JP4211342B2

JP4211342B2 - Display device and electronic device

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Publication number: JP4211342B2
Application number: JP2002283629A
Authority: JP
Inventors: 強前田
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2002-09-27
Filing date: 2002-09-27
Publication date: 2009-01-21
Anticipated expiration: 2022-09-27
Also published as: JP2004118042A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表示装置及び電子機器に関し、特に表示面を鏡状態と画像等を表示する表示状態とに変換可能な表示装置と、これを備えた電子機器とに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置等の表示装置において、従来から透過表示と反射表示を可能にした半透過反射型の表示装置や、観察側から入射される自然光を利用して明るい表示を可能とする技術を備えた表示装置等が知られている。例えば、特許文献１では、表示の観察側である前側の基板と、この前側基板に対向する後側基板との内面にそれぞれ電極を設け、これら基板間に、液晶分子を１８０°〜２７０°のツイスト角でツイスト配向させた液晶層を備えてなる液晶素子と、該液晶素子の前側に配置され、入射光の互いに直交する２つの偏光成分のうち、一方の偏光成分の光を反射し、他方の偏光成分の光を透過させる反射偏光板と、液晶素子の後側に設けられた反射手段とを備えた構成の半透過反射型の液晶表示装置が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−４９０３０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記液晶表示装置においては、前側からの入射光を有効に利用して、明るい画面を得ることを目的としたもので、すなわち、前側からの入射光のうち、反射偏光板により反射された光により画面全体の明るさを底上げしたものである。また、上記公報では、その反射光を利用して明るい画面を得るための構成が開示されている。このように反射偏光板を用いた半透過反射型の液晶表示装置は幾つか提案されているものの、反射偏光板にて反射される光を鏡表示として利用する一方、特に表示状態における明るさを十分に確保するのに好適な条件等については開示されていない。
【０００５】
本発明は、上述の課題に鑑みなされたもので、表示面を鏡として好適に機能させつつ、表示状態においては十分な明るさを確保することが可能な表示装置と、それを備えた電子機器とを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の表示装置は、第１の偏光を表示光として出射可能な表示手段と、該表示手段を制御する制御手段とを有し、前記表示手段は、その観察側に観測側の表面が平坦な反射型偏光選択手段を有し、前記反射型偏光選択手段は、前記第１の偏光を透過するとともに、前記第１の偏光の偏光軸に交差する偏光軸を有する第２の偏光を反射し、前記制御手段は、前記表示手段から前記第１の偏光を表示光として出射する表示モードと、前記表示手段から前記第１の偏光を出射させない鏡モードとを切換制御可能に構成された電気光学装置からなり、前記反射型偏光選択手段の透過軸と、当該表示装置の表示面の上下軸とのなす角度θが０°より大きく、４５°以下の範囲に設定されていることを特徴とする。
【０００７】
このような表示装置によると、制御手段が表示モードにある場合、第１の偏光が表示手段から出射され、表示光として表示面にて視認される。一方、制御手段が鏡モードにある場合、第１の偏光が表示手段から出射されず、さらに当該表示手段に観察側から入射した外光に含まれる第１の偏光が、該反射型偏光選択手段を透過して観察側とは反対側の背面側に入射する一方、外光に含まれる第２の偏光が該反射型偏光選択手段にて反射されるため、当該表示装置の表示面は鏡面状に視認される。ここで、反射型偏光選択手段の透過軸と、表示面の上下軸とのなす角度を０°より大きく、４５°以下の範囲に設定したため、透過偏光軸が表示面の上下軸と略平行となるように上下方向に設定された偏光サングラスを装着した観察者にとって表示モードの明るさが高まることとなる。したがって、当該表示装置は鏡モードと表示モードとを多肢に亙って利用できるもので、通常の観察者は鏡状態と通常の表示状態とを偏りなく併用できる表示装置となり、さらに偏光サングラス装着者にとっては特に表示モード利用に適した表示装置となる。なお、本発明に言う表示面の上下軸とは、視認時における当該表示面の上下方向の軸を意味するものとする。
【０００８】
上記表示装置において、前記制御手段は、前記反射型偏光選択手段の背面側に配置された透過偏光軸可変手段であって、上記表示手段は、前記反射型偏光選択手段（第１反射型偏光選択手段とも言う）と前記制御手段との間に、前記第１の偏光を透過するとともに、前記第２の偏光を吸収する第１吸収型偏光選択手段を備えるものとすることができる。
【０００９】
制御手段（透過偏光軸可変手段）が表示モードの状態にあっては、第１の偏光を第１反射型偏光選択手段に出射するモードとなるが、上記構成においては、制御手段と第１反射型偏光選択手段との間に第１吸収型偏光選択手段を設けたため、偏光選択度を向上させることができ、表示モードにおける表示のコントラストを高めることが可能となる。
【００１０】
前記表示手段の背面側に、観察側に光を出射する照明手段を備えるものとすることができる。この照明手段により、表示モードにおける画像等の表示状態を確実に確保可能となる。なお、照明手段の非点灯時において、前記制御手段が前記鏡モードにあるものとすることができる。鏡モードは、照明手段の非点灯と、制御手段による光遮断機能とのいずれでも実現できるが、照明手段を非点灯状態とし、且つ制御手段を光遮断状態とすることによって、光漏れをさらに低減でき、鏡モードにおける鏡面状態をより良好に構成できるようになる。また、上記制御手段は、鏡モードにおいて前記表示手段からの光の出射を停止させることが好ましい。これにより鏡モードにおいて表示手段から光が出射することがなくなるため、鏡面品位を一層向上させることが可能となる。
【００１１】
また、前記制御手段と前記照明手段との間に、前記第１吸収型偏光選択手段と吸収軸が交差する第２吸収型偏光選択手段と、前記第１反射型偏光選択手段と反射軸が交差する第２反射型偏光選択手段とを前記制御手段側からこの順に備えるものとすることができる。
【００１２】
この場合、照明手段から制御手段に入射される照明光の偏光選択度を向上させることができ、表示モードにおける表示のコントラストを一層高めることが可能となる。また、第２反射型偏光選択手段を第２吸収型偏光選択手段よりも照明手段側に設けたため、照明光のうち第２反射型偏光選択手段にて反射した反射光を、照明手段側において散乱や反射により偏光状態を変化させた上で再び観察側に戻すことが可能となるため、表示を明るく構成することが可能となる。
【００１３】
なお、上記構成の表示装置において、透過偏光軸可変手段たる制御手段は電気光学パネル、好ましくは液晶を用いた液晶パネルにて構成することができ、表示手段は該液晶パネルと上記反射型偏光選択手段とを含んだ構成とすることができる。このように液晶パネル等の電気光学パネルを制御手段として含んで表示手段を構成することで、薄型構造が可能になり、携帯機器などにも適用可能な表示装置が実現できる。
【００１４】
次に、上記目的を達成するために、透過偏光軸可変手段を備えた表示装置であって、前記透過偏光軸可変手段の観察側に配置され観測側の表面が平坦な第１偏光選択手段と、前記透過偏光軸可変手段の背面側に配置された第２偏光選択手段とを有し、前記第１偏光選択手段は、第１の偏光を透過するとともに、前記第１の偏光の偏光軸に交差する偏光軸を有する第２の偏光を反射し、前記第２偏光選択手段は、第３の偏光を透過し、前記第３の偏光の偏光軸に交差する偏光軸を有する第４の偏光を吸収及び／又は反射し、前記透過偏光軸可変手段は、前記第３の偏光の少なくとも一部を前記第１の偏光に変換可能であり、前記第１の偏光を表示光として出射する表示モードと、前記表示手段から前記第１の偏光を出射させない鏡モードとを切換制御可能に構成された電気光学装置からなり、前記第１偏光選択手段の透過軸と、当該表示装置の表示面の上下軸とのなす角度θが０°より大きく、４５°以下の範囲に設定されていることを特徴とする。
【００１５】
このような表示装置によると、第２偏光選択手段を透過して透過偏光軸可変手段に入射した第３の偏光が、該透過偏光軸可変手段にて第１の偏光に変換された場合、該第１の偏光が第１偏光選択手段を透過して表示に供されることとなる。一方、透過偏光軸可変手段に入射した第３の偏光が、該透過偏光軸可変手段にて第１の偏光に変換されない場合、該第１の偏光と交差する偏光（すなわち第２の偏光）が第１偏光選択手段に反射されるため、背面側から表示が供されることはない。この状態において、観察側に配置された第１偏光選択手段によって外光に含まれる第２の偏光が反射されることにより、表示面において鏡面状態を得ることが可能となる。ここで、第１偏光選択手段の透過軸と、表示面の上下軸とのなす角度θを０°より大きく、４５°以下の範囲に設定したため、透過偏光軸が上下方向に設定された偏光サングラスを装着した観察者にとって背面側からの透過表示の明るさが高まることとなる。したがって、当該表示装置は第２の偏光の反射により得られる鏡面状態と、第１の偏光の透過により得られる表示状態との利用性を多肢に亙って高めたものとなり、通常の観察者は鏡面状態と表示状態とを偏りなく併用できる表示装置となり、さらに偏光サングラス装着者にとっては特に表示状態利用用途に適した表示装置となる。なお、本発明に言う表示面の上下軸とは、視認時における当該表示面の上下方向の軸を意味するものとする。
【００１６】
上記表示装置において、前記第１偏光選択手段を第１反射型偏光選択手段とし、前記透過偏光軸可変手段と前記第１反射型偏光選択手段との間に、前記第１の偏光を透過するとともに、前記第２の偏光を吸収する第１吸収型偏光選択手段を備える一方、前記第２偏光選択手段として、前記第１吸収型偏光選択手段と吸収軸が交差する第２吸収型偏光選択手段と、前記第１反射型偏光選択手段と反射軸が交差する第２反射型偏光選択手段とを前記透過偏光軸可変手段側からこの順に備えるものとすることができる。
【００１７】
このように透過偏光軸可変手段と第１反射型偏光選択手段との間に第１吸収型偏光選択手段を設けることで、透過偏光軸可変手段が、第３の偏光を第１の偏光に変換して出射させる状態にあっては、第１の偏光を選択的に透過させる偏光選択度を向上させることができ、表示モードにおける表示のコントラストを高めることが可能となる。さらに、透過偏光軸可変手段の背面側に第２吸収型偏光選択手段と、第２反射型偏光選択手段とを設けたため、透過偏光軸可変手段に入射する光の偏光度も一層高いものとなり、更に表示のコントラストが高まる構成となっている。また、第２反射型偏光選択手段を第２吸収型偏光選択手段よりも照明手段側に設けたため、照明光のうち第２反射型偏光選択手段にて反射した反射光を、照明手段側において散乱や反射により偏光状態を変化させた上で再び観察側に戻すことが可能となるため、表示を明るく構成することが可能となる。
【００１８】
前記第２偏光選択手段の背面側に、観察側に光を出射する照明手段を備えるものとすることができる。この照明手段により、表示モードにおける画像等の表示状態を確実に確保可能となる。なお、照明手段の非点灯時において、前記透過偏光軸可変手段が前記第１の偏光を透過させない状態にあることが好ましい。第１の偏光を透過させない場合は、当該表示装置は鏡モードとなり表示面にて鏡面が視認されることとなるが、該鏡モードは、照明手段の非点灯と、透過偏光軸可変手段による第１の偏光の遮断とのいずれでも実現できるが、照明手段を非点灯状態とし、且つ透過偏光軸可変手段を第１の偏光を遮断する状態とすることによって、光漏れをさらに低減でき、鏡モードにおける鏡面状態をより良好に構成できるようになる。
【００１９】
なお、上記構成の表示装置において、透過偏光軸可変手段として液晶を用い、液晶の配向制御により透過偏光軸を変換可能にすることができる。このように液晶を用いた液晶パネル等の電気光学パネルによって本発明を構成することで、表示装置全体の薄型構造が可能になり、携帯機器などにも適用可能な表示装置が実現できる。
【００２０】
次に、上記第１偏光選択手段における観察側の表面が平坦であることが好ましい。第１偏光選択手段の観察側の表面が平坦であることにより、鏡モードの鏡面状態をより良好に実現できるとともに、表示モードにおいも観察者の目に入る外光の正反射光以外の散乱光を低減することができるため、表示状態における視認性を向上させることができる。
【００２１】
また、上記第１偏光選択手段における観察側の表面上に透明な保護膜が形成されていることが望ましい。これにより、第１偏光選択手段の観察側の表面に直接、傷が生じたり塵埃が付着したりすることを防止することができる。この場合には、保護膜の表面に硬化処理が施されているか、或いは、透明な硬質膜が形成されていることが望ましい。
【００２２】
また、上記第１偏光選択手段よりも背面側にカラーフィルタが配置されていることが好ましい。第１偏光選択手段よりも背面側にカラーフィルタを配置することで、表示モードにおいてカラー表示が可能となる。
【００２３】
さらに、上記第１偏光選択手段と上記透過偏光軸可変手段の間に位相差板が配置されていることが好ましい。この位相差板は、色付きなどを低減する光学補償板、或いは視野角特性を改善する視角補償板として用いることができる。
【００２４】
次に、本発明の電子機器は上記記載の表示装置を備えたことを特徴とする。このような電子機器によると、鏡モードと表示モードとを切換可能となり、特に携帯用途として、例えば携帯電話の表示部に上記表示装置を適用することで、鏡モードにおいては化粧時のコンパクトに代用することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、図面により、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の全ての図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の膜厚や寸法の比率などは適宜異ならせてある。
【００２６】
［第１実施形態］
図１は本発明の表示装置の一実施形態としての液晶表示装置の概略構成を示す断面図で、図２は同液晶表示装置の概略構成を示す斜視図である。図１及び図２に示す液晶表示装置１００においては、観察側（図示上側）から、反射偏光板１１０、偏光板１２０、位相差板１３０、液晶パネル１４０、偏光板１５０、バックライト１６０が順次配置されている。
【００２７】
反射偏光板１１０は、反射型偏光選択手段として構成され、その透過偏光軸と平行な振動面を有する偏光成分を透過し、透過偏光軸と交差する（好ましくは直交する）方向に平行な振動面を有する偏光成分を反射するものである。反射偏光板としては、国際出願公開ＷＯ９５／２７９１９号に記載された、複数種類の相互に異なる複屈折性高分子フィルムを積層した積層体、或いはコレステリック液晶の表裏に１／４波長板を配置したものなどを用いることができる。上記積層体としては、３Ｍ社により提供されるＤＢＥＦ（商品名）を例示できる。
【００２８】
反射偏光板１１０は、図２に示すように、その透過軸（透過偏光軸）と液晶表示装置１００の表示面１０１の上下軸とのなす角θが０°より大きく、４５°以下の範囲となるように構成されている。なお、この場合の上下軸は、表示面を視認した場合の上下方向を言うものとする。
【００２９】
偏光板１２０，１５０としては、その偏光透過軸と平行な振動面を有する偏光成分を透過し、偏光透過軸と交差する（好ましくは直交する）方向に平行な振動面を有する偏光成分を吸収する公知の吸収型偏光板が用いられている。偏光板１２０と偏光板１５０は、液晶表示装置１００の構成上必要な配置、例えば液晶パネル１４０が９０°ツイスト角を有するＴＮ液晶セルである場合には直交ニコル配置に設定される。
【００３０】
偏光板１２０は、その偏光透過軸が反射偏光板１１０の偏光透過軸と一致するように配置されている。反射偏光板１１０の偏光透過軸と偏光板１２０の偏光透過軸との交差角は必ずしも０°である必要はないが、交差角が大きくなるに従って表示のコントラストは低下するので、例えば交差角が１５°以下であることが好ましく、特に５°以下であることが好ましい。
【００３１】
光学的には偏光板１２０は省略することができる。ただし、一般に反射偏光板１１０の偏光選択度（入射した自然光に対する透過光中の、偏光透過軸に平行な振動面を有する偏光成分の割合）は吸収型の偏光板に比べて低いため、偏光板１２０を省略すると、バックライト１６０からの透過光を利用した表示モードにおけるコントラストが低下する。なお、偏光板１５０としては、偏光板１２０のような吸収型偏光板ではなく、上記反射偏光板１１０と同様に構成された反射偏光板を用いることも可能である。
【００３２】
位相差板１３０は、特に液晶パネル１４０がＳＴＮモードである場合には、バックライト１６０からの透過光を利用した表示の着色を低減するための光学補償板として機能する。また、液晶表示の視野角依存性を向上させる視角補償板として機能するように構成することもできる。なお、位相差板１３０を設けなくても表示自体は可能である。
【００３３】
液晶パネル１４０は、ガラスやプラスチック等の透明基板で構成される２枚の基板１４１，１４２を含んで構成され、基板間の電圧変化に基づいて当該液晶表示装置１００を表示モードと鏡モードとの間で切換可能にする制御手段として構成されている。基板１４１の内面上にはカラーフィルタ１４４が形成され、カラーフィルタ１４４には、例えば赤、緑、青等の複数色の着色層が、所定の配列パターン（ストライプ配列、デルタ配列、斜めモザイク配列など）で配列されている。これらの着色層は透明な保護膜で覆われることが好ましい。
【００３４】
また、カラーフィルタ１４４上には、ＩＴＯ等で構成された透明電極１４５が上記着色層の配列に対応した配列で形成されている。透明電極１４５上にはポリイミド樹脂等で構成される配向膜１４６が形成されている。また、基板１４２の内面上には、上記と同様の透明電極１４７及び配向膜１４８が形成されている。
【００３５】
上記のパネル構造においては、パネル構造を構成する一対の基板が、その素材としてガラス（石英を含む）を用いたもの、樹脂（プラスチック）を用いたもの、或いは一方にガラス、他方に樹脂を用いたもののいずれであっても良い。特に、基板の素材として樹脂材料を用いることによって装置の薄型化を図ることができるとともに、耐衝撃性の向上を図ることができる。
【００３６】
上記の基板１４１，１４２は、シール材１４３を介して貼り合わせられ、その内部に液晶１４９が封入されている。このようにして構成された液晶パネル１４０の液晶モードとしては、ＴＮ（Twisted Nematic）モード、ＳＴＮ（Super Twisted Nematic）モード、ＥＣＢ（Electrically Controlled Birefringence）モード等が好ましい。これらの液晶モードによる表示方法においては、いずれも偏光板を用いて表示態様を実現するように構成されているため、比較的低い駆動電圧で高い表示品位を得ることができ、特に携帯型電子機器に搭載する場合に望ましい。
【００３７】
また、液晶パネル１４０の駆動モードとしては、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）やＴＦＤ（Thin Film Diode）等の能動素子を用いたアクティブマトリクス駆動等のアクティブ駆動モードと、上記のような能動素子を用いない単純駆動若しくはマルチプレックス駆動等のパッシブ駆動モードのいずれであってもよい。
【００３８】
バックライト１６０は、背後から液晶パネル１４０に対して略均一な照度で照明を行うことができるものである。具体的には、導光板１６２と、この導光板１６２の端面部に配置された光源１６１とを含む端面発光型のバックライトが適用されている。導光板１６２には、光源１６１から導入された光を液晶パネル１４０側に略均一に導くための金属層や印刷層などの光反射要素若しくは光散乱要素１６３が設けられている。なお、端面発光型以外にも、導光板と、この導光板の背面に配置された光源とを含む背面発光型のバックライトなどを適用することも可能である。
【００３９】
本実施形態において、偏光板１２０、位相差板１３０、液晶パネル１４０、偏光板１５０及びバックライト１６０は、反射偏光板１１０に対して所定の偏光軸を備えた偏光（第１の偏光）のみを出射する表示手段として機能している。バックライト１６０からの透過光を利用した表示が行われる表示モードにおいては、液晶パネル１４０内に構成された複数の画素についてそれぞれ第１の偏光の出射の有無、若しくは第１の偏光の出射量が制御され、その結果、所定の表示画像が構成される。
【００４０】
本実施形態の液晶表示装置１００では、バックライト１６０を点灯状態とし、液晶パネル１４０の各透明電極１４５，１４７の間に印加する電圧を制御することにより、偏光板１２０、位相差板１３０、液晶パネル１４０、偏光板１５０により構成される液晶表示体で所定の表示を行うことによって、偏光板１２０から出射される光が反射偏光板１１０を透過して視認される表示モードを実現することができる。一方、上記の液晶表示体をオフ状態（光遮断状態）にする、すなわち液晶表示体の全画素を光遮断状態とするか、或いはバックライト１６０を非点灯状態とすることによって、表示面１０１が鏡のように視認される鏡モードを実現することができる。
【００４１】
液晶表示体１００には、通常の使用状態において外光Ｏが観察側から入射するが、その外光Ｏのうち、反射偏光板１１０の偏光透過軸と平行な振動面を有する偏光成分は反射偏光板１１０を透過して内部に導入され、反射偏光板１１０の偏光透過軸と直交する振動面を有する偏光成分は反射偏光板１１０により反射され、反射光Ｒとして観察側に戻る。一方、バックライト１６０から放出された照明光は、偏光板１５０を通過して直線偏光になり、液晶パネル１４０にてその偏光状態が変換されるか、或いはそのまま変換されることなく通過し、偏光板１２０においてその偏光透過軸に平行な振動面を有する偏光成分のみが出射される。この偏光成分は、反射偏光板１１０もそのまま透過し、観察側において視認される。したがって、液晶表示体が所定の表示画像を表示する状態にあれば、その表示画像に応じて形成される透過領域において、光は透過し、反射偏光板１１０を透過して透過光Ｔとして視認される。
【００４２】
ここで、表示モードにおいては、上記透過光Ｔによって所定の表示画像が視認されるが、そのとき、外光Ｏに起因する反射光Ｒが存在するため、表示画像の視認性が低下するように思われる。しかし、外光Ｏは通常、主としてユーザ（観察者）の観察方向とは異なる方向から液晶表示装置１００に入射するので、反射偏光板１１０にて生ずる反射光Ｒ（正反射光）のうちユーザの目に直接入射する光量は少なく、大部分はユーザの目とは異なる方向に反射されていく。したがって、透過光Ｔが十分に強ければ、反射光Ｒによる表示画像の視認性の低下は限定されたものとなる。
【００４３】
一方、鏡モードにおいては、液晶表示体が光遮断状態となることにより、或いはバックライト１６０が非点灯状態となることにより、透過光Ｔは殆ど存在しなくなるため、その分、反射光Ｒが強く感じられることとなり、表示面全体が鏡状に視認される。なお、鏡モードを構成する場合、液晶表示体を光遮断状態にするとともに、バックライト１６０を非点灯状態にすることが好ましい。このようにすると、光漏れをほぼ完全に防止することができるため、透過光Ｔをさらに低減することが可能となり、より良好な鏡面状態を得ることができる。
【００４４】
本実施形態では、図２に示したように、反射偏光板１１０が、その透過軸（透過偏光軸）と液晶表示装置１００の表示面１０１の上下軸とのなす角θを０°より大きく、４５°以下の範囲となるように構成されているため、透過軸（透過偏光軸）が表示面１０１の上下軸と略平行となるように上下方向に設定された偏光サングラス１０５を装着したユーザ（観察者）にとって表示モードにおける明るさが高まるものとされている。したがって、本実施形態の液晶表示装置１００は、表示モード及び鏡モードを兼備した表示装置としての利用性を多肢に亙って高めたものとなり、通常の観察者は鏡モードと表示モードとを偏りなく併用できる液晶表示装置となり、さらに偏光サングラス装着者にとっては特に表示モード利用用途に適した液晶表示装置となる。なお、θが０°の場合、鏡表示を利用することができなくなる一方、θが４５°を超えると、偏光サングラス越しに明るい表示状態が得られなくなる場合がある。
【００４５】
また、本実施形態では、反射偏光板１１０の観察側の表面は平坦であることが望ましい。反射偏光板１１０の観察側の表面が平坦であれば、上記鏡面状態をより良好に構成でき、鏡としての品位を高めることができるとともに、表面が平坦でない場合に生じ得る、表示モードにおいて光強度の高い外光Ｏの正反射光がユーザの目に入り易くなるといった事態が発生しなくなるため、表示画像の視認性の低下を防止できる。上記表面は、特に可視光領域において光学的に平坦（オプティカルフラット）であることが好ましい。
【００４６】
［第２実施形態］
次に、図３を参照して、本発明に係る第２実施形態の液晶表示装置について説明する。この実施形態では、上記第１実施形態と同様の構成要素には同一符号を付し、それらの説明は省略する。本実施形態では、観察側から順に、反射偏光板１１０、吸収偏光板１２０、位相差板１３０、液晶パネル１４０、吸収偏光板１５０、反射偏光板１７０、バックライト１６０が配置されている。
【００４７】
ここで、反射偏光板１７０は、反射偏光板１１０と同じものであるが、その透過偏光軸が偏光板１５０の透過偏光軸と一致する態様で配置されている。また、反射偏光板１７０は、バックライト１６０から出射された照明光のうち、偏光板１５０を透過しない偏光成分をバックライト１６０側に反射する。この反射された偏光成分は、導光板１６２内に入射し、少なくとも一部の偏光状態が変化して再び観察側に反射され、その一部が反射偏光板１７０及び偏光板１５０を透過し、透過光Ｔの一部となる。したがって、第１実施形態では表示に利用されなかった光の一部を再利用することが可能となるため、表示モードにおける表示画像の明るさを向上させることができ、該表示モードの表示品位を高めることが可能となる。
【００４８】
なお、本実施形態において、偏光板１５０を省略して反射偏光板１７０のみで液晶表示体の表示を可能にすることもできる。ただし、この場合には、反射偏光板１７０の偏光選択度（透過偏光軸と平行な振動面を有する偏光成分の透過率、或いは透過偏光軸と直交する振動面を有する偏光成分の反射率）が吸収型の偏光板に比して低いことから、表示のコントラストが低下したり、表示の明るさが低下したりする。また、外光Ｏのうち、観察側の反射偏光板１１０を透過した光の少なくとも一部（例えば光遮断状態にある画素に入射する光）が、反射偏光板１７０において反射されて、その反射により表示画像の視認性が低下する惧れもある。
【００４９】
［第３実施形態］
次に、図４を参照して、本発明に係る第３実施形態の液晶表示装置について説明する。この第３実施形態では、第２実施形態と同様の構成要素には同一符号を付し、それらの説明は省略する。本実施形態では、観察側から順に、反射偏光板１１０、吸収偏光板１２０、位相差板１３０、液晶パネル１４０、吸収偏光板１５０、反射偏光板１７０、バックライト１６０が配置されているが、さらに、反射偏光板１１０の観察側の表面上に、透明な保護膜１１１が形成されている。
【００５０】
保護膜１１１は、アクリル樹脂、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２などの薄膜で構成できる。特に、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２などの無機ガラスと同等以上の硬度を有する硬質保護膜であることが好ましい。保護膜は透明な素材で構成されたフィルムやシートなどを貼着したものであってもよく、反射偏光板１１０の表面上に、塗布、蒸着、スパッタリング等により直接成膜したものであってもよい。
【００５１】
このように本実施形態の液晶表示装置では、反射偏光板１１０の観察側の表面上に透明な保護膜１１１が形成されているため、反射偏光板１１０の表面に傷が付いたり、異物が付着したりすることを防止ないし抑制することが可能となり、特に鏡面状態を良好に構成することが可能となる。
【００５２】
なお、第１〜第３実施形態の液晶表示装置において、バックライト１６０と偏光板１５０（若しくは反射偏光板１７０）との間に、拡散フィルム、プリズムシート等を設けることもできる。この場合、バックライト１６０からの透過光による表示において正面方向の輝度を向上させることが可能となる。また、特に反射偏光板１７０とバックライト１６０との間に設けた場合には、反射偏光板１７０にて反射して戻ってきた光を、該拡散フィルム、プリズムシートにより偏光解消することが可能となる。
【００５３】
［第４実施形態］
次に、図５を参照して、本発明に係る第４実施形態の電子機器について説明する。本発明の電子機器の一実施形態たる携帯電話１０００は、本体部１００１と、表示体部１００２とを有し、表示体部１００２の内部に上記液晶表示装置１００が配置され、表示体部１００２にて表示画面１００３を視認できるように構成されている。このような携帯電話１０００によると、各種操作や各種状況に応じて、表示画面１００３において、表示モードによる所定の表示画面や、鏡モードによる鏡面を視認することできるようになる。
【００５４】
以上、本発明の表示装置に係る液晶表示装置、及び本発明の電子機器に係る携帯電話の実施形態をそれぞれ示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加えることが可能である。例えば、上述した実施形態では、表示装置として電気光学装置の一種である液晶表示装置の例を示したが、本発明はこれに限定されず、エレクトロルミネッセンス装置、特に有機エレクトロルミネッセンス装置、無機エレクトロルミネッセンス装置や、プラズマディスプレイ装置、ＦＥＤ（フィールドエミッションディスプレイ）装置、ＬＥＤ（発光ダイオード）装置、電気泳動装置、薄型のブラウン管、液晶シャッタ等を用いた小型テレビなどの各種の電気光学装置に適用できる。なお、特に自発光型の発光部を備える表示装置においては、当該発光部を非点灯とする制御により、鏡モードを得ることができる。
【００５５】
［実施例］
本発明の効果を確認するために、以下の実験を行った。
まず、図１に示した第１実施形態の液晶表示装置１００を用意し、この液晶表示装置において、反射偏光板１１０の透過軸と、表示面の上下軸とのなす角θを０°〜６０°まで変化させて、透過偏光軸が表示面の上下軸と略平行となるように上下方向に設定された偏光サングラスを装着した輝度計でθの値毎に表示モードの明るさを評価するとともに、同じくθの値毎に鏡モードにおける表示の視認性を評価した。
【００５６】
なお、スポット光源を、液晶表示装置の表示面の法線方向から該表示面の上側に２０°傾けて当該液晶表示装置に照射し、法線方向から逆の２０°方向（下側）に反射する正反射光（−２０°）の輝度を輝度計で測定した。また、偏光サングラスを装着していない輝度計で、前述の表示モードの明るさを測定したときの明るさが１になるように規格化を行った。さらに、そのときの鏡モードの視認性も同時に確認し、鏡モードにおける各視認性の評価は、この場合に対する相対評価を行ったものである。
結果を表１に示す。
【００５７】
【表１】

【００５８】
このようにθ＝０°のときは最も明るい透過表示状態を得ることができるが、反射偏光板１１０の反射軸と、偏光サングラスの透過軸とが直交してしまうため、鏡状態を視認することができなかった。また、θが４５°を超え、例えばθ＝６０°のときは、表示モードにおいて十分な明るさを得ることができなかった。一方、θが０°より大きく４５°以下のとき、十分に明るい表示状態を得ることができた。また、鏡モードの視認性も確保できた。
【００５９】
以上の結果から、θを０°より大きく４５°以下とすることで、透過偏光軸が表示面の上下軸と略平行となるように上下方向に設定された偏光サングラスを装着した観察者にとって鏡表示の明るさが高まることが分かる。このように、本発明に係る本実施形態の液晶表示装置は、表示モードと鏡モードとを兼備した表示装置としての利用性を多肢に亙って高めたものとなり、通常の観察者は鏡状態と通常の表示状態とを偏りなく併用でき、さらに偏光サングラス装着者にとっては特に鏡利用用途に適することとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の液晶表示装置の概略構成を示す断面図。
【図２】同じく第１実施形態の液晶表示装置の概略構成を示す斜視図。
【図３】本発明の第２実施形態の液晶表示装置の概略構成を示す断面図。
【図４】本発明の第３実施形態の液晶表示装置の概略構成を示す断面図。
【図５】本発明の第４実施形態の電子機器の概略構成を示す斜視図。
【符号の説明】
１００液晶表示装置（表示装置）、１１０反射偏光板、１２０吸収偏光板、１４０液晶パネル、１５０吸収偏光板、１６０バックライト[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a display device and an electronic device, and more particularly, to a display device capable of converting a display surface into a mirror state and a display state for displaying an image and the like and an electronic device including the display device.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, display devices such as liquid crystal display devices are equipped with a transflective display device that enables transmissive display and reflective display, and technology that enables bright display using natural light incident from the observation side. Display devices and the like are known. For example, in Patent Document 1, electrodes are provided on the inner surfaces of a front substrate that is a display observation side and a rear substrate that faces the front substrate, and liquid crystal molecules are 180 ° to 270 ° between the substrates. A liquid crystal element comprising a liquid crystal layer twist-aligned at a twist angle, and one of the two polarized light components that are arranged on the front side of the liquid crystal element and are orthogonal to each other, reflect the light of one polarized light component, and the other A transflective liquid crystal display device having a configuration including a reflective polarizing plate that transmits light of the polarized light component and reflecting means provided on the rear side of the liquid crystal element is disclosed.
[0003]
[Patent Document 1]
JP 2002-49030 A
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the liquid crystal display device is intended to obtain a bright screen by effectively using the incident light from the front side, that is, the incident light from the front side is reflected by the reflective polarizing plate. The brightness of the entire screen is raised by light. In the above publication, a configuration for obtaining a bright screen using the reflected light is disclosed. Although several transflective liquid crystal display devices using a reflective polarizing plate have been proposed in this way, the light reflected by the reflective polarizing plate is used as a mirror display, while the brightness in the display state is particularly high. No conditions or the like suitable for ensuring sufficient are disclosed.
[0005]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and a display device capable of ensuring sufficient brightness in a display state while suitably functioning as a mirror for a display surface, and an electronic apparatus including the display device The purpose is to provide.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the display device of the present invention includes display means capable of emitting the first polarized light as display light, and control means for controlling the display means. On the side The observation surface is flat Reflection type polarization selection means, wherein the reflection type polarization selection means transmits the first polarization and reflects the second polarization having a polarization axis intersecting the polarization axis of the first polarization; The control means is configured to be capable of switching control between a display mode in which the first polarized light is emitted as display light from the display means and a mirror mode in which the first polarized light is not emitted from the display means. Consisting of electro-optical devices The angle θ formed between the transmission axis of the reflection type polarization selecting means and the vertical axis of the display surface of the display device is set in a range of greater than 0 ° and less than 45 °.
[0007]
According to such a display device, when the control unit is in the display mode, the first polarized light is emitted from the display unit and visually recognized as display light on the display surface. On the other hand, when the control means is in the mirror mode, the first polarized light is not emitted from the display means, and the first polarized light included in the external light incident on the display means from the observation side is the reflective polarization selection means. Since the second polarized light contained in the external light is reflected by the reflective polarization selection means, the display surface of the display device has a mirror shape. Visible to. Here, since the angle between the transmission axis of the reflective polarization selection means and the vertical axis of the display surface is set in a range of greater than 0 ° and 45 ° or less, the transmission polarization axis is substantially parallel to the vertical axis of the display surface. As a result, the brightness of the display mode is increased for an observer wearing polarized sunglasses set in the vertical direction. Therefore, the display device can use the mirror mode and the display mode in multiple limbs, and a normal observer becomes a display device that can use the mirror state and the normal display state together without any bias, and is further equipped with polarized sunglasses. For the user, the display device is particularly suitable for use in the display mode. Note that the vertical axis of the display surface referred to in the present invention means the vertical axis of the display surface at the time of visual recognition.
[0008]
In the display device, the control means is a transmission polarization axis variable means disposed on the back side of the reflection type polarization selection means, and the display means is the reflection type polarization selection means (first reflection type polarization selection means). Between the control means and a first absorption type polarization selection means that transmits the first polarized light and absorbs the second polarized light.
[0009]
When the control means (transmission polarization axis varying means) is in the display mode, the first polarized light is emitted to the first reflection type polarization selection means. In the above configuration, the control means and the first reflection are selected. Since the first absorption type polarization selection means is provided between the type polarization selection means, the polarization selectivity can be improved, and the display contrast in the display mode can be increased.
[0010]
An illuminating unit that emits light to the observation side may be provided on the back side of the display unit. By this illumination means, it is possible to ensure the display state of images and the like in the display mode. Note that the control means can be in the mirror mode when the illumination means is not lit. The mirror mode can be realized either by turning off the lighting means or by the light blocking function by the control means, but by further reducing the light leakage by setting the lighting means to the non-lighting state and the control means to the light blocking state. Thus, the mirror state in the mirror mode can be configured more favorably. Moreover, it is preferable that the control means stops emission of light from the display means in the mirror mode. As a result, no light is emitted from the display means in the mirror mode, so that the mirror surface quality can be further improved.
[0011]
Further, between the control unit and the illumination unit, a second absorption type polarization selection unit whose absorption axis intersects with the first absorption type polarization selection unit, and a reflection axis of the first reflection type polarization selection unit intersects. The second reflection type polarization selection means to be provided in this order from the control means side.
[0012]
In this case, the polarization selectivity of the illumination light incident on the control means from the illumination means can be improved, and the display contrast in the display mode can be further increased. In addition, since the second reflection type polarization selection unit is provided closer to the illumination unit than the second absorption type polarization selection unit, the reflected light reflected by the second reflection type polarization selection unit out of the illumination light is scattered on the illumination unit side. Since the polarization state can be changed by reflection or reflection, it can be returned to the observation side again, so that the display can be made brighter.
[0013]
In the display device having the above configuration, the control means as the transmission polarization axis changing means can be constituted by an electro-optical panel, preferably a liquid crystal panel using liquid crystal, and the display means is the liquid crystal panel and the reflective polarization selection unit. And a means including the means. In this way, by configuring the display unit to include an electro-optical panel such as a liquid crystal panel as a control unit, a thin structure is possible, and a display device applicable to a portable device or the like can be realized.
[0014]
Next, in order to achieve the above object, the display device is provided with a transmission polarization axis varying unit, and is disposed on the observation side of the transmission polarization axis varying unit. The observation surface is flat A first polarization selection unit; and a second polarization selection unit disposed on a back side of the transmission polarization axis varying unit. The first polarization selection unit transmits the first polarization and the first polarization selection unit. The second polarized light having a polarization axis that intersects with the polarization axis of the polarized light is reflected, and the second polarization selection means transmits the third polarized light and has a polarization axis that intersects with the polarization axis of the third polarization. The transmission polarization axis variable means can convert at least a part of the third polarization into the first polarization by absorbing and / or reflecting the fourth polarization having And an electro-optical device configured to be capable of switching control between a display mode for emitting the first polarized light as display light and a mirror mode for not emitting the first polarized light from the display means, An angle θ formed by the transmission axis of the first polarization selection unit and the vertical axis of the display surface of the display device is set in a range of greater than 0 ° and equal to or less than 45 °.
[0015]
According to such a display device, when the third polarized light that has passed through the second polarization selection unit and entered the transmission polarization axis variable unit is converted into the first polarization by the transmission polarization axis variable unit, The first polarized light is transmitted through the first polarized light selection means and used for display. On the other hand, when the third polarized light that has entered the transmission polarization axis variable means is not converted to the first polarization by the transmission polarization axis variable means, the polarized light that intersects the first polarization (that is, the second polarization) Since it is reflected by the first polarized light selecting means, no display is provided from the back side. In this state, the second polarized light included in the external light is reflected by the first polarized light selecting unit arranged on the observation side, so that a mirror surface state can be obtained on the display surface. Here, since the angle θ formed by the transmission axis of the first polarization selection means and the vertical axis of the display surface is set in a range of greater than 0 ° and 45 ° or less, the polarized sunglasses whose transmission polarization axis is set in the vertical direction Therefore, the brightness of the transmissive display from the back side is increased for the observer wearing the. Therefore, the display device has improved the usability of the specular state obtained by the reflection of the second polarized light and the display state obtained by the transmission of the first polarized light, and is a normal observer. Becomes a display device in which the mirror surface state and the display state can be used together without any bias, and for a person wearing a polarized sunglasses, it is a display device particularly suitable for use in the display state. Note that the vertical axis of the display surface referred to in the present invention means the vertical axis of the display surface at the time of visual recognition.
[0016]
In the display device, the first polarization selection unit is a first reflection type polarization selection unit, and the first polarization is transmitted between the transmission polarization axis variable unit and the first reflection type polarization selection unit. A first absorptive polarization selection means for absorbing the second polarized light, and a second absorptive polarization selection means whose absorption axis intersects the first absorptive polarization selection means as the second polarization selection means. The first reflection type polarization selection means and the second reflection type polarization selection means whose reflection axes intersect with each other may be provided in this order from the transmission polarization axis variable means side.
[0017]
In this way, by providing the first absorption polarization selection means between the transmission polarization axis variable means and the first reflection polarization selection means, the transmission polarization axis variable means converts the third polarization into the first polarization. In this state, the polarization selectivity for selectively transmitting the first polarized light can be improved, and the display contrast in the display mode can be increased. Furthermore, since the second absorption type polarization selection means and the second reflection type polarization selection means are provided on the back side of the transmission polarization axis variable means, the degree of polarization of light incident on the transmission polarization axis variable means becomes even higher. Further, the display contrast is increased. In addition, since the second reflection type polarization selection unit is provided closer to the illumination unit than the second absorption type polarization selection unit, the reflected light reflected by the second reflection type polarization selection unit out of the illumination light is scattered on the illumination unit side. Since the polarization state can be changed by reflection or reflection, it can be returned to the observation side again, so that the display can be made brighter.
[0018]
An illuminating unit that emits light to the observation side may be provided on the back side of the second polarized light selecting unit. By this illumination means, it is possible to ensure the display state of images and the like in the display mode. In addition, it is preferable that the transmission polarization axis variable unit does not transmit the first polarized light when the illumination unit is not lit. When the first polarized light is not transmitted, the display device is in a mirror mode, and the mirror surface is visually recognized on the display surface. However, the light leakage can be further reduced by setting the illumination means in a non-lighting state and the transmission polarization axis variable means in a state of blocking the first polarized light. The mirror surface state can be configured more favorably.
[0019]
In the display device having the above-described configuration, liquid crystal is used as the transmission polarization axis varying unit, and the transmission polarization axis can be converted by controlling the orientation of the liquid crystal. By configuring the present invention with an electro-optical panel such as a liquid crystal panel using liquid crystal as described above, a thin structure of the entire display device can be realized, and a display device applicable to portable devices and the like can be realized.
[0020]
Next, it is preferable that the surface on the observation side in the first polarized light selecting means is flat. Since the surface on the observation side of the first polarized light selecting means is flat, the mirror surface state in the mirror mode can be realized more favorably, and the scattered light other than the regular reflection light of the outside light entering the observer's eyes also in the display mode. Therefore, the visibility in the display state can be improved.
[0021]
Further, it is desirable that a transparent protective film is formed on the observation side surface of the first polarized light selecting means. Thereby, it can prevent that a damage | wound or dust adheres to the surface at the side of observation of a 1st polarization | polarized-light selection means directly. In this case, it is desirable that the surface of the protective film is cured or a transparent hard film is formed.
[0022]
Further, it is preferable that a color filter is disposed on the back side of the first polarized light selecting means. By disposing the color filter on the back side of the first polarized light selecting means, color display is possible in the display mode.
[0023]
Further, it is preferable that a phase difference plate is disposed between the first polarization selection unit and the transmission polarization axis varying unit. This phase difference plate can be used as an optical compensation plate for reducing coloring or the like, or a viewing angle compensation plate for improving viewing angle characteristics.
[0024]
Next, an electronic apparatus according to the present invention includes the display device described above. According to such an electronic device, it is possible to switch between the mirror mode and the display mode, and in particular for portable use, for example, by applying the display device to a display unit of a mobile phone, the mirror mode can be used as a compact for makeup. can do.
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In all the drawings below, the film thicknesses and dimensional ratios of the constituent elements are appropriately changed in order to make the drawings easy to see.
[0026]
[First Embodiment]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a liquid crystal display device as an embodiment of the display device of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view showing a schematic configuration of the liquid crystal display device. In the liquid crystal display device 100 shown in FIGS. 1 and 2, a reflective polarizing plate 110, a polarizing plate 120, a retardation plate 130, a liquid crystal panel 140, a polarizing plate 150, and a backlight 160 are sequentially arranged from the observation side (the upper side in the drawing). Has been.
[0027]
The reflective polarizing plate 110 is configured as a reflective polarization selection unit, transmits a polarization component having a vibration plane parallel to the transmission polarization axis, and is a vibration plane parallel to a direction intersecting (preferably orthogonal to) the transmission polarization axis. It reflects a polarized light component having. As the reflective polarizing plate, as described in International Application Publication No. WO95 / 27919, a laminate in which a plurality of different birefringent polymer films are laminated, or a quarter wavelength plate is disposed on the front and back of the cholesteric liquid crystal. Things can be used. An example of the laminate is DBEF (trade name) provided by 3M Company.
[0028]
As shown in FIG. 2, the reflective polarizing plate 110 has an angle θ formed by its transmission axis (transmission polarization axis) and the vertical axis of the display surface 101 of the liquid crystal display device 100 in the range of 0 ° to 45 °. It is comprised so that it may become. Note that the vertical axis in this case refers to the vertical direction when viewing the display surface.
[0029]
The

polarizing plates

120 and 150 transmit a polarization component having a vibration plane parallel to the polarization transmission axis and absorb a polarization component having a vibration plane parallel to a direction intersecting (preferably orthogonal to) the polarization transmission axis. A known absorption polarizing plate is used. The polarizing plate 120 and the polarizing plate 150 are arranged in a crossed Nicol arrangement when the arrangement is necessary for the configuration of the liquid crystal display device 100, for example, when the liquid crystal panel 140 is a TN liquid crystal cell having a 90 ° twist angle.
[0030]
The polarizing plate 120 is arranged so that its polarization transmission axis coincides with the polarization transmission axis of the reflective polarizing plate 110. The crossing angle between the polarization transmission axis of the reflective polarizing plate 110 and the polarization transmission axis of the polarizing plate 120 is not necessarily 0 °, but the display contrast decreases as the crossing angle increases. The angle is preferably not more than 0 °, and particularly preferably not more than 5 °.
[0031]
Optically, the polarizing plate 120 can be omitted. However, since the polarization selectivity of the reflective polarizing plate 110 (ratio of the polarization component having a vibration plane parallel to the polarization transmission axis in the transmitted light with respect to the incident natural light) is generally lower than that of the absorption-type polarizing plate, the polarizing plate If 120 is omitted, the contrast in the display mode using the transmitted light from the backlight 160 is lowered. Note that as the polarizing plate 150, a reflective polarizing plate configured in the same manner as the reflective polarizing plate 110 can be used instead of the absorbing polarizing plate like the polarizing plate 120.
[0032]
The retardation plate 130 functions as an optical compensator for reducing coloring of display using transmitted light from the backlight 160, particularly when the liquid crystal panel 140 is in the STN mode. Moreover, it can also be configured to function as a viewing angle compensation plate that improves the viewing angle dependency of the liquid crystal display. Note that the display itself is possible without providing the retardation plate 130.
[0033]
The liquid crystal panel 140 includes two

substrates

141 and 142 formed of a transparent substrate such as glass or plastic, and the liquid crystal display device 100 is switched between a display mode and a mirror mode based on a voltage change between the substrates. It is comprised as a control means which can be switched between. A color filter 144 is formed on the inner surface of the substrate 141. The color filter 144 has a plurality of colored layers such as red, green, and blue, for example, in a predetermined arrangement pattern (stripe arrangement, delta arrangement, diagonal mosaic arrangement, etc.). ). These colored layers are preferably covered with a transparent protective film.
[0034]
On the color filter 144, transparent electrodes 145 made of ITO or the like are formed in an arrangement corresponding to the arrangement of the colored layers. An alignment film 146 made of polyimide resin or the like is formed on the transparent electrode 145. A transparent electrode 147 and an alignment film 148 similar to the above are formed on the inner surface of the substrate 142.
[0035]
In the above panel structure, the pair of substrates constituting the panel structure uses glass (including quartz) as a material, resin (plastic), or glass on one side and resin on the other side. Any one of them may be used. In particular, by using a resin material as the material of the substrate, the apparatus can be thinned and the impact resistance can be improved.
[0036]
The

substrates

141 and 142 are bonded to each other through a sealant 143, and a liquid crystal 149 is sealed therein. As the liquid crystal mode of the liquid crystal panel 140 thus configured, a TN (Twisted Nematic) mode, an STN (Super Twisted Nematic) mode, an ECB (Electrically Controlled Birefringence) mode, and the like are preferable. In any of these liquid crystal mode display methods, since a display mode is realized using a polarizing plate, a high display quality can be obtained with a relatively low driving voltage. Desirable when mounted on.
[0037]
In addition, as a driving mode of the liquid crystal panel 140, an active driving mode such as active matrix driving using an active element such as a TFT (Thin Film Transistor) or a TFD (Thin Film Diode), and the above active element is not used. Any of passive drive modes such as simple drive or multiplex drive may be used.
[0038]
The backlight 160 can illuminate the liquid crystal panel 140 from behind with a substantially uniform illuminance. Specifically, an edge-emitting backlight including a light guide plate 162 and a light source 161 disposed on an end surface portion of the light guide plate 162 is applied. The light guide plate 162 is provided with a light reflecting element or light scattering element 163 such as a metal layer or a printing layer for guiding light introduced from the light source 161 to the liquid crystal panel 140 side substantially uniformly. In addition to the end surface light emitting type, a back light emitting type backlight including a light guide plate and a light source disposed on the back surface of the light guide plate can be applied.
[0039]
In the present embodiment, the polarizing plate 120, the retardation plate 130, the liquid crystal panel 140, the polarizing plate 150, and the backlight 160 only provide polarized light (first polarized light) having a predetermined polarization axis with respect to the reflective polarizing plate 110. It functions as display means for emitting light. In the display mode in which display using the transmitted light from the backlight 160 is performed, whether or not the first polarized light is emitted or the amount of the first polarized light is emitted from each of the plurality of pixels configured in the liquid crystal panel 140. As a result, a predetermined display image is constructed.
[0040]
In the liquid crystal display device 100 of the present embodiment, the backlight 160 is turned on, and the voltage applied between the

transparent electrodes

145 and 147 of the liquid crystal panel 140 is controlled, whereby the polarizing plate 120, the retardation plate 130, and the liquid crystal By performing a predetermined display on the liquid crystal display composed of the panel 140 and the polarizing plate 150, it is possible to realize a display mode in which light emitted from the polarizing plate 120 is visible through the reflective polarizing plate 110. . On the other hand, when the liquid crystal display is turned off (light blocking state), that is, all the pixels of the liquid crystal display are turned off or the backlight 160 is turned off, the display surface 101 is A mirror mode that can be viewed like a mirror can be realized.
[0041]
In the normal use state, external light O enters the liquid crystal display 100 from the observation side. Of the external light O, a polarization component having a vibration plane parallel to the polarization transmission axis of the reflective polarizing plate 110 is reflected polarized light. A polarized light component that passes through the plate 110 and is introduced inside and has a vibration plane orthogonal to the polarization transmission axis of the reflective polarizing plate 110 is reflected by the reflective polarizing plate 110 and returns to the observation side as reflected light R. On the other hand, the illumination light emitted from the backlight 160 passes through the polarizing plate 150 to become linearly polarized light, and its polarization state is converted by the liquid crystal panel 140 or passes through without being converted as it is. Only the polarization component having a vibration plane parallel to the polarization transmission axis of the plate 120 is emitted. This polarization component also passes through the reflective polarizing plate 110 as it is and is visually recognized on the observation side. Therefore, if the liquid crystal display is in a state of displaying a predetermined display image, light is transmitted through the transmission region formed according to the display image, and is transmitted through the reflective polarizing plate 110 and is visually recognized as transmitted light T. The
[0042]
Here, in the display mode, a predetermined display image is visually recognized by the transmitted light T. At that time, since the reflected light R caused by the external light O exists, the visibility of the display image is lowered. Seem. However, since the external light O normally enters the liquid crystal display device 100 mainly from a direction different from the viewing direction of the user (observer), the user's light out of the reflected light R (regularly reflected light) generated by the reflective polarizing plate 110. The amount of light that directly enters the eye is small, and most of the light is reflected in a direction different from the user's eyes. Therefore, if the transmitted light T is sufficiently strong, the reduction in the visibility of the display image due to the reflected light R is limited.
[0043]
On the other hand, in the mirror mode, when the liquid crystal display is in a light blocking state or when the backlight 160 is in a non-lighting state, almost no transmitted light T exists, and accordingly, the reflected light R is stronger. As a result, the entire display surface is visually recognized in a mirror shape. In the case of configuring the mirror mode, it is preferable that the liquid crystal display is in a light blocking state and the backlight 160 is in a non-lighting state. In this way, since light leakage can be prevented almost completely, the transmitted light T can be further reduced, and a better mirror surface state can be obtained.
[0044]
In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the reflective polarizing plate 110 has an angle θ between its transmission axis (transmission polarization axis) and the vertical axis of the display surface 101 of the liquid crystal display device 100 larger than 0 °. Since it is configured to be in a range of 45 ° or less, the user wearing the polarized sunglasses 105 set in the vertical direction so that the transmission axis (transmission polarization axis) is substantially parallel to the vertical axis of the display surface 101 ( It is supposed that the brightness in the display mode is increased for the observer. Therefore, the liquid crystal display device 100 according to the present embodiment has improved the usability as a display device having both the display mode and the mirror mode, and a normal observer can use the mirror mode and the display mode. It becomes a liquid crystal display device that can be used together without bias, and for a person wearing polarized sunglasses, it is a liquid crystal display device particularly suitable for use in display mode. When θ is 0 °, mirror display cannot be used, whereas when θ exceeds 45 °, a bright display state may not be obtained through polarized sunglasses.
[0045]
In the present embodiment, it is desirable that the observation-side surface of the reflective polarizing plate 110 is flat. If the surface on the viewing side of the reflective polarizing plate 110 is flat, the above mirror surface state can be configured better, the quality of the mirror can be improved, and the light intensity in the display mode that can occur when the surface is not flat. Therefore, it is possible to prevent a decrease in the visibility of the display image, because a situation in which the specularly reflected light of the high external light O is easily incident on the user's eyes does not occur. The surface is preferably optically flat, particularly in the visible light region.
[0046]
[Second Embodiment]
Next, with reference to FIG. 3, a liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. In the present embodiment, a reflective polarizing plate 110, an absorbing polarizing plate 120, a retardation plate 130, a liquid crystal panel 140, an absorbing polarizing plate 150, a reflective polarizing plate 170, and a backlight 160 are arranged in this order from the observation side.
[0047]
Here, the reflective polarizing plate 170 is the same as the reflective polarizing plate 110, but is arranged in a mode in which the transmission polarization axis coincides with the transmission polarization axis of the polarizing plate 150. In addition, the reflective polarizing plate 170 reflects a polarized component that does not pass through the polarizing plate 150 out of the illumination light emitted from the backlight 160 to the backlight 160 side. The reflected polarized light component enters the light guide plate 162, changes in at least a part of the polarization state, and is reflected again to the observation side, and part of the light passes through the reflective polarizing plate 170 and the polarizing plate 150, and is transmitted. It becomes a part of the light T. Therefore, since it is possible to reuse part of the light that was not used for display in the first embodiment, the brightness of the display image in the display mode can be improved, and the display quality of the display mode can be improved. It becomes possible to raise.
[0048]
In this embodiment, the polarizing plate 150 can be omitted, and the liquid crystal display can be displayed only by the reflective polarizing plate 170. However, in this case, the polarization selectivity of the reflective polarizing plate 170 (transmittance of a polarization component having a vibration plane parallel to the transmission polarization axis, or reflectivity of a polarization component having a vibration plane orthogonal to the transmission polarization axis). Since it is lower than the absorption-type polarizing plate, the display contrast is lowered and the brightness of the display is lowered. In addition, at least a part of the light transmitted through the observation-side reflective polarizing plate 110 (for example, light incident on the pixels in the light blocking state) in the external light O is reflected by the reflective polarizing plate 170 and is reflected by the reflection. There is also a possibility that the visibility of the display image is lowered.
[0049]
[Third Embodiment]
Next, a liquid crystal display device according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In this 3rd Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected to the component similar to 2nd Embodiment, and those description is abbreviate | omitted. In this embodiment, the reflective polarizing plate 110, the absorbing polarizing plate 120, the retardation plate 130, the liquid crystal panel 140, the absorbing polarizing plate 150, the reflective polarizing plate 170, and the backlight 160 are arranged in this order from the observation side. A transparent protective film 111 is formed on the observation-side surface of the reflective polarizing plate 110.
[0050]
The protective film 111 is made of acrylic resin, SiO ₂ TiO ₂ It can be composed of a thin film. In particular, SiO ₂ TiO ₂ A hard protective film having a hardness equal to or higher than that of the inorganic glass is preferable. The protective film may be a film or sheet made of a transparent material, or may be formed directly on the surface of the reflective polarizing plate 110 by coating, vapor deposition, sputtering, or the like. Good.
[0051]
As described above, in the liquid crystal display device of the present embodiment, the transparent protective film 111 is formed on the observation-side surface of the reflective polarizing plate 110, so that the surface of the reflective polarizing plate 110 is scratched or foreign matter adheres. It is possible to prevent or suppress this, and in particular, it is possible to satisfactorily configure the mirror surface state.
[0052]
In the liquid crystal display devices of the first to third embodiments, a diffusion film, a prism sheet, or the like can be provided between the backlight 160 and the polarizing plate 150 (or the reflective polarizing plate 170). In this case, it is possible to improve the luminance in the front direction in the display using the transmitted light from the backlight 160. In particular, when provided between the reflective polarizing plate 170 and the backlight 160, the light reflected and returned by the reflective polarizing plate 170 can be depolarized by the diffusion film and the prism sheet. Become.
[0053]
[Fourth Embodiment]
Next, an electronic apparatus according to a fourth embodiment of the invention will be described with reference to FIG. A mobile phone 1000 according to an embodiment of the electronic apparatus of the present invention includes a main body portion 1001 and a display body portion 1002, and the liquid crystal display device 100 is disposed inside the display body portion 1002. The display screen 1003 can be viewed. According to such a mobile phone 1000, a predetermined display screen in the display mode and a mirror surface in the mirror mode can be visually recognized on the display screen 1003 according to various operations and various situations.
[0054]
The embodiments of the liquid crystal display device according to the display device of the present invention and the mobile phone according to the electronic device of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to this, and departs from the gist of the present invention. Various modifications can be made within the range not to be performed. For example, in the above-described embodiment, an example of a liquid crystal display device which is a kind of electro-optical device is shown as the display device. The present invention can be applied to various electro-optical devices such as devices, plasma display devices, FED (field emission display) devices, LED (light emitting diode) devices, electrophoresis devices, thin cathode ray tubes, liquid crystal shutters, and other small televisions. In particular, in a display device including a self-luminous light emitting unit, the mirror mode can be obtained by controlling the light emitting unit to be non-lighted.
[0055]
[Example]
In order to confirm the effect of the present invention, the following experiment was conducted.
First, the liquid crystal display device 100 of the first embodiment shown in FIG. 1 is prepared, and in this liquid crystal display device, an angle θ formed by the transmission axis of the reflective polarizing plate 110 and the vertical axis of the display surface is 0 ° -60. The brightness of the display mode is evaluated for each θ value with a luminance meter equipped with polarized sunglasses set vertically so that the transmission polarization axis is approximately parallel to the vertical axis of the display surface. Similarly, the visibility of display in the mirror mode was evaluated for each value of θ.
[0056]
Note that the spot light source is tilted by 20 ° above the display surface from the normal direction of the display surface of the liquid crystal display device to irradiate the liquid crystal display device, and reflected in the opposite 20 ° direction (downward) from the normal direction. The brightness of regular reflected light (−20 °) was measured with a luminance meter. In addition, normalization was performed so that the brightness when the brightness in the above-described display mode was measured with a luminance meter not wearing polarized sunglasses was 1. Further, the visibility of the mirror mode at that time is also confirmed at the same time, and each visibility evaluation in the mirror mode is a relative evaluation for this case.
The results are shown in Table 1.
[0057]
[Table 1]

[0058]
As described above, when θ = 0 °, the brightest transmissive display state can be obtained. However, since the reflection axis of the reflective polarizing plate 110 and the transmission axis of the polarized sunglasses are orthogonal to each other, the mirror state is visually recognized. I could not. Further, when θ exceeds 45 °, for example, θ = 60 °, sufficient brightness cannot be obtained in the display mode. On the other hand, when θ is greater than 0 ° and 45 ° or less, a sufficiently bright display state can be obtained. Moreover, the visibility of the mirror mode was also ensured.
[0059]
From the above results, by setting θ to be greater than 0 ° and not more than 45 °, a viewer wearing a pair of polarized sunglasses whose vertical polarization axis is set to be substantially parallel to the vertical axis of the display surface is a mirror. It can be seen that the brightness of the display increases. As described above, the liquid crystal display device of this embodiment according to the present invention has improved the usability as a display device having both the display mode and the mirror mode. The state and the normal display state can be used together without any bias, and it is particularly suitable for a mirror-wearing application for a polarized sunglasses wearer.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing a schematic configuration of the liquid crystal display device of the first embodiment.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a sectional view showing a schematic configuration of a liquid crystal display device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a perspective view illustrating a schematic configuration of an electronic apparatus according to a fourth embodiment of the invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Liquid crystal display device (display apparatus), 110 Reflective polarizing plate, 120 Absorption polarizing plate, 140 Liquid crystal panel, 150 Absorption polarizing plate, 160 Backlight

Claims

Display means capable of emitting the first polarized light as display light, and control means for controlling the display means,
The display means has reflection type polarization selection means having a flat observation side surface on the observation side ,
The reflective polarization selection means transmits the first polarized light and reflects a second polarized light having a polarization axis intersecting a polarization axis of the first polarized light,
Said control means, said display means and a display mode for emitting the first polarization as display light, the display means off a mirror mode which does not emit the first polarization switch control configured to be capable electro-optical device Consists of
A display device characterized in that an angle θ formed by a transmission axis of the reflective polarization selection means and a vertical axis of a display surface of the display device is set in a range of greater than 0 ° and equal to or less than 45 °.

The control means is a transmission polarization axis variable means arranged on the back side of the reflective polarization selection means,
The display means transmits the first polarized light and absorbs the second polarized light between the reflective polarized light selecting means (also referred to as first reflective polarized light selecting means) and the control means. The display device according to claim 1, further comprising a single absorption polarization selection unit.

The display device according to claim 1, further comprising an illuminating unit that emits light toward the observation side on a back side of the display unit.

The display device according to claim 3, wherein the control unit is in the mirror mode when the illumination unit is not lit.

Between the control means and the illuminating means, a second absorption-type polarization selection means whose absorption axis intersects with the first absorption-type polarization selection means, and a first absorption-type polarization selection means where the reflection axis intersects. The display device according to claim 3, further comprising a two-reflection type polarization selecting unit in this order from the control unit side.

A display device comprising a transmission polarization axis varying means,
A first polarization selection unit disposed on the observation side of the transmission polarization axis variable unit and having a flat surface on the observation side; and a second polarization selection unit disposed on the back side of the transmission polarization axis variable unit,
The first polarized light selecting means transmits the first polarized light and reflects the second polarized light having a polarization axis intersecting with the polarization axis of the first polarized light,
The second polarization selecting means transmits the third polarized light and absorbs and / or reflects the fourth polarized light having a polarization axis intersecting the polarization axis of the third polarized light;
The transmission polarization axis variable means is capable of converting at least a part of the third polarized light into the first polarized light, emits the first polarized light as display light, and from the display means to the first polarized light. Comprising an electro-optical device configured to be switchable and controllable to a mirror mode that does not emit polarized light,
A display device, wherein an angle θ formed by a transmission axis of the first polarized light selecting unit and a vertical axis of a display surface of the display device is set in a range of greater than 0 ° and equal to or less than 45 °.

The first polarization selection unit is a first reflection type polarization selection unit, and the first polarization is transmitted between the transmission polarization axis variable unit and the first reflection type polarization selection unit, and the second While comprising first absorption type polarization selection means for absorbing polarized light,
As the second polarization selection means, a second absorption polarization selection means whose absorption axis intersects with the first absorption polarization selection means, and a second reflection polarization light whose reflection axis intersects with the first reflection polarization selection means. The display device according to claim 6, further comprising a selection unit in this order from the transmission polarization axis variable unit side.

The display device according to claim 6, further comprising an illuminating unit that emits light to the observation side on a back side of the second polarization selection unit.

The display device according to claim 8, wherein the transmission polarization axis varying unit does not transmit the first polarized light when the illumination unit is not turned on.

An electronic apparatus comprising the display device according to claim 1.