WO2017029872A1 - 表示装置および電子機器 - Google Patents

表示装置および電子機器 Download PDF

Info

Publication number
WO2017029872A1
WO2017029872A1 PCT/JP2016/068119 JP2016068119W WO2017029872A1 WO 2017029872 A1 WO2017029872 A1 WO 2017029872A1 JP 2016068119 W JP2016068119 W JP 2016068119W WO 2017029872 A1 WO2017029872 A1 WO 2017029872A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
display
liquid crystal
substrate
linearly polarized
polarized light
Prior art date
Application number
PCT/JP2016/068119
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
祐治 中畑
一昭 亀島
谷野 友哉
Original Assignee
ソニー株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ソニー株式会社 filed Critical ソニー株式会社
Publication of WO2017029872A1 publication Critical patent/WO2017029872A1/ja

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1339Gaskets; Spacers; Sealing of cells
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1347Arrangement of liquid crystal layers or cells in which the final condition of one light beam is achieved by the addition of the effects of two or more layers or cells
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09FDISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
    • G09F9/00Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements

Abstract

本開示の一実施形態の表示装置は、少なくとも第1方向に沿って配列された複数の画素を有すると共に、画像光として第1の偏光軸を有する第1の直線偏光を射出する表示部と、表示部と対向配置され、第1の直線偏光を透過する画像表示モードと外光を反射する外光反射モードとの切り替えを行う表示切替部とを備えたものであり、表示切替部は、対向配置された第1基板および第2基板と、第1基板と第2基板との間に配設された液晶層と、第1基板と第2基板との間に設けられ、第1方向に沿って配列された複数のスペーサとを有し、複数のスペーサのうち隣り合うスペーサ間の距離(第1の距離)は、第1方向に沿った画素の幅に対して非整数倍である。

Description

表示装置および電子機器
 本開示は、画面状態と鏡面状態との切り替えを行う表示装置およびそれを備えた電子機器に関する。
 従来、2つの液晶パネルを重ね合せることによって、通常の画面状態(画像表示モード)と鏡面状態(外光反射モード)とを切り替え可能に構成された表示装置が知られている(例えば特許文献1,2参照)。そのような表示装置は、具体的には、例えば液晶表示部の観察者側に、液晶表示部から観察者に向かう順に反射型偏光板と液晶パネルと吸収型偏光板とが積層配置された表示切替部を備えている。
特開2001―318374号公報 特開2004―37943号公報
 一般に、液晶パネルを構成する基板間には、液晶パネルの厚みを支持するスペーサが複数配置されており、これらは、ブラックマトリクス(BM)によって隠されて表示面側からは見えないようになっている。しかしながら、上記のような表示装置では、表示切替部の液晶パネルは、画面状態と鏡面状態との切り替えを行うだけであるため、ブラックマトリクスは設けられていない。このため、スペーサのピッチと液晶表示部の画素ピッチとは互いに干渉してモアレが生じるという問題があった。モアレは、スペーサのピッチと画素ピッチとの精確な位置合わせを行うことで防ぐことができるが、製造上における貼り合わせのばらつき等により正確な位置合わせは難しく、モアレの発生を防ぐことは困難であった。
 従って、モアレの発生を低減することが可能な表示装置および電子機器を提供することが望ましい。
 本開示の一実施形態の表示装置は、少なくとも第1方向に沿って配列された複数の画素を有すると共に、画像光として第1の偏光軸を有する第1の直線偏光を射出する表示部と、表示部と対向配置され、第1の直線偏光を透過する画像表示モードと外光を反射する外光反射モードとの切り替えを行う表示切替部とを備えたものであり、表示切替部は、対向配置された第1基板および第2基板と、第1基板と第2基板との間に配設された液晶層と、第1基板と第2基板との間に設けられ、第1方向に沿って配列された複数のスペーサとを有し、複数のスペーサのうち隣り合うスペーサ間の距離(第1の距離)は、第1方向に沿った画素の幅に対して非整数倍である。
 本開示の一実施形態の電子機器は、上記本開示の一実施形態の表示装置と、表示装置を制御する制御部とを備えたものである。
 本開示の一実施形態の表示装置および一実施形態の電子機器では、表示切替部に設けられ、第1方向に沿って配列された複数のスペーサを、隣り合うスペーサ間の距離(第1の距離)が、第1方向に沿って表示部に配列された複数の画素の画素幅に対して非整数倍となるよう配置した。これにより、表示部の画素の配列周期に対する表示切替部に設けられたスペーサの干渉が抑制される。
 本開示の一実施形態の表示装置および一実施形態の電子機器によれば、表示切替部に設けられ、第1方向に沿って配列された複数のスペーサのうちの隣り合うスペーサ間の距離(第1の距離)が、第1方向に沿って表示部に配列された複数の画素の画素幅に対して非整数倍となるようにした。これにより、表示部の画素の配列周期に対する表示切替部に設けられたスペーサの干渉が抑制され、モアレの発生が低減される。なお、本開示の効果はこれに限定されるものではなく、以下の記載のいずれの効果であってもよい。
本開示における実施の形態に係る表示装置の構成を表す断面図である。 図1に示した液晶パネルの詳細な構成を表す断面図である。 スペーサおよび画素の配置の一例を表す平面図である。 スペーサおよび画素の配置の他の例を表す平面図である。 スペーサの形状を説明する概念図である。 透明電極の加工例を表す模式図である。 図1に示した表示装置の作用を表す概念図である。 画素ピッチに対するスペーサのピッチと評価との関係を表す特性図である。 変形例1におけるスペーサおよび画素の配置の一例を表す平面図である。 変形例2における表示装置の作用を表す概念図である。 本開示の表示装置を備えた電子機器の構成例を表す概念図である。
 以下、本開示の一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
1.実施の形態(表示切替部のスペーサを、表示部の画素ピッチに対して隣り合うスペーサ間の距離が非整数倍になるように配置した例)
 1-1.表示装置の構成
 1-2.表示装置の動作
 1-3.作用・効果
2.変形例1
3.変形例2
 3-1.表示装置の構成
 3-2.表示装置の動作
4.適用例(電子機器)
<1.実施の形態>
 図1は本開示の一実施の形態としての表示装置1の断面構成を表したものである。この表示装置1は、2つの液晶パネル(液晶パネル13,22)を重ね合せることにより画面状態と鏡面状態とを切替可能に構成したものである。このような表示装置1では、画面状態および鏡面状態のいずれにおいても、表示切替部20に設けられた液晶パネル22と、観察者側に配置された吸収型偏光板23とを透過した光を視認することとなる。
(1-1.表示装置1の構成)
 表示装置1は、互いの主面同士が重なり合うように対向配置された表示部10と表示切替部20とを有する。表示部10は所定の表示態様を形成する画像光を観察者へ向けて出射するものであり、表示切替部20は表示部10の観察者側に配置され、表示部10からの画像光を透過する画像表示モードと外光を反射する外光反射モードとの切り替えを行うものである。なお、表示部10と表示切替部20とは、相互に少なくとも一部が重なっていればよい。
 表示部10は、液晶層13Cを間に対向配置された一対の基板13A,13Bからなる液晶パネル13と、液晶パネル13を間に観察者側およびその反対側に配置された吸収型偏光板11および吸収型偏光板14と、同じく観察者側とは反対側に配置されたバックライト15とから構成されている。表示切替部20は、液晶層22Cを間に対向配置された一対の基板22A,22Bからなる液晶パネル22と、液晶パネル22を間に観察者側とは反対の表示部10側に配置された反射型偏光板21と、観察者側に配置された吸収型偏光板23とから構成されている。
 本実施の形態の表示装置1では、液晶パネル13には複数の画素2が、液晶パネル22には複数のスペーサ22Sが設けられており、例えば、X軸方向に配列されたスペーサ22Sのうちの隣り合うスペーサ間の距離(第1の距離Ps)が、画素2の幅(画素幅Pp)に対して非整数倍になるように配置された構成を有する。
(表示部10)
 表示部10としては、例えばエレクトロルミネッセンス素子やプラズマディスプレイパネル、あるいは電子ペーパー等の各種の表示機構が適用されうるが、本実施の形態では液晶表示素子を用いた場合について説明する。
 表示部10の駆動モードとしては、TFT(Thin Film Transistor)やTFD(Thin Film Diode)等の能動素子を用いたアクティブマトリクス駆動等のアクティブ駆動モードと、上記のような能動素子を用いない単純駆動若しくはマルチプレックス駆動等のパッシブ駆動モードとのいずれであってもよい。更に、表示部10のパネル構造としては、透過型パネル、反射型パネルまたは反射半透過型パネルのいずれであってもよい。本実施の形態では透過型パネルを用いた場合について説明する。
 表示部10は、上記のように表示切替部20に近い位置から順に吸収型偏光板11、液晶パネル13、吸収型偏光板14およびバックライト15を有する。吸収型偏光板11と液晶パネル13との間には位相差板が配置されていてもよい。
 液晶パネル13は、基板13Aと基板13Bとの間に液晶層13Cが挟持された構造を有する。基板13Aおよび基板13Bは、例えばガラス(石英を含む)等の透明材料からなり、所定の間隔(例えば1.5μmから10μm程度)を有するように対向配置され、シール材等によって貼り合わされている。液晶パネル13には、上記のように複数の画素2が、液晶パネル13のXZ平面に、例えばマトリクス状に配置されている。画素2は、サブピクセルとして、例えば赤色画素2R,緑色画素2G,青色画素2Bを有する(例えば、図3参照)。基板13A,13Bの対向する面内には、それぞれ、例えばこれらサブピクセル2R,2B,2Bごとに設けられた電極(いわゆる、画素電極)およびサブピクセル2R,2B,2Bに共通の電極(いわゆる、対向電極)が形成されており、これらの電極によって液晶層13Cに電界が印加される。また、基板13B上には、サブピクセル2R,2B,2Bにそれぞれ対応するカラーフィルタ13a(13aR,13aG,13aB)が配置されている。
 液晶パネル13の液晶モードとしては、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、STN(Super Twisted Nematic)モード、またはECB(Electrically Controlled Birefringence)モードを用いることができる。これらの液晶モードを有する液晶表示素子は、偏光板を用いて表示態様を実現するように構成されているので、比較的低い駆動電圧でありながら高い表示品位を得ることができるので好ましい。この中でVAモードが特に好ましい。VAモードの液晶表示素子は、表示部10の吸収型偏光板11,14にストレスが負荷された場合に、他の液晶モード(例えばIPSモード)に比べて黒浮きしにくいからである。ここで、黒浮きとは、黒表示の際に一部に光漏れが生じることをいう。
 表示装置1では、表示部10と表示切替部20とが例えば第3の樹脂層(樹脂層33)により貼り合わされている。表示部10と表示切替部20との貼り合わせの際には、例えばゲル状の樹脂が硬化・収縮して樹脂層33を形成するが、その樹脂が硬化および収縮するのに伴って表示部10の偏光板(特に、吸収型偏光板11)にストレスを与えてしまう。ここで、例えば表示部10としてIPSモードの液晶表示素子を用いると表示領域の角隅部に黒浮きが僅かに発生することがあるが、表示部10としてVAモードの液晶表示素子を用いることにより黒浮きを抑制することができる。なお、樹脂層33の色相b*値は、例えば-0.5以上0.5以下であるとよい。また、樹脂層33のヘイズ値は例えば1以下であるとよい。また、表示部10(吸収型偏光板11)と表示切替部20(後出の反射型偏光板21)とが樹脂層33を介して貼り合わせることで、貼り合わせによる吸収型偏光板11と反射型偏光板21との界面近傍における凹凸の発生が抑制され、凹凸に起因する鏡状態(外光反射モード)での滲みが低減される。樹脂層33としては、例えばLintec社製の高透明基材レステープCTL-NC103や、DIC社製の基材レス光学用両面接着テープDAITAC ZB7010W-10等を用いることができる。
 吸収型偏光板11,14は、表示装置1の構成上、必要とされる配置(例えば直交ニコル配置)に設定される。吸収型偏光板11,14は偏光透過軸をそれぞれ有し、その偏光透過軸と平行な振動面を有する直線偏光を透過し、その偏光透過軸と交差する(好ましくは直交する)方向に平行な振動面を有する直線偏光を吸収するものである。吸収型偏光板11,14としては、例えば延伸したポリビニルアルコールにヨウ素を吸収させることにより偏光機能を付与した膜の両面に、トリアセチルセルロースの保護層を施したものを用いることができる。
 バックライト15は、背後から液晶パネル13に対してほぼ均一な照度で照明を行うことができるものであればよい。例えば、導光板と、この導光板の端面部に配置された光源とを含む端面発光型のバックライトや、導光板と、この導光板の背面に配置された光源とを含む背面発光型のバックライト等が挙げられる。
(表示切替部20)
 表示切替部20は、上記のように、表示部10から観察者に向けて反射型偏光板21、液晶パネル22および吸収型偏光板23がこの順に配置されたものである。なお、吸収型偏光板23と液晶パネル22との間、および反射型偏光板21と液晶パネル22との間の少なくとも一方に、視野角向上フィルムを配置してもよい。
 反射型偏光板21は、透過偏光軸21Jを有し、その透過偏光軸21Jと平行な振動面を有する直線偏光を透過し、その透過偏光軸と交差する(好ましくは直交する)方向に平行な振動面を有する直線偏光を反射するものである。具体的には、反射型偏光板21は、表示部10から出射される第1の直線偏光Lpは透過し、これと直交する透過偏光軸を有する第2の直線偏光Lsは鏡面反射する機能を有するものを使用する(いずれも、図7参照)。そのような部材としては、例えば国際出願の国際公開番号:WO95/27919号に開示されている異なる複屈折性高分子フィルムを交互に複数層積層した複屈折反射型偏光フィルム、あるいは、コレステリック液晶層の表と裏に1/4波長板を配置したものを用いることができる。複屈折反射型偏光フィルムとしては、所定の直線偏光を透過し、その直線偏光の偏光軸と直交する偏光軸を有する直線偏光を鏡面反射する機能を有するものが3M社(米国)からDBEFという商品名で市販されており、これを反射型偏光板21として使用することができる。
 一方、反射型偏光板21として、コレステリック液晶層の表と裏に1/4波長板を配置したもので構成する場合には、配向処理された2枚の透明基板間に低分子コレステリック液晶を収めた液晶セルや、高分子コレステリック液晶層をガラスあるいは透明樹脂等の平坦かつ光学的に等方で透明な基板上に形成したものを用いることができる。コレステリック液晶層は、ヘリカルな分子配列に基づく特異な光学特性を示すもので、ヘリカル軸に平行に入射した光が、コレステリック螺旋の回転方向に応じて、一方の回転方向の円偏光は反射し、他方は透過するという選択反射を示すものである。選択反射の波長域は、分子配列のピッチによって決まるので、可視波長域全域で選択反射が起こるようにするためには、ピッチの異なる複数のコレステリック液晶層を積層して用いることが必要である。この場合、可視波長域全域での選択反射を得るために、ピッチの異なるコレステリック液晶層を複数層重ねる代わりにAsia Display95 Digest, p735, The Institute of Television Engineers of Japan (ITE) &The Society for Information Display (SID) に記載されているような、ピッチを連続的に変化させたコレステリック液晶層を用いてもよい。なお、選択反射の波長域を低波長側(400~600nm)の反射率を、高波長側(600nm以上の可視光域)することにより、色相b*値を-方向にすることが可能になり好ましい。
 また、反射型偏光板21として、コレステリック液晶層の表と裏に1/4波長板を配置したものを用いる場合には、コレステリック液晶層の裏側、即ち表示部10側に配置される1/4波長板は、その遅相軸を以下のような方向に設定するとよい。即ち、表示部10から出射して反射型偏光板21に入射する第1の直線偏光Lpを、コレステリック液晶層を透過する円偏光に変換するように、その遅相軸を配置する。一方、同じくコレステリック液晶層の表側、即ち液晶パネル22側に配置される1/4波長板は、コレステリック液晶層を透過する円偏光が第1の直線偏光Lpへ変換されるように、その遅相軸を配置する。
 このようにコレステリック液晶層の表と裏に1/4波長板を配置した構成の反射型偏光板21に第2の直線偏光Lsが入射した場合、その第2の直線偏光Lsは、1/4波長板の作用によりコレステリック液晶層を透過する円偏光とは逆周りの円偏光に変換される。このため、その第2の直線偏光Lsは、コレステリック液晶層においてで選択的に反射される。コレステリック液晶層で反射した円偏光は、再び1/4波長板を透過する際、その1/4波長板の作用で第2の直線偏光Lsに変換される。
 なお、この構成の反射型偏光板21に使用する1/4波長板は、可視波長の全域において1/4波長板として機能するものを用いることが望ましい。1/4波長板としては、可視波長域において高い透過率を有する、延伸した高分子フィルム、例えばポリビニルアルコール、ポリカーボネート、ポリサルフォン、ポリスチレン、ポリアリレート等を用いることができる。このほかにも雲母、水晶、分子軸を一方向に揃えて配向した液晶層等を用いることができる。
 また、一般に1/4波長板を構成する材質の屈折率の波長依存性(以下、波長分散)により、一種類の位相差板で可視波長の全域に対し1/4波長板として機能する位相差板を構成することは困難である。しかし、波長分散の異なる少なくとも2種類の位相差板をその光学軸を直交するように貼り合わせることにより、広い波長域において1/4波長板として機能するよう構成したものを使用すればよい。
 反射型偏光板21と液晶パネル22とは、例えば25μm以下の厚さを有する第1の樹脂層31(以下、単に樹脂層31という。)を介して貼り合わされていることが好ましい。貼り合わせによる液晶パネル22と反射型偏光板21との界面近傍における凹凸の発生を抑制できるからである。そのような凹凸の発生を抑制することにより、凹凸に起因する鏡状態(外光反射モード)での滲みを低減できる。なお、樹脂層31の色相b*値は、例えば-0.5以上0.5以下であるとよい。また、樹脂層31のヘイズ値は例えば1以下であるとよい。このような樹脂層31としては、例えばLintec社製の高透明基材レステープCTL-NC103や、DIC社製の基材レス光学用両面接着テープDAITAC ZB7010W-10等を用いることができる。
 液晶パネル22は、第1の直線偏光Lpを、それと直交する偏光軸を有する第2の直線偏光Lsへ変換して透過させる第1のモードと、第1の直線偏光Lpを第2の直線偏光Lsへ変換せずにそのまま透過させる第2のモードとの切り替えを行うものである。図2は、液晶パネル22の詳細な断面構成を表したものである。液晶パネル22は、基板22Aと基板22Bとの間に液晶層22C有し、基板22Aとおよび基板22Bの対向する面内には、それぞれ透明電極22a,22bおよび配向膜22c,22dがそれぞれ設けられている。基板22Aと基板22Bとの間には、液晶パネル22の厚みを支持するスペーサ22Sが複数設けられており、このスペーサ22Sの上端および下端は、それぞれ、配向膜22c,22dを介して透明電極22a,22bに接している。
 基板22Aおよび基板22Bは、例えばガラス(石英を含む)等の透明材料からなり、所定の間隔(例えば1.5μmから10μm程度)を有するように対向配置され、例えば液晶パネルの周縁部分においてシール材等によって貼り合わされている。基板22A,22Bの構成材料としては、ガラスを用いたもののほか、プラスチック等の樹脂を用いたものであってもよい。基板22Aおよび基板22Bのいずれか一方にガラスを用いると共に他方に樹脂を用いたものであってもよい。基板22Aおよび基板22Bの構成材料として樹脂を用いることによって薄型化を図り、耐衝撃性の向上を図ることができる。また、ガラス基板としては無アルカリガラスが好ましい。
 スペーサ22Sは、例えば球状のビーズスペーサや、レジスト等で露光形成されたフォトスペーサでもよい。ビーズスペーサは、例えば基板に熱等で固着させることが可能な固着スペーサを用いることで滴下注入プロセスを実現することができる。フォトスペーサは、上記のように、レジスト等で露光することによって形成され、例えば角柱形状、円柱形状、角錐台形状あるいは円錐台形状を有する。この他、例えば基板22A側の先端を山形のなだらかな形状とすることで、スペーサによる配向膜の損傷を軽減することができる。スペーサ22Sの幅は、例えば2nm~50nmであることが好ましく、このうち、より小さな径(例えば2nm~10nm)のスペーサ22Sはビーズスペーサによって、より大きな径(例えば10nm~50nm)のスペーサ22Sはフォトスペーサによって形成されている。
 スペーサ22Sの形成位置は、上記のように、例えばX軸方向に配列されたスペーサ22Sのうちの隣り合うスペーサ間の距離(第1の距離Ps)が、画素2の幅(画素幅Pp)に対して非整数倍になるように配置されていることが好ましい。より詳細には、例えばスペーサ22SのX軸方向の幅(以降、単に幅という)が基板22A,22B間の距離(第2の距離)と同一またはそれ以下である場合には、スペーサ22Sが表示に与える影響は小さい。このため、第1の距離Psは画素幅Ppよりも狭くすることで、モアレの影響を抑えることができる。即ち、図3に示したように、第1の距離Psは画素幅Ppよりも狭くなるように配置することが好ましく、具体的には、下記式(1)を満たすことが好ましい。ここで、nは0または自然数である。このようなスペーサ22Sとしては、ビーズスペーサが挙げられる。
   (数1)Pp/Ps=n+0.5±0.06・・・・・・(1)
 また、例えばスペーサ22Sの幅が基板22A,22B間の距離(第2の距離)よりも大きい場合には、スペーサ22Sの周囲に生じる液晶分子の配向乱れが大きくなるため、第1の距離Psを画素幅Ppよりも大きくすることで、その影響が抑えられる。即ち、図4に示したように、第1の距離Psは画素幅Ppよりも広くなるように配置することが好ましく、具体的には、下記式(2)を満たすことが好ましい。これにより、モアレの影響を最小限に抑えることが可能となる。ここで、nは0または自然数である。このようなスペーサ22Sとしては、フォトスペーサが挙げられる。
   (数2)Ps/Pp=n+0.5±0.06・・・・・・(2)
 なお、スペーサ22Sは、必ずしも規則性を持って配置されていなくてもよく、上記式(1)または(2)を満たしていれば、液晶層22Cの面内においてランダムに配置されていてもかまわない。ここで、ランダムとは、具体的には、ある方向において、あらゆる周期における規則性がないように配置したものである。
 また、スペーサ22Sは、黒色に着色されていてもよい。スペーサ22Sが形成された部分には液晶が存在しないため、その部分では表示切替機能が働かなくなる。このため、スペーサ22S部分は背面に設けられた反射型偏光板21の影響で、視聴時におけるスペーサおよびその周囲の外光反射率が高くなるが、スペーサ22Sを黒色に着色することによって外光反射率を抑えることができる。
 また、図3および図4では、XZ平面におけるスペーサ22Sの断面を円形状としたが、これに限らない。一般に、液晶分子はラビング処理によってその配向方向が規定されるが、スペーサ22Sの近傍はラビングされにくい場合があり、液晶分子の配向に乱れが生じて表示不良が起こる虞がある。これに対して、XZ平面におけるスペーサ22Sの断面形状が、図5に示したようにラビング方向L1に対して平行な長軸を有する楕円形状とすることで、液晶分子の配向の乱れによる表示不良を低減することが可能となる。
 更に、例えば、図6に示したように、スペーサ22Sの下端と接する透明電極22aにスリット22H(22H1,22H2,22H3)を設けるようにしてもよい。これにより、液晶分子の配向の安定性を電気的あるいは物理的に向上させることが可能となる。スリット22Hの形状としては、図6に示したように、ラビング方向L1に対して長辺を有する矩形状のスリット22H1、スリット22H1と同様に、ラビング方向L1に対して長辺を有する複数の矩形状のスリットからなるスリット22H2およびラビング方向L1と平行な長軸を有する菱形形状のスリット22H3が挙げられる。
 透明電極22a,22bは、液晶層22Cに所定の電界を印加するものである。液晶パネル22では、基板22Aおよび基板22Bの液晶層22Cと面する側に、有効表示領域内をほぼ全面的に覆うように構成された透明電極22a,22bがそれぞれ一つずつ設けられていてもよい。なお、透明電極22a,22bは液晶層22Cの両側にそれぞれ複数に分割されて形成され、相互に独立に電位を供給できるように構成されていても構わない。
 吸収型偏光板23は透過偏光軸23Jを有し、その透過偏光軸23Jと平行な振動面を有する直線偏光を透過し、その透過偏光軸23Jと交差する(好ましくは直交する)方向に平行な振動面を有する直線偏光を吸収するものである。
 液晶パネル22の表示モードとしては、TNモード、ECBモード、STNモード、BTN(Bistable Twisted Nematic)モード、VAモード、IPSモード、強誘電性液晶モード、または反強誘電性液晶モードのいずれかであることが好ましい。
 液晶パネル22と吸収型偏光板23とは、例えば25μm以下の厚さを有する第2の樹脂層32(以下、単に樹脂層32という。)を介して貼り合わされていることが好ましい。貼り合わせによる液晶パネル22と吸収型偏光板23との界面近傍における凹凸の発生を抑制できるからである。そのような凹凸の発生を抑制することにより、凹凸に起因する鏡面状態(外光反射モード)での滲みを低減できる。なお、樹脂層32の色相b*値は、例えば-0.5以上0.5以下であるとよい。また、樹脂層32のヘイズ値は例えば1以下であるとよい。このような樹脂層32としては、例えばLintec社製の高透明基材レステープCTL-NC103や、DIC社製の基材レス光学用両面接着テープDAITAC ZB7010W-10またはDAITAC ZB7011W等を用いることができる。なお、DAITAC ZB7011Wの色相b*値は0.11であり、DAITAC ZB7010W-10のヘイズ値(JIS K7136)は0.4である。
 表示切替部20では、液晶パネル22と吸収型偏光板23との間、および液晶パネル22と反射型偏光板21との間にそれぞれ位相差板(図示せず)が配置されていてもよい。
 反射型偏光板21および吸収型偏光板11は、反射型偏光板21の透過偏光軸と吸収型偏光板11の透過偏光軸とが実質的に平行となり、または、反射型偏光板21の透過偏光軸と吸収型偏光板11の透過偏光軸とが実質的に直交するように配置されていることが好ましい。また、表示装置1では、吸収型偏光板11の透過偏光軸と吸収型偏光板14の透過偏光軸とは互いに実質的に直交していることが望ましい。したがって、反射型偏光板21の透過偏光軸と吸収型偏光板11の透過偏光軸とが実質的に平行である場合には、反射型偏光板21の透過偏光軸と吸収型偏光板14の透過偏光軸とは実質的に直交していることが好ましい。一方、反射型偏光板21の透過偏光軸と吸収型偏光板11の透過偏光軸とが実質的に直交している場合には、反射型偏光板21の透過偏光軸と吸収型偏光板14の透過偏光軸とは実質的に平行であることは好ましい。
 表示切替部20の駆動モードとしては、表示部10の駆動モードと同様にTFTやTFD等の能動素子を用いたアクティブマトリクス駆動等のアクティブ駆動モードと、上記のような能動素子を用いない単純駆動もしくはマルチプレックス駆動等のパッシブ駆動モードのいずれであってもよい。
(1-2.表示装置の動作)
 この表示装置1では、表示切替部20における液晶パネル22の液晶層22Cに印加する電界の強度を制御したり、その電界の印加の有無を切り換えたりすることにより、表示切替部20を透過状態(画面状態)としたり、表示切替部20を鏡面状態としたりすることができる。
 ここで、表示切替部20の液晶パネル22がTN型液晶パネルであり、反射型偏光板21の透過偏光軸と吸収型偏光板23の透過偏光軸とが互いに直交するように配置されている場合の挙動について、図7を用いて説明する。
(液晶層22Cに電界が印加されていない場合の挙動)
 液晶層22Cに電界が印加されていない場合(図7の上段参照)、液晶層22Cに含まれるネマチック液晶は90度のツイスト状態にあり、基本的に90度の旋光性を有する第1のモードとなる。表示部10から出射する光(即ち、表示部10の表示画像を構成する光)は、吸収型偏光板11によってその透過偏光軸11Jと平行な振動面を有する第1の直線偏光Lpとなっている。この第1の直線偏光Lpは、反射型偏光板21を透過し、液晶パネル22に入射する。液晶パネル22に入射した第1の直線偏光Lpの振動面は液晶パネル22を通過することにより90度回転し、吸収型偏光板23の透過偏光軸23Jと平行な振動面を有する第2の直線偏光Lsとなる。その第2の直線偏光Lsはそのまま吸収型偏光板23を透過して観察者に視認される(画面状態)。また、この場合、表示切替部20に入射した外光L1は、吸収型偏光板23を透過することにより第2の直線偏光Lsになる。この第2の直線偏光Lsはそののち液晶パネル22を透過することにより90度回転し、反射型偏光板21の透過偏光軸21Jと平行な振動面を有する第1の直線偏光Lpとなる。その第1の直線偏光Lpはそのまま反射型偏光板21、吸収型偏光板11および液晶パネル13を順次透過して吸収型偏光板14に入射する。その第1の直線偏光Lpは、吸収型偏光板14の透過偏光軸14Jと直交する振動面を有するので、吸収型偏光板14により吸収される。
(液晶層22Cに電界が印加されている場合の挙動)
 次に、液晶層22Cに所定の閾値以上の電界が印加されている場合(図7の下段参照)の挙動について説明する。この場合、液晶層22Cに含まれるネマチック液晶のツイスト状態は解消され、液晶パネル22はその光軸方向に透過する光に対する旋光性を失い、第2のモードとなる。このような状況下では、表示切替部20に入射した外光L1は、吸収型偏光板23を通過することによって吸収型偏光板23の透過偏光軸23Jと平行な振動面を有する第2の直線偏光Lsになる。この第2の直線偏光Lsは、そののち第1の直線偏光Lpに変換されることなく液晶パネル22をそのまま通過し、反射型偏光板21に入射する。この第2の直線偏光Lsは反射型偏光板21の透過偏光軸21Jと直交方向の振動面を有するので、反射型偏光板21において反射される。反射した第2の直線偏光Lsは、再び液晶パネル22と吸収型偏光板23とを透過して観察者に視認される。
 一方、表示部10から出射された画像光L2は、吸収型偏光板11の透過偏光軸11Jと平行な振動面を有する第1の直線偏光Lpであるから、反射型偏光板21をそのまま透過して液晶パネル22に入射する。その第1の直線偏光Lpは、液晶パネル22をそのまま通過したのち、吸収型偏光板23に入射する。第1の直線偏光Lpは、透過偏光軸23Jと直交する振動面を有するので吸収型偏光板23により吸収される。このため、表示部10から出射された画像光は外部から視認されない。
 このように、液晶層22Cに電界が印加されている場合においては、表示部10からの画像光は外部から視認できず、また、外光L1が観察者へ向けて反射されるので、表示画面は鏡面状態(外光反射モード)となる。
 ところで、液晶パネル22において所定の閾値以上の電界で液晶層22Cに含まれる液晶のツイスト状態が完全に解消せず、一部のみ解消する程度の電界を印加してもよい。この場合、液晶パネル22はその光軸方向に透過する光に対する旋光性を一部失い第3のモードとなる。したがって、表示切替部20に入射した外光L1は、吸収型偏光板23を透過して生成された直線偏光Lpは、液晶パネル22を通過する際に自らの振動面を0度より大きく90度未満の角度で変化させるので、反射型偏光板21において一部反射し、他の一部は反射型偏光板21を透過する。反射型偏光板21における反射光は再び液晶パネル22を透過して振動面を0度より大きく90度未満で変化させるので、一部が吸収型偏光板23を透過して視認される。但し、上記鏡面状態と比較すると、反射される光の強度は弱い。
 表示部10から出射する光(即ち、表示部10の表示画像を構成する表示画像光)L2は、吸収型偏光板11によってその透過偏光軸11Jと平行な振動面を有する第1の直線偏光Lpとなっている。この第1の直線偏光Lpは、反射型偏光板21をそのまま透過したのち液晶パネル22へ入射する。第1の直線偏光Lpは液晶パネル22を透過する際に自らの振動面を0度より大きく90度未満で変化させるので、吸収型偏光板23においてその一部が吸収され、他の一部が透過される。したがって、表示部10からの表示画像光の一部は外部から視認できる。上記のように、液晶パネル22における液晶のツイスト状態の一部のみを解消する電界印加状態とすると、外光L1の一部が反射される一方、表示部10からの表示画像光の一部が透過されることとなり、表示画面はいわゆるハーフミラー状態となる。
(1-3.作用効果)
 前述したように、液晶パネルを構成する基板間には、液晶パネルの厚みを支持するスペーサが複数配置されており、これらは一般に、ブラックマトリクス(BM)によって隠されて表示面側からは見えないようになっている。しかしながら、2つの液晶パネルを重ね合せ、一方の液晶パネル(表示切替部)によって通常の画面状態(画像表示モード)と鏡面状態(外光反射モード)とを切り替え可能に構成された表示装置では、表示切替部の液晶パネルにはブラックマトリクスは設けられていないため、スペーサと液晶表示部の画素ピッチとの干渉によってモアレが発生するという問題があった。
 モアレの発生は、スペーサのピッチと画素ピッチとの精確な位置合わせを行うことで防ぐことができるが、製造上における貼り合わせのばらつきによってスペーサのピッチと画素ピッチとの位置合わせや、スペーサのピッチとBMとの位置合わせを精確に行うことは難しく、モアレの発生を低減することは困難であった。
 そこで、本実施の形態の表示装置1では、表示切替部20に設けられたスペーサ22Sを、例えばX軸方向に配列されたスペーサ22Sのうちの隣り合うスペーサ間の距離(第1の距離Ps)が、画素2の幅(画素幅Pp)に対して非整数倍になるように配置するようにした。
 図8は、国際電気通信連合(International Telecommunication Union;ITU)の無線通信(radio communication)規格における5段階評価(表1参照)に基づいて、X軸方向に配列されたスペーサ22Sのうちの隣り合うスペーサ間の第1の距離Psが画素幅Ppに対して非整数倍(Pp/Ps(またはPs/Pp)=n+0.5)である場合の許容範囲の数値を求めたものである。5段階評価の3.5を表示装置1において確認されるモアレの許容限界とすると、その許容範囲は、±0.06となる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 以上のことから、例えばスペーサ22Sの幅が基板22A,22B間の距離(第2の距離)と同一またはそれ以下である場合には、上記式(Pp/Ps=n+0.5)に許容範囲±0.06を加えた式(1)を満たすように設け、例えばスペーサ22Sの幅が基板22A,22B間の距離(第2の距離)よりも大きい場合には、上記式(Ps/Pp=n+0.5)に許容範囲±0.06を加えた式(2)を満たすように設けることによって、表示部10の画素2の配列周期に対する表示切替部20に設けられたスペーサ22Sの干渉を抑制することが可能となる。
 以上、本実施の形態の表示装置1では、表示切替部20に設けられたスペーサ22Sを、例えばX軸方向に配列されたスペーサ22Sのうちの隣り合うスペーサ間の距離(第1の距離Ps)は、画素2の幅(画素幅Pp)に対して非整数倍になるように配置するようにした。これにより、表示部10の画素2の配列周期に対する表示切替部20に設けられたスペーサ22Sの干渉が抑制され、モアレの発生を低減することが可能となる。よって、高品位な画面状態と鏡面状態とを切り替え可能な表示装置を提供することが可能となる。
<2.変形例1>
 なお、スペーサ22Sの配置密度は、画素ピッチによってある程度決定される。特に、上記実施の形態のように、モアレの発生を低減することを最優先としてスペーサ22Sを配置した場合、液晶層22Cの面内での気泡の発生や、重力ムラあるいは加圧ムラの影響が懸念される。なお、重力ムラとは、液晶分子が表示領域の周辺部(主に下部)に集まることで、Δndが大きくなり、黒や中間調表示時に明るく見えたり、白表示時に黄色く見えたりするムラである。加圧ムラとは、外部からの圧力によってスペーサが潰れてしまい、Δndが小さくなることで中間調や白表示で暗く見えるムラである。重力ムラは、スペーサの密度を低くして柔らかいセル(液晶パネル)にすることで防止することができる。加圧ムラは、スペーサ密度を高くして固いセル(液晶パネル)にすることで防止することができる。また、気泡の発生は、重力ムラの解消手法との同様の手法で防止することができる。これら気泡の発生、重力ムラおよび加圧ムラの発生を防ぐためには、2種類のスペーサ(メインスペーサおよびサブスペーサ)を用い、サブスペーサが加圧時の変形を抑えるようにすることが考えられる。
 そこで、本変形例では、スペーサ22Sとして、2種類以上の高さが異なるスペーサ(ここでは、スペーサ22S1,22S2)を用いるようにした。具体的には、例えば、図10に示したように、メインスペーサとして高さのあるスペーサ22S1を配置し、このスペーサ22S1の最近接のスペーサには、サブスペーサとしてスペーサ22S1よりも低いスペーサ22S2を配置することが好ましい。これにより、モアレの発生を低減しつつ、気泡の発生および重力ムラや加圧ムランの発生を防ぐことが可能となる。
<3.変形例2>
(3-1.表示装置3の構成)
 図10は本開示の変形例2としての表示装置3の概略構成を表したものである。表示装置3は、表示切替部20において、反射型偏光板21の透過偏光軸21Jと吸収型偏光板23の透過偏光軸23Jとが実質的に平行となるように配置されていることを除き、他は上記第1の実施の形態における表示装置1と同様の構成を有する。
(3-2.表示装置3の動作)
 この表示装置3においても、表示切替部20における液晶パネル22の液晶層22Cに印加する電界の強度を制御したり、その電界の印加の有無を切り換えたりすることにより、表示切替部20を透過状態(画面状態)としたり、表示切替部20を鏡面状態としたりすることができる。
(液晶層22Cに電界が印加されていない場合の挙動)
 液晶層22Cに電界が印加されていない場合(図1Bの上段参照)、液晶層22Cに含まれるネマチック液晶は90度のツイスト状態にあり、基本的に90度の旋光性を有する第1のモードとなる。このような状況下では、表示切替部20に入射した外光L1は、吸収型偏光板23を通過することによって吸収型偏光板23の透過偏光軸23Jと平行な振動面を有する第1の直線偏光Lpになる。この第1の直線偏光Lpはそののち液晶パネル22を通過することにより吸収型偏光板23の透過偏光軸23Jと直交する振動面を有する第2の直線偏光Lsに変換される。この第2の直線偏光Lsは反射型偏光板21の透過偏光軸21Jと直交方向の振動面を有するので、反射型偏光板21において反射される。反射した第2の直線偏光Lsは、再び液晶パネル22を透過することにより吸収型偏光板23の透過偏光軸23Jと平行な振動面を有する第1の直線偏光Lpとなり、そののち吸収型偏光板23を透過して観察者に視認される。
 一方、表示部10から出射された画像光L2は、上記と同様に吸収型偏光板11の透過偏光軸11Jと平行な振動面を有する第1の直線偏光Lpである。この第1の直線偏光Lpは、反射型偏光板21をそのまま透過して液晶パネル22に入射する。その第1の直線偏光Lpは、液晶パネル22を通過することにより吸収型偏光板23の透過偏光軸23Jと直交する振動面を有する第2の直線偏光Lsに変換され、吸収型偏光板23により吸収される。このため、表示部10から出射された画像光は外部から視認されない。
 このように、液晶層22Cに電界が印加されていない場合においては、表示部10からの画像光は外部から視認できず、また、外光L1が観察者へ向けて反射されるので、表示画面は鏡面状態(外光反射モード)となる。
(液晶層22Cに電界が印加されている場合の挙動)
 次に、液晶層22Cに所定の閾値以上の電界が印加されている場合(図1Bの下段参照)の挙動について説明する。この場合、液晶層22Cに含まれるネマチック液晶のツイスト状態は解消され、液晶パネル22はその光軸方向に透過する光に対する旋光性を失い、第2のモードとなる。表示部10から出射する光(即ち、表示部10の表示画像を構成する光)は、吸収型偏光板11によってその透過偏光軸11Jと平行な振動面を有する第1の直線偏光Lpとなっている。この第1の直線偏光Lpは、反射型偏光板21を透過し、液晶パネル22に入射する。入射した第1の直線偏光Lpはその振動面が変化しないので、そのまま吸収型偏光板23を透過して視認される(画面状態)。また、この場合、表示切替部20に入射した外光L1は、吸収型偏光板23を透過することにより第1の直線偏光Lpになる。この第1の直線偏光Lpはそののち液晶パネル22、反射型偏光板21、吸収型偏光板11、液晶パネル13を順次そのまま透過して吸収型偏光板14に入射する。第1の直線偏光Lpは、吸収型偏光板14の透過偏光軸14Jと直交する振動面を有するので、吸収型偏光板14により吸収される。
 なお、表示装置3においても、表示装置1と同様にしていわゆるハーフミラー状態も実現できる。
<4.適用例(電子機器)>
 次に、図11を参照して、表示装置1を備えた電子機器100について説明する。図8は、電子機器100の全体構成を表す概略図である。
 電子機器100は、例えば上記実施形態の表示装置1を備えたものである。図11は、電子機器100の内部に配置される表示装置3の表示制御系を模式的に示すブロック図である。電子機器100は、表示装置1のほか、表示駆動部13Xと照明駆動部15Xと切替駆動部22Xとを備えている。電子機器100は、更に、これら表示駆動部13X、照明駆動部15Xおよび切替駆動部22Xを制御する制御部100Xを備える。上記の各構成要素は、全て表示装置1の内部に設置されていてもよいし、表示装置1の外部、即ち電子機器100の内部における表示装置1以外の領域に設置されていてもよいし、あるいは、一部の構成要素が表示装置1の内部に設置され、他の構成要素が表示装置1以外の電子機器100の内部に設置されていてもよい。
 表示駆動部13Xは、表示装置1の表示部10に設けられた液晶パネル13を駆動するものである。表示駆動部13Xは、液晶パネル13の液晶駆動領域内に構成された複数の画素領域をそれぞれ駆動するための駆動電圧を供給するものであり、例えば、マルチプレックス駆動方式やアクティブ駆動方式では、走査信号、およびこの走査信号に対応するデータ信号を、液晶パネル13のコモン端子(走査線端子)およびセグメント端子(データ線端子)にそれぞれ同期させて供給する。画像データ等の表示データは電子機器100のメイン回路から制御部100Xを介してこの表示駆動部13Xに送られる。
 照明駆動部15Xは、表示部10のバックライト15を駆動するものである。より具体的には、照明駆動部15Xは、バックライト15への電力供給を制御し、例えば、バックライト15の点灯状態と消灯状態とを切り換えるように機能する。
 切替駆動部22Xは、表示切替部20に設けられた液晶パネル22を駆動するものである。切替駆動部22Xは、液晶パネル22に供給する印加電圧を制御するものであり、液晶パネル22の対向する一対の透明電極間に閾値電圧以上の電圧を印加するか否かを決定するものである。
 制御部100Xは、表示駆動部13X、照明駆動部15Xおよび切替駆動部22Xをそれぞれ制御し、それら各部に対する制御指令やデータ送出等を行う。例えば、表示切替部20を画像表示モードにして表示装置1を画面状態にする場合には、表示駆動部13Xにより液晶パネル13を駆動して画像表示を行うと同時に、切替駆動部22Xによって液晶パネル22を制御することで表示切替部20を透過状態とする。一方、表示切替部20を外光反射モードにして表示装置1を鏡面状態にする場合には、切替駆動部22Xによって液晶パネル22を制御することで表示切替部20を外光反射モードとすると同時に、表示駆動部13Xにより液晶パネル13を全遮断状態(シャッタ閉鎖状態)にするか、あるいは照明駆動部15Xによりバックライト15を消灯する。
 このように、本開示の電子機器100によれば、上記の表示装置1を備えるようにしたので、観察者に視認される表示画像および反射像における色付き(特に黄色の色付き)を低減できる。このため、電子機器100によれば、画面状態(画像表示モード)および鏡面状態(外光反射モード)のいずれにおいても優れた表示性能を発揮することができる。
 電子機器100としては、例えばテレビジョン装置,デジタルカメラ,ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話、スマートフォン、タブレット端末装置等の携帯端末装置あるいはビデオカメラ等が挙げられる。言い換えると、上記表示装置は、外部から入力された映像信号あるいは内部で生成した映像信号を、画像あるいは映像として表示するあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。
 以上、実施の形態および変形例1,2を挙げて本開示を説明したが、本開示は上記実施の形態等に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、表示部10と表示切替部20との間に偏光変換部材を配置してもよい。その偏光変換部材としては例えば位相差板が用いられる。その位相差板は1/2波長板であってもよい。その場合、表示部10から出射された偏光が偏光変換部材(例えば1/2波長板)を通過すると、第1の直線偏光と直交する振動面を有する第2の直線偏光に変換される。表示部10の表示切替部20に近い偏光部材(吸収型偏光板11)の偏光吸収軸と、表示切替部20の反射型偏光部材(反射型偏光板21)の偏光吸収軸とが90°異なっていた場合には、表示部10と表示切替部20との間に偏光変換部材を配置することにより、表示部10の吸収型偏光板11の偏光吸収軸と、表示切替部20の反射型偏光板21の偏光吸収軸とを一致させることができる。
 また、例えば、上記実施の形態等において表示装置1,3や電子機器100の構成を具体的に挙げて説明したが、全ての構成要素を備える必要はなく、また、他の構成要素を備えていてもよい。
 なお、本明細書中に記載された効果はあくまで例示であってその記載に限定されるものではなく、他の効果があってもよい。また、本技術は以下のような構成を取り得るものである。
(1)
 少なくとも第1方向に沿って配列された複数の画素を有すると共に、画像光として第1の偏光軸を有する第1の直線偏光を射出する表示部と、
 前記表示部と対向配置され、前記第1の直線偏光を透過する画像表示モードと外光を反射する外光反射モードとの切り替えを行う表示切替部とを備え、
 前記表示切替部は、
 対向配置された第1基板および第2基板と、
 前記第1基板と前記第2基板との間に配設された液晶層と、
 前記第1基板と前記第2基板との間に設けられ、前記第1方向に沿って配列された複数のスペーサとを有し、
 前記複数のスペーサのうち隣り合うスペーサ間の距離(第1の距離)は、前記第1方向に沿った前記画素の幅に対して非整数倍である
 表示装置。
(2)
 前記スペーサの前記第1方向の幅が前記第1基板と前記第2基板との距離(第2の距離)と同一またはそれ以下である場合には、前記第1の距離は、前記画素の幅よりも狭い、前記(1)に記載の表示装置。
(3)
 前記スペーサの前記第1方向の幅が前記第1基板と前記第2基板との距離(第2の距離)よりも大きい場合には、前記第1の距離は、前記画素の幅よりも大きい、前記(1)に記載の表示装置。
(4)
 前記第1の距離をPs、前記画素の幅をPpとした場合、前記第1の距離に対する前記画素の幅(Pp/Ps)は下記式[1]で表わされる、前記(2)に記載の表示装置。
  (数1)
   Pp/Ps=n+0.5±0.06・・・・・・[1]
  (nは0または自然数)
(5)
 前記第1の距離をPs、前画素の幅をPpとした場合、前記画素の幅に対する前記第1の距離(Ps/Pp)は下記式[2]で表わされる、前記(3)に記載の表示装置。
  (数2)
   Ps/Pp=n+0.5±0.06・・・・・・[2]
  (nは0または自然数)
(6)
 前記複数のスペーサは、前記第1基板と前記第2基板との間の面内にランダムに配置されている、前記(1)乃至(5)のうちのいずれか1に記載の表示装置。
(7)
 前記複数のスペーサは、高さの異なる複数種類からなる、前記(1)乃至(6)のうちのいずれか1に記載の表示装置。
(8)
 前記スペーサは、黒色に着色されている、前記(1)乃至(7)のうちのいずれか1に記載の表示装置。
(9)
 前記表示部は、前記第1の直線偏光を透過すると共に前記第1の偏光軸と交差する第2の偏光軸を有する第2の直線偏光を吸収する第1の吸収型偏光部材を含む、前記(1)乃至(8)のうちのいずれか1に記載の表示装置。
(10)
 前記表示切替部は、前記表示部から遠ざかる方向に順に配置された反射型偏光部材と透過偏光軸可変部材と第2の吸収型偏光部材とを含む、前記(1)乃至(9)のうちのいずれかに記載の表示装置。
(11)
 前記反射型偏光部材は、前記第1の直線偏光を透過させると共に、前記第1の偏光軸と交差する第2の偏光軸を有する第2の直線偏光を反射する、前記(10)に記載の表示装置。
(12)
 前記透過偏光軸可変部材は、前記第1の直線偏光を前記第2の直線偏光へ変換して透過させる第1のモードと、前記第1の直線偏光を、前記第1の偏光軸と交差する第2の偏光軸を有する第2の直線偏光へ変換せずに透過させる第2のモードとの切り替えを行う、前記(10)または(11)に記載の表示装置。
(13)
 前記第2の吸収型偏光部材は、前記第1の直線偏光を透過すると共に、前記第1の偏光軸と交差する第2の偏光軸を有する第2の直線偏光を吸収する、前記(10)乃至(12)のうちのいずれかに記載の表示装置。
(14)
 前記透過偏光軸可変部材は、TN(Twisted Nematic)液晶素子、STN(Super Twisted Nematic)液晶素子、VA(Vertical Alignment)液晶素子、反強誘電性液晶素子または強誘電性液晶素子のいずれかの液晶素子である、前記(1)乃至(13)のうちのいずれかに記載の表示装置。
(15)
 表示装置と、前記表示装置を制御する制御部とを備え、
 前記表示装置は、
 少なくとも第1方向に沿って配列された複数の画素を有すると共に、画像光として第1の偏光軸を有する第1の直線偏光を射出する表示部と、
 前記表示部と対向配置され、前記第1の直線偏光を透過する画像表示モードと外光を反射する外光反射モードとの切り替えを行う表示切替部とを備え、
 前記表示切替部は、
 対向配置された第1基板および第2基板と、
 前記第1基板と第2基板との間に配設された液晶層と、
 前記第1基板と前記第2基板との間に設けられた複数のスペーサとを有し、
 前記第1方向に沿って配列された隣り合うスペーサ間の距離は、前記第1方向に沿った前記画素の幅に対して非整数倍である
 電子機器。
 本出願は、日本国特許庁において2015年8月14日に出願された日本特許出願番号2015-160085号を基礎として優先権を主張するものであり、この出願の全ての内容を参照によって本出願に援用する。
 当業者であれば、設計上の要件や他の要因に応じて、種々の修正、コンビネーション、サブコンビネーション、および変更を想到し得るが、それらは添付の請求の範囲やその均等物の範囲に含まれるものであることが理解される。

Claims (15)

  1.  少なくとも第1方向に沿って配列された複数の画素を有すると共に、画像光として第1の偏光軸を有する第1の直線偏光を射出する表示部と、
     前記表示部と対向配置され、前記第1の直線偏光を透過する画像表示モードと外光を反射する外光反射モードとの切り替えを行う表示切替部とを備え、
     前記表示切替部は、
     対向配置された第1基板および第2基板と、
     前記第1基板と前記第2基板との間に配設された液晶層と、
     前記第1基板と前記第2基板との間に設けられ、前記第1方向に沿って配列された複数のスペーサとを有し、
     前記複数のスペーサのうち隣り合うスペーサ間の距離(第1の距離)は、前記第1方向に沿った前記画素の幅に対して非整数倍である
     表示装置。
  2.  前記スペーサの前記第1方向の幅が前記第1基板と前記第2基板との距離(第2の距離)と同一またはそれ以下である場合には、前記第1の距離は、前記画素の幅よりも狭い、請求項1に記載の表示装置。
  3.  前記スペーサの前記第1方向の幅が前記第1基板と前記第2基板との距離(第2の距離)よりも大きい場合には、前記第1の距離は、前記画素の幅よりも大きい、請求項1に記載の表示装置。
  4.  前記第1の距離をPs、前記画素の幅をPpとした場合、前記第1の距離に対する前記画素の幅(Pp/Ps)は下記式(1)で表わされる、請求項2に記載の表示装置。
      (数1)
       Pp/Ps=n+0.5±0.06・・・・・・(1)
      (nは0または自然数)
  5.  前記第1の距離をPs、前画素の幅をPpとした場合、前記画素の幅に対する前記第1の距離(Ps/Pp)は下記式(2)で表わされる、請求項3に記載の表示装置。
      (数2)
       Ps/Pp=n+0.5±0.06・・・・・・(2)
      (nは0または自然数)
  6.  前記複数のスペーサは、前記第1基板と前記第2基板との間の面内にランダムに配置されている、請求項1に記載の表示装置。
  7.  前記複数のスペーサは、高さの異なる複数種類からなる、請求項1に記載の表示装置。
  8.  前記スペーサは、黒色に着色されている、請求項1に記載の表示装置。
  9.  前記表示部は、前記第1の直線偏光を透過すると共に前記第1の偏光軸と交差する第2の偏光軸を有する第2の直線偏光を吸収する第1の吸収型偏光部材を含む、請求項1に記載の表示装置。
  10.  前記表示切替部は、前記表示部から遠ざかる方向に順に配置された反射型偏光部材と透過偏光軸可変部材と第2の吸収型偏光部材とを含む、請求項1に記載の表示装置。
  11.  前記反射型偏光部材は、前記第1の直線偏光を透過させると共に、前記第1の偏光軸と交差する第2の偏光軸を有する第2の直線偏光を反射する、請求項10に記載の表示装置。
  12.  前記透過偏光軸可変部材は、前記第1の直線偏光を、前記第1の偏光軸と交差する第2の偏光軸を有する第2の直線偏光へ変換して透過させる第1のモードと、前記第1の直線偏光を前記第2の直線偏光へ変換せずに透過させる第2のモードとの切り替えを行う、請求項10に記載の表示装置。
  13.  前記第2の吸収型偏光部材は、前記第1の直線偏光を透過すると共に、前記第1の偏光軸と交差する第2の偏光軸を有する第2の直線偏光を吸収する、請求項10に記載の表示装置。
  14.  前記透過偏光軸可変部材は、TN(Twisted Nematic)液晶素子、STN(Super Twisted Nematic)液晶素子、VA(Vertical Alignment)液晶素子、反強誘電性液晶素子または強誘電性液晶素子のいずれかの液晶素子である、請求項10に記載の表示装置。
  15.  表示装置と、前記表示装置を制御する制御部とを備え、
     前記表示装置は、
     少なくとも第1方向に沿って配列された複数の画素を有すると共に、画像光として第1の偏光軸を有する第1の直線偏光を射出する表示部と、
     前記表示部と対向配置され、前記第1の直線偏光を透過する画像表示モードと外光を反射する外光反射モードとの切り替えを行う表示切替部とを備え、
     前記表示切替部は、
     対向配置された第1基板および第2基板と、
     前記第1基板と第2基板との間に配設された液晶層と、
     前記第1基板と前記第2基板との間に設けられた複数のスペーサとを有し、
     前記第1方向に沿って配列された隣り合うスペーサ間の距離は、前記第1方向に沿った前記画素の幅に対して非整数倍である
     電子機器。
PCT/JP2016/068119 2015-08-14 2016-06-17 表示装置および電子機器 WO2017029872A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015-160085 2015-08-14
JP2015160085 2015-08-14

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017029872A1 true WO2017029872A1 (ja) 2017-02-23

Family

ID=58050744

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2016/068119 WO2017029872A1 (ja) 2015-08-14 2016-06-17 表示装置および電子機器

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2017029872A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10824034B1 (en) 2019-05-28 2020-11-03 Au Optronics Corporation Display module

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001318374A (ja) * 2000-02-29 2001-11-16 Hitachi Ltd 画像表示状態と鏡状態とを切り替え可能な装置、および、これを備えた機器
JP2004037943A (ja) * 2002-07-04 2004-02-05 Seiko Epson Corp 表示装置及びこれを備えた電子機器
JP2007041425A (ja) * 2005-08-05 2007-02-15 Hitachi Displays Ltd 3次元画像表示装置
JP2013200402A (ja) * 2012-03-23 2013-10-03 Japan Display West Co Ltd 表示装置、電子装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001318374A (ja) * 2000-02-29 2001-11-16 Hitachi Ltd 画像表示状態と鏡状態とを切り替え可能な装置、および、これを備えた機器
JP2004037943A (ja) * 2002-07-04 2004-02-05 Seiko Epson Corp 表示装置及びこれを備えた電子機器
JP2007041425A (ja) * 2005-08-05 2007-02-15 Hitachi Displays Ltd 3次元画像表示装置
JP2013200402A (ja) * 2012-03-23 2013-10-03 Japan Display West Co Ltd 表示装置、電子装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10824034B1 (en) 2019-05-28 2020-11-03 Au Optronics Corporation Display module
TWI729396B (zh) * 2019-05-28 2021-06-01 友達光電股份有限公司 顯示模組

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11079645B2 (en) Stabilization for privacy display
JP6735310B2 (ja) 偏光板及びこれを備える液晶表示装置
WO2016136100A1 (ja) 光学装置、表示装置および電子機器
KR101853976B1 (ko) 표시 장치 및 전자 기기
JPWO2016136100A6 (ja) 光学装置、表示装置および電子機器
US11796843B2 (en) Viewing angle control device and display apparatus
JP6887525B2 (ja) 表示装置
US8013954B2 (en) Liquid crystal display
US8253888B2 (en) Liquid crystal display device
WO2012005050A1 (ja) 液晶表示装置
JP2009031439A (ja) 液晶表示装置
US7502091B2 (en) Optical sheet, electric-field-controlled panel, lighting apparatus, liquid crystal display, and method of manufacturing an optical sheet
WO2019208263A1 (ja) 液晶表示装置
JP2006501516A (ja) 液晶表示装置
WO2017029872A1 (ja) 表示装置および電子機器
WO2017038242A1 (ja) 光学装置、表示装置および電子機器
JP5203557B2 (ja) 液晶表示装置
WO2017029960A1 (ja) 液晶装置および表示装置
KR20120015010A (ko) 고 휘도 투명 액정표시장치
US8698983B2 (en) Liquid crystal display device
JP4921740B2 (ja) 液晶表示システムおよび液晶表示システムの使用方法
JP2003295187A (ja) 液晶表示装置
KR100357954B1 (ko) 비반전(非反轉) 액정표시소자
JP2004170793A (ja) 表示装置及び電子機器

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16836864

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 16836864

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1