KR20040019280A - 화상 표시 상태와 거울 상태를 전환 가능한 장치, 및이것을 구비한 기기 - Google Patents

Abstract

고화질의 화상을 표시하는 상태와, 사람이 자신의 얼굴이나 모습을 비추어 관찰하기에 적합한 보기 쉬운 반사상이 얻어지는 거울 상태로 전환 가능한 장치를 제공한다. 화상광(3001)을 출사하는 화상 표시부(1000)와, 화상 표시부(1000)로부터 출사되는 제1 직선 편광 성분은 투과하고 이것과 편광축이 직교하는 제2 직선 편광 성분은 반사하는 반사형 편광 선택 수단(300)과, 입사된 직선 편광광의 편광축을 변화시키는 상태 및 변화시키지 않는 상태 중의 어느 하나를 선택 가능한 투과 편광축 가변부(400)와, 입사된 광 중에서 제1 직선 편광 성분은 흡수하고 이것과 편광축이 직교하는 제2 직선 편광 성분은 투과하는 편광 선택 부재(500)를 이 순서로 배치하였다. 이 때, 화상 표시부(1000)에는 흡수형 편광 선택 수단(208)을 배치하고, 화상광으로서 제1 직선 편광을 출사시킨다.

Description

화상 표시 상태와 거울 상태를 전환 가능한 장치, 및 이것을 구비한 기기{DEVICE CAPABLE OF SWITCHING BETWEEN IMAGE DISPLAY STATUS AND MIRROR STATUS, AND EQUIPMENT PROVIDED THEREWITH}

외광을 반사하는 거울 상태로 전환 가능한 표시 장치(또는 표시 기능을 구비한 거울)로서는, 예를 들면 일본국 특허공개 평11-15392호 공보 및 특허공개 평11-291817호 공보 등에 기재되어 있는 바와 같이, 액정 표시 장치 등의 화상 표시 부재의 전면(前面)에 하프 미러 소재를 배치한 표시 장치가 알려져 있다. 이들 표시 장치에서는, 조명 장치가 소등시, 또는 화상이 암표시(暗表示)인 경우에는, 하프 미러 소재에서 반사되는 외광이 하프 미러 소재를 투과하는 화상광보다 많아지기 때문에, 거울 상태가 된다. 한편, 조명 장치가 점등시, 또는 화상이 명표시(明表示)인 경우에는, 하프 미러 소재를 투과하는 화상광은 하프 미러 소재에서 반사되는 외광보다 많아지기 때문에, 화상 표시 상태가 된다. 즉 이들 표시 장치에서는, 하프 미러 소재 배면(背面)의 화상 표시 부재의 밝기를 전환함으로써, 동일 관찰면을 거울 상태와 화상 표시 상태로 전환 가능하게 한 것이다.

또한, 국제공개번호 WO99/04315의 재공표 공보에는, 화상 표시가 관찰되는 셔터 오픈 상태와 화상 표시가 관찰되지 않는 셔터 클로즈 상태로 전환 가능한 액정 표시 장치가 개시되어 있다. 이 공보에 따르면, 셔터 클로즈 상태시에는, 외광이 반사되어 "메탈톤"이 된다고 기재되어 있다.

이 WO99/04315의 재공표 공보의 액정 표시 장치는 전극을 구비한 한쌍의 기판의 간극에 액정층을 봉입한 액정 표시 패널을 2장 포개어 쌓고, 이 포개어 쌓은 2장의 액정 표시 패널의 상면과, 하면과, 2장의 액정 표시 패널 사이의 3개소에 편광판을 배치한 것이다. 이들 편광판 중에서, 액정 표시 패널 사이에 배치하는 편광판으로서, 소정의 직선 편광은 투과하고, 이것과 편광축이 직교하는 직선 편광은 반사하는 반사형 편광판을 사용하고 있다. 반사형 편광판의 투과 편광축은 포개어 쌓은 2장의 액정 표시 패널 상면의 편광판의 투과 편광축과 평행하게 하고 있다. 또한, 상측(관찰자측)의 액정 표시 패널로서는, 액정으로서 트위스티드 네마틱형 액정을 사용하고 있다. 이와 같은 구성에서는, 상측의 액정 표시 패널의 액정층에 인가하는 전압이 작은 경우에는, 상면의 편광판을 투과한 광은, 액정층을 투과할 때에 편광 방향이 90도 회전하여 반사형 편광판에 이르기 때문에, 반사형 편광판의 반사 특성에 의해 강하게 반사된다. 이에 따라, "메탈톤"의 셔터 클로즈 상태가 된다. 한편, 상측의 액정 표시 패널의 액정층에 인가하는 전압이 큰 경우에는, 상면의 편광판과 상측의 액정 표시 패널 및 반사형 편광판이 실효적으로 투명한 상태가 되고, 하측의 액정 표시 패널의 화상 표시가 관찰되는 셔터 오픈 상태가 된다.즉 상측의 액정 표시 패널로의 인가 전압에 의해, 외광이 반사되어 "메탈톤"을 띄는 셔터 클로즈 상태와, 하측의 액정 표시 패널의 표시가 관찰되는 셔터 오픈 상태를 전환할 수 있다.

본 발명은 표시 화면을 거울로 전환할 수 있는 거울 기능을 겸비한 표시 장치 및 이것을 구비한 기기, 또는 거울을 화상 표시 화면으로 전환할 수 있는 화상 표시 기능을 겸비한 거울 및 이것을 구비한 기기에 관한 것이다.

도1은 본 발명의 제1 실시 형태의 거울 상태로의 전환 기능을 겸비한 표시 장치의 기본 구성과 동작을 설명하기 위한 설명도이다.

도2는 본 발명의 제1 실시 형태의 거울 상태로의 전환 기능을 겸비한 표시 장치의 기본 구성과 동작을 설명하기 위한 설명도이다.

도3은 도1, 도2의 표시 장치가 거울 상태인 경우의 명표시(明表示) 영역의 광 누설을 나타낸 그래프이다.

도4는 도1, 도2의 표시 장치가 거울 상태인 경우의 암표시(暗表示) 영역의 광 누설을 나타낸 그래프이다.

도5는 본 발명의 제2 실시 형태의 거울 상태로의 전환 기능을 겸비한 표시 장치의 기본 구성과 동작을 설명하기 위한 설명도이다.

도6은 본 발명의 제2 실시 형태의 거울 상태로의 전환 기능을 겸비한 표시 장치의 기본 구성과 동작을 설명하기 위한 설명도이다.

도7은 본 발명의 실시예 1의 표시 장치의 구성을 나타낸 단면도이다.

도8은 본 발명의 실시예 1의 표시 장치를 구성하는 각 부재의 단면도이다.

도9는 본 발명의 실시예 1의 표시 장치를 구성하는 각 부재의 축방향의 설명도이다.

도10은 본 발명의 실시예 1의 표시 장치의 동작을 설명하기 위한 설명도이다.

도11은 본 발명의 실시예 1의 표시 장치의 동작을 설명하기 위한 설명도이다.

도12는 일반적인 편광판의 편광도와 투과율의 관계의 일례를 나타낸 그래프이다.

도13은 본 발명의 실시예 1의 표시 장치에 따른 흡수형 편광 선택 부재(500)의 편광도와, 거울 상태에서의 반사율 및 화상 표시 상태에서의 외광의 반사율의 관계를 나타낸 그래프이다.

도14는 본 발명의 실시예 1의 표시 장치에 따른 흡수형 편광 선택 부재(208)의 편광도와, 화상 표시 상태에서의 표시 휘도의 관계를 나타낸 그래프이다.

도15는 본 발명의 실시예 2의 표시 장치의 구성을 나타낸 단면도이다.

도16은 본 발명의 실시예 2의 표시 장치를 구성하는 각 부재의 단면도이다.

도17은 본 발명의 실시예 2의 표시 장치의 가변 편광 선택 부재(600)의 구성의 일례를 나타낸 단면도이다.

도18은 본 발명의 실시예 2의 표시 장치의 가변 편광 선택 부재(600)의 구성의 일례를 나타낸 단면도이다.

도19는 본 발명의 실시예 2의 표시 장치를 구성하는 각 부재의 축방향의 설명도이다.

도20은 본 발명의 실시예 2의 표시 장치의 동작을 나타낸 설명도이다.

도21은 본 발명의 실시예 2의 표시 장치의 동작을 나타낸 설명도이다.

도22는 본 발명의 실시예 3의 표시 장치의 개략 구성을 나타낸 설명도이다.

도23은 본 발명의 실시예 3의 표시 장치의 투과형 스크린의 부분 단면도이다.

도24는 본 발명의 실시예 3의 표시 장치의 렌티큘러 렌즈 시트의 일례를 나타낸 일부 단면도이다.

도25는 본 발명의 실시예 3의 표시 장치의 렌티큘러 렌즈 시트의 일례를 나타낸 일부 사시도이다.

도26은 본 발명의 실시예 3의 표시 장치에 따른 투과형 스크린의 부분 단면도이다.

도27은 본 발명의 실시예 4의 표시 장치를 구성하는 각 부재의 단면도이다.

도28은 본 발명의 실시예 4의 표시 장치를 구성하는 각 부재의 축방향의 설명도이다.

도29는 본 발명의 실시예 5의 표시 장치를 구성하는 각 부재의 단면도이다.

도30은 본 발명의 실시예 5의 표시 장치를 구성하는 각 부재의 축방향의 설명도이다.

도31은 본 발명의 실시예 5의 표시 장치의 동작을 설명하기 위한 설명도이다.

도32는 본 발명의 실시예 6의 표시 장치를 구성하는 각 부재의 단면도이다.

도33은 본 발명의 실시예 6의 표시 장치를 구성하는 각 부재의 축방향의 설명도이다.

도34는 본 발명의 실시예 6의 표시 장치의 동작을 설명하기 위한 설명도이다.

도35는 본 발명의 실시예 6의 표시 장치의 동작을 설명하기 위한 설명도이다.

도36은 본 발명의 표시 장치의 동작을 설명하기 위한 개략 구성도이다.

도37은 본 발명의 실시예 7의 표시 장치의 일부 단면도이다.

도38의 (a) 및 (b)는 본 발명의 실시예 7에 따른 휴대 전화의 개관을 나타낸 상면도이다.

도39는 본 발명의 실시예 7에 따른 휴대 전화의 개략 기능 구성을 나타낸 블록도이다.

도40은 본 발명의 실시예 8에 따른 휴대 전화의 개관을 나타낸 상면도이다.

도41은 본 발명의 실시예 8에 따른 착탈가능한 거울 기능부의 일례를 나타낸 일부 단면도이다.

도42는 본 발명의 실시예 8에 따른 거울 기능부의 구동부의 개략 기능 구성을 나타낸 블록도이다.

도43은 본 발명의 실시예 9의 표시 장치의 일례를 나타낸 일부 단면도이다.

도44는 종래의 표시 장치의 셔터 상태에 있어서의 광 누설을 나타낸 그래프이다.

상기 종래의 표시 장치는 외광을 반사하는 거울과 같은 상태로 전환 가능하지만, 이 거울과 같은 상태는 사람이 자신의 얼굴이나 모습을 비추어 관찰하는 거울로서 사용하기에는 불충분하다. 이것을 구체적으로 이하에 설명한다.

상기 일본국 특허공개 평11-15392호 공보 및 특허공개 평11-291817호 공보의 표시 장치는 하프 미러를 사용하고 있기 때문에, 외광을 반사하는 거울 상태의 밝기는 하프 미러의 반사율에 의존한다. 이 때문에, 사람이 자신의 얼굴이나 모습을 비추는 거울로서 사용할 수 있는 밝은 거울로 하기 위해서는, 하프 미러의 반사율을 높일 필요가 있다. 그러나, 하프 미러의 반사율을 높이면, 화상 표시 상태시에 하프 미러 소재에서 반사되는 광의 양만큼 화상의 광량이 저하되기 때문에, 표시 상태가 어두워진다. 즉 화상 표시 상태에서의 화상의 밝기와, 거울 상태에서의 거울의 밝기는 트레이드 오프의 관계에 있기 때문에, 밝은 화상 표시와 밝은 거울의 양립이 곤란하다. 이 때문에, 하프 미러를 사용하는 표시 장치의 거울 상태의 밝기를, 사람이 자신의 얼굴이나 모습을 비추어 관찰하는 거울로서 사용할 수 있을 정도까지 높이기는 어렵다.

또한, 이와 같은 하프 미러를 사용하는 표시 장치에서는, 밝은 환경하에서 사용하면, 화상 표시 상태이더라도, 외광의 일부가 하프 미러에서 반사된다. 이때문에 화상 표시 상태에 있어서 외광의 투영이나, 외광의 반사에 의한 화상의 콘트라스트비의 저하와 같은 화질의 열화가 발생한다.

또한, 상술한 국제공개번호 WO99/04315의 재공표 공보의 표시 장치에서는 외광의 반사 기능을, 사람이 자신의 얼굴이나 모습을 비추어 관찰하는 거울로서 기능하도록 한 경우에 이하의 문제가 생긴다.

이 표시 장치에서는, 2장의 액정 패널 중에서 상측(관찰자측)의 액정 패널의 액정층에 인가하는 전압이 작은 경우에, "메탈톤"의 셔터 클로즈 상태가 된다. 이 때, 외부에서 입사된 광은 상면의 편광판을 투과하고, 상측의 액정 패널의 액정층을 투과하고, 반사형 편광판에서 반사되어 다시 외부로 돌아간다. 이에 따라, 거울과 같은 반사를 나타낸다. 한편, 하측의 액정 패널로부터 출사된 화상 표시광 중에서, 암표시부 광으로서 편광 상태가 제어된 광은 상기 반사형 편광판의 투과 편광축과 편광축이 직교해 있기 때문에, 이 반사형 편광판에 의해 반사되고, 외부로는 출사되지 않는다. 그러나, 현실적으로는, 투과 편광축과 직교하는 방향의 반사율이 100%라는 완전한 반사형 편광판은 존재하지 않기 때문에, 일부의 암표시부 광은 반사형 편광판을 투과한다. 반사형 편광판을 투과한 암표시 광은 상측의 액정 패널의 액정층을 통과함으로써 편광축이 상면의 편광판의 투과 편광축과 일치하기 때문에, 이것을 투과하여 관찰자에게 시인(視認)된다. 즉 셔터 클로즈의 거울 상태시에, 화상의 암표시부로부터 외부로 광 누설이 생긴다.

또한, 하측의 액정 패널로부터 출사되는 화상 표시광 중에서, 암표시 광으로서 편광 상태가 제어된 광은, 편광축이 상기 반사형 편광판의 투과 편광축과 평행하기 때문에, 이것을 투과하여, 상측의 액정 패널의 액정층을 통과한다. 이 때에 편광축이 90도 회전하기 때문에, 편광축이 상면의 편광판과 직교하고, 상면의 편광판에서 흡수된다. 일반적으로 알려져 있는 바와 같이, 액정 분자가 층두께 방향으로 연속적으로 트위스트된 액정층에 광을 통과시켜서 출사시키는 경우, 층두께 방향으로의 액정 분자의 경사 또는 트위스트 상태에 따라, 액정층의 경사 방향으로 출사되는 광의 편광 상태가 다르기 때문에, 경사 방향으로 출사되는 광에는 상면의 편광판의 투과 편광축과 평행한 편광 성분이 포함된다. 이 때문에, 표시 장치의 정면 방향보다도 경사 방향으로부터, 많은 광 누설이 발생하여, 관찰자에게 시인되게 된다.

발명자들은 국제공개번호 WO99/04315의 재공표 공보의 표시 장치와 거의 동일한 표시 장치를 실제로 작성하여, 셔터 클로즈 상태에 있어서의 광 누설을 측정한 결과를 도44에 나타낸다. 도44의 그래프는 표시 장치를 셔터 오픈 상태에서 화상 표시한 경우에 암표시부에서 휘도 450cd/㎡가 얻어지도록 하측의 액정 패널에서 화상 표시를 행하고, 그 상태로, 상측의 액정 패널을 셔터 클로즈 상태로 하여, 표시 장치의 전면으로부터의 광 누설을 측정한 데이터이다. 도44의 가로축은 표시 장치의 표시부상의 위치를 나타내고, 세로축이 정면 방향에서의 휘도값을 나타낸다.

도44와 같이, 암표시부의 정면 방향의 광 누설은 휘도값 24∼28cd/㎡이고, 암표시부의 정면 방향의 광 누설은 휘도값 4∼5cd/㎡였다. 따라서, 정면 방향의 광 누설은 암표시부의 쪽이 명표시부보다도 약 7배 컸다. 또한, 암표시부에서의광 누설은 위치에 대하여 불균일하고, 색 얼룩도 보였다. 또, 휘도값 4∼5cd/㎡이라는 값은 약간 어두운 환경하에서는 충분히 시인할 수 있는 값이다. 또한, 경사 방향에서 관찰한 경우에는 방향에 따라서는 명표시부로부터 4∼5cd/㎡이상의 광 누설이 관찰되었다. 이와 같이, 종래의 표시 장치의 셔터 클로즈 상태를 거울로서 기능시키도록 하면, 광 누설 때문에 반사상의 콘트라스트비가 현저히 감소한다. 이 때문에, 사람의 얼굴이나 모습을 비추는 거울로서는 충분하지 않다.

또, 반사형 편광판으로서, 예를 들면 국제출원의 국제공개번호 WO95/27919호에 개시되어 있는 서로 다른 복굴절성 고분자 필름을 번갈아 복수층 적층한 복굴절 반사형 편광 필름을 사용할 수 있다. 이와 같은 반사형 편광판은 통상 액정 소자의 이면측에 배치하는 편광판과 조명 장치(백라이트) 사이에 배치하여, 조명광의 이용 효율을 향상시킬 목적으로 사용하는 경우에 아주 높은 효과가 얻어지는 것이다. 그러나, 본 발명이 목적으로 하는 거울 성능을 실현하는 경우에는 소정의 편광에 대한 광 누설이 큰 문제가 되기 때문에 이와 같은 반사형 편광판만으로는 충분한 거울 성능을 얻을 수 없다.

본 발명은 고화질의 화상을 표시하는 상태와, 사람이 자신의 얼굴이나 모습을 비추어 관찰하는데 적합한 보기 쉬운 반사상이 얻어지는 거울 상태로 전환 가능한 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따르면, 이하와 같은 구성의, 화상 표시 상태와 거울 상태를 전환 가능한 장치가 제공된다.

즉 원하는 화상을 표시하기 위한 화상광을 출사하는 화상 표시부와, 상기 화상 표시부에 중첩하여 배치된, 상기 화상광을 투과하는 화상 투과 상태와 외광을 반사하는 거울 상태로 전환 가능한 거울 기능부를 가지며,

이 거울 기능부는 상기 화상 표시부측으로부터 차례로 배치된, 반사형 편광 선택 수단과, 투과 편광축 가변 수단과, 흡수형 편광 선택 수단을 포함하고, 상기 반사형 편광 선택 수단은 미리 정한 편광축의 제1 편광을 투과하고, 상기 제1 편광과 편광축이 교차하는 제2 편광을 반사하고, 상기 투과 편광축 가변 수단은 입사된 상기 제1 편광을 상기 제2 편광으로 변화시켜서 투과하는 상태와, 입사된 광의 편광축을 변화시키지 않고 투과하는 상태로 전환 가능하고, 상기 흡수형 편광 선택 수단은 상기 제1 편광 및 제2 편광 중에서 한쪽을 투과하고, 다른쪽을 흡수하고,

상기 화상 표시부는 상기 제1 편광을 투과하고, 상기 제2 편광을 흡수하는 화상광용 편광 선택 수단을 구비하고, 상기 화상광용 편광 선택 수단을 투과한 상기 제1 편광을 상기 화상광으로서 출사하는 것을 특징으로 하는 화상 표시 상태와 거울 상태를 전환 가능한 장치이다.

이하, 본 발명의 한 실시 형태의 장치에 관하여 설명한다.

본 실시 형태에서는, 화상 표시 상태와 거울 상태가 전환 가능한 장치(즉 거울 기능을 겸비한 표시 장치, 또는 표시 기능을 겸비한 거울)을 제공한다. 이 장치는 거울 상태에서는 화상 표시광의 광 누설을 방지하여, 밝고 콘트라스트비가 높은 반사상(反射像)을 얻을 수 있다. 따라서, 본 실시 형태의 장치는 거울 상태인 경우에는 사람이 자신의 얼굴이나 모습을 비추어, 관찰하는데 적합하다. 일반적으로, 사람 얼굴을 보는 법은 부위의 크기, 휘도값, 콘트라스트비(휘도 대비) 등의 물리량에 의존한다고 생각되고 있으며, 콘트라스트비(휘도 대비)가 클수록 보기 용이함의 평가가 높다는 것이 평가 실험에 의해 확인되어 있다(오쿠다 시노, 사토 류우지: 사람 얼굴을 보는 법에 대한 평가법의 구축에 관한 기초 검토, 조명학회지,제84권, 제11호, pp809-814). 또한, 본 실시 형태의 장치는 화상 표시 상태에서는, 밝은 환경하에서도 외광의 투영이나 콘트라스트비의 저하와 같은 화질의 열화가 적고, 밝은 화상이 얻어진다.

이하에서는, 본 발명의 실시 형태의 거울 상태로의 전환 기능을 겸비한 표시 장치를 도1 내지 도6을 참조하여 설명한다.

(제1 실시 형태)

먼저, 제1 실시 형태의 거울 상태로의 전환 기능을 겸비한 표시 장치의 기본 구성과 동작을 도1 및 도2를 참조하여 설명한다.

제1 실시 태양의 표시 장치는 도1과 같이 차례로 배치된, 화상 표시부(1000)와, 반사형 편광 선택 부재(300)와, 투과 편광축 가변부(400)와, 흡수형 편광 선택 부재(500)를 갖고 있다. 화상 표시부(1000)는 미리 정한 방향의 직선 편광 성분을 투과하고, 이것과 직교하는 방향의 직선 편광 성분을 흡수하는 흡수형 편광 선택 부재(208)를 포함하고, 이 흡수형 편광 선택 부재(208)는 반사형 편광 선택 부재(300)측에 배치되어 있다. 본 실시 형태에서는, 화상 표시부(1000)는 조명 장치와, 액정층과, 액정층을 끼우는 2장의 흡수형 편광 선택 부재를 포함한다. 2장의 흡수형 편광 선택 부재 중에서 출사측의 것이, 흡수형 편광 선택 부재(208)이다. 액정층에 인가하는 전압을 명표시 영역과 암표시 영역에서 변화시켜서, 명표시 영역으로부터는 흡수형 편광 선택 부재(208)를 투과하는 직선 편광을 출사시키고, 암표시 영역에서는 흡수형 편광 선택 부재(208)에서 광을 흡수시켜서, 광을 출사시키지 않는다. 이에 따라, 화상을 표시하는 구성이다. 따라서, 화상표시부(1000)로부터 출사되는 화상광(명표시 광)은 흡수형 편광 선택 부재(208)의 투과 편광축과 일치된 편광축을 갖는 직선 편광이다. 이하에서는, 화상광의 편광축과 동일 방향의 편광축을 갖는 직선 편광을 "제1 직선 편광"이라 한다. 또한, 제1 직선 편광과 편광축이 직교하는 방향의 직선 편광을 "제2 직선 편광"이라 한다.

반사형 편광 선택 부재(300)는 미리 정한 방향의 직선 편광 성분을 투과하고, 이것과 직교하는 직선 편광 성분을 반사하는 부재이다. 여기에서는, 반사형 편광 선택 부재(300)는 제1 직선 편광 성분은 투과하고 제2 직선 편광 성분은 반사하는 방향으로 배치되어 있다.

투과 편광축 가변부(400)는 입사된 직선 편광광이 투과할 때에 그 편광축을 변화시키는 상태와, 편광축을 변화시키지 않는 상태를, 전기적인 전환에 의해 선택할 수 있는 구조를 갖는 소자이다. 본 실시 형태에서는, 투과 편광축 가변부(400)로서, 액정층(407)과, 액정층(407)에 전압을 인가하기 위한 투명 전극(403, 406)을 포함하는 액정 소자를 사용하고 있다. 투명 전극(403)에는 전압의 온/오프를 전환하는 전환 스위치(813)가 접속되어 있다. 전환 스위치(813)에 의해, 액정층(407)에 인가하는 전압을 오프(OFF)로 하고 있을 때에는, 액정층(407)은 입사된 직선 편광의 편광축을 변화시키는 상태이고, 전압을 온(ON)으로 하면 편광축을 변화시키지 않는 상태가 된다. 본 실시 형태에서는, 액정층(407)은 액정 분자(407a)의 장축이, 전압 오프일 때에, 투명 전극(403)과 투명 전극(406) 사이에서 연속적으로 90° 트위스트되도록 구성한, 이른바 트위스티드 네마틱(TN)형 액정이다.액정층(407)의 배향 방향은 반사형 편광 선택 부재(300)측에서 입사된 제1 직선 편광을 제2 직선 편광으로 변화시키는 방향으로 정하고 있다. 한편, 전압 온의 경우, 액정층(407)의 액정 분자(407a)는 도2와 같이 투명 전극(403, 406)에 대하여 수직으로 선 상태가 되고, 입사된 광의 편광축을 변화시키지 않는 상태가 된다.

흡수형 편광 선택 부재(500)는 미리 정한 방향의 직선 편광 성분을 투과하고, 이것과 직교하는 방향의 직선 편광 성분을 흡수하는 부재이다. 여기에서는, 흡수형 편광 선택 부재(500)는 입사된 광 중에서 제1 직선 편광 성분은 흡수하여, 제2 직선 편광 성분은 투과하도록 배치되어 있다.

또, 관찰자는 흡수형 편광 선택 부재(500)측(도1 중의 지면 좌측)에서 본 표시 장치를 관찰하게 된다.

다음으로, 제1 실시 형태의 표시 장치의 동작을 도1 및 도2를 참조하여 설명한다.

본 실시 형태의 표시 장치를 화상 표시 상태에서 사용하는 경우에는, 도1과 같이, 전환 스위치(813)를 오프로 하여, 투과 편광축 가변부(400)의 액정층(407)의 액정 분자(407a)가 90° 트위스트된 상태로 설정한다. 이 상태에서, 화상 표시부(1000)로부터 원하는 표시 화상광(명표시 광)(3001)을 출사시킨다. 화상광(3001)은 화상 표시부(1000)의 흡수형 편광 선택 부재(208)를 통과하고 있는 광이기 때문에, 제1 직선 편광이다. 따라서, 화상광(3001)의 편광축은 반사형 편광 선택 부재(300)의 투과 편광축과 일치해 있으며, 반사형 편광 선택 부재(300)를 투과하여, 투과 편광축 가변부(400)에 입사된다. 상술한 바와 같이, 투과 편광축가변부(400)의 액정층(407)은 오프 상태로 설정하고 있기 때문에, 입사된 제1 직선 편광의 화상광(3001)은 액정 분자(407a)의 트위스트에 따라서 그 편광축이 회전하여 제2 직선 편광이 되어 출사된다. 제2 직선 편광이 된 화상광(3001)은 편광축이 흡수형 편광 선택 부재(500)의 투과 편광축과 일치하고 있기 때문에, 이것을 투과하여, 관찰자에게 관찰된다.

한편, 화상 표시 상태일 때에 관찰자측으로부터 표시 장치로 입사되는 외광(3002)은 비편광인데, 흡수형 편광 선택 부재(500)를 투과할 때, 제1 직선 편광 성분은 흡수되고, 제2 직선 편광 성분만이 투과한다. 흡수형 편광 선택 부재(500)를 투과한 제2 직선 편광의 외광(3002)은 투과 편광축 가변부(400)를 투과할 때에, 제2 직선 편광에서 제1 직선 편광으로 변화한다. 이에 따라, 편광축이 반사형 편광 선택 부재(300)의 투과 편광축과 일치하기 때문에, 반사형 편광 선택 부재에서 반사되지 않고 투과하여 화상 표시부(1000)에 입사된다. 입사된 제1 직선 편광의 외광(3002)은 편광축이 흡수형 편광 선택 부재(208)의 투과 편광축과 일치하기 때문에, 흡수형 편광 선택 부재(208)를 투과하고, 화상 표시부(1000)의 액정층에 입사된다. 이 때, 암표시 영역에 입사된 광은 액정층보다도 조명 장치측에 배치되어 있는 흡수형 편광 선택 부재에 의해 흡수된다. 따라서, 관찰자측에게는 돌아오지 않는다. 또한, 명표시 영역에 입사된 광은 광원측의 흡수형 편광 선택 부재도 투과하여 조명 장치에 이른다. 조명 장치에 이른 광의 일부는 이것에 의해 반사되지만, 반사된 광은 조명광과 실질적으로 변함없이, 조명광의 일부가 되기 때문에, 화질을 열화시키는 외광의 반사는 되지 않는다. 즉 본 실시 형태의 표시 장치에서는, 화상 표시 상태일 때에, 외광이 입사되더라도, 화질을 열화시키는 외광의 반사는 거의 없다.

이와 같이, 본 실시 형태의 표시 장치는 화상 표시 상태에서는, 화상광(3001)이 거의 손실되지 않고 관찰자를 향하기 때문에 밝은 화상이 얻어진다. 한편, 외광(3002)은 표시 장치에서는 거의 반사되지 않으므로, 투영이나 콘트라스트비의 저하 등의 외광의 반사에 의한 화질의 열화가 거의 없다.

다음으로, 본 실시 형태의 표시 장치를 거울 상태로 전환하여 사용하는 경우에 관하여 설명한다. 이 경우, 도2와 같이, 전환 스위치(813)를 온으로 하여, 투과 편광축 가변부(400)의 액정층(407)의 액정 분자(407a)를 세운 상태로 설정한다.

이 때, 관찰자측에서 본 표시 장치로 향하는 외광(3002)은 비편광인데, 흡수형 편광 선택 부재(500)를 투과할 때, 제1 직선 편광 성분은 흡수되고 제2 직선 편광 성분만이 투과하고, 투과 편광축 가변부(400)에 입사된다. 투과 편광축 가변부(400)는 액정층(407)의 액정 분자(407a)가 선 상태이기 때문에, 입사된 외광(3002)은 편광 상태가 변화하지 않고 제2 직선 편광의 상태로 투과 편광축 가변부(400)를 투과하고, 반사형 편광 선택 부재(300)에 이른다. 반사형 편광 선택 부재(300)의 반사 편광축은 제2 직선 편광의 편광축과 일치해 있기 때문에, 외광(3002)은 반사형 편광 선택 부재(300)에 의해 반사된다. 반사형 편광 선택 부재(300)에서 반사된 외광(3002)은 다시 투과 편광축 가변부(400)에 입사되고, 제2 직선 편광의 상태로 이것을 투과하여 출사되고, 또한 흡수형 편광 선택 부재(400)도 투과하여 관찰자를 향한다. 이에 따라, 외광(3002)의 반사상이 얻어지고 거울상태가 실현된다.

이 거울 상태시에, 화상 표시부(1000)로부터 출사되는 화상광(명표시 광)(3001)은 흡수형 편광 선택 부재(208)를 투과한 제1 직선 편광이기 때문에, 반사형 편광 선택 부재(300)를 투과하여 투과 편광축 가변부(400)에 입사된다. 투과 편광축 가변부(400)는 온 상태이기 때문에, 화상광(3001)의 편광 상태는 변화하지 않고 제1 직선 편광의 상태로 이것을 투과하고, 흡수형 편광 선택 부재(500)에 입사된다. 제1 직선 편광은 흡수형 편광 선택 부재(500)의 흡수 편광축과 일치해 있기 때문에, 흡수형 편광 선택 부재(500)에서 흡수되어 관찰자에게는 관찰되지 않는다.

즉, 거울 상태인 경우에는 화상 표시 부재로부터의 광은 관찰자에게 이르지 않고, 한편 주위로부터 표시 장치에 입사되는 외광(3002)은 이상적으로는 비편광의 절반 정도의 광이 반사형 편광 선택 부재(300)에서 반사되어, 관찰자측을 향하기 때문에 밝은 거울로서 기능한다.

또, 거울 상태의 경우, 본 실시 형태의 표시 장치는 국제공개번호 WO99/04315의 재공표 공보의 표시 장치와 비교하여, 광 누설을 대폭적으로 감소시킬 수 있다. 국제공개번호 WO99/04315에서는, 거울 상태에 있어서 반사형 편광판의 반사 성능에 기인하는 암표시부로부터의 광 누설이 문제였으나, 본 실시 형태의 표시 장치에서는, 화상 표시부(1000)가 흡수형 편광 선택 부재(208)를 구비하고, 암표시 영역의 조명광을 흡수하고 있기 때문에, 암표시 영역에서는 반사형 편광 선택 부재(300)에 광이 도달하지 않는다. 이 때문에, 반사형 편광 선택 부재(300)의성능의 여하에 관계없이, 암표시 영역으로부터의 광 누설은 거의 관찰되지 않는다.

또한, 본 실시 형태의 표시 장치는 거울 상태일 때에, 투과 편광축 가변부(400)를 온으로 하여, 액정 분자(407a)를 세우는 구성이다. 일반적으로, 네마틱형 액정은 전압 온의 액정 분자를 세운 상태의 쪽이, 전압 오프의 액정 분자가 트위스트된 상태일 때보다도, 경사 방향으로 출사시키는 광의 편광축의 변위는 작다. 이 때문에, 본 실시 형태의 표시 장치는 종래의 기술에서 언급한 거울 상태에서 전압 오프로 하는 구성의 것과 비교하여, 거울 상태일 때에, 화상광(명표시 광)(3001)의 경사 방향으로의 광 누설이 적다는 효과도 얻어진다.

거울 상태에 있어서의 화상 표시부(1000)로부터의 광 누설을 도3 및 도4의 그래프를 참조하여 구체적으로 설명한다. 도3이 명표시 영역, 도4가 암표시 영역에서의 광 누설의 대소(大小)를 휘도값으로 나타내고 있다. 이들 그래프는 표시 장치가 화상 표시 상태인 경우에 휘도 45cd/㎡의 명표시를 행하는 경우의 데이터이고, 가로축이 표시 장치의 표시부 상의 위치를 나타내고, 세로축이 정면 방향, 즉 화면에 대하여 수직 방향에서의 휘도값을 나타낸다. 또한, 도3, 도4에는, 화상 표시부(1000)의 흡수형 편광 선택 부재(208)로서 A 타입 편광판, B 타입 편광판, C 타입 편광판을 사용한 구성 각각의 광 누설과, 화상 표시부(1000)로부터 흡수형 편광 선택 부재(208)를 제거하여, 다른 구성은 본 실시 형태의 표시 장치와 동일하게 한 장치의 광 누설을 나타내었다. 또, 흡수형 편광 선택 부재(208)를 제거한 구성이더라도, 화상 표시 장치에서는 통상적인 수준의 화상을 표시할 수 있었다. 또한, A, B, C 타입 편광판의 상세는 후술한다.

도3에 나타낸 바와 같이, 거울 상태에 있어서의 명표시 영역에서는, 흡수형 편광 선택 부재(208)를 사용하는 본 실시 형태의 표시 장치의 쪽이, 흡수형 편광 선택 부재(208)가 없는 장치보다도, 광 누설이 절반 정도로 억제된다. 이 때문에, 본 실시 형태의 표시 장치는 콘트라스트비가 높은 반사상을 비추는 거울을 실현할 수 있다. 또한, 거울 상태에 있어서의 암표시 영역부에서는, 도4에 나타낸 바와 같이, 흡수형 편광 선택 부재(208)를 사용하는 본 실시 형태의 표시 장치는 광 누설이 거의 없기 때문에, 콘트라스트비가 더욱 높고 보기 쉬운 반사상을 비추는 거울을 실현할 수 있다. 한편, 흡수형 편광 선택 부재(208)를 사용하지 않는 표시 장치에서는, 도4와 같이 암표시 영역에서 많은 광 누설이 생기고 있다.

이로부터, 본 실시 형태의 표시 장치는 거울 상태일 때, 화상 표시부(1000)의 표시를 암표시로 함으로써, 시인성(視認性)이 좋은 거울을 실현할 수 있다는 것을 나타낸다. 이것은 도3, 도4에서 광 누설을 나타낸 흡수형 편광 선택 부재(편광판)(208)를 구비하지 않은 구성의 표시 장치 및 도44에서 광 누설을 나타낸 종래의 표시 장치가, 암표시부의 쪽이 명표시부보다도 광 누설이 많다는 것과 대조적이다.

따라서, 본 실시 형태에서는, 화면 전체면을 거울 상태로 하는 경우에는, 화상 표시부(1000) 전체를 암표시 또는 화상 표시부(1000)의 조명 장치 자체를 비발광 상태로 한다. 또한, 투과 편광축 가변부(400)의 일부 영역만을 전압 온 상태로 하여, 화면의 일부만을 거울 상태로 하는 경우에는, 거울 상태로 하는 영역과 겹치는 영역의 화상 표시부(1000)를 암표시 또는 비발광 상태로 한다. 이에 따라, 거울 상태의 부분으로부터의 광 누설을 감소시키고, 높은 콘트라스트비의 반사상을비출 수 있다.

구체적으로는, 거울 상태로 전환하기 위하여, 전환 스위치(813)가 온으로 전환되었다면, 전환 스위치(813)와 연동시켜서 화상 표시부(1000)의 액정 소자를 암표시로 하는 회로를 형성하거나, 또는 화상 표시부(1000)의 액정 소자 배면의 조명 장치를 소등시키는 회로를 형성하는 구성으로 할 수 있다. 거울 상태인 경우에 조명 장치를 소등시키도록 한 경우에는, 표시 장치의 소비 전력의 감소가 가능해진다. 또, 화면의 일부만을 거울 상태로 하고, 나머지 부분에 화상을 표시하는 경우에는, 액정 소자 배면의 조명 장치를 소등하면 화상 표시 영역의 표시가 어두워지기 때문에, 거울 상태로 하는 영역과 겹치는 영역의 화상 표시부(1000)를 암표시로 하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 높은 콘트라스트비의 반사상을 실현하는 거울 상태의 실현과, 밝은 화상 표시를 동일 화면상에 동시에 실현하는 것이 가능해진다.

또한, 화상 표시부(1000)로서는, 액정 소자를 사용하는 것 외에도, 유기 일렉트로루미네선스(EL: electroluminescence) 소자와 같은 자발광형의 표시부를 사용할 수도 있다. EL 소자의 반사형 편광 선택 부재(300)와 대향하는 위치에 흡수형 편광 선택 부재(208)를 구비하는 구성으로 한다. EL 소자를 사용하는 경우에는, 거울 상태로의 전환과 연동시켜서, EL 소자의 발광 자체를 중지하여 암표시 상태로 함으로써, 원리적으로 광 누설을 없앨 수 있다. 이에 따라, 높은 콘트라스트비의 반사상이 얻어지는 고품위의 거울 상태를 실현할 수 있음과 아울러, 표시 장치의 소비 전력의 감소가 가능해진다.

또한, 화상 표시부(1000)의 조명 장치의 광원으로서 메탈 할라이드 램프(Metal Halide Lamp) 등의 방전 램프를 사용하고, 이것을 액정 소자와 조합함으로써, 본 실시 형태의 표시 장치를 투사형 표시 장치로 할 수 있다. 이 경우, 방전 램프는 점등과 소등을 재빨리 행할 수 없기 때문에, 거울 상태로의 전환에 연동시켜서, 화상 표시부(1000)의 표시를 암표시로 함으로써 광 누설을 감소시키는 구성으로 하는 것이 바람직하다.

또, 제1 실시 형태에서는, 도1, 도2와 같이 흡수형 편광 선택 부재(500)로서, 투과 편광축이 제1 직선 편광의 편광축과 평행하고, 흡수 편광축이 제2 직선 편광의 편광축과 평행한 것을 사용하였으나, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니고, 투과 편광축이 제2 직선 편광의 편광축과 평행하고, 흡수 편광축이 제1 직선 편광의 편광축과 평행한 것을 사용할 수 있다. 이 경우, 투과 편광축 가변부(400)를 입사한 편광축을 변화시키지 않고 투과하는 상태(전압 ON 상태)로 전환함으로써, 표시 장치를 화상 투과 상태로 전환하고, 투과 편광축 가변부(400)를 제1 편광을 제2 편광으로 변화시키는 상태(전압 OFF 상태)로 전환함으로써, 표시 장치를 거울 상태로 전환하는 구성이 된다.

(제2 실시 형태)

다음으로, 본 발명의 제2 실시 형태의 거울 상태로의 전환 기능을 겸비한 표시 장치에 대하여, 기본 구성과 동작을 도5, 도6을 참조하여 설명한다.

제2 실시 형태의 표시 장치는 제1 실시 형태의 도1 및 도2의 표시 장치의 흡수형 편광 선택 부재(500)를, 반사형 편광 선택 부재(301)와 가변 편광 선택부재(600)의 조합으로 치환한 것이다. 다른 구성은 제1 실시 형태의 표시 장치와 동일하므로, 동일 부분에는 동일 부호를 붙이고 상세한 설명은 생략한다.

반사형 편광 선택 부재(301)는 투과 편광축 가변부(400)에 대향하는 위치에 배치되고, 반사형 편광 선택 부재(301)보다도 관찰자측에 가변 편광 선택 부재(600)가 배치되어 있다. 반사형 편광 선택 부재(301)는 제1 직선 편광 성분은 반사하여 제2 직선 편광 성분은 투과하는 구성이다. 가변 편광 선택 부재(600)는 입사된 광 중에서 제1 직선 편광 성분은 흡수하여 제2 직선 편광 성분은 투과하는 상태와, 전체 편광 성분을 투과하는 상태 중의 어느 하나를 선택 가능한 구성이다.

제2 실시 형태의 표시 장치는 투과 편광축 가변부(400)에 의한 편광 상태의 제어와, 가변 편광 선택 부재(600)에 의한 편광의 흡수 또는 투과의 제어에 의해 화상 표시 상태와 거울 상태를 전환할 수 있는 구성으로 한 것이다. 또, 관찰자는 가변 편광 선택 부재(600)측에서 표시 장치를 관찰한다.

여기에서는, 가변 편광 선택 부재(600)로서, 게스트 호스트형의 액정층(607)과, 액정층(607)에 전압을 인가하는 투명 전극(603, 606)과, 전환 스위치(600a)를 포함하는 것을 사용하고 있다. 전환 스위치(600a)가 오프일 때에는, 도5와 같이 액정층(607)의 액정 분자(607a)의 장축이 제1 직선 편광과 평행하게 되도록, 액정층(607)을 배향시키고 있다. 이에 따라, 가변 편광 선택 부재(600)는 오프 상태에서는, 제1 직선 편광 성분은 흡수하고, 이것과 편광축이 직교하는 제2 직선 편광 성분은 투과한다. 또한, 전환 스위치(600a)가 온일 때에는, 도6과 같이 액정 분자(607a)가 투명 전극(603, 606)에 수직이 되기 때문에, 가변 편광 선택부재(600)는 전체 편광 성분을 투과한다.

제2 실시 형태의 표시 장치가 화상 표시 상태인 경우의 동작을 도5를 참조하여 설명한다. 화상 표시 상태로 하는 경우, 전환 스위치(813)를 오프로 하여 투과 편광축 가변부(400)를 오프 상태로 함과 아울러, 이것과 연동시켜서 전환 스위치(600a)도 오프로 하여 가변 편광 선택 부재(600)를 오프 상태로 한다.

화상 표시부(1000)로부터 출사된 화상광(3001)은 반사형 편광 선택 부재(300)를 투과하여, 투과 편광축 가변부(400)에 입사된다. 이 때, 투과 편광축 가변부(400)는 오프 상태이기 때문에, 통과하는 화상광(3001)은 제1 직선 편광에서 제2 직선 편광으로 변화한다. 투과 편광축 가변부(400)를 투과한 화상광(3001)은 제2 직선 편광으로 되어 있기 때문에, 편광축이 반사형 편광 선택 부재(301)의 투과 편광축과 일치해 있으며, 이것을 투과한다. 아울러, 오프 상태의 가변 편광 선택 부재(600)의 투과 편광축과도 일치해 있기 때문에, 이것도 투과하고, 관찰자에게 관찰된다.

한편, 관찰자측으로부터 화상 표시 상태의 표시 장치로 입사되는 외광(3002)은 비편광인데, 가변 편광 선택 부재(600)는 오프 상태이기 때문에, 가변 편광 선택 부재의 흡수 편광축과 일치하는 제1 직선 편광 성분은 흡수되고, 투과 편광축과 일치하는 제2 직선 편광 성분만이 투과한다. 가변 편광 선택 부재(600)를 투과한 제2 직선 편광의 외광(3002)은 반사형 편광 선택 부재(301)를 투과하고, 투과 편광축 가변부(400)를 투과할 때, 제2 직선 편광광에서 제1 직선 편광광으로 변화하고, 제1 반사형 편광 선택 부재(300)를 투과하여 화상 표시부(1000)의 액정층에 입사된다. 이 때, 제1 실시 형태에서 설명한 바와 같이, 암표시 영역에 입사된 광은 액정층보다도 조명 장치측에 배치되어 있는 흡수형 편광 선택 부재에 의해 흡수된다. 따라서, 관찰자측에게는 돌아오지 않는다. 또한, 암표시 영역에 입사된 광은 광원측의 흡수형 편광 선택 부재도 투과하여 조명 장치에 이르고, 일부는 반사되는데, 반사된 광은 조명광과 실질적으로 변함없이 조명광의 일부가 된다. 즉 본 실시 형태의 표시 장치에서는 화상 표시 상태일 때에, 외광이 입사되더라도, 화질을 열화시키는 외광의 반사는 거의 없다.

따라서, 화상 표시 상태에서는 화상광(3001)은 거의 손실되지 않고 관찰자를 향하기 때문에 밝은 화상이 얻어진다. 또한, 외광(3002)은 표시 장치에서 거의 반사되지 않으므로 외광의 투영이나 콘트라스트비의 저하와 같은 화질 열화는 생기지 않는다.

다음으로, 제2 실시 형태의 표시 장치가 거울 상태인 경우에 관하여, 그 동작을 도6을 참조하여 설명한다. 거울 상태인 경우, 전환 스위치(813) 및 전환 스위치(600a)를 연동시켜서 온으로 하고, 투과 편광축 가변부(400) 및 가변 편광 선택 부재(600)는 온 상태로 한다.

거울 상태인 경우, 관찰자측으로부터 표시 장치로 입사된 외광(3002)은 도6과 같이 모든 편광 성분이 가변 편광 선택 부재(600)를 투과한다. 가변 편광 선택 부재(600)를 투과한 외광(3002)은 반사형 편광 선택 부재(301)에 입사된다. 반사형 편광 선택 부재(301)에 입사된 외광(3002) 중에서, 제2 직선 편광 성분은 반사형 편광 선택 부재(301)를 투과하고, 제1 직선 편광 성분은 반사형 편광 선택부재(301)에서 반사되고, 다시 가변 편광 선택 부재(600)를 투과하여 관찰자측을 향한다. 한편, 반사형 편광 선택 부재(301)를 투과한 제2 직선 편광 성분은 편광축이 변화하지 않고 투과 편광축 가변부(400)를 투과하고, 반사형 편광 선택 부재(300)에서 반사되고, 다시 투과 편광축 가변부(400)와, 반사형 편광 선택 부재(301) 및 가변 편광 선택 부재(600)를 투과하여 관찰자측을 향한다.

이와 같이, 제2 실시 형태의 표시 장치에서는, 입사된 외광(3002)은 반사형 편광 선택 부재(300) 및 반사형 편광 선택 부재(301)에 의해, 그 대부분의 편광 성분이 반사된다. 따라서, 아주 밝은 반사상이 얻어지는 거울 상태가 얻어진다.

한편, 거울 상태인 경우에, 화상 표시부(1000)로부터 출사된 화상광(명표시 광)(3001)은 제1 실시 형태에서 설명한 바와 같이, 흡수형 편광 선택 부재(208)를 통과하고 있기 때문에, 제1 직선 편광이다. 따라서, 화상광(3001)은 반사형 편광 선택 부재(300)를 투과한 후, 투과 편광축 가변부(400)를 편광축이 변화하지 않고 제1 직선 편광의 상태로 투과하고, 반사형 편광 선택 부재(301)에서 반사되어, 화상 표시부(1000)로 돌아가기 때문에, 거의 관찰자에게는 관찰되지 않는다.

또, 거울 상태에 있어서의 화상 표시부(1000)측으로부터의 광 누설을 더욱 감소하기 위해서는, 제1 실시 형태에서 설명한 바와 같이, 거울 상태로 되어 있는 영역에 상응하는 화상 표시부(1000)의 표시 영역을 암표시로 하는 것이 바람직하다. 표시 영역 전체를 거울 영역으로 하는 경우에는, 화상 표시부의 조명 장치를 비발광 상태로 함으로써, 광 누설을 없앨 수도 있다.

이와 같이, 제2 실시 형태의 표시 장치에서는, 거울 상태일 때에 외광(3002)의 대부분의 편광 성분이 반사되기 때문에, 아주 밝은 반사상이 얻어짐과 아울러 화상광(3001)의 광 누설이 적고, 보기 쉬운 거울이 얻어진다. 또한, 화상 표시 상태인 경우에는, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 외광의 투영이 적고, 게다가 밝은 화상을 표시할 수 있다.

또, 제2 실시 형태에서는, 제2 반사형 편광 선택 부재(301)로서, 도5, 도6과 같이 반사 편광축이 제1 직선 편광의 편광축과 평행하고, 투과 편광축이 제2 직선 편광의 편광축과 평행한 것을 사용하였으나, 본 발명은 이 구성에 한정되는 것은 아니고, 반사 편광축이 제2 직선 편광의 편광축과 평행하고, 투과 편광축이 제1 직선 편광의 편광축과 평행한 것을 사용할 수 있다. 이 경우, 투과 편광축 가변부(400)를, 입사된 편광축을 변화시키지 않고 투과하는 상태(전압 온 상태)로 전환함과 아울러, 가변 편광 선택부(600)를, 제2 직선 편광을 흡수하고 제1 직선 편광을 투과하는 상태(전압 오프 상태)로 전환함으로써, 표시 장치를 화상 투과 상태로 전환하고, 투과 편광축 가변부(400)를, 제1 직선 편광을 제2 직선 편광으로 변화시키는 상태(전압 오프 상태)로 전환함과 아울러, 가변 편광 선택부(600)를, 전체 편광 성분을 투과하는 상태(전압 온 상태)로 전환함으로써, 표시 장치를 거울 상태로 전환하는 구성으로 할 수 있다.

또, 상술한 제1 및 제2 실시 형태에서는, 화상 표시부(1000)로서 액정 소자를 사용하는 경우에, 조명 장치를 포함하는 투과형의 액정 소자에 관하여 설명하였으나, 반사형의 액정 소자를 사용하는 것도 가능하다.

또한, 화상 표시 부재를 구성하는 흡수형 편광 선택 부재(208)의 편광도를P1, 흡수형 편광 선택 부재(500)의 편광도를 P2로 한 경우, 0.966≤P1≤0.995≤P2의 관계를 만족하거나, 또는 0.966≤P2≤0.995≤P1의 관계를 만족하는 것이 바람직하다. 그 이유에 대해서는, 후술하는 실시예 2에서 설명한다.

또한, 제1 및 제2 실시 형태의 표시 장치에 있어서, 흡수형 편광 선택 부재(500, 208)의 표면 및 가변 편광 선택 부재(600)의 가장 표면에 반사 방지막을 형성하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에서는 반사형 편광 선택 부재(300)와 반사형 편광 선택 부재(301)와의 간격을 0.11㎜ 이하로 하는 것이 바람직하다. 그 이유에 대해서는 후술하는 실시예 2에서 설명한다.

또한, 본 발명에서는 표시 장치를 거울 상태로 한 경우, 적어도 58.6㎜×39.1㎜의 영역 전체가 실질적으로 거울이 되도록 구성하는 것이 바람직하다. 이것은 성인 남성의 얼굴의 4분의 1을 비추는 것을 고려하여 정한 크기이다. 이에 대해서도 후술하는 실시예에서 설명한다.

또한, 제1 및 제 2 실시 형태에 있어서, 반사형 편광 선택 부재(300, 301)로서 필름 형상의 부재를 사용할 수 있다. 이 경우, 필름 형상의 부재를 투명한 점착제를 개재하여, 강성이 높고, 평탄하고 아울러 투명하고 광학적으로 등방인 투명 기판에 직접 점착하거나, 또는 평탄한 필름 등을 개재하여 간접적으로 점착 고정하여, 반사면에 왜곡이 없도록 구성하는 것이 바람직하다.

또한, 제1 및 제2 실시 형태의 표시 장치를, 투사 장치로부터 출사된 투사광이 미러 부재를 통하여 투과형 스크린에 조사되는 투사 방식의 표시 장치로 할 수있다. 이 경우, 투과형 스크린에, 거울 기능부를 구비하는 구성으로 해도 된다. 이 경우, 투사 장치는 투사광으로서 각 색광의 편광 상태가 일치된 직선 편광을 출사하는 것으로 하고, 또한, 상기 직선 편광광이 미러 부재의 반사면에 대하여 s 편광광, 또는 p 편광광이 되도록 구성한다.

또한, 상기 투과형 스크린을 구성하는 거울 기능부 및 광학계 중에서, 거울 기능부를 착탈 가능한 구조로 하여, 거울 기능이 불필요할 때에는 거울 기능부를 제거하는 구성으로 할 수 있다. 또는, 화상 표시부를 포함하지 않고 거울 기능부를 독립적으로 구비한 스크린을 구성하고, 이 거울 기능 스크린을 임의의 표시 장치에 필요에 따라서 장착하는 구성으로 해도 된다.

제1 및 제2 실시 형태에 있어서, 반사형 편광 선택 부재(300, 301)로서, 천수백 옹스트롬(10^-10m)의 피치로 도전성의 금속 선상 패턴을 배치한 구성의 것을 사용할 수 있다. 이 때, 금속 선상 패턴의 길이 방향이 반사 편광축이 된다. 또한, 투명 기판 위에 천수백 옹스트롬(10^-10m)의 피치로 도전성의 금속 선상 패턴을 형성하고, 또한 서로 이웃하는 선상 패턴의 일부를 전기적으로 접속한 것으로, 투명 전극과 반사형 광 선택 부재를 겸용시킬 수 있다. 이에 따라, 투명 전극(606)과 반사형 편광 선택 부재(301), 또는 반사형 편광 선택 부재(301)와 투명 전극(403), 또는 투명 전극(406)과 반사형 편광 선택 부재(300)를 구성할 수 있다.

상기 제1 및 제2 실시 형태에 있어서, 화상 표시 부재(1000)는 이하와 같은 구조로 할 수 있다. 즉 일정한 간극를 갖고 접합된 한쌍의 투명 기판과, 이들 투명 기판 사이에 끼워진 액정층과, 상기 한쌍의 투명 기판의 적어도 한쪽에 투명 전극에 의해 형성되는 매트릭스 형상으로 배치된 화소 전극군과, 관찰자측에 배치되는 흡수형 편광 선택 부재(208)와, 관찰자측과는 반대측의 투명 기판에 배치되는 흡수형 편광 선택 부재를 포함하는 액정 소자, 상기 화소 전극군에 화상 신호에 대응한 전압을 인가하는 표시용 액정 소자 구동부, 상기 표시용 액정 소자의 배면에 배치한 조명 장치를 구비한 구성으로 할 수 있다. 이 때, 조명 장치의 점등, 소등을 전환 스위치(813)에 연동시켜서 전환하는 전환부를 구비하는 구성으로 할 수 있다. 조명 장치는 복수의 색광을 순차로 발광하는 광원을 가지며, 액정 소자는 조명 장치로부터의 색광에 대응하여, 필드 순차 컬러 표시를 행하는 구성으로 할 수 있다.

또한, 화상 표시부(1000)로서, 반사형 액정 소자를 사용하는 구성으로 할 수도 있다. 이 경우, 반사형 액정 소자로서는, 투명 기판과, 반사부를 구비하는 반사 기판을, 비즈 등의 스페이서를 개재하여 맞붙이고, 프레임 형상의 밀봉재에 의해 주위를 밀봉하고, 상기 2장의 기판의 간극에 액정을 봉입하여 밀봉한 것을 사용할 수 있다. 이 때, 투명 기판에는 위상차판을 적층하여 배치한다. 또, 투명 기판 또는 반사 기판에 컬리 필터를 구비할 수 있다. 이 컬러 필터는 암표시에서의 어둡기를 높이는 기능을 구비하고 있는 것이 바람직하고, 구체적으로는 델타 배열의 컬러 필터를 사용하는 것이 더욱 바람직하다.

또한, 제1 및 제2 실시 형태의 표시 장치에 있어서, 거울 상태가 되는 영역과 화상 표시 상태에서의 화상 표시 영역의 크기가 서로 다르도록 구성할 수 있다.또한, 화상 표시부(1000)로서, 일부의 표시 영역에서 투과형으로서 기능하고, 그 이외의 영역에서는 반사형으로서 기능하는 표시용 액정 소자와, 상기 투과형으로서 기능하는 영역을 조명하기 위한 조명 장치를 구비하는 구성의 것을 사용할 수 있다.

또한, 제1 및 제2 실시 형태의 표시 장치에 있어서, 화상 표시부의 표시 영역을 복수의 영역으로 분할하고, 각 분할 영역마다 거울 상태와 화상 표시 상태의 전환 제어를 실행하는 구성으로 해도 된다. 이것을 실현하기 위하여, 투과 편광축 가변부(400)와 가변 편광 선택 부재(600)의 광 투과면을, 복수의 영역으로 분할하고, 개별 영역마다 투과하는 광의 편광축을 변화시키는 상태와 변화하지 않는 상태의 선택 제어와, 흡수해야 할 편광광의 선택 제어를 실행하는 구성으로 할 수 있다.

이하에서는, 본 발명의 실시예를 설명한다.

(실시예 1)

본 발명의 실시예 1의, 거울 상태로의 전환 기능을 겸비한 표시 장치를 도7, 도8을 참조하여 설명한다. 본 실시예 1의 표시 장치는 기본 구성이 제1 실시 형태의 도1, 도2에 나타낸 표시 장치와 동일하다.

제1 실시 형태와 마찬가지로, 실시예 1의 도7의 표시 장치는 차례로 포개어진, 화상 표시부(1000)와, 반사형 편광 선택 부재(300)와, 투과 편광축 가변부(400)와, 흡수형 편광 선택 부재(500)를 갖고 있다. 이들은 개구(1071)를 갖는 하우징(1070)내에 수용되어 있다. 개구(1071)가 거울 상태로 전환 가능한 화상 표시부가 된다. 각 부의 작용은 제1 실시 형태에서 설명한 바와 같다.

화상 표시부(1000)는 도7, 도8에 나타낸 바와 같이, 표시용 액정 소자를 포함하고, 광의 투과 광량을 조절함으로써 화상을 표시하는 액정 표시 패널(200)과 그 배면에 배치한 조명 장치(100)를 갖는다. 액정 표시 패널(200)로서는 TN(Twisted Nematic) 모드, STN(Super Twisted Nematic) 모드, ECB(Electrically Controlled Birefringence) 모드 등의 표시 모드를 이용한 액정 표시 패널을 사용하는 것이 바람직하다. 이와 같은 액정 표시 패널은 편광판을 사용하여 액정층에 입사되는 광의 편광 상태를 변조함으로써 표시를 실행하기 때문에, 비교적 낮은 구동 전압으로 높은 콘트라스트비가 얻어진다. 또한, 액정 표시 패널(200)의 반사형 편광 선택 부재(300)측에 배치되는 흡수형 편광 선택 부재(208)로서 기능하는 편광판에 의해, 화상광으로서 직선 편광광이 출사된다.

또, 액정 표시 패널(200)은 일반적으로 알려져 있는 바와 같이, TFT(Thin Film Transistor) 등의 스위칭 소자를 이용한 액티브 매트릭스 구동에 의한 액정 표시 패널과, 멀티플렉스 구동의 액정 표시 패널의 2방식이 있고, 어느 하나를 선택하여 사용할 수 있다. 구체적으로는 TN(Twisted Nematic) 액정 표시 패널, IPS(In Plane Switching) 액정 표시 패널, MVA(Multi-domain Vertical Aligned) 액정 표시 패널 등의 액티브 매트릭스 구동에 의한 액정 표시 패널, 또는 STN(Super Twisted Nematic) 액정 표시 패널 등의 멀티플렉스 구동의 액정 표시 패널을 사용할 수 있다. 실시예 1에서는, 액정 표시 패널(200)로서 TN 액정 표시 패널을 사용하는 경우에 관하여 설명하지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다.

도8을 참조하여, 실시예 1의 표시 장치의 각 부의 상세한 구성에 관하여 설명한다.

조명 장치(100)는 액정 표시 패널(200)의 화상 표시부를 균일하게 조명할 수 있는 것을 사용한다. 조명 장치로서는, 에지 라이트 방식(도광체 방식), 직하(直下) 방식(반사판 방식), 면형상 광원 방식 등(액정 디스플레이 기술, p252-256, 산업 도서 주식회사, 발행일 1996년 11월 8일: 풀 컬러 액정 표시 기술, p201-202, 주식회사 트리켑스, 발행일 1990년 2월 26일)이 일반적으로는 알려져 있다. 조명 장치(100)로서는, 이들 방식이나 그 밖의 방식 중에서 용도, 목적, 화면 사이즈에 맞추어 최적의 방식을 선택하면 된다. 여기에서는, 조명 장치(100)로서 에지 라이트 방식의 것을 사용한 경우에 관하여 설명하지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다.

조명 장치(100)는 이면에 백색 안료에 의한 도트 인쇄(105) 등의 처리를 실시한 투명한 아크릴 수지로 이루어지는 도광체(103)와, 도광체(1043)의 단면에 배치한 예를 들면 냉음극관으로 이루어지는 선상 광원(101)와, 램프 커버(102)와, 도광체(103)의 이면에 배치한 반사 시트(104)와, 도광체(103)의 전면에 배치한 확산 시트(110, 112)와, 프리즘 시트(111)를 갖고 있다.

이 구성에 있어서, 광원(101)으로부터 출사된 광은 직접, 또는 램프 커버(102)에서 반사된 후, 도광체(103)에 입사된다. 도광체(103)에 입사된 광(1101)은 전반사되면서 도광체(103)내를 전파하지만, 도광체(103)의 이면에 도포된 백색 안료에 의한 도트 인쇄(105)에 도달한 광은 그 진행 방향이 바뀌어, 도광체(103)의 표면측으로부터 출사된다. 도광체(103)로부터 출사된 광은 확산 시트(110, 112) 및 프리즘 시트(111) 등에 의해 출사 각도 분포, 또는 면내에서의 휘도 분포가 균일화된 후, 액정 표시 패널(200)에 조사된다.

액정 표시 패널(200)은 도8과 같이, 평탄하고 아울러 투명하고 광학적으로 등방인 유리 또는 플라스틱으로 이루어지는 제1 투명 기판(201) 및 제2 투명 기판(202)을 포함하고 있다. 투명 기판(201)에는, 컬러 필터(도시하지 않음), ITO(Indium Tin Oxide)로 이루어지는 투명 전극(203), 및 폴리이미드계 고분자로 이루어지는 배향막(204)이 적층되어 있다. 제2 투명 기판(202)에는 배향막(206), 화소를 형성하는 투명 전극(205), 및 이것과 접속되는 전극 또는 박막 트랜지스터 등의 스위칭 소자(도시하지 않음)가 형성되어 있다. 2장의 투명 기판(201, 202)을 배향막(204, 206)이 형성되어 있는 면을 마주 보게 하고, 2장의 투명 기판(201, 202) 사이에 도시하지 않은 스페이서를 개재하여 일정한 간극를 형성하고, 아울러 프레임 형상의 밀봉재(210)로 주위를 밀봉하여 내부에 공간을 형성하고 있다. 이 공간에 유전 이방성이 정인 네마틱 액정을 봉입함으로써, 액정층(207)이 형성되어 있다.

액정층(207)의 액정 분자의 장축의 배향 방향은 2장의 투명 기판(201, 202)위에 형성된 배향막(204, 206)에 러빙 등의 배향 처리를 실시함으로써 규정되어 있다. 여기에서는, 투명 기판(201, 202) 사이에서 연속적으로 90° 트위스트된 상태로 되어 있다. 투명 기판(202)의 배면과, 투명 기판(201)의 전면에는 각각 편광판(209) 및 흡수형 편광 선택 부재(편광판)(208)이, 서로 편광축이 직교하는직선 편광을 투과하도록 배치되어 있다. 투명 기판(202)측 및 투명 기판(201)측의 액정 분자의 장축의 배향 방향은 편광판(209) 및 흡수형 편광 선택 부재(편광판)(208)의 투과 편광축에 대하여, 모두 평행, 또는 모두 직교하도록 구성하고 있다.

흡수형 편광 선택 부재(편광판)(208) 및 편광판(209)으로서는, 예를 들면 연신한 폴리비닐알콜에 요오드를 흡수시킴으로써 편광 기능을 부여한 막의 양면에, 트리아세틸셀룰로스의 보호층을 도포한 것을 사용할 수 있다. 또, 흡수형 편광 선택 부재(편광판)(208) 및 편광판(209)은 각각 투명 기판(202) 및 투명 기판(201)에, 아크릴계의 접착제에 의해 광학적으로 결합하도록 접착한다.

이와 같은 구성에 의해, 액정 표시 패널(200)의 배면(조명 장치(100)측)으로부터 입사되는 조명광 중에서, 편광판(209)을 투과한 직선 편광은 액정층(207)을 통과하여 흡수형 편광 선택 부재(편광판)(208)에 입사된다. 이 때, 액정층(207)을 투과하는 광의 편광 상태는 액정층(207)에 인가되는 전압에 의해 변화시킬 수 있다. 따라서, 화상 정보 발생부(도시하지 않음)로부터 전달받은 화상 정보에 대응한 전압을 투명 전극(203, 205)에 인가하여, 액정층(207)에 전계를 인가함으로써, 액정층(207)을 통과하는 광의 편광 상태를 바꾸어, 흡수형 편광 선택 부재(편광판(208))을 투과하는 광량을 제어할 수 있다. 이에 따라, 직선 편광광으로 이루어지는 원하는 화상광을 형성할 수 있다.

다음으로, 반사형 편광 선택 부재(300)에 관하여 설명한다.

반사형 편광 선택 부재(300)는 화상 표시부(1000)로부터 출사되는 제1 직선편광 성분은 투과하고, 이것과 직교하는 편광축을 갖는 제2 직선 편광 성분은 경면 반사하는 기능을 갖는 것을 사용한다. 이와 같은 부재로서는, 예를 들면 국제출원의 국제공개번호: WO95/27919호에 개시되어 있는 서로 다른 복굴절성 고분자 필름을 번갈아 복수층 적층한 복굴절 반사형 편광 필름, 또는 콜레스테릭 액정층의 앞뒷면에 1/4 파장판을 배치한 것을 사용할 수 있다. 복굴절 반사형 편광 필름의 경우, 소정의 직선 편광 성분은 투과하고, 이것과 편광축이 직교하는 직선 편광 성분은 경면 반사하는 필름이 3M사(미국)로부터 DBEF라는 상품명으로 시판되고 있으며, 이것을 반사형 편광 선택 부재(300)로서 사용할 수 있다. 또, 반사형 편광 선택 부재(300)는 본 표시 장치를 거울 상태로 하는 경우에 경면으로서 기능하는 중요한 부재이기 때문에, 기초 처리 등와 같은 반사상을 바림하는 처리가 실시되어 있지 않는 것을 사용한다.

한편, 반사형 편광 선택 부재(300)로서, 콜레스테릭 액정층의 앞뒷면에 1/4 파장판을 배치한 것으로 구성한 경우, 배향 처리된 2장의 투명 기판 사이에 저분자 콜레스테릭 액정을 함유한 액정 셀이나, 고분자 콜레스테릭 액정층을 유리 또는 투명 수지 등의 평탄하고 광학적으로 등방이고 투명한 기판 위에 형성한 것을, 콜레스테릭 액정층으로서 사용할 수 있다. 콜레스테릭 액정층은 헬리컬 분자 배열에 의거한 특이한 광학 특성을 나타내는 것으로, 헬리컬 축에 평행하게 입사된 광이, 콜레스테릭 나선의 회전 방향에 따라서, 한쪽의 회전 방향의 원편광은 반사하고, 다른쪽은 투과하는 선택 반사를 나타낸 것이다. 선택 반사의 파장역은 분자 배열의 피치에 의해 결정되므로, 가시 파장역 전역에서 선택 반사가 일어나도록 하기위해서는, 피치가 다른 복수의 콜레스테릭 액정층을 적층하여 사용하는 것이 필요하다. 이 경우, 가시 파장역 전역에서 선택 반사를 얻기 위하여, 피치가 다른 콜레스테릭 액정층을 복수층 포개는 대신에 Asia Display 95 Digest, p735, The Institute of Television Engineers of Japan(ITE) & The Society for Information Display(SID)에 기재되어 있는 바와 같은 피치를 연속적으로 변화시킨 콜레스테릭 액정층을 사용해도 된다.

반사형 편광 선택 부재(300)로서, 콜레스테릭 액정층의 앞뒷면에 1/4 파장판을 배치한 것을 사용하는 경우, 콜레스테릭 액정층의 이면측, 즉 화상 표시부(1000)측에 배치되는 1/4 파장판은 그 지상축(遲相軸)을 다음과 같은 방향으로 설정한다. 즉 화상 표시부(1000)로부터 출사되어, 반사형 편광 선택 부재(300)에 입사되는 제1 직선 편광을, 콜레스테릭 액정층을 투과하는 원편광으로 변환하도록, 그 지상축을 배치한다. 한편, 마찬가지로 콜레스테릭 액정층의 표면측, 즉 투과 편광축 가변부(400)측에 배치되는 1/4 파장판은 콜레스테릭 액정층을 투과하는 원편광이 제1 직선 편광으로 변환되도록, 그 지상축을 배치한다.

이와 같이 콜레스테릭 액정층의 앞뒷면에 1/4 파장판을 배치한 구성의 반사형 편광 선택 부재에 제2 직선 편광이 입사된 경우, 제2 직선 편광은 1/4 파장판의 작용으로, 콜레스테릭 액정층을 투과하는 원편광과는 역회전의 원편광으로 변환되기 때문에, 콜레스테릭 액정층에서 선택 반사된다. 콜레스테릭 액정층에서 반사된 원편광은 다시 1/4 파장판을 투과할 때, 그 작용으로 제2 직선 편광으로 변환된다.

또, 이러한 구성의 반사형 편광 선택 부재(300)에 사용하는 1/4 파장판은 가시 파장의 전역에 있어서 1/4 파장판으로서 기능하는 것을 사용하는 것이 바람직하다. 1/4 파장판으로서는, 가시 파장역에 있어서 높은 투자율을 갖는, 연장된 고분자 필름, 예를 들면 폴리비닐알콜, 폴리카보네이트, 폴리술폰, 폴리스티렌, 폴리아크릴레이트 등을 사용할 수 있다. 그 밖에도 운모나 수정 또는 분자축을 1방향으로 배열하여 배향한 액정층 등을 사용할 수 있다.

또한, 일반적으로 1/4 파장판을 구성하는 재질의 굴절율의 파장 의존성(이하, 파장 분산)에 의해, 한 종류의 위상차판으로 가시 파장의 전역에 대해 1/4 파장판으로서 기능하는 위상차판을 구성하는 것은 곤란하지만, 파장 분산이 다른 적어도 2종류의 위상차판을 그 광학축을 직교하도록 접합시킴으로써 넓은 파장역에서 1/4 파장판으로서 기능하도록 구성한 것을 사용하도록 하면 된다.

또, 반사형 편광 선택 부재(300)로서, 복굴절 반사형 편광 필름, 또는 필름 형상의 콜레스테릭 액정층과 1/4 파장판의 적층 부재와 같이, 필름 형상의 부재를 사용하는 경우에는 이하의 점에 주의한다.

즉 필름 형상의 반사형 편광 선택 부재는 그 상태로는 평탄성이 낮기 때문에 단순히 화상 표시부(1000)의 전면에 배치한 것만으로는, 왜곡이 많고, 실용상 만족스러운 거울을 실현하기 곤란하다. 따라서, 반사형 편광 선택 부재(300)로서 필름 형상의 부재를 사용하는 경우에는, 투명한 점착제를 개재하여, 유리판 또는 플라스틱판 등과 같이 강성이 높고, 평탄하고, 아울러 투명하고 광학적으로 등방인 투명 기재에 점착 고정하고, 왜곡이 없도록 하는 것이 바람직하다.

또는 반사형 편광 선택 부재(300)를 평탄한 상태로 고정하기 위하여, 새로운투명 기재에 점착 고정하는 대신에, 액정 표시 패널(200) 또는 후술하는 투과 편광축 가변부(400)의 투명 기판에 고정하는 구성으로 할 수 있다. 어떻게 하든지, 반사형 편광 선택 부재(300)로서 필름 형상의 부재를 사용하는 경우에는, 왜곡이 없는 거울을 실현하기 위하여, 별도의 평탄한 부재에 점착 고정하는 것이 바람직하다.

다음으로, 투과 편광축 가변부(400)에 관하여 설명한다.

투과 편광축 가변부(400)는 입사된 직선 편광광이 투과할 때에, 그 편광 상태를 변화시켜서, 입사된 직선 편광과는 편광축이 직교하는 직선 편광광으로 변화시키는 상태와, 편광 상태를 변화시키지 않는 상태 중의 어느 하나를 선택 가능한 구성이고, 예를 들면 도8에 도시한 바와 같은 액정 소자를 사용할 수 있다.

이 투과 편광축 가변부(400)는 ITO로 이루어지는 투명 기판(403), 및 폴리이미드계 고분자로 이루어지는 배향막(404)이 전체면에 적층 형성된 제1 투명 기판(401)과, 마찬가지로 투명 전극(406), 및 배향막(405)이 전체면에 적층 형성된 제2 투명 기판(402)과, 액정층(407)을 포함한다. 또, 2장의 투명 기판(401, 402)에 각각 형성된 투명 전극(403, 406)은 도시하지 않은 배선, 및 전환 스위치(813)(도1 참조, 도8에서는 도시하지 않음)를 통하여 전원에 접속되어 있다. 따라서, 투명 전극(403, 406)에 전압을 인가하지 않는 상태와, 전압을 인가하는 상태 중의 어느 한 상태를 선택 가능하게 구성되어 있다. 즉, 투명 전극(403, 406)에 전위차가 없고, 액정층(407)에 전계가 인가되지 않는 상태와, 투명 전극(403, 406)에 전압을 인가하고, 액정층(407)에 전계가 인가되지 않는 상태 중의 어느 한 상태를 선택 가능하게 구성되어 있다.

투과 편광축 가변부(400)의 액정층(407)은 2장의 투명 기판(401, 402)을 배향막의 형성면이 마주보도록 배치하고, 도시하지 않은 스페이서를 끼워서 2장의 투명 기판(401, 402) 사이에 일정한 간극를 형성하고, 이 간극의 주위를 밀봉재(410)에 의해 프레임 형상으로 밀봉하여 공간을 형성하고, 이 공간에 유전 이방성이 정인 네마틱 액정을 봉입함으로써 구성한다.

또, 여기에서는 투과 편광축 가변부(400)로서, 2장의 투명 기판(401, 402)에 형성한 배향막(404, 405)에 각각 러빙 처리 등의 배향 처리를 실시하고, 액정층(407)의 액정 분자축을 2장의 투명 기판(401, 402) 사이에서 연속적으로 90° 트위스트되도록 구성한, 이른바 TN 액정 소자의 경우를 설명한다.

이 경우, 투명 기판(402)측의 액적 분자 장축의 배향 방향은 액정 표시 패널(200)의 흡수형 편광 선택 부재(편광판)(208)의 직선 편광 투과 편광축과 평행하거나, 또는 직교하도록 구성하고, 액정층(407)은 가시 파장역에 있어서 웨이브가이드의 조건을 만족하도록 구성한다. 웨이브가이드의 조건은 예를 들면, J. Phys. D: Appl. Phys. Vol.8(1975)의 제1575∼1584페이지의 C.H.Gooch와 H.A.Tarry에 의한 논문에 기재되어 있다.

여기에서는 액정의 복굴절을 Δn, 액정층의 두께를 d로 한 경우, d·Δn=0.4452(파장 633㎚)로 하였다.

상기 구성에 의해 본 실시예의 투과 편광축 가변부(400)는 2장의 투명 기판(401, 402)에 각각 형성한 투명 전극(403, 406)에 전위차가 없고, 액정층(407)에 전계가 인가되지 않는 오프 상태에서는, 화상 표시부(1000)로부터 출사되어, 반사형 편광 선택 부재(300)를 투과한 제1 직선 편광광은 이것과 편광축이 직교하는 제2 직선 편광광으로 변화한다. 한편, 2장의 투명 기판(401, 402)에 각각 형성된 투명 전극(403, 406)에 전압을 인가하고, 액정층(407)에 전계가 인가되는 온 상태에서는 화상 표시부(1000)로부터 출사되고, 반사형 편광 선택 부재(300)를 투과한 제1 직선 편광광은 그 편광축이 변화하지 않고 투과한다. 이 때, 투명 전극(403, 406)에 인가되는 전압은 +5V, 60㎐이라면 충분히 기능하였다.

또, 실시예 1에서는, 투과 편광축 가변부(400)로서 TN 액정 소자의 경우를 나타내었으나, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다. 즉 투과 편광축 가변부(400)는 입사된 직선 편광광이 투과할 때에 그 편광축을 변화시켜서 입사된 직선 편광광과는 편광축이 직교하는 직선 편광광으로 변화시키는 상태와, 편광축을 변화시키지 않는 상태 중의 어느 한 상태로 선택 가능한 부이면 되고, 상기 TN 액정 소자 외에도, ECB(Electrically Controlled Birefringence) 액정 소자, 강유전 액정 소자, 반강유전 액정 소자 등을 사용할 수 있다.

다음으로, 흡수형 편광 선택 부재(500)에 관하여 설명한다.

흡수형 편광 선택 부재(500)는 입사된 광 중에서 제1 직선 편광 성분은 흡수하고, 이것과 편광축이 직교하는 제2 직선 편광 성분은 투과하거나, 또는 제1 직선 편광 성분은 투과하고, 제2 직선 편광 성분은 흡수하는 기능을 갖는 것으로, 이른바 편광판을 사용할 수 있다. 즉, 흡수형 편광 선택 부재(500)로서는, 예를 들면 연신시킨 폴리비닐알콜에 요오드를 흡수시켜서 편광 기능을 부여한 막의 양면에,트리아세틸셀룰로스의 보호층을 도포한 편광판을 사용할 수 있다.

또, 흡수형 편광 선택 부재(500)는 투영에 의한 화질의 열화를 억제하기 위하여, 그 표면에 정반사를 억제하는 처리를 실시하는 것이 바람직하다. 다만, 여기에서 중요한 것은 본 발명의 표시 장치는 거울로서도 기능하기 때문에, 흡수형 편광 선택 부재(500)의 정반사 방지 처리로서, 표면에 미세한 요철을 형성하거나, 또는 표면에 투명 미립자를 함유하는 투명 수지층을 형성하는 등에 의해 정반사 성분을 감소하는 방법은 바람직하지 않다. 왜냐하면 이와 같은 처리를 한 경우, 투영의 감소에 의해 화상 표시 성능은 향상되지만, 거울에 비치는 상이 흐려져서 거울의 성능이 열화된다는 문제가 생기기 때문이다.

따라서, 흡수형 편광 선택 부재(500)의 정반사 방지 처리로서는 그 표면에 반사 방지막을 형성하는 것이 바람직하다. 반사 방지막으로서는 공지의 기술을 사용할 수 있다. 즉 광학 설계된 굴절율이 다른 수종의 금속 산화물을 증착에 의해 다층 코팅하는 방법, 또는 불소 화합물 등의 저굴절율 재료를 도포하는 방법을 사용하면 된다.

다음으로, 본 실시예의 표시 장치의 각 부재의 축방향에 대하여 도9를 참조하여 설명한다.

여기에서는, 흡수형 편광 선택 부재(500)는 입사된 광 중에서 제1 직선 편광 성분은 흡수하고, 이것과 편광축이 직교하는 제2 직선 편광 성분은 투과하는 경우를 나타낸다. 또, 각 축의 각도는 화상 표시면의 수평 방향 3시의 위치를 기준으로 하고, 여기부터 반시계 회전의 각도로 나타내고 있다. 도9에 나타낸 바와 같이, 화상 표시부(1000)를 구성하는 액정 표시 패널(200)로서 TN 액정 표시 패널을 사용한 경우에는, 시각 특성의 수평 방향의 대칭성을 얻기 위하여, 통상 편광판의 직선 편광의 투과 편광축은 135°(또는 45°, 본 실시예에서는 135°)로 한다. 따라서, 반사형 편광 선택 부재(300)의 직선 편광의 투과 편광축도 마찬가지로 135°, 투과 편광축 가변부(400)의 투명 기판(402)측과, 투명 기판(401)측의 액정 분자 장축의 배향 방향은 각각 135°와 45°, 흡수형 편광 선택 부재(500)의 직선 편광의 투과 편광축은 45°로 한다.

다음으로, 본 실시예 1의 표시 장치의 동작을, 도10 및 도11을 참조하여 설명한다.

실시예 1의 표시 장치가 화상 표시 상태인 경우에 대하여, 도10을 참조하여 설명한다. 표시 장치가 화상 표시 상태인 경우, 투과 편광축 가변부(400)는 이것을 구성하는 액정층(407)에 전압을 인가하지 않는 상태, 즉 오프 상태가 되도록, 전환 스위치(813)를 오프로 한다. 화상 표시부(1000)의 조명 장치(100)로부터 출사되고, 액정 표시 패널(200)의 흡수형 편광 선택 부재(편광판)(208)을 투과한 직선 편광은 화상광(3001)으로서 화상 표시부(1000)로부터 출사된다. 이 제1 직선 편광으로 이루어지는 화상광(3001)은 반사형 편광 선택 부재(300)를 투과하여, 투과 편광축 가변부(400)에 입사된다. 투과 편광축 가변부(400)를 통과하는 화상광(3001)은 제1 직선 편광에서 제2 직선 편광으로 변화한다. 투과 편광축 가변부(400)를 투과한 제2 직선 편광의 화상광(3001)은 흡수형 편광 선택 부재(500)에 입사된다. 흡수형 편광 선택 부재(500)는 제1 직선 편광 성분은 흡수하고, 제2직선 편광 성분은 투과하기 때문에, 제2 직선 편광의 화상광(3001)은 흡수형 편광 선택 부재(500)를 투과하여, 관찰자에게 관찰된다.

한편, 관찰자측(도면중 좌측)으로부터 표시 장치로 입사되는 외광(3002)은 비편광인데, 흡수형 편광 선택 부재(500)를 투과할 때, 제1 직선 편광 성분은 흡수되고, 제2 직선 편광 성분만이 투과한다. 흡수형 편광 선택 부재(500)를 투과한 외광(3002)은 투과 편광축 가변부(400)를 투과할 때, 제2 직선 편광에서 제1 직선 편광으로 변화하고, 반사형 편광 선택 부재(300)를 투과하여 화상 표시부(1000)를 향한다. 이 광은 제1 실시 형태에서 설명한 바와 같이, 거의 관찰자측으로는 돌아오지 않는다.

따라서, 화상 표시 상태에서는, 화상 표시부(1000)로부터 출사된 화상광(3001)은 거의 손실되지 않고 관찰자를 향하기 때문에 밝은 화상을 얻을 수 있다. 또한, 외광(3002)은 거울 상태인 경우에 거울로서 기능하는 반사형 편광 선택 부재(300)에서 반사되지 않으므로 투영이나 콘트라스트비의 저하와 같은 외광에 기인한 화질의 열화가 거의 일어나지 않는다.

도11은 본 표시 장치가 거울 상태인 경우를 나타낸다. 본 표시 장치가 거울 상태인 경우, 투과 편광축 가변부(400)는 이것을 구성하는 액정층(407)에 전계를 인가하는 온 상태로 하도록, 전환 스위치(813)를 온으로 한다. 이 경우, 관찰자측으로부터 본 표시 장치로 향하는 외광(3002)은 비편광인데, 흡수형 편광 선택 부재(500)를 투과할 때, 제1 직선 편광 성분은 흡수되고 제2 직선 편광 성분만이 투과하고, 투과 편광축 가변부(400)에 입사된다. 이 때, 투과 편광축 가변부(400)에 입사된 외광(3002)은 투과 편광축 가변부(400)를 편광축이 변화하지 않고 제2 직선 편광광의 상태로 투과하고, 반사형 편광 선택 부재(300)에 이른다. 반사형 편광 선택 부재(300)는 제1 직선 편광 성분은 투과하고, 제2 직선 편광 성분은 경면 반사하기 때문에, 외광(3002)은 반사형 편광 선택 부재(300)에서 반사된다. 반사형 편광 선택 부재(300)에서 반사된 외광(3002)은 투과 편광축 가변부(400)를 편광축이 변화하지 않고 제2 직선 편광의 상태로 투과하고, 아울러 편광 선택 부재(500)도 투과하여 관찰자를 향하기 때문에 거울 상태가 실현된다.

이 때, 본 실시예의 화상 표시부(1000)에서는, 흡수형 편광 선택 부재(편광판)(208)을 구비하고 있기 때문에, 암표시 영역의 화상광은 흡수형 편광 선택 부재(편광판)(208)에 의해 흡수되고, 반사형 편광 선택 부재(300)에 도달하지 않는다. 따라서, 반사형 편광 선택 부재(300)의 반사 성능의 여하에 관계없이, 암표시부 영역으로부터 광 누설을 대폭적으로 감소할 수 있다.

또한, 화상 표시부(1000)로부터 출사되는 화상광 중에서, 명표시 영역으로부터 출사되는 화상광(3001)은 반사형 편광 선택 부재(300)를 투과하여 투과 편광축 가변부(400)에 입사된다. 본 표시 장치가 거울 상태인 경우, 투과 편광축 가변부(400)는 온 상태이고, 이 때 투과 편광축 가변부(400)를 투과하는 화상광(3001)은 편광축이 변화하지 않고 제1 직선 편광광의 상태로 투과하기 때문에, 흡수형 편광 선택 부재(500)에서 흡수되어 관찰자에게는 거의 관찰되지 않는다.

즉, 거울 상태인 경우에는 화상 표시 부재로부터의 광은 관찰자에게 도달되지 않고, 한편 주위로부터 표시 장치에 입사되는 외광(302)은 이상적으로는 비편광의 절반 정도의 광이 반사형 편광 선택 부재(300)에서 반사되어, 관찰자측을 향하기 때문에 밝은 거울로서 기능한다.

또한, 본 실시예의 표시 장치는 거울 상태일 때에, 투과 편광축 가변부(400)를 온으로 하여, 액정 분자(407a)를 세우는 구성이다. 일반적으로 네마틱형 액정은 전압 온의 액정 분자를 세운 상태의 쪽이, 전압 오프의 액정 분자가 트위스트된 상태일 때보다도, 경사 방향으로 출사시키는 광의 편광축의 변위는 작다. 이 때문에, 본 실시 형태의 표시 장치는 종래의 기술에서 언급한 거울 상태에서 전압 오프로 하는 구성의 것과 비교하여, 거울 상태일 때에 화상광(명표시 광)(3001)의 경사 방향으로의 광 누설이 적다는 효과도 얻어진다.

또, 흡수형 편광 선택 부재(208)나 흡수형 편광 선택 부재(500)로서 기능하는 편광판의 특성은 화상 표시 상태의 화질이나 거울 상태의 거울의 보기 용이함과 직접적인 관계가 있다. 구체적으로는, 편광판의 투과율은 화상 표시 상태에서의 화상의 밝기와, 거울 상태에서의 반사상의 밝기에 기여하기 때문에, 높은 것이 바람직하다. 또한, 편광판의 편광도는 화상 표시 상태에서의 콘트라스트비와 외광의 불필요한 반사량과 직접적인 관계가 있다. 편광판의 편광도가 높을수록, 화상 표시의 콘트라스트비가 높아지고, 외광의 불필요한 반사가 적어지기 때문에, 편광판의 편광도는 높은 것이 바람직하다. 거울 상태에 있어서도 편광도가 높을수록 화상 표시 부재로부터의 광 누설이 적어지고 반사상의 콘트라스트비가 향상되어 더욱 보기 쉬운 거울 상태가 실현되기 때문에, 편광판의 편광도는 더욱 높은 것이 바람직하다.

따라서, 흡수형 편광 선택 부재(208)나 흡수형 편광 선택 부재(500)로서 사용하는 편광판은 고투자율이고 아울러 고편광도의 편광판을 사용하는 것이 바람직하다. 그러나, 일반적으로 편광판의 투자율과 편광도 사이에는 도12에 예시하는 바와 같은 트레이드 오프의 관계가 존재한다(닛토기호(日東技報), Vol 38, No.1, May, 2000, pp11-14). 도12는 요오드계 편광판의 투자율과 편광도의 일반적인 관계를 나타낸 그래프이고, 가로축이 편광판의 투자율, 세로축이 편광도를 나타낸다. 이 때문에, 흡수형 편광 선택 부재(208)와 흡수형 편광 선택 부재(500)로서 사용하는 편광판의 특성의 선택이, 화상 표시 상태의 화질과 거울 상태에서의 거울 성능의 양립에 극히 중요해진다.

도3 및 도4는 거울 상태에 있어서의 화상 표시부(1000)로부터의 광 누설을 나타낸 그래프이다. 도3이 명표시부, 도4가 암표시부의 광 누설의 대소를 휘도값으로 나타낸다. 이들 그래프는 표시 장치가 화상 표시 상태인 경우에, 휘도값 450cd/㎡의 명표시를 행하는 조건에서의 데이터이고, 가로축이 표시 장치 표시부 상의 위치를 나타내고, 세로축이 정면 방향에서의 휘도값을 나타낸다. 또한, 도면중 A 타입 편광판, B 타입 편광판, C 타입 편광판이 흡수형 편광 선택 부재(208)로서 사용한 편광판의 타입을 나타내고, 비교를 위하여 흡수형 편광 선택 부재(208)를 없애고, 다른 구성은 본 실시예 1의 표시 장치와 동일하게 한 경우의 광 누설도 병기하고 있다. 도3, 도4의 A 타입 편광판은 투자율 41.5%, 편광도 99.97%, B 타입 편광판은 투자율 43.6%, 편광도 99.5%, C 타입 편광판은 투자율 45.4%, 편광도96.60%이다. 또, 도3 및 도4의 데이터는 흡수형 편광 선택 부재(500)로서, A 타입 편광판을 사용하고 있다.

도3 및 도4에 나타낸 바와 같이, A 타입, B 타입, C 타입의 어느 편광판이더라도 흡수형 편광 선택 부재(208)를 구비함으로써, 흡수형 편광 선택 부재(208)가 없는 경우와 비교하여, 광 누설이 현저히 감소되어 있으며, 콘트라스트비가 높은 반사상을 비추는 거울을 실현할 수 있다는 것을 알 수 있다. 특히, 편광도가 99.5% 이상인 A 타입 및 B 타입 편광판의 경우, 도4에 나타낸 바와 같이 암표시부에서의 광 누설이 현저히 감소하여, 콘트라스트비가 더욱 높은 반사상을 비추는 고품위의 거울 상태를 실현할 수 있다는 것을 알 수 있다.

따라서, 흡수형 편광 선택 부재(208)로서 사용하는 편광판의 편광도는 적어도 96.60% 이상인 것이 바람직하고, 더욱 고품위의 거울 상태를 실현하기 위하여 편광도가 99.5% 이상인 것이 더욱 바람직하다.

한편, 도13은 흡수형 편광 선택 부재(500)로서 사용하는 편광판의 편광도와, 거울 상태에서의 거울의 반사율, 및 화상 표시 상태에서의 외광의 반사율(불요 반사율)의 관계를 나타낸 그래프이다. 가로축이, 흡수형 편광 선택 부재(500)로서 사용하는 편광판의 편광도, 세로축이 반사율을 나타낸다. 도13과 같이, 흡수형 편광 선택 부재(500)로서 사용하는 편광판의 편광도를 99.97%에서 96.60%로 낮추어, 더욱 고투자율의 것으로 함으로써, 거울 상태에서의 반사율이 약 10% 향상되어, 더욱 밝은 거울을 실현할 수 있다. 이 때, 화상 표시 상태에서의 불요 반사율의 증가는 적었다.

도14는 흡수형 편광 선택 부재(208)로서 사용하는 편광판의 편광도와 화상 표시 상태에 있어서의 명표시의 휘도값의 관계의 일례를 나타낸 그래프이고, 가로축이 편광판의 편광도, 세로축이 상대 휘도를 나타낸다. 또, 도14의 데이터는 흡수형 편광 선택 부재(500)로서 A타입 편광판을 사용하고 있는 경우의 데이터이다. 도14와 같이, 흡수형 편광 선택 부재(208)로서 사용하는 편광판의 편광도를, 99.97%에서 96.60%로 저하시켜서, 고투자율의 것으로 함으로써 휘도값이 약 9.5% 상승하여, 더욱 밝은 화상이 얻어졌다. 이 관계는 흡수형 편광 선택 부재(208)의 편광판의 특성을 고정하고, 흡수형 편광 선택 부재(500)의 편광판의 편광도를 변화시킨 경우에도 동일하였다.

또한, 흡수형 편광 선택 부재(208) 및 흡수형 편광 선택 부재(500) 중에서 어느 한쪽에 편광도가 99.5% 이상인 편광판을 사용하면, 다른쪽의 편광판의 편광도가 96.6% 이하이더라도 충분한 콘트라스트비가 얻어졌다. 따라서, 화상 표시 상태에 있어서 충분한 콘트라스트비를 유지하면서, 휘도를 향상하기 위해서는 흡수형 편광 선택 부재(208) 및 흡수형 편광 선택 부재(500) 중의 어느 한쪽의 편광판에 편광도가 높은 편광판을 사용하고, 다른쪽에 편광도가 낮은 편광판을 사용하는 것이 유효하다.

이상으로부터, 흡수형 편광 선택 부재(208)의 편광판의 편광도를 P1으로 하고, 흡수형 편광 선택 부재(500)의 편광판의 편광도를 P2로 한 경우, 화상 표시 상태에 있어서의 표시 화상의 밝기와 콘트라스트비, 및 거울 상태에 있어서의 반사상의 콘트라스트비와 밝기를 높은 레벨로 양립하기 위하여 이하의 조건을 만족하는것이 바람직하다.

조건 1 0.966≤P1≤0.995≤P2

조건 2 0.966≤P2≤0.995≤P1을 만족하고, 거울 상태에서는 반드시 화상 표시 부재를 암표시로 한다.

또, 조건 2에서 거울 상태에서는 반드시 화상 표시 부재를 암표시로 한 이유는 흡수형 편광 선택 부재(500)의 편광판의 편광도가 낮은 경우, 명표시 영역으로부터의 광 누설이 커지고, 반사광의 콘트라스트비가 현저히 저하되기 때문이다. 따라서, 암표시로 함으로써, 광의 누설을 방지하고, 콘트라스트비의 저하를 방지한다.

또, 본 실시예 1의 표시 장치에서는, 조명 장치(100)의 점등, 소등을, 투과 편광축 가변부(400)의 전환 스위치(813)의 전환과 연동시키는 전환부를 형성하여, 전체면 거울 상태인 경우에 조명 장치를 소등하도록 해도 된다. 이 경우, 화상 표시부(1000)로부터 광은 출력되지 않으므로 광 누설이 없고 콘트라스트비가 높은 반사상이 얻어지는 보기 쉬운 거울을 실현할 수 있음과 아울러, 소등한 양만큼 표시 장치의 소비 전력을 감소할 수 있다는 효과도 있다.

또한, 화면의 일부만을 거울 상태로 하고, 나머지 부분에 화상을 표시하는 경우에는, 조명 장치는 소등하지 않고, 거울 상태의 영역에 해당하는 화상 표시부(1000)의 영역을 암표시로 함으로써 높은 콘트라스트비의 반사상을 실현하는 거울의 실현과, 밝은 화상 표시 영역을 동일 화면상에 실현할 수 있다.

상기와 같이, 본 발명의 표시 장치에 따르면, 반사형 편광 선택 부재(300)는투과 편광축 가변부(400)에 의한 편광 상태의 제어에 의해, 실효적으로 투명한 상태와, 거울로서 기능하는 상태로 전환된다. 따라서, 화상 표시 상태에서는 반사형 편광 선택 부재(300)를 실효적으로 투명한 상태로 함으로써 밝은 화상이 얻어진다. 또한, 주위가 밝은 환경이더라도, 외광은 표시 장치에서 거의 반사되지 않으므로, 하프 미러를 사용하는 경우와 같은 투영이나, 그에 따른 콘트라스트비의 저하와 같은 화질의 열화가 생기지 않는다. 즉, 화상 표시 상태와 거울 상태의 전환을 서로의 성능을 열화하지 않고 실현할 수 있다.

또한, 본 실시예의 화상 표시부(1000)에서는, 흡수형 편광 선택 부재(편광판)(208)을 구비하고 있기 때문에, 암표시 영역의 화상광은 흡수형 편광 선택 부재(편광판)(208)에 의해 흡수되고, 반사형 편광 선택 부재(300)에 도달하지 않는다. 따라서, 반사형 편광 선택 부재(300)의 반사 성능의 여하에 관계없이, 거울 상태에 있어서의 암표시부 영역으로부터 광 누설을 대폭적으로 감소할 수 있다.

또, 상기 실시예에서는 흡수형 편광 선택 부재(500)로서 제2 직선 편광 성분은 투과하고, 이것과 편광축이 직교하는 제1 직선 편광 성분은 흡수하는 경우를 나타내었으나, 흡수형 편광 선택 부재(500)로서 제1 직선 편광 성분은 투과하고, 제2 직선 편광 성분은 흡수하는 것을 사용하도록 해도 된다. 이 경우에는 투과 편광 가변부(400)가 액정층(407)에 전압을 인가하지 않는 상태, 즉 오프 상태에서 거울 상태가 되고, 투과 편광축 가변부(400)가 액정층(407)에 전압을 인가하는 상태, 즉 온 상태에서 화상 표시 상태가 되도록 한다. 즉 표시 장치 전체의 전력이 끊겨 있는 경우에 거울 상태로 할 수 있다. 이것은 본 표시 장치를 핸드헬드 PC나 휴대전화와 같은 가능한 한 소비 전력을 작게 하고자 하는 기기에 채용하는 경우, 거울 기능을 소비 전력이 없는 상태로 실현할 수 있기 때문에 매우 유리해진다.

또, 본 실시예 1의 표시 장치에 있어서, 구성 부재의 계면에 있어서의 광의 반사를 감소하기 위하여, 각 부재를 굴절율을 합친 투명한 점착제에 의해 광학적으로 결합하는 구성으로 하는 것도 가능하다.

(실시예 2)

본 발명의 실시예 2의, 거울 상태로의 전환 기능을 겸비한 표시 장치를 도15, 도16을 참조하여 설명한다. 본 실시예 2의 표시 장치는 기본 구성이 제2 실시 형태의 도1, 도2에 나타낸 표시 장치와 동일하다. 즉 본 실시예 2의 표시 장치는 실시예 1에서 설명한 표시 장치의 흡수형 편광 선택 부재(500)를, 반사형 편광 선택 부재(301)와 가변 편광 선택 부재(600)의 조합으로 치환한 것이다. 따라서, 실시예 1과 동일 부분에는 동일 부호를 붙이고, 그 부분의 상세한 설명은 생략한다.

본 표시 장치의 구성은 도15, 도16에 나타낸 바와 같이, 실시예 1의 표시 장치의 흡수형 편광 선택 부재(500) 대신에, 제1 직선 편광 성분은 반사하고, 제2 직선 편광 성분은 투과하는 반사형 편광 선택 부재(301)와, 입사된 광 중에서 제1 직선 편광 성분은 흡수하고 제2 직선 편광 성분은 투과하는 상태와, 전체 편광 성분을 투과하는 상태 중의 어느 한 상태로 선택 가능한 가변 편광 선택 부재(600)를, 투과 편광 가변부(400)측으로부터 차례로 배치한 것이다.

또, 관찰자는 가변 편광 선택 부재(600)측(도면중 좌측)으로부터 본 표시 장치를 관찰하게 된다.

화상 표시부(1000)로서는 광의 투과 광량을 조절함으로써 화상을 표시하는 액정 표시 패널(200)과 그 배면에 배치한 조명 장치(100)로 구성되는 것을 사용할 수 있다.

본 실시예 2에서는 이하 도16을 참조하여, 실시예 1과 마찬가지로, 조명 장치(100)로서는 에지 라이트 방식, 표시 패널(200)로서는 TN 액정 표시 패널을 사용하는 경우를 설명하지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다.

반사형 편광 선택 부재(300) 및 반사형 편광 선택 부재(301)은 소정의 직선 편광 성분은 투과하고, 이것과 직교하는 편광축을 갖는 직선 편광 성분은 경면 반사하는 것이다. 이와 같은 부재로서는 실시예 1에서 언급한 복굴절 반사형 편광 필름, 또는 콜레스테릭 액정층과 그 앞뒷면에 1/4 파장판을 적층한 부재를 사용할 수 있다.

또, 반사형 편광 선택 부재(300) 및 반사형 편광 선택 부재(301)로서, 굴절 반사형 편광 필름, 또는 필름 형상의 콜레스테릭 액정층과 1/4 파장판의 적층 부재와 같은 필름 형상의 부재를 사용하는 경우에는 이하와 같이 한다. 즉 필름 형상의 반사형 편광 선택 부재는 그 상태로는 평탄성이 낮기 때문에, 투명한 점착제를 개재하여, 유리판 또는 플라스틱판 등의 강성이 높고 평탄하고 아울러 투명하고 광학적으로 등방인 투명 기재에 점착 고정하고, 왜곡이 없도록 하는 것이 바람직하다. 필름 형상의 반사형 편광 선택 부재(300) 및 반사형 편광 선택 부재(301)를, 액정 표시 패널(200)의 투명 기판 등의 인접하는 다른 부재의 기판 등에 점착 고정하도록 해도 된다.

투과 편광축 가변부(400)는 입사된 직선 편광광이 투과할 때에 그 편광축을 변화시켜서 입사된 직선 편광광과는 편광축이 직교하는 직선 편광광으로 변화시키는 상태와, 편광축을 변화시키지 않는 상태 중의 어느 한 상태로 선택 가능한 부분이고, 실시예 1에서 설명한 액정 소자를 사용할 수 있다.

본 실시예에서는, 투과 편광축 가변부(400)는 반사형 편광 선택 부재(300)와 반사형 편광 선택 부재(301) 사이에 배치된다. 반사형 편광 선택 부재(300)와 반사형 편광 선택 부재(301)는 본 표시 장치를 거울 상태로 하였을 때에 반사면으로서 기능하는 부재이다. 이 때문에, 반사형 편광 선택 부재(300) 및 반사형 편광 선택 부재(301)의 간격이 커지면 반사형 편광 선택 부재(300) 및 반사형 편광 선택 부재(301)에서 각각 반사된 상에 시차가 생기기 때문에, 양자의 간격은 가능한 한 작게 하는 것이 바람직하다. 즉, 반사형 편광 선택 부재(300) 및 반사형 편광 선택 부재(301) 사이에 배치되는 투명 편광축 가변부(400)의 두께는 가능한 한 얇게 하는 것이 바람직하다.

본 실시에 2의 표시 장치는 거울 상태에서는 사람이 자신의 얼굴을 비추어 관찰하는 것을 주된 용도로 한다. 성인 남자의 얼굴 전체 높이의 평균이 234.6㎜(인간 공학 기준 수치 수식 편람; 1992년, 기호우도우(技報堂) 출판)이기 때문에, 눈에서 얼굴의 단까지의 수직 거리를 그 절반인 117.3㎜라고 가정하고, 거울 상태의 본 표시 장치와 눈의 거리를 300㎜로 하고, 또한 "평균적인 시력 1.0의 해상력의 정의가 시각(視角)으로 최소 1분"(시력의 정의; 1909년 국제안과학회)이라는 것을 고려하면, 시차를 느끼지 않게 하기 위해서는 반사형 편광 선택 부재(300)와 반사형 편광 선택 부재(301)의 간격은 기하학적 계산상 0.11㎜ 이하로 하는 것이 바람직하다.

즉, 현재 일반적으로 액정 소자에 사용되고 있는 두께 0.7㎜의 유리 기판을 투과 편광축 가변부(400)의 투명 기판(401, 402)에 채용하면 본 표시 장치가 거울 상태일 때 반사된 상에는 시차가 생기게 된다. 따라서, 실용상 시차가 없는 거울을 실현하기 위해서는 투명 기판(401, 402)으로서 0.05㎜ 이하의 투명 기판을 사용하는 것이 바람직하다. 이와 같은 투명 기판(401, 402)으로서는, 유리 또는 고분자 필름을 사용할 수 있다. 고분자 필름으로서는, 특히 광학적 이방성이 없는 것으로서 트리아세틸셀룰로스와, 캐스팅법(용액 유연(流延)법)에 의해 성막한 무연장의 폴리카보네이트 등을 사용할 수 있다.

또한, 반사형 편광 선택 부재(300) 및 반사형 편광 선택 부재(301)를 투명 기판(401, 402)보다도 액정층(407)측에 배치하고, 액정층(407)을 끼우도록 구성하면 반사형 편광 선택 부재(300)와 반사형 편광 선택 부재(301)의 간격은 액정층의 두께 정도가 되기 때문에, 시차가 없는 거울 상태를 실현할 수 있다.

또, 용도에 따라서는 다소의 시차는 허용되므로, 본 발명은 반사형 편광 선택 부재(300)와 반사형 편광 선택 부재(301)의 간격이 상기의 값이 아닌 경우를 제외하는 것은 아니다.

한편, 가변 편광 선택 부재(600)는 입사된 광 중에서 제1 직선 편광 성분은 흡수하고 이것과 편광축이 직교하는 제2 직선 편광 성분은 투과하는 상태와, 전체편광 성분이 투과하는 상태 중의 어느 한 상태를 선택 가능한 부재이다. 이와 같은 부분으로서는 게스트 호스트형의 액정 소자를 사용할 수 있다. 여기에서, 게스트 호스트형 액정 소자를 사용한 가변 편광 선택 부재(600)에 관하여 도17, 도18을 참조하여 설명한다.

게스트 호스트형 액정 소자를 사용한 가변 편광 선택 부재(600)는 ITO로 이루어지는 투명 전극(603) 및 폴리이미드계 고분자로 이루어지는 배향막(604)이 전체면에 적층 형성된 제1 투명 기판(601)과, 투명 전극(606) 및 배향막(605)이 전체면에 적층 형성된 제2 투명 기판(602)과, 이들 사이에 끼워진 게스트 호스트형의 액정층(607)을 포함한다.

또, 2장의 투명 기판(601, 602)에 각각 형성된 투명 전극(603, 606)은 배선 및 전환 스위치(600a)를 통하여 전원에 접속되어 있으며, 투명 전극(603, 606)에 전압을 인가하지 않는 상태와, 전압을 인가하는 상태 중의 어느 한 상태를 선택할 수 있다. 즉, 투명 전극(603, 606)에 전위차가 없고 액정층(607)에 전계가 인가되지 않은 상태와, 투명 전극(603, 606)에 전압을 인가하고 액정층(407)에 전계가 인가되는 상태 중의 어느 한 상태를 선택 가능하게 구성되어 있다.

액정층(607)은 2장의 투명 기판(601, 602)을 배향막 형성면이 마주 향하도록 배치하고, 아울러 도시하지 않은 스페이서를 끼워서, 2장의 투명 전극(601, 602) 사이에 일정한 간극를 형성하고, 이 간극의 주위를 밀봉재(610)에 의해 프레임 형상으로 밀봉하여 공간을 형성하고, 이 공간에 게스트 호스트형의 액정을 봉입함으로써 구성한다.

여기에서, 가변 편광 선택 부재(600)의 동작에 관하여 도17, 도18을 참조하여 설명한다. 도17 및 도18은 가변 편광 선택 부재(600)의 일례를 나타낸 일부 개략 단면도이다. 게스트 호스트형의 액정층(607)은 네마틱 액정(6072)에 게스트로서 2색성 색소(6071)을 첨가한 것이다. 본 실시예에서는 네마틱 액정으로서 유전 이방성이 정(正)인 액정을 사용하고, 액정 분자 장축의 배향 방향은 러빙 처리를 실시한 배향막(604, 605)에 의해, 기판(601, 602)에 대하여 대략 수평이고, 아울러 2장의 투명 기판(601, 602) 사이에서 트위스트가 없는 배향, 즉 호모지니어스(homogeneous) 배향으로 한다. 이 때, 2장의 투명 기판(601, 602) 근방의 배향 방향이 서로 평행하게 되는 프리틸트를 부여해 둔다. 프리틸트의 각도는 리버스틸트가 발생하지 않도록 2°이상 두는 것이 바람직하고, 여기에서는 약 4°의 프리틸트를 부여하였다.

여기에서, 2색성 색소(6071)는 봉형상 구조로 되어 있으며, 액정 분자에 평행한 방향으로 배향하는 성질이 있다. 이 때문에, 예를 들면 액정 분자의 배향을 기판에 대하여 수평 방향에서 수직 방향으로 변화시키면, 2색성 색소도 이것을 따라서 수평 방향에서 수직 방향으로 배향이 변화한다. 여기에서는 액정층(607)으로서 미츠비시 가세이 가부시키가이샤제의 게스트 호스트 액정 재료 LA 121/4(상품명)을 사용하고, 액정층(607)의 두께는 5㎛로 하였다.

도17은 2장의 투명 기판(601, 602)에 각각 형성한 투명 전극(603, 606)의 사이에 전위차가 없고 액정층(607)에 전계가 인가되어 있지 않은 상태, 즉 전환 스위치(600a)가 오프 상태를 나타낸다. 이 경우, 액정층(607)의 네마틱 액정(6072)은초기 배향 상태, 즉 기판에 대략 수평(도면중 지면의 좌우 방향)인 호모지니어스 배향이고, 2색성 색소(6071)도 이것을 따라서 배향해 있다. 2색성 색소(6071)은 분자축에 대략 평행한 흡수 편광축을 갖고 있으며, 분자축에 평행한 편광 성분은 강하게 흡수하고 이것과 직교하는 편광 성분은 거의 흡수하지 않는 성질을 갖고 있다. 이 때문에 투명 기판면에 대하여 거의 수직 방향에서 입사되는 여러 가지 편파면을 갖는 입사광(5000)은 액정층(607)을 통과할 때, 2색성 색소(6071)의 분자축에 평행한 전기 벡터의 진동 방향을 갖는 직선 편광 성분 Lp는 흡수되고, 이것과 직교하는 직선 편광 성분 Ls는 투과한다.

도18은 2장의 투명 기판(601, 602)에 각각 형성한 투명 전극(603, 606)에 전압을 인가하고, 액정층(607)에 전계를 인가한 상태, 즉 전환 스위치(600a)가 온 상태를 나타낸다. 이 경우, 네마틱 액정(6072)의 분자 장축의 배향 방향은 2장의 투명 기판(601, 602)에 대하여 수평 방향에서 수직 방향으로 변화하고, 이에 따라 2색성 색소(6071)의 배향 방향도 수직 방향으로 변화한다. 이 때문에 투명 기판면에 대하여 거의 수직 방향에서 입사되는 여러 가지 편파면을 갖는 입사광(5000)은 대부분의 편광 성분이 흡수되지 않고 투과한다. 이 때, 본 실시예에서는 투명 기판(601, 602)의 투명 전극(603, 606)에 인가한 전압은 ±30V, 60㎐로 하였다.

따라서, 액정 분자의 배향 방향을 제1 직선 편광의 편광축과 일치시키면, 입사된 광 중에서 제1 직선 편광 성분은 흡수되어 이것과 편광축이 직교하는 제2 직선 편광 성분은 투과하는 상태와, 전체 편광 성분이 투과하는 상태 중의 어느 한 상태를 선택 가능한 가변 편광 선택 부재를 실현할 수 있다.

또, 가변 편광 선택 부재(600)에는 외광의 투영에 의한 화질의 열화를 억제하기 위하여, 그 표면에 정반사를 억제하는 처리를 실시하는 것이 바람직하다. 다만, 여기에서 중요한 것은 본 발명의 표시 장치는 거울로서도 기능하기 때문에, 가변 편광 선택 부재(600)의 정반사 방지의 처리로서, 표면에 미세한 요철을 형성하거나, 또는 표면에 투명 미립자를 함유하는 투명 수지층을 형성하는 등에 의해 정반사 성분을 감소하는 방법은 바람직하지 않는다. 왜냐하면, 이와 같은 처리를 한 경우, 투영의 감소에 의해 화상 표시 성능은 향상되지만, 거울에 비치는 상이 흐려져서 거울의 성능이 열화된다는 문제가 생기기 때문이다. 따라서, 가변 편광 선택 부재(600)의 정반사 방지의 처리로서는 그 표면에 반사 방지막을 형성하는 것이 바람직하다. 반사 방지막으로서는 공지의 기술을 사용할 수 있다. 즉 광학 설계된 굴절율이 서로 다른 수종의 금속 산화물을 증착에 의해 다층 코팅하는 방법, 또는 불소 화합물 등의 저굴절율 재료를 도포하는 방법을 사용할 수 있다.

도19는 본 실시예의 각 부재의 축방향의 설명도이다. 또, 각 축의 각도의 표시는 화상 표시면 수평 방향 3시의 위치를 기준으로 하고, 여기부터 반시계 회전의 각도로 나타내고 있다. 도19에 나타낸 바와 같이, 화상 표시부(1000)를 구성하는 TN 액정 표시 패널(200)의 흡수형 편광 선택 부재(편광판)(208)의 직선 편광의 투과 편광축은 135°로 한다. 따라서, 반사형 편광 선택 부재(300)의 직선 편광의 투과 편광축도 마찬가지로 135°, 투과 편광축 가변부(400)의 투명 기판(402)측과 투명 기판(401)측의 액정 분자 장축의 배향 방향은 각각 135°와 45°, 반사형 편광 선택 부재(301)의 직선 편광의 투과 편광축은 45°, 가변 편광 선택 부재(600)의 투명 기판(602)측과 투명 기판(601)측의 액정 분자 장축의 배향 방향은 모두 135°로 한다.

다음으로, 실시예 2의 표시 장치의 동작을 도면을 참조하여 설명한다. 도20 및 도21은 본 표시 장치의 기본 구성과 동작을 설명하기 위한 개략 구성도이다.

본 실시예에서는 가변 편광 선택 부재(600)가 오프 상태에서 제1 직선 편광 성분(도면중 지면 상하 방향)은 흡수하고 이것과 편광축이 직교하는 제2 직선 편광 성분(도면중 지면 수직 방향)은 투과하고, 온 상태에서 전체 편광 성분을 투과하는 경우를 설명한다.

또한, 투과 편광축 가변부(400)로서는, 오프 상태에서는 입사된 직선 편광광이 투과할 때에 그 편광축을 변화시켜서 입사된 직선 편광광과는 편광축이 직교하는 직선 편광광으로 변화시키고, 온 상태에서는 편광축을 변화시키지 않는 경우를 설명한다.

도20은 화상 표시 상태인 경우를 나타낸다. 본 표시 장치가 화상 표시 상태인 경우에는 투과 편광축 가변부(400)는 이것을 구성하는 액정층(407)에 전압을 인가하지 않는 상태, 즉 오프 상태로 한다. 또한, 가변 편광 선택 부재(600)도 오프 상태로 한다.

이미 설명한 바와 같이, 화상 표시부(1000)는 액정 표시 패널(200)과 그 배면에 배치한 조명 장치(100)로 구성되어 있으며, 조명 장치(100)로부터 출사되어, 액정 표시 패널(200)의 흡수형 편광 선택 부재(편광판)(208)을 투과한 제1 직선 편광이 화상광(3001)으로서 화상 표시부(1000)로부터 출사된다. 화상 표시부(1000)로부터 출사된 제1 직선 편광광으로 이루어지는 화상광(3001)은 반사형 편광 선택 부재(300)를 투과하여, 투과 편광축 가변부(400)에 입사된다.

투과 편광축 가변부(400)를 통과하는 화상광(3001)은 제1 직선 편광광에서 제2 직선 편광광으로 변화한다. 투과 편광축 가변부(400)를 투과한 화상광(3001)은 반사형 편광 선택 부재(301)로 입사된다. 반사형 편광 선택 부재(301)는 제1 직선 편광 성분은 경면 반사하지만 제2 직선 편광 성분은 투과하기 때문에, 투과 편광축 가변부(400)에 의해 제2 직선 편광광으로 변화된 화상광(3001)은 반사형 편광 선택 부재(301)를 투과하여, 가변 편광 선택 부재(600)에 입사된다. 본 표시 장치가 화상 표시 상태인 경우, 가변 편광 선택 부재(600)는 오프 상태이고, 이것에 입사되는 광 중에서 제1 직선 편광 성분은 흡수되지만 제2 직선 편광 성분은 투과한다. 따라서, 화상광(3001)은 가변 편광 선택 부재(600)를 투과하여, 관찰자에게 관찰된다.

한편, 관찰자측(도면중 좌측)으로부터 표시 장치로 향하는 외광(3002)은 비편광이지만, 표시 장치가 화상 표시 상태인 경우, 가변 편광 선택 부재(600)는 오프 상태이고, 이것에 입사되는 광은 제1 직선 편광 성분은 흡수되고 제2 직선 편광 성분만이 투과한다. 가변 편광 선택 부재(600)를 투과한 외광(3002)은 반사형 편광 선택 부재(301)를 투과하고, 투과 편광축 가변부(400)를 투과할 때, 제2 직선 편광광에서 제1 직선 편광광으로 변화하여, 반사형 편광 선택 부재(300)도 투과하여, 화상 표시부(1000)를 향하고 거의 관찰자측으로는 돌아오지 않는다.

따라서, 화상 표시 상태에서는, 화상 표시부(1000)로부터 출사된화상광(3001)은 거의 손실되지 않고 관찰자를 향하기 때문에 밝은 화상을 얻을 수 있다. 또한, 외광(3002)은 표시 장치에서는 거의 반사되지 않으므로 투영이나 콘트라스트비의 저하와 같은 외광에 기인한 화질의 열화가 생기지 않는다.

도21은 본 표시 장치가 거울 상태인 경우를 나타낸다. 본 표시 장치가 거울 상태인 경우, 투과 편광축 가변부(400)는 이것을 구성하는 액정층(407)에 전압을 인가하여 온 상태로 한다. 가변 편광 선택 부재(600)도 온 상태로 한다.

이 경우에도 화상 표시부(1000)로부터 출사되고, 반사형 편광 선택 부재(300)를 투과한 명표시에 대응하는 화상광(3001)은 투과 편광축 가변부(400)에 입사된다. 이 때, 투과 편광축 가변부(400)를 투과하는 화상광(3001)은 편광축이 변화하지 않고 제1 직선 편광광의 상태로 투과하고, 반사형 편광 선택 부재(301)에서 반사되어 화상 표시부(1000)로 돌아오기 때문에, 관찰자에게는 관찰되지 않는다.

한편, 관찰자측으로부터 표시 장치로 향하는 외광(3002)은 표시 장치가 거울 상태인 경우, 가변 편광 선택 부재(600)는 온 상태이고, 대부분의 편광 성분에 대하여 투명한 상태가 되므로, 외광(3002)은 그 대부분이 가변 편광 선택 부재(600)를 투과한다. 가변 편광 선택 부재(600)를 투과한 외광(3002)은 반사형 편광 선택 부재(301)에 입사된다. 반사형 편광 선택 부재(301)에 입사된 외광(3002) 중에서, 제2 직선 편광 성분은 반사형 편광 선택 부재(301)를 투과하고 제1 직선 편광 성분은 반사형 편광 선택 부재(301)에서 반사되고 다시 가변 편광 선택 부재(600)를 투과하여 관찰자측을 향한다. 한편, 반사형 편광 선택 부재(301)에 입사된외광(3002) 중에서, 반사형 편광 선택 부재(301)를 투과한 제2 직선 편광 성분은 편광축이 변화하지 않고 투과 편광축 가변부(400)를 투과하고, 반사형 편광 선택 부재(300)에서 반사되고, 다시 투과 편광축 가변부(400)와 반사형 편광 선택 부재(301) 및 가변 편광 선택 부재(600)를 투과하여 관찰자측을 향한다.

즉, 거울 상태인 경우, 화상광(3001)은 반사형 편광 선택 부재(301)에서 반사되어, 화상 표시부(1000)로 돌아가기 때문에 관찰자에게 관찰되지 않는다. 또한, 외광(3002)은 제1 반사형 편광 선택 부재(300) 및 반사형 편광 선택 부재(301)에 의해, 그 대부분의 편광 성분이 반사되기 때문에, 아주 밝은 거울로서 기능한다.

또, 상술한 실시예 1과 마찬가지로, 본 실시예에 있어서도 표시 장치를 거울 상태로 하는 경우에는, 화상 표시부(1000)의 해당 부분을 암표시로 하거나, 또는 화상 표시 부재를 구성하는 조명 장치(100)를 소등하는 것을 상기 동작과 연동하여 행하는 구성으로 할 수 있다. 이 경우, 화상 표시부(1000)로부터 화상광은 출력되지 않으므로 관찰자에게 불필요한 미광이 향해져서 거울의 성능을 손상하는 일이 없어지고, 특히 조명 장치(100)를 소등하는 경우는 거울 상태에 있어서 소비 전력을 감소할 수 있다는 효과도 있다.

상기와 같이, 본 실시예의 표시 장치에서는, 반사형 편광 선택 부재(300) 및 반사형 편광 선택 부재(301)는 가변 편광 선택 부재(600)에 의한 편광광의 흡수의 제어와, 투과 편광축 가변부(400)에 의한 편광 상태의 제어에 의해, 실효적으로 투명한 상태와 거울로서 기능하는 상태로 전환된다. 따라서, 화상 표시 상태에서는반사형 편광 선택 부재(300) 및 반사형 편광 선택 부재(301)를 실효적으로 투명한 상태로 함으로써 밝은 화상이 얻어지고, 아울러 주위가 밝은 환경이더라도, 외광은 표시 장치에서 거의 반사되지 않으므로, 하프 미러를 사용하는 경우와 같은 투영이나, 그에 따른 콘트라스트비의 저하와 같은 화질의 열화가 생기지 않는다. 즉 화상 표시 상태와 거울 상태의 전환을 서로의 성능을 열화하지 않고 실현할 수 있다.

특히 본 실시예에서는 표시 장치가 거울 상태인 경우, 가변 편광 선택 부재(600)는 투명 상태가 되고, 아울러 반사형 편광 선택 부재(301)와 반사형 편광 선택 부재(300)에 의해, 외광은 그 대부분의 편광 성분이 반사되기 때문에, 실시예 1의 표시 장치의 2배 이상의 아주 밝은 거울을 실현할 수 있다는 효과가 있다.

또, 본 표시 장치를 구성하는 각 부재의 계면 반사를 감소하기 위하여, 각 부재를 굴절율을 합친 투명한 점착제에 의해 광학적으로 결합하는 구성으로 하는 것도 가능하다.

또, 상기 실시예에서는 가변 편광 선택 부재(600)의 액정층(607)으로서, 네마틱 액정에 유전 이방성이 정(正)인 액정을 사용하고 호모지니어스 배향으로 하고 있었으나, 액정층(607)의 네마틱 액정으로서 유전 이방성이 부(負)인 액정을 사용하고, 초기 상태(전계 무인가 상태)에 있어서 액정 분자 장축의 방향이 투명 기판에 대하여 대략 수직이 되는 호메오트로픽(homeotropic) 배향으로 한 것을 사용할 수도 있다. 이 경우, 2장의 투명 기판(601, 602)의 투명 전극(603, 606)에 전압을 인가하고, 액정층(607)에 전계를 인가하였을 때, 액정 분자 장축의 배향 방향은 2장의 투명 기판(601, 602)에 대하여 수직 방향에서 수평 방향으로 변화하지만, 액정 분자가 일정 방향으로 배향되도록, 액정의 초기 배향 상태에 약간의 프리틸트각을 두어도 된다.

액정층(607)의 네마틱 액정으로서 유전 이방성이 부(負)인 액정을 사용하고, 호메오트로픽 배향으로 한 경우, 2장의 투명 기판(601, 602)의 투명 전극(603, 606) 사이에서 전위차가 없고 액정층(607)에 전계가 인가되어 있지 않은 상태, 즉 오프 상태에서는, 액정층(607)의 네마틱 액정은 그 분자 장축의 방향이 투명 기판에 대하여 대략 수직으로 되어 있으며, 2색성 색소도 이것을 따라서 배향해 있기 때문에, 외부로부터의 입사광은 액정층(607)에서 거의 흡수되지 않고 투과한다.

한편, 2장의 투명 기판(601, 602)의 투명 전극(603, 606)에 전압을 인가하고 액정층(607)에 전계를 인가한 상태, 즉 온 상태에서는 네마틱 액정의 분자 장축의 배향 방향은 2장의 투명 기판(601, 602)에 대하여 수직 방향에서 수평 방향으로 변화하고, 이에 따라 2색성 색소의 배향 방향도 수평 방향으로 변화한다. 2색성 색소는 분자축에 대략 평행한 흡수 편광축을 가지고 있으며, 분자축에 평행한 편광 성분은 강력히 흡수하고 이것과 직교하는 편광 성분은 거의 흡수하지 않는다는 성질을 갖고 있다. 이 때문에, 외부로부터의 입사광은 액정층(607)을 통과할 때, 2색성 색소의 분자축에 평행한 방향으로 전기 벡터의 진동 방향을 갖는 직선 편광 성분은 흡수되고 이것과 직교하는 직선 편광 성분은 투과한다.

즉, 액정층(607)에 전계를 인가한 상태의 액정의 배향 방향을 제1 직선 편광의 편광축과 일치시키면, 입사된 광 중에서 제1 직선 편광 성분은 흡수하고 제2 직선 편광 성분은 투과하는 상태와, 전체 편광 성분이 투과하는 상태 중의 어느 한상태를 선택 가능한 가변 편광 선택 부재를 실현할 수 있다.

또, 본 실시예 2에서는, 반사형 편광 선택 부재(301)의 관찰자측에 가변 편광 선택 부재(600)를 배치하는 경우를 설명하였다. 가변 편광 선택 부재는 화상 표시 상태에서는 반사형 편광 선택 부재(301)에서의 외광의 불필요 반사를 억제하고, 거울 상태에서는 실효적으로 투명한 상태로 되어 거울의 밝기 향상에 공헌하는 중요한 부재이다. 그러나, 본 발명은 여러 가지 용도를 고려한 경우, 반사형 편광 선택 부재(301)의 관찰자측에 가변 편광 선택 부재(600)를 배치하지 않는 구성을 제외하는 것은 아니다. 이 경우, 화상 표시 상태에서는, 외광이 반사형 편광 선택 부재(301)에서 반사되어 화상을 보기 어려워지는 경우가 있는데, 거울 상태에 있어서는 반사형 편광 선택 부재 및 반사형 편광 선택 부재(301)에서의 외광의 반사를 저해하는 부재가 없기 때문에 80% 이상의 아주 높은 반사율이 얻어진다. 이 반사율은 알루미늄 박막을 유리 기판상에 형성한 거울에 필적하는 밝기이고, 일반적인 거울과 동등한 밝기의 거울을 실현할 수 있다.

(거울 영역의 크기)

여기에서, 실시예 1 및 실시예 2의 표시 장치가 거울 상태인 경우에 관찰자가 자신의 얼굴을 비추어 관찰하는 것이 주된 용도인 경우, 바람직한 거울 영역의 사이즈를 구한다. 성인 남자의 전체 얼굴 높이의 평균이 234.6㎜, 머리폭의 평균이 폭 156.4㎜(인간 공학 기준 수치 수식 편람; 1992년, 기호우도우 출판)인 것을 고려하면, 관찰자가 관찰 위치를 바꾸지 않고 얼굴 전체를 거울에 비추기 위해서는 거울의 크기로서 높이 117.3㎜, 폭 78.2㎜ 이상의 크기가 필요하다.

본 발명의 표시 장치는 실시예 1에 있어서는 투과 편광축 가변부(400)에 의해, 또한 실시예 2에서는 투과 편광축 가변부(400)와 가변 편광 선택 부재(600)에 의해 화상 표시 상태와 거울 상태의 전환을 실행하고 있다. 따라서, 상기 크기의 거울 영역을 실현하기 위해서는, 투과 편광축 가변부(400)를 구성하는 2장의 투명 기판(401, 402)에 각각 형성된 투명 전극(403, 406)과, 가변 편광 선택 부재(600)의 2장의 투명 기판(601, 602)에 각각 형성된 투명 전극(603, 606)은 적어도 높이 117.3㎜, 폭 78.2㎜ 이상의 영역에 대하여 빠짐없이 연속적으로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이것은 투명 전극이 예를 들면 이 영역 범위내에서 분할 형성되어 있다고 하면, 투명 전극의 어느 부분은 거울로서 기능하지만, 투명 전극의 간극이 거울로서 기능하지 않고, 이 간극이 줄무늬 형상으로 관찰되는 등, 거울로서는 만족스러운 성능이 얻어지지 않게 되기 때문이다.

또, 실시예 1 및 실시예 2의 표시 장치를, 휴대 전화와 휴대 정보 단말과 같은 휴대 기기에 사용하는 경우에는, 표시 장치의 크기 자체가, 상기한 거울 사이즈의 높이 117.3㎜, 폭 78.2㎜에 이르지 않는 경우가 있다. 따라서, 얼굴 전체를 비추는 것이 아니라, 부분적으로 화장을 고치거나, 또는 눈 속의 콘택트 렌즈를 확인하는 등에 사용하는데 적합한 크기의, 거울 사이즈가 얻어지도록 할 수도 있다. 이 경우, 거울에 얼굴의 4분의 1이 비치는 크기로 하면 된다. 구체적으로는 거울의 크기로서 높이 58.6㎜, 폭 39.1㎜ 이상으로 하는 것이 바람직하다.

따라서, 투과 편광축 가변부(400)를 구성하는 2장의 투명 기판(401, 402)에, 각각 형성된 투명 전극(403, 406)과, 가변 편광 선택 부재(600)의 2장의 투명기판(601, 602)에 각각 형성된 투명 전극(603, 606)은 적어도 높이 58.6㎜, 폭 39.1㎜ 이상의 영역에 대하여 빠짐없이 연속적으로 형성되어 있는 것이 바람직하다.

(실시예 3)

상술한 실시예 1 및 실시예 2의 표시 장치에서는, 제1 직선 편광을 화상광으로서 출사하는 화상 표시부(1000)로서, 이면에 조명 장치를 배치한 액정 표시 패널을 사용하는 구성이었으나, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다.

직선 편광광을 화상광으로서 출사하는 화상 표시부(1000)로서는, 그 밖에 2차원 광학 스위치 소자로서 액정 표시 패널을 사용한 배면 투사형 표시 장치를 사용할 수 있다. 실시예 3은 실시예 1에서 설명한 표시 장치의 화상 표시부(1000)로서, 배면 투사형 표시 장치를 사용한 것으로, 실시예 1과 동일 부분에는 동일 부호를 붙이고 상세한 설명은 생략한다.

본 표시 장치는 도22와 같이, 투과형 스크린(703)과, 투사 장치(701)와, 미러(702)로 구성되고, 투사 장치(701)에서 출사된 투사광(704)이 미러(702)를 통하여 투과형 스크린(703)에 조사되는 구조로 되어 있다. 투과형 스크린(703)은 실시예 1의 반사형 편광 선택 부재(300)와, 투과 편광축 가변부(400)와, 흡수형 편광 선택 부재(500)를 포함한다.

투사 장치(701)는 2차원 광학 스위치 소자로서 액정 표시 패널을 사용한 액정 투사 장치를 사용할 수 있다. 투사 장치(701)는 투사광으로서 각 색광의 편광 상태가 일치된 직선 편광을 출사하는 것을 사용한다. 또한, 투사 장치(701)에서출사되는 화상광(704)은 미러(702)의 반사면에 대하여 s 편광광, 또는 p 편광광이 되도록 구성한다. 이것은 일반적으로 반사면에 입사되는 광은 반사면에 대하여 s 편광 성분과 p 편광 성분에서 위상차가 생기기 때문에, 반사면에 대하여 s 편광광, 또는 p 편광광이 입사되면 그 편광 상태가 변화되기 때문이다.

미러(702)는 광학적으로 등방인 투명 유리에 은 또는 알루미늄과 같은 반사성 금속을 증착한 것을 사용할 수 있다.

투과형 스크린(703)은 도23에 나타낸 바와 같이, 프레넬 렌즈 시트(1402)와, 렌티큘러 렌즈 시트(1401)와, 반사형 편광 선택 부재(300)와, 투과 편광축 가변부(400)와, 흡수형 편광 선택 부재(500)를 이 순서로 배치한 구성으로 되어 있다. 프레넬 렌즈 시트(1402)는 볼록 렌즈와 동일한 작용을 하는 광학 부품이고, 투사 장치(701)로부터의 주 광선의 방향을 관찰자측으로 구부려서 적시 범위를 넓히는 작용을 한다. 렌티큘러 렌즈 시트(1401)는 투사 장치(701)로부터의 한정된 투사 광속을 관찰자의 관찰 범위에 유효하게 배광하는 작용을 한다. 이에 따라, 밝은 화상을 얻을 수 있다.

도24 및 도25에, 본 실시예에서 사용할 수 있는 렌티큘러 렌즈 시트(1401)의 일례를 설명한다. 렌티큘러 렌즈 시트(1401)는 실린드리컬(Cylindrical) 렌즈 형상의 렌즈(501)를 한 방향으로 복수 배열하고, 광의 집광부 이외의 부분에 블랙 스트라이프(1502)를 형성한 구성으로 되어 있으며, 렌즈(1501)의 초점 위치를 관찰면으로 함으로써, 이상적으로는 투사광의 손실없이 외광에 대한 콘트라스트비의 저하를 억제할 수 있는 구성으로 되어 있다. 일반적으로 렌티큘러 렌즈 시트는 그 모선을 표시면에 대하여 수직 방향이 되도록 배열함으로써, 수평 방향으로 넓은 시야각이 얻어진다.

또, 프레넬 렌즈 시트(1402)와 렌티큘러 렌즈 시트(1401)는 모두 투사 장치(701)로부터의 투사광(704)의 편광의 흐트러짐이 아주 작아지도록, 복굴절성이 작은 부재, 예를 들면 아크릴 수지를 사용한 사출 성형품을 사용하는 것이 바람직하다.

반사형 편광 선택 부재(300)는 이미 설명한 바와 같이, 거울의 반사면으로서 기능하는 중요한 부재이기 때문에, 왜곡되지 않도록 강성이 있고 평탄하고 광학적으로 등방인 투명한 기판, 예를 들면 두께 3㎜ 정도의 사출 성형한 아크릴 수지판 등에 점착제에 의해 접합한 구성으로 할 수 있다.

반사형 편광 선택 부재(300), 투과 편광축 가변부(400), 흡수형 편광 선택 부재(500)의 각 축의 방향은 투사 장치(701)로부터 출사되어 투과형 스크린(703)에 입사되는 투사광(704)을 제1 직선 편광으로 하여, 실시예 1에서 설명한 바와 같이 작용하도록 배치한다.

다음으로 본 표시 장치의 동작을 설명한다. 여기에서는 흡수형 편광 선택 부재(500)가 제1 직선 편광 성분은 흡수하고 제2 직선 편광 성분은 투과하는 경우를 설명한다.

본 표시 장치는 화상 표시 부재에 배면 투사형 표시 장치를 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 부재로 구성하고 있으므로, 동작도 동일하게 된다. 즉 본 표시 장치가 화상 표시 상태인 경우, 투사 장치(701)로부터 출사된 화상광(704)은미러(702)에서 반사되어, 투과형 스크린(703)에 입사된다. 투과형 스크린(703)에 입사된 화상광(704)은 프레넬 렌즈(1402)와 렌티큘러 렌즈(1401)의 작용에 의해, 관찰자의 관찰 범위에 유효하게 넓어지면서 반사형 편광 선택 부재(300)를 투과하여, 투과 편광축 가변부(400)에 입사된다. 본 표시 장치가 화상 표시 상태인 경우, 투과 편광축 가변부(400)를 통과하는 화상광(704)은 제1 직선 편광광에서 제2 직선 편광광으로 변화하고, 흡수형 편광 선택 부재(500)를 투과하여 관찰자에게 관찰된다.

한편, 관찰자측으로부터 본 표시 장치로 향하는 외광은 비편광인데, 흡수형 편광 선택 부재(500)를 투과할 때, 제1 직선 편광 성분은 흡수되고 제2 직선 편광 성분만이 투과한다. 흡수형 편광 선택 부재(500)를 투과한 외광은 투과 편광축 가변부(400)를 투과할 때, 제2 직선 편광광에서 제1 직선 편광광으로 변화하고, 반사형 편광 선택 부재(300)를 투과하여, 프레넬 렌즈(402)와, 렌티큘러 렌즈(1401)와, 또한 미러(702)를 통하여 투사 장치(701)를 향하고 관찰자측으로는 거의 돌아오지 않는다.

따라서, 화상 표시 상태에서는, 투사 장치(701)로부터 출사되어, 프레넬 렌즈(1402)와, 렌티큘러 렌즈(1401)를 통과한 화상광(704)은 거의 손실되지 않고 관찰자를 향하기 때문에 밝은 화상을 얻을 수 있다. 또한, 외광은 표시 장치에서 거의 반사되지 않으므로, 투영이나 콘트라스트비의 저하와 같은 외광에 기인한 화질의 열화가 생기지 않는다.

본 표시 장치가 거울 상태인 경우는, 투사 장치(701)로부터 출사된화상광(704)은 미러(702)를 통하여, 투과형 스크린(703)에 입사된다. 투과형 스크린(703)에 입사된 화상광(704)은 프레넬 렌즈(1402)와 렌티큘러 렌즈(1401)의 작용에 의해, 관찰자의 관찰 범위에 유효하게 확산되면서 반사형 편광 선택 부재(300)를 투과하여, 투과 편광축 가변부(400)에 입사된다. 표시 장치가 거울 상태인 경우, 투과 편광축 가변부(400)를 투과하는 화상광(704)은 편광축이 변화하지 않고 제1 직선 편광광의 상태로 투과하고, 흡수형 편광 선택 부재(500)에서 흡수되기 때문에, 관찰자에게는 관찰되지 않는다.

한편, 관찰자측으로부터 표시 장치로 향하는 외광은 비편광인데, 흡수형 편광 선택 부재(500)를 투과할 때, 제1 직선 편광 성분은 흡수되고 제2 직선 편광 성분만이 투과하여 투과 편광축 가변부(400)에 입사된다. 투과 편광축 가변부(400)에 입사된 외광은 투과 편광축 가변부(400)를 편광축이 변화하지 않고 제1 직선 편광광의 상태로 투과하여, 반사형 편광 선택 부재(300)에 도달한다. 반사형 편광 선택 부재(300)는 제1 직선 편광 성분은 투과하고, 제2 직선 편광 성분은 경면 반사하기 때문에, 외광은 반사형 편광 선택 부재(300)에서 반사된다. 반사형 편광 선택 부재(300)에서 반사된 외광은 투과 편광축 가변부(400)를 편광축이 변화하지 않고 제2 직선 편광광의 상태로 투과하고, 편광 선택 부재(500)도 투과하여 관찰자를 향한다.

따라서, 거울 상태에서는 화상광(704)은 흡수형 편광 선택 부재(500)에서 흡수되어, 관찰자에게 도달하지 않으며, 표시 장치에 입사되는 외광은 이상적으로는 비편광의 절반 정도의 광이 반사형 편광 선택 부재(300)에서 반사되어, 관찰자측을향하기 때문에 밝은 거울로서 기능한다.

또, 본 표시 장치를 거울 상태로 하는 경우에는, 거울 상태가 되는 영역에 해당하는 영역에서는 투사 장치(701)의 화상을 암표시로 한다. 이 경우, 투사 장치(701)로부터의 화상광은 거의 누설되지 않으므로 불필요한 광이 관찰자를 향하지 않으므로, 콘트라스트비가 높은 반사상이 얻어지는 거울 상태를 실현할 수 있는 효과가 있다.

또한, 상기 설명에서는 흡수형 편광 선택 부재(500)가 제1 직선 편광 성분은 투과하고 제1 직선 편광 성분은 흡수하는 경우를 나타내었으나, 흡수형 편광 선택 부재(500)가 제1 직선 편광 성분은 투과하고 제2 직선 편광 성분은 흡수하는 것을 사용해도 된다. 이 경우에는 표시 장치의 소비 전력이 0인 경우에, 거울로서 기능시킬 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 투과형 스크린(703)을, 도23에 나타낸 바와 같이, 프레넬 렌즈 시트(1402)와, 렌티큘러 렌즈 시트(1401)와, 반사형 편광 선택 부재(300)와, 투과 편광축 가변부(400)와, 흡수형 편광 선택 부재(500)를 이 순서대로 배치한 구성으로 하였다. 그러나, 이 구성과는 달리, 도26에 나타낸 바와 같이, 투과형 스크린(703)을 프레넬 렌즈 시트(1402)와, 렌티큘러 렌즈 시트(1401)와, 반사형 편광 선택 부재(300)와, 투과 편광축 가변부(400)와, 반사형 편광 선택 부재(301)와, 가변 편광 선택 부재(600)를 이 순서대로 배치한 구성으로 해도 된다. 이 경우에는, 실시예 2에서 설명한 표시 장치의 화상 표시부(1000)에, 배면 투사형 표시 장치를 사용한 것이 되어, 실시예 2에서의 설명과 동일한 동작, 작용이 얻어진다.

또한, 본 실시예의 투과형 스크린(703)을 구성하는 거울 기능부(반사형 편광 선택 부재(300)와 투과 편광축 가변부(400)와 반사형 편광 선택 부재(301)와 가변 편광 선택 부재(600))와 광학계(프레넬 렌즈 시트(1402)와 렌티큘러 렌즈(1401)) 중에서 거울 기능부를 광학계로부터 착탈 가능한 구조로 하여, 거울 기능이 불필요할 때에는 거울 기능부를 제거하는 구성으로 해도 좋다. 또는, 화상 표시부를 포함하지 않고 거울 기능부를 독립적으로 구비한 스크린을 구성하고, 이 거울 기능 스크린을 임의의 표시 장치에 필요에 따라서 장착하는 구성으로 하는 것도 가능하다.

(실시예 4)

본 발명의 실시예 4의 표시 장치를 도27, 도28을 참조하여 설명한다. 본 실시예 4는 실시예 2에서 설명한 표시 장치의 투명 기판(401, 402)(도16 참조)에, 도전성의 금속 선상 패턴을 천수백 옹스트롬의 피치로 형성하고, 이들 금속 선상 패턴에, 반사형 편광 선택 부재(301)와 투명 전극(403), 및 반사형 편광 선택 부재(300)와 투명 기판(406)의 기능을 겸용시키는 구성으로 한 것이다. 따라서, 상기 설명과 동일 부분에는 동일 부호를 붙이고 상세한 설명은 생략한다.

본 실시예 4에서는, 투과 편광축 가변 수단(400)의 투명 기판(401, 402)에 알루미늄의 금속 선상 패턴을 천수백 옹스트롬의 피치로 형성한다. 이 경우, 금속 선상 패턴에 입사되는 광은, 금속 선상 패턴의 선의 길이 방향과 평행한 직선 편광 성분은 반사하고, 이것과 직교하는 방향의 직선 편광 성분은 투과하기 때문에, 금속 선상 패턴은 반사형 편광 선택 부재로서 기능한다. 또한, 이들 서로 이웃하는 선상 패턴의 일부를 전기적으로 접속함으로써, 전위를 동일 또는 대략 동일한 상태로 할 수 있기 때문에, 특정의 직선 편광 성분을 투과하는 투명 기판으로서도 기능시킬 수 있다. 즉, 금속 선상 패턴은 반사형 편광 선택 부재와 투명 기판의 기능을 겸용한다. 또, 서로 이웃하는 선상 패턴끼리의 전기적인 접속은 반사형 편광 선택 부재의 기능에 악영향을 주지 않도록, 둘레가장자리부 등의 거울 영역 이외의 장소에서 행하도록 한다.

여기에서는, 투과 편광축 가변부(400)는 도27과 같이, 금속 선상 패턴(311) 및 폴리이미드계 고분자로 이루어지는 배향막(404)이 전체면에 적층 형성된 제1 투명 기판(401)과, 마찬가지로 금속 선상 패턴(310) 및 배향막(405)이 전체면에 적층 형성된 제2 투명 기판(402)과, 액정층(407)을 포함한다.

2장의 투명 기판(401, 402)에 각각 형성된 금속 선상 패턴(311, 310)은 도시하지 않은 배선, 및 스위칭 소자를 통하여 전원에 접속되어 있으며, 금속 선상 패턴(311, 310)에 전압을 인가하지 않는 상태와, 전압을 인가하는 상태 중의 어느 한 상태를 선택 가능하게 구성되어 있다. 즉, 금속 선상 패턴(311, 310)에 전위차가 없고 액정층(407)에 전계가 인가되지 않는 상태와, 금속 선상 패턴(311, 310)에 전압을 인가하고 액정층(407)에 전계가 인가되는 상태 중의 어느 한 상태를 선택 가능하게 구성되어 있다. 또한, 금속 선상 패턴(310, 311)의 선의 길이 방향은 서로 직교하도록 구성, 배치한다.

액정층(407)은 2장의 투명 기판(401, 402)을 배향막(404, 410)의 형성면이서로 마주보도록 배치하고, 아울러 도시하지 않은 스페이서를 끼워서 2장의 투명 기판(401, 402) 사이에 일정한 간극를 형성하고, 이 간극의 주위를 밀봉재(410)에 의해 프레임 형상으로 밀봉하여 공간을 형성하고, 이 공간에 유전 이방성이 정(正)인 네마틱 액정을 봉입함으로써 구성한다.

도28은 본 실시예의 각 부재의 축방향의 설명도이다. 또, 각 축의 각도의 표시는 화상 표시면 수평 방향 3시의 위치를 기준으로 하고, 여기부터 반시계 회전의 각도로 나타내고 있다. 도28에 나타낸 바와 같이, 화상 표시부(1000)를 구성하는 TN 액정 표시 패널(200)의 흡수형 편광 선택 부재(편광판)(208)의 직선 편광의 투과 편광축은 135°로 한다. 따라서, 반사형 편광 선택 부재로서 기능하는 금속 선상 패턴(310)의 직선 편광의 투과 편광축도 마찬가지로 135°, 투과 편광축 가변부(400)의 투명 기판(402)측과, 투명 기판(401)측의 액정 분자 장축의 배향 방향은 각각 135°와 45°, 반사형 편광 선택 부재로서 기능하는 금속 선상 패턴(311)의 직선 편광의 투과 편광축은 45°, 가변 편광 선택 부재(600)의 투명 기판(602)측과, 투명 기판(601)측의 액정 분자 장축의 배향 방향은 모두 135°로 한다.

상기 구성에 의해 본 실시예 4의 표시 장치는 금속 선상 패턴(310)이 실시예 2의 반사형 편광 선택 부재(300)와 전극(406)의 기능을 발휘하고, 금속 선상 패턴(311)이 실시예 2의 반사형 편광 선택 부재(301)와 전극(403)의 기능을 발휘하기 때문에, 본 실시예 4의 표시 장치는 실시예 2의 표시 장치와 마찬가지로 동작하고, 동일한 효과를 얻을 수 있다.

또, 실시예 2에서 언급한 바와 같이, 반사형 편광 선택 부재(300, 301)는 표시 장치를 거울 상태로 하였을 때에 반사면으로서 기능하는 부재이다. 이 때문에, 반사형 편광 선택 부재(300)와 반사형 편광 선택 부재(301)의 간격이 커지면, 반사형 편광 선택 부재(300)와 반사형 편광 선택 부재(301) 각각에서 반사된 상에 시차(視差)가 생기기 때문에, 양자의 간격은 가능한 한 작게 할 필요가 있으며, 실용적으로는 0.11㎜ 이하로 하는 것이 바람직하다. 본 실시예 4에서는 특히 반사형 편광 선택 부재(300)로서 기능하는 금속 선상 패턴(310)과, 반사형 편광 선택 부재(301)로서 기능하는 금속 선상 패턴(311) 사이에는, 수 ㎛ 정도의 액정층(407)과 1㎛ 미만의 배향막(404, 410) 등의 박막이 있을 뿐이므로, 양자의 간격은 10㎛에도 미치지 않는다. 이 때문에, 밝고 시차가 없는 고품위의 거울을 실현할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 금속 선상 패턴(310, 311)은 평탄한 유리 등의 기판 위에 형성되기 때문에, 온도나 습도 등의 환경의 변화를 받기 어렵고, 환경의 변화에 따른 왜곡이 발생하기 어려운 거울을 실현할 수 있다는 효과도 있다.

또한, 본 발명에서는, 금속 선상 패턴(310, 311)은 가시광의 범위에서 균일한 반사를 얻을 수 있는 것이라면 되고, 선상 패턴의 구체적 구조나 피치, 패턴 높이 등은 특별히 한정되는 것은 아니다. 또한, 알루미늄 이외에 크롬이나 은 등으로 형성한 금속 선상 패턴을 사용해도 된다.

(실시예 5)

상기 실시예 1∼실시예 4에서는, 제1 직선 편광을 화상광으로서 출사하는 화상 표시부(10000)의 상부에, 반사형 편광 선택 부재(300)와 투과 편광축가변부(400)와 편광 선택 부재(500)로 이루어지는 거울 기능부, 또는 반사형 편광 선택 부재(300)와 투과 편광축 가변부(400)와 반사형 편광 선택 부재(301)와 가변 편광 선택 부재(600)로 이루어지는 거울 기능부를 배치한 경우를 설명하였다. 이 경우, 화상 표시부(1000)는 거울 기능부가 배치되어 있지 않아도 화상 표시가 가능하고, 기기의 사용 목적에 따라서는 거울 기능부를 착탈식으로 하여, 거울 기능이 불필요한 경우에 거울 기능부를 떼내는 등, 편리성을 향상할 수 있다.

그러나, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다. 즉, 거울 기능부가 있는 경우에 화상 표시가 가능하게 되는 구성, 또는 거울 기능부와 화상 표시 부재의 일부 구성을 공용한 구성이어도 좋다.

도29를 참조하여, 실시예 5의 표시 장치에 관하여 설명한다. 본 실시예 5는 실시예 1과의 공통 부분이 많기 때문에(예를 들면 도8 참조), 실시예 1과 동일한 부분에는 동일한 부호를 붙이고 상세한 설명은 생략한다.

본 표시 장치는 실시예 1에서 설명한 표시 장치에 있어서, 조명 장치(100)로서 적색, 녹색, 청색의 3원색을 시분할로 조사 가능한 것을 사용하고, 화상 표시부(1000)로부터 관찰자측의 흡수형 편광형 선택 부재(편광판)(208)을 떼어낸 것이다. 따라서, 반사형 편광 선택 부재(300)와 투과 편광축 가변부(400)와 흡수형 편광 선택 부재(500)로 이루어지는 거울 기능부를 떼어낸 경우, 본 실시예의 액정 표시 패널(200)은 선명한 화상을 표시할 수 없다.

본 실시예의 액정 표시 패널(200)은 실시예 1의 액정 표시 패널(200)에 있어서, 흡수형 편광 선택 부재(편광판)(208)을 떼어낸 외에, 컬러 필터를 없애고, 필드 순차 컬러 표시 방식에 대응할 수 있도록 액정의 응답이 고속화 가능한 것으로 하였다.

필드 순차 컬러 표시 방식은 예를 들면 일본국 특허공개 평5-19257호 공보, 특허공개 평11-52354호 공보 등에 기술의 상세가 기재되어 있다. 본 방식은 3원색의 조명광을 시분할로 액정 표시 패널에 조사하고, 그것에 동기시켜 액정을 구동함으로써 컬러 화상의 표시를 실현하는 것이다. 즉 액정 표시 패널은 1프레임의 표시를 행하기 위하여, 3원색에 대응한 3개의 서브 프레임을 순차 표시할 필요가 있기 때문에 액정이 더욱 고속으로 응답할 필요가 있다. 필드 순차 컬러 표시 방식에 대응하도록 액정의 응답을 빠르게 하기 위해서는, 예를 들면 TN 모드를 사용하는 경우는 상기 웨이브가이드의 조건을 만족하기 위하여 복굴절 Δn이 큰 액정을 사용하고, 액정층(207)의 두께를 2㎛ 정도로 얇게 구성하면 된다.

또, 본 실시예에서는 이하 TN 모드의 경우를 설명하지만, 필드 순차 컬러 표시 방식에 대응한 응답 특성이 얻어지는 구성이라면, 본 발명의 액정 표시 패널은 상기 구성에 한정되는 것은 아니다.

조명 장치(100)는 투명 매체로 이루어지는 도광체(193)와, 도광체(193)의 단면에 배치한 적색, 녹색, 청색의 3원색의 광을 출사하는 광원(190)과, 도광체(193)의 이면(裏面)에 배치한 편광 유지 반사 시트(192)와, 도광체(193)의 전면에 배치한 편광 유지 확산부(191)로 구성된다.

적색, 녹색, 청색의 3원색의 광을 출사하는 광원(190)으로서는 3원색 각각의 색광을 발광하는 3개의 칩을 일체화한 LED(Light Emitting Diode)를 사용할 수 있다. 이와 같은 LED는 니치아 가가쿠 고교 가부시키가이야(NICHIA Corporation)가 발매하고 있다.

도광체(193)는 투명한 아크릴 수지로 구성되고, 단면에서 입사된 광을 전반사에 의해 내부에 가두는 구성과, 내부를 전파하는 광의 반사 각도를 변화시킴으로써 액정 표시 패널(200)측으로 광을 방사하는 미세한 경사면을 갖는 다수의 요철면 또는 단차로 구성된 경사 반사면(194)을 이면(액정 표시 패널(200)과 반대측의 면)에 구비한다. 이것은 후술하는 이유에서 액정 표시 패널(200)측으로부터 도광체(193)에 입사되는 광의 편광 상태를 유지하기 위함이다.

경사 반사면(194)은 알루미늄, 은 등의 금속 박막, 또는 유전체 다층막에 의해 경면 반사면으로 하는 것이 바람직한데, 이들에 한정되는 것은 아니고, 이와 같은 특별한 반사 부재를 부여하지 않더라도, 공기와 아크릴 수지의 굴절율의 차에 의해 필요로 되는 반사 기능이 만족되는 것으로 한다.

여기에서는, 경사 반사면(194)은 평균 피치 200㎛, 평균 높이 10㎛, 평균 경사 각도 41°로 하였다. 또, 경사 반사면(194)의 높이를 광원(190)에 가까운 곳에서는 낮게, 광원(190)으로부터 먼 장소에서는 높아지도록 연속적으로 변화시키거나, 또는 경사 반사면(194)의 피치, 또는 경사 각도를 광원(190)으로부터의 거리에 따라 연속적으로 변화시키거나, 또는 도광체(193)의 두께를 광원(190)에서 멀어짐에 따라서 얇아지도록 구성하는 등에 의해, 도광체(193)로부터 출사되는 광의 균일성을 높이도록 해도 된다.

또, 도광체(193)의 형상은 액정 표시 패널(200)측으로부터 도광체(193)에 입사되는 광의 편광 상태를 거의 유지하는 것이라면 본 형상에 한정되는 것은 아니다.

편광 유지 반사 시트(192)는 유리판이나 수지판, 수지 필름 등의 기재 위에 편광 상태를 유지하는 반사면을 형성한 것이며, 액정 표시 패널(200)측으로부터 조명 장치(100)로 되돌아 온 광을 다시 그 편광 상태를 유지하면서 액정 표시 패널(200)측에 반사하는 기능을 갖는다. 여기에서 언급하는 편광 상태를 유지하는 반사면이란 적어도 수직 입사광에 대해서는, 직선 편광광은 동일한 직선 편광광의 상태로 반사하고, 원편광은 그 회전 방향이 반대인 원편광으로서 반사하는 반사면을 말한다. 구체적으로는 반사면으로서 기재에 Al, Ag 등의 금속 박막을 피복한 것, 또는 광원광의 파장 대역에 대하여 높은 반사율이 얻어지도록 구성한 유전체 다층막에 의한 경면 반사면을 사용한다.

편광 유지 확산부(191)는 도광체(193)로부터 출사된 광의 출사 각도 분포나 면내에서의 휘도 분포를 균일화하기 위한 것이며, 또한 이것을 통과하는 광의 편광 상태는 거의 유지하는 것이다. 편광 유지 확산부(191)로서는 광학적으로 등방인 투명 기재 위에 복수의 구형상 투명 비즈를 면형상으로 촘촘하게 늘어놓고, 투명한 수지로 고정한 것, 또는 광학적으로 등방인 투명 기판 위에 형성한 홀로그램 확산판, 또는 SPIE, Vol. 1536, Optical Materials Technology for Energy Efficiency and Solar Energy Conversion X(1991), pp138-148에 기재된 LCG(light control glass) 등을 사용할 수 있다.

도30은 본 실시예의 각 부재의 축방향의 설명도이다. 도시한 바와 같이, 액정 표시 패널(200)로서, TN 액정 표시 패널을 사용한 경우에는 시각 특성의 수평 방향의 대칭성을 얻기 위하여, 통상, 편광판(209)의 직선 편광의 투과 편광축은 45° 또는 135°로 한다(본 실시예에서는 45°). 투명 기판(202)측의 액정 배향축, 및 투명 기판(201)측의 액정 배향축은 각각 45°와 135°로 하고, 반사형 편광 선택 부재(300)의 직선 편광의 투과 편광축을 135°, 투과 편광축 가변부(400)의 투명 기판(402)측과, 투명 기판(401)측의 액정 분자 장축의 배향 방향은 각각 135°와 45°, 흡수형 편광 선택 부재(500)의 직선 편광의 투과 편광축은 45°로 한다.

다음으로, 본 실시예의 동작을 설명한다. 광원(190)으로부터 출사된 광은 도광체(193)에 입사되고, 도광체(193)를 전반사를 반복하면서 전파해 간다. 도광체(193)를 전파하는 광 중에서 경사면(194)에 도달한 광은 그 진행 방향이 바뀌고, 도광체(193)의 표면측에서 출사된다. 도광체(193)로부터 출사된 광은 편광 유지 확산부(191)에 의해 출사 각도 분포나, 면내에서의 휘도 분포가 균일화된 후, 액정 표시 소자(200)에 조사된다.

액정 표시 패널(200)에 조사된 광 중에서, 편광판(209)을 투과한 직선 편광광은 액정층(207)을 통과하여 반사형 편광 선택 부재(300)에 입사되는데, 이 때, 액정층(208)을 투과하는 광의 편광 상태는 액정층(207)에 인가하는 전압에 따라서 변화시킬 수 있다. 이 때문에, 화상 정보 발생부로부터 전달되는 화상 정보에 대응한 전압을 투명 기판(202, 201) 위의 투명 기판(203, 205)에 인가하고, 액정층(207)에 전계를 인가함으로써, 액정층(207)을 통과하는 광의 편광 상태를 바꾸고, 반사형 편광 선택 부재(300)를 투과하는 광량을 제어함으로써 직선 편광광으로 이루어지는 광학 화상을 형성할 수 있다. 즉 실시예 1에 있어서 액정 표시 패널(200)의 관찰자측에 배치한 흡수형 편광 선택 부재(편광판)(208)의 기능을, 본 실시예의 반사형 편광 선택 부재(300)가 겸용하게 된다.

반사형 편광 선택 부재(300)를 투과한 화상광은 투과 편광축 가변부(400)에 입사된다. 본 표시 장치가 화상 표시 상태인 경우, 투과 편광축 가변부(400)는 이것을 구성하는 액정층(407)에 전압을 인가하지 않는 상태, 즉 오프 상태로 한다.

여기에서, 반사형 편광 선택 부재(300)를 투과하는 직선 편광 성분을 제1 직선 편광 성분으로 하고, 이것과 편광축이 직교하는 직선 편광 성분을 제2 직선 편광 성분으로 하면, 투과 편광축 가변부(400)를 통과하는 화상광은 제1 직선 편광광으로부터 제2 직선 편광광으로 변화한다. 투과 편광축 가변부(400)를 투과한 화상광은 흡수형 편광 선택 부재(500)에 입사된다. 흡수형 편광 선택 부재(500)는 제1 직선 편광 성분은 흡수하고 제2 직선 편광 성분은 투과하기 때문에, 투과 편광축 가변부(400)에 의해 제2 직선 편광광으로 변화된 화상광(3001)은 흡수형 편광 선택 부재(500)를 투과하여, 관찰자에게 관찰된다.

본 표시 장치가 거울 상태인 경우, 투과 편광축 가변부(400)는 이것을 구성하는 액정층(407)에 전계를 인가하여 온 상태로 한다. 이 때 본 표시 장치에는 상기 실시예에 있어서 흡수형 편광 선택 부재로서 형성하고 있던 흡수형 편광 선택 부재(편광판)(208)가 없기 때문에, 조명 장치(100)가 점등하고 있으면 화상광이 관찰자측으로 새기 때문에 반사광의 콘트라스트비가 저하하여 보기 쉬운 거울을 실현할 수 없다. 따라서, 조명 장치(100)는 거울 상태의 경우에는 소등한다. 본 실시예의 경우, 조명 장치(100)의 광원(190)으로서 LED를 사용함으로써 고속으로 점등, 소등할 수 있으므로, 거울 상태와 화상 표시 상태는 관찰자에게 스트레스를 느끼게 하지 않을 정도로 고속으로 전환된다.

한편, 관찰자측으로부터 본 표시 장치로 향하는 외광은 흡수형 편광 선택 부재(500)를 투과할 때, 제1 직선 편광 성분은 흡수되고, 제2 직선 편광 성분만이 투과하여 투과 편광축 가변부(400)에 입사된다. 투과 편광축 가변부(400)에 입사된 외광은 투과 편광축 가변부(400)를 편광축이 변화하지 않고 제2 직선 편광의 상태로 투과하고, 반사형 편광 선택 부재(300)에 도달한다. 반사형 편광 선택 부재(300)는 제1 직선 편광 성분은 투과하고 제2 직선 편광 성분은 경면 반사하기 때문에, 외광(3002)은 반사형 편광 선택 부재(300)에서 반사된다. 반사형 편광 선택 부재(300)에서 반사된 외광은(3002)은 투과 편광축 가변부(400)를 편광축이 변화하지 않고 제2 직선 편광의 상태로 투과하고, 아울러 흡수형 편광 선택 부재(500)도 투과하여 관찰자를 향한다.

따라서, 본 실시예의 표시 장치는 거울 상태에서는 조명 장치를 소등하기 때문에, 화상광이 관찰자에 도달하지 않고, 외광 중에서 이상적으로는 비편광의 절반 정도의 광이 반사형 편광 선택 부재(300)에서 반사되어, 관찰자측을 향하기 때문에 밝은 거울로서 기능한다.

그 밖에 본 실시예에는 이하의 특유의 효과가 있다.

도31은 본 실시예 특유의 효과를 설명하기 위한 도면이다. 여기에서, 반사형 편광 선택 부재(300)를 투과하는 직선 편광 성분을 제1 직선 편광 성분으로 하고, 이것과 편광축이 직교하는 직선 편광 성분을 제2 직선 편광 성분으로 하면, 편광판(209)은 제2 직선 편광 성분을 투과한다.

본 표시 장치에서는, 상기와 같이, 조명 장치(100)로부터 액정 표시 패널(200)에 조사된 광 중에서 편광판(209)을 투과한 제2 직선 편광광(도면에서 지면 수직 방향)은 액정층(207)을 통과하여 반사형 편광 선택 부재(300)에 입사된다. 이 때, 액정층(207)을 투과하는 광의 편광 상태는 화상 정보에 대응하여 변조되고, 명표시 영역을 통과하는 광(3100)은 제2 직선 편광광으로부터 제1 직선 편광광으로 변화되어 반사형 편광 선택 부재(300)를 투과하여, 관찰자를 향한다.

한편, 명표시 영역을 통과하는 광(3101)은 제2 직선 편광광의 상태로 반사형 편광 선택 부재(300)로 입사되기 때문에, 반사형 편광 선택 부재(300)에서 반사되어 관찰자에게는 도달하지 않는다. 반사형 편광 선택 부재(300)에서 반사된 광(3101)은 다시 제2 직선 편광광의 상태로 액정층(207) 및 편광판(209)을 투과하여 조명 장치(100)로 돌아간다. 이 때, 조명 장치(100)를 구성하는 편광 유지 확산부, 도광체, 및 편광 유지 반사 시트(192)는 액정 표시 소자(200)측에서 돌아오는 광의 편광 상태를 거의 유지하면서, 투과, 또는 반사한다. 이 때문에, 조명 장치(100)에서 반사되어 액정 표시 패널(100)을 향하는 광(3101)은 대부분 제2 직선 편광광으로 되어 있기 때문에, 편광판(209)에서 거의 흡수되지 않고 액정층(207)에 입사된다. 액정층(207)에 입사된 광(3101) 중에서, 명표시 영역에 입사된 광은 이번에는 제2 직선 편광광에서 제1 직선 편광광으로 변화되어 반사형 편광 선택 부재(300)를 투과하여, 관찰자를 향하여 화상광으로서 유효하게 이용할 수 있다.

즉, 암표시 영역에 입사된 광은 처음에는 반사형 편광 선택 부재(300)에서 반사되기 때문에 화상광이 되지는 않는다. 그러나, 반사형 편광 선택 부재(300)에서 반사된 광은 조명 장치(100)를 향하고, 조명 장치(100)에 있어서 편광 상태가 거의 유지된 상태로 반사되고, 다시 액정 표시 패널(200)을 향한다. 이 때문에, 큰 손실이 없는 상태로 광의 재이용이 행해지게 되어, 명표시 영역의 밝기가 향상되게 된다.

또한, 일반적으로 컬러 필터의 광 투과율은 25% 정도로 낮은데, 본 실시예에서는 컬러 필터를 사용하지 않기 때문에, 더욱 효율성 좋게 광의 재이용이 행해지게 된다.

여기에서, 일반적으로, 액정 표시 패널에서는 화면 전체면을 백색 표시하는 경우와, 일부분을 백색 표시하는 경우에서는, 백색 표시의 휘도는 바뀌지 않는다. 한편, CRT(Cathode Ray Tube)에서는 화면 전체면을 백색 표시하는 경우에 비하여, 화면의 15% 부분을 백색 표시하는 경우에는 백색 표시를 4배 정도 밝게 할 수 있다고 일컬어지고 있다. 이것은 예를 들면 태양광 등 부분적으로 고휘도의 화상의 표시를 행하는 경우에, CRT에서는 액정 표시 패널보다도 박력 있는 화상이 얻어진다고 하는 화질의 차로 되어 나타난다.

본 실시예의 표시 장치에서는 암표시 영역에 입사된 광을 재이용함으로써, 명표시 영역의 밝기를 향상할 수 있기 때문에, 화면 전체면을 백색 표시하는 경우에 비하여, 일부분을 백색 표시하는 경우에 백색 표시를 밝게 할 수 있다. 따라서, CRT에 가까운 박력있는 화상이 얻어지게 된다.

아울러, 본 표시 장치를 휴대 전화 등의 휴대 기기의 표시부로서 사용하는 경우에는 이하의 효과를 얻을 수 있다. 본 표시 장치는 조명 장치를 점등하는 경우에는 필드 순차 컬러 표시 방식에 의한 컬러 표시 장치로서 기능하지만, 조명 장치를 소등한 경우에는, 컬러 필터가 없기 때문에 밝은 모노크롬(monochrome) 표시의 반사형 액정 표시 패널로서 기능시킬 수 있다. 여기에서, 컬러 표시의 경우에는 1 프레임의 표시를 행하는데 적색, 녹색, 청색의 적어도 3개의 서브 프레임을 표시할 필요가 있지만, 모노크롬 표시의 경우에는 서브 프레임을 형성할 필요가 없기 때문에 구동 주파수를 3분의 1 이하로 할 수 있다. 구동 주파수를 3분의 1 이하로 낮출 수 있으면 소비 전력은 대폭으로 감소할 수 있기 때문에, 구동 주파수 전환부를 형성하여 컬러 표시 상태와 모노크롬 표시 상태에서 구동 주파수를 변화시킬 수 있도록 하면, 모노크롬 표시 상태의 소비 전력은 대폭으로 감소할 수 있다.

즉 본 표시 장치를 휴대 기기의 표시부로서 사용한 경우, 기기가 사용 상태일 때에는 조명 장치를 점등하고, 컬러 표시 상태로 함으로써 박력이 있고, 밝고 고품위의 화상을 얻을 수 있고, 한편, 기기가 대기시에는 조명 장치를 소등하고, 구동 주파수를 낮추고, 모노크롬 표시 상태로 함으로써 소비 전력을 아주 낮게 할 수 있다. 이 때문에, 예를 들면 휴대 전화의 대기 시간을 길게 할 수 있는 등 휴대 기기의 배터리에 의한 사용 시간을 길게 할 수 있다.

또한 이들 효과는 화상 표시 상태와 거울 상태를 상호 성능을 열화시키지 않고 전환 가능한 후에 성립된다는 것은 상술한 바와 같다. 또한, 본 실시예에서는액정 표시 패널의 관찰자측의 투명 기판에 금속선 형상 패턴을 형성하고, 각 패턴끼리의 일부를 전기적으로 접속한 구조로 함으로써, 상기 금속 선상 패턴에 투명 기판과 반사형 편광 선택 부재의 기능을 겸용시키는 구성으로 해도 된다.

(실시예 6)

이하, 본 발명의 다른 실시예를 도면에 의거하여 설명한다.

도32를 참조하면, 본 발명의 실시예 6의 거울 상태로의 전환 기능을 겸비한 표시 장치를 설명한다. 본 표시 장치는 상술한 실시예 1에 있어서, 화상 표시부(1000)로서, 반사형 액정 패널(3000)을 사용한 것으로, 상기 실시예와 동일한 부재에는 동일한 부호를 붙이고 상세한 설명은 생략한다.

본 실시예 6의 표시 장치는 반사형 액정 소자(3000)를 포함하고, 반사형 액정 소자는 투명 기판(3030)과, 반사부를 구비한 반사 기판(3100)과, 이들 2장의 기판을 비즈 등의 스페이서를 개재하여 맞붙이고, 프레임 형상의 밀봉재에 의해 밀봉함으로써 형성한 공간에 밀봉된 액정층(3130)을 갖는다. 또한, 투명 기판(3030)에는, 위상차판(3020), 반사형 편광 선택 부재(300), 투과 편광축 가변부(400), 및 흡수형 편광 선택 부재(500)가 포개어 배치되어 있다.

반사 기판(3100)으로서는, 유리나 고분자 필름 등의 평탄한 절연 기판을 사용하며, 여기에서는 두께 0.7㎜의 유리 기판을 사용하였다. 반사 기판(3100)에는 주사 전극과 신호 전극, 및 이들의 교차부에 구비된 예를 들면 TFT(Thin Film Transistor) 등으로 이루어지는 스위칭 소자(3110)와, 이들의 상부에 형성한 절연층(3090)과, 절연층 위에 형성되고, 절연층(3090)에 뚫린 스루홀(3120)을 통하여스위칭 소자와 전기적으로 접속된 매트릭스 형상으로 세분화된 화소 전극(3070)이 구비된다.

화소 전극(3070)은 알루미늄, 은과 같은 반사율이 높은 금속으로 이루어지고, 절연층(3090) 위에 형성된 미세한 오목부 또는 볼록부 형상에 의해, 확산 반사성의 반사부로서 기능하는 것이다. 화소 전극(3070)의 상층에는 폴리이미드계 고분자로 이루어지는 배향막(3060)이 전체면에 형성되고, 그 표면은 러빙(rubbing) 법 등에 의해 표면 처리가 실시된다.

투명 기판(3030)으로서는 유리, 고분자 필름 등의 광학적으로 등방이고 평탄한 투명 절연 기판을 사용할 수 있으며, 여기에서는 두께 0.7㎜의 유리 기판을 사용하였다. 투명 기판(3030)에는 반사 기판(3100)의 화소 전극(3070)에 대응하는 위치에 컬러 필터(3040)를 형성한다. 컬러 필터(3040)는 각각 적색, 녹색, 청색의 3원색에 대응한 투과 스펙트럼을 갖는 3종류의 컬러 필터를 번갈아 반복하여, 화소 전극(3070)에 대응하는 위치에 배치한 것이다.

또한, 컬러 필터(3040)의 화소 사이에 상당하는 위치에는 블랙 매트릭스를 형성하여 화소 사이로부터 누설 광을 억제하도록 해도 된다. 컬러 필터(3040)의 상층에는 도시하지 않은 오버코팅층을 통하여 ITO로 이루어지는 투명 전극(3050)을 전체면에 형성하고, 또한 투명 전극(3050)의 상층에 폴리이미드계 고분자로 이루어지는 배향막(3210)을 전체면에 형성하여, 그 표면을 러빙법 등에 의해 표면 처리를 실시하고 있다.

투명 기판(3030)과 반사 기판(3100)은 투명 전극(3050) 형성면 및 반사전극(3070) 형성면이 대향하도록 접합하고 있다. 이 때, 양 기판 사이에 비즈 스페이서를 분산 배치하고, 양 기판의 표시면 상당 부분의 주위를 프레임 형상의 밀봉재에 의해 밀봉함으로써 일정한 간극를 갖는 공간이 형성된다.

양 기판(3030, 3100)의 간극에는, 유전 이방성이 정인 네마틱 액정에 카이럴제를 소량(0.1∼0.2%) 첨가한 액정 조성물을 봉입, 밀봉하여 액정층(3130)을 구성하였다. 액정층(3130)의 Δnd는 0.365㎛로 하였다. 액정층(3130)의 액정 분자 장축의 방향은 투명 기판(3030) 및 반사 기판(3100) 위에 형성된 배향막(3210) 및 배향막(3060)에 실시된 표면 처리(배향 처리)에 의해 배향 방향이 규정되고, 2장의 기판 사이에서 연속적으로 소정의 각도만큼 트위스트된 형상이 된다.

투명 기판(3030)에는 위상차판(3020)이 적층된다. 위상차판(3020)으로서는 예를 들면 폴리카보네이트, 폴리술폰, 폴리비닐알콜 등의 1축 연장된 고분자 필름을 사용할 수 있다. 여기에서는, 위상차판(3020)으로서 Δnd가 0.18㎛인 폴리카보네이트로 이루어지는 위상차판을 사용하였다.

투명 기판(3030), 위상차판(3020), 반사형 편광 선택 부재(300), 투과 편광축 가변부(400), 흡수형 편광 선택 부재(500)는 각각 아크릴계의 접착제에 의해 광학적으로 결합하도록 접착하였다.

도33은 관찰자측에서 보았을 때의 본 표시 장치의 각 부재의 축 방향을 나타낸 도면이다. 각 축의 각도는 화상 표시면의 수평 방향 3시의 위치를 기준으로 하고, 여기부터 반시계 회전의 각도로 나타내고 있다. 도33에 나타낸 바와 같이, 본 표시 장치는 반사 기판(3100)측의 액정 배향축을 295°, 투명 기판(3030)측의 액정배향축의 방위각을 65°, 위상차판(3020)의 지상축을 135°, 반사형 편광 선택 부재(300)의 직선 편광의 투과 편광축을 30°, 투명 기판(402)측의 액정 배향축을 30°, 투명 기판(401)측의 액정 배향축을 120°, 흡수형 편광 선택 부재(500)의 직선 편광의 투과 편광축을 120°로 하였다.

다음으로, 본 표시 장치의 동작을 도면을 참조하여 설명한다. 게다가, 본 실시예에 있어서도 상기 실시예 1 등과 마찬가지로, 반사형 편광 선택 부재(300)를 투과하는 직선 편광 성분을 제1 직선 편광 성분으로 하고, 이것과 편광축이 직교하는 직선 편광 성분을 제2 직선 편광 성분으로 한다.

도34는 본 표시 장치가 거울 상태인 경우를 나타낸다. 이 경우, 관찰자측으로부터 본 표시 장치로 향하는 외광(3002)은 비편광인데, 흡수형 편광 선택 부재(500)를 투과할 때, 제1 직선 편광 성분은 흡수되고 제2 직선 편광 성분만이 투과하여 투과 편광축 가변부(400)에 입사된다. 투과 편광축 가변부(400)에 입사된 외광(3002)은 투과 편광축 가변부(400)를 편광축이 변화하지 않고 제2 직선 편광의 상태로 투과하고, 반사형 편광 선택 부재(300)에 도달한다. 반사형 편광 선택 부재(300)는 제1 직선 편광 성분은 투과하고, 제2 직선 편광 성분은 경면 반사하기 때문에, 외광(3002)은 반사형 편광 선택 부재(300)에서 반사된다. 반사형 편광 선택 부재(300)에서 반사된 외광(3002)은 투과 편광축 가변부(400)를 편광축이 변화하지 않고 제2 직선 편광의 상태로 투과하고, 아울러 흡수형 편광 선택 부재(500)도 투과하여 관찰자를 향한다.

즉, 본 표시 장치는 거울 상태인 경우, 외광(3002)은 반사형 액정 표시조사(3000)에 도달하지 않고, 반사형 편광 선택 부재(300)에서 반사되어, 관찰자측을 향하여 밝은 거울로서 기능한다.

또, 본 표시 장치를 거울 상태로 하는 경우에는, 반사형 액정 소자(3000)를 비표시 상태로 하여 전력을 불필요하게 소비하지 않도록 할 수 있다.

도35 및 도36은 본 표시 장치가 화상 표시 상태인 경우를 나타낸다. 화상 표시 상태에 대해서는 도32를 함께 참조하면서 설명한다. 이 경우, 관찰자측(도면중 좌측)으로부터 표시 장치로 향하는 외광(3002)은 비편광인데, 흡수형 편광 선택 부재(500)를 투과할 때, 제1 직선 편광 성분은 흡수되고 제2 직선 편광 성분만이 투과한다. 흡수형 편광 선택 부재(500)를 투과한 외광(3002)은 투과 편광축 가변부(400)를 투과할 때, 제2 직선 편광광에서 제1 직선 편광광으로 변화하고, 반사형 편광 선택 부재(300)를 투과하여 반사형 액정 소자(3000)에 입사된다. 반사형 액정 소자(3000)에 입사된 제1 직선 편광광은 위상차판(3020), 액정층(3130)을 통과하고, 화소 전극(3070)에서 반사되어, 다시 액정층(3130), 위상차판(3020)을 통과하여 반사형 편광 선택 부재(300)에 입사된다. 이 때, 액정층(3130)을 투과하는 광의 편광 상태는 액정층(3130)에 인가하는 전압에 따라서 변화한다.

여기에서, 스위칭 소자(3110)는 화소 전극(3070)에 스루홀(3120)을 통하여 접속되어 있으며, 화소 전극(3070)에 인가되는 전압을 스위칭함으로써, 투명 전극(3050)과 화소 전극(3070) 사이에 끼워진 액정층(3130)에 인가하는 전압을 각 화소별로 제어할 수 있다. 따라서, 화상 정보에 대응한 전압을 투명 전극(3050)과 화소 전극(3070)에 인가하고, 액정층(3130)에 소정의 전압을 인가함으로써,액정층(3130)을 통과하는 광의 편광 상태를 제어하고, 반사형 편광 선택 부재(300)를 투과하는 광량을 제어하여 광학 화상을 형성할 수 있다.

도35는 명표시인 경우를 나타낸다. 본 실시예의 구성에서는, 액정층(3130)에 전압이 인가되어 있지 않을 때, 반사형 액정 소자(3000)에 입사된 광은 제1 직선 편광광의 상태로 반사되고, 다시 반사형 편광 선택 부재(300)를 투과하여, 투과 편광축 가변부(400)에 입사된다. 투과 편광축 가변부(400)에 입사된 광은 이것을 투과할 때, 제1 직선 편광광에서 제2 직선 편광광으로 변화하고, 흡수형 편광 선택 부재(500)를 투과하여, 관찰자를 향하여 명표시가 된다.

도36은 암표시인 경우를 나타낸다. 본 실시예의 구성에서는, 액정층(3130)에 소정의 전압을 인가하면, 반사형 액정 소자(3000)에 입사된 제1 직선 편광광은 반사형 액정 소자(3000)에서 반사되고, 출사될 때, 제2 직선 편광광으로 되어, 다시 반사형 편광 선택 부재(300)에 입사된다. 반사형 편광 선택 부재(300)에 재입사된 제2 직선 편광광은 반사형 편광 선택 부재(300)에서 반사되어 다시 반사형 액정 소자(3000)에 입사된다. 반사형 액정 소자(3000)에 입사된 제2 직선 편광광은 반사형 액정 소자(3000)에서 반사되고 출사될 때, 제1 직선 편광광이 된다.

그러나, 이 때, 반사형 액정 소자(3000)의 투명 기판(3030)에는 적색, 녹색, 청색의 3원색에 대응한 각각 다른 투과 스펙트럼을 갖는 3종류의 컬러 필터(3040)가 번갈아 반복하여 형성되어 있다. 따라서, 예를 들면 도시한 바와 같이 가장 먼저 반사형 액정 소자(3000)에 입사된 광이, 녹색의 컬러 필터(3040G)에 입사되고, 투과하고, 2회째의 입사에서는 청색의 컬러 필터(3040B)에 입사되게 되면, 광은 대부분 흡수되어 암표시가 된다. 또한, 반사형 액정 소자(3000)에 입사된 광이 동일 색의 컬러 필터를 통과한다고 하더라도, 왕로 복로를 2회로 합계 4회 컬러 필터를 통과하게 되므로 암표시가 얻어진다. 즉 본 실시예의 구성에서는 암표시의 어둡기를 향상시키기 위한 부재로서, 컬러 필터를 이용하고 있다.

또한 충분히 어두운 암표시를 실현하기 위해서는, 컬러 필터를 4회 통과할 때에, 서로 다른 색의 컬러 필터를 통과하는 것이 바람직하다. 이 때문에, 컬러 필터의 배열은 상하 좌우에서 서로 이웃하는 컬러 필터의 색이 가능한 한 서로 다르게 하기 위해 스트라이프 형상이 아니라 델타 배열로 하는 것이 바람직하다.

또한, 반사형 액정 소자(3000)의 투명 기판(3030)은 두꺼우면 두꺼울수록, 반사형 편광 선택 부재(300)에서 반사된 광이 반사형 액정 소자(3000)의 서로 다른 위치를 통과하여, 서로 다른 색의 컬러 필터를 통과하기 쉬워지기 때문에, 투명 기판(3030)은 실용적인 범위내에서 가능한 한 두껍게 하는 것이 바람직하다.

상기와 같이, 본 실시예 6의 표시 장치에 따르면, 반사형 편광 선택 부재(300)는 투과 편광축 가변부(400)에 의한 편광 상태의 제어에 의해, 실효적으로 투명한 상태와 거울로서 기능하는 상태로 전환된다. 따라서, 화상 표시 상태에서는 반사형 편광 선택 부재(300)를 실효적으로 투명한 상태로 함으로써 밝은 화상이 얻어진다. 아울러, 주위가 밝은 환경이더라도, 하프 미러를 사용하는 경우와 같은 투영이나, 그에 따른 콘트라스트비의 저하, 화상광의 밝기 저하와 같은 화질의 열화가 생기지 않는다. 즉, 화상 표시 상태와 거울 상태의 전환을 서로의 성능을 열화하지 않고 실현할 수 있다.

그런데, 본 실시예에서는 반사형 액정 패널(3000)에, 흡수형 편광 선택 부재로서 기능하는 편광판을 형성하지 않는 경우를 설명하였다. 이것은 화상 표시 상태의 밝기를 향상하기 위해서는 가능한 한, 광을 흡수하는 부재를 줄이는 것이 중요하기 때문이다. 특히 컬러 표시가 가능한 반사형 액정 표시 패널에서는 무엇보다도 화상이 어둡기 때문에, 흡수형 편광 선택 부재와, 투과 편광축 가변부와, 반사형 편광 선택 부재로 이루어지는 거울 기능부에 의해 더욱 화상이 어두워지는 것이 허용되지 않는 상황에 있기 때문이다. 따라서, 예를 들면 야외 등 외광이 강한 장소에서의 사용 빈도가 높은 등의 용도라면 반사형 액정 소자(3000)에 편광판을 형성하도록 해도 된다.

또한, 소정의 직선 편광 성분에 대한 투과율이 100%에 가까운 고투자율의 편광판이라면, 반사형 액정 소자(3000), 즉 반사형 편광 선택 부재(300)와 투명 기판(3030) 사이에 편광판의 투과 편광축을 반사형 편광 선택 부재의 투과 편광축과 합쳐서 배치하더라고 화상의 밝기는 거의 감소하지 않으므로 바람직하다. 이 경우, 일반적으로 고투자율의 편광판은 편광도가 낮기 때문에 반사형 액정 패널 단체(單體)에서는 충분한 콘트라스트비의 화상 표시는 불가능하지만, 흡수형 편광 선택 부재(500)로서 편광도가 높은 편광판을 사용하면 표시 성능에 문제는 생기지 않는다. 오히려, 화상 표시시에는 더욱 어두운 암표시가 실현되어 높은 콘트라스트비의 화상 표시를 실현할 수 있다는 이점이 있다.

즉, 화상 표시 부재로서 기판내에 반사부를 내장한 반사형 액정 표시 패널을 사용하는 경우에는 흡수형 편광 선택 부재에 편광도가 높은 편광판을 사용하고, 화상 표시 부재의 반사형 편광 선택 부재측에 배치하는 흡수형 편광 선택 부재에는 편광도가 낮고 투자율이 높은 편광판을 사용하면, 화상의 밝기와 높은 콘트라스트비가 양립된다.

또, 본 실시예에서는, 반사형의 액정 표시 패널을 사용하는 경우를 설명하였으나, 반사 부재로서 기능하는 화소 전극의 일부에 개구부를 형성하고 부분적으로 투과하도록 하여, 반사 표시와 투과 표시를 겸용하도록 해도 된다. 이 경우, 반사 부재의 이면측에는 1/4 위상차판과 편광판, 및 조명 장치를 배치하면 된다. 이와 같은 구성으로 하면, 야간이나 건물 내부 등 외광이 약한 상황하에서도, 조명 장치를 점등함으로써 화상의 표시가 가능해진다.

(실시예 7)

본 발명의 다른 실시예를 도면에 의거하여 설명한다.

도37을 참조하여 실시예 7의 거울 상태로의 전환 기능을 겸비한 표시 장치를 설명한다. 또한, 도38은 본 표시 장치를 사용한 휴대 전화의 개관을 나타낸 모식도이고, 도38a는 화상 표시 상태를 나타내고, 도38b는 거울 상태를 나타낸다. 도39는 도38에 나타낸 본 표시 장치를 사용한 휴대 전화의 회로 구성의 일례를 나타낸다.

본 실시예 7의 휴대 전화(810)는 적어도 안테나(811), 스피커(812), 텐 키 등의 버튼(814), 마이크로폰(815), 거울 상태와 화상 표시 상태의 전환 스위치(813), 및 본 표시 장치의 화상 표시부(1000)와 거울 기능부(801)를 포함하여 구성된다.

본 실시예 7의 휴대 전화(810)는 전화 기능을 실현하는 통신부(10), 조작을 입력하는 조작부(20), 및 정보 표시 상태와 거울 상태를 전환 가능한 본 발명에 의한 표시부(30)를 구비하고 있다. 통신부(10)는 안테나(811)와 접속하여 통신 신호의 송신/수신 처리를 실현하는 송신/수신부(821)와, 마이크로폰(815) 및 스피커(812)를 통하여 음성 정보의 입출력을 행함과 아울러 상기 음성 정보와 송수신 신호의 신호 변환 처리를 실시하는 신호 처리부(822)와, 입력되는 조작 지시에 따라서 송수신 동작을 제어하는 통신 제어부(823)를 구비한다. 조작부(20)는 각종 조작 입력을 행하는 텐키/버튼(814)과, 정보 표시 상태와 거울 상태를 전환하기 위한 전환 스위치(813)를 구비한다.

표시부(30)는 조명 장치(836)를 구비하여 정보 표시를 행하는 화상 표시부(1000)와, 통신부(10)나 조작부(20)로부터의 제어 지시를 받아들여서 표시부의 동작 제어를 행하는 표시 제어부(831)와, 표시 제어부(831)로부터의 제어 신호에 따라서 화상 표시부(1000)를 구동하는 구동 회로부(832)와, 화상 표시부(1000)에 중첩 배치되어 거울 상태와 투과 상태를 선택적으로 실현하는 거울 기능부(801)와, 거울 기능부(801)의 투과 편광축 가변부(400)로의 인가 전압을 적어도 발생하는 인가 전압 발생부(834)와, 전환 스위치(813)로부터의 지시나 통신 상태에 따라서 거울 기능부(801)의 상태를 전환하도록 인가 전압 발생부(834)를 제어하는 거울 제어부(833)와, 표시 제어부(831) 및 거울 제어부(833)로부터의 제어 신호에 따라서 조명 장치의 점등, 소등을 행하는 조명 스위치(835)를 구비한다.

본 표시 장치는 도37에 나타낸 바와 같이, 반사형 편광 선택 부재(300)와 투과 편광축 가변부(400)와 흡수형 편광 선택 부재(500)를 포함하는 거울 기능부(801)의 면적을, 화상 표시부(1000)의 화상 표시 영역(1001)의 면적보다도 크게 한 것이고, 그 밖에는 기본적으로 상기 실시예 1과 동일한 구성, 기능을 가지므로, 상기 실시예와 동일한 부분에는 동일 부호를 붙이고 상세한 설명은 생략한다.

거울 기능부(801)의 반사형 편광 선택 부재(300)는 투과 편광축 가변부(400)를 구성하는 기판에 투명한 점착재에 의해 고정되어 있다. 또한, 반사형 편광 선택 부재(300)가 화상 표시부(1000)와 부분적으로 접촉하여 간섭 줄무늬 등이 발생하지 않도록 거울 기능부(801)와 화상 표시부(1000) 사이는 휴대 전화의 프레임(810F)에 형성된 볼록부(801a)를 스페이서로 하여, 일정한 공간(801S)을 형성하고 있다.

여기에서, 상술한 바와 같이, 본 표시 장치는 거울 상태일 때, 그곳에 데이터 등의 정보를 표시하는 것이 아니라, 관찰자가 자신의 얼굴을 비추어서, 그것을 관찰하는 것이 주된 용도라고 규정하면, 거울의 크기는 상기한 바와 같이, 높이 58.6㎜, 폭 39.1㎜ 이상인 것이 바람직하다. 그러나, 화상 표시 부재는 화상 표시부를 크게 하면 소비 전력이 높아지는 등의 문제가 있기 때문에, 그다지 크게는 할 수 없다. 한편, 거울 기능부는 그 면적을 크게 함으로써 문제는 생기지 않는다. 따라서, 본 실시 형태 7에서는 거울 기능부의 면적을 화상 표시 영역(1001)의 면적에 관계없이, 가능한 한 크게 하는 구성으로 하고 있다.

또한, 본 표시 장치의 거울 기능부(801)는 투과 편광축 가변부(400)에 의한편광 상태의 제어에 의해, 실효적으로 투명한 상태와 거울 상태를 전환할 수 있는 것이다. 따라서, 큰 면적의 거울 기능부(801)가 로고 마크 등의 설계가 실시된 후에 배치되더라도 실효적으로 투명 상태인 경우에는 밑바탕에 영향을 주지 않기 때문에, 기기의 설계 자유도는 향상되지 않는다.

다음으로 본 실시예의 휴대 전화(810)의 동작을 도38을 참조하여 설명한다.

도38a에 나타낸 바와 같이, 휴대 전화가 사용 상태, 또는 대기시이더라도 화상 표시를 행하는 경우에는, 거울 기능부(801)는 실효적으로 투명한 상태로 되어 있으며, 밝은 화상 표시가 얻어지고, 또한 화상 표시부 주변의 로고 마크나 디자인도 가시 상태로 되어 있다. 한편, 거울 상태인 경우에는 도38b에 나타낸 바와 같이 화상 표시부보다도 큰 거울면이 나타나고 실용적인 거울이 얻어지게 된다.

또, 본 실시예 7의 표시 장치는 거울 상태와 화상 표시 상태는 전환 스위치(813)에 의해 원 터치로 행할 수 있도록 구성하고 있기 때문에, 조작성이 높다. 전환 스위치(813)는 투과 편광축 가변부(400)의 액정층을 사이에 둔 한쌍의 전극에 ±3V∼±5V 정도의 교류 전압을 인가하는 경우와, 한쌍의 전극을 단락하는 상태를 전환할 수 있도록 구성한다. 또한 전환 스위치(813)에 연동하여, 거울 상태인 경우에는 화상 표시부(1000)를 무표시 상태로 하고, 조명 장치도 소등하도록 하여 소비 전력을 줄인다.

또한, 거울 상태에서 화상 표시 상태로의 전환이, 착신에 의해 자동적으로 전환되도록 구성함으로써, 스위치 조작없이 착신 정보를 볼 수 있기 때문에 더욱 사용자의 편리성이 향상된다.

또, 거울 상태와 화상 표시 상태의 전환은 투과 편광축 가변부(400)로서 TN 액정 소자를 사용하는 경우에는 수십m초로 고속으로 전환되므로, 사용자에게는 아무런 불편을 주지 않는다.

또한, 본 실시예에서는 거울 기능부(801)의 면적을 화상 표시 영역(1001)의 면적보다도 크게 하였으나, 본 발명에 있어서 거울 기능부(801) 또는 거울 상태를 실현할 수 있는 영역의 면적과, 화상 표시 영역(1001) 또는 투과형/반사형 화상 표시 부재의 면적의 비율은 이 예에 한정되는 것은 아니다. 물론, 상기 각 실시예와 같이 양 면적을 거의 동일하게 해도 되고, 또는 거울 기능부의 면적을 더욱 작게 하거나, 특정한 면적을 제외하고 거울 기능부를 화상 표시부에 포개는 구성으로 하는 것도 가능하다. 예를 들면, 휴대 전화가 통신 가능 상태에 있는지의 여부를 나타내는 마크만을 항상 체크할 수 있도록, 마크의 표시 부분만을 거울 기능부로 피복하지 않는 구성으로 할 수 있다.

아울러, 본 실시예에서는 거울 기능부의 전체면을 거울 상태로 하는 경우에 관하여 설명하였으나, 예를 들면, 거울 기능부의 거울 영역을 복수개로 분할하여, 각 분할 영역마다 거울 상태와 화상 표시 상태의 전환을 행하는 구성으로 할 수 있다. 더욱 구체적으로는, 예를 들면 투과 편광축 가변부나 가변 흡수형 편광 선택 부재로의 전압 인가를 분할한 영역마다 행하거나, 매트릭스형상으로 화소 전극을 배치하여 거울 상태의 임의의 그림이나 문자를 표시시키는 구성으로 할 수 있다.

(실시예 8)

본 발명의 다른 실시예를 도면에 의거하여 설명한다.

도40, 도41, 도42를 참조하여, 본 발명의 실시예 8에 관하여 설명한다. 실시예 8에 있어서, 실시예 7과 동일한 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 상세한 설명은 생략한다.

본 실시예 8의 구성은 사용자가 기존의 휴대 전화에 거울 기능을 부여하는 것을 가능하게 하는 착탈식의 거울 기능부이다. 도41에 나타낸 바와 같이, 착탈 가능한 거울 기능부(801)는 반사형 편광 선택 부재(300)와, 투과 편광축 가변부(400)와, 흡수형 편광 선택 부재(500)를 포함하여 구성되고, 이들은 서로 투명한 점착재에 의해 접착 고정되어 있다. 또한, 흡수형 편광 선택 부재(500)의 표면에는 필름, 또는 얇은 아크릴판으로 이루어지는 투명한 보호 부재(500P)가 투명한 점착재에 의해 접합되어 있다. 반사형 편광 선택 부재(300)의 둘레가장자리부에는 스폰지 형상으로 탄성을 갖는 프레임 형상의 스페이서(843)가 구비되어 있으며, 필요에 따라서 스페이서(843)의 표면에 양면 테이프(844)가 구비된다. 이 스페이서(843)는 거울 기능부를 휴대 전화 등의 기기에 설치할 때에 반사형 편광 선택 부재(300)가, 다른 부재와 접촉하지 않고, 일정한 공간을 유지하도록 하기 위해 배치되어 있다. 이에 따라, 반사형 편광 선택 부재(300)와 다른 부재가 접촉하여 간섭 줄무늬 등이 발생하는 것을 방지하고 있다.

투과 편광축 가변부(400)는 이것을 구성하는 투명 기판 형상으로 형성한 투명 전극에 접속된 배선을 통하여 거울 기능 구동부(840)와 접속되어 있다.

도42에 나타낸 바와 같이, 거울 기능 구동부(840)는 소형 전지로 이루어지는 전원(845)과, 전환 스위치(846)와, 전원(845)으로부터의 전력 공급에 의해 투과 편광축 가변부(400)를 구동하는 전압을 발생하는 구동 회로(847)로 구성되고, 전환 스위치(846)의 조작에 의해 투과 편광축 가변부(400)를 구동하여 거울 기능부를 거울 상태와 투명한 상태로 전환하는 것이다.

이 거울 기능부(801)를 휴대 전화(810)에 설치하는 경우, 거울 기능부(801)와 거울 기능 구동부(840) 사이의 배선은 휴대 전화의 스트랩 설치부(841)를 경유하여 설치하고, 배선(842) 및 거울 기능 구동부(840)가 스트랩인 것처럼 설치하는 구성으로 할 수 있다. 이 경우, 거울 기능 구동부(840)을 잘못 잡아당겨도 그 힘은 휴대 전화의 스트랩 설치부(841)에서 멈추고, 거울 기능부에는 직접적으로 부하가 걸리지 않는 이점이 있다.

(실시예 9)

본 발명의 실시예 9의 표시 장치를 도43에 의거하여 설명한다.

도43의 실시예 9의 표시 장치는 화상광을 출사하는 화상 표시부로서 유기 일렉트로루미네선스(EL:electroluminescence) 표시 패널(900)을 사용한 것으로, 상기 실시예 1 등과 동일한 부재에는 동일한 부호를 붙이고 상세한 설명은 생략한다.

본 표시 장치는 제1 직선 편광의 화상광을 출사하는 유기 EL 표시 패널(900)과, 반사형 편광 선택 부재(300)와, 투과 편광축 가변부(400)와, 흡수형 편광 선택 부재(500)로 구성된다. 유기 EL 표시 패널(900)은 반사형 편광 선택 부재(300)와 대면하는 측에 제1 직선 편광 성분은 투과하고, 이것과 편광축이 직교하는 제2 직선 편광 성분은 흡수하는 흡수형 편광 선택 부재(208)와 위상차판(901)이 배치된다.

위상차판(901)으로서는 1/4파장판을 사용하면 되고, 예를 들면 1축 연장된 폴리카보네이트, 폴리술폰, 폴리비닐알콜 등의 고분자 필름을 사용할 수 있다. 또, 일반적으로 1/4 파장판을 구성하는 재질의 굴절율의 파장 의존성(이하, 파장 분산)에 의해, 1종류의 위상차판으로 가시파장의 전역에 대하여 1/4 파장판으로서 기능하는 위상차판을 구성하는 것은 곤란하지만, 파장 분산이 다른 적어도 2종류의 위상차판을 그 광학축을 직교하도록 접합시킴으로써 넓은 파장역에서 1/4 파장판으로서 기능하도록 구성한 것을 사용할 수 있다.

유기 EL 표시 패널(900)은 유기 박막으로 이루어지는 발광층에 전류를 주입함으로써 전기 에너지를 광 에너지로 변환하여 발광하는 자발광형의 표시 디바이스이고, 투명 기판(902)에 ITO로 이루어지는 투명 전극(903), 홀 수송층(904), 발광층(907), 전자 수송층(906), Al 등으로 구성되는 반사성의 금속 전극(905)을 순차 적층한 구조로 되어 있다. 이들 적층막은 열화를 억제하기 위하여 투명 기판(902)과 밀봉 부재(909) 사이에 산소나 수분을 제거한 상태에서 밀봉제(908)에 의해 밀폐된다.

유기 EL 표시 패널에서는, 양극인 투명 전극(903)과 음극인 반사성 금속 전극(905) 사이에 직류 전압을 인가하면, 투명 전극(903)으로부터 주입된 정공이 정공 수송층(904)을 경유하여, 또한 음극(반사성 금속 전극)(905)로부터 주입된 전자가 전자 수송층을 경유하여, 각각이 발광층(907)에 도달하고, 전자-정공의 재결합이 생겨서 여기부터 소정 파장의 발광이 생긴다고 생각되고 있다. 발광층(907)로부터 출사되는 광은 일반적으로는 지향성이 없고 전방위에 등방적으로 출사되기 때문에, 금속 전극(905)을 향한 광을 효율성 좋게 표시광으로서 이용하기 위해서는 금속 전극은 반사율이 높은 전극 재료를 사용하는 것이 바람직하다.

또, 유기 EL 표시 패널(900)의 구성은 상기 구성에 한정되는 것이 아니다. 즉, 본 발명에 따른 유기 EL 표시 패널은 적어도 발광층과, 발광층의 이면에 배치한 반사성 부재로 구성되는 자발광형의 표시 디바이스를 사용할 수 있다.

다음으로, 도43을 참조하여 본 실시예 9의 표시 장치의 동작을 설명한다. 도43에 있어서 우측이 화상 표시 상태, 좌측이 거울 상태를 나타낸다.

표시 장치가 화상 표시 상태인 경우, 투과 편광축 가변부(400)는 이것을 구성하는 액정층(407)에 전압을 인가하지 않는 상태, 즉 오프 상태로 한다. 화상 표시 상태의 경우, 발광층으로부터 출사된 광은 직접, 또는 이면의 금속 전극(905)에서 반사된 후, 투명 기판(902)으로부터 출사된다.

투명 기판(902)로부터 출사된 화상광(3201)은 위상차판(901)을 투과하고, 흡수형 편광 선택 부재(208)를 통과할 때, 제1 직선 편광 성분은 투과하고 이것과 편광축이 직교하는 제2 직선 편광 성분은 흡수된다. 흡수형 편광 선택 부재(208)를 투과한 화상광(3201)은 반사형 편광 선택 부재(300)도 투과하여, 투과 편광축 가변부(400)에 입사된다. 이 경우, 투과 편광축 가변부(400)를 통과하는 화상광(3201)은 제1 직선 편광에서 제2 직선 편광으로 변화한다. 투과 편광축 가변부(400)를 투과한 화상광(3201)은 흡수형 편광 선택 부재(500)에 입사된다. 흡수형 편광 선택 부재(500)는 제1 직선 편광 성분은 흡수하고, 제2 직선 편광 성분은 투과하기 때문에, 투과 편광축 가변부(400)에 의해 제2 직선 편광광으로 변화된화상광(3201)은 흡수형 편광 선택 부재(500)를 투과하여, 관찰자(2000)에게 관찰된다.

한편, 관찰자(2000)측으로부터 표시 장치로 입사되는 외광(3202)은 비편광인데, 흡수형 편광 선택 부재(500)를 투과할 때, 제1 직선 편광 성분은 흡수되고 제2 직선 편광 성분만이 투과한다. 흡수형 편광 선택 부재(500)를 투과한 외광(3202)은 투과 편광축 가변부(400)를 투과할 때, 제2 직선 편광광에서 제1 직선 편광광으로 변화하고, 반사형 편광 선택 부재(300)를 투과하여 유기 EL 표시 패널(900)에 입사된다.

유기 EL 표시 패널(900)에 입사된 외광(3202)은 흡수형 편광 선택 부재(208)를 투과하여 위상차판(901)을 투과할 때, 그 작용을 받아서, 원편광(여기에서는 예를 들면 우회전의 원편광)이 된다. 위상차판(901)을 투과한 외광(3202)은 금속 전극(905)에서 반사될 때, 위상이 π만큼 변위되어 회전 방향이 반대인 원편광(좌회전의 원편광)이 된다. 금속 전극(905)에서 반사된 외광(3202)은 다시 위상차판(901)을 투과할 때, 그 작용을 받아서 이번에는 제2 직선 편광이 되고 흡수형 편광 선택 부재(208)에서 흡수되기 때문에 관찰자(2000)측으로는 돌아가지 않는다.

따라서, 화상 표시 상태에서는, 유기 EL 표시 패널(900)로부터 출사된 화상광(3201)은 거의 손실되지 않고 관찰자를 향하기 때문에 밝은 화상을 얻을 수 있다. 또한, 주위로부터 표시 장치로 입사되는 외광(3202)은 거울 상태인 경우에 거울로서 기능하는 반사형 편광 선택 부재(300)에서의 반사는 없고, 또한 유기 EL 표시 패널(900)의 금속 전극(905)에서 반사된 광은 흡수형 편광 선택 부재(208)에서 흡수되기 때문에, 관찰자(2000)에게 거의 시인되지 않는다. 즉, 외광의 불필요 반사가 억제된, 콘트라스트비가 높은 화상 표시를 실현할 수 있다.

한편, 표시 장치를 거울 상태로 하는 경우, 투과 편광축 가변부(400)는 이것을 구성하는 액정층(407)에 전계를 인가하여 온(ON) 상태로 한다. 거울 상태의 경우, 관찰자(2000)측으로부터 표시 장치로 향하는 외광(3203)은 비편광인데, 흡수형 편광 선택 부재(500)를 투과할 때, 제1 직선 편광 성분은 흡수되고 제2 직선 편광 성분만이 투과되어 투과 편광축 가변부(400)에 입사된다. 이 때, 투과 편광축 가변부(400)에 입사된 외광(3203)은 투과 편광축 가변부(400)를 편광축이 변화하지 않고 제2 직선 편광축의 상태로 투과하여, 반사형 편광 선택 부재(300)에 도달한다. 반사형 편광 선택 부재(300)에서는 제1 직선 편광 성분은 투과하고 제2 직선 편광 성분은 경면 반사하기 때문에, 외광(3203)은 반사형 편광 선택 부재(300)에서 반사된다. 반사형 편광 선택 부재(300)에서 반사된 외광(3203)은 투과 편광축 가변부(400)를 편광축이 변화하지 않고 제2 직선 편광의 상태로 투과하고, 아울러 편광 선택 부재(500)도 투과하여 관찰자를 향하기 때문에 거울 상태가 실현된다.

이 때, 거울 상태로 되어 있는 영역에 해당하는 유기 EL 표시 패널(900)의 표시 영역은 거울 기능의 동작과 연동하여, 비발광 상태로 하는 것이 바람직하다. 이 동작에 의해, 반사형 편광 선택 부재(300)의 이면측으로부터의 광 누설을 완전히 없앨 수 있기 때문에, 높은 콘트라스트비의 반사상을 비추는 고품위의 거울을 실현할 수 있으며, 아울러 발광량을 억제한 것 만큼 표시 장치의 소비 전력이 감소한다.

다만, 반드시 비발광의 상태로 하지 않아도 되고, 유기 EL 표시 패널(900)로부터 화상광이 출사되고 있는 경우이더라도, 유기 EL 표시 패널(900)로부터 출사되는 화상광은 흡수형 편광 선택 부재(208)를 투과한 제1 직선 편광광이기 때문에, 반사형 편광 선택 부재(300)를 투과하고, 투과 편광축 가변부(400)를 편광축이 변화하지 않고 제1 직선 편광광의 상태로 투과하여, 흡수형 편광 선택 부재(500)에서 흡수되어 관찰자(2000)에게는 거의 관찰되지 않기 때문에, 높은 콘트라스트비의 반사상을 비추는 거울을 실현할 수 있다.

또, 흡수형 편광 선택 부재(208)나 흡수형 편광 선택 부재(500)로서 기능하는 편광판의 특성은 화상 표시 상태의 화질이나 거울 상태의 거울의 보기 용이함과 직접적인 관계가 있다. 이 때문에, 실시예 1과 마찬가지로, 화상 표시 상태에 있어서 충분한 콘트라스트비를 유지하면서, 휘도를 향상하기 위해서는 흡수형 편광 선택 부재(208)와 흡수형 편광 선택 부재(500) 중의 어느 한쪽의 편광판에 편광도가 높은 편광판을 사용하고, 다른쪽에 편광도가 낮은 편광판을 사용하는 것이 유효하다.

상술한 각 실시예와 같이, 본 발명의 표시 장치에 따르면, 거울로서 기능하는 반사형 편광 선택 부재가 실효적으로 투명한 상태와 거울로서 기능하는 상태로 임의로 전환되므로, 화상 표시 상태와 거울 상태의 전환을 서로의 성능을 열화시키지 않고 실현할 수 있다는 효과가 있다. 즉, 화상 표시 상태에서는 화상광이 거의 손실되지 않는 밝은 화상을 얻을 수 있고, 주위가 밝은 환경이더라도, 투영이나 그에 따른 콘트라스트비의 저하와 같은 외광에 기인한 화질의 열화가 없는 고품위의 화상이 얻어진다는 효과가 있다.

한편, 거울 상태에서는, 외광을 효율성 좋게 반사하기 때문에 밝은 거울을 실현할 수 있으며, 아울러 화상광의 광 누설이 억제되기 때문에, 콘트라스트비가 높은 화상광을 비추는 거울을 실현할 수 있다는 효과가 있다. 따라서, 거울 상태일 때에는 사람이 자신의 얼굴이나 모습을 비추어 관찰하기에 적합한 보기 쉬운 반사상을 얻을 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 고화질의 화상을 표시하는 상태와, 사람이 자신의 얼굴이나 모습을 비추어 관찰하기에 적합한 보기 쉬운 반사상을 얻을 수 있는 거울 상태로 전환 가능한 장치를 제공할 수 있다.

Claims (22)

1. 원하는 화상을 표시하기 위한 화상광을 출사하는 화상 표시부와, 상기 화상 표시부에 중첩하여 배치된, 상기 화상광을 투과하는 화상 투과 상태와 외광을 반사하는 거울 상태로 전환 가능한 거울 기능부를 가지며,

   상기 거울 기능부는 상기 화상 표시부측으로부터 차례로 배치된, 반사형 편광 선택 수단과, 투과 편광축 가변 수단과, 흡수형 편광 선택 수단을 포함하며, 상기 반사형 편광 선택 수단은 미리 정한 편광축의 제1 편광을 투과하고 상기 제1 편광과 편광축이 교차하는 제2 편광을 반사하고, 상기 투과 편광축 가변 수단은 입사된 상기 제1 편광을 상기 제2 편광으로 변화시켜 투과하는 상태와 입사된 광의 편광축을 변화시키지 않고 투과하는 상태로 전환 가능하며, 상기 흡수형 편광 선택 수단은 상기 제1 편광 및 상기 제2 편광 중 한쪽을 투과하고 다른쪽을 흡수하며,

   상기 화상 표시부는 상기 제1 편광을 투과하고 상기 제2 편광을 흡수하는 화상광용 편광 선택 수단을 구비하며, 상기 화상광용 편광 선택 수단을 투과한 상기 제1 편광을 상기 화상광으로서 출사하는 것을 특징으로 하는 화상 표시 상태와 거울 상태를 전환 가능한 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 거울 기능부를 상기 화상 투과 상태와 상기 거울 상태로 전환하기 위한 전환 수단을 가지며, 상기 전환 수단은 상기 투과 편광축 가변 수단을 상기 제1 편광을 상기 제2 편광으로 변화시키는 상태로 전환함으로써, 상기거울 기능부를 상기 화상 투과 상태로 전환하고, 상기 투과 편광축 가변 수단을 상기 입사된 편광축을 변화시키지 않고 투과하는 상태로 전환함으로써, 상기 거울 기능부를 상기 거울 상태로 전환하는 것을 특징으로 하는 화상 표시 상태와 거울 상태를 전환 가능한 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 거울 기능부를 상기 화상 투과 상태와 상기 거울 상태로 전환하기 위한 전환 수단을 가지며, 상기 전환 수단은 상기 투과 편광축 가변 수단을 상기 입사된 편광축을 변화시키지 않고 투과하는 상태로 전환함으로써, 상기 거울 기능부를 상기 화상 투과 상태로 전환하고, 상기 투과 편광축 가변 수단을 상기 제1 편광을 상기 제2 편광으로 변화시키는 상태로 전환함으로써, 상기 거울 기능부를 상기 거울 상태로 전환하는 것을 특징으로 하는 화상 표시 상태와 거울 상태를 전환 가능한 장치.
4. 원하는 화상을 표시하기 위한 화상광을 출사하는 화상 표시부와, 상기 화상 표시부에 중첩하여 배치된, 상기 화상광을 투과하는 화상 투과 상태와 외광을 반사하는 거울 상태로 전환 가능한 거울 기능부를 가지며,

   상기 거울 기능부는 상기 화상 표시부측으로부터 차례로 배치된, 제1 반사형 편광 선택 수단과, 투과 편광축 가변 수단과, 제2 반사형 편광 선택 수단과, 가변 편광 선택 수단을 포함하며, 상기 제1 반사형 편광 선택 수단은 미리 정한 편광축의 제1 편광을 투과하고 상기 제1 편광과 편광축이 교차하는 제2 편광을 반사하고,상기 투과 편광축 가변 수단은 입사된 상기 제1 편광을 상기 제2 편광으로 변화시켜서 투과하는 상태와 입사된 광의 편광축을 변화시키지 않고 투과하는 상태로 전환 가능하며, 상기 제2 반사형 편광 선택 수단은 상기 제1 편광 및 상기 제2 편광 중의 한쪽을 반사하고 다른쪽을 투과하고, 상기 가변 편광 선택 수단은 상기 제1 편광 및 제2 편광 중의 한쪽을 흡수하고 다른쪽을 투과하는 상태와 전체 편광 성분을 투과하는 상태로 전환 가능하며,

   상기 화상 표시부는 상기 제1 편광을 투과하고 상기 제2 편광을 흡수하는 화상광용 편광 선택 수단을 구비하고, 상기 화상광용 편광 선택 수단을 투과한 상기 제1 편광을 상기 화상광으로서 출사하는 것을 특징으로 하는 화상 표시 상태와 거울 상태를 전환 가능한 장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 거울 기능부를 상기 화상 투과 상태와 상기 거울 상태로 전환하기 위한 전환 수단을 가지며, 상기 전환 수단은 상기 투과 편광축 가변 수단을, 상기 제1 편광을 상기 제2 편광으로 변화시키는 상태로 전환함과 아울러, 상기 가변 편광 선택 수단을, 상기 제1 편광을 흡수하여 상기 제2 편광을 투과하는 상태로 전환함으로써, 상기 거울 기능부를 상기 화상 투과 상태로 전환하고, 상기 투과 편광축 가변 수단을, 상기 입사된 편광축을 변화시키지 않고 투과하는 상태로 전환함과 아울러, 상기 가변 편광 선택 수단을, 상기 전체 편광 성분을 투과하는 상태로 전환함으로써, 상기 거울 기능부를 상기 거울 상태로 전환하는 것을 특징으로 하는 화상 표시 상태와 거울 상태를 전환 가능한 장치.
6. 제4항에 있어서, 상기 거울 기능부를 상기 화상 투과 상태와 상기 거울 상태로 전환하기 위한 전환 수단을 가지며, 상기 전환 수단은 상기 투과 편광축 가변 수단을, 상기 입사된 편광축을 변화시키지 않고 투과하는 상태로 전환함과 아울러, 상기 가변 편광 선택 수단을, 상기 제2 편광을 흡수하고 상기 제1 편광을 투과하는 상태로 전환함으로써, 상기 거울 기능부를 상기 화상 투과 상태로 전환하고, 상기 투과 편광축 가변 수단을, 상기 제1 편광을 상기 제2 편광으로 변화시키는 상태로 전환함과 아울러, 상기 가변 편광 선택 수단을, 상기 전체 편광 성분을 투과하는 상태로 전환함으로써, 상기 거울 기능부를 상기 거울 상태로 전환하는 것을 특징으로 하는 화상 표시 상태와 거울 상태를 전환 가능한 장치.
7. 원하는 화상을 표시하기 위한 화상광을 출사하는 화상 표시부와, 상기 화상 표시부에 중첩하여 배치된, 상기 화상광을 투과하는 화상 투과 상태와 외광을 반사하는 거울 상태로 전환 가능한 거울 기능부를 가지며,

   상기 거울 기능부는 상기 화상 표시부측으로부터 차례로 배치된, 제1 반사형 편광 선택 수단과, 투과 편광축 가변 수단과, 제2 반사형 편광 선택 수단을 포함하며, 상기 제1 반사형 편광 선택 수단은 미리 정한 편광축의 제1 편광을 투과하고 상기 제1 편광과 편광축이 교차하는 제2 편광을 반사하고, 상기 투과 편광축 가변 수단은 입사된 상기 제1 편광을 상기 제2 편광으로 변화시켜 투과하는 상태와 입사된 광의 편광축을 변화시키지 않고 투과하는 상태로 전환 가능하며, 상기 제2 반사형 편광 선택 수단은 상기 제1 편광 및 상기 제2 편광 중의 한쪽을 반사하고 다른쪽을 투과하고,

   상기 화상 표시부는 상기 제1 편광을 투과하고 상기 제2 편광을 흡수하는 화상광용 편광 선택 수단을 구비하고, 상기 화상광용 편광 선택 수단을 투과한 상기 제1 편광을 상기 화상광으로서 출사하는 것을 특징으로 하는 화상 표시 상태와 거울 상태를 전환 가능한 장치.
8. 제2항, 제3항, 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 화상 표시부는 상기 화상광을 출사하지 않는 상태로 전환 가능하며, 상기 전환 수단은 상기 거울 기능부를 상기 거울 상태로 전환한 경우에는, 이것과 연동시켜, 상기 화상광을 출사시키지 않는 상태로 상기 화상 표시부를 전환하는 것을 특징으로 하는 화상 표시 상태와 거울 상태를 전환 가능한 장치.
9. 제8항에 있어서, 상기 화상 표시부는 조명 장치와, 액정 소자를 포함하고, 상기 전환 수단은 상기 화상광을 출사시키지 않는 상태로 상기 화상 표시부를 전환하기 위하여, 상기 조명 장치를 소등하거나, 또는 상기 액정 소자를 암표시로 전환하는 것을 특징으로 하는 화상 표시 상태와 거울 상태를 전환 가능한 장치.
10. 제8항에 있어서, 상기 투과 편광축 가변 수단은 일부의 영역만을 상기 입사된 편광축을 변화시키지 않고 투과하는 상태로 전환 가능한 구성이고,

    상기 전환 수단은 상기 일부의 영역만을, 상기 입사된 편광축을 변화시키지 않고 투과하는 상태로 전환한 경우에는, 상기 일부의 영역과 서로 겹치는 부분의 상기 화상 표시부의 표시를 암표시로 전환하여, 당해 부분으로부터 상기 화상광을 출사시키지 않는 것을 특징으로 하는 화상 표시 상태와 거울 상태를 전환 가능한 장치.
11. 제1항, 제4항 또는 제7항에 있어서, 상기 투과 편광축 가변 수단은 액정층과, 상기 액정층의 층두께 방향으로 전계를 인가하기 위한 전극을 포함하고, 상기 액정층은 전계가 인가되어 있지 않을 때에 액정 분자의 장축 방향이 층두께 방향으로 연속적으로 90도 트위스트되고, 전계가 인가되어 있을 때에 액정 분자의 장축 방향이 층두께 방향으로 평행하게 되는 구성이고, 상기 거울 기능부가 거울 상태일 때, 상기 투과 편광축 가변 수단은 상기 액정층에 전계를 인가하고 있는 상태인 것을 특징으로 하는 화상 표시 상태와 거울 상태를 전환 가능한 장치.
12. 제1항, 제4항 또는 제7항에 있어서, 상기 투과 편광축 가변 수단은 액정층과, 상기 액정층의 층두께 방향으로 전계를 인가하기 위한 전극을 포함하고, 상기 액정층은 전계가 인가되어 있지 않을 때에 액정 분자의 장축 방향이 층두께 방향으로 연속적으로 90도 트위스트되고, 전계가 인가되어 있을 때에 액정 분자의 장축 방향이 층두께 방향으로 평행하게 되는 구성이고, 상기 거울 기능부가 거울 상태일 때, 상기 투과 편광축 가변 수단은 상기 액정층에 전계를 인가하고 있지 않는 상태인 것을 특징으로 하는 화상 표시 상태와 거울 상태를 전환 가능한 장치.
13. 제1항에 있어서, 상기 화상광용 편광 선택 수단의 편광도를 P1, 상기 흡수형 편광 선택 수단의 편광도를 P2로 한 경우, 0.966≤P1≤0.995≤P2의 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는 화상 표시 상태와 거울 상태를 전환 가능한 장치.
14. 제1항에 있어서, 상기 화상광용 편광 선택 수단의 편광도를 P1, 상기 흡수형 편광 선택 수단의 편광도를 P2로 한 경우, 0.966≤P2≤0.995≤P1의 관계를 만족하고, 상기 거울 기능부를 상기 거울 상태로 전환한 경우에는, 이것과 연동시켜, 상기 화상광을 출사시키지 않는 상태로 상기 화상 표시부를 전환하는 것을 특징으로 하는 화상 표시 상태와 거울 상태를 전환 가능한 장치.
15. 제4항 또는 제7항에 있어서, 상기 제1 반사형 편광 선택 수단은 상기 제2 반사형 편광 선택 수단과의 간격이 0.11㎜ 이하가 되도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 화상 표시 상태와 거울 상태를 전환 가능한 장치.
16. 제1항, 제4항 또는 제7항에 있어서, 상기 거울 기능부는 거울 상태가 되는 영역의 크기가 적어도 58.6㎜×39.1㎜인 것을 특징으로 하는 화상 표시 상태와 거울 상태를 전환 가능한 장치.
17. 제1항에 있어서, 상기 화상 표시부는 유기 일렉트로루미네선스 표시 소자를 포함하고, 유기 일렉트로루미네선스 표시 소자의 발광층과 상기 반사형 편광 선택 수단 사이에는, 위상차판과 상기 화상광용 편광 선택 수단이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 화상 표시 상태와 거울 상태를 전환 가능한 장치.
18. 제1 편광 상태를 갖는 광을 출사하는 화상 표시부와, 상기 화상 표시부에 중첩하여 배치되어, 상기 화상 표시 부재로부터의 화상광을 투과하는 화상 표시 상태와, 외부로부터 상기 화상 표시 부재로 향하는 광을 반사하는 거울 상태 중의 어느 하나를 선택 가능한 거울 기능부를 구비하고,

    상기 거울 기능부가 거울 상태로 전환된 경우, 그 동작에 연동하여, 상기 화상 표시 부재의 발광 상태를 비발광 상태로 전환하는 전환 수단을 형성한 것을 특징으로 하는 표시 장치.
19. 제18항에 있어서, 상기 화상 표시부가, 일정한 간극를 갖고 접합된 한쌍의 투명 기판과, 이들 투명 기판 사이에 끼워진 액정층과, 상기 한쌍의 투명 기판의 적어도 한쪽에 투명 전극에 의해 형성되는 매트릭스 형상으로 배치된 화소 전극군과, 상기 액정층의 시인(視認)측에 배치한 상기 제1 직선 편광 성분은 투과하여 상기 제2 직선 편광 성분은 흡수하는 표시용 편광 선택 수단과, 상기 액정층의 이면측(裏面側)에 배치한 편광판과, 또 그 배면(背面)에 배치한 조명 장치를 가지며,

    상기 전환 수단은 상기 거울 기능부가 거울 상태인 경우에 상기 조명 장치를소등하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
20. 제18항에 있어서, 상기 화상 표시부가, 일정한 간극를 갖고 접합된 한쌍의 투명 기판과, 이들 투명 기판 사이에 끼워진 액정층과, 상기 한쌍의 투명 기판의 적어도 한쪽에 투명 전극에 의해 형성되는 매트릭스 형상으로 배치된 화소 전극군과, 상기 액정층의 시인(視認)측에 배치한 상기 제1 직선 편광 성분은 투과하여 상기 제2 직선 편광 성분은 흡수하는 표시용 편광 선택 수단과, 상기 액정층의 이면측에 배치한 편광판과, 또 그 배면에 배치한 조명 장치를 가지며,

    상기 전환 수단은 상기 거울 기능부가 거울 상태인 경우에 상기 거울 상태의 영역과 겹치는 상기 화상 표시 부재의 영역의 상기 액정층을 암표시 상태로 하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
21. 표시 장치를 구비하는 기기에 있어서,

    상기 표시 장치는 원하는 화상을 표시하기 위한 화상광을 출사하는 화상 표시부와, 상기 화상 표시부에 중첩하여 배치된, 상기 화상광을 투과하는 화상 투과 상태와 외광을 반사하는 거울 상태로 전환 가능한 거울 기능부를 갖고,

    상기 거울 기능부는 상기 화상 표시부측으로부터 차례로 배치된, 반사형 편광 선택 수단과, 투과 편광축 가변 수단과, 흡수형 편광 선택 수단을 포함하고, 상기 반사형 편광 선택 수단은 미리 정한 편광축의 제1 편광을 투과하고 상기 제1 편광과 편광축이 교차하는 제2 편광을 반사하고, 상기 투과 편광축 가변 수단은 입사된 상기 제1 편광을 상기 제2 편광으로 변화시켜 투과하는 상태와 입사된 광의 편광축을 변화시키지 않고 투과하는 상태로 전환 가능하고, 상기 흡수형 편광 선택 수단은 상기 제1 편광을 투과하고 제2 편광을 흡수하며,

    상기 화상 표시부는 상기 제1 편광을 투과하고 상기 제2 편광을 흡수하는 화상광용 편광 선택 수단을 구비하고, 상기 화상광용 편광 선택 수단을 투과한 상기 제1 편광을 상기 화상광으로서 출사하는 것을 특징으로 하는 기기.
22. 원하는 컬러 화상을 표시하기 위한 화상광을 출사하는 화상 표시부와, 상기 화상 표시부에 중첩하여 배치된, 전환 기능부를 가지며,

    상기 전환 기능부는 상기 화상 표시부의 상기 화상광을 외부로 투과시켜 외부에 컬러 화상을 표시시키는 상태와, 상기 화상 표시부를 거울 상태로 하기 위하여, 입사된 외광을 상기 화상 표시부에 반사되는 편광 상태로 변화시키는 상태로 전환 가능하고,

    상기 전환 기능부는 상기 화상 표시부측으로부터 차례로 배치된, 투과 편광축 가변 수단과, 흡수형 편광 선택 수단을 포함하고, 상기 투과 편광축 가변 수단은 미리 정한 편광축의 제1 편광이 입사되면 상기 제1 편광과 편광축이 교차하는 제2 편광으로 변화시켜 투과하는 상태와, 입사된 광의 편광축을 변화시키지 않고 투과하는 상태로 전환 가능하고, 상기 흡수형 편광 선택 수단은 상기 제1 편광 및 상기 제2 편광 중의 한쪽을 투과하고 다른쪽을 흡수하고,

    상기 화상 표시부는 필드 순차 컬러 표시 방식에 의해 컬러 표시를 행하는구성이며,

    상기 화상 표시부는 상기 제1 편광을 투과하고 상기 제2 편광을 반사하는 반사형 편광 선택 수단을 구비하고, 상기 반사형 편광 선택 수단을 투과시킴으로써, 상기 제1 편광의 컬러의 상기 화상광을 생성하는 것을 특징으로 하는 화상 표시 상태와 거울 상태를 전환 가능한 장치.