JP3627246B2 - 表示装置及びそれを用いた電子機器 - Google Patents

Description

技術分野
本発明は表示装置の技術分野に関し、特に偏光板、反射偏光子等の偏光分離器を備えており、外光を反射して表示を行う反射型及び光源光を透過して表示する透過型の両用可能な液晶表示装置等の表示装置並びにその駆動方法及びそれを用いた携帯電話、腕時計、携帯情報端末等の電子機器の技術分野に関する。
背景技術
従来、外光を用いて表示を行う反射型の表示装置の場合、暗所では光量の減少に応じて、表示が見え難くなってしまう。他方、バックライト等の光源を用いて表示を行う透過型の表示装置の場合、明所、暗所によらずに光源の分だけ電力省費が大きくなり、特に電池により動作させる携帯用の表示装置等には適さない。そこで、反射型及び透過型の両用可能な半透過反射型の表示装置は、主に明所用に、表示画面から入射する外光を装置内部に設けられた半反射膜で反射しつつ、その光路上に配置された液晶、偏光分離器等の光学素子を用いて表示画面から出射する光量を画素毎に制御することにより、反射型表示を行う。他方、主に暗所用に、前述の半反射膜の裏側からバックライト等の内蔵光源により光源光を照射しつつ、前述の液晶、偏光分離器等の光学素子を用いて、表示画面から出射する光量を画素毎に制御することにより、透過型表示を行う。
従来のTN（Twisted Nematic）液晶やSTN（Super−Twisted Nematic）液晶等の透過光の偏光軸を回転させる透過偏光軸可変光学素子を利用した液晶表示装置おいては、この透過偏光軸可変光学素子を２枚の偏光板で挟んだ構造を採用している。ここで、偏光分離器の一例たる偏光板は、入射光のうち特定の偏光軸方向と異なる方向の偏光成分を吸収することにより偏光を行うので、光の利用効率が悪い。そして特に、上述の反射型及び透過型の両用可能である液晶表示装置の場合、反射型表示の際に、光を半反射膜により反射するために、光の利用効率は更に悪くなる。このため、反射型表示の際に、表示が暗いという問題がある。
図33を用いて、透過偏光軸可変手段としてTN液晶パネルを用いた従来の半透過反射型について説明する。図33は従来の半透過反射型の表示装置の断面図である。
図33において、表示装置は、上側偏光板205、上側ガラス基板206、電圧印加領域207及び電圧無印加領域208を含むTN液晶層、下側ガラス板209、下側偏光板210、半透過反射板211及び光源212を備える。半透過反射板211としては、例えば薄く形成したAl（アルミニウム）板が用いられる。或いは、反射板に開口部を設けることで半透過反射板211を構成してもよい。尚、図33は分かりやすくするために各部が離れているように描かれているが、実際には、それぞれ密着して配置される。また、上側偏光板205及び下側偏光板210は、ノーマリーホワイトモードの表示を行うべく、透過偏光軸が相互に直交するように配置されているものとする。
先ず、反射型表示時の白表示について説明する。光の経路201に示した光は、上側偏光板205で紙面に平行な方向の直線偏光となり、TN液晶層の電圧無印加領域208で偏光方向が90゜捻じられ紙面に垂直な直線偏光となり、下側偏光板210で紙面に垂直な方向の直線偏光のまま透過されて、半透過反射板211で反射され、一部は透過する。反射された光は再び下側偏光板210を紙面に垂直な曲線偏光のまま透過し、TN液晶層の電圧無印加領域208で偏光方向が90゜捻じられて紙面に平行の直線偏光となり、上側偏光板205から出射する。このように電圧無印加時には、白表示となる。これに対し、光の経路203に示した光は、上側偏光板205で紙面に平行な方向の直線偏光になり、TN液晶層の電圧印加領域207で偏光方向を変えずに紙面に平行な方向の直線偏光のまま透過し、下側偏光板210で吸収されるので黒表示となる。
次に、透過型表示時の白及び黒表示について説明する。光源212から発せられ、光の経路202に示した光の一部は、半透過反射板211を透過し、下側偏光板210で紙面に垂直な方向の直線偏光になり、TN液晶層の電圧無印加領域208で偏光方向が90゜念じられて紙面に平行な直線偏光となり、上側偏光板205を紙面に平行な直線偏光のまま透過して、白表示となる。これに対し、光源212から発せられ、光の経路204に示した光の一部は、半透過反射板211を透過し、下側偏光板210で紙面に垂直な方向の直線偏光になり、TN液晶層の電圧印加領域207でも偏光方向を変えずに透過し、上側偏光板205で吸収され黒表示となる。
以上のように、上側偏光板205及び下側偏光板210は夫々吸収を伴う偏光分離器であるため、特に反射型表示時には、光が上側偏光板205及び下側偏光板210を夫々２回通過する際に、その一部は吸収されてしまう。更に、半透過反射板211を透過して、光源212の側に抜けてしまい、表示に利用されない光もある。これらの結果、従来の半透過反射型の液晶表示装置の場合、光の利用効率が悪く、反射型表示時には特に、表示画面が暗くなるという問題があった。
そこで我々は、本願の優先日において未公開であった特願平８−245346号において、光源側の下側偏光板及び半透過反射板の代わりに、所定の方向の直線偏光成分の光を反射すると共にこれと直交方向の直線偏光成分の光を透過させる偏光分離器の一例たる反射偏光子（reflective polarizer:リフレクティブ・ポラライザー）を用いた半透過反射型の表示装置を提案した。この表示装置によれば、偏光分離器により反射効率が高まり、明るい表示が得られる。また、特表平９−506985号公報（国際出願公報:WO/95/17692号）及び国際出願公報:WO/95/27819号の中に、反射偏光子を用いた表示装置が開示されている。
図１を用いて、我々が特願平８−245346号にて提案した、反射偏光子を用いた半透過反射型の表示装置について説明する。
図１において、表示装置は、上側偏光板301、上側ガラス基板302、下側ガラス基板304、反射偏光子306、半透過光吸収層307及び光源308を備える。表示装置は更に、上側ガラス基板302及び下側ガラス基板304間に挟持されたTN液晶層を備えており、当該TN液晶層は、電圧無印加領域605と電圧印加領域606とを含むものとする。
先ず、反射型表示時の白及び黒表示時について説明する。表示装置外部から入射した光の経路601に示す光は、上側偏光板301で紙面に平行な方向の直線偏光の光となり、TN液晶層の電圧無印加領域605で偏光方向が90゜捻じられ紙面に垂直な方向の直線偏光成分の光となり、反射偏光子306で紙面に垂直な方向の直線偏光の光のまま反射されて、再びTN液晶層の電圧無印加領域605で偏光方向が90゜捻じられて紙面に平行な方向の直線偏光成分の光となり、上側偏光板301から出射する。従って、TN液晶層に電圧が印加されないときは、白表示となる。このように白表示の光は、上側偏光板301を透過する直線偏光の光の殆どを選択的に反射する反射偏光子306で反射された光であるので、前述のように偏光板を透過した光を単に部分的に反射する半透過反射板を用いた従来の表示装置（図33参照）よりも明るい表示となる。これに対し、光の経路603に示した光は、上側偏光板301で紙面に平行な方向の直線偏光になり、TN液晶層の電圧印加領域606で偏光方向を変えずに紙面に平行な方向の直線偏光のまま透過し、反射偏光子306でもまた偏光方向を変えずに透過し、その後、半透過光吸収層307で吸収されるので、黒表示となる。
次に、透過型表示時の白及び黒表示時について説明する。光の経路602に示した光源308からの光は、半透過光吸収層307に設けた開口部から透過し、反射偏光子306で紙面に平行な方向の直線偏光になり（即ち、紙面に垂直な偏光成分は反射偏光子306の下面で反射されて半透過光吸収層307に吸収され）、TN液晶層の電圧無印加領域605で偏光方向が90゜捻じられて紙面に垂直な直線偏光となり、上側偏光板301で吸収され、黒表示となる。これに対し、光の経路604に示した光源308からの光は、半透過光吸収層307に設けた開口部から透過し、反射偏光子306で紙面に平行な方向の直線偏光になり、TN液晶層の電圧印加領域606でも偏光方向を変えずに紙面に平行な方向の直線偏光のまま上側偏光板301を透過して白表示となる。
このように、我々が特願平８−245346号にて提案した、偏光分離器として反射偏光子を用いた半透過反射型の表示装置によれば、主に明所で外光による、従来技術よりも明るい反射型表示を行うことができ、主に暗所で光源光による透過型表示を行うことができる。
発明の開示
しかしながら、図１を用いて説明したように、偏光分離器として反射偏光子を用いた半透過反射型の表示装置の場合、透過型表示時には、反射偏光子を反射した光を表示に用い、これとは反対に、反射型表示時には、反射偏光子を透過した光を表示に用いる。このため、透過型表示時には、液晶パネルに電圧を印加した（偏光方向がTN液晶で捩じられない）部分が白表示となり、所謂ネガ表示が行われるが、反射型表示時には、液晶パネルに電圧を印加しない（偏光方向がTN液晶で90゜捩じられた）部分が白表示となり、所謂ポジ表示が行われる。即ち、反射型表示時には、透過型表示時と比べて白黒が反転した表示が行われる。このように、我々が特願平８−245346号にて提案した表示装置には、透過型表示時と反射型表示時とで同じ液晶印加電圧を与えると、所謂“ポジネガ反転”という現象が生じるという問題点があった。
特に、このポジネガ反転表示は、文字や数字を表示する等の白黒表示用或いは２色表示用には、ポジ表示とネガ表示とで文字や数字を認識する程度に差異は少ないため、比較的適するが、フルカラー表示用には、ネガ表示の際の表示色が現実の色とかけ離れてしまうため、適していない。
更に、反射型表示時に表示光たる外光が偏光板、液晶パネル、反射偏光子、カラーフィルタ等の光学素子を往復で二度ずつ通過するのに対し、透過型表示時に表示光たる光源光がこれら各光学素子を一度ずつしか通過しないことに起因して、表示画面における光強度に一般に多少の相違が生じる。このため、透過型表示時と反射型表示時との間で表示輝度を安定させること、即ち表示の明るさを同程度にすることは、単純にポジネガ反転の問題点を解決する以上に困難であるという問題点もあった。
本発明は上述の問題点に鑑みなされたものであり、液晶等の透過偏光軸可変光学素子を利用する半透過反射型の表示装置において、外光による反射型表示時と光源点灯による透過型表示時とでポジネガ反転せず、更に反射型表示時と透過型表示時とで表示輝度を同程度にすることも可能であり、しかも明るい表示が得られる表示装置並びにその駆動方法及びそれを用いた電子機器を提供することを課題とする。
本発明の上記課題は、透過偏光軸を可変な透過偏光軸可変手段と、該透過偏光軸可変手段の一方の側に配置されており第１の方向の直線偏光成分の光を透過させると共に該第１の方向とは異なる所定方向の直線偏光成分の光を反射又は吸収する第１の偏光分離手段と、前記透過偏光軸可変手段の他方の側に配置されており第２の方向の直線偏光成分の光を透過させると共に該第２の方向とは異なる所定方向の直線偏光成分の光を反射する第２の偏光分離手段と、該第２の偏光分離手段に対して前記透過偏光軸可変手段と反対側に配置されており該第２の偏光分離手段を介して前記透過偏光軸可変手段に光を入射する光源と、画像データに基づいて前記透過偏光軸可変手段を駆動して前記透過偏光軸を変化させる駆動手段と、該駆動手段における前記画像データに対する前記透過偏光軸の変化特性を前記光源の点灯及び非点灯に応じて切り換える駆動特性切換手段とを備えた表示装置によって達成される。
本発明の表示装置によれば、外光を利用して反射型表示を行う場合には、光源が非点灯状態とされ、第１の偏光分離手段側から外光が入射される。第１の偏光分離手段が、入射した外光のうち第１の方向の直線偏光成分の光を透過偏光軸可変手段の側に透過させる。そして、第１の偏光分離手段は、第１の方向と異なる所定方向（例えば、第１の方向と直交又はほぼ直交する方向）の直線偏光成分を反射又は吸収する。次に、第２の偏光分離手段は、第１の偏光分離手段及び透過偏光軸可変手段を介して入射した光のうち、第２の方向の直線偏光成分の光を、透過偏光軸可変手段と反対側に透過させ、第２の方向とは異なる所定方向（例えば、第２の方向と直交又はほば直交する方向）の直線偏光成分の光を反射する。また、第２の偏光分離手段を透過した光は、非点灯状態にある光源部分において反射や拡散される。他方、第２の偏光分離手段により反射された光は、上記順番と逆順で、透過偏光軸可変手段及び第１の偏光分離手段を通過する。
この結果、反射型表示の場合には、透過偏光軸可変手段における透過軸の方向に応じて選択的に、第２の偏光分離手段により反射された光が透過偏光軸可変手段を介して第１の偏光分離手段側から出射されることによる（相対的に明るい）第１の表示状態と、第２の偏光分離手段を透過した光が吸収や拡散されること等によって第１の偏光分離手段側から出射されないことによる（相対的に暗い）第２の表示状態とが得られる。また、透過偏光軸可変手段により、第１及び第２の偏光分離手段間の光の偏光軸を適宜調整し、最終的に第１の偏光分離手段から出射する光の強度を調整すれば中間調表示が得られる。この際、当該反射型表示における明るさについては、第２の偏光分離手段として従来のように偏光板を用いる場合と比較して、光の吸収ではなく光の反射により偏光分離を行うと共にこの反射された直線偏光成分を表示光として利用することになるので、明るい反射型の表示が得られる。
他方、光源を利用して透過型表示を行う場合には、光源が点灯状態とされ、光源から第２の偏光分離手段に光源光が入射される。第２の偏光分離手段が、入射した光源光のうち第２の方向の直線偏光成分の光を透過偏光軸可変手段の側に透過させ、第２の方向と異なる所定方向の直線偏光成分の光を反射する。更に、第１の偏光分離手段は、第２の偏光分離手段及び透過偏光軸可変手段を介して入射した光のうち、第１の方向の直線偏光成分の光を、透過偏光軸可変手段と反対側、即ち表示画面側に透過させる。そして、第１の方向とは異なる所定方向の直線偏光成分を反射する。
この結果、透過型表示の場合には、透過偏光軸可変手段における透過軸の方向に応じて選択的に、第２の偏光分離手段を透過した光が第１の偏光分離手段側から出射されることによる（相対的に明るい）第３の表示状態と、光源からの光が第１の偏光分離手段により反射されることによる（相対的に暗い）第４の表示状態とが得られる。また、透過偏光軸可変手段により、第１及び第２の偏光分離手段間の光の偏光軸を適宜調整し、最終的に第１の偏光分離手段から出射する光の強度を調整すれば中間調表示が得られる。
このように反射型表示及び透過型表示を夫々行う際には、駆動手段により、画像データに基づいて透過偏光軸可変手段が駆動され、透過偏光軸が変化させられるので、反射型表示時における第１又は第２の表示状態若しくは透過型表示時における第３又は第４の表示状態によって画像データに応じた画像が当該表示装置には表示される。ここで、仮に反射型表示及び透過型表示とで駆動手段における画像データに対する透過偏光軸の変化特性を同じにしてしまうと、同一の画像データに対して、前述した特願平８−245346号の場合と同様に、反射型表示時における（明るい）第１の表示状態となる領域が透過型表示において（暗い）第４の表示状態となり、反射型表示時における（暗い）第２の表示状態となる領域が透過型表示において（明るい）第３の表示状態となってしまう。即ち、反射型表示と透過型表示との間でポジネガ反転を起こしてしまう。
ここに、画像データに対する透過偏光軸の変化特性とは、画像データの変化に対して透過偏光軸をどのように変化させるかの特性を意味する。例えば、画像データが白又は黒を示す２値データであれば、白を示す画像データに対して偏光方向を90度、270度等捻じり黒を示す画像データに対して偏光方向を捻じらないように透過偏光軸を変化させる変化特性や、逆に黒を示す画像データに対して偏光方向を捻じらずに白を示す画像データに対して偏光方向を捻じるように透過偏光軸を変化させる変化特性などがある。また例えば、画像データが白から黒に至る多階調を示す場合には、白から黒に向かうに連れて偏光方向の捻じりを徐々に小さくするように透過偏光軸を変化させる変化特性や、白から黒に向かうに連れて偏光方向の捻じりを徐々に大きくするように透過偏光軸を変化させる変化特性などがある。
本発明では、光源の点灯及び非点灯が制御されると、駆動特性切換手段によって、上述の如き駆動手段における画像データに対する透過偏光軸の変化特性が、光源の点灯及び非点灯に応じて切り換えられる。
以上の結果、予め画像データに対する透過偏光軸の変化特性として、ポジネガ反転を起こさない反射型表示用の変化特性と透過型表示用の変化特性とを夫々設定しておけば、実際の表の際には、点灯及び非点灯に応じて、これらの変化特性を切り換ることにより、反射型表示と透過型表示との間で、ポジネガ反転を生じさせないことが可能となる。
更に、この透過偏光軸の変化特性の切換により、反射型表示時の表示光たる外光と透過型表示時の表示光たる光源光との光路差に起因する反射型表示と透過型表示との間における光強度の相違を補償するも可能となる。即ち、反射型表示と透過型表示とで光強度を同程度にすることも可能となる。特に、画像データが白黒の２値データではなく、多階調を示すｎ（n:3以上の整数）値データの場合に、予め反射型表示時の表示光の光強度（表示輝度）と透過型表示時の表示光の光強度（表示輝度）とを全ての階調について同じ或いは同程度にする変化特性を反射型表示用及び透過型表示用に夫々設定しておけば、実際の表の際には、点灯及び非点灯に応じてこれらの変化特性を切り換ることにより、反射型表示と透過型表示との間で光強度を全ての階調について同じ或いは同程度にすることが可能となる。より具体的には、透過型表示の際の各階調ごとの透過率に対応して、反射型表示時の際の各階調の反射率を、各階調における光強度（表示輝度）を同じ或いは同程度にするように設定することにより、透過型表示と反射型表示とで光強度を白及び黒のみならず全ての中間調について同じ或いは同程度にすることが可能となる。従って、多階調やカラーの画像データの場合にも、画像データに忠実な高品位の画像表示が可能となる。例えば、自然画像やフルカラー画像に対しても違和感のない反射型表示及び透過型表示が可能となる。
以上説明したように本発明の表示装置により、反射型表示時と透過型表示持とでポジネガ反転することなく、反射型表示時と透過型表示時とで光強度（表示輝度）を同程度にすることも可能であり、明るく高品位の画像表示を行うことができる。尚、より具体的な、画像データに対する透過偏光軸の変化特性の切換方式については、例えば以下に示すように各種の態様が考えられる。
本発明の表示装置の一の態様では、前記透過偏光軸可変手段は、一対の基板間に液晶を有する液晶パネルからなり、前記駆動手段は、前記画像データに応じた駆動電圧を前記液晶に印加する。即ち、当該表示装置は、液晶装置として構成される。
この態様によれば、駆動手段により、画像データに応じた駆動電圧が液晶に印加されて、液晶パネルにおける透過偏光軸が変化させられる。この際、光源の点灯及び非点灯が制御されると、駆動特性切換手段によって、駆動手段における画像データに対する透過偏光軸の変化特性が、光源の点灯及び非点灯に応じて切り換えられる。従って、この液晶装置では、反射型表示時と透過型表示時とでポジネガ反転することなく、反射型表示時と透過型表示時とで光強度を同程度にすることも可能であり、明るい表示が可能となる。
この態様では、液晶は、TN（Twisted Nematic）液晶、STN（Super−Twisted Nematic）液晶、Ｆ−STN（film compensated Super−Twisted Nematic）液晶及びECB（Electrically Controlled Birefringence）液晶のうちいずれか一つからなってよい。このように構成すれば、ポジネガ反転すること無く明るい高品位の反射型表示を比較的容易に行える。なお、このSTN液晶素子には、色補償用光学異方体を用いるSTN液晶素子も含んでいる。また、ECB液晶素子等複屈折効果をもつ液晶素子を利用すると、光源からの発色を変化させることが出来る。
この透過偏光軸可変手段が液晶パネルからなる態様では、前記駆動特性切換手段は、前記光源の点灯及び非点灯を指示する点灯制御信号に同期して、前記駆動電圧を切り換えてもよい。
このように構成すれば、光源の点灯及び非点灯を指示する点灯制御信号に応じて、光源の点灯及び非点灯が制御される。そして、この点灯制御信号に同期して、駆動特性切換手段により駆動電圧が切り換えられて、画像データに対する液晶パネルの透過偏光軸の変化特性が切り換えられる。この結果、反射型表示と透過型表示とを切り換えると瞬時に、液晶パネルの駆動電圧もこれに連動して切り換えられて、ポジネガ反転が生じる時間は殆ど又は全くない。即ち、確実で便利なポジネガ反転の防止機能が実現される。尚、このような点灯制御信号に代えて、点灯及び非点灯を光学的又は電気的に検出して生成した点灯・非点灯検出信号に同期して、液晶パネルの駆動電圧が切り換えられるようにしてもよい。
この点灯制御信号に同期して駆動電圧が切り換えられる態様では、前記液晶パネルは、複数のデータ信号線及び複数の走査信号線を備え、該複数のデータ信号線及び該複数の走査信号線の交差部毎に形成された各駆動領域における前記液晶を駆動することによって前記透過偏光軸を変えることが可能なドットマトリクス液晶パネルからなり、前記駆動特性切換手段は、前記画像データに対応して前記データ信号線に供給されるデータ信号の電位を、前記点灯制御信号に同期して切り換えてもよい。
このように構成すれば、点灯制御信号に同期して、駆動特性切換手段によりデータ信号の電位が切り換えられて、画像データに対する液晶パネルの透過偏光軸の変化特性が切り換えられる。この結果、ドットマトリクス液晶パネルにおいても、反射型表示と透過型表示とを切り換えると瞬時に、駆動電圧がこれに連動して切り換えられて、ポジネガ反転が生じることはない。
このデータ信号の電位が切り換えられる態様では、前記駆動手段は、前記データ信号の電位を液晶パネルに供給するデータ信号電位供給手段を含み、前記駆動特性切換手段は、前記データ信号電位供給手段の前段において前記画像データに対応して前記データ信号電位供給手段に供給される前記データ信号を、前記点灯制御信号に同期して、ポジ表示に対応するデータ信号とネガ表示に対応するデータ信号とに切り換えるデータ信号変換手段を含んでもよい。
このように構成すれば、データ信号電位供給手段の前段において、データ信号変換手段により、データ信号は、ポジ表示に対応するデータ信号とネガ表示に対応するデータ信号とに点灯制御信号に同期して切り換えられる。このため、データ信号の段階で、そのデータ内容を変更することにより、画像データに対する液晶パネルの透過偏光軸の変化特性を切り換えることができ、比較的簡単且つ確実にポジネガ反転を防止できる。
このデータ信号変換手段によりデータ信号を切り換える態様では、前記データ信号変換手段は、前記データ信号を、前記点灯制御信号に同期して反転させる反転手段を含んでもよい。
このように構成すれば、反転手段により、データ信号を反転することにより、画像データに対する液晶パネルの透過偏光軸の変化特性を切り換えることができるので、非常に簡単且つ確実にポジネガ反転を防止できる。
本発明の表示装置の他の態様では、前記第２の偏光分離手段は、前記第２の方向の直線偏光成分の光を透過させると共に前記第２の方向と直交する方向の直線偏光成分の光を反射する反射偏光子からなる。
この態様によれば、反射偏光子が、入射した光のうち第２の方向の直線偏光成分を第２の方向の直線偏光成分として透過させる。そして、第２の方向と直交する方向の直線偏光成分を該直交する方向の直線偏光成分として反射する。従って、当該反射偏光子を透過する光に基づいて表示を行うことができ、従来例のように偏光板で光を吸収して偏光分離を行う場合と比較して光の利用効率が高まり、特に反射型表示時に表示が明るくなる。
この態様では、前記反射偏光子は、複屈折性を有する第１層と、該第１層の複数の屈折率のうちのいずれか一つに実質的に等しい屈折率を有すると共に複屈折率を有しない第２層とが交互に積層された積層体からなるように構成してもよい。
このような構成の反射偏光子においては、反射偏光子の一方の主面に対して積層方向から入射された光のうち第２の方向の直線偏光成分の光は第２の方向の直線偏光成分の光として反対側の他方の主面側に透過する。そして、第２の方向と直交する方向の直線偏光成分の光は、該直交する方向の直線偏光成分の光として反射される。また、反射偏光子の他方の主面に対して積層方向から入射された光のうち第２の方向の直線偏光成分の光は第２の方向の直線偏光成分の光として反対側の一方の主面倒に透過する。そして、第２の方向と直交する方向の直線偏光成分の光は、該直交する方向の直線偏光成分の光として反射される。
本発明の表示装置の他の態様では、前記第２の偏光分離手段は、可視光領域のほぼ全波長範囲の光に対して、前記第２の方向の直線偏光成分を透過させると共に前記第２の方向と直交する方向の直線偏光成分の光を反射する。
この態様によれば、反射型表示時に、可視光領域のほぼ全波長範囲の外光に対して、透過偏光軸可変手段における透過偏光軸の方向に応じて二つの表示状態が得られ、そのうち一方の表示状態では、透明反射または白反射による表示が得られる。他方、透過型表示時に、白色光源を用いれば、可視光領域のほぼ全波長範囲の光源光に対して、透過偏光軸可変手段における透過偏光軸の方向に応じて二つの表示状態が得られ、そのうち一方の表示状態では、透明反射または白反射による表示が得られる。
本発明の表示装置の他の態様では、前記第１の偏光分離手段は、前記第１の方向の直線偏光成分の光を透過させると共に前記第１の方向と直交する方向の直線偏光成分の光を吸収する偏光板からなる。
この態様によれば、偏光板は、入射した光のうち第１の方向の直線偏光成分を第１の方向の直線偏光成分として透過させ、第１の方向と直交する方向の直線偏光成分を吸収する。従って、偏光板を透過する光に基づいて表示を行うことができ、表示面における外光の反射を低減することが出来る。
本発明の表示装置の他の態様では、前記第２の偏光分離手段と前記光源との間に半透過光吸収層を更に備える。
この態様によれば、反射型表示時には、透過偏光軸可変手段を介して第２の偏光分離手段を透過した光は、半透過光吸収層で一部吸収され、更に半透過光吸収層を透過した光部分は、非点灯状態にある光源の表面によって反射や拡散された後に半透過光吸収層で更に吸収されるので、この光は、第２の偏光分離手段及び透過偏光軸可変手段を介して第１の偏光分離手段から殆ど又は全く出射されない。このため、より暗い表示が可能になり、コントラストが向上する。また、透過型表示時には、半透過光吸収層は、点灯状態にある光源からの光を部分的に透過するので、当該透過型表示が可能となる。
この態様では、前記半透過光吸収層の透過率が５％以上80％以下であってよい。
このように構成すれば、反射型表示及び透過型表示における明るさ及びコントラストのバランスを適度にとることができる。
本発明の表示装置の他の態様では、前記第２の偏光分離手段と前記光源との間に前記第２の方向と槻ね透過軸を一致させた偏光手段を更に備える。
この態様によれば、透過型表示時には、光源からの光のうち第２の方向と異なる所定方向（例えば、第２の方向と直交する方向）の直線偏光成分の光を偏光手段及び第２の偏光分離手段が透過する。この際、偏光手段は、第２の偏光分離手段における偏光度を補う働きをするので、透過型表示時のコントラストが向上する。或いは、偏光度の比較的低い安価な第２の偏光分離手段を採用することができる。
前述のデータ信号の電位が切り換えられる態様では、前記交差部毎に非線形素子を更に備えてもよい。
このように構成すれば、例えばTFT、TFD等の非線形素子により、高品位の画像表示が可能なアクティブマトリクス駆動方式による大型のドットマトリクス液晶パネルを備えた表示装置を実現できる。
本発明の表示装置の他の態様では、前記光源と前記第２の偏光分離手段との間に、透光性の光拡散層を更に備える。
この態様によれば、透過偏光軸可変手段及び第１の偏光分離手段を透過し、表示光として出射される光により、鏡面状態でない（紙状の）表示を行える。尚、光拡散層の配置としては、例えば、第１の偏光分離手段と透過偏光軸可変手段との間や透過偏光軸可変手段と第２の偏光分離手段との間であってもよい。
前述の透過偏光軸可変手段が液晶パネルからなる態様では、前記一対の基板の一方にカラーフィルタを更に備えてもよい。
このように構成すれば、白黒以外の２色カラー表示やフルカラー表示などのカラー表示が可能な半透過反射型の表示装置を実現できる。
前述の透過偏光軸可変手段が液晶パネルからなる態様では、前記液晶パネルは、複数のデータ信号線及び複数の走査信号線を備え、該複数のデータ信号線及び該複数の走査信号線の交差部毎に形成された各駆動領域における前記液晶を駆動することによって前記透過偏光軸を変えることが可能なドットマトリクス液晶パネルからなり、前記駆動手段は、前記走査信号を供給する走査信号供給手段及び前記データ信号を供給するデータ信号供給手段を含み、前記駆動電圧切換手段は、前記走査信号供給手段及びデータ信号供給手段により夫々供給される前記走査信号及び前記データ信号のうち少なくとも一方の電圧を制御することにより、前記光源の非点灯時と前記光源の点灯時とで前記各駆動領域に対応する前記液晶に印加する前記駆動電圧を相異ならせてもよい。
このように構成すれば、予め、各駆動領域（ドット）において透過型表示と反射型表示とで各階調の反射率を同じ又は同程度になるように駆動電圧を設定しておけば、実際に透過型表示及び反射型表示を行う際に、光源の点灯及び非点灯に応じて、これらの異なる駆動電圧のいずれかを選択的に各駆動領域の液晶に印加することにより、画面全体における透過型表示時と反射型表示時とで光強度を同じ或いは同程度にできる。
この構成では更に、前記駆動電圧切換手段は、前記走査信号供給手段により前記光源の非点灯時に供給される前記走査信号の電位と前記光源の点灯時に供給される前記走査信号の電位とを相異ならせる走査信号電位制御手段を含むように構成してもよい。
このように構成すれば、予め、透過型表示と反射型表示とで各階調の光強度（表示輝度）が同じ又は同程度になるように反射型表示用の走査信号の電位と透過型表示用の走査信号の電位を設定しておけば、実際に透過型表示及び反射型表示を行う際に、光源の点灯及び非点灯に応じて、これらの異なる電位の走査信号のいずれかを選択的に供給することにより、透過型表示時と反射型表示時とで光強度を同じ或いは同程度にできる。
この構成では更に、前記走査信号電位制御手段は、所定の電位を出力する第１の共通電位出力部と、前記光源の点灯及び非点灯を指示する点灯制御信号に応じた電位を出力する第１の変換電位出力部とを含み、前記走査信号電位制御手段は、前記第１の共通電位出力部及び前記第１の変換電位出力部とから出力される電位の和を前記走査信号供給手段に出力するように構成してもよい。
このように構成すれば、消費電力の低減及び回路構成の簡素化を図ることも可能となり、確実に透過型表示時と反射型表示時とで光強度を同じ或いは同程度にできる。
前述の走査信号及び前記データ信号のうち少なくとも一方の電圧を制御する態様では、前記駆動電圧切換手段は、前記データ信号供給手段により前記光源の非点灯時に供給される前記データ信号の電位と前記光源の点灯時に供給される前記データ信号の電位とを相異ならせるデータ信号電位制御手段を含むように構成してもよい。
このように構成すれば、予め、透過型表示と反射型表示とで各階調の光強度（表示輝度）が同じ又は同程度になるように反射型表示用のデータ信号の電位と透過型表示用のデータ信号の電位を設定しておけば、実際に透過型表示及び反射型表示を行う際に、光源の点灯及び非点灯に応じて、これらの異なる電位のデータ信号のいずれかを選択的に供給することにより、透過型表示時と反射型表示時とで光強度を同じ或いは同程度にできる。
この構成では更に、前記データ信号電位制御手段は、前記画像データに対応する電位を出力する画像信号中継部と、所定の電位を出力する第２の共通電位出力部と、前記光源の点灯及び非点灯を指示する点灯制御信号に応じた電位を出力する第２の変換電位出力部とを含み、前記データ信号電位制御手段は、前記画像信号中継部、前記第２の共通電位出力部及び前記第２の変換電位出力部とから出力される電位の和を前記データ信号供給手段に出力するように構成してもよい。
このように構成すれば、消費電力の低減及び回路構成の簡素化を図ることも可能となり、確実に透過型表示時と反射型表示時とで光強度を同じ或いは同程度にできる。
前述のデータ信号電位制御手段を含む態様では、前記データ信号電位制御手段は、前記画像データに対応する画像信号を変換して変換後の画像信号の電位を出力する画像信号変換部と、所定の電位を出力する第３の共通電位出力部と、前記光源の点灯及び非点灯を指示する点灯制御信号及び前記画像データの階調情報に応じた電位を出力する階調制御部とを含み、前記データ信号電位制御手段は、前記画像信号変換部、前記第３の共通電位出力部及び前記階調制御部から出力される電位の和を前記データ信号供給手段に出力するように構成してもよい。
このように構成すれば、消費電力の低減及び回路構成の簡素化を図ることも可能となり、確実に透過型表示持と反射型表示時とで光強度を同じ或いは同程度にできる。
本発明の上記課題は、上述した本発明の表示装置を備えたことを特徴とする電子機器によっても達成される。
本発明の電子機器によれば、上述の本発明の表示装置を備えているので、反射型表示と透過型表示とでポジネガ反転すること無く明るい表示を行うことが可能な、携帯情報機器、パーソナルコンピュータ、ナビゲーションシステム等の各種の電子機器を実現できる。尚、本発明の電子機器は、その用途によっては、上述した各種態様のうちいずれかの表示装置を搭載してもよい。
本発明の上記課題は、透過偏光軸を可変な透過偏光柏可変手段と、該透過偏光軸可変手段の一方の側に配置されており第１の方向の直線偏光成分の光を透過させると共に該第１の方向とは異なる所定方向の直線偏光成分の光を反射又は吸収する第１の偏光分離手段と、前記透過偏光軸可変手段の他方の側に配置されており第２の方向の直線偏光成分の光を透過させると共に該第２の方向とは異なる所定方向の直線偏光成分の光を反射する第２の偏光分離手段と、該第２の偏光分離手段に対して前記透過偏光軸可変手段と反対側に配置されており該第２の偏光分離手段を介して前記透過偏光軸可変手段に光を入射する光源とを備えた表示装置の駆動方法であって、画像データに基づいて前記透過偏光軸可変手段を駆動して前記透過偏光軸を変化させる駆動工程と、該駆動工程における前記画像データに対する前記透過偏光軸の変化特性を前記光源の点灯及び非点灯に応じて切り換える駆動特性切換工程とを備えた表示装置の駆動方法によっても達成される。
本発明の駆動方法によれば、前述した本発明の表示装置の場合と同様に、反射型表示時と透過型表示時とでポジネガ反転することなく、反射型表示時と透過型表示時とで光強度（表示輝度）を同程度にすることも可能であり、明るく高品位の画像表示を行うことができる。
本発明の表示装置の駆動方法の一の態様では、前記透過偏光軸可変手段は、一対の基板間に液晶を有する液晶パネルからなり、前記駆動工程は、前記画像データに応じた駆動電圧を前記液晶に印加する。
この態様によれば、画像データに応じた駆動電圧が液晶に印加されて、液晶パネルにおける透過偏光軸が変化させられる。この際、光源の点灯及び非点灯が制御されると、駆動工程における画像データに対する透過偏光軸の変化特性が、光源の点灯及び非点灯に応じて切り換えられる。従って、この液晶装置では、反射型表示時と透過型表示時とでポジネガ反転することなく、反射型表示時と透過型表示時とで光強度を同程度にすることも可能であり、明るい表示が可能となる。
この態様では更に、前記駆動特性切換工程は、前記光源の点灯及び非点灯を指示する点灯制御信号に同期して、前記駆動電圧を切り換えてもよい。
このように構成すれば、光源の点灯及び非点灯を指示する点灯制御信号に応じて、光源の点灯及び非点灯が制御される。そして、この点灯制御信号に同期して、駆動電圧が切り換えられて、画像データに対する液晶パネルの透過偏光軸の変化特性が切り換えられる。この結果、反射型表示と透過型表示とを切り換えると瞬時に、液晶パネルの駆動電圧もこれに連動して切り換えられて、ポジネガ反転が生じる時間は殆ど又は全くない。
この態様では更に、前記液晶パネルは、複数のデータ信号線及び複数の走査信号線を備え、該複数のデータ信号線及び該複数の走査信号線の交差部毎に形成された各駆動領域における前記液晶を駆動することによって前記透過偏光軸を変えることが可能なドットマトリクス液晶パネルからなり、前記駆動特性切換工程は、前記画像データに対応して前記データ信号線に供給されるデータ信号の電位を、前記点灯制御信号に同期して切り換えてもよい。
このように構成すれば、点灯制御信号に同期してデータ信号の電位が切り換えられて、画像データに対する液晶パネルの透過偏光軸の変化特性が切り換えられる。この結果、ドットマトリクス液晶パネルにおいても、反射型表示と透過型表示とを切り換えると瞬時に、駆動電圧がこれに連動して切り換えられて、ポジネガ反転が生じることはない。
この態様では更に、前記駆動工程は、前記データ信号の電位を液晶パネルに供給するデータ信号電位供給工程を含み、前記駆動特性切換工程は、前記データ信号電位供給工程の前において前記データ信号電位供給工程で前記画像データに対応して供給される前記データ信号を、前記点灯制御信号に同期して、ポジ表示に対応するデータ信号とネガ表示に対応するデータ信号とに切り換えるデータ信号変換工程を含んでもよい。
このように構成すれば、データ信号変換工程により、データ信号は、ポジ表示に対応するデータ信号とネガ表示に対応するデータ信号とに点灯制御信号に同期して切り換えられる。このため、データ信号の段階で、そのデータ内容を変更することにより、画像データに対する液晶パネルの透過偏光軸の変化特性を切り換えることができ、比較的簡単且つ確実にポジネガ反転を防止できる。
この態様では更に、前記データ信号変換工程は、前記データ信号を、前記点灯制御信号に同期して、反転させる反転工程を含んでもよい。
このように構成すれば、反転工程により、データ信号を反転することにより、画像データに対する液晶パネルの透過偏光軸の変化特性を切り換えることができるので、非常に簡単且つ確実にポジネガ反転を防止できる。
前述の透過偏光軸可変手段が液晶パネルからなる態様では、前記液晶パネルは、複数のデータ信号線及び複数の走査信号線を備え、該複数のデータ信号線及び該複数の走査信号線の交差部毎に形成された各駆動領域における前記液晶を駆動することによって前記透過偏光軸を変えることが可能なドットマトリクス液晶パネルからなり、前記駆動工程は、前記走査信号を供給する走査信号供給工程及び前記データ信号を供給するデータ信号供給工程を含み、前記駆動電圧切換工程は、前記走査信号供給工程及びデータ信号供給工程により夫々供給される前記走査信号及び前記データ信号のうち少なくとも一方の電圧を制御することにより、前記光源の非点灯時と前記光源の点灯時とで前記各駆動領域に対応する前記液晶に印加する前記駆動電圧を相異ならせてもよい。
このように構成すれば、予め、各駆動領域（ドット）において透過型表示と反射型表示とで各階調の反射率を同じ又は同程度になるように駆動電圧を設定しておけば、画面全体における透過型表示時と反射型表示時とで光強度を同じ或いは同程度にできる。
この態様では更に、前記駆動電圧切換工程は、前記走査信号供給工程により前記光源の非点灯時に供給される前記走査信号の電位と前記光源の点灯時に供給される前記走査信号の電位とを相異ならせる走査信号電位制御工程を含んでもよい。
このように構成すれば、予め、透過型表示と反射型表示とで各階調の光強度（表示輝度）が同じ又は同程度になるように反射型表示用の走査信号の電位と透過型表示用の走査信号の電位を設定しておけば、透過型表示時と反射型表示時とで光強度を同じ或いは同程度にできる。
前述の走査信号及び前記データ信号のうち少なくとも一方の電圧を制御する態様では、前記駆動電圧切換工程は、前記データ信号供給工程により前記光源の非点灯時に供給される前記データ信号の電位と前記光源の点灯時に供給される前記データ信号の電位とを相異ならせるデータ信号電位制御工程を含んでもよい。
このように構成すれば、予め、透過型表示と反射型表示とで各階調の光強度（表示輝度）が同じ又は同程度になるように反射型表示用のデータ信号の電位と透過型表示用のデータ信号の電位を設定しておけば、透過型表示時と反射型表示時とで光強度を同じ或いは同程度にできる。
なお、以上述べた本発明の表示装置においては、単純（パッシブ）マトリクス方式、TFT（Thin Film Transistor）やTFD（Thin Film Diode）等を用いたアクティブマトリクス方式、セグメント方式など、公知のいずれの駆動方式の表示装置として構成しても、明るい反射型表示を実現しつつ、反射時と透過時とでポジネガ反転の生じない表示を実現できる。
また、本発明の偏光分離手段としては、前記のような反射偏光子以外にも、例えばコレステリック液晶層と（1/4）λ板を組み合わせたもの、ブリュースターの角度を利用して反射偏光と透過偏光とに分離するもの（SID 92 DIGEST第427頁乃至第429貞）、ホログラムを利用するもの、国際公開された国際出願（国際出願公開:WO95/27819号及びWO95/17692号）に開示されたもの等を用いることもできる。尚、これら各種の偏光分離器は、後述の各実施例においても、同様に反射偏光子の代わりに利用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の第１の実施例の表示装置における反射型表示時及び透過型表示時の動作原理を説明するための模式的断面図である。
図２は、本発明の各実施例の表示装置に用いる偏光分離器（反射偏光子）の概略斜視図である。
図３は、図２の偏光分離器（反射偏光子）の作用を説明する概念図である。
図４は、本発明の第１の実施例の表示装置の断面図である。
図５は、本発明の第１の実施例の駆動装置を含む表示装置のブロック図である。
図６は、本発明の第１の実施例の表示装置の等価回路を示す回路図である。
図７は、本発明の第１の実施例の表示装置の反射型表示時における駆動電圧波形を示す波形図である。
図８は、本発明の第１の実施例の表示装置の透過型表示時における駆動電圧波形を示す波形図である。
図９は、本発明の第１の実施例の表示装置に備えられた点灯制御手段を示す回路図である。
図10は、本発明の第１の実施例の表示装置に備えられたデータ信号変換手段を示す回路図である。
図11は、本発明の第１の実施例の表示装置に備えられたデータ信号変換手段における真理値表である。
図12は、本発明の第２の実施例の表示装置における反射型表示時及び透過型表示時の動作原理を説明するための模式的断面図である。
図13は、本発明の第３の実施例の表示装置の等価回路を示す回路図である。
図14は、本発明の第３の実施例の表示装置の反射型表示時における駆動電圧波形を示す波形図である。
図15は、本発明の第３の実施例の表示装置の透過型表示時における駆動電圧波形を示す波形図である。
図16は、本発明の第４の実施例の表示装置の等価回路を示す回路図である。
図17は、本発明の第４の実施例の表示装置の反射型表示時における駆動電圧波形を示す波形図である。
図18は、本発明の第４の実施例の表示装置の透過型表示時における駆動電圧波形を示す波形図である。
図19は、本発明の第４の実施例の表示装置の断面図である。
図20は、本発明の第５の実施例の電子機器の概略平面図である。
図21は、本発明の各実施例の液晶パネルにおける実効電圧と光強度との関係を示す図である。
図22は、本発明の第６の実施例の駆動装置を含む表示装置のブロック図である。
図23は、本発明の第６の実施例の表示装置に備えられたデータ信号電位制御手段のブロック図である。
図24は、本発明の第６の実施例の表示装置における、画像データに対する光強度、反射型表示時の実効電圧及び透過型表示時の実効電圧を示す表である。
図25は、本発明の第６の実施例の表示装置に備えられた変換電位出力部の回路図である。
図26は、本発明の第６の実施例の表示装置に備えられた走査信号電位制御手段のブロック図である。
図27は、本発明の第７の実施例の表示装置に備えられたデータ信号電位制御部のブロック図である。
図28は、本発明の第７の実施例の表示装置における、画像データに対する反射型表示時の表示データ、印加電圧及び光反射率を示す表である。
図29は、本発明の第７の実施例の表示装置における、画像データに対する透過型表示時の表示データ、印加電圧及び光反射率を示す表である。
図30は、本発明の第７の実施例の表示装置に備えられた階調制御部のブロック図である。
図31は、本発明の第８の実施例の電子機器のブロック図である。
図32（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は夫々、本発明の第８の実施例の電子機器の各種の具体例の斜視図である。
図33は、従来の表示装置における反射型表示時及び透過型表示時の動作原理を説明するための模式的断面図である。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明を実施するための最良の形態についての実施例毎に図面に基づいて説明する。
（偏光分離器）
まず、図２及び図３を参照して本発明の各実施例の液晶表示装置に用いられる偏光分離器について説明する。
図２は、各実施例に用いられる偏光分離器の一例たる反射偏光子（reflective polarizer:リフレクティブ・ポラライザー）の概略斜視図であり、図３は、図２において示した反射偏光子の作用を説明する概念図である。尚、このような反射偏光子の基本的な構成については、特表平９−506985号公報（国際出願公報:WO/95/17692号）及び国際出願公報:WO/95/27819号の中に開示されている。
図２及び図３において、反射偏光子40は、異なる２つの層であるＡ層41及びＢ層42が交互に複数層積層された構造を有する薄膜多層フィルムからなる。反射偏光子40では、Ａ層41のＸ軸方向の屈折率（n_AX）とＹ軸方向の屈折率（n_AY）とは異なる。Ｂ層42のＸ軸方向の屈折率（n_BX）とＹ軸方向の屈折率（n_BY）とは等しい。Ａ層41のＸ軸方向の屈折率（n_AX）とＢ層のＸ軸方向の屈折率（n_BX）とは異なるが、Ａ層41のＹ軸方向の屈折率（n_AY）とＢ層42のＹ軸方向の屈折率（n_BY）とは等しい。
従って、反射偏光子40の上面に垂直な方向から反射偏光子40に入射した光のうちＹ軸方向の直線偏光は、薄膜多層フィルムにおけるＡ層41とＢ層42とで屈折率が実質的に等しいため、反射偏光子40を透過し、下面からＹ軸方向の直線偏光の光として出射する。また、逆に反射偏光子40の下面に垂直な方向から反射偏光子40に入射した光のうちＹ軸方向の直線偏光の光は、薄膜多層フィルムにおけるＡ層41とＢ層42とで屈折率が実質的に等しいため、反射偏光子40と透過し、上面からＹ軸方向の直線偏光の光として出射する。ここで、このように透過する方向（本例ではＹ軸方向）のことを透過軸と呼ぶ。
一方、Ａ層41のＺ軸方向における厚みをt_A、Ｂ層42のＺ軸方向における厚みをt_Bとし、入射光の波長をλとすると、
t_A・n_AX＋t_B・n_BX＝λ/2 ……（１）
となるようにすることによって、波長λの光であって反射偏光子40の上面に垂直な方向から反射偏光子40に入射した光のうちＸ軸方向の直線偏光の光は、薄膜多層フィルムにおけるＡ層41とＢ層42とで屈折率が異なるため、反射偏光子40によってＸ軸方向の直線偏光の光として反射される。また、波長λの光であって反射偏光子40の下面に垂直な方向から反射偏光子40に入射した光のうちＸ軸方向の直線偏光の光は、薄膜多層フィルムにおけるＡ層41とＢ層42とで屈折率が異なるため、反射偏光子40によってＸ軸方向の直線偏光の光として反射される。ここで、反射する方向（本例ではＸ軸方向）のことを反射軸と呼ぶ。
そして、Ａ層41のＺ軸方向における厚みt_A及びＢ層42のＺ軸方向における厚みt_Bを種々変化させて、可視光の全波長範囲にわたって上記（１）式が成立するようにすることにより、単一色だけでなく、白色光全部にわたってＸ軸方向の直線偏光の光をＸ軸方向の直線偏光の光として反射し、Ｙ軸方向の直線偏光の光をＹ軸方向の直線偏光の光として透過させる偏光分離器の一例たる反射偏光子が得られる。
尚、可視光の特定の波長範囲にわたって上記（１）式が成立するようにすることにより、この特定の波長範囲の光だけが反射するようにして、白色ではなく所望色の表示を行うように構成することも可能である。
反射偏光子40を構成する薄膜多層フィルムにおいて、Ａ層41としては、例えば、ポリエチレンナフタレート（PEN;polyethylene napthalate）を延伸したものを用い、Ｂ層42としては、ナフサレン・ジ・カルボン酸とテレフタル酸とのコポリエステル（coPEN;copolyester of napthalene dicarboxylic acid and terephthallic or isopthalic acid）を用いることができる。もちろん、本実施例に用いる薄膜多層フィルムの材質はこれに限定されるものではなく、適宜その材質を選択できる。
以上のように構成された反射偏光子40は、ほぼ全可視光領域に対してＸ軸方向の光を反射させ、Ｙ軸方向の光を透過させる機能を持つので、反射型表示時には、反射板として機能し、透過型表示時には、光源からの光を透過する機能を持つ。このため、半透過型の表示装置の反射板として好適である。同時に、吸収により偏光分離を行う従来の偏光板とは異なり、反射により偏光分離を行うため、光の利用効率が基本的に高く反射型表示時に明るい表示を可能ならしめる偏光分離手段としても好適である。
以上説明した反射偏光子40を用いた表示装置における反射型表示時及び透過型表示時の動作については、図１を用いて既に説明した、我々が特願平８−245346号（本願の優先日において未公開であった出願）にて提案した、反射偏光子を用いた半透過反射型の表示装置の動作と同様である。
即ち、図１に示したように、反射偏光子40を用いた半透過反射型の表示装置によれば、特に従来技術よりも明るい反射型表示を行うことができる。但し、透過型表示時には、反射偏光子40を反射した光を表示に用い、反射型表示時には、反射偏光子40を透過した光を表示に用いるため、透過型表示時には、TN液晶層の電圧印加領域領域（偏光方向がTN液晶で捩じられない領域）が白表示となりネガ表示が行われるが、反射型表示時には、TN液晶層の電圧印加領域領域（偏光方向がTN液晶で90゜捩じられた領域）が白表示となりポジ表示が行われる。
従って、このような表示装置において、透過型表示時と反射型表示時とで同じ液晶印加電圧を与える限りは、前述のポジネガ反転が生じる。しかしながら、次に説明する各実施例の表示装置では、その駆動装置により透過型表示時と反射型表示時とで異なる液晶印加電圧を与えることにより、ポジネガ反転を生じさせないように表示装置を駆動する。より具体的には、透過型表示を行うための光源の点灯状態に応じて、液晶印加電圧を変化或いは反転させることにより、ポジネガ反転が生じないように透過偏光軸可変手段の一例たる液晶層における透過偏光軸を変化させる。
なお、図１に示した液晶表示装置では、TN液晶を例にとって説明したが、TN液晶に代えてSTN液晶、Ｆ−STN液晶、ECB（Electrically Controlled Birefringence）液晶等の他の透過偏光軸を電圧等によって変えられるものを用いてもよい。
以上説明した偏光分離器を用いて動作する液晶表示装置の各種の実施例を以下説明する。
（第１の実施例）
本発明の第１の実施例を図４から図11を参照して説明する。
図４は、本実施例における表示装置の断面図であり、図５は、駆動装置を含めた表示装置のブロック図である。図６は本実施例における表示装置の反射型表示及び透過型表示について説明するための等価回路図である。
先ず、本実施例における駆動装置を除く表示装置部分を図４に基づいて説明する。
図４において、表示装置は、透過偏光軸可変素子の一例として、上側ガラス基板302と下側ガラス基板304との間にTN液晶層303を挟み込んだ液晶パネル305を備えている。液晶パネル305の上側には、第１偏光分離手段の一例としての偏光板301が配置されている。液晶パネル305の下側には、偏光板301の透過軸とその透過軸が概ね一致するように配置された、第２偏光分離手段の一例としての反射偏光子306が配置されている。反射偏光子306の下側には、半透過光吸収層307及び光源308がこの順に設けられている。上側ガラス基板302のTN液晶層303側には、複数のデータ信号線（図示せず）、データ信号に接続されたTFD素子（図示せず）及び各TFD素子に接続された駆動電極（図示せず）が形成されている。下側ガラス基板304のTN液晶層303側には、複数の走査信号線（図示せず）が形成されており、走査信号線と駆動電極との交差部分のTN液晶層303が、走査信号線に供給される電位と駆動電極に供給される電位との差電圧によって駆動される。
また、本実施例における半透過光吸収層307としては、黒色の光吸収体に開口部を設けているものを用い、光源308としては、冷陰極管を導光板の側方に配置したバックライトを用いている。
また、本実施例においては、TFD素子を使用しているが、ダイオード特性を示す他の２端子素子や、勿論TFT素子に代表される３端子素子を用いても構わなく、パッシブマトリクス型の装置にも本実施例は応用できる。
本実施例においては、反射型表示時と透過型表示時との間におけるポジネガ反転を防止するために、光源308を点灯、消灯して透過型表示と反射型表示とを切り替えるのに同期してデータ信号の論理値を反転させる。
次に、図５から図11を参照して、このポジネガ反転を防止するための構成を詳細に説明する。
図５において、表示装置は、データ信号電位供給手段（Ｘドライバ回路）112及び走査信号電位供給手段（Ｙドライバ回路）109を備えており、図４に示した液晶パネル305に相当する液晶パネル114のデータ信号線113及び走査信号線110を夫々駆動する。表示装置は、点灯状態制御手段111及び光源点灯回路117を更に備えており、図４に示した光源308に相当する光源115を透過型表示を行う際に点灯させる。表示装置は、反射型表示時と透過型表示時とでデータ信号を反転させるためのデータ信号変換手段104、並びにデータ信号電位供給手段112及び走査信号電位供給手段109に駆動電圧を供給する液晶駆動電源部107を更に備えている。
液晶駆動電源部107からは、データ信号電位106が、データ信号電位供給手段112に供給され、データ信号線113を介して液晶パネル114に供給される。一方、データ信号電位供給手段112には、データ信号102がデータ信号変換手段104を介されることによりデータ信号103となって入力される。液晶パネル114に供給されるデータ信号電位は、データ信号103によって決定される。
液晶駆動電源部107からは、走査信号電位108が、走査信号電位供給手段109に供給され、走査信号線110を介して液晶パネル114に供給される。データ信号電位供給手段112及び走査信号電位供給手段109に供給されるタイミング制御信号101は、データ信号電位106及び走査信号電位108が液晶パネル114に供給されるタイミングを制御している。
光源点灯回路117には、例えば、反射型表示と透過型表示とを使用者が所望により切り換える切換スイッチ等を含んでなる、点灯状態制御手段111からの点灯制御信号105が供給される。点灯制御信号105がＨ（ハイ）レベルのときには、光源点灯回路117は光源115に光源駆動電圧116を印加し、光源115を点灯させ、透過型表示とする。一方、点灯制御信号105がＬ（ロー）レベルのときには、光源点灯回路117は光源115に光源駆動電圧116を印加せず、光源115を消灯させて反射型表示とする。
ところで、点灯制御信号105は、上述のデータ信号変換手段104に対しても、光源点灯回路117に供給されるのと同時に供給される。データ信号変換手段104は、点灯制御信号105がＨレベルの場合には、データ信号102を反転させ、点灯制御信号105がＬレベルの場合には、データ信号102を反転させい。つまり、光源115の点灯／消灯と同期してデータ信号が切り替わるので、データ信号電位106もデータ信号線113に供給される時点では、光源115の点灯／消灯と同期して切り替えられるのである。
尚、データ信号電位供給手段112及び走査信号電位供給手段109等の液晶パネル114の周辺回路の一部或いは全部を、液晶パネルを構成する基板上に形成してもよいし、液晶駆動用のドライバーIC等を実装したTAB基板（図示せず）上に形成して当該液晶パネルに接続してもよい。
次に図６から図８を用いて本実施例における表示装置の表示原理を説明する。図６は本実施例で用いる液晶パネルの表示部におけるTFD素子の等価回路を示す回路図であり、図７は本実施例における表示装置の反射型表示時の駆動波形を示している。また図８は本実施例における表示装置の透過型表示時の駆動波形を示している。尚、表示装置は液晶の劣化を防ぐために交流化して駆動され、図７及び図８の駆動波形は、フィールド毎に極性を反転するとともに、ライン（走査信号線110）毎に極性を反転している。
本説明においては、データ信号線703と走査信号線704との交差部分に対応する駆動領域Ａに黒を表示し、データ信号線703と走査信号線705との交差部分に対応する駆動領域Ｂに白を表示する場合を例にとって表示原理を説明する。また図６において701は駆動領域Ａの容量、706は駆動領域Ｂの容量である。
先ず、図６及び図７を用いて反射型表示の説明をする。期間T1で走査信号線704に、TFD素子702の閾電圧を越える選択電位＋VS（801）が供給され、同時にデータ信号線703には、駆動領域Ａの容量701に充電するための電位−VD（802）が供給されることによって差分電圧が、＋VS＋VD（803）となり、駆動領域Ａの容量701が＋Von（804）に充電される。その後、走査信号線704に選択電圧が印加されるまでは、駆動領域Ａの容量701には＋Vonの電圧が保持され、次のフィールドでは、逆極性の電圧−Vonに充電される。この場合においては、TN液晶層に電圧が印加されているので外部からの入射光は図１の光の経路603に示した経路をたどり半透過光吸収層307で吸収され、黒表示となる。
T2の期間では、走査信号線705にはTFD素子707の閾電圧を越える選択電位−VS（805）が供給され、データ信号線703には、−VD（806）が供給されて差分電圧が、−VS＋VD（807）となるので、駆動領域Ｂの容量706は充電されず、TN液晶層には電圧が印加されない。したがって、外部からの入射光は図１の光の経路601に示した経路をたどり偏光板301より出射されるので白表示となる。
次に図６及び図８を用いて透過型表示の説明をする。透過型表示時においては、光源の点灯に同期してデータ信号の電位が反転するので、期間T1で走査信号線704に、TFD素子702の閾電圧を越える選択電位＋VS（901）が供給され、同時にデータ信号線703には、駆動領域Ａの容量701に充電するための電位＋VD（902）が供給される。差分電圧が、＋VS−VD（903）となり、駆動領域Ａの容量701は充電されず、TN液晶層には電圧が印加されない。したがって、光源からの光は図１の光の経路602に示した経路をたどり偏光板301で吸収されるので黒表示となる。
一方、T2の期間では、走査信号線705にはTFD素子707の閾電圧を越える選択電位−VS（905）が供給され、データ信号線703には、＋VD（906）が供給されて差分電圧が、−VS−VD（907）となるので、駆動領域Ｂの容量706は−Von（904）に充電され、次のフィールドでは、逆極性の電圧＋Vonに充電される。この場合においては、TN液晶層に電圧が印加されているので光源からの光は図１の光の経路604に示した経路をたどり偏光板301から出射し、白表示となる。
以上説明したように、T1の期間及びT2の期間共に反射型表示時及び透表示時で表示状態が変わらない、つまり、いいかえれば表示がポジネガ反転しない。
次に点灯状態制御手段及びデータ信号変換手段の具体的な構成及び動作について、図９から図11を参照して参照して説明する。
図９は、図５に示した点灯状態制御手段111の一例を示す図である。
図９において、点灯状態制御手段は、スイッチ1001、プルアップ抵抗1002、CR回路1003、CR回路を構成する抵抗1004、CR回路を構成するコンデンサ1005、シュミット・インバータ1006を備えて構成されている。この例では、CR回路1003とシュミット・インバータ1006により、チャタリングを防止している。スイッチ1001の端子間が接続したときをオンと呼ぶことにすると、スイッチ1001は、点灯制御信号105の論理を、オンした時にＨレベルにし、オフした時にＬレベルにする。
尚、図５に示した光源点灯回路117は、スイッチ1001がオフになって点灯制御信号105がＬレベルになると、光源駆動電圧116を停止し、光源115を消灯して液晶パネル114を反射型表示とし、スイッチ1001がオンになって点灯制御信号105がＨレベルになると、光源駆動電圧116を出力し、光源115を点灯して液晶パネル114を透過型表示とする。
図10は、図５に示したデータ信号変換手段104の一例を示す図である。
図10において、データ信号変換手段は、点灯制御信号105とデータ信号102の排他的論理論をとってデータ信号b103を生成する反転回路1101から構成されている。この例においては、データ信号がディジタル信号であるので、反転回路1101として、排他的論理和回路を用いる。しかしながら、データ信号がアナログ信号である場合には、反転回路1101を、オペアンプの反転回路などで構成すれば良い。従って、このように本発明に用いるデータ信号102は、パルス幅変調方式によるデジタル信号であっても、電圧変調方式によるアナログ信号であってもよい。
図11は、図10に示したデータ信号変換手段の真理値表である。反射型表示の場合は、点灯制御信号105がＬレベル“0"の時であり、データ信号ａ（反転回路1101の入力側におけるデータ信号102）が“0"に対して、データ信号ｂ（反転回路1101の出力側におけるデータ信号103）は“0"となり、データ信号ａが“1"に対して、データ信号ｂは“1"となる。透過型表示の場合は、点灯制御信号105がＨレベル“1"の時であり、データ信号ａが“0"に対して、データ信号ｂは“1"となり、データ信号ａが“1"に対して、データ信号ｂは“0"となる。
このように図５に示したデータ信号変換手段104では、図10に示した反転回路1101を用いて、反射型表示時のデータ信号に対して、透過型表示時のデータ信号の論理を反転している。
なお、上記においては黒表示と白表示のみの説明としたが、本実施例に用いた表示装置で中間調表示が行えることや、カラーフィルタをどちらか一方の基板に設けることで、カラー表示が行えることは当然のことである。
（第２の実施例）
本発明の第２の実施例を図12を参照して説明する。
第２の実施例に使用する表示装置は、図１を用いて説明した表示装置とほぼ同様の構成であるが、以下の点が異なる。即ち、先ず、第１の実施例では、半透過光吸収層307として開口部を設けた黒色の光吸収体を用いたが、第２の実施例では、反射偏光子306と透過軸をおおむね一致させた偏光手段1306を用いる。また、光拡散板1305を反射偏光子306と下側ガラス基板304との間に設ける。更に、光源308'の表面色は、暗くされている。
先ず、第２の実施例の表示装置の反射型表示時の白及び黒表示ついて説明する。
光の経路1301に示した光は、外光として当該表示装置に入射すると、偏光板301で紙面に平行な方向の直線偏光となり、TN液晶層の電圧無印加領域605で偏光方向が90゜捻じられ紙面に垂直な直線偏光となり、反射偏光子306で紙面に垂直な方向の直線偏光のまま反射されて、再びTN液晶層の電圧無印加領域605で偏光方向が90゜捻じられて紙面に平行な方向の直線偏光となり、偏光板301から出射する。このように電圧無印加時には、白表示となる。
他方、光の経路1303に示した光は、外光として当該表示装置に入射すると、偏光板301で紙面に平行な方向の直線偏光になり、TN液晶層の電圧印加領域606で偏光方向を変えずに紙面に平行な方向の直線偏光のまま透過し、反射偏光子306でもまた偏光方向を変えずに透過し、その後、反射偏光子306とその透過軸を概ね一致した偏光手段1306もまた偏光方向を変えずに透過する。透過した光は表面色を暗くした光源308'で吸収されるので、黒表示となる。
次に、第２の実施例の表示装置の透過型表示時の黒及び白表示について説明する。光源308'から発せられ、光の経路1302に示した光は、半透過光吸収層1306で紙面に平行な方向の直線偏光になり、反射偏光子306を紙面に平行な直線偏光のまま透過し、TN液晶層の電圧無印加領域605で偏光方向が90゜捻じられて紙面に垂直な直線偏光となり、偏光板301で吸収され、黒表示になる。
他方、光源308'から発せられ、光の経路1304に示した光は、半透過光吸収層1306で紙面に概ね平行な直線偏光となり、紙面に平行な直線偏光のまま反射偏光子306を透過し、TN液晶層の電圧印加領域606でも偏光方向を変えずに、紙面に平行な直線偏光のまま偏光板301を透過して、白表示になる。
本実施例では特に、光源308'からの光に対して反射偏光子306は、透過軸と一致しない光もある程度は透過してしまうため、透過型表示時のコントラストが低下してしまうが、偏光手段1306を設けたことで、反射偏光子306には、その透過軸と概ね一致した直線偏光が入射することになり、反射偏光子306の偏光機能を補い、透過型表示時のコントラストが向上する。
更に、光拡散板1305が設けられているので、反射型表示及び透過型表示のときに良好な白表示が得られる。但し、光拡散板1305を設けない場合には、鏡面表示が得られるので、当該表示装置の用途に応じて光拡散板1305を設けるのが好ましい。
また、光源308'の表面色を暗くする代わりに、偏光手段1306と光源308との間に第１の実施例で設けたような半透過光吸収層307（図１参照）を更に設けると、同様の働きをし、反射型表示時の反射偏光子306からの透過光を吸収し、光源308からの光を偏光手段1306側に透過することができる。
以上のように構成された表示装置は、第１の実施例の構成と同様に、図５に示した駆動装置により駆動される。従って、反射型表示時と透過型表示時でデータ信号の論理を反転するので、表示がポジネガ反転しない。
（第３の実施例）
本発明の第３の実施例について図13から図15を参照して説明する。図13は本実施例で用いる液晶パネルの表示部におけるTFT素子の等価回路を示す回路図であり、図14は本実施例における表示装置の反射型表示時の駆動波形を示している。また図15は本実施例における表示装置の透過型表示時の駆動波形を示している。尚、表示装置は液晶の劣化を防ぐために交流化して駆動され、図14及び図15の駆動波形は、フレーム毎に極性を反転する所謂フレーム反転駆動における駆動波形を示している。
上述した第１及び第２の実施例では、TFD駆動方式の液晶パネルが用いられているが、第３の実施例では、TFT駆動方式の液晶パネルが用いられる。
図13に示すように、本実施例のTFTアクティブマトリクス駆動方式のTFT液晶パネルにおいては、データ信号線113には、各画素TFT1201のソース電極が接続されており、走査信号線110には、各画素TFT1201のゲート電極が接続されている。そして、各画素TFT1201のドレイン電極は、画素電極を介して液晶容量1202と、容量電極を介して蓄積容量1203とに接続されている。
データ信号線113及び走査信号線110には、図５に示したと同様に、データ信号電位供給手段（Ｘドライバ）112と、走査信号電位供給手段（Ｙドライバ）109とからデータ信号及び走査信号が夫々供給される。従って、本実施例の場合にも、図５に示したように点灯状態制御手段111からの点灯制御信号105のレベルに応じてデータ信号変換手段104により、透過型表示の際にデータ信号が反転されたり、反射型表示の際にデータ信号が反転されないように構成されている。但し、本実施例の場合、データ信号電位供給手段（Ｘドライバ）112と、走査信号電位供給手段（Ｙドライバ）109とは、画素TFT1201をアクティブマトリクス駆動すべく、以下のようにデータ信号及び走査信号を夫々供給するように構成されている。
即ち先ず、反射型表示時に、画素P1をオンし、画素P1とデータ信号線113に沿ってＹ方向に隣接する画素P2をオフする際の信号供給動作について図13及び図14を参照して説明する。尚、図14及び図15では夫々、最上段には画素P1に供給される走査信号によるゲート電極電位をVgとして示し、上から２段目には画素P2に供給される走査信号によるゲート電極電位をVgとして示し、画素P1及び画素P2に供給されるデータ信号によるソース電極電位をVsとして示し、画素P1に対する液晶印加電圧をVLC1として示し、画素P2に対する液晶印加電圧をVLC2として示してある。
図13及び図14において、先ず、画素P1における画素TFT1201に対して、走査信号電位供給手段（図５参照）から走査信号線110を介して走査信号が供給されると、そのゲート電極電位Vgは、一水平走査期間に亘ってパルス状にハイレベルとされる。この走査信号と同期して、画素P1及びP2を含む画素列に対して、“黒”に対応するデータ信号が、データ信号変換手段、データ信号電位供給手段（図５参照）及びデータ信号線113を介して供給されると、データ信号変換手段によりデータ信号が反転されていないため、その列の各画素TFT1201のソース電極電位Vsは、Vonのレベルとされる。従って、画素P1における画素TFT1201は、ハイレベルとされたゲート電極電位Vgによりオン状態（導通状態）とされ、ソース電極からドレイン電極を介して画素P1の蛾度電極にはVonのレベルのソース電極電位Vsが供給される。この結果、液晶印加電圧VLC1がハイレベルとされる。その後、ゲート電極電位Vgがローレベルとされた時点で、画素TFT1201がオフ状態（非導通状態）とされるので、ソース電極電位VsがVoffのレベルとされても、液晶印加電圧VLC1の電位はハイレベルから殆ど降下せず、特に蓄積容量1203により一垂直期間中維持される。即ち、“黒”に対応するデータ信号に対してデータ信号変換手段（図５参照）は、反転を行わないため、画素P1における液晶層は、電圧印加状態とされ、反射型表示における黒表示とされる。
他方、画素P2における画素TFT1201は、図中、ソース電極電位VsがVonのレベルとされても、この時点では、ゲート電極電位Vgがローレベルにありオフ状態（非導通状態）とされているので、画素P2の液晶印加電圧VLC2はローレベルのままである。ここで画素P2における画素TFT1201に対して、走査信号電位供給手段（図５参照）から走査信号線110を介して走査信号が供給されると、そのゲート電極電位Vgは、一水平走査期間に亘ってパルス状にハイレベルとされる。この走査信号と同期して、画素P1及びP2を含む列に対して、“白”に対応するデータ信号がデータ信号変換手段、データ信号電位供給手段（図５参照）及びデータ信号線113を介して供給されると、データ信号変換手段によりデータ信号が反転されていないため、その列の各画素TFT1201のソース電極電位Vsは、Voffのレベルとされる。従って、画素P2における画素TFT1201は、ハイレベルとされたゲート電極電位Vgによりオン状態（導通状態）とされ、ソース電極からドレイン電極を介して画素P1の蛾度電極にはVoffのレベルのソース電極電位Vsが供給される。この結果、液晶印加電圧VLC2がローレベルとされる。その後、ゲート電極電位Vgがローレベルとされた時点で、画素TFT1201がオフ状態（非導通状態）とされるので、ソース電極電位VsがVonのレベルとされても、液晶印加電圧VLC2の電位はローレベルから殆ど上昇せず、特に蓄積容量1203により一垂直期間中維持される。即ち、“白”に対応するデータ信号に対してデータ信号変換手段（図５参照）は、反転を行わないため、画素P2における液晶層は、電圧無印加状態とされ、反射型表示における白表示とされる。
次に、透過型表示時に、図14に示した反射型表示時のデータ信号と同じデータ信号に基づいて、しかし図14に示した場合とは逆に、画素P1をオフし、画素P2をオンする際の信号供給動作について図13及び図15を参照して説明する。
図13及び図15において、先ず、画素P1における画素TFT1201に対して、走査信号電位供給手段（図５参照）から走査信号線110を介して走査信号が供給されると、そのゲート電極電位Vgは、一水平走査期間に亘ってパルス状にハイレベルとされる。この走査信号と同期して、画素P1及びP2を含む画素列に対して、“黒”に対応するデータ信号がデータ信号変換手段、データ信号電位供給手段（図５参照）及びデータ信号線113を介して供給されると、データ信号変換手段によりデータ信号が反転されているため、その列の各画素TFT1201のソース電極電位Vsは、Voffのレベルとされる。従って、画素P1における画素TFT1201は、ハイレベルとされたゲート電極電位Vgによりオン状態（導通状態）とされ、ソース電極からドレイン電極を介して画素P1の蛾度電極にはVoffのレベルのソース電極電位Vsが供給される。この結果、液晶印加電圧VLC1がローレベルとされる。その後、ゲート電極電位Vgがローレベルとされた時点で、画素TFT1201がオフ状態（非導通状態）とされるので、ソース電極電位VsがVonのレベルとされても、液晶印加電圧VLC1の電位はローレベルから殆ど上昇せず、特に蓄積容量1203により一垂直期間中維持される。即ち、“黒”に対応するデータ信号に対してデータ信号変換手段（図５参照）は、反転を行うため、画素P1における液晶層は、電圧無印加状態とされ、透過型表示における黒表示とされる。
他方、画素P2における画素TFT1201に対して、走査信号電位供給手段（図５参照）から走査信号線110を介して走査信号が供給されると、そのゲート電極電位Vgは、一水平走査期間に亘ってパルス状にハイレベルとされる。この走査信号と同期して、画素P1及びP2を含む列に対して、“白”に対応するデータ信号がデータ信号変換手段、データ信号電位供給手段（図５参照）及びデータ信号線113を介して供給されると、データ信号変換手段によりデータ信号が反転されているため、その列の各画素TFT1201のソース電極電位Vsは、Vonnのレベルとされる。従って、画素P2における画素TFT1201は、ハイレベルとされたゲート電極電位Vgによりオン状態（導通状態）とされ、ソース電極からドレイン電極を介して画素P1の蛾度電極にはVonのレベルのソース電極電位Vsが供給される。この結果、液晶印加電圧VLC2がハイレベルとされる。その後、ゲート電極電位Vgがローレベルとされた時点で、画素TFT1201がオフ状態（非導通状態）とされるので、ソース電極電位VsがVoffのレベルとされても、液晶印加電圧VLC2の電位はハイレベルから殆ど下降せず、特に蓄積容量1203により一垂直期間中維持される。即ち、“白”に対応するデータ信号に対してデータ信号変換手段（図５参照）は、反転を行うため、画素P2における液晶層は、電圧印加状態とされ、透過型表示における白表示とされる。
以上説明したように、本実施例におけるTFTアクティブマトリクス駆動によれば、図５に示したデータ信号変換手段により、点灯状態に応じてデータ信号を反転させるので、データ信号電位供給手段、データ信号線及び画素TFTを介して、各画素における液晶印加電圧が点灯状態に応じて反転されることとなる。この結果、本実施例により、反射型表示時及び透表示時とでポジネガ反転しない表示を行える。
（第４の実施例）
本発明の第４の実施例について図16から図19を参照して説明する。図16は本実施例で用いる液晶パネルの表示部の等価回路を示す回路図であり、図17は本実施例における表示装置の反射型表示時の駆動波形を示しており、図18は本実施例における表示装置の透過型表示時の駆動波形を示している。また、図19は、本実施例における表示装置の断面図である。尚、表示装置は液晶の劣化を防ぐために交流化して駆動され、図17及び図18の駆動波形は、フレーム毎に極性を反転する所謂フレーム反転駆動における駆動波形を示している。
上述した各実施例では、TFD駆動方式やTFT駆動方式の液晶パネルが用いられるが、第４の実施例では、単純（パッシブ）マトリクス駆動方式の液晶パネルが用いられている。
図16に示すように、本実施例の単純マトリクス駆動方式の液晶パネルにおいては、液晶パネルを構成する一方の基板（例えば、上側ガラス板）に、データ信号線113'が透明な信号電極として複数配列されており、液晶パネルを構成する他方の基板（例えば、下側ガラス板）に、走査信号線110'が透明な走査電極として複数配列されている。そして、データ信号線113'と走査信号線110'との各交点において、これらのデータ信号線113'と走査信号線110'とにより挟持された液晶容量1202としての液晶層部分に、液晶印加電圧が印加されるように構成されている。
データ信号線113'及び走査信号線110'には、図５に示したと同様に、データ信号電位供給手段（Ｘドライバ）112と、走査信号電位供給手段（Ｙドライバ）109とからデータ信号及び走査信号が夫々供給される。従って、本実施例の場合にも、図５に示したように点灯状態制御手段111からの点灯制御信号105のレベルに応じてデータ信号変換手段104により、透過型表示の際にデータ信号が反転されたり、反射型表示の際にデータ信号が反転されないように構成されている。但し、本実施例の場合、データ信号電位供給手段（Ｘドライバ）112と、走査信号電位供給手段（Ｙドライバ）109とは、データ信号線113'及び走査線110'を単純マトリクス駆動すべく、以下のようにデータ信号及び走査信号を夫々供給するように構成されている。
即ち先ず、反射型表示時に、画素P1をオンし、画素P1とデータ信号線113'に沿ってＹ方向に隣接する画素P2をオフする際の信号供給動作について図16及び図17を参照して説明する。尚、図17及び図18では夫々、最上段には画素P1に供給される走査信号による走査電極電位をVcom1として示し、上から２段目には画素P2に供給される走査信号による走査電極電位をVcom2として示し、画素P1及び画素P2に供給されるデータ信号による信号電極電位をVsegとして示し、画素P1に対する液晶印加電圧を（Vcom1−Vseg）として示し、画素P2に対する液晶印加電圧を（Vcom2−Vseg）として示してある。
図16及び図17において、先ず、画素P1に対して、走査信号電位供給手段（図５参照）から走査信号線110'を介して走査信号が供給されると、その走査電極電位Vcom1は、一水平走査期間に亘ってパルス状にハイレベルとされる。この走査信号と同期して、画素P1及びP2を含む画素列に対して、“黒”に対応するデータ信号が、データ信号変換手段、データ信号電位供給手段（図５参照）及びデータ信号線113'を介して供給されると、データ信号変換手段によりデータ信号が反転されていないため、その列の各画素の信号電極電位Vsegは、図でマイナス側のVonのレベルとされる。従って、画素P1における液晶容量1202には、しきい値を越える液晶印加電圧（Vcom1−Vseg）が供給される。即ち、“黒”に対応するデータ信号に対してデータ信号変換手段（図５参照）は、反転を行わないため、画素P1における液晶層は、電圧印加状態とされ、反転型表示における黒表示とされる。
他方、画素P2は、図中、走査電極電位Vcom1がハイレベルとされ且つ信号電極電位VsegがVonのレベルとされても、この時点では、走査電極電位Vcom2がローレベルにあるので、画素P2の液晶印加電圧（Vcom1−Vseg）はしきい値を越えないままである。ここで画素P2に対して、走査信号電位供給手段（図５参照）から走査信号線110'を介して走査信号が供給されると、その走査電極電位Vcom2は、一水平走査期間に亘ってパルス状にハイレベルとされる。この走査信号と同期して、画素P1及びP2を含む画素列に対して、“白”に対応するデータ信号が、データ信号変換手段、データ信号電位供給手段（図５参照）及びデータ信号線113'を介して供給されると、データ信号変換手段によりデータ信号が反転されていないため、その列の各画素の信号電極電位Vsegは、図でプラス側のVoffのレベルとされる。従って、画素P2における液晶容量1202には、しきい値を越える液晶印加電圧（Vcom2−Vseg）は供給されない。即ち、“白”に対応するデータ信号に対してデータ信号変換手段（図５参照）は、反転を行わないため、画素P2における液晶層は、電圧無印加状態とされ、反射型表示における白表示とされる。
次に、透過型表示時に、図17に示した反射型表示時のデータ信号と同じデータ信号に基づいて、しかし図17に示した場合とは逆に、画素P1をオフし、画素P2をオンする際の信号供給動作について図16及び図18を参照して説明する。
図16及び図18において、先ず、画素P1に対して、走査信号電位供給手段（図５参照）から走査信号線110'を介して走査信号が供給されると、その走査電極電位Vcom1は、一水平走査期間に亘ってパルス状にハイレベルとされる。この走査信号と同期して、画素P1及びP2を含む画素列に対して、“黒”に対応するデータ信号が、データ信号変換手段、データ信号電位供給手段（図５参照）及びデータ信号線113'を介して供給されると、データ信号変換手段によりデータ信号が反転されているため、その列の各画素の信号電極電位Vsegは、図でプラス側のVoffのレベルとされる。従って、画素P1における液晶容量1202には、しきい値を越える液晶印加電圧（Vcom1−Vseg）は供給されない。即ち、“黒”に対応するデータ信号に対してデータ信号変換手段（図５参照）は、反転を行うため、画素P1における液晶層は、電圧無印加状態とされ、透過型表示における黒表示とされる。
他方、画素P2に対して、走査信号電位供給手段（図５参照）から走査信号線110'を介して走査信号が供給されると、その走査電極電位Vcom2は、一水平走査期間に亘ってパルス状にハイレベルとされる。この走査信号と同期して、画素P1及びP2を含む画素列に対して、“白”に対応するデータ信号が、データ信号変換手段、データ信号電位供給手段（図５参照）及びデータ信号線113'を介して供給されると、データ信号変換手段によりデータ信号が反転されているため、その列の各画素の信号電極電位Vsegは、図でマイナス側のVonのレベルとされる。従って、画素P2における液晶容量1202には、しきい値を越える液晶印加電圧（Vcom2−Vseg）が供給される。即ち、“白”に対応するデータ信号に対してデータ信号変換手段（図５参照）は、反転を行う、画素P2における液晶層は、電圧印加状態とされ、透過型表示における白表示とされる。
以上説明したように、本実施例における単純マトリクス駆動によれば、図５に示したデータ信号変換手段により、点灯状態に応じてデータ信号を反転させるので、データ信号電位供給手段、データ信号線及び画素TFTを介して、各画素における液晶印加電圧が点灯状態に応じて反転されることとなる。この結果、本実施例により、反射型表示時及び透表示時とでポジネガ反転しない表示を行える。
尚、第４の実施例では、単純マトリクス駆動方式の液晶パネルであるため、TN液晶よりも、STN液晶の方が好ましく用いられる。従って、STN液晶により一般に発生が顕著となる着色を解消するために、位相差フィルム或いは位相差板を用いるのが好ましい。このような構成について図19を参照して説明する。尚、図19では、図４に示した第１の実施例と同様の構成要素には同じ参照符号を付し、その説明は省略する。
図19において、液晶装置は、STN液晶層303'を挟持してなるSTN液晶パネル305'を備えており、液晶パネル305'の上側ガラス板302と偏光板301との間には、位相差フィルム（位相差板）303aが配置されている。位相差フィルム303aは、従来公知の各種の材質のものが使用可能であり、位相差板であってもよいことはいうまでもない。このように構成すれば、STN液晶層303'による着色を解消することが出来るため、より高画質の反射型或いは透過型表示を行える。
（第５の実施例）
本発明の第５の実施例を図20を参照して説明する。
第５の実施例は、以上の第１から第４の実施例における半透過反射型の表示装置をディスプレイとして採用した電子機器である。図20は、第５の実施例の電子機器の概略図である。
図20において、電子機器は、PDA（Personal Digital Assistant）であって、携帯情報端末の一種として構成されており、入力装置としてタブレットを装着した半透過反射型の表示装置1401と、バックライトのオン、オフを切替えるスイッチ1402とを備える。従来PDA用には、反射型モノクロ表示装置や透過型表示装置が用いられることが多かったが、これを本実施例のように、半透過反射型の表示装置で置き換えると、環境に影響されない視認性、低消費電力という利点が得られる。
（第６の実施例）
以上説明した各実施例では、データ信号を反転させることによりポジネガ反転を生じることなく反射型及び透過型表示を行うことは可能であるか、反射型及び透過型表示における光路の相違に起因した表示輝度を同程度にすることは尚困難である。
ここで、半透過反射型液晶装置における液晶駆動の際に液晶に印加する実効電圧と光強度の関係を詳細に調査した結果を、図21に示す。図21は、図１に示した半透過反射型の液晶装置の実効電圧−光強度特性を示す図であり、図21（ａ）は、反射型表示時の実効電圧−相対光反射率特性を、図21（ｂ）は透過型表示での実効電圧−相対光透過率特性を表すものである。図21（ａ）及び図21（ｂ）ともに横軸は、液晶に印加される実効電圧であり、図21（ａ）の縦軸は、反射型表示時における相対光反射率を示し、図21（ｂ）の縦軸は透過型表表示時における相対光透過率を示している。
図21から明らかなように、図１を用いて説明した原理に従って、反射型表示時と透過型表示時とでは、ポジネガ反転する。そして、反射型表示時の方が透過型表示時と比較して、実効電圧の変化率に対する光強度の変化率、即ち傾きが大きい。したがって、液晶に印加する実効電圧を、透過型表示、反射型表示に応じて、言い換えれば、半透過型液晶装置の光源の点灯状態に応じて変更することにより忠実な画像再現を行うことができる。
以下に説明する第６及び第７の実施例では、このような観点から、反射型及び透過型表示における光路の相違に起因した表示輝度を安定させるべく、反射型及び透過型表示における液晶に印加する実効電圧を変更するものである。
次に第６の実施例の液晶装置を図22を参照して用いて説明する。図22は、本発明の液晶装置の全体ブロック図である。
図22において、液晶パネル5301にはデータ信号供給手段5302からデータ信号が供給されるデータ信号電極5303、走査信号供給手段5304から走査信号が供給される走査電極5305が形成されている。データ信号電極5303と走査電極5305との各交差部分毎にはドットが形成されており、各ドットに対応する液晶にはデータ信号電極5303に供給された信号の電位と、走電極5305に供給された信号の電位との電位差が実効電圧として印加される。
点灯状態切替手段5306と光源駆動手段5307とから光源制御手段の一例が構成されおり、光源駆動手段5307は、点灯状態切替手段5306からの点灯状態信号5308に応じて、光源5309を点灯する。
また、表示制御信号5310及び点灯状態信号5308に応じて走査電極駆動制御信号5315を走査電位供給手段5304に与える走査信号電位制御手段5311と、画像信号5312、表示制御信号5310及び点灯状態信号5308に応じてデータ信号電極駆動制御信号5313をデータ信号供給手段5302に与えるデータ信号電位制御手段5314とから駆動電圧制御手段の一例が構成されている。
尚、走査電極駆動制御信号5315とは、走査電極5305に供給される走査信号、スタート信号、走査用クロック信号など走査信号供給手段5304が走査電極5305を駆動する際に必要な制御信号を総称したものである。また、データ信号電極駆動制御信号5313は、データ信号電極5303に供給されるデータ信号、表示信号、階調制御信号、クロック信号などデータ信号供給手段5302に必要な制御信号を総称したものである。
これらデータ信号電位制御手段5314及び走査信号電位制御手段5311は、点灯状態信号5308により、データ信号電極駆動制御信号5313及び走査電極駆動制御信号5315を変更し、入力される画像信号5312に対し、ほぼ同一の反射率、透過率を与える実効電圧を液晶に印加するための制御信号を発生する。
図23は、図22に示したデータ信号電位制御手段5314を更に詳細に説明するためのブロック図である。
図23において、データ信号電位制御手段5314は、変換電位出力部401と共通電位出力部402と画像信号中継部403との３つの制御手段を備えて構成される。画像信号中継部403は、画像信号5312が入力され、表示信号404を出力する。ここでは、画像信号と表示信号は、論理的に同一データで、画像信号中継部403は、データ信号供給手段へ表示信号を出力する際のレベル調整等に用いるものとする。変換電位出力部401は、点灯状態信号5308に応じてデータ信号電極を駆動する際に必要となるデータ信号405を生成する。共通電位出力部402は、点灯状態信号によらず一定の共通制御信号406を生成する。共通制御信号406は、シフトクロック信号、交流化信号、スタート信号などからなる。データ信号供給手段には、これら表示信号404、データ信号405及び共通制御信号406の各信号がまとめられたデータ信号電極駆動制御信号5313が入力される。
図21で示した実効電圧−光強度の関係から、画像信号に対して、反射型表示時、透過型表示時に必要な実効電圧は、図24に示した表が表す関係となる。
図24の表において、画像信号が４階調からなり、それぞれ95％、50％、20％、５％の光強度を表示すべく与えられた場合、反射型表示において夫々のドットに対応する液晶に必要な実効電圧は、この表に示すV0、V1、V2、V3であり、透過型表示においては、V3、V5、V4、V0となる。そこで、図23における変換電位出力部401を用いて反射時と透過時に液晶層に印加する実効電圧を変更する。
図25は、図23における変換電位出力部401の一例を示したブロック図である。
図25において、変換電位出力部は、実効電圧V0、V1、V2、V3、V4及びV5を液晶に夫々与えるために必要な電位を発生する電位発生回路501、502、503、504、505及び506を備えて構成される。画像信号“00"に対してはデータ信号507が、画像信号“01"に対してはデータ信号508が、画像信号“10"に対してはデータ信号509が、画像信号“11"に対しては、データ信号510が与えられる。制御信号が“1"でオンするスイッチ506を用いると、点灯状態信号が“0"即ち非点灯のときには、画像信号“00"に対してV0が、画像信号“11"に対しては、V3が液晶の実効電圧として印加されようなデータ信号がデータ信号電極供給手段に入力される。また、点灯状態信号5308が“1"即ち点灯時には、画像信号“00"に対してはV3が、画像信号“11"に対してはV0が液晶の実効電圧として与えられるべく、データ信号405を変更する。同様に表示信号が中間値の場合にも、図24の表に示す関係を満足し、全ての階調で透過、反射型表示における光強度を同一にし、違和感のない画像表示が可能となる。本実施例においては、実効電圧の制御をデータ信号電極を駆動するためにデータ信号電極に供給するデータ信号の電位レベルを変更する場合を用いて説明したが、パルス幅やフレーム変調、面積階調などの液晶装置に使用される一般的な制御方式も本実施例に適応可能である。
図26は、図22における走査信号電位制御手段5311を更に詳細に説明するためのブロック図である。
図26において、走査信号電位制御手段5311は、点灯状態信号5308に応じて走査電極に供給する信号の電位を変更する変換電位出力部5601と、点灯状態信号によらず一定の制御信号を生成する共通制御部5602とからなる。半透過反射型液晶装置においては、反射時には明るく表示し、透過時には明るさを犠牲にしてコントラストを上げた表示が求められる場合がある。このような場合、図25に示すデータ信号電位制御手段のみで表示状態を制御することは困難であるため、変換電位出力部5601から出力し走査信号供給手段5304に入力する信号5605の電位を点灯状態信号5308に応じて変更する。変換電位出力部5601は、それぞれ反射型表示時、及び透過型表示時の走査電位VSA及びVSBの電位発生回路5603及び5604並びにこれらを切り換えるスイッチ5606を含む。図26においては、点灯状態信号5308に応じて走査信号供給手段に供給する信号の電位を反射型表示時には走査電位VSAにし、透過型表示時には走査電位VSBにスイッチ5606を用いて変更する例を示す。共通制御部5602は、走査電極を順次に選択していくために必要な走査用クロック信号、走査スタート信号、交流化信号などの必要とされる制御信号を与えるもので、光源の点灯状態によらず固定された共通制御信号5607を生成する。走査電極制御信号5315は、共通制御部5602より出力する信号と変換電位出力部5601から出力する信号とから成り、走査信号供給手段に入力される。
（第７の実施例）
本実施例は、図22に示されたデータ信号電位制御手段5314の他の一例を示すものである。図27は、本実施例におけるデータ信号電位制御手段5314'のブロック図である。
図27において、データ信号電位制御手段5314'は、画像信号変換部5701と階調制御部5702と信号電極駆動共通制御手段5703とを備えて構成される。画像信号変換部5701は、画像信号5312を点灯状態信号5308に応じて表示信号5704に変換し、データ信号供給手段に出力する。画像信号変換部5701は、データの反転機能をはじめとして、画像信号のビット数より多いビット数の表示信号に変換することも可能である。階調制御部5702は、点灯状態信号5308に応じて階調制御信号5705を生成する。信号電極駆動共通制御手段5703は、点灯状態信号によらず一定の共通制御信号5706を生成する。共通制御信号5706は、シフトクロック信号、交流化信号、スタート信号などからなる。図１に示した液晶装置の構成図及び図21で示した実効電圧と反射率、透過率の関係から、同一の表示信号、即ち同一の実効電圧に対して、表示画像は反射時と透過時において明暗反転し、かつ光強度が異なる。画像信号変換部の最も単純な例は、画像信号の反転機能である。データの反転機能は、点灯状態信号5308と画像信号5312の排他的論理和をとることにより実現でき、透過型表示時と反射型表示時の表示における明暗反転を解消できる。画像信号5312が中間調を有する多ビットで構成されている際にも、同様に画像信号の各ビットと点灯状態信号との排他的論理和をとることによりポジネガ反転を解消することができる。画像信号が４階調からなり、それぞれ95％、50％、20％、５％の光強度を表示すべく与えられた場合、反射型表示においてそれぞれの液晶に与える実効電圧は、図21に示すV0、V1、V2、V3である。透過型表示においては、反射時に対しデータ反転が行われるために、画像信号に対して与えられる実効電圧は、反射時と逆転し、画像信号が「00」のときV3が、画像信号が「11」のときV0が与えられる。反射型表示及び透過型表示において、データ反転を行った際の印加電圧と光強度の関係を図28に示した表と図29に示した表に表す。
図29の表において、透過時の表示信号は、図28の表に表された信号と比べて、画像信号変換部5701により反転されたデータとなっている。しかしながら、画像信号が“01"、“10"などの中間値である場合、データ信号供給手段5302に与える電位が同一であると、光強度が異なっていることがわかる。第６の実施例でも述べたように、図21の実効電圧−透過率特性から、透過型表示においては、透過率50％を与える電圧はV5であり、透過率20％を与える実効電圧は、V4である。そこで、図27における階調制御部5702を用いて反射時と透過時に液晶に印加する実効電圧を変更する。
図30は、図27に示す階調制御部5702の一例を示すブロック図である。
図30において、階調制御部5702は、液晶に与える実効電圧を決定する階調電位を発生し、点灯状態信号に応じて、データ信号供給手段に与える階調電位を変更するように構成されている。より具体的には、階調制御部5702は、実効電圧V1、V5、V2及びV4を液晶に夫々与えるための電位をデータ信号供給手段に供給する階調電位発生回路5801、5802、5803及び5804を備える。制御信号が“1"でオンするスイッチ165を用いると、点灯状態信号が“0"即ち非点灯のときには、画像信号“01"に対してV1用階調電位が選択され、画像信号“10"に対してV2用階調電位が選択される。また、点灯状態信号が“1"即ち点灯時には、画像信号“01"に対してV5用階調電圧が選択され、画像信号“10"に対してV4用階調電圧が選択される。これらのそれぞれの表示信号に対応する階調電圧がデータ信号供給手段に入力されることにより、図24の表に示された光強度と実効電圧の関係が満足され、透過型表示時と反射型表示時における光強度が同一となる。本実施例においては、階調制御を電圧により行う場合を用いて説明したが、階調制御としては、パルス幅やフレーム変調、面積階調などの液晶装置に使用される一般的な階調制御方式も本発明に適応される。
（第８の実施例）
本発明の第８の実施例を図31及び図32を参照して説明する。
第８の実施例は、第１から第７の実施例の液晶装置を表示部として含む各種の電子機器からなる。
図31に、各種の電子機器における電気的接続例を示す。
図31において、電子機器は、表示情報出力源1901、表示情報処理回路1902、液晶装置1903、クロック発生回路1904及び電源回路1905を含む。表示情報出力源1901は、メモリー回路や同調回路を含み、クロック発生回路1904からのクロック信号に基づき、画像信号を出力する。表示情報処理回路1902は、例えば増幅回路、ガンマ補正回路、クランプ回路、ADコンバーター等をふくむことができる。液晶装置1903は、第１から第７のいずれかの実施例の液晶装置である。各回路に供給される電源は、電源回路1905により与えられる。
各実施例のような表示装置を、電子機器の一例として、例えば図32（ａ）に示すような携帯電話3000の表示部3001に適用すれば、日向でも、日陰でも、室内でも、明るく、ポジネガ反転することなく、しかも表示輝度に安定した反射型及び透過型表示を行う省エネルギ型の携帯電話を実現できる。
また、電子機器の他の例として、図32（ｂ）に示すような腕時計3100の表示部3101に適用すれば、日向でも、日陰でも、室内でも、明るく、ポジネガ反転することなく、しかも表示輝度に安定した反射型及び透過型表示を行う省エネルギ型の腕時計を実現できる。
更に、電子機器の他の例として、図32（ｃ）に示すようなパーソナルコンピュータ（或いは、情報端末）3200の表示画面3201に適用すれば、日向でも、日陰でも、室内でも、明るく、ポジネガ反転することなく、しかも表示輝度に安定した反射型及び透過型表示を行う省エネルギ型のパーソナルコンピュータを実現できる。
以上図32に示した電子機器の他にも、液晶テレビ、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、エンジニアリング・ワークステーション（EWS）、テレビ電話、POS端末、タッチパネルを備えた装置等などの電子機器にも、本実施例の液晶表示装置を適用可能である。
以上詳細に説明したように各実施例によれば、従来の偏光板を２枚用いる表示装置よりも特に反射型表示時に明るい表示が得られ、更に、本願発明者等による先行出願に開示された反射偏光子を用いる表示装置と異なり、反射型表示時と透過型表示時とでポジネガ反転せず、良好な表示が得られる。従って、反射型表示時と透過型表示時との両方において、白黒や２色表示のみならず、フルカラー表示をも良好に行うことが可能であり、更に反射型及び透過型表示の両方において表示輝度に安定した半透過反射型の表示装置を実現できる。
以上、本発明を各種の実施例に基づき、図面を用いて説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるものでなく、この他にも種々の形態での実施が可能である。特に第７の実施例に係る階調制御部としては、液晶装置に用いられる階調制御手法のパルス幅変調法、電圧変調法、フレーム変調法、面積変調法及びこれらの組み合わせの使用が可能である。また、図１に示した液晶装置の基本的な構成において、第１の偏光分離手段を偏光板からではなく、第２の偏光分離手段と同様に反射偏光子から構成してもよい。
各実施例における液晶パネルとしては、単純マトリクス方式を始めとして、データ信号線と走査信号線との交差部分毎にTFT素子に代表される３端子素子又はＤ−TFD（MIM）素子に代表される２端子型非線形素子を配置したアクティブ型の液晶パネルなど、いずれの型の液晶パネルに置き換えてもよい。即ち、本発明では、表示パネルの種類を問わずに、表示パネル側に何等の細工を施すことなく、これを駆動する駆動装置の側に工夫を施すことで、反射型表示と透過型表示との間にでポジネガ反転を防いだり表示輝度を同等にしたりが可能となるので、実践上大変有利である。
本発明は、特に液晶素子に適用することが望ましいが、それ以外の偏光性を用いた表示装置に適用することも可能である。
更に、本発明に係る液晶装置及び電子機器は、第８の実施例で説明したものに限らず、少なくとも本発明に係る液晶装置を含む種々の電子機器を含む。
産業上の利用可能性
本発明に係る表示装置は、液晶装置を透過偏光軸可変手段として用いて、反射型表示時と透過型表示時とでポジネガ反転せず、各中間調についも光強度が同程度とされており、特に反射型表示時にも明るい反射型及び透過型両用の表示装置として利用可能であり、更に、液晶装置以外の透過偏光軸可変手段を用いた表示装置として利用可能である。また、本発明に係る電子機器は、このような表示装置を用いて構成され、ポジネガ反転せずに光強度が均等で明るい反射型表示及び透過型表示を行える省エネルギ型の電子機器等として利用可能である。

Claims (33)

1. 透過偏光軸を可変な透過偏光軸可変手段と、
   該透過偏光軸可変手段の一方の側に配置されており第１の方向の直線偏光成分の光を透過させると共に該第１の方向とは異なる所定方向の直線偏光成分の光を反射又は吸収する第１の偏光分離手段と、
   前記透過偏光軸可変手段の他方の側に配置されており第２の方向の直線偏光成分の光を透過させると共に該第２の方向とは異なる所定方向の直線偏光成分の光を反射する第２の偏光分離手段と、
   該第２の偏光分離手段に対して前記透過偏光軸可変手段と反対側に配置されており該第２の偏光分離手段を介して前記透過偏光軸可変手段に光を入射する光源と、
   画像データに基づいて前記透過偏光軸可変手段を駆動して前記透過偏光軸を変化させる駆動手段と、
   該駆動手段における前記画像データに対する前記透過偏光軸の変化特性を前記光源の点灯及び非点灯に応じて切り換える駆動特性切換手段と
   を備えたことを特徴とする表示装置。
2. 前記透過偏光軸可変手段は、一対の基板間に液晶を有する液晶パネルからなり、
   前記駆動手段は、前記画像データに応じた駆動電圧を前記液晶に印加することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 前記液晶は、TN（Twisted Nematic）液晶、STN（Super−Twisted Nematic）液晶、Ｆ−STN（Film compensated Super−Twisted Nematic）液晶及びECB（Electrically Controlled Birefringence）液晶のうちいずれか一つ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. 前記駆動特性切換手段は、前記光源の点灯及び非点灯を指示する点灯制御信号に同期して、前記駆動電圧を切り換えることを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
5. 前記液晶パネルは、複数のデータ信号線及び複数の走査信号線を備え、該複数のデータ信号線及び該複数の走査信号線の交差部毎に形成された各駆動領域における前記液晶を駆動することによって前記透過偏光軸を変えることが可能なドットマトリクス液晶パネルからなり、
   前記駆動特性切換手段は、前記画像データに対応して前記データ信号線に供給されるデータ信号の電位を、前記点灯制御信号に同期して切り換えることを特徴とする請求項４に記載の表示装置。
6. 前記駆動手段は、前記データ信号の電位を液晶パネルに供給するデータ信号電位供給手段を含み、
   前記駆動特性切換手段は、前記データ信号電位供給手段の前段において前記画像データに対応して前記データ信号電位供給手段に供給される前記データ信号を、前記点灯制御信号に同期して、ポジ表示に対応するデータ信号とネガ表示に対応するデータ信号とに切り換えるデータ信号変換手段を含むことを特徴とする請求項５に記載の表示装置。
7. 前記データ信号変換手段は、前記データ信号を、前記点灯制御信号に同期して反転させる反転手段を含むことを特徴とする請求項６に記載の表示装置。
8. 前記第２の偏光分離手段は、前記第２の方向の直線偏光成分の光を透過させると共に前記第２の方向と直交する方向の直線偏光成分の光を反射する反射偏光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。
9. 前記反射偏光子は、複屈折性を有する第１層と、該第１層の複数の屈折率のうちのいずれか一つに実質的に等しい屈折率を有すると共に複屈折性を有しない第２層とが交互に積層された積層体からなることを特徴とする請求項８に記載の表示装置。
10. 前記第２の偏光分離手段は、可視光領域のほぼ全波長範囲の光に対して、前記第２の方向の直線偏光成分を透過させると共に前記第２の方向と直交する方向の直線偏光成分の光を反射することを特徴とする請求項１記載の表示装置。
11. 前記第１の偏光分離手段は、前記第１の方向の直線偏光成分の光を透過させると共に前記第１の方向と直交する方向の直線偏光成分の光を吸収する偏光板からなることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
12. 前記第２の偏光分離手段と前記光輝との間に半透過光吸収層を更に備えたことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
13. 前記半透過光吸収層の透過率が５％以上80％以下であることを特徴とする請求項12に記載の表示装置。
14. 前記第２の偏光分離手段と前記光源との間に前記第２の方向と概ね透過軸を一致させた偏光手段を更に備えたことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
15. 前記交差部毎に非線形素子を更に備えたことを特徴とする請求項５に記載の表示装置。
16. 前記光源と前記第２の偏光分離手段との間に、透光性の光拡散層を更に備えたことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
17. 前記一対の基板の一方にカラーフィルタを更に備えたことを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
18. 前記液晶パネルは、複数のデータ信号線及び複数の走査信号線を備え、該複数のデータ信号線及び該複数の走査信号線の交差部毎に形成された各駆動領域における前記液晶を駆動することによって前記透過偏光軸を変えることが可能なドットマトリクス液晶パネルからなり、
    前記駆動手段は、前記走査信号を供給する走査信号供給手段及び前記データ信号を供給するデータ信号供給手段を含み、
    前記駆動電圧切換手段は、前記走査信号供給手段及びデータ信号供給手段により
    夫々供給される前記走査信号及び前記データ信号のうち少なくとも一方の電圧を制御することにより、前記光源の非点灯時と前記光源の点灯時とで前記各駆動領域に対応する前記液晶に印加する前記駆動電圧を相異ならせることを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
19. 前記駆動電圧切換手段は、前記走査信号供給手段により前記光源の非点灯時に供給される前記走査信号の電位と前記光源の点灯時に供給される前記走査信号の電位とを相異ならせる走査信号電位制御手段を含むことを特徴とする請求項18に記載の表示装置。
20. 前記走査信号電位制御手段は、所定の電位を出力する第１の共通電位出力部と、前記光源の点灯及び非点灯を指示する点灯制御信号に応じた電位を出力する第１の変換電位出力部とを含み、
    前記走査信号電位制御手段は、前記第１の共通電位出力部及び前記第１の変換電位出力部とから出力される電位の和を前記走査信号供給手段に出力することを特徴とする請求項19に記載の表示装置。
21. 前記駆動電圧切換手段は、前記データ信号供給手段により前記光源の非点灯時に供給される前記データ信号の電位と前記光源の点灯時に供給される前記データ信号の電位とを相異ならせるデータ信号電位制御手段を含むことを特徴とする請求項18に記載の表示装置。
22. 前記データ信号電位制御手段は、前記画像データに対応する電位を出力する画像信号中継部と、所定の電位を出力する第２の共通電位出力部と、前記光源の点灯及び非点灯を指示する点灯制御信号に応じた電位を出力する第２の変換電位出力部とを含み、
    前記データ信号電位制御手段は、前記画像信号中継部、前記第２の共通電位出力部及び前記第２の変換電位出力部とから出力される電位の和を前記データ信号供給手段に出力することを特徴とする請求項21に記載の表示装置。
23. 前記データ信号電位制御手段は、前記画像データに対応する画像信号を変換して変換後の画像信号の電位を出力する画像信号変換部と、所定の電位を出力する第３の共通電位出力部と、前記光源の点灯及び非点灯を指示する点灯制御信号及び前記画像データの階調情報に応じた電位を出力する階調制御部とを含み、
    前記データ信号電位制御手段は、前記画像信号変換部、前記第３の共通電位出力部及び前記階調制御部から出力される電位の和を前記データ信号供給手段に出力することを特徴とする請求項21に記載の表示装置。
24. 請求項１に記載の表示装置を備えたことを特徴とする電子機器。
25. 透過偏光軸を可変な透過偏光軸可変手段と、
    該透過偏光軸可変手段の一方の側に配置されており第１の方向の直線偏光成分の光を透過させると共に該第１の方向とは異なる所定方向の直線偏光成分の光を反射又は吸収する第１の偏光分離手段と、
    前記透過偏光軸可変手段の他方の側に配置されており第２の方向の直線偏光成分の光を透過させると共に該第２の方向とは異なる所定方向の直線偏光成分の光を反射する第２の偏光分離手段と、
    該第２の偏光分離手段に対して前記透過偏光軸可変手段と反対側に配置されており該第２の偏光分離手段を介して前記透過偏光軸可変手段に光を入射する光源とを備えた表示装置の駆動方法であって、
    画像データに基づいて前記透過偏光軸可変手段を駆動して前記透過偏光軸を変化させる駆動工程と、
    該駆動工程における前記画像データに対する前記透過偏光軸の変化特性を前記光源の点灯及び非点灯に応じて切り換える駆動特性切換工程と
    を備えたことを特徴とする表示装置の駆動方法。
26. 前記透過偏光軸可変手段は、一対の基板間に液晶を有する液晶パネルからなり、
    前記駆動工程は、前記画像データに応じた駆動電圧を前記液晶に印加することを特徴とする請求項25に記載の表示装置の駆動方法。
27. 前記駆動特性切換工程は、前記光源の点灯及び非点灯を指示する点灯制御信号に同期して、前記駆動電圧を切り換えることを特徴とする請求項26に記載の表示装置の駆動方法。
28. 前記液晶パネルは、複数のデータ信号線及び複数の走査信号線を備え、該複数のデータ信号線及び該複数の走査信号線の交差部毎に形成された各駆動領域における前記液晶を駆動することによって前記透過偏光軸を変えることが可能なドットマトリクス液晶パネルからなり、
    前記駆動特性切換工程は、前記画像データに対応して前記データ信号線に供給されるデータ信号の電位を、前記点灯制御信号に同期して切り換えることを特徴とする請求項27に記載の表示装置。
29. 前記駆動工程は、前記データ信号の電位を液晶パネルに供給するデータ信号電位供給工程を含み、
    前記駆動特性切換工程は、前記データ信号電位供給工程の前において前記データ信号電位供給工程で前記画像データに対応して供給される前記データ信号を、前記点灯制御信号に同期して、ポジ表示に対応するデータ信号とネガ表示に対応するデータ信号とに切り換えるデータ信号変換工程を含むことを特徴とする請求項28に記載の表示装置の駆動方法。
30. 前記データ信号変換工程は、前記データ信号を、前記点灯制御信号に同期して、反転させる反転工程を含むことを特徴とする請求項29に記載の表示装置の駆動方法。
31. 前記液晶パネルは、複数のデータ信号線及び複数の走査信号線を備え、該複数のデータ信号線及び該複数の走査信号線の交差部毎に形成された各駆動領域における前記液晶を駆動することによって前記透過偏光軸を変えることが可能なドットマトリクス液晶パネルからなり、
    前記駆動工程は、前記走査信号を供給する走査信号供給工程及び前記データ信号を供給するデータ信号供給工程を含み、
    前記駆動電圧切換工程は、前記走査信号供給工程及びデータ信号供給工程により
    夫々供給される前記走査信号及び前記データ信号のうち少なくとも一方の電圧を制御することにより、前記光源の非点灯時と前記光源の点灯時とで前記各駆動領域に対応する前記液晶に印加する前記駆動電圧を相異ならせることを特徴とする請求項26に記載の表示装置の駆動方法。
32. 前記駆動電圧切換工程は、前記走査信号供給工程により前記光源の非点灯時に供給される前記走査信号の電位と前記光源の点灯時に供給される前記走査信号の電位とを相異ならせる走査信号電位制御工程を含むことを特徴とする請求項31に記載の表示装置の駆動方法。
33. 前記駆動電圧切換工程は、前記データ信号供給工程により前記光源の非点灯時に供給される前記データ信号の電位と前記光源の点灯時に供給される前記データ信号の電位とを相異ならせるデータ信号電位制御工程を含むことを特徴とする請求項31に記載の表示装置の駆動方法。

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