WO2016152311A1 - ミラーディスプレイ - Google Patents

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WO2016152311A1
WO2016152311A1 PCT/JP2016/054227 JP2016054227W WO2016152311A1 WO 2016152311 A1 WO2016152311 A1 WO 2016152311A1 JP 2016054227 W JP2016054227 W JP 2016054227W WO 2016152311 A1 WO2016152311 A1 WO 2016152311A1
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liquid crystal
polarizing plate
mode
crystal display
display panel
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PCT/JP2016/054227
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坂井　彰
博之 箱井
雅浩 長谷川
箕浦　潔
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シャープ株式会社
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    • G02F2203/00—Function characteristic
    • G02F2203/07—Polarisation dependent

Definitions

  • the present invention relates to a mirror display. More specifically, the present invention relates to a mirror display that achieves both a mirror mode that functions as a mirror and a display mode that displays an image.
  • mirror displays have been proposed in which a half mirror layer is arranged on the observation surface side of a display device to give the display device a function as a mirror (for example, Patent Documents 1 to 4). reference).
  • image display is performed by display light emitted from the display device, and the mirror display is also used as a mirror by reflecting external light.
  • the half mirror layer an optical member having a reflection function is used, and a reflective polarizing plate such as a multilayer reflective polarizing plate is known.
  • the reflective polarizing plate has a function of reflecting polarized light having an orientation parallel to the reflection axis of incident light and transmitting polarized light having an orientation perpendicular to the reflection axis. Therefore, according to the reflective polarizing plate, light emitted from the display device can be transmitted as display light to the observation surface side, and external light in a direction orthogonal to the polarization direction of the display light can be reflected to the observation surface side. it can.
  • a mirror display using a reflective polarizing plate as a half mirror layer uses such a principle to switch between a display mode and a mirror mode.
  • the display quality in the display mode is not sufficient. Further, since the mirror mode is limited to the use as a mirror, improvement in its design has been desired. The reason for this will be described below.
  • the half mirror layer disposed on the observation surface side of the display device reflects external light at a certain rate regardless of the state of the display device (display state or non-display state). Therefore, there is no problem when used in a dark room or the like without external light.
  • the mirror display becomes bright. . That is, the reflection of external light by the half mirror layer is unnecessary in the display mode, and the display quality (for example, contrast) of the mirror display may be lowered.
  • the half mirror layer reflects external light at a constant rate regardless of the state of the display device, the reflectance and hue of the mirror display are constant. Therefore, in the mirror mode, for example, the color of the mirror cannot be changed with time (reflected light is colored), and a pattern cannot be drawn on the mirror, so that the design is not sufficient.
  • Patent Document 1 discloses a case where a reflection-type polarization selection member is used as a half mirror layer, and a transmission polarization axis variable portion and an absorption-type polarization selection member are sequentially arranged on the observation surface side.
  • the transmission polarization axis variable unit changes the polarization state when the incident linearly polarized light is transmitted, and changes the polarization state to the linearly polarized light whose polarization axis is orthogonal to the incident linearly polarized light.
  • the configuration is such that any one of the unchangeable states can be selected.
  • the present invention has been made in view of the above situation, and an object of the present invention is to provide a mirror display in which the display quality in the display mode does not deteriorate and the color of reflected light in the mirror mode can be adjusted. is there.
  • the inventors of the present invention have studied various types of mirror displays in which the display quality in the display mode does not deteriorate and the color of the reflected light in the mirror mode can be adjusted. Attention was focused on a configuration in which a liquid crystal display panel and an absorption-type polarizing plate are sequentially arranged.
  • the reflective polarizing plate and the absorbing polarizing plate are arranged so that their transmission axes are parallel to each other, and further, as a liquid crystal display panel, when transmitting incident polarized light, a mode in which the polarization state is not changed, Using a liquid crystal display panel of a birefringence mode that can be switched to a mode that changes the polarization state, a configuration was found in which the liquid crystal display panel gives a specific phase difference in the mode that changes the polarization state.
  • the inventors have conceived that the above problems can be solved brilliantly and have reached the present invention.
  • one embodiment of the present invention includes a display device having a polarizing plate, a reflective polarizing plate, a birefringence mode liquid crystal display panel, and an absorptive polarizing plate in order from the back side.
  • the transmission axis of the liquid crystal display panel is parallel to the transmission axis of the absorptive polarizing plate, and the liquid crystal display panel has a non-coloring mode that does not change the polarization state of the polarized light when transmitting the incident polarized light, and the polarized light of the polarized light.
  • the color mode is selected when the display device is in a non-display state, and in the color mode, the liquid crystal display panel is light with a wavelength of 550 nm. It may be a mirror display that changes the phase difference to a value larger than 275 nm when measured.
  • the present invention it is possible to provide a mirror display capable of adjusting the color of reflected light in the mirror mode without deteriorating the display quality in the display mode.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a mirror display of Embodiment 1.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a simulation sample of the mirror display of Example 1.
  • 10 is a schematic cross-sectional view showing a simulation sample of the mirror display of Comparative Example 1.
  • FIG. It is a cross-sectional schematic diagram which shows the sample for simulation of the mirror display of the comparative example 2.
  • It is a cross-sectional schematic diagram which shows the sample for evaluation which has retardation film.
  • It is a graph which shows the calculation result of the reflection spectrum with respect to the sample for evaluation which has a phase difference film (phase difference: 300 nm, 400 nm, 500 nm, 600 nm, 700 nm).
  • phase difference film phase difference: 300 nm, 400 nm, 500 nm, 600 nm, 700 nm.
  • FIG. 7 is an xy chromaticity diagram derived from the calculation result of FIG. 6. It is a graph which shows the measurement result of the reflection spectrum with respect to the sample for evaluation which has a phase difference film (phase difference: 300 nm, 400 nm, 500 nm, 600 nm, 700 nm). It is xy chromaticity diagram derived
  • FIG. 3 is an xy chromaticity diagram derived from simulation results for an evaluation sample having a retardation film (phase difference: 0 nm to 1000 nm).
  • FIG. 11 is an xy chromaticity diagram extracted from the range of 0 nm to 250 nm in FIG. FIG.
  • FIG. 11 is an xy chromaticity diagram extracted from the range of 250 nm to 500 nm in FIG.
  • FIG. 11 is an xy chromaticity diagram extracted from the range of 500 nm to 750 nm in FIG.
  • FIG. 11 is an xy chromaticity diagram extracted from the range of 750 nm to 1000 nm in FIG. 3 is an xy chromaticity diagram derived from the simulation result of Example 1.
  • FIG. 6 is an xy chromaticity diagram derived from simulation results of Example 2.
  • FIG. 10 is an xy chromaticity diagram derived from the simulation result of Example 3.
  • FIG. 10 is an xy chromaticity diagram derived from simulation results of Example 4.
  • FIG. 6 is an xy chromaticity diagram derived from simulation results of Example 2.
  • FIG. 10 is an xy chromaticity diagram derived from the simulation result of Example 3.
  • FIG. 10 is an xy chromaticity diagram derived from simulation results of
  • FIG. 6 is an xy chromaticity diagram derived from a simulation result of Comparative Example 1.
  • FIG. It is a graph which shows the calculation result of the reflection spectrum in the comparative example 1 (applied voltage: 4.8V).
  • 10 is an xy chromaticity diagram derived from a simulation result of Comparative Example 2.
  • FIG. It is a graph which shows the calculation result of the reflection spectrum in the comparative example 2 (at the time of no voltage application).
  • 10 is a schematic cross-sectional view showing a mirror display of Example 9.
  • FIG. It is a cross-sectional schematic diagram which shows the mirror display of the comparative example 3.
  • the type of the display device is not particularly limited, and a display device that emits polarized light other than the liquid crystal display device may be used.
  • the polarizing plate which a display apparatus has refers to an absorption-type polarizing plate or a reflection-type polarizing plate, and does not refer to special polarizing plates other than these polarizing plates.
  • Each of the absorption-type polarizing plate and the reflective-type polarizing plate includes a linearly polarizing plate and a circularly polarizing plate (a ⁇ / 4 plate laminated on a linearly polarizing plate).
  • a linear polarizing plate belonging to the absorption polarizing plate is generally expressed as an absorption polarizing plate (“straight line” is not written).
  • a circularly polarizing plate belonging to the absorbing polarizing plate may be referred to as an absorbing circular polarizing plate.
  • the “display mode” indicates a state in which display light is emitted from the display device (display state), and the display light reaches the observation surface side of the mirror display.
  • the “mirror mode” indicates a state where display light is not emitted from the display device (non-display state).
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating a mirror display according to the first embodiment.
  • the mirror display 1 includes a liquid crystal display device 2, an air layer 3, a reflective polarizing plate 4, a birefringence mode liquid crystal display panel 5, and an absorption in order from the back side to the observation surface side.
  • a mold polarizing plate 6a is provided.
  • the reflective polarizing plate 4, the birefringent mode liquid crystal display panel 5, and the absorbing polarizing plate 6a are bonded to each other via an adhesive (not shown).
  • the liquid crystal display device 2 and the bonded one are fixed by fitting the upper and lower ends of the bonded one to a pair of aluminum rails attached to the upper and lower ends of the liquid crystal display device 2 in a frame shape. ing.
  • the air layer 3 is a space formed in a slight gap between the liquid crystal display device 2 and the reflective polarizing plate 4.
  • observation surface side indicates the upper side of the mirror display 1 in FIG. 1.
  • Back side indicates the lower side of the mirror display 1 in FIG. 1.
  • the liquid crystal display device 2 includes a backlight 7, an absorption polarizing plate 6 b, a display liquid crystal display panel 8, and an absorption polarizing plate 6 c in order from the back side to the observation surface side.
  • the absorptive polarizing plate 6b is attached to the back side of the display liquid crystal display panel 8 via an adhesive (not shown).
  • the absorption polarizing plate 6c is attached to the viewing surface side of the display liquid crystal display panel 8 via an adhesive (not shown).
  • the liquid crystal display device 2 may appropriately include a bezel or the like in the frame area. A bezel made of black plastic resin is suitable.
  • the method of the backlight 7 is not particularly limited, and examples thereof include an edge light method and a direct type method.
  • the type of the display light source of the backlight 7 is not particularly limited, and examples thereof include a light emitting diode (LED: Light Emitting Diode) and a cold cathode tube (CCFL: Cold Cathode Fluorescent Lamp).
  • the absorption type polarizing plate 6a, the absorption type polarizing plate 6b, and the absorption type polarizing plate 6c for example, a polyvinyl alcohol (PVA) film is adsorbed and oriented with an anisotropic material such as an iodine complex having dichroism. , Etc. can be used.
  • PVA polyvinyl alcohol
  • the absorptive polarizing plate has a function of absorbing polarized light having an orientation parallel to the absorption axis of incident light and transmitting polarized light having an orientation orthogonal to the absorption axis.
  • the display liquid crystal display panel 8 has a configuration (not shown) in which a liquid crystal layer is sandwiched between a pair of substrates. A pair of substrates constituting the display liquid crystal display panel 8 are bonded to each other through a sealing material (not shown) so as to sandwich the liquid crystal layer.
  • substrate which comprises the liquid crystal display panel 8 for a display is not specifically limited, For example, the combination etc. of a thin-film transistor array board
  • the thin film transistor array substrate for example, a configuration in which various wirings such as thin film transistor elements are arranged on a glass substrate may be used, or a configuration using a transparent substrate such as a plastic substrate instead of the glass substrate may be used.
  • the structure of the semiconductor layer included in the thin film transistor element is not particularly limited, and may include, for example, amorphous silicon, low-temperature polysilicon, an oxide semiconductor, or the like.
  • Examples of the structure of the oxide semiconductor include a compound composed of indium, gallium, zinc, and oxygen, a compound composed of indium, zinc, and oxygen.
  • the off-leakage current is small. Therefore, when a voltage is applied, the voltage application state is maintained until the next data is written. Is possible. Therefore, from the viewpoint of low power consumption, it is preferable to use a compound including indium, gallium, zinc, and oxygen as the oxide semiconductor.
  • the color filter substrate for example, a configuration in which a color filter layer or the like is arranged on a glass substrate may be used, or a configuration using a transparent substrate such as a plastic substrate instead of the glass substrate may be used.
  • the combination of colors of the color filter layer is not particularly limited, and examples thereof include a combination of red, green, and blue, a combination of red, green, blue, and yellow.
  • the display mode of the liquid crystal display panel 8 for display is not particularly limited, and examples thereof include a TN (Twisted Nematic) mode, a VA (Vertical Alignment) mode, an IPS (In-Plane Switching) mode, and an FFS (Fringe Field Switching) mode. It is done.
  • TN Transmission Nematic
  • VA Vertical Alignment
  • IPS In-Plane Switching
  • FFS Ringe Field Switching
  • the TN mode is a display mode in which the amount of transmitted light is changed by causing liquid crystal molecules that are horizontally aligned by twisting 90 ° between a pair of substrates to rise in a direction perpendicular to the substrate surface by applying a voltage.
  • the linearly polarized light transmitted through the polarizing plate for example, the absorption polarizing plate 6b
  • the TN mode is a display mode using optical rotation.
  • a transmission axis of a polarizing plate for example, an absorption-type polarizing plate 6b
  • a polarizing plate for example, an absorption layer
  • the transmission axis of the polarizing plate (for example, the absorption type polarizing plate 6b) disposed on the back side and the transmission axis of the polarizing plate (for example, the absorption type polarizing plate 6c) disposed on the observation surface side are orthogonalized. And black display are obtained, and when parallel, white display is obtained.
  • the optical rotation has small wavelength dispersion (wavelength dependence)
  • the color of the display light in the TN mode is close to an achromatic color regardless of the presence or absence of voltage application.
  • the relationship between the transmission axis of the absorption-type polarizing plate 6b and the transmission axis of the absorption-type polarizing plate 6c can be appropriately set according to the display mode of the display liquid crystal display panel 8. From the viewpoint of achieving both the visibility of the image in the display mode and the visibility of the mirror image in the mirror mode, it is preferable that the transmission axis of the absorptive polarizing plate 6 c is parallel to the transmission axis of the reflective polarizing plate 4.
  • the absorption polarizing plate 6c may be omitted, and the function thereof may be replaced with the reflective polarizing plate 4.
  • the degree of polarization of the reflective polarizing plate is generally lower than that of the absorbing polarizing plate, if the absorbing polarizing plate 6c is omitted, the contrast in the display mode is lowered. Conversely, if the degree of polarization of the reflective polarizing plate 4 is sufficient, the absorption polarizing plate 6c can be omitted.
  • the degree of polarization of the reflective polarizing plate 4 is preferably 90% or more (contrast ratio is 10 or more), and is 99% or more (contrast ratio is 100 or more). Is more preferable.
  • the reflective polarizing plate 4 for example, a multilayer reflective polarizing plate, a nanowire grid polarizing plate, a reflective polarizing plate using selective reflection of cholesteric liquid crystal, or the like can be used.
  • the multilayer reflective polarizing plate include a reflective polarizing plate (trade name: DBEF) manufactured by Sumitomo 3M Limited.
  • the reflective polarizing plate using selective reflection of cholesteric liquid crystal include a reflective polarizing plate (trade name: PCF) manufactured by Nitto Denko Corporation.
  • the reflectance and transmittance of the reflective polarizing plate 4 are not particularly limited, and can be arbitrarily adjusted by laminating two or more reflective polarizing plates while shifting their transmission axes. In this specification, “reflectance” refers to luminous reflectance unless otherwise specified.
  • the transmission axis of the reflective polarizing plate 4 and the transmission axis of the absorption polarizing plate 6a are parallel.
  • the two transmission axes being parallel means that the angle formed by one transmission axis and the other transmission axis is within a range of 0 ⁇ 3 °, preferably 0 ⁇ 1 °, More preferably, it is in the range of 0 ⁇ 0.5 °, and particularly preferably 0 ° (completely parallel).
  • the birefringence mode liquid crystal display panel 5 does not display an image using the optical rotation like the above-described TN mode liquid crystal display panel, but uses the birefringence of liquid crystal molecules to transmit light.
  • the control is performed.
  • the birefringence mode is a mode in which the phase difference is changed by changing the voltage applied to the liquid crystal molecules.
  • linearly polarized light transmitted through a polarizing plate (for example, a reflective polarizing plate 4) disposed on the back side of the liquid crystal display panel changes in polarization state due to the birefringence of the liquid crystal display panel. Is converted into elliptically polarized light having an ellipticity corresponding to the magnitude of the applied phase difference.
  • the amount of the elliptically polarized light converted in this way is transmitted through the polarizing plate (for example, the absorption-type polarizing plate 6a) arranged on the observation surface side of the birefringence mode liquid crystal display panel is the ellipticity of the elliptically polarized light, in other words, For example, it changes depending on the applied voltage.
  • the polarizing plate for example, the absorption-type polarizing plate 6a
  • the liquid crystal display panel 5 in birefringence mode is not particularly limited as long as it controls light transmittance using birefringence.
  • VA mode VA mode
  • IPS mode FFS mode
  • ECB Electronic Controlled
  • a liquid crystal display panel such as a birefringence mode may be used.
  • a VA mode liquid crystal display panel is one in which liquid crystal molecules having negative dielectric anisotropy are vertically aligned with respect to a substrate surface when no voltage is applied.
  • the phase difference when no voltage is applied is zero, the transmission axis of the polarizing plate (for example, the reflective polarizing plate 4) disposed on the back side, and the viewing surface side.
  • the transmission axis of the polarizing plate for example, the absorption-type polarizing plate 6a
  • the transmission axis of the polarizing plate for example, the absorption-type polarizing plate 6a
  • the transmission axis of the polarizing plate for example, the reflective polarizing plate 4 disposed on the back side and the transmission axis of the polarizing plate (for example, the absorption-type polarizing plate 6a) disposed on the observation surface side. If they are orthogonal, the display light does not reach the observation surface side, and black display is obtained.
  • the liquid crystal molecules when a voltage is applied, the liquid crystal molecules gradually fall in a direction horizontal to the substrate surface, and the phase difference gradually increases accordingly. As a result, the display gradually becomes darker. For example, when the phase difference is 275 nm, the transmittance of light having a wavelength of 550 nm is minimized.
  • an ECB mode liquid crystal display panel is one in which liquid crystal molecules are horizontally aligned with respect to a substrate surface when no voltage is applied.
  • the phase difference when no voltage is applied is not zero.
  • the transmittance of light having a wavelength of 550 nm is minimized.
  • the liquid crystal molecules rise in a direction perpendicular to the substrate surface and the birefringence disappears, that is, the phase difference becomes zero.
  • a polarizing plate for example, the reflective polarizing plate 4
  • a polarizing plate for example, an absorption type
  • the transmission axis of the polarizing plate for example, the reflective polarizing plate 4
  • the transmission axis of the polarizing plate for example, the absorption-type polarizing plate 6a
  • a configuration in which the liquid crystal display device 2 and the reflective polarizing plate 4 are bonded and integrated through an adhesive that is, a configuration in which the air layer 3 does not exist may be employed.
  • a layer that diffuses incident light for example, a polarization diffusion layer
  • a polarization diffusion layer between the reflective polarizing plate 4 and the liquid crystal display panel 5 in the birefringence mode. Is preferably not arranged.
  • the mirror display of Embodiment 1 can be operated on the following principle according to the state of the liquid crystal display panel 5 in the birefringence mode.
  • a mode in which the liquid crystal display panel 5 in the birefringence mode does not change the polarization state with respect to incident polarized light is referred to as a non-coloring mode
  • a mode in which the polarization state is changed is referred to as a coloring mode.
  • Non-coloring mode is a state where the phase difference of the liquid crystal display panel 5 in the birefringence mode is zero.
  • the liquid crystal display panel 5 in the birefringence mode converts the polarized light in the direction parallel to both transmission axes into the polarized light. Permeate without changing state.
  • Such a non-coloring mode corresponds to, for example, when no voltage is applied in a VA mode liquid crystal display panel (a state where a sufficient voltage is not applied so as not to cause a phase difference), and an ECB mode liquid crystal display.
  • this corresponds to a time when a voltage is applied (a state where a sufficient voltage is applied so that a phase difference does not appear).
  • the transmission axis of the reflective polarizing plate 4 is set so as to be parallel to the direction of the polarized light emitted from the liquid crystal display device 2. That is, when the transmission axis of the absorption polarizing plate 6c and the transmission axis of the reflection polarizing plate 4 are made parallel, the birefringence mode liquid crystal display panel 5 converts the polarized light emitted from the liquid crystal display device 2 into its polarization state. Permeate without changing.
  • the observer can display the liquid crystal display panel for display in the same manner as in the case without them. Eight images can be seen.
  • the component that vibrates in the direction parallel to the transmission axis of the absorptive polarizer 6a out of the external light incident on the absorptive polarizer 6a from the observation surface side is transmitted through the absorptive polarizer 6a and becomes linearly polarized light.
  • the linearly polarized light that has passed through the absorptive polarizing plate 6a passes through the birefringence mode liquid crystal display panel 5 without being affected by the birefringence, that is, while maintaining the state of linearly polarized light.
  • the linearly polarized light transmitted through the liquid crystal display panel 5 in the birefringence mode is transmitted through the reflective polarizing plate 4 whose transmission axis is parallel to the transmission axis of the absorption polarizing plate 6a. Thereafter, the linearly polarized light transmitted through the reflective polarizing plate 4 is absorbed by the constituent members of the liquid crystal display device 2.
  • a TN mode liquid crystal display panel is used as the display liquid crystal display panel 8
  • the transmission axis of the absorption polarizing plate 6b and the transmission axis of the absorption polarizing plate 6c are orthogonal, and the transmission axis and reflection of the absorption polarizing plate 6c.
  • the transmission axis of the polarizing plate 4 is parallel, it is absorbed by the absorption polarizing plate 6b or the color filter layer, black matrix, etc. of the TN mode liquid crystal display panel (display liquid crystal display panel 8). .
  • the mirror display of the first embodiment in the non-coloring mode, high-luminance display is possible without reflection of external light by the reflective polarizing plate 4 degrading display quality. That is, according to the mirror display of Embodiment 1, display quality equivalent to that of the liquid crystal display device 2 can be obtained in the display mode. In the non-coloring mode, the liquid crystal display device 2 may be in a non-display state.
  • the coloring mode is a state where the phase difference of the liquid crystal display panel 5 in the birefringence mode is not zero.
  • a coloring mode corresponds to, for example, when a voltage is applied in a VA mode liquid crystal display panel (a state in which a sufficient voltage is applied so that a phase difference appears), and in an ECB mode liquid crystal display panel, a voltage is applied. This corresponds to the time of no application (a state where a sufficient voltage is not applied so that a phase difference appears).
  • the coloring mode is selected when the liquid crystal display device 2 is in a non-display state (mirror mode).
  • the non-display state may be formed on the entire screen of the liquid crystal display device 2 or may be formed on only a part of the screen of the liquid crystal display device 2. In this case, it is preferable that the display liquid crystal display panel 8 does not perform display in whole or in part.
  • Examples of the mode in which no display is performed include a mode in which display light is not emitted from the liquid crystal display device 2 by performing black display or turning off or dimming the backlight 7.
  • the component that vibrates in the direction parallel to the transmission axis of the absorptive polarizer 6a out of the external light incident on the absorptive polarizer 6a from the observation surface side is transmitted through the absorptive polarizer 6a and becomes linearly polarized light.
  • the linearly polarized light that has passed through the absorptive polarizing plate 6a is converted into elliptically polarized light by its birefringence when passing through the liquid crystal display panel 5 in birefringence mode.
  • the component that vibrates in the direction parallel to the transmission axis of the reflective polarizing plate 4 is transmitted through the reflective polarizing plate 4 and then the liquid crystal display device 2. It is absorbed by the constituent members.
  • the component that vibrates in the direction parallel to the reflection axis of the reflective polarizing plate 4 is reflected by the reflective polarizing plate 4. Is reflected as linearly polarized light.
  • the linearly polarized light reflected by the reflective polarizing plate 4 is converted into elliptically polarized light by its birefringence when passing through the liquid crystal display panel 5 in the birefringence mode. Thereafter, of the elliptically polarized light transmitted through the liquid crystal display panel 5 in the birefringence mode, the component that vibrates in the direction parallel to the transmission axis of the absorption polarizing plate 6a is transmitted through the absorption polarizing plate 6a and reflected to the observation surface side. It is emitted as light.
  • the component that vibrates in the direction parallel to the absorption axis of the absorption polarizing plate 6a is absorbed by the absorption polarizing plate 6a.
  • the mirror display of Embodiment 1 can function as a mirror in the coloring mode. Furthermore, since the change in the polarization state due to birefringence, and the accompanying change in transmittance and reflectance have a large chromatic dispersion, the intensity of the reflected light varies depending on the wavelength, and light having a specific wavelength is different from other A state in which light is reflected more strongly than light having a wavelength is realized. That is, according to the mirror display of Embodiment 1, the reflected light looks colored in the mirror mode.
  • the transmission axis of the reflective polarizing plate 4 and the transmission axis of the absorption polarizing plate 6a are orthogonal to each other will be described below.
  • the non-coloring mode the polarized light emitted from the liquid crystal display device 2 is transmitted through the absorption polarizing plate 6a even if the transmission axis of the absorption polarizing plate 6c and the transmission axis of the reflection polarizing plate 4 are parallel. Cannot be absorbed. That is, the display light from the liquid crystal display device 2 does not reach the observation surface side.
  • the coloring mode the liquid crystal display device 2 is in a non-display state, and the display mode cannot be realized.
  • the transmission axis of the reflective polarizing plate 4 and the transmission axis of the absorption polarizing plate 6a are parallel.
  • the color of the reflected light can be adjusted by the effective phase difference provided by the liquid crystal display panel 5 in the birefringence mode.
  • effective phase difference also simply referred to as phase difference
  • the liquid crystal molecules are vertically aligned with respect to the substrate surface when no voltage is applied, and therefore the effective phase difference is zero.
  • the liquid crystal molecules gradually fall in the horizontal direction with respect to the substrate surface, and the effective phase difference gradually increases accordingly.
  • the effective phase difference is maximized.
  • the refractive index anisotropy of the liquid crystal (liquid crystal layer) constituting the liquid crystal display panel is ⁇ n and the thickness is d
  • the maximum effective retardation is, in principle, ⁇ nd (hereinafter referred to as liquid crystal retardation).
  • liquid crystal molecules existing in the vicinity of the substrate surface hardly move even when a voltage is applied due to the alignment regulating force of the alignment film.
  • the alignment state of the liquid crystal molecules is not uniform in the thickness direction.
  • the transmittance of the liquid crystal display panel 5 in the birefringence mode is, in principle, the minimum when the effective phase difference is half the wavelength of the incident light. That is, changing the effective phase difference to a value larger than half of the wavelength of the incident light sufficiently changes the alignment state of the liquid crystal molecules.
  • the liquid crystal molecules Is equivalent to changing from a vertically aligned state to a horizontally aligned state with respect to the substrate surface. Therefore, in the coloring mode, if the liquid crystal display panel 5 in the birefringence mode gives a phase difference (effective value) larger than half of the wavelength of incident light, the color of the reflected light can be adjusted.
  • phase difference of the birefringence mode liquid crystal display panel 5 is usually designed for light having a wavelength of 550 nm, which has the highest human visibility. Therefore, in the coloring mode, the color of the reflected light can be adjusted if the liquid crystal display panel 5 in the birefringence mode gives a phase difference larger than 275 nm when measured with light having a wavelength of 550 nm. Note that “giving a phase difference larger than 275 nm” indicates that the phase difference is changed to a value larger than 275 nm, specifically, the phase difference can be changed to a maximum X, and It shows that the phase difference X is a value larger than 275 nm.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a sample for simulation of the mirror display of Example 1.
  • the simulation sample of Example 1 the same configuration as that of the mirror display of Embodiment 1 was adopted except that the light absorber 9 was arranged instead of the liquid crystal display device 2.
  • the liquid crystal display device 2 substantially functions as a light absorber, there is no problem even if a simulation is performed by changing the liquid crystal display device 2 to the light absorber 9.
  • the liquid crystal retardation of the liquid crystal display panel 5 in the birefringence mode shows a value when measured with light having a wavelength of 550 nm.
  • the orientation of the transmission axis, the reflection axis, and the absorption axis, and the orientation direction are defined as positive (+) counterclockwise with respect to the longitudinal direction (long side) of the simulation sample as a reference (0 °). Indicates.
  • Example 2 A sample for simulation similar to that of Example 1 was adopted except that the liquid crystal retardation of the liquid crystal display panel 5 in the birefringence mode was 600 nm.
  • Example 3 A sample for simulation similar to that in Example 1 was adopted except that the liquid crystal retardation of the liquid crystal display panel 5 in the birefringence mode was 800 nm.
  • Example 4 A sample for simulation similar to that of Example 1 was adopted except that the liquid crystal retardation of the liquid crystal display panel 5 in the birefringence mode was set to 1000 nm.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a simulation sample of the mirror display of Comparative Example 1.
  • the light absorber 109, the air layer 103, the reflective polarizing plate 104, and the optical rotation mode liquid crystal display panel 111 are sequentially arranged from the back surface side to the observation surface side.
  • the structure provided with the absorption-type polarizing plate 106a was employ
  • liquid crystal retardation of the liquid crystal display panel 111 in the optical rotation mode indicates a value when measured with light having a wavelength of 550 nm.
  • the direction of the transmission axis, the reflection axis, and the absorption axis, and the rubbing direction are defined as positive (+) counterclockwise with respect to the longitudinal direction (long side) of the simulation sample as a reference (0 °). Indicates.
  • the optical rotation mode liquid crystal display panel 111 As the optical rotation mode liquid crystal display panel 111, a TN mode liquid crystal display panel is adopted. However, the transmission axis of the reflective polarizing plate 104 disposed on the back side thereof and the absorption polarizing plate 106a disposed on the observation surface side are employed. Since the transmission axis is orthogonal, the arrangement of these members realizes a normally white configuration. That is, in the mirror display of Comparative Example 1, when the optical rotation mode liquid crystal display panel 111 is in a state in which no voltage is applied, the display light from the back side (display device) is transmitted to the observation surface side and from the observation surface side. Outside light is not reflected. On the other hand, in a state where a sufficient voltage is applied to the liquid crystal display panel 111 in the optical rotation mode, external light from the observation surface side is reflected to the observation surface side, that is, can be operated as a mirror mode.
  • (Comparative Example 2) 4 is a schematic cross-sectional view showing a simulation sample of the mirror display of Comparative Example 2.
  • FIG. 4 As shown in FIG. 4, as a simulation sample of Comparative Example 2, the light absorber 109, the air layer 103, the reflective polarizing plate 104, and the optical rotation mode liquid crystal display panel 111 are sequentially arranged from the back surface side to the observation surface side. And the structure provided with the absorption-type polarizing plate 106b was employ
  • the constituent members of the simulation sample of Comparative Example 2 are the same as those of Comparative Example 1 except that the transmission axis direction of the absorption polarizing plate 106b is set to -45 ° and the absorption axis direction is set to 45 °. Adopted.
  • the optical rotation mode liquid crystal display panel 111 As the optical rotation mode liquid crystal display panel 111, a TN mode liquid crystal display panel is employed. However, the transmission axis of the reflective polarizing plate 104 disposed on the back surface side and the absorption polarizing plate 106b disposed on the observation surface side. Therefore, according to the arrangement of these members, a normally black type configuration is realized. That is, in the mirror display of the comparative example 2, when the liquid crystal display panel 111 in the optical rotation mode is in a state where no voltage is applied, external light from the observation surface side is reflected to the observation surface side, that is, operates in the mirror mode. be able to. On the other hand, in a state where a sufficient voltage is applied to the liquid crystal display panel 111 in the optical rotation mode, display light from the back side (display device) is transmitted to the observation surface side, and external light from the observation surface side is not reflected.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing a sample for evaluation having a retardation film. As shown in FIG. 5, the same configuration as the simulation sample of Example 1 was adopted as the evaluation sample except that the retardation film 10 was disposed instead of the birefringence mode liquid crystal display panel 5.
  • the retardation film 10 As each constituent member of the sample for evaluation, as the retardation film 10, a transparent film made of a cycloolefin polymer is uniaxially stretched (retardation per sheet: 100 nm, thickness per sheet: 30 ⁇ m). The same ones as those used in Example 1 were used except that the number of layers laminated via an acrylic pressure-sensitive adhesive was adopted and the phase difference was changed to five types of 300 nm, 400 nm, 500 nm, 600 nm, and 700 nm. In addition, the phase difference of the retardation film 10 shows a value when measured with light having a wavelength of 550 nm.
  • a D65 light source was used as the external light incident on the absorption polarizing plate 6a from the observation surface side.
  • the simulation was performed using a liquid crystal optical simulator (trade name: LCD Master) manufactured by Shintech, and the xy chromaticity was calculated from the calculation result of the reflection spectrum in the wavelength range of 380 nm to 780 nm.
  • the experiment was performed using a desktop spectrocolorimeter (trade name: CM-2600d, integrating sphere method) manufactured by Konica Minolta, and the reflection measurement mode was SCI (Special Component Included) mode, and the wavelength range of 380 nm to 780 nm.
  • the xy chromaticity was calculated from the measurement result of the reflection spectrum.
  • FIG. 6 is a graph showing the calculation results of the reflection spectrum for the evaluation sample having a retardation film (retardation: 300 nm, 400 nm, 500 nm, 600 nm, 700 nm).
  • FIG. 7 is an xy chromaticity diagram derived from the calculation result of FIG.
  • FIG. 8 is a graph showing the measurement results of the reflection spectrum for the sample for evaluation having a retardation film (retardation: 300 nm, 400 nm, 500 nm, 600 nm, 700 nm).
  • FIG. 9 is an xy chromaticity diagram derived from the measurement result of FIG. “ ⁇ ” in FIGS.
  • FIGS. 7 and 9 indicates the chromaticity point of the reflected light corresponding to the case where each retardation film is arranged.
  • “X” in FIGS. 7 and 9 indicates the chromaticity point of the D65 light source, that is, the achromatic color point.
  • FIG. 10 is an xy chromaticity diagram derived from simulation results for an evaluation sample having a retardation film (phase difference: 0 nm to 1000 nm). Further, from the viewpoint of making the position of each chromaticity point in FIG.
  • FIGS. 11 to 14 show cases where the phase difference range is extracted by dividing it into four.
  • FIG. 11 is an xy chromaticity diagram extracted from the range of 0 nm to 250 nm in FIG.
  • FIG. 12 is an xy chromaticity diagram extracted from the range of 250 nm to 500 nm in FIG.
  • FIG. 13 is an xy chromaticity diagram extracted from the range of 500 nm to 750 nm in FIG.
  • FIG. 14 is an xy chromaticity diagram extracted from the range of 750 nm to 1000 nm in FIG. “ ⁇ ” in FIGS.
  • FIGS. 10 to 14 indicates the chromaticity point of the reflected light corresponding to the case where each retardation film is arranged, and draws a curve (dotted line in each figure) in ascending order of the phase difference (25 nm interval). Are lined up continuously. “X” in FIGS. 10 to 14 indicates a chromaticity point of the D65 light source, that is, an achromatic color point.
  • a D65 light source was used as the external light incident on the absorption type polarizing plate 6a (absorption type polarizing plates 106a and 106b) from the observation surface side.
  • the simulation is performed by using a liquid crystal optical simulator (trade name: LCD Master) manufactured by Shintech Co., Ltd., and a voltage applied vertically between the substrates constituting the birefringence mode liquid crystal display panel 5 (optical rotation mode liquid crystal display panel 111).
  • Xy chromaticity was calculated from the calculation result of the reflection spectrum in the wavelength range of 380 nm to 780 nm when V is changed from 0 V to 7 V at intervals of 0.1 V.
  • FIG. 15 is an xy chromaticity diagram derived from the simulation result of the first embodiment.
  • FIG. 16 is an xy chromaticity diagram derived from the simulation results of Example 2.
  • FIG. 17 is an xy chromaticity diagram derived from the simulation results of Example 3.
  • FIG. 18 is an xy chromaticity diagram derived from the simulation results of Example 4.
  • “ ⁇ ” in FIGS. 15 to 18 indicate chromaticity points of reflected light corresponding to the case where each voltage is applied, and curves (dotted lines in each diagram) are arranged in ascending order of applied voltage (0.1 V interval). It is lined up continuously like drawing.
  • “X” in FIGS. 15 to 18 indicates a chromaticity point of the D65 light source, that is, an achromatic color point. The same applies to FIGS. 19 and 21 described later.
  • their effective phase difference is About 80% of the liquid crystal retardation.
  • the birefringence mode liquid crystal display panel 5 is a VA mode liquid crystal display panel
  • the liquid crystal retardation is measured with light having a wavelength of 550 nm, it is 343 nm ( ⁇ 275 nm (effective phase difference) / 0.
  • the effective phase difference of the birefringence mode liquid crystal display panel 5 is in the range of 0 nm to about 800 nm under the incidental condition that the maximum value of the applied voltage is 7V. Can be adjusted. Therefore, according to Example 4, all the colors corresponding to the chromaticity points shown in FIGS.
  • Example 7 and 9 can be displayed as the color of the reflected light.
  • Example 1 liquid crystal retardation: 400 nm
  • the effective phase difference of the liquid crystal display panel 5 in the birefringence mode is 0 nm to about Adjustment is possible in the range of 320 nm. Therefore, according to the first embodiment, it is possible to display colors close to yellow and green as the color of the reflected light, but it is difficult to display blue or the like, for example. From the above, considering the results shown in FIGS.
  • the liquid crystal retardation is from the viewpoint of sufficiently adjusting the color of the reflected light. , Preferably 400 nm or more, and more preferably 600 nm or more. From the viewpoint of sufficiently adjusting the color of reflected light, there is no upper limit to the preferred range of liquid crystal retardation, but from the viewpoint of making the manufacturing method and cost of the liquid crystal display panel 5 in birefringence mode practical, 1000 nm or less. It is preferable that As can be seen from FIG. 18, when the liquid crystal retardation is 1000 nm, the color of the reflected light can be sufficiently adjusted.
  • FIG. 19 is an xy chromaticity diagram derived from the simulation result of Comparative Example 1. As shown in FIG. 19, in Comparative Example 1, it was found that the reflected light hardly colored, unlike Examples 1 to 4 (FIGS. 15 to 18). Further, FIG. 20 shows the result of calculating the reflection spectrum for a state in which a voltage (4.8 V) sufficient to eliminate the optical rotation of the liquid crystal display panel 111 in the optical rotation mode is applied. FIG. 20 is a graph showing the calculation result of the reflection spectrum in Comparative Example 1 (applied voltage: 4.8 V). As can be seen from FIG. 20, since the reflection spectrum is almost flat in a wide wavelength region, the reflected light is colored and cannot be seen.
  • FIG. 21 is an xy chromaticity diagram derived from the simulation result of Comparative Example 2. As shown in FIG. 21, in Comparative Example 2, it was found that the reflected light hardly colored, unlike Examples 1 to 4 (FIGS. 15 to 18).
  • FIG. 22 shows the result of calculating the reflection spectrum when the optical rotation mode liquid crystal display panel 111 is in a state in which no voltage is applied (state having optical rotation).
  • FIG. 22 is a graph showing the calculation result of the reflection spectrum in Comparative Example 2 (when no voltage is applied). As can be seen from FIG. 22, since the reflection spectrum is almost flat in a wide wavelength region, the reflected light is colored and cannot be seen. That is, the optical rotation has a small wavelength dispersion.
  • Example 5 The mirror display of Embodiment 1 was actually produced using the following constituent members.
  • the liquid crystal retardation of the liquid crystal display panel 5 in the birefringence mode shows a value when measured with light having a wavelength of 550 nm.
  • the azimuth, orientation direction, and rubbing direction of the transmission axis, reflection axis, and absorption axis are defined as positive (+) counterclockwise with respect to the longitudinal direction (long side) of the mirror display as a reference (0 °). Shows the orientation.
  • Example 6 A mirror display similar to that of Example 5 was produced except that the type of the birefringence mode liquid crystal display panel 5 was changed as follows. ⁇ Liquid crystal display panel 5 in birefringence mode> ECB mode LCD panel liquid crystal retardation: 800nm Rubbing direction of the observation surface side substrate: 0 ° Back side rubbing direction: 90 °
  • Example 7 The mirror display of Embodiment 1 was actually produced using the following constituent members.
  • the liquid crystal retardation of the liquid crystal display panel 5 in the birefringence mode shows a value when measured with light having a wavelength of 550 nm.
  • the orientation of the transmission axis, the reflection axis, and the absorption axis, and the orientation direction are defined as positive (+) counterclockwise with respect to the longitudinal direction (long side) of the mirror display as a reference (0 °). Show.
  • Example 8 A mirror display similar to that of Example 7 was produced except that the type of the birefringence mode liquid crystal display panel 5 was changed as follows. ⁇ Liquid crystal display panel 5 in birefringence mode> ECB mode LCD panel liquid crystal retardation: 800nm Rubbing direction of viewing surface side substrate: 45 ° Rubbing direction of the back side substrate: 225 °
  • FIG. 23 is a schematic cross-sectional view showing a mirror display of Example 9.
  • the mirror display 11 was the same as the mirror display of Example 5 except that the organic electroluminescence display device 12 was disposed instead of the liquid crystal display device 2.
  • the organic electroluminescence display device 12 includes an organic electroluminescence display panel 13 and an absorption-type circularly polarizing plate (a laminate of an absorption-type polarizing plate and a ⁇ / 4 plate) 6d in order from the back side to the observation surface side. I had it.
  • Example 10 A mirror display similar to that of Example 9 was produced except that the type of the birefringence mode liquid crystal display panel 5 was changed as follows. ⁇ Liquid crystal display panel 5 in birefringence mode> ECB mode LCD panel liquid crystal retardation: 800nm Rubbing direction of the observation surface side substrate: 0 ° Back side rubbing direction: 90 °
  • FIG. 24 is a schematic cross-sectional view showing a mirror display of Comparative Example 3.
  • the mirror display 201 includes a liquid crystal display device 202, an air layer 203, a reflective polarizing plate 204, an optical rotation mode liquid crystal display panel 211, and an absorption type in order from the back side to the observation surface side.
  • the polarizing plate 206a was provided.
  • the liquid crystal display device 202 has a backlight 207, an absorption polarizing plate 206b, a display liquid crystal display panel 208, and an absorption polarizing plate 206c in order from the back side to the observation surface side.
  • the liquid crystal retardation of the liquid crystal display panel 211 in the optical rotation mode shows a value when measured with light having a wavelength of 550 nm.
  • the direction of the transmission axis, the reflection axis, and the absorption axis, and the rubbing direction are defined as positive (+) counterclockwise with respect to the longitudinal direction (long side) of the mirror display as a reference (0 °). Show.
  • the luminance L1 of the display device (the liquid crystal display device 2, the organic electroluminescence display device 12, and the liquid crystal display device 202) alone was measured from the observation surface side.
  • the luminance L2 of the mirror display was measured from the observation surface side in the state of the non-coloring mode.
  • non-coloring mode transmittance (unit:%) 100 ⁇ L2 / L1 was calculated based on the luminance L1 and the luminance L2.
  • the luminance L1 and the luminance L2 were measured using a spectroradiometer (trade name: SR-UL1) manufactured by Topcon, and the Y value corrected for visual sense was defined as the luminance.
  • the transmittance in the non-colored mode exceeded 70%, and the deterioration of the display quality in the display mode was suppressed.
  • the transmittance of a mirror display using a general half mirror layer was 50% or less, and the transmittance of the mirror displays of Examples 5 to 10 was sufficiently higher than that.
  • the reflected light was easily colored and visible, and the color mode performance was excellent.
  • the transmission axis of the polarizing plate provided in the display device and the transmission axis of the reflective polarizing plate are parallel or orthogonal to each other.
  • Examples of the configuration in which the transmission axis of the polarizing plate and the transmission axis of the reflective polarizing plate have such a relationship include the following.
  • the display device When the display device includes a single polarizing plate (for example, when an organic electroluminescence display device is provided with an absorption-type circular polarizing plate for preventing reflection), the display device has transmission axes parallel to each other.
  • a plurality of polarizing plates are included (for example, when a pair of polarizing plates arranged in parallel Nicols is provided in a liquid crystal display device), and the reflective polarizing plate includes a multilayer reflective polarizing plate. In such a case, a configuration in which the transmission axis of the reflective polarizing plate is parallel to the transmission axis of the polarizing plate in the display device is preferable.
  • the polarizing plate on the side close to the reflective polarizing plate (usually the observation surface side) is removed, and the function thereof is a multilayer reflective polarizing plate.
  • the polarizing plate on the side far from the reflective polarizing plate in the liquid crystal display device (usually the back side) and the multilayer reflective polarizing plate are arranged in crossed Nicols.
  • a configuration in which the transmission axis of the reflective polarizing plate is orthogonal to the transmission axis of the polarizing plate in the liquid crystal display device is preferable.
  • the display device includes a pair of polarizing plates having transmission axes orthogonal to each other (for example, a pair of polarizing plates arranged in a crossed Nicol state is provided in the liquid crystal display device), and
  • the reflective polarizing plate includes a multilayer reflective polarizing plate
  • a configuration in which the transmission axes of the plates are parallel is preferable. In this configuration, the transmission axis of the polarizing plate far from the reflective polarizing plate (usually the back side) and the transmission axis of the reflective polarizing plate are perpendicular to each other.
  • the liquid crystal display panel may be one in which liquid crystal molecules having negative dielectric anisotropy are vertically aligned with respect to the substrate surface when no voltage is applied.
  • the present invention can be suitably used even when a so-called VA mode liquid crystal display panel is used as the liquid crystal display panel.
  • the liquid crystal retardation of the liquid crystal display panel may be larger than 343 nm when measured with light having a wavelength of 550 nm. Thereby, when the liquid crystal display panel is a VA mode liquid crystal display panel, the effective phase difference becomes larger than 275 nm when measured with light having a wavelength of 550 nm. The color can be adjusted.
  • the display device may be a liquid crystal display device.
  • the present invention can be suitably used even when a liquid crystal display device is used as the display device.
  • the reflective polarizing plate by combining with the reflective polarizing plate, both the visibility of the image in the display mode and the visibility of the mirror image in the mirror mode can be achieved.
  • the type of the display device is not particularly limited as long as it has a polarizing plate.
  • an organic electroluminescence display device provided with an absorption-type circular polarizing plate for antireflection
  • a display device that emits polarized light such as a MEMS display with a polarizing plate attached thereto, can be used.
  • a so-called 3D display capable of observing a stereoscopic (3D) image may be used.
  • the 3D-compatible display a natural depth feeling can be provided to the display area as well as the mirror area, the design of the mirror display can be improved, and the mirror display can be used in various applications.
  • the stereoscopic image display method of the 3D-compatible display is not particularly limited, and any method can be used, but a naked-eye method that does not require glasses is more preferable. Examples of the naked-eye 3D display include a lenticular lens method and a parallax barrier method.

Abstract

本発明は、ディスプレイモードにおける表示品位が低下せず、かつ、ミラーモードにおける反射光の色が調整可能なミラーディスプレイを提供する。本発明のミラーディスプレイは、背面側から順に、偏光板を有する表示装置と、反射型偏光板と、複屈折モードの液晶表示パネルと、吸収型偏光板とを備え、上記反射型偏光板の透過軸と上記吸収型偏光板の透過軸とは平行であり、上記液晶表示パネルは、入射する偏光を透過させるときに、上記偏光の偏光状態を変化させない非着色モードと、上記偏光の偏光状態を変化させる着色モードとに切り換え可能であり、上記着色モードは、上記表示装置が非表示状態であるときに選択され、かつ、上記着色モードにおいて、上記液晶表示パネルは、波長５５０ｎｍの光で測定したときに２７５ｎｍよりも大きな値まで位相差を変化させるものである。

Description

ミラーディスプレイ
本発明は、ミラーディスプレイに関する。より詳しくは、ミラーとして機能するミラーモード及び画像を表示するディスプレイモードを両立したミラーディスプレイに関するものである。
近年、デジタルサイネージ等の用途として、表示装置の観察面側にハーフミラー層を配置することで、表示装置にミラーとしての機能を付与したミラーディスプレイが提案されている（例えば、特許文献１～４参照）。ミラーディスプレイでは、表示装置から出射された表示光による画像表示が行われるとともに、外光を反射することによりミラーとしても使用される。
ハーフミラー層としては、反射機能を有する光学部材が用いられ、多層型反射型偏光板等の反射型偏光板が知られている。反射型偏光板は、入射光のうちの反射軸と平行な方位の偏光を反射し、その反射軸と直交する方位の偏光を透過させる機能を有している。そのため、反射型偏光板によれば、表示装置から出射された光を表示光として観察面側へ透過させ、その表示光の偏光方向と直交する方向の外光を観察面側へ反射することができる。反射型偏光板をハーフミラー層として用いたミラーディスプレイは、このような原理を利用して、ディスプレイモード及びミラーモードの切り換えを行っている。
特許第３４１９７６６号明細書 特開２００３－２４１１７５号公報 特開平１１－１５３９２号公報 特開２００４－０８５５９０号公報
しかしながら、従来のミラーディスプレイによれば、ディスプレイモードにおける表示品位が充分ではなかった。また、ミラーモードにおいては、ミラーとしての利用に限られるため、そのデザイン性の改善が望まれていた。この理由について、以下に説明する。
表示装置の観察面側に配置されたハーフミラー層は、表示装置の状態（表示状態又は非表示状態）に関わらず外光を一定の割合で反射する。そのため、外光のない暗室等で使用する際には問題にならないが、外光が存在する環境下では、例えば、表示装置が黒表示を行う場合であっても、ミラーディスプレイが明るくなってしまう。つまり、ハーフミラー層による外光の反射は、ディスプレイモードにおいて不要なものであり、ミラーディスプレイの表示品位（例えば、コントラスト）を低下させてしまうことがあった。
また、ハーフミラー層は表示装置の状態に関わらず外光を一定の割合で反射するため、ミラーディスプレイの反射率及び色相は一定になる。そのため、ミラーモードにおいては、例えば、ミラーの色を時間によって変化させたり（反射光を着色する）、ミラーに模様を描いたりすることができず、デザイン性が充分ではなかった。
例えば、上記特許文献１に記載の発明は、ハーフミラー層として反射型偏光選択部材を用い、その観察面側に、透過偏光軸可変部及び吸収型偏光選択部材を順に配置した場合について開示している。ここで、透過偏光軸可変部は、入射した直線偏光が透過する際に、その偏光状態を変化させて、入射した直線偏光とは偏光軸が直交する直線偏光へ変化させる状態と、偏光状態を変化させない状態とのいずれかを選択可能な構成である、とされている。よって、上記特許文献１に記載の発明では、透過偏光軸可変部に入射する直線偏光の偏光状態が変化する程度は波長によって異ならないため、ミラーモードにおいて、反射光を着色することができなかった。また、上記特許文献２～４に記載の発明も同様に、反射光を着色するものではなかった。
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、ディスプレイモードにおける表示品位が低下せず、かつ、ミラーモードにおける反射光の色が調整可能なミラーディスプレイを提供することを目的とするものである。
本発明者らは、ディスプレイモードにおける表示品位が低下せず、かつ、ミラーモードにおける反射光の色が調整可能なミラーディスプレイについて種々検討したところ、表示装置の観察面側に、反射型偏光板、液晶表示パネル、及び、吸収型偏光板を順に配置する構成に着目した。そして、反射型偏光板及び吸収型偏光板を互いの透過軸が平行となるように配置し、更に、液晶表示パネルとして、入射する偏光を透過させるときに、その偏光状態を変化させないモードと、偏光状態を変化させるモードとに切り換え可能な複屈折モードの液晶表示パネルを用い、偏光状態を変化させるモードにおいて、液晶表示パネルが特定の位相差を付与する構成を見出した。これにより、上記課題をみごとに解決することができることに想到し、本発明に到達したものである。
すなわち、本発明の一態様は、背面側から順に、偏光板を有する表示装置と、反射型偏光板と、複屈折モードの液晶表示パネルと、吸収型偏光板とを備え、上記反射型偏光板の透過軸と上記吸収型偏光板の透過軸とは平行であり、上記液晶表示パネルは、入射する偏光を透過させるときに、上記偏光の偏光状態を変化させない非着色モードと、上記偏光の偏光状態を変化させる着色モードとに切り換え可能であり、上記着色モードは、上記表示装置が非表示状態であるときに選択され、かつ、上記着色モードにおいて、上記液晶表示パネルは、波長５５０ｎｍの光で測定したときに２７５ｎｍよりも大きな値まで位相差を変化させるミラーディスプレイであってもよい。
本発明によれば、ディスプレイモードにおける表示品位が低下せず、かつ、ミラーモードにおける反射光の色が調整可能なミラーディスプレイを提供することができる。
実施形態１のミラーディスプレイを示す断面模式図である。 実施例１のミラーディスプレイのシミュレーション用サンプルを示す断面模式図である。 比較例１のミラーディスプレイのシミュレーション用サンプルを示す断面模式図である。 比較例２のミラーディスプレイのシミュレーション用サンプルを示す断面模式図である。 位相差フィルムを有する評価用サンプルを示す断面模式図である。 位相差フィルムを有する評価用サンプルに対する、反射スペクトルの計算結果を示すグラフである（位相差：３００ｎｍ、４００ｎｍ、５００ｎｍ、６００ｎｍ、７００ｎｍ）。 図６の計算結果から導出されたｘｙ色度図である。 位相差フィルムを有する評価用サンプルに対する、反射スペクトルの測定結果を示すグラフである（位相差：３００ｎｍ、４００ｎｍ、５００ｎｍ、６００ｎｍ、７００ｎｍ）。 図８の測定結果から導出されたｘｙ色度図である。 位相差フィルムを有する評価用サンプルに対するシミュレーション結果から導出されたｘｙ色度図である（位相差：０ｎｍ～１０００ｎｍ）。 図１０中の０ｎｍ～２５０ｎｍの範囲を抜粋したｘｙ色度図である。 図１０中の２５０ｎｍ～５００ｎｍの範囲を抜粋したｘｙ色度図である。 図１０中の５００ｎｍ～７５０ｎｍの範囲を抜粋したｘｙ色度図である。 図１０中の７５０ｎｍ～１０００ｎｍの範囲を抜粋したｘｙ色度図である。 実施例１のシミュレーション結果から導出されたｘｙ色度図である。 実施例２のシミュレーション結果から導出されたｘｙ色度図である。 実施例３のシミュレーション結果から導出されたｘｙ色度図である。 実施例４のシミュレーション結果から導出されたｘｙ色度図である。 比較例１のシミュレーション結果から導出されたｘｙ色度図である。 比較例１における反射スペクトルの計算結果を示すグラフである（印加電圧：４．８Ｖ）。 比較例２のシミュレーション結果から導出されたｘｙ色度図である。 比較例２における反射スペクトルの計算結果を示すグラフである（電圧無印加時）。 実施例９のミラーディスプレイを示す断面模式図である。 比較例３のミラーディスプレイを示す断面模式図である。
以下に実施形態を掲げ、本発明について図面を参照して更に詳細に説明するが、本発明はこの実施形態のみに限定されるものではない。なお、以下の説明において、同一部分又は同様な機能を有する部分には、アルファベットを付した以外は同様な符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は適宜省略する。また、実施形態の構成は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜組み合わされてもよいし、変更されてもよい。
以下の実施形態では、表示装置として液晶表示装置を用いた場合について説明するが、表示装置の種類は特に限定されず、液晶表示装置以外の偏光を出射する表示装置を用いてもよい。また、表示装置が有する偏光板は、吸収型偏光板又は反射型偏光板を指し、これらの偏光板以外の特別な偏光板を指すものではない。吸収型偏光板及び反射型偏光板は、各々、直線偏光板と、円偏光板（直線偏光板にλ／４板を積層させたもの）とを含む。例えば、吸収型偏光板に属する直線偏光板は、一般的に、吸収型偏光板（「直線」が表記されない）と表記される。一方、吸収型偏光板に属する円偏光板は、吸収型円偏光板と表記されることがある。
本明細書中、「ディスプレイモード」とは、表示装置から表示光が出射され（表示状態）、その表示光がミラーディスプレイの観察面側に届く状態を示す。「ミラーモード」とは、表示装置から表示光を出射しない状態（非表示状態）を示す。
［実施形態１］
図１は、実施形態１のミラーディスプレイを示す断面模式図である。図１に示すように、ミラーディスプレイ１は、背面側から観察面側に向かって順に、液晶表示装置２、空気層３、反射型偏光板４、複屈折モードの液晶表示パネル５、及び、吸収型偏光板６ａを備えている。反射型偏光板４、複屈折モードの液晶表示パネル５、及び、吸収型偏光板６ａは、粘着剤（図示せず）を介して互いに貼り合わされている。液晶表示装置２と、上記貼り合わされたものとは、液晶表示装置２の上端及び下端に枠状に取り付けたアルミニウム製の一対のレールに、上記貼り合わされたものの上端及び下端を嵌め込んで固定されている。空気層３は、液晶表示装置２と反射型偏光板４との間のわずかな隙間に形成される空間である。本明細書中、「観察面側」は、図１中では、ミラーディスプレイ１の上側を示す。「背面側」は、図１中では、ミラーディスプレイ１の下側を示す。これらは、他の図においても同様である。
液晶表示装置２は、背面側から観察面側に向かって順に、バックライト７、吸収型偏光板６ｂ、表示用液晶表示パネル８、及び、吸収型偏光板６ｃを有している。吸収型偏光板６ｂは、表示用液晶表示パネル８の背面側に、粘着剤（図示せず）を介して貼り付けられている。吸収型偏光板６ｃは、表示用液晶表示パネル８の観察面側に、粘着剤（図示せず）を介して貼り付けられている。なお、液晶表示装置２は、額縁領域にベゼル等を適宜含んでいてもよい。ベゼルとしては、黒色のプラスチック樹脂製のものが好適である。
バックライト７の方式は特に限定されず、例えば、エッジライト方式、直下型方式等が挙げられる。バックライト７の表示光源の種類は特に限定されず、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）、冷陰極管（ＣＣＦＬ：Ｃｏｌｄ　Ｃａｔｈｏｄｅ　Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ　Ｌａｍｐ）等が挙げられる。
吸収型偏光板６ａ、吸収型偏光板６ｂ、及び、吸収型偏光板６ｃとしては、例えば、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）フィルムに二色性を有するヨウ素錯体等の異方性材料を吸着配向させたもの、等を用いることができる。吸収型偏光板は、入射光のうちの吸収軸と平行な方位の偏光を吸収し、その吸収軸と直交する方位の偏光を透過させる機能を有するものである。
表示用液晶表示パネル８は、一対の基板間に液晶層を挟持した構成（図示せず）を有している。表示用液晶表示パネル８を構成する一対の基板は、液晶層を挟持するように、シール材（図示せず）を介して貼り合わされている。
表示用液晶表示パネル８を構成する一対の基板の種類は特に限定されず、例えば、薄膜トランジスタアレイ基板とカラーフィルタ基板との組み合わせ等が挙げられる。
薄膜トランジスタアレイ基板としては、例えば、ガラス基板上に薄膜トランジスタ素子等の各種配線が配置された構成であってもよく、ガラス基板の代わりに、プラスチック基板等の透明基板を用いた構成であってもよい。薄膜トランジスタ素子が有する半導体層の構成は特に限定されず、例えば、アモルファスシリコン、低温ポリシリコン、酸化物半導体等を含むものであってもよい。酸化物半導体の構成としては、例えば、インジウム、ガリウム、亜鉛、及び、酸素から構成される化合物、インジウム、亜鉛、及び、酸素から構成される化合物等が挙げられる。酸化物半導体として、インジウム、ガリウム、亜鉛、及び、酸素から構成される化合物を用いた場合は、オフリーク電流が少ないため、電圧を印加すると、次のデータを書き込むまで電圧印加状態を保持する休止駆動が可能となる。よって、低消費電力の観点からは、酸化物半導体として、インジウム、ガリウム、亜鉛、及び、酸素から構成される化合物を用いることが好ましい。
カラーフィルタ基板としては、例えば、ガラス基板上にカラーフィルタ層等が配置された構成であってもよく、ガラス基板の代わりに、プラスチック基板等の透明基板を用いた構成であってもよい。カラーフィルタ層の色の組み合わせは特に限定されず、例えば、赤色、緑色、及び、青色の組み合わせ、赤色、緑色、青色、及び、黄色の組み合わせ等が挙げられる。
表示用液晶表示パネル８の表示モードは特に限定されず、例えば、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ　Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ　Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＩＰＳ（Ｉｎ－Ｐｌａｎｅ　Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ　Ｆｉｅｌｄ　Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード等が挙げられる。
例えば、ＴＮモードは、一対の基板間に９０°捩って水平配向させた液晶分子を、電圧印加によって基板面に対して垂直な方向に立ち上がらせることで、透過光量を変化させる表示モードである。ＴＮモードの液晶表示パネルにおいては、電圧無印加時に、その背面側に配置された偏光板（例えば、吸収型偏光板６ｂ）を透過した直線偏光は、液晶分子の捩れに沿って進み、最終的にその方位が９０°回転する。この現象を旋光という。ＴＮモードは旋光性を利用した表示モードである。ＴＮモードの液晶表示パネルにおいては、電圧無印加時に、その背面側に配置された偏光板（例えば、吸収型偏光板６ｂ）の透過軸と、観察面側に配置された偏光板（例えば、吸収型偏光板６ｃ）の透過軸とを直交させると白表示が得られ、平行にすると黒表示が得られる。一方、充分な電圧を印加すると、液晶分子は基板面に対して垂直な方向に立ち上がり、捩れがなくなるため、旋光性が消失する。この場合、背面側に配置された偏光板（例えば、吸収型偏光板６ｂ）の透過軸と、観察面側に配置された偏光板（例えば、吸収型偏光板６ｃ）の透過軸とを直交させると黒表示が得られ、平行にすると白表示が得られる。詳細は後述するが、旋光性は波長分散（波長依存性）が小さいため、ＴＮモードでの表示光の色は、電圧印加の有無に関わらず、無彩色に近い。
吸収型偏光板６ｂの透過軸、及び、吸収型偏光板６ｃの透過軸の関係は、表示用液晶表示パネル８の表示モードに合わせて適宜設定することができる。ディスプレイモードにおける画像の視認性とミラーモードにおける鏡像の視認性とを両立させる観点からは、吸収型偏光板６ｃの透過軸が、反射型偏光板４の透過軸と平行であることが好ましい。なお、吸収型偏光板６ｃを省略し、その機能を反射型偏光板４に代替させてもよい。ただし、一般的に、反射型偏光板の偏光度は、吸収型偏光板の偏光度と比較して低いため、吸収型偏光板６ｃを省略すると、ディスプレイモードにおけるコントラストが低下する。逆に言えば、反射型偏光板４の偏光度が充分であれば、吸収型偏光板６ｃは省略することができる。吸収型偏光板６ｃを省略するためには、反射型偏光板４の偏光度は９０％以上（コントラスト比が１０以上）であることが好ましく、９９％以上（コントラスト比が１００以上）であることがより好ましい。
反射型偏光板４としては、例えば、多層型反射型偏光板、ナノワイヤーグリッド偏光板、コレステリック液晶の選択反射を用いた反射型偏光板等を用いることができる。多層型反射型偏光板としては、例えば、住友スリーエム社製の反射型偏光板（商品名：ＤＢＥＦ）等が挙げられる。コレステリック液晶の選択反射を用いた反射型偏光板としては、例えば、日東電工社製の反射型偏光板（商品名：ＰＣＦ）等が挙げられる。反射型偏光板４の反射率及び透過率は特に限定されず、２枚以上の反射型偏光板を互いの透過軸をずらして積層させたりすることによって、任意に調整できる。本明細書中、「反射率」とは、特に断りがない限り、視感反射率を指す。
反射型偏光板４の透過軸と吸収型偏光板６ａの透過軸とは平行である。本明細書中、２つの透過軸が平行であるとは、一方の透過軸と他方の透過軸とのなす角度が０±３°の範囲内であることを示し、好ましくは０±１°、より好ましくは０±０．５°の範囲内であり、特に好ましくは０°（完全に平行）である。
複屈折モードの液晶表示パネル５は、上述したＴＮモードの液晶表示パネルのような旋光性を利用して画像の表示を行うものではなく、液晶分子の複屈折性を利用して光の透過率の制御を行うものである。複屈折モードは、液晶分子への印加電圧を変化させることで、位相差を変化させるモードである。複屈折モードの液晶表示パネルにおいては、その背面側に配置された偏光板（例えば、反射型偏光板４）を透過した直線偏光は、液晶表示パネルの複屈折性によって偏光状態が変化し、通常は、付与される位相差の大きさに応じた楕円率を有する楕円偏光に変換される。よって、このように変換された楕円偏光が複屈折モードの液晶表示パネルの観察面側に配置された偏光板（例えば、吸収型偏光板６ａ）を透過する量は、楕円偏光の楕円率、言い換えれば、印加電圧によって変化することになる。
複屈折モードの液晶表示パネル５としては、複屈折性を利用して光の透過率の制御を行うものであれば特に限定されず、例えば、ＶＡモード、ＩＰＳモード、ＦＦＳモード、ＥＣＢ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ　Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ　Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード等の液晶表示パネルが挙げられる。
例えば、ＶＡモードの液晶表示パネルは、電圧無印加時に、負の誘電率異方性を有する液晶分子を基板面に対して垂直配向させるものである。ＶＡモードの液晶表示パネルにおいては、電圧無印加時の位相差がゼロであり、その背面側に配置された偏光板（例えば、反射型偏光板４）の透過軸と、観察面側に配置された偏光板（例えば、吸収型偏光板６ａ）の透過軸とを平行にすると、両透過軸に平行な方位の偏光を、その偏光状態を変化させることなく透過させる。その結果、白表示、すなわち、無彩色の表示が得られる。これに対して、背面側に配置された偏光板（例えば、反射型偏光板４）の透過軸と、観察面側に配置された偏光板（例えば、吸収型偏光板６ａ）の透過軸とを直交させると、表示光が観察面側に届かず、黒表示が得られる。一方、電圧を印加していくと、液晶分子は基板面に対して水平な方向に徐々に倒れ、それに伴って位相差が徐々に増加する。その結果、表示が徐々に暗くなり、例えば、位相差が２７５ｎｍであるときに波長５５０ｎｍの光の透過率が最小となる。これは、透過軸が互いに平行な２枚の偏光板の間に位相差Ｒの媒質が挿入された構成に対して、波長λの光を入射させる場合、その透過率は［ｃｏｓ（π×Ｒ／λ）］２に比例するためであり、例えば、位相差Ｒが波長λの半分のときに透過率が最小となる。ちなみに、波長５５０ｎｍの光は、人間の視感度が最も高い波長の光である。
また、例えば、ＥＣＢモードの液晶表示パネルは、電圧無印加時に、液晶分子を基板面に対して水平配向させるものである。ＥＣＢモードの液晶表示パネルにおいては、電圧無印加時の位相差がゼロではなく、例えば、位相差が２７５ｎｍであるときに波長５５０ｎｍの光の透過率が最小になる。一方、電圧を印加していくと、液晶分子は基板面に対して垂直な方向に立ち上がり、複屈折性が消失する、すなわち、位相差がゼロになる。ＥＣＢモードの液晶表示パネルにおいては、電圧印加時に、その背面側に配置された偏光板（例えば、反射型偏光板４）の透過軸と、観察面側に配置された偏光板（例えば、吸収型偏光板６ａ）の透過軸とを平行にすると、両透過軸に平行な方位の偏光を、その偏光状態を変化させることなく透過させる。その結果、白表示、すなわち、無彩色の表示が得られる。これに対して、背面側に配置された偏光板（例えば、反射型偏光板４）の透過軸と、観察面側に配置された偏光板（例えば、吸収型偏光板６ａ）の透過軸とを直交させると、表示光が観察面側に届かず、黒表示が得られる。
上述したような複屈折性による効果、すなわち、入射する偏光の偏光状態を変化させる効果、その透過率を変化させる効果等は、波長分散が大きい。そのため、複屈折モードの液晶表示パネル５においては、通常、位相差がゼロである状態を除いて無彩色の表示が得られず、電圧印加の有無に関わらず無彩色の表示が得られるＴＮモードの液晶表示パネル（旋光モードの液晶表示パネル）とは異なる。
実施形態１のミラーディスプレイにおいては、液晶表示装置２、及び、反射型偏光板４が粘着剤を介して貼り合わされて一体化された構成、すなわち、空気層３が存在しない構成を採用してもよい。また、複屈折性による効果を充分に発現させる観点からは、反射型偏光板４と複屈折モードの液晶表示パネル５との間に、入射する光を拡散する層（例えば、偏光拡散層等）が配置されていないことが好ましい。
実施形態１のミラーディスプレイは、複屈折モードの液晶表示パネル５の状態に応じて、以下の原理で動作させることができる。以下では、複屈折モードの液晶表示パネル５が、入射する偏光に対して、偏光状態を変化させないモードを非着色モードと言い、偏光状態を変化させるモードを着色モードと言う。
（非着色モード）
非着色モードは、複屈折モードの液晶表示パネル５の位相差がゼロの状態である。ここで、反射型偏光板４の透過軸と吸収型偏光板６ａの透過軸とは平行であるため、複屈折モードの液晶表示パネル５は、両透過軸に平行な方位の偏光を、その偏光状態を変化させることなく透過させる。このような非着色モードは、例えば、ＶＡモードの液晶表示パネルにおいては電圧無印加時（位相差が発現しないように、充分な電圧を印加していない状態）に相当し、ＥＣＢモードの液晶表示パネルにおいては電圧印加時（位相差が発現しないように、充分な電圧を印加した状態）に相当する。ここで、表示用液晶表示パネル８に画像を表示させる場合（ディスプレイモード）、液晶表示装置２から出射される偏光の方位と平行になるように、反射型偏光板４の透過軸を設定する、すなわち、吸収型偏光板６ｃの透過軸と反射型偏光板４の透過軸とを平行にすれば、複屈折モードの液晶表示パネル５は、液晶表示装置２から出射される偏光を、その偏光状態を変化させることなく透過させる。つまり、複屈折モードの液晶表示パネル５、反射型偏光板４、及び、吸収型偏光板６ａが配置されているにも関わらず、観察者は、それらが無い場合と同様に表示用液晶表示パネル８の画像を見ることができる。
一方、観察面側から吸収型偏光板６ａに入射する外光のうち、吸収型偏光板６ａの透過軸と平行な方位に振動する成分は、吸収型偏光板６ａを透過して直線偏光となる。吸収型偏光板６ａを透過した直線偏光は、複屈折モードの液晶表示パネル５を透過する際に、その複屈折性の影響を受けずに、すなわち、直線偏光の状態を維持したまま透過する。そして、複屈折モードの液晶表示パネル５を透過した直線偏光は、透過軸が吸収型偏光板６ａの透過軸と平行である反射型偏光板４を透過する。その後、反射型偏光板４を透過した直線偏光は、液晶表示装置２の構成部材で吸収される。例えば、表示用液晶表示パネル８としてＴＮモードの液晶表示パネルを用い、吸収型偏光板６ｂの透過軸と吸収型偏光板６ｃの透過軸とが直交し、吸収型偏光板６ｃの透過軸と反射型偏光板４の透過軸とが平行である場合は、吸収型偏光板６ｂ、又は、ＴＮモードの液晶表示パネル（表示用液晶表示パネル８）が有するカラーフィルタ層、ブラックマトリックス等で吸収される。
以上のように、実施形態１のミラーディスプレイによれば、非着色モードにおいて、反射型偏光板４による外光の反射が表示品位を低下させることなく、高輝度な表示が可能である。すなわち、実施形態１のミラーディスプレイによれば、ディスプレイモードにおいて、液晶表示装置２と同等の表示品位が得られる。なお、非着色モードにおいて、液晶表示装置２は非表示状態であってもよい。
（着色モード）
着色モードは、複屈折モードの液晶表示パネル５の位相差がゼロではない状態である。このような着色モードは、例えば、ＶＡモードの液晶表示パネルにおいては電圧印加時（位相差が発現するように、充分な電圧を印加した状態）に相当し、ＥＣＢモードの液晶表示パネルにおいては電圧無印加時（位相差が発現するように、充分な電圧を印加していない状態）に相当する。また、着色モードは、液晶表示装置２が非表示状態（ミラーモード）であるときに選択される。なお、非表示状態は、液晶表示装置２の画面全体で形成されてもよいし、液晶表示装置２の画面の一部のみで形成されてもよい。この場合、表示用液晶表示パネル８は、その全体又は一部で表示を行わないことが好ましい。表示を行わない形態としては、黒表示を行ったり、バックライト７を消灯又は減光したりして、液晶表示装置２から表示光を出射しない形態も含まれる。
一方、観察面側から吸収型偏光板６ａに入射する外光のうち、吸収型偏光板６ａの透過軸と平行な方位に振動する成分は、吸収型偏光板６ａを透過して直線偏光となる。吸収型偏光板６ａを透過した直線偏光は、複屈折モードの液晶表示パネル５を透過する際に、その複屈折性によって楕円偏光に変換される。そして、複屈折モードの液晶表示パネル５を透過した楕円偏光のうち、反射型偏光板４の透過軸と平行な方位に振動する成分は、反射型偏光板４を透過した後、液晶表示装置２の構成部材で吸収される。これに対して、複屈折モードの液晶表示パネル５を透過した楕円偏光のうち、反射型偏光板４の反射軸と平行（透過軸と直交）な方位に振動する成分は、反射型偏光板４で直線偏光として反射される。そして、反射型偏光板４で反射された直線偏光は、複屈折モードの液晶表示パネル５を透過する際に、その複屈折性によって楕円偏光に変換される。その後、複屈折モードの液晶表示パネル５を透過した楕円偏光のうち、吸収型偏光板６ａの透過軸と平行な方位に振動する成分は、吸収型偏光板６ａを透過し、観察面側に反射光として出射される。複屈折モードの液晶表示パネル５を透過した楕円偏光のうち、吸収型偏光板６ａの吸収軸と平行（透過軸と直交）な方位に振動する成分は、吸収型偏光板６ａで吸収される。
以上のように、実施形態１のミラーディスプレイは、着色モードにおいて、ミラーとして機能することができる。更に、複屈折性による偏光状態の変化、並びに、それに伴う透過率及び反射率の変化は波長分散が大きいため、反射光の強度は波長によって異なることになり、特定の波長を有する光が他の波長を有する光よりも強く反射するような状態が実現される。すなわち、実施形態１のミラーディスプレイによれば、ミラーモードにおいて、反射光が色づいて見える。
ここで、実施形態１のミラーディスプレイとは異なり、反射型偏光板４の透過軸と吸収型偏光板６ａの透過軸とが直交する場合について、以下に説明する。非着色モードにおいて、液晶表示装置２から出射される偏光は、吸収型偏光板６ｃの透過軸と反射型偏光板４の透過軸とが平行であっても、吸収型偏光板６ａを透過することができず、吸収されてしまう。すなわち、液晶表示装置２からの表示光は観察面側に届かない。一方、着色モードにおいて、液晶表示装置２は非表示状態であり、ディスプレイモードを実現することができない。この際、仮に液晶表示装置２を表示状態に変更したとしても、表示光が着色してしまうため、液晶表示装置２と同等の表示品位を得ることができない。以上より、反射型偏光板４の透過軸と吸収型偏光板６ａの透過軸とが平行であることが重要である。
実施形態１のミラーディスプレイにおいて、反射光の色は、複屈折モードの液晶表示パネル５が付与する実効的な位相差によって調整可能である。本明細書中、「実効的な位相差」（単に、位相差とも言う）とは、複屈折モードの液晶表示パネルに対してある大きさの電圧を印加した状態で、その法線方向から観測される位相差のことを示す。例えば、ＶＡモードの液晶表示パネルにおいては、電圧無印加時に液晶分子が基板面に対して垂直配向するため、実効的な位相差はゼロである。一方、電圧を印加していくと、液晶分子は基板面に対して水平な方向に徐々に倒れ、それに伴って実効的な位相差が徐々に増加する。そして、すべての液晶分子が基板面に対して水平な方向に一様に倒れたときに、実効的な位相差が最大となる。ここで、液晶表示パネルを構成する液晶（液晶層）の屈折率異方性をΔｎ、厚みをｄとすると、実効的な位相差の最大値は、原理的に、Δｎｄ（以下、液晶リタデーションとも言う）となる。
実際の液晶表示パネルの構成及び材料では、すべての液晶分子が一様に配向することは実質的に難しく、一般的には、液晶層の厚み方向及び／又は水平方向に対して一様に分布していない。例えば、基板面近傍に存在する液晶分子は、配向膜の配向規制力のために、電圧印加時にも動きにくい。これに対して、厚み方向の中心部付近に存在する液晶分子は、電圧印加時に動きやすいため、液晶分子の配向状態は厚み方向に対して一様ではない。また、ＩＰＳモード、ＦＦＳモード等の横電界を利用する表示モードの場合、電極からの距離によって電界の向きが異なるため、液晶分子の配向状態は水平方向に対して一様ではない。このような理由により、実効的な位相差の最大値は、実際は、液晶リタデーション（Δｎｄ）と完全に一致せず、液晶リタデーションよりもやや小さくなる。しかしながら、液晶リタデーションが大きいほど、実効的な位相差の最大値が大きくなり、複屈折モードの液晶表示パネル５で実現可能な位相差の範囲が広がることには違いない。そのため、反射光の色を調整するためには、複屈折モードの液晶表示パネル５の液晶リタデーションをどのような値に設定するかが最も重要である。
上述したように、複屈折モードの液晶表示パネル５の透過率は、原理的に、実効的な位相差が入射する光の波長の半分のときに最小となる。すなわち、実効的な位相差を、入射する光の波長の半分よりも大きい値まで変化させることは、液晶分子の配向状態を充分に変化させる、例えば、ＶＡモードの液晶表示パネルの場合、液晶分子が基板面に対して垂直配向した状態から水平配向した状態へ変化させることに相当する。よって、着色モードにおいて、複屈折モードの液晶表示パネル５が、入射する光の波長の半分よりも大きな位相差（実効値）を付与すれば、反射光の色を調整することができる。このような複屈折モードの液晶表示パネル５の位相差は、通常、人間の視感度が最も高い波長５５０ｎｍの光に対して設計される。そのため、着色モードにおいて、複屈折モードの液晶表示パネル５が、波長５５０ｎｍの光で測定したときに、２７５ｎｍよりも大きな位相差を付与すれば、反射光の色を調整することができる。なお、「２７５ｎｍよりも大きな位相差を付与する」とは、位相差を２７５ｎｍよりも大きな値まで変化させることを示し、具体的には、位相差を最大Ｘまで変化させることができ、かつ、位相差Ｘが２７５ｎｍよりも大きな値であることを示す。
以下に、実施例及び比較例を挙げて、着色モード（すなわち、ミラーモード）における、複屈折モードの液晶表示パネル５の液晶リタデーション及び印加電圧の条件と、実現可能な反射光の色との関係について、シミュレーション結果を基に説明する。なお、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。
（実施例１）
図２は、実施例１のミラーディスプレイのシミュレーション用サンプルを示す断面模式図である。図２に示すように、実施例１のシミュレーション用サンプルとしては、液晶表示装置２の代わりに光吸収体９を配置したこと以外、実施形態１のミラーディスプレイと同様な構成を採用した。上述したように、着色モードにおいて、液晶表示装置２は実質的に光吸収体として機能しているため、液晶表示装置２を光吸収体９に変えてシミュレーションを行っても問題ない。
実施例１のシミュレーション用サンプルの各構成部材としては、以下のものを採用した。なお、複屈折モードの液晶表示パネル５の液晶リタデーションは、波長５５０ｎｍの光で測定したときの値を示す。また、透過軸、反射軸、及び、吸収軸の方位、並びに、配向方向は、シミュレーション用サンプルの長手方向（長辺）を基準（０°）に反時計回りに正（＋）と定義した方位を示す。
（Ａ）光吸収体９
黒色のアクリル板
（Ｂ）反射型偏光板４
住友スリーエム社製の反射型偏光板（商品名：ＤＢＥＦ）
透過軸の方位：－４５°
反射軸の方位：４５°
厚み：１００μｍ
（Ｃ）複屈折モードの液晶表示パネル５
ＶＡモードの液晶表示パネル
液晶リタデーション：４００ｎｍ
配向方向（電圧印加時に液晶分子が倒れる方向）：０°
液晶：ネマチック液晶
液晶の屈折率異方性：０．１１１
液晶の誘電率異方性：－３．２
液晶の弾性定数Ｋ１：１３ｐＮ
液晶の弾性定数Ｋ２：７．２ｐＮ
液晶の弾性定数Ｋ３：１３．７ｐＮ
（Ｄ）吸収型偏光板６ａ
ＰＶＡフィルムにヨウ素錯体を吸着配向させた偏光子
透過軸の方位：－４５°
吸収軸の方位：４５°
厚み：２５μｍ
（実施例２）
複屈折モードの液晶表示パネル５の液晶リタデーションを６００ｎｍとしたこと以外、実施例１と同様なシミュレーション用サンプルを採用した。
（実施例３）
複屈折モードの液晶表示パネル５の液晶リタデーションを８００ｎｍとしたこと以外、実施例１と同様なシミュレーション用サンプルを採用した。
（実施例４）
複屈折モードの液晶表示パネル５の液晶リタデーションを１０００ｎｍとしたこと以外、実施例１と同様なシミュレーション用サンプルを採用した。
（比較例１）
図３は、比較例１のミラーディスプレイのシミュレーション用サンプルを示す断面模式図である。図３に示すように、比較例１のシミュレーション用サンプルとしては、背面側から観察面側に向かって順に、光吸収体１０９、空気層１０３、反射型偏光板１０４、旋光モードの液晶表示パネル１１１、及び、吸収型偏光板１０６ａを備える構成を採用した。実施例１と同様な理由で、表示装置（液晶表示装置）として光吸収体１０９を配置してシミュレーションを行っても問題ない。
比較例１のシミュレーション用サンプルの各構成部材としては、以下のものを採用した。なお、旋光モードの液晶表示パネル１１１の液晶リタデーションは、波長５５０ｎｍの光で測定したときの値を示す。また、透過軸、反射軸、及び、吸収軸の方位、並びに、ラビング方向は、シミュレーション用サンプルの長手方向（長辺）を基準（０°）に反時計回りに正（＋）と定義した方位を示す。
（Ａ）光吸収体１０９
黒色のアクリル板
（Ｂ）反射型偏光板１０４
住友スリーエム社製の反射型偏光板（商品名：ＤＢＥＦ）
透過軸の方位：－４５°
反射軸の方位：４５°
厚み：１００μｍ
（Ｃ）旋光モードの液晶表示パネル１１１
ＴＮモードの液晶表示パネル
液晶リタデーション：４７６ｎｍ（ＴＮモードで理想的な旋光性が得られる条件）
観察面側基板のラビング方向：４５°
背面側基板のラビング方向：－４５°
液晶：ネマチック液晶
液晶の屈折率異方性：０．０８７
液晶の誘電率異方性：７．３
液晶の弾性定数Ｋ１：１１．５ｐＮ
液晶の弾性定数Ｋ２：１０ｐＮ
液晶の弾性定数Ｋ３：１６．７ｐＮ
（Ｄ）吸収型偏光板１０６ａ
ＰＶＡフィルムにヨウ素錯体を吸着配向させた偏光子
透過軸の方位：４５°
吸収軸の方位：－４５°
厚み：２５μｍ
旋光モードの液晶表示パネル１１１としては、ＴＮモードの液晶表示パネルを採用したが、その背面側に配置された反射型偏光板１０４の透過軸と、観察面側に配置された吸収型偏光板１０６ａの透過軸とが直交するため、これらの部材の配置によれば、ノーマリー・ホワイト型の構成が実現される。つまり、比較例１のミラーディスプレイにおいては、旋光モードの液晶表示パネル１１１が電圧無印加状態である場合、背面側（表示装置）からの表示光は観察面側へ透過し、観察面側からの外光は反射されない。一方、旋光モードの液晶表示パネル１１１に充分な電圧を印加した状態では、観察面側からの外光は観察面側へ反射される、すなわち、ミラーモードとして動作させることができる。
（比較例２）
図４は、比較例２のミラーディスプレイのシミュレーション用サンプルを示す断面模式図である。図４に示すように、比較例２のシミュレーション用サンプルとしては、背面側から観察面側に向かって順に、光吸収体１０９、空気層１０３、反射型偏光板１０４、旋光モードの液晶表示パネル１１１、及び、吸収型偏光板１０６ｂを備える構成を採用した。
比較例２のシミュレーション用サンプルの各構成部材としては、吸収型偏光板１０６ｂの透過軸の方位を－４５°、吸収軸の方位を４５°に設定したこと以外、比較例１と同様なものを採用した。
旋光モードの液晶表示パネル１１１としては、ＴＮモードの液晶表示パネルを採用したが、その背面側に配置された反射型偏光板１０４の透過軸と、観察面側に配置された吸収型偏光板１０６ｂの透過軸とが平行であるため、これらの部材の配置によれば、ノーマリー・ブラック型の構成が実現される。つまり、比較例２のミラーディスプレイにおいては、旋光モードの液晶表示パネル１１１が電圧無印加状態である場合、観察面側からの外光は観察面側へ反射される、すなわち、ミラーモードとして動作させることができる。一方、旋光モードの液晶表示パネル１１１に充分な電圧を印加した状態では、背面側（表示装置）からの表示光は観察面側へ透過し、観察面側からの外光は反射されない。
［位相差フィルムによる事前評価］
まず、実施例１～４における、複屈折モードの液晶表示パネル５による非着色モード及び着色モードがシミュレーションで再現できることを確認するため、複屈折モードの液晶表示パネル５の代わりに、既知の位相差を有する位相差フィルムを配置した構成を用いて、事前評価（シミュレーション及び実験）を行った。図５は、位相差フィルムを有する評価用サンプルを示す断面模式図である。図５に示すように、評価用サンプルとしては、複屈折モードの液晶表示パネル５の代わりに位相差フィルム１０を配置したこと以外、実施例１のシミュレーション用サンプルと同様な構成を採用した。
評価用サンプルの各構成部材としては、位相差フィルム１０として、シクロオレフィンポリマーからなる透明フィルムを１軸延伸したもの（１枚当たりの位相差：１００ｎｍ、１枚当たりの厚み：３０μｍ）を必要な枚数だけアクリル系の粘着剤を介して積層させたものを採用し、その位相差を３００ｎｍ、４００ｎｍ、５００ｎｍ、６００ｎｍ、７００ｎｍの５種類としたこと以外、実施例１と同様なものを採用した。なお、位相差フィルム１０の位相差は、波長５５０ｎｍの光で測定したときの値を示す。
（評価方法）
観察面側から吸収型偏光板６ａに入射する外光としては、Ｄ６５光源を採用した。シミュレーションは、シンテック社製の液晶光学シミュレータ（商品名：ＬＣＤ　Ｍａｓｔｅｒ）を用いて行い、３８０ｎｍ～７８０ｎｍの波長範囲での反射スペクトルの計算結果からｘｙ色度を算出した。実験は、コニカミノルタ社製の卓上型分光測色計（商品名：ＣＭ－２６００ｄ、積分球方式）を用いて行い、反射測定モードをＳＣＩ（Ｓｐｅｃｕｌａｒ　Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ　Ｉｎｃｌｕｄｅｄ）モードとして、３８０ｎｍ～７８０ｎｍの波長範囲での反射スペクトルの測定結果からｘｙ色度を算出した。
（評価結果）
図６は、位相差フィルムを有する評価用サンプルに対する、反射スペクトルの計算結果を示すグラフである（位相差：３００ｎｍ、４００ｎｍ、５００ｎｍ、６００ｎｍ、７００ｎｍ）。図７は、図６の計算結果から導出されたｘｙ色度図である。図８は、位相差フィルムを有する評価用サンプルに対する、反射スペクトルの測定結果を示すグラフである（位相差：３００ｎｍ、４００ｎｍ、５００ｎｍ、６００ｎｍ、７００ｎｍ）。図９は、図８の測定結果から導出されたｘｙ色度図である。図７及び図９中の「○」は、各位相差フィルムを配置した場合に対応する反射光の色度点を示す。図７及び図９中の「×」は、Ｄ６５光源の色度点、すなわち、無彩色点を示す。
図７及び図９に示すように、シミュレーション及び実験の両方において、位相差の値に応じて様々な反射色表示が可能であることを確認することができた。また、シミュレーション結果及び実験結果は、定性的に一致しており、完全ではないものの、定量的にも近かった。よって、上述したような、着色モードにおけるミラーディスプレイの動作原理は正しく、ミラーモードにおける反射光の色は、複屈折モードの液晶表示パネル５が付与する実効的な位相差によって調整可能であることが証明された。
更に、上述した５種類の位相差（３００ｎｍ、４００ｎｍ、５００ｎｍ、６００ｎｍ、７００ｎｍ）以外の位相差を有する位相差フィルムを配置した場合についても、上述した方法と同様にシミュレーションを行い、ｘｙ色度を算出した。位相差フィルムの位相差は、０ｎｍ（位相差フィルムを配置しない場合）から１０００ｎｍまで２５ｎｍ間隔で変化させた。結果を図１０に示す。図１０は、位相差フィルムを有する評価用サンプルに対するシミュレーション結果から導出されたｘｙ色度図である（位相差：０ｎｍ～１０００ｎｍ）。また、図１０中の各色度点の位置をより見やすくする観点から、位相差の範囲を４つに分割して抜粋した場合について、図１１～１４に示す。図１１は、図１０中の０ｎｍ～２５０ｎｍの範囲を抜粋したｘｙ色度図である。図１２は、図１０中の２５０ｎｍ～５００ｎｍの範囲を抜粋したｘｙ色度図である。図１３は、図１０中の５００ｎｍ～７５０ｎｍの範囲を抜粋したｘｙ色度図である。図１４は、図１０中の７５０ｎｍ～１０００ｎｍの範囲を抜粋したｘｙ色度図である。図１０～１４中の「○」は、各位相差フィルムを配置した場合に対応する反射光の色度点を示し、位相差の昇順（２５ｎｍ間隔）に、曲線（各図中の点線）を描くように連続して並んでいる。図１０～１４中の「×」は、Ｄ６５光源の色度点、すなわち、無彩色点を示す。
図１０～１４に示すように、位相差の値に応じて様々な反射色表示が可能であることを確認することができた。また、位相差をより大きな値まで変化させることで、反射光の色度点がＤ６５光源の色度点（無彩色点）からより離れた範囲に分布し、反射光の色を彩度の高いものとすることができることが分かった。しかしながら、図１１及び図１２から分かるように、位相差の範囲が０ｎｍ～２７５ｎｍの範囲では、反射光の色として黄色に近い色を表示することができず、本発明の効果を奏することができない。
［液晶表示パネルによる評価］
次に、実施例１～４、及び、比較例１、２に対してシミュレーションを行った。
（シミュレーション方法）
観察面側から吸収型偏光板６ａ（吸収型偏光板１０６ａ、１０６ｂ）に入射する外光としては、Ｄ６５光源を採用した。シミュレーションは、シンテック社製の液晶光学シミュレータ（商品名：ＬＣＤ　Ｍａｓｔｅｒ）を用いて行い、複屈折モードの液晶表示パネル５（旋光モードの液晶表示パネル１１１）を構成する基板間に垂直に印加する電圧を０Ｖから７Ｖまで０．１Ｖ間隔で変化させた場合において、３８０ｎｍ～７８０ｎｍの波長範囲での反射スペクトルの計算結果からｘｙ色度を算出した。
（シミュレーション結果）
図１５は、実施例１のシミュレーション結果から導出されたｘｙ色度図である。図１６は、実施例２のシミュレーション結果から導出されたｘｙ色度図である。図１７は、実施例３のシミュレーション結果から導出されたｘｙ色度図である。図１８は、実施例４のシミュレーション結果から導出されたｘｙ色度図である。図１５～１８中の「○」は、各電圧を印加した場合に対応する反射光の色度点を示し、印加電圧の昇順（０．１Ｖ間隔）に、曲線（各図中の点線）を描くように連続して並んでいる。図１５～１８中の「×」は、Ｄ６５光源の色度点、すなわち、無彩色点を示す。これらは、後述する図１９及び図２１においても同様である。
図１５～１８に示すように、複屈折モードの液晶表示パネル５の液晶リタデーションが大きいほど、反射光の色度点がより広範囲に分布し、より多様な反射色表示が可能であることが分かった。すなわち、反射光の色を幅広く調整する観点からは、複屈折モードの液晶表示パネル５の液晶リタデーションが大きいほど好ましく、実施例１～４の中では、実施例４が最も好ましいことが分かった。なお、シミュレーションで得られた液晶分子の配向状態を基に計算すると、実施例１～４における複屈折モードの液晶表示パネル５に７Ｖの電圧を印加した場合、それらの実効的な位相差は、液晶リタデーションの約８０％であった。すなわち、複屈折モードの液晶表示パネル５がＶＡモードの液晶表示パネルである場合、その液晶リタデーションが、波長５５０ｎｍの光で測定したときに、３４３ｎｍ（≒２７５ｎｍ（実効的な位相差）／０．８）よりも大きければ大きいほど、反射光の色を充分に調整することができる。例えば、実施例４（液晶リタデーション：１０００ｎｍ）においては、印加電圧の最大値が７Ｖという付帯条件の下で、複屈折モードの液晶表示パネル５の実効的な位相差は、０ｎｍ～約８００ｎｍの範囲で調整可能である。よって、実施例４によれば、反射光の色として、図７及び図９に示した各色度点に対応する色をすべて表示することができる。これに対して、実施例１（液晶リタデーション：４００ｎｍ）においては、印加電圧の最大値が７Ｖという付帯条件の下で、複屈折モードの液晶表示パネル５の実効的な位相差は、０ｎｍ～約３２０ｎｍの範囲で調整可能である。よって、実施例１によれば、反射光の色として、黄色及び緑色に近い色を表示することはできるが、例えば、青色等を表示しにくい。以上より、図１５～１８に示した結果も考慮すると、複屈折モードの液晶表示パネル５がＶＡモードの液晶表示パネルである場合、その液晶リタデーションは、反射光の色を充分に調整する観点から、４００ｎｍ以上であることが好ましく、６００ｎｍ以上であることがより好ましい。反射光の色を充分に調整する観点からは、液晶リタデーションの好ましい範囲に上限は無いが、複屈折モードの液晶表示パネル５の製造方法やコストを実用的なものにする観点からは、１０００ｎｍ以下であることが好ましい。図１８を見ても分かるように、液晶リタデーションが１０００ｎｍであれば、反射光の色を充分に調整することができる。
図１９は、比較例１のシミュレーション結果から導出されたｘｙ色度図である。図１９に示すように、比較例１においては、実施例１～４（図１５～１８）と異なり、反射光がほとんど着色しないことが分かった。また、旋光モードの液晶表示パネル１１１の旋光性を消失させるのに充分な電圧（４．８Ｖ）を印加した状態に対して、反射スペクトルを計算した結果を図２０に示す。図２０は、比較例１における反射スペクトルの計算結果を示すグラフである（印加電圧：４．８Ｖ）。図２０から分かるように、反射スペクトルは広い波長領域でほぼ平坦であるため、反射光が色づいて見えない。
図２１は、比較例２のシミュレーション結果から導出されたｘｙ色度図である。図２１に示すように、比較例２においては、実施例１～４（図１５～１８）と異なり、反射光がほとんど着色しないことが分かった。また、旋光モードの液晶表示パネル１１１が電圧無印加状態（旋光性を有する状態）である場合に対して、反射スペクトルを計算した結果を図２２に示す。図２２は、比較例２における反射スペクトルの計算結果を示すグラフである（電圧無印加時）。図２２から分かるように、反射スペクトルは広い波長領域でほぼ平坦であるため、反射光が色づいて見えない。すなわち、旋光性は波長分散が小さい。
（実施例５）
以下の各構成部材を用いて、実施形態１のミラーディスプレイを実際に作製した。なお、複屈折モードの液晶表示パネル５の液晶リタデーションは、波長５５０ｎｍの光で測定したときの値を示す。また、透過軸、反射軸、及び、吸収軸の方位、配向方向、並びに、ラビング方向は、ミラーディスプレイの長手方向（長辺）を基準（０°）に反時計回りに正（＋）と定義した方位を示す。
＜表示用液晶表示パネル８＞
ＴＮモードの液晶表示パネル
液晶リタデーション：４７６ｎｍ
観察面側基板のラビング方向：４５°
背面側基板のラビング方向：２２５°
＜吸収型偏光板６ｂ＞
ＰＶＡフィルムにヨウ素錯体を吸着配向させた偏光子
透過軸の方位：４５°
吸収軸の方位：－４５°
＜吸収型偏光板６ｃ＞
ＰＶＡフィルムにヨウ素錯体を吸着配向させた偏光子
透過軸の方位：－４５°
吸収軸の方位：４５°
＜反射型偏光板４＞
住友スリーエム社製の反射型偏光板（商品名：ＤＢＥＦ）
透過軸の方位：－４５°
反射軸の方位：４５°
＜複屈折モードの液晶表示パネル５＞
ＶＡモードの液晶表示パネル
液晶リタデーション：８００ｎｍ
配向方向（電圧印加時に液晶分子が倒れる方向）：０°
＜吸収型偏光板６ａ＞
ＰＶＡフィルムにヨウ素錯体を吸着配向させた偏光子
透過軸の方位：－４５°
吸収軸の方位：４５°
（実施例６）
複屈折モードの液晶表示パネル５の種類を下記のように変更したこと以外、実施例５と同様なミラーディスプレイを作製した。
＜複屈折モードの液晶表示パネル５＞
ＥＣＢモードの液晶表示パネル
液晶リタデーション：８００ｎｍ
観察面側基板のラビング方向：０°
背面側基板のラビング方向：９０°
（実施例７）
以下の各構成部材を用いて、実施形態１のミラーディスプレイを実際に作製した。なお、複屈折モードの液晶表示パネル５の液晶リタデーションは、波長５５０ｎｍの光で測定したときの値を示す。また、透過軸、反射軸、及び、吸収軸の方位、並びに、配向方向は、ミラーディスプレイの長手方向（長辺）を基準（０°）に反時計回りに正（＋）と定義した方位を示す。
＜表示用液晶表示パネル８＞
ＦＦＳモードの液晶表示パネル
液晶リタデーション：３４０ｎｍ
配向方向（電圧無印加時の液晶分子の配向方向）：０°
＜吸収型偏光板６ｂ＞
ＰＶＡフィルムにヨウ素錯体を吸着配向させた偏光子
透過軸の方位：９０°
吸収軸の方位：０°
＜吸収型偏光板６ｃ＞
ＰＶＡフィルムにヨウ素錯体を吸着配向させた偏光子
透過軸の方位：０°
吸収軸の方位：９０°
＜反射型偏光板４＞
住友スリーエム社製の反射型偏光板（商品名：ＤＢＥＦ）
透過軸の方位：０°
反射軸の方位：９０°
＜複屈折モードの液晶表示パネル５＞
ＶＡモードの液晶表示パネル
液晶リタデーション：８００ｎｍ
配向方向（電圧印加時に液晶分子が倒れる方向）：４５°
＜吸収型偏光板６ａ＞
ＰＶＡフィルムにヨウ素錯体を吸着配向させた偏光子
透過軸の方位：０°
吸収軸の方位：９０°
（実施例８）
複屈折モードの液晶表示パネル５の種類を下記のように変更したこと以外、実施例７と同様なミラーディスプレイを作製した。
＜複屈折モードの液晶表示パネル５＞
ＥＣＢモードの液晶表示パネル
液晶リタデーション：８００ｎｍ
観察面側基板のラビング方向：４５°
背面側基板のラビング方向：２２５°
（実施例９）
図２３は、実施例９のミラーディスプレイを示す断面模式図である。図２３に示すように、ミラーディスプレイ１１は、液晶表示装置２の代わりに有機エレクトロルミネッセンス表示装置１２を配置したこと以外、実施例５のミラーディスプレイと同様であった。有機エレクトロルミネッセンス表示装置１２は、背面側から観察面側に向かって順に、有機エレクトロルミネッセンス表示パネル１３、及び、吸収型円偏光板（吸収型偏光板とλ／４板との積層体）６ｄを有するものであった。有機エレクトロルミネッセンス表示装置１２としては、サムスン電子社製のスマートフォン（製品名：Ｇａｌａｘｙ　Ｓ６）に搭載されている、反射防止用の吸収型円偏光板が設けられた有機エレクトロルミネッセンス表示装置を用いた。
（実施例１０）
複屈折モードの液晶表示パネル５の種類を下記のように変更したこと以外、実施例９と同様なミラーディスプレイを作製した。
＜複屈折モードの液晶表示パネル５＞
ＥＣＢモードの液晶表示パネル
液晶リタデーション：８００ｎｍ
観察面側基板のラビング方向：０°
背面側基板のラビング方向：９０°
（比較例３）
図２４は、比較例３のミラーディスプレイを示す断面模式図である。図２４に示すように、ミラーディスプレイ２０１は、背面側から観察面側に向かって順に、液晶表示装置２０２、空気層２０３、反射型偏光板２０４、旋光モードの液晶表示パネル２１１、及び、吸収型偏光板２０６ａを備えるものであった。液晶表示装置２０２は、背面側から観察面側に向かって順に、バックライト２０７、吸収型偏光板２０６ｂ、表示用液晶表示パネル２０８、及び、吸収型偏光板２０６ｃを有するものであった。
比較例３のミラーディスプレイの各構成部材としては、以下のものを採用した。なお、旋光モードの液晶表示パネル２１１の液晶リタデーションは、波長５５０ｎｍの光で測定したときの値を示す。また、透過軸、反射軸、及び、吸収軸の方位、並びに、ラビング方向は、ミラーディスプレイの長手方向（長辺）を基準（０°）に反時計回りに正（＋）と定義した方位を示す。
＜表示用液晶表示パネル２０８＞
ＴＮモードの液晶表示パネル
液晶リタデーション：４７６ｎｍ
観察面側基板のラビング方向：４５°
背面側基板のラビング方向：２２５°
＜吸収型偏光板２０６ｂ＞
ＰＶＡフィルムにヨウ素錯体を吸着配向させた偏光子
透過軸の方位：４５°
吸収軸の方位：－４５°
＜吸収型偏光板２０６ｃ＞
ＰＶＡフィルムにヨウ素錯体を吸着配向させた偏光子
透過軸の方位：－４５°
吸収軸の方位：４５°
＜反射型偏光板２０４＞
住友スリーエム社製の反射型偏光板（商品名：ＤＢＥＦ）
透過軸の方位：－４５°
反射軸の方位：４５°
＜旋光モードの液晶表示パネル２１１＞
ＴＮモードの液晶表示パネル
液晶リタデーション：４７６ｎｍ
観察面側基板のラビング方向：４５°
背面側基板のラビング方向：２２５°
＜吸収型偏光板２０６ａ＞
ＰＶＡフィルムにヨウ素錯体を吸着配向させた偏光子
透過軸の方位：４５°
吸収軸の方位：－４５°
［ミラーディスプレイの評価］
実施例５～１０、及び、比較例３のミラーディスプレイについて、非着色モード性能の評価、及び、着色モード性能の評価を行った。結果を表１に示す。
（非着色モード性能の評価）
各例において、まず、表示装置（液晶表示装置２、有機エレクトロルミネッセンス表示装置１２、及び、液晶表示装置２０２）単独の輝度Ｌ１を観察面側から測定した。次に、各例のミラーディスプレイを作製した後、非着色モードにした状態で、ミラーディスプレイの輝度Ｌ２を観察面側から測定した。そして、輝度Ｌ１、及び、輝度Ｌ２によって、非着色モードの透過率（単位：％）＝１００×Ｌ２／Ｌ１を算出した。輝度Ｌ１、及び、輝度Ｌ２の測定は、トプコン社製の分光放射計（商品名：ＳＲ－ＵＬ１）を用いて行い、視感補正されたＹ値を輝度とした。
（着色モード性能の評価）
１５人の観察者が、着色モードの各例のミラーディスプレイを観察面側から目視観察し、反射光が色づいて見えるかどうかを評価した。評価指標としては、○：反射光が色づいて見えた人数が全観察者の半数以上（８人以上）、×：反射光が色づいて見えなかった人数が全観察者の半数よりも多い（８人以上）、を用いた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
表１に示すように、実施例５～１０はいずれも、非着色モードの透過率が７０％を超えており、ディスプレイモードにおける表示品位の低下が抑えられていた。例えば、一般的なハーフミラー層を用いたミラーディスプレイの透過率は５０％以下であり、実施例５～１０のミラーディスプレイの透過率はそれと比較しても充分に高かった。また、実施例５～１０はいずれも、反射光が色づいて見えやすく、着色モード性能が優れていた。
一方、比較例３は、非着色モードの透過率が７０％を超えていたものの、着色モード性能が劣っていた。
［付記］
以下に、本発明のミラーディスプレイの好ましい特徴の例を挙げる。各例は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜組み合わされてもよい。
本発明のミラーディスプレイにおいて、上記表示装置に設けられた上記偏光板の透過軸と上記反射型偏光板の透過軸とは、平行又は直交することが好ましい。上記偏光板の透過軸と上記反射型偏光板の透過軸とがこのような関係となる構成の例としては、以下のようなものが挙げられる。
上記表示装置に１枚の偏光板が含まれる場合（例えば、有機エレクトロルミネッセンス表示装置に反射防止用の吸収型円偏光板が設けられる場合）や、上記表示装置中に互いに平行な透過軸を有する複数の偏光板が含まれる場合（例えば、液晶表示装置にパラレルニコルに配置された一対の偏光板が設けられる場合）であって、かつ、上記反射型偏光板が多層型反射型偏光板を含むものである場合には、上記表示装置中の偏光板の透過軸に対して、上記反射型偏光板の透過軸が平行である構成が好適である。一方、クロスニコルに配置された一対の偏光板を有する液晶表示装置において、上記反射型偏光板に近い側（通常は、観察面側）の偏光板を取り除き、その機能を多層型反射型偏光板に代替させるような場合には、液晶表示装置中の上記反射型偏光板から遠い側（通常は、背面側）の偏光板と多層型反射型偏光板とをクロスニコルに配置することになるため、液晶表示装置中の偏光板の透過軸に対して、上記反射型偏光板の透過軸が直交する構成が好適である。
次に、上記表示装置に、互いに直交する透過軸を有する一対の偏光板が含まれる場合（例えば、液晶表示装置にクロスニコルに配置された一対の偏光板が設けられる場合）であって、かつ、上記反射型偏光板が多層型反射型偏光板を含むものである場合には、上記反射型偏光板に近い側（通常は、観察面側）の偏光板の透過軸に対して、上記反射型偏光板の透過軸が平行である構成が好適である。この構成では、上記反射型偏光板から遠い側（通常は、背面側）の偏光板の透過軸と、上記反射型偏光板の透過軸とは、直交することになる。
上記液晶表示パネルは、電圧無印加時に、負の誘電率異方性を有する液晶分子を基板面に対して垂直配向させるものであってもよい。これにより、上記液晶表示パネルとして、いわゆるＶＡモードの液晶表示パネルを用いる場合においても、本発明を好適に用いることができる。
上記液晶表示パネルの液晶リタデーションは、波長５５０ｎｍの光で測定したときに３４３ｎｍよりも大きいものであってもよい。これにより、上記液晶表示パネルがＶＡモードの液晶表示パネルである場合の実効的な位相差が、波長５５０ｎｍの光で測定したときに、２７５ｎｍよりも大きいものとなり、上記着色モードにおいて、反射光の色を調整することができる。
上記表示装置は、液晶表示装置であってもよい。これにより、上記表示装置として液晶表示装置を用いる場合においても、本発明を好適に用いることができる。更に、上記反射型偏光板と組み合わせることで、ディスプレイモードにおける画像の視認性と、ミラーモードにおける鏡像の視認性とを両立させることができる。上記表示装置としては、偏光板を有するものであれば、その種類は特に限定されず、液晶表示装置の他に、例えば、反射防止用の吸収型円偏光板が設けられた有機エレクトロルミネッセンス表示装置、偏光板が貼り付けられたＭＥＭＳディスプレイ等の、偏光を出射する表示装置を用いることができる。また、立体（３Ｄ）映像を観察することができる、いわゆる３Ｄ対応ディスプレイであってもよい。３Ｄ対応ディスプレイによれば、ミラー領域と同様にディスプレイ領域にも自然な奥行感を提供することができ、ミラーディスプレイのデザイン性を向上し、多様な用途においてミラーディスプレイを活用することができる。３Ｄ対応ディスプレイの立体映像表示方式は特に限定されず、任意の方式が利用できるが、メガネを必要としない裸眼方式がより好ましい。裸眼方式の３Ｄ対応ディスプレイとしては、例えば、レンチキュラーレンズ方式、視差バリア方式等が挙げられる。
１、１１、２０１：ミラーディスプレイ
２、２０２：液晶表示装置
３、１０３、２０３：空気層
４、１０４、２０４：反射型偏光板
５：複屈折モードの液晶表示パネル
６ａ、６ｂ、６ｃ、１０６ａ、１０６ｂ、２０６ａ、２０６ｂ、２０６ｃ：吸収型偏光板
６ｄ：吸収型円偏光板
７、２０７：バックライト
８、２０８：表示用液晶表示パネル
９、１０９：光吸収体
１０：位相差フィルム
１２：有機エレクトロルミネッセンス表示装置
１３：有機エレクトロルミネッセンス表示パネル
１１１、２１１：旋光モードの液晶表示パネル

Claims (4)

  1. 背面側から順に、
    偏光板を有する表示装置と、
    反射型偏光板と、
    複屈折モードの液晶表示パネルと、
    吸収型偏光板とを備え、
    前記反射型偏光板の透過軸と前記吸収型偏光板の透過軸とは平行であり、
    前記液晶表示パネルは、入射する偏光を透過させるときに、前記偏光の偏光状態を変化させない非着色モードと、前記偏光の偏光状態を変化させる着色モードとに切り換え可能であり、
    前記着色モードは、前記表示装置が非表示状態であるときに選択され、かつ、前記着色モードにおいて、前記液晶表示パネルは、波長５５０ｎｍの光で測定したときに２７５ｎｍよりも大きな値まで位相差を変化させることを特徴とするミラーディスプレイ。
  2. 前記液晶表示パネルは、電圧無印加時に、負の誘電率異方性を有する液晶分子を基板面に対して垂直配向させるものであることを特徴とする請求項１に記載のミラーディスプレイ。
  3. 前記液晶表示パネルの液晶リタデーションは、波長５５０ｎｍの光で測定したときに３４３ｎｍよりも大きいことを特徴とする請求項２に記載のミラーディスプレイ。
  4. 前記表示装置は、液晶表示装置であることを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載のミラーディスプレイ。
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