分の光は、偏光方向が変化せず、偏光方向が維持された状態で透過偏光軸変換部106を透過する。
図2に示すように、透過モードでは、視認側から吸収型偏光部104に入射した外光は、透過偏光軸に平行な第1直線偏光成分に偏光される。透過偏光軸変換部106は、スイッチ132がオンされていることにより、第1透明電極110と第2透明電極116との間に電源130から電圧が印加された状態にあり、液晶分子114は電界と平行な方向に配向している。したがって、透過偏光軸変換部106に入射した第1直線偏光成分の光は、偏光方向が変化せず、偏光方向が維持された状態で透過偏光軸変換部106を透過する。
反射型偏光部120の透過偏光軸は第1方向と平行に配置されているので、透過偏光軸変換部106を透過した第1直線偏光成分の光は反射型偏光部120を透過する。反射型偏光部120の開口部122においても同様に、透過偏光軸変換部106を透過した第1直線偏光成分の光は透過する。したがって、透過モードでは、表示画面102の鏡面状態が解消され、透過状態が形成される。表示画面102が透過状態にあるときは、開口部122の有無は視認されず、反射型偏光部120に設けられた開口部122は光学的特性にほとんど影響を与えないものとなる。
図3(B)は、透過モードにおける電気光学装置100aの表示画面102の状態を示す。透過モードにおいて、表示部124を駆動すると、表示パネル128が液晶表示パネルである場合、表示パネル128から出射される光は偏光板126の作用により第1直線偏光成分の光となる。吸収型偏光部104と反射型偏光部120の透過偏光軸は平行に配置されており、透過偏光軸変換部106は液晶分子114の捩れが解消されているので、表示部124から出射される第1直線偏光成分の光は視認側に出射される。したがって、透過モードでは、表示画面102において、表示部124に表示される画像を視認することができる。表示部124から出射される画像光は、反射型偏光部120、液晶層112、及び吸収型偏光部104を通過することにより若干の減衰はあるが、透過率として80%以上を実現することができる。これにより、表示部124に表示される画像を表示画面102の視認側から視認した際の、当該画像の画質劣化は問題とならない。
一方、表示部124の駆動が停止している状態においては、表示パネルはカラーフィルタ等の影響により反射率が低い状態にあるので(また、偏光板126が円偏光板である場合には、その作用により)、表示部124における外光の反射は極めて少なく、表示画面102は鏡面状態とならず、視覚的には黒色の状態が維持される。
本実施形態によれば、透過偏光軸変換部106によって、透過偏光軸変換部106を透過する光の偏光方向を制御することで、電気光学装置100aを鏡面モードと透過モードとに切り替えて駆動することができ、透過モードにおいては表示部124によって表示される画像を表示画面102に表示させることができる。さらに、鏡面モードにおいては、上述の非反射領域を利用して、表示画面102の一部にコントラストの異なる領域を表示させることができる。電気光学装置100aは、鏡面モードにおいて、表示画面102のコントラストの異なる領域を利用して、文字、画像、模様等を表示させ、表示部124が出力する画像の非表示時に表示画面102に意匠性を持たせることができる。このように、本実施形態によれば、表示画面102に表示部124が出力する画像が表示されない未視聴時、非表示時においても、周囲の環境に適合するように静止画を表示させておくことができる。
図1及び図2に示す電気光学装置100aの構成において、開口部122が設けられた反射型偏光部120は、差し替え可能、交換可能に構成されていてもよい。反射型偏光部120を差し替え可能とすることで、非反射領域の配置を替えることができる。よって、鏡面モードにおいて表示画面102に表示される、コントラストの異なる領域を利用した文字、画像、模様等を替えることができる。
第2実施形態:
2−1.電気光学装置の構成
2−1−1.構成例1
本発明の一実施形態に係る電気光学装置100bの構成を、図4及び図5を参照して説明する。電気光学装置100bは画像が表示される平板面又は湾曲面を有する表示画面102を有する。図4及び図5は、電気光学装置100bの構成を断面構造により模式的に示す。以下の説明においては、第1実施形態と相違する部分を中心に説明する。
2−1.電気光学装置の構成
2−1−1.構成例1
本発明の一実施形態に係る電気光学装置100bの構成を、図4及び図5を参照して説明する。電気光学装置100bは画像が表示される平板面又は湾曲面を有する表示画面102を有する。図4及び図5は、電気光学装置100bの構成を断面構造により模式的に示す。以下の説明においては、第1実施形態と相違する部分を中心に説明する。
電気光学装置100bは、表示画面102の視認側から第3方向に沿って、吸収型偏光部104、透過偏光軸変換部106、反射型偏光部120が配置された構成を有する。
吸収型偏光部104は、第2方向に透過偏光軸を有し、第1方向に吸収偏光軸を有するように配置される。吸収型偏光部104は、第2直線偏光成分の光を透過し、第1直線偏光成分の光を吸収する。図4に示すように、吸収型偏光部104に外光(自然光又は人工の照明光)が入射すると、第2直線偏光成分の光が透過光として得られ、第1直線偏光成分の光は吸収される。
透過偏光軸変換部106は、第1実施形態と同様に、第1透明電極110が設けられた第1基板108、第2透明電極116が設けられた第2基板118、及び液晶層112を含んで構成される。第1実施形態との相違は、第1透明電極110及び第2透明電極116の構成にある。第2実施形態においては、第1透明電極110及び第2透明電極116の一方に開口部123が設けられている。図4においては、第2透明電極116に開口部123が設けられている。開口部123は第1透明電極110に設けられてもよい。別言すれば、第1透明電極110及び第2透明電極116の少なくとも一方と、液晶層112とが、平面視で重ならない領域を、第2実施形態の構造は有している。
図4に示すように、透過偏光軸変換部106に電圧が印加されない状態では、液晶層112に含まれる液晶分子114が連続的に90度捩れた状態にある。開口部123においても配向膜(図示せず)は設けられているので、液晶分子114は他の領域と同様に配向している。したがって、第2直線偏光成分の光は、液晶層112を透過すると偏光方向が第1方向に回転し、第1直線偏光成分に変換される。
一方、図5に示すように、透過偏光軸変換部106に電圧が印加された状態では、液晶分子114の捩れが解消され電界の方向に平行に配向するので、第2直線偏光成分の光はそのまま透過する。しかし、開口部123が設けられた領域では、電界が発生せず、液晶分子114が捩れた状態のまま維持されるので、この領域を通過する光は偏光軸が回転し、第1直線偏光成分の光に変換される。このように、本実施形態においては、透過偏光軸変換部106に、電圧が印加された際に透過光の偏光方向を変化させる領域と、透過光の偏光方向を変化させない領域とが設けられている。
第1透明電極110及び第2透明電極116の一方に設けられる開口部123の大きさ、形状、範囲は任意に設定することができる。開口部123は複数含まれていてもよい。例えば、第1透明電極110及び第2透明電極116の一方に設けられる開口部123は、特定の文字、図形、記号等を表すように設けられてもよい。また、開口部123は透明電極(第1透明電極110又は第2透明電極116)の端部から離間して、すなわち当該透明電極の内側に設けられてもよいし、当該透明電極の端部の一部が欠損するような形態で設けられてもよい。後者の形態は、開口部という呼び名に代えて欠損部と呼ぶこともできる。
反射型偏光部120は、第1方向に透過偏光軸を有し、第2方向に反射偏光軸を有する。反射型偏光部120は、第1直線偏光成分の光を透過し、第2直線偏光成分の光を反射する。このように、本実施形態においては、吸収型偏光部104と反射型偏光部120とで透過偏光軸が直交するように配置される。
本実施形態に係る電気光学装置100bは、透過偏光軸変換部106を構成する第1透明電極110及び第2透明電極116の一方に、開口部123が設けられた構成を有する。このような構成により、透過偏光軸変換部106へ電圧を印加しても液晶分子114の配向が変化しない領域を設けることができる。図5に示すように、本実施形態においては、透過偏光軸変換部106に電圧を印加した状態が鏡面モードである。上述の透過光の偏光方向を変化させない領域を利用して、鏡面モードにおいて、表示画面102の一部にコントラストの異なる領域を表示させることができる。
2−1−2.構成例2
図6に示すように、第1透明電極110及び第2透明電極116の双方に開口部123を設けてもよい。例えば、第1透明電極110に第1開口部123aを設け、第2透明電極116に第2開口部123bを設けてもよい。第1開口部123aと第2開口部123bとは、重ねて配置されていてよいし、図6に示すように異なる領域に、平面視で重ならない領域に、配置されていてもよい。いずれにしても、第1開口部123a及び第2開口部123bを設けることで、液晶分子114の配向を変化させない領域を設けることができる。
図6に示すように、第1透明電極110及び第2透明電極116の双方に開口部123を設けてもよい。例えば、第1透明電極110に第1開口部123aを設け、第2透明電極116に第2開口部123bを設けてもよい。第1開口部123aと第2開口部123bとは、重ねて配置されていてよいし、図6に示すように異なる領域に、平面視で重ならない領域に、配置されていてもよい。いずれにしても、第1開口部123a及び第2開口部123bを設けることで、液晶分子114の配向を変化させない領域を設けることができる。
2−2.電気光学装置の動作
図4乃至図7を参照して、本実施形態に係る電気光学装置100bの動作について説明する。なお、図4及び図6は、透過偏光軸変換部106に電圧が印加されないときの電気光学装置100bの状態及び動作(透過モード)を示し、図5及び図7は、透過偏光軸変換部106に電圧が印加されたときの電気光学装置100bの状態及び動作(鏡面モード)を示す。
図4乃至図7を参照して、本実施形態に係る電気光学装置100bの動作について説明する。なお、図4及び図6は、透過偏光軸変換部106に電圧が印加されないときの電気光学装置100bの状態及び動作(透過モード)を示し、図5及び図7は、透過偏光軸変換部106に電圧が印加されたときの電気光学装置100bの状態及び動作(鏡面モード)を示す。
2−2−1.透過モード
図4及び図6に示すように、透過偏光軸変換部106に電圧が印加されないとき、視認側から吸収型偏光部104に入射した外光は、透過偏光軸に平行な光(第2直線偏光成分)が透過する。透過偏光軸変換部106は、スイッチ132がオフであり、電源130から電圧が印加されない状態にあるので、液晶層112の液晶分子114は、第1透明電極110と第2透明電極116との間で90度捩れた状態となっている。したがって、第2直線偏光成分の光は、液晶層112を透過すると偏光方向が90度回転する。その結果、透過偏光軸変換部106を通過する第2直線偏光成分の光は、第1直線偏光成分の光に変換される。
図4及び図6に示すように、透過偏光軸変換部106に電圧が印加されないとき、視認側から吸収型偏光部104に入射した外光は、透過偏光軸に平行な光(第2直線偏光成分)が透過する。透過偏光軸変換部106は、スイッチ132がオフであり、電源130から電圧が印加されない状態にあるので、液晶層112の液晶分子114は、第1透明電極110と第2透明電極116との間で90度捩れた状態となっている。したがって、第2直線偏光成分の光は、液晶層112を透過すると偏光方向が90度回転する。その結果、透過偏光軸変換部106を通過する第2直線偏光成分の光は、第1直線偏光成分の光に変換される。
反射型偏光部120の透過偏光軸は第1方向に配置されている。そのため、透過偏光軸変換部106で変換された第1直線偏光成分の光は、反射型偏光部120を透過する。さらに表示部124の偏光板126も、表示パネル128が液晶表示パネルである場合は透過偏光軸が第1方向を向いているので、表示画面102の入射光は、表示パネル128まで達する。表示パネル128はカラーフィルタ等の影響により反射率が低い状態にあるので(また、偏光板126が円偏光板である場合には、その作用により)、表示部124において外光はほとんど反射しない。
表示部124を駆動すると、表示パネル128が液晶表示パネルである場合は、表示パネル128から出射される光は偏光板126の作用により第1直線偏光成分の光が出射される。偏光板126と反射型偏光部120の透過偏光軸は平行に配置されているので、表示パネル128からの出射光は反射型偏光部120を透過する。そして、透過偏光軸変換部106では液晶分子114が捩れた状態にあるので、第1直線偏光成分の光は、第2直線偏光成分に変換される。吸収型偏光部104の透過偏光軸は、第2方向に配置されているので、透過偏光軸変換部106を通過して第2直線偏光成分に変換された光は、吸収型偏光部104を透過し、表示画面102から出射される。これにより、視認側から表示パネル128に表示された画像を視認することが可能となる。
このように、本実施形態に係る電気光学装置100bは、透過偏光軸変換部106に電圧を印加しない状態で透過モードとなり、表示部124を駆動する際、表示部124が出力する画像を表示画面102に表示することができる。この場合において、第1透明電極110及び第2透明電極116の一方に開口部123は設けられているとしても、表示される画像にほとんど影響を与えることはない。
2−2−2.鏡面モード
図5及び図7に示すように、透過偏光軸変換部106に電圧を印加すると、開口部123(図7では、第1開口部123a、第2開口部123b)の領域を除き液晶分子114が電界の方向に配向する。この状態で、吸収型偏光部104を通過した第2直線偏光成分の光は、透過偏光軸変換部106において偏光方向が回転しない領域と、偏光方向が回転する領域とを通過する。すなわち、第1透明電極110と第2透明電極116との両方が設けられている領域の液晶分子114は電界の方向に配向するので、透過光の偏光方向は回転しない状態となる。一方、開口部123(図7では、第1開口部123a、第2開口部123b)が設けられた領域では液晶分子114は捩れた状態で配向しているので、第2直線偏光成分の光は第1直線偏光成分の光に変換されることとなる。
図5及び図7に示すように、透過偏光軸変換部106に電圧を印加すると、開口部123(図7では、第1開口部123a、第2開口部123b)の領域を除き液晶分子114が電界の方向に配向する。この状態で、吸収型偏光部104を通過した第2直線偏光成分の光は、透過偏光軸変換部106において偏光方向が回転しない領域と、偏光方向が回転する領域とを通過する。すなわち、第1透明電極110と第2透明電極116との両方が設けられている領域の液晶分子114は電界の方向に配向するので、透過光の偏光方向は回転しない状態となる。一方、開口部123(図7では、第1開口部123a、第2開口部123b)が設けられた領域では液晶分子114は捩れた状態で配向しているので、第2直線偏光成分の光は第1直線偏光成分の光に変換されることとなる。
反射型偏光部120は、第2方向に反射偏光軸が配置されているので、透過偏光軸変換部106を透過した第2直線偏光成分の光は反射する。第2直線偏光成分の反射光は、偏光方向を変えずに透過偏光軸変換部106を透過する。さらに、吸収型偏光部104は第2方向に透過偏光軸が配置されているので、反射光は吸収型偏光部104を透過して表示画面102から出射される。このように、電気光学装置100bは、透過偏光軸変換部106に電圧が印加された状態で鏡面モードが実現される。
一方、透過偏光軸変換部106に開口部123(図7では、第1開口部123a、第2開口部123b)が設けられた領域では、透過偏光軸変換部106を透過した光は、透過モードと同様に反射型偏光部120を透過する。したがって、開口部123(図7では、第1開口部123a、第2開口部123b)の領域では反射光は得られない。これにより、鏡面モードでは、開口部123(図7では、第1開口部123a、第2開口部123b)が設けられた領域が、他の領域と比べて暗く視認されることとなる。すなわち、鏡面モードにおいては、表示画面102の一部にコントラストの異なる領域を表示させることができる。電気光学装置100bは、鏡面モードの表示画面102において、コントラストの異なる領域を利用して、文字、画像、模様等を表示させることができる。なお、図5に示すように、表示部124が出力する画像光は、第1透明電極110と第2透明電極116との両方が設けられている領域では、吸収型偏光部104で吸収、遮断される。また、表示部124が出力する画像光は、開口部123が設けられている領域では、吸収型偏光部104を透過する。よって、鏡面モードにおいて表示部124から所定の光(画像光)を出力し、開口部123が設けられている領域(非鏡面領域ともいえる)で表示画面102から当該光を出射させることもできる。図7では、表示部124が出力する画像光を省略しているが、図5と同様である。
本実施形態によれば、透過偏光軸変換部106によって、透過偏光軸変換部106を透過する光の偏光方向を制御することで、電気光学装置100aを鏡面モードと透過モードとに切り替えて駆動することができる。透過モードにおいては表示部124が出力する画像を表示画面102に表示させることができる。さらに、鏡面モードにおいては、上述の開口部123が設けられた領域を利用して、表示画面102の一部にコントラストの異なる領域を表示させることができる。電気光学装置100bは、鏡面モードにおいて、表示画面102のコントラストの異なる領域を利用して、文字、画像、模様等を表示させ、表示部124が出力する画像を表示しない非表示時に表示画面102に意匠性を持たせることができる。このように、本実施形態によれば、表示画面102に表示部124が出力する画像が表示されない未視聴時、非表示時においても、周囲の環境に適合するように静止画を表示させておくことができる。
第3実施形態:
3−1.電気光学装置の構成
本発明の一実施形態に係る電気光学装置100cの構成を、図8及び図9を参照して説明する。図8は、電気光学装置100cの構成を断面構造により模式的に示す。電気光学装置100cは、表示画面102の視認側から第3方向に沿って、第1反射型偏光部121、透過偏光軸変換部106、第2反射型偏光部120が配置された構成を有する。
3−1.電気光学装置の構成
本発明の一実施形態に係る電気光学装置100cの構成を、図8及び図9を参照して説明する。図8は、電気光学装置100cの構成を断面構造により模式的に示す。電気光学装置100cは、表示画面102の視認側から第3方向に沿って、第1反射型偏光部121、透過偏光軸変換部106、第2反射型偏光部120が配置された構成を有する。
第1反射型偏光部121は、第2方向に透過偏光軸を有し、第1方向に反射偏光軸を有するように配置される。第1反射型偏光部121は、第2直線偏光成分を透過し、第1直線偏光成分を反射する。
透過偏光軸変換部106は、第2実施形態と同様の構成を有する。本実施形態においても、第1透明電極110及び第2透明電極116の一方又は双方に開口部が設けられる。図8は、第1透明電極110に第1開口部123aが設けられ、第2透明電極116に第2開口部123bが設けられる態様を示す。
第2反射型偏光部120は、第1方向に透過偏光軸を有し、第2方向に反射偏光軸を有する。反射型偏光部120は、第1直線偏光成分の光を透過し、第2直線偏光成分の光を反射する。このように、本実施形態においては、第1反射型偏光部121と第2反射型偏光部120とで透過偏光軸が直交するように配置される。
なお、図8は、透過偏光軸変換部106において、第1透明電極110と第2透明電極116の双方に開口部を有する構成を示すが、この構成に変えて、図4に示す構成を適用することもできる。すなわち、第1透明電極110及び第2透明電極116の一方に開口部を備えた構成を適用することができる。
3−2.電気光学装置の動作
図8及び図9を参照して、本実施形態に係る電気光学装置100cの動作について説明する。なお、図8は、透過偏光軸変換部106に電圧が印加されないときの電気光学装置100cbの状態及び動作(透過モード)を示し、図9は、透過偏光軸変換部106に電圧が印加されたときの気光学装置100cbの状態及び動作(鏡面モード)を示す。
図8及び図9を参照して、本実施形態に係る電気光学装置100cの動作について説明する。なお、図8は、透過偏光軸変換部106に電圧が印加されないときの電気光学装置100cbの状態及び動作(透過モード)を示し、図9は、透過偏光軸変換部106に電圧が印加されたときの気光学装置100cbの状態及び動作(鏡面モード)を示す。
3−2−1.透過モード
図8に示すように、透過偏光軸変換部106に電圧が印加されないとき、視認側から第1反射型偏光部121に入射した外光は、透過偏光軸に平行な光が透過し、第2直線偏光成分の光が透過偏光軸変換部106に入射する。一方、第1方向の偏光成分の光は反射型偏光部120で反射する。
図8に示すように、透過偏光軸変換部106に電圧が印加されないとき、視認側から第1反射型偏光部121に入射した外光は、透過偏光軸に平行な光が透過し、第2直線偏光成分の光が透過偏光軸変換部106に入射する。一方、第1方向の偏光成分の光は反射型偏光部120で反射する。
透過偏光軸変換部106は、スイッチ132がオフであり、電源130から電圧が印加されない状態にある。したがって、第2直線偏光成分の光は、液晶層112を透過すると偏光方向が90度回転し、第1直線偏光成分の光に変換される。
第2反射型偏光部120の透過偏光軸は第1方向に配置されている。そのため、透過偏光軸変換部106で変換された第1直線偏光成分の光は、第2反射型偏光部120を通過する。さらに表示部124の偏光板126も、表示パネル128が液晶表示パネルである場合は透過偏光軸が第1方向を向いているので、表示画面102の入射光は、表示パネル128まで達する。表示パネル128はカラーフィルタ等の影響により反射率が低い状態にあるので(また、偏光板126が円偏光板である場合には、その作用により)、表示パネル128での反射は、第1反射型偏光部121の反射光量より少なく、無視できるレベルにある。
表示部124を駆動すると、表示パネル128が液晶表示パネルである場合は、表示パネル128から出射される光は偏光板126の作用により第1直線偏光成分の光が出射される。偏光板126と第2反射型偏光部120の透過偏光軸は平行に配置されているので、表示パネル128からの出射光は第2反射型偏光部120を透過する。そして、透過偏光軸変換部106では液晶分子114が捩れた状態にあるので、第1直線偏光成分の光は、第2直線偏光成分に変換される。第1反射型偏光部121の透過偏光軸は、第2方向に配置されているので、透過偏光軸変換部106を透過して第2直線偏光成分に変換された光は、第1反射型偏光部121を透過し、表示画面102から出射される。これにより、視認側から表示パネル128に表示された画像を視認することが可能となる。
図10(A)は、透過モードにおける電気光学装置100cの表示画面102の状態を示す。透過モードにおいて、表示部124を駆動すると、表示パネル128が液晶表示パネルである場合は表示パネル128から出射される光は偏光板126の作用により第1直線偏光成分の光となる。第1反射型偏光部121と第2反射型偏光部120の透過偏光軸は直交して配置されている。透過偏光軸変換部106は液晶分子114が90度捩れているので、表示パネル128から出射され、第2反射型偏光部120を透過した第1直線偏光成分の光は第2直線偏光成分の光に変換される。したがって、透過モードでは、表示画面102において、表示部124に表示される画像を視認することができる。
表示部124から出射される画像光は、第2反射型偏光部120、液晶層112、及び第1反射型偏光部121を通過することにより若干の減衰はあるものの、透過率として80%以上を実現することができる。第2反射型偏光部120は第1方向の偏光成分の光を反射するが、外光に対する第2反射型偏光部120の反射率は約50%であり、透過モードにおいて視認側から表示パネル128に表示された画像を視認する際に、外光反射の影響はほとんどない。
3−2−2.鏡面モード
図9に示すように、透過偏光軸変換部106に電圧を印加すると、第1開口部123a、第2開口部123bの領域を除き液晶分子114が電界の方向に配向する。この状態で、第1反射型偏光部121を通過した第2直線偏光成分の光は、透過偏光軸変換部106において偏光方向が回転しない領域と、偏光方向が回転する領域とを通過する。第1透明電極110と第2透明電極116との両方が設けられている領域の液晶分子114は電界の方向に配向するので、透過光の偏光軸は回転しない状態となる。一方、第1開口部123a、第2開口部123bが設けられた領域では液晶分子114は捩れた状態で配向しているので、第2直線偏光成分の光は第1直線偏光成分の光に変換される。なお、図9では、外光が第1反射型偏光部121で反射した光(第1直線偏光成分の光、反射光)、及び表示部124が出力する画像光を省略している。図9における表示部124が出力する画像光の動作は、図5と同様である。
図9に示すように、透過偏光軸変換部106に電圧を印加すると、第1開口部123a、第2開口部123bの領域を除き液晶分子114が電界の方向に配向する。この状態で、第1反射型偏光部121を通過した第2直線偏光成分の光は、透過偏光軸変換部106において偏光方向が回転しない領域と、偏光方向が回転する領域とを通過する。第1透明電極110と第2透明電極116との両方が設けられている領域の液晶分子114は電界の方向に配向するので、透過光の偏光軸は回転しない状態となる。一方、第1開口部123a、第2開口部123bが設けられた領域では液晶分子114は捩れた状態で配向しているので、第2直線偏光成分の光は第1直線偏光成分の光に変換される。なお、図9では、外光が第1反射型偏光部121で反射した光(第1直線偏光成分の光、反射光)、及び表示部124が出力する画像光を省略している。図9における表示部124が出力する画像光の動作は、図5と同様である。
第2反射型偏光部120は、第2方向に反射偏光軸が配置されているので、透過偏光軸変換部106を透過した第2直線偏光成分の光は第2反射型偏光部120で反射する。第2直線偏光成分の反射光は、偏光方向を変えずに透過偏光軸変換部106を透過する。第1反射型偏光部121は第2方向に透過偏光軸が配置されているので、透過偏光軸変換部106を透過した反射光は第1反射型偏光部121を透過して表示画面102から出射される。このように、電気光学装置100cは、透過偏光軸変換部106に電圧が印加された状態で鏡面モードが実現される。
一方、透過偏光軸変換部106に第1開口部123a、第2開口部123bが設けられた領域では、透過偏光軸変換部106を透過した光は、透過モードと同様に第2反射型偏光部120を透過する。したがって、第1開口部123a、第2開口部123bの領域では反射光は得られない。これにより、鏡面モードでは、第1開口部123a、第2開口部123bが設けられた領域が、他の領域と比べて暗く視認されることとなる。
図10(B)は、鏡面モードにおける電気光学装置100cの表示画面102の状態を示す。鏡面モードでは、外光が第1反射型偏光部121及び第2反射型偏光部120で反射することにより、電気光学装置100の表示面は鏡面として見えるようになる。しかし、透過偏光軸変換部106に第1開口部123a及び第2開口部123bが設けられた領域では外光が反射しないので、視認側から表示画面102を見ると、暗く視認される。表示画面102へ照射された外光は、第1反射型偏光部121及び第2反射型偏光部120で反射されるので、50%〜約100%の反射率で表示画面102から出射する。このように、本実施形態に係る電気光学装置100cは、鏡面モードにおいて、表示画面102の一部にコントラストの異なる領域を表示させつつ、明るい鏡面状態を実現することができる。
本実施形態においても、透過偏光軸変換部106によって、透過偏光軸変換部106を透過する光の偏光方向を制御することで、電気光学装置100aを鏡面モードと透過モードとに切り替えて駆動することができる。透過モードにおいては表示部124が出力する画像を表示画面102に表示させることができる。さらに、鏡面モードにおいては、上述の開口部123が設けられた領域を利用して、表示画面102の一部にコントラストの異なる領域を表示させることができる。電気光学装置100bは、鏡面モードにおいて、表示画面102のコントラストの異なる領域を利用して、文字、画像、模様等を表示させ、表示部124が出力する画像を表示しない非表示時に表示画面102に意匠性を持たせることができる。このように、本実施形態によれば、表示画面102に表示部124が出力する画像が表示されない未視聴時、非表示時においても、周囲の環境に適合するように静止画を表示させておくことができる。
さらに、本実施形態によれば、透過偏光軸変換部106の前面(外光が入射される側の面)に、反射型偏光部120を配置することにより、鏡面モードにおいて、より明るい鏡面状態を形成することができる。
第4実施形態:
4−1.電気光学装置の構成
本発明の一実施形態に係る電気光学装置100dの構成を図11及び図12を参照して説明する。以下の説明においては、第2実施形態と相違する部分を中心に説明する。
4−1.電気光学装置の構成
本発明の一実施形態に係る電気光学装置100dの構成を図11及び図12を参照して説明する。以下の説明においては、第2実施形態と相違する部分を中心に説明する。
本実施形態に係る電気光学装置100dは、透過偏光軸変換部106の構成が第2実施形態におけるものと相違する。本実施形態において、透過偏光軸変換部106には絶縁膜134が設けられる。絶縁膜134は、第1透明電極110及び第2透明電極116の一方又は双方に設けられる。図11は、第2透明電極116の表面に絶縁膜134が設けられる態様を示す。図11では省略されているが、第1透明電極110の表面、第2透明電極116、及び絶縁膜134の表面には配向膜が設けられている。
図11に示すように、第1透明電極110と第2透明電極116との間に電圧が印加されない状態では、ツイストネマティック液晶の液晶分子114は90度捩れた状態にある。一方、図12に示すように、第1透明電極110と第2透明電極116との間に電圧が印加された場合、液晶分子114は電界と平行な方向に配向する。しかし、絶縁膜134が設けられた領域では、液晶層112にかかる電界の強度が弱まるので、液晶分子114は電界と平行な方向に配向しない、又はほとんど配向しない状態となる。すなわち、絶縁膜134が設けられた領域では、第1透明電極110と第2透明電極116との間に電圧が印加された場合でも、液晶分子114が90度捩れた状態、又は電圧が印加されていない場合とほぼ同じ状態となる。
したがって、透明電極に開口部を設けた場合と同様に、絶縁膜134を第1透明電極110及び第2透明電極116の一方又は双方の表面に設けることで、液晶層112の中に電圧を印加しても液晶分子114が電界と平行な方向に配向しない領域を設けることができる。
4−2.電気光学装置の動作
電気光学装置100dは、第2実施形態における電気光学装置100bと同様に動作させることができる。
電気光学装置100dは、第2実施形態における電気光学装置100bと同様に動作させることができる。
本実施形態に係る電気光学装置100dよれば、開口部を絶縁膜に置き換えた以外は、第2実施形態におけるものと同様の構成を有するので、同様の作用効果を得ることなできる。さらに、本実施形態の構成は、第3実施形態と適宜組みあせて実施することができる。
第5実施形態:
5−1.電気光学装置の構成
本発明の一実施形態に係る電気光学装置100eの構成を、図13及び図14を参照して説明する。図13は、電気光学装置100eの構成を断面構造により模式的に示す。以下の説明においては、第2実施形態と相違する部分を中心に説明する。
5−1.電気光学装置の構成
本発明の一実施形態に係る電気光学装置100eの構成を、図13及び図14を参照して説明する。図13は、電気光学装置100eの構成を断面構造により模式的に示す。以下の説明においては、第2実施形態と相違する部分を中心に説明する。
本実施形態に係る電気光学装置100eは、透過偏光軸変換部107の構成が、第2実施形態における透過偏光軸変換部106と異なる。本実施形態に係る透過偏光軸変換部107は、マトリクス状に配置された複数の画素136を有する。複数の画素136のそれぞれは、複数の第1画素電極138と、複数の第2画素電極140とが対向配置された構成を有する。
図13は、パッシブマトリクス型の画素構造を示す。パッシブマトリクス型の画素136は、第1基板108にはストライプ状の複数の第1画素電極138が第1方向に延び、第2方向に配列され、第2基板118にはストライプ状の複数の第2画素電極140が第2方向に延び、第1方向に配列さされた構成を有する。複数の第1画素電極138と、複数の第2画素電極140のそれぞれは、駆動回路142と接続される。このような構成によれば、液晶層112の液晶分子114を、個々の画素単位で制御することが可能となる。
5−2.電気光学装置の動作
5−2−1.透過モード
図13に示すように、第1画素電極138と第2画素電極140との間に電圧が印加されない状態では、液晶分子114は90度捩れた状態にある。したがって、電気光学装置100eは、第2実施形態で説明したように、透過モードとして動作する。
5−2−1.透過モード
図13に示すように、第1画素電極138と第2画素電極140との間に電圧が印加されない状態では、液晶分子114は90度捩れた状態にある。したがって、電気光学装置100eは、第2実施形態で説明したように、透過モードとして動作する。
5−2−2.鏡面モード
図14に示すように、複数の第1画素電極138と複数の第2画素電極140の内、特定の画素電極の組み合わせに電圧を印加すると、特定の画素の領域における液晶分子114の配向を制御することができる。仮に、複数の第1画素電極138と複数の第2画素電極140の全ての電極間に電圧を印加して液晶分子114の捩れを解消すると、表示画面102からの入射光は反射型偏光部120で反射して、視認側から反射光を視認できるようになる。したがて、電気光学装置100eを鏡面モードとして動作させるには、第1画素電極138と第2画素電極140との間に電圧を印加すればよい。
図14に示すように、複数の第1画素電極138と複数の第2画素電極140の内、特定の画素電極の組み合わせに電圧を印加すると、特定の画素の領域における液晶分子114の配向を制御することができる。仮に、複数の第1画素電極138と複数の第2画素電極140の全ての電極間に電圧を印加して液晶分子114の捩れを解消すると、表示画面102からの入射光は反射型偏光部120で反射して、視認側から反射光を視認できるようになる。したがて、電気光学装置100eを鏡面モードとして動作させるには、第1画素電極138と第2画素電極140との間に電圧を印加すればよい。
図14に示すように、複数の画素136の内、一部の画素に電圧を印加し、他の画素に電圧を印加しない状態とすると、透過偏光軸変換部107の面内に、透過偏光軸変換部107を透過した光が反射型偏光部120で反射する領域と、反射しない領域とを形成することができる。それにより、鏡面モードにおいて、表示画面102の中にコントラストの異なる領域形成し、文字、画像、模様等を表示させ、表示部124が出力する画像を表示しない非表示時に表示画面102に意匠性を持たせることができる。さらに、表示させる文字、画像、模様等は、駆動回路142から出力する信号によって適宜変化させることができる。なお、図14では、表示部124が出力する画像光を省略しているが、図14における表示部124が出力する画像光の動作は、他の実施形態にて説明した原理と同様である。
本実施形態によれば、透過偏光軸変換部107に複数の画素を設けることで、液晶分子114の配向を、画素毎に変化可能に、透過偏光軸変換部107の任意の領域に対して変化可能に、制御することができる。そして、電気光学装置100eは、透過偏光軸変換部107に設けられた複数の画素を制御することで、電気光学装置100eを鏡面モードと透過モードとに切り替えて駆動することができる。鏡面モードにおいては、画素毎に液晶分子114の配向状態を制御することで、コントラストの異なる領域を任意に設定することができる。コントラストの異なる領域を利用して、電気光学装置100eは、鏡面モードにおいて、利用者の選択により、表示される文字、画像、模様等を適宜変更することができる。このように、本実施形態によれば、表示画面102に表示部124が出力する画像が表示されない未視聴時、非表示時においても、コントラストの異なる領域を利用して、周囲の環境に適合するように静止画を表示させておくことができる。
第6実施形態:
本実施形態は、第1実施形態で用いられる、吸収型偏光部104に設けられる開口部122の態様について例示する。
本実施形態は、第1実施形態で用いられる、吸収型偏光部104に設けられる開口部122の態様について例示する。
6.開口部の構成
6−1.吸収型偏光部
図15(A)は、反射型偏光部120の平面図を示す。反射型偏光部120は、便宜上区分される第1領域144、第2領域145、及び第3領域146を含み、各領域に開口部が設けられる。第1領域144、第2領域145、及び第3領域146は、第2方向に沿って配列されている。第1領域144の開口部122aは、第1領域144全体を貫通する開口が設けられている。第2領域145では、開口部122bが複数個設けられている。第3領域146にも、開口部122cが複数個設けられている。図示されるように、開口部122の大きさは、領域ごとに異なっている。各領域の開口部の大きさ(口径)は、第1領域144に設けられる開口部122aが一番大きく、第2領域145に設けられる開口部122bは、第1領域144に設けられる開口部122aより小さく、第3領域146に設けられる開口部122cより大きく形成されている。
6−1.吸収型偏光部
図15(A)は、反射型偏光部120の平面図を示す。反射型偏光部120は、便宜上区分される第1領域144、第2領域145、及び第3領域146を含み、各領域に開口部が設けられる。第1領域144、第2領域145、及び第3領域146は、第2方向に沿って配列されている。第1領域144の開口部122aは、第1領域144全体を貫通する開口が設けられている。第2領域145では、開口部122bが複数個設けられている。第3領域146にも、開口部122cが複数個設けられている。図示されるように、開口部122の大きさは、領域ごとに異なっている。各領域の開口部の大きさ(口径)は、第1領域144に設けられる開口部122aが一番大きく、第2領域145に設けられる開口部122bは、第1領域144に設けられる開口部122aより小さく、第3領域146に設けられる開口部122cより大きく形成されている。
反射型偏光部120において、各領域に設けられる開口部の合計面積は、当該領域の反射光量に影響を与える。すなわち、各領域において、開口部が占める面積が大きいほど、反射光量が減少する。したがって、図15(B)に示すように、電気光学装置100が鏡面モードで動作するとき、第1領域144、第2領域145、及び第3領域146のコントラストを比較すると、開口部が設けられない領域と比べて、第3領域146が比較的暗く視認され、第2領域145がその次に暗く視認され、第1領域144が一番暗く視認されることとなる。
このように、反射型偏光部120の一定の面積を占める領域において、開口部の大きさ、単位面積当たりの数を適宜変化させることで、鏡面モードにおいて画像、模様に濃淡を表現することができ、画像、模様の輪郭部分にグラデーションを付けることで、境界をぼかして表示することができる。例えば、鏡面モードにおいて、水墨画のようなモノトーンの画像を表示することができる。
なお、図15は、3つの領域毎に開口部の大きさを変化さる態様を示すが、このような態様に限定されず、第2方向に沿って連続的に開口部122の面積が変化するようにしてもよい。
6−2.透過偏光軸変換部等の構成
また、本実施形態は、第1実施形態における反射型偏光部120に設けられる開口部について説明したが、これと同様の構成を第2実施形態及び第3実施形態における透過偏光軸変換部106の第1透明電極110及び第2透明電極116の一方又は双方に設ける開口部122についても同様に適用することができる。また、第4実施形態における、第1透明電極110及び第2透明電極116の一方又は双方に重ねて設ける絶縁膜134についても同様に適用することができる。
また、本実施形態は、第1実施形態における反射型偏光部120に設けられる開口部について説明したが、これと同様の構成を第2実施形態及び第3実施形態における透過偏光軸変換部106の第1透明電極110及び第2透明電極116の一方又は双方に設ける開口部122についても同様に適用することができる。また、第4実施形態における、第1透明電極110及び第2透明電極116の一方又は双方に重ねて設ける絶縁膜134についても同様に適用することができる。
第7実施形態:
本実施形態は、電気光学装置をモジュール化したときの構成を例示する。具体的には、電気光学装置の封止構造、スペーサの配置について例示する。
本実施形態は、電気光学装置をモジュール化したときの構成を例示する。具体的には、電気光学装置の封止構造、スペーサの配置について例示する。
7−1.封止構造
図16は、第1実施形態で示す電気光学装置100aのモジュールの構成について例示する。第1実施形態で説明されるように電気光学装置100aは、吸収型偏光部104、透過偏光軸変換部106、反射型偏光部120を含む。これらの部材の外周部(エッジ部)は、封止部材148で囲まれる。封止部材148は、U字型の形状を有していることが好ましい。例えば、封止部材148は、吸収型偏光部104、透過偏光軸変換部106、及び反射型偏光部120の側面を覆い、さらに吸収型偏光部104の表面側周縁部及び、反射型偏光部120の裏面側周縁部を覆うように設けられる。また、封止部材148と、吸収型偏光部104、透過偏光軸変換部106及び反射型偏光部120との間には、シーリング材が充填され防水加工がされていてもよい。
図16は、第1実施形態で示す電気光学装置100aのモジュールの構成について例示する。第1実施形態で説明されるように電気光学装置100aは、吸収型偏光部104、透過偏光軸変換部106、反射型偏光部120を含む。これらの部材の外周部(エッジ部)は、封止部材148で囲まれる。封止部材148は、U字型の形状を有していることが好ましい。例えば、封止部材148は、吸収型偏光部104、透過偏光軸変換部106、及び反射型偏光部120の側面を覆い、さらに吸収型偏光部104の表面側周縁部及び、反射型偏光部120の裏面側周縁部を覆うように設けられる。また、封止部材148と、吸収型偏光部104、透過偏光軸変換部106及び反射型偏光部120との間には、シーリング材が充填され防水加工がされていてもよい。
封止部材148は、ポリ塩化ビニル等の樹脂材料、又はアルミニウム等の金属材料で形成されていることが好ましい。シーリング材としては、シリコーン、ブチルゴム等の樹脂材料が用いられることが好ましい。
7−2.スペーサ
透過偏光軸変換部106は、シール材154により貼り合わされた第1基板108と第2基板118との間にスペーサ150が設けられていることが好ましい。スペーサ150を設けることにより、表示画面102を大面積化しても液晶層112の厚さを一定に保つことが可能となる。また、電気光学装置100は、スペーサ150が設けられることで、構造体としての安定性を高めることができる。
透過偏光軸変換部106は、シール材154により貼り合わされた第1基板108と第2基板118との間にスペーサ150が設けられていることが好ましい。スペーサ150を設けることにより、表示画面102を大面積化しても液晶層112の厚さを一定に保つことが可能となる。また、電気光学装置100は、スペーサ150が設けられることで、構造体としての安定性を高めることができる。
スペーサ150としては、ビーズスペーサ、フォトスペーサ(感光性スペーサ)を用いることができる。特に、フォトスペーサは、感光性の樹脂材料を用い、フォトリソグラフィーにより所定の領域に形成することができるという利点を有する。例えば、フォトスペーサ150を、図17(A)に示すようなランダムな配置、又は図17(B)に示すようにジグザグ配置とすることで、背景との関係でモアレが視認されにくくすることができる。
7−3.遮光膜
図18は、第1実施形態で示す電気光学装置100aのモジュール化したときの他の一例を示す。図16で示すモジュールとの相違の一つは、遮光膜152が配置されている点にある。遮光膜152は、スペーサ150が設けられる位置に合わせて配置されことが好ましい。遮光膜152は、第1基板108及び第2基板118の少なくとも一方に設けられていればよい。例えば、スペーサ150を形成する基板と同一の基板に設けられてもよい。遮光膜152とスペーサ150とを同一基板に形成することで、両者の位置の合わせ精度を高めることができる。
図18は、第1実施形態で示す電気光学装置100aのモジュール化したときの他の一例を示す。図16で示すモジュールとの相違の一つは、遮光膜152が配置されている点にある。遮光膜152は、スペーサ150が設けられる位置に合わせて配置されことが好ましい。遮光膜152は、第1基板108及び第2基板118の少なくとも一方に設けられていればよい。例えば、スペーサ150を形成する基板と同一の基板に設けられてもよい。遮光膜152とスペーサ150とを同一基板に形成することで、両者の位置の合わせ精度を高めることができる。
遮光膜152は、絶縁材料で形成されてもよいし、導電材料で形成されてもよい。例えば、遮光膜152は、黒色の顔料を含む樹脂材料で形成することができる、また、遮光膜152は、チタン(Ti)、モリブデン(Mo)、クロム(Cr)等の金属材料で形成することもできる。
液晶層112の中にスペーサ150が配置されると、その周辺で液晶分子の配向乱れが生じやすくなる。液晶分子の配向乱れがあると、光漏れが生じ、表示画面102に表示される画像の画質を低下させる原因となる。しかしながら、スペーサ150の配置に合わせて遮光膜152を設けることで、液晶の配向乱れの影響を低減することができる。
7−4.保護部材
図18に示すように、表示画面102の前面に、すなわち吸収型偏光部104の図1に示す視認側に、保護部材156が設けられていてもよい。保護部材156は、光学フィルム、光学ガラス等で形成される。保護部材156には、例えば、紫外線吸収剤が含まれていることが好ましい。紫外線を吸収する保護部材156としては、紫外線吸収フィルム、紫外線カットガラス等を用いることができる。保護部材156を設けることで、偏光部材(吸収型偏光部104、反射型偏光部120)、液晶層112の劣化を防ぐことができる。別言すれば、電気光学装置100を屋外に配置した場合でも、劣化を防止することができる。さらに、保護部材156の表面には、反射防止膜が設けられていてもよいし、反射防止処理としてノングレア処理が施されていてもよい。
図18に示すように、表示画面102の前面に、すなわち吸収型偏光部104の図1に示す視認側に、保護部材156が設けられていてもよい。保護部材156は、光学フィルム、光学ガラス等で形成される。保護部材156には、例えば、紫外線吸収剤が含まれていることが好ましい。紫外線を吸収する保護部材156としては、紫外線吸収フィルム、紫外線カットガラス等を用いることができる。保護部材156を設けることで、偏光部材(吸収型偏光部104、反射型偏光部120)、液晶層112の劣化を防ぐことができる。別言すれば、電気光学装置100を屋外に配置した場合でも、劣化を防止することができる。さらに、保護部材156の表面には、反射防止膜が設けられていてもよいし、反射防止処理としてノングレア処理が施されていてもよい。
本実施形態は、第1実施形態で説明される電気光学装置100aに基づいてモジュールの態様を説明したが、同様の構成を第2実施形態乃至第6実施形態で説明される電気光学装置について適用することもできる。
第8実施形態:
本実施形態は、吸収型偏光部、透過偏光軸変換部、反射型偏光部、表示部が一体化された電気光学装置の構成について例示する。
本実施形態は、吸収型偏光部、透過偏光軸変換部、反射型偏光部、表示部が一体化された電気光学装置の構成について例示する。
図19は、吸収型偏光部104、透過偏光軸変換部106、反射型偏光部120、表示部124の断面構造を示す。図19に示す吸収型偏光部104、透過偏光軸変換部106、反射型偏光部120は、第1実施形態におけるものと同様の構成を有する。第1実施形態で説明されるように、反射型偏光部120の一部に開口部122が設けられている。
図19は、表示パネル128が、液晶表示パネルである場合を示す。液晶表示パネル128は、画素アレイ160が設けられたアレイ基板158と、カラーフィルタが設けられた対向基板164とがシール材168により貼り合わされ、アレイ基板158と対向基板164との間に液晶層162が設けられた構成を有する。画素アレイ160は、薄膜トランジスタ等で形成された画素回路と、薄膜トランジスタと電気的に接続される画素電極等が含まれる。カラーフィルタ166は、各画素に対応して、着色層が配列された構成を有する。
液晶の方式がTN(Twisted Nematic)方式、VA(Vertical Alignment)、MVA(Multi-domain Vertical Alignment)方式等の場合には、対向基板164に対向電極が設けられていてもよい。さらに、液晶表示パネル128を挟むように、偏光板126a、126bが設けられる。液晶表示パネル128の背面にはバックライト170が配置される。バックライト170は、発光ダイオード、蛍光管等で形成される光源172と、導光板174を含む。
図19は、電気光学装置100aが透過モードにおける場合と反射モードにおける場合との両方を、同一の図面内に示す。透過モードでは、表示画面102に入射した光が、吸収型偏光部104、透過偏光軸変換部106、反射型偏光部120を透過し、液晶表示パネル128側に照射される。偏光板126aは吸収型であり、対向基板164にはカラーフィルタ166が設けられているため、液晶表示パネル128に照射される光の反射は無視することができる。透過モードにおいて液晶表示パネル128が駆動されると、画像光が、反射型偏光部120、透過偏光軸変換部106、吸収型偏光部104を透過して表示画面102から出射される。これにより、液晶表示パネル128に表示される画像が表示画面102に映し出され、観察者は視認側から表示画面102に映し出される画像を視認することができる。
鏡面モードでは、表示画面102に入射した光は反射型偏光部120で反射され、反射光は表示画面102から出射される。これにより、表示画面102は外光を明るく反射する鏡面となる。また、液晶表示パネル128が駆動された場合でも、開口部122が設けられた領域を除き、画像光は吸収型偏光部104で遮られ、表示画面102からはほとんど出射されない。一方、開口部122は設けられた領域に入射した外光は、反射型偏光部120で反射されない。すなわち、開口部122は設けられた領域が非鏡面領域となる。したがって、液晶表示パネル128が駆動されていない場合は、開口部122が設けられた領域の表示画面102が暗くなる。上記を踏まえると、鏡面モードでは、透過偏光軸変換部106の動作にバックライト170の動作を連動させてバックライトを消灯することや、透過偏光軸変換部106の動作に液晶表示パネル128の動作を連動させて液晶表示パネルの表示を消すことが、好適である。このような動作によって、非鏡面領域の表示画面102から画像光が漏れたり、出射されたりしなくなる。
本実施形態によれば、電気光学装置100aにおいて、表示画面102に表示部124が出力する画像が表示されないとき(未視聴時、非表示時)でも表示画面全体が黒色とならず、威圧感を低減することができる。そして、未視聴時や非表示時に、電気光学装置100aの表示画面102に文字、図形、模様等を表示させ、周囲の環境に適合するようにすることができる。なお、本実施形態は、表示パネル128として液晶表示パネルが使用される態様を示したが、これを表示パネル128として有機エレクトロルミネセンス表示パネル、量子ドット表示パネル、マイクロLED表示パネル等に置き換えることもできる。
本実施形態は、第1実施形態で説明される電気光学装置100aに基づいて説明したが、同様の構成を第2実施形態乃至第6実施形態で説明される電気光学装置について適用することもできる。
第9実施形態:
本実施形態は、電気光学装置の応用について例示する。本発明の一実施形態に係る電気光学装置は、テレビジョン、コンピュータのモニタ、携帯情報端末等、各種電子機器の画像を表示する用途に限定されず、様々な用途に応用することができる。
本実施形態は、電気光学装置の応用について例示する。本発明の一実施形態に係る電気光学装置は、テレビジョン、コンピュータのモニタ、携帯情報端末等、各種電子機器の画像を表示する用途に限定されず、様々な用途に応用することができる。
9−1.応用例1
図20(A)及び(B)は、装飾品としての応用例を示す。図20(A)及び(B)に示すように、室内の内壁176に電気光学装置100を設置することができる。図20(A)は、電気光学装置100が透過モードである場合を示し、表示画面102を通して内壁176の表面を視認することができる。図20(B)は、電気光学装置100が鏡面モードである場合を示す。鏡面モードでは、表示画面102の一部又は全面に、文字、図形、模様等の静止画像178を表示させることができる。電気光学装置100は、透過モードと鏡面モードを切り替えることで、表示画面102を透かして壁面を見せたり、表示画面102に静止画像178を表示させたりすることができ、室内の雰囲気を変えることができる。
図20(A)及び(B)は、装飾品としての応用例を示す。図20(A)及び(B)に示すように、室内の内壁176に電気光学装置100を設置することができる。図20(A)は、電気光学装置100が透過モードである場合を示し、表示画面102を通して内壁176の表面を視認することができる。図20(B)は、電気光学装置100が鏡面モードである場合を示す。鏡面モードでは、表示画面102の一部又は全面に、文字、図形、模様等の静止画像178を表示させることができる。電気光学装置100は、透過モードと鏡面モードを切り替えることで、表示画面102を透かして壁面を見せたり、表示画面102に静止画像178を表示させたりすることができ、室内の雰囲気を変えることができる。
なお、電気光学装置100を配置する場所は壁面に限定されず、天井、床面、ドア、間仕切り板(パーティション板)、外壁、窓面等に設置することができる。例えば、電気光学装置100を窓枠に合わせて配置すれば、ブラインドとして利用することができる。
9−2.応用例2
図21(A)及び(B)は、電気光学装置100をデジタルサイネージ(電子看板)に応用した例を示す。電気光学装置100は、例えば、柱や壁面等に設置される。また、スタンドを用いて孤立して設置されていてもよい。図21(A)は、電気光学装置100が透過モードである場合、表示画面102に広告を表示させている態様を示す。表示画面102に表示させる広告は、表示部124から出力される。表示画面102に表示させる広告は、静止画像が適宜切り替えられてもよいし、動画が表示されてもよい。図21(B)は、電気光学装置100を鏡面モードで使用し、静止画が表示される態様を示す。表示画面には、例えば、広告主のロゴタイプが表示されてもよい。電気光学装置100は、鏡面モードのとき、特に第1実施形態の鏡面モードのとき、電力をほとんど消費しないので、デジタルサイネージの消費電力を削減することができる。また、デジタルサイネージが停止している場合でも、表示画面全体が黒色とならず、威圧感を低減し、景観が損なわれないようにすることができる。さらに、鏡面モード時に、非鏡面領域が避難経路等を表示するようにしておくことで、災害等で停電した場合の安全性を高めることができ、本発明の一実施形態に係る電気光学装置は社会貢献に寄与することができる。
図21(A)及び(B)は、電気光学装置100をデジタルサイネージ(電子看板)に応用した例を示す。電気光学装置100は、例えば、柱や壁面等に設置される。また、スタンドを用いて孤立して設置されていてもよい。図21(A)は、電気光学装置100が透過モードである場合、表示画面102に広告を表示させている態様を示す。表示画面102に表示させる広告は、表示部124から出力される。表示画面102に表示させる広告は、静止画像が適宜切り替えられてもよいし、動画が表示されてもよい。図21(B)は、電気光学装置100を鏡面モードで使用し、静止画が表示される態様を示す。表示画面には、例えば、広告主のロゴタイプが表示されてもよい。電気光学装置100は、鏡面モードのとき、特に第1実施形態の鏡面モードのとき、電力をほとんど消費しないので、デジタルサイネージの消費電力を削減することができる。また、デジタルサイネージが停止している場合でも、表示画面全体が黒色とならず、威圧感を低減し、景観が損なわれないようにすることができる。さらに、鏡面モード時に、非鏡面領域が避難経路等を表示するようにしておくことで、災害等で停電した場合の安全性を高めることができ、本発明の一実施形態に係る電気光学装置は社会貢献に寄与することができる。
本発明の一実施形態に係る電気光学装置は、上記の応用例に限定されず、様々な用地に用いることができる。例えば、公共交通機関で使用される車両の車内広告に用いることができる。また、各種電子機器の表示画面において、スクリーンセイバーとして用いることができる。
100・・・電気光学装置、102・・・表示画面、104・・・吸収型偏光部、106・・・透過偏光軸変換部、107・・・透過偏光軸変換部、108・・・第1基板、110・・・第1透明電極、112・・・液晶層、114・・・液晶分子、116・・・第2透明電極、118・・・第2基板、120・・・反射型偏光部、121・・・第1反射型偏光部、122・・・開口部、123・・・開口部、124・・・表示部、126・・・偏光板、128・・・表示パネル、130・・・電源、132・・・スイッチ、134・・・絶縁膜、136・・・画素、138・・・第1画素電極、140・・・第2画素電極、142・・・駆動回路、144・・・第1領域、145・・・第2領域、146・・・第3領域、148・・・封止部材、150・・・スペーサ、152・・・遮光膜、154・・・シール材、156・・・保護部材、158・・・アレイ基板、160・・・画素アレイ、162・・・液晶層、164・・・対向基板、166・・・カラーフィルタ、168・・・シール材、170・・・バックライト、172・・・光源、174・・・導光板、176・・・内壁、178・・・静止画像
Claims (20)
- 第1基板と第2基板とが対向配置され、前記第1基板と前記第2基板との間に第1透明電極と前記第2透明電極と液晶層とが配置され、第1面と第1面の反対側の第2面とを有する透過偏光軸変換部と、
前記透過偏光軸変換部の前記第1面側に配置され、第1方向に透過偏光軸を有し前記第1方向と直交する第2方向に吸収偏光軸を有する吸収型偏光部と、
前記透過偏光軸変換部の前記第2面側に配置され、前記第1方向に透過偏光軸を有し前記第2方向に反射偏光軸を有する領域と、開口部と、を備える反射型偏光部と、
を有し、
前記透過偏光軸変換部は、
前記第1透明電極と前記第2透明電極との間に電圧が印加されていないときに、前記吸収型偏光部から前記第1面へ入射する入射光を、前記第2面から前記第2方向の直線偏光の光を出射し、
前記第1透明電極と前記第2透明電極との間に所定の電圧が印加されているときに、前記入射光を、前記第2面から前記第1方向の直線偏光の光を出射する、電気光学装置。 - 前記第1基板に前記第1透明電極が位置し、前記第2基板に前記第2透明電極が位置し、
前記液晶層はツイストネマティック液晶を含む、請求項1に記載の電気光学装置。 - 前記第1基板と前記第2基板との一方に、前記第1透明電極と前記第2透明電極とが位置する、請求項1に記載の電気光学装置。
- 第1透明電極を有する第1基板と、第2透明電極を有する第2基板とが対向配置され、前記第1基板と前記第2基板との間に液晶層が配置され、第1面と第1面の反対側の第2面とを有する透過偏光軸変換部と、
前記透過偏光軸変換部の前記第1面側に配置され、第2方向に透過偏光軸を有し前記第2方向と直交する第1方向に吸収偏光軸を有する吸収型偏光部と、
前記透過偏光軸変換部の前記第2面側に配置され、前記第2方向に反射偏光軸を有し前記第1方向に透過偏光軸を有する反射型偏光部と、
前記第1透明電極と前記第2透明電極との少なくとも一方と、前記液晶層とが、平面視で重ならない領域を有する、電気光学装置。 - 前記領域において、前記第1透明電極と前記第2透明電極とのの一方又は双方は、開口部を有する、請求項4に記載の電気光学装置。
- 前記領域において、前記第1透明電極と前記第2透明電極とのの一方又は双方と、前記液晶層との間に、絶縁膜が位置する、請求項4に記載の電気光学装置。
- ストライプ状の複数の第1画素電極を有する第1基板と、ストライプ状の複数の第2画素電極を有する第2基板とが対向配置され、前記第1基板と前記第2基板との間に液晶層が配置され、第1面と第1面の反対側の第2面とを有する透過偏光軸変換部と、
前記透過偏光軸変換部の前記第1面側に配置され、第2方向に透過偏光軸を有し前記第2方向と直交する第1方向に吸収偏光軸を有する吸収型偏光部と、
前記透過偏光軸変換部の前記第2面側に配置され、前記第2方向に反射偏光軸を有し前記第1方向に透過偏光軸を有する反射型偏光部と、
を有し、
前記複数の第1画素電極の延在方向と前記複数の第2画素電極の延在方向とは異なっている、電気光学装置。 - 前記複数の第1画素電極は、前記第1方向に延び、前記第2方向に配列し、
前記複数の第2画素電極は、前記第2方向に延び、前記第1方向に配列する、請求項7に記載の電気光学装置。 - 第1透明電極を有する第1基板と、第2透明電極を有する第2基板とが対向配置され、前記第1透明電極と前記第2透明電極との間に液晶層が配置され、第1面と第1面の反対側の第2面とを有する透過偏光軸変換部と、
前記透過偏光軸変換部の前記第1面側に配置され、第2方向に透過偏光軸を有し前記第2方向と直交する第1方向に反射偏光軸を有する第1反射型偏光部と、
前記透過偏光軸変換部の前記第2面側に配置され、前記第2方向に反射偏光軸を有し前記第1方向に透過偏光軸を有する第2反射型偏光部と、
前記第1透明電極と前記第2透明電極との少なくとも一方と、前記液晶層とが、平面視で重ならない領域を有する、電気光学装置。 - 前記液晶層は、ツイストネマティック液晶を含む、請求項4乃至請求項9のいずれか一項に記載の電気光学装置。
- 前記反射型偏光部の前記透過偏光軸変換部とは反対側の面側に、表示部が配置されている、請求項1乃至8のいずれか一項に記載の電気光学装置。
- 表示画面をさらに備え、
前記表示部は画像を出力し、
前記画像を前記表示画面に表示する透過モードを有し、
前記表示画面へ入射する外光を、前記反射型偏光部で反射させ、前記表示画面から出射させる鏡面モードを有し、
前記透過モードと前記鏡面モードとを切り替えて駆動することが可能な、請求項11に記載の電気光学装置。 - 前記第2反射型偏光部の前記とは反対側の面側に、表示部が配置されている、請求項9又は10に記載の電気光学装置。
- 表示画面をさらに備え、
前記表示部は画像を出力し、
前記画像を前記表示画面に表示する透過モードを有し、
前記表示画面へ入射する外光を、前記第2反射型偏光部で反射させ、前記表示画面から出射させる鏡面モードを有し、
前記透過モードと前記鏡面モードとを切り替えて駆動することが可能な、請求項13に記載の電気光学装置。 - 前記表示部は、前記透過偏光軸変換部の側に、第1方向に透過偏光軸を有する偏光板が配置されている、請求項11乃至14のいずれか一項に記載の電気光学装置。
- 前記第1基板と前記第2基板との間に、スペーサがランダムに配置されている、請求項1乃至15のいずれか一項に記載の電気光学装置。
- 前記第1基板と前記第2基板との間に、スペーサがジグザクに配置されている、請求項1乃至15のいずれか一項に記載の電気光学装置。
- 前記スペーサに重ねて遮光膜が配置されている、請求項16又は17に記載の電気光学装置。
- 前記第1面の側の最表面には、紫外線を吸収する保護部材が配置されている、請求項1乃至18のいずれか一項に記載の電気光学装置。
- 少なくとも前記透過偏光軸変換部の外周部を囲む封止部材を有する、請求項1乃至19のいずれか一項に記載の電気光学装置。
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