JP2004061907A

JP2004061907A - 半透過型液晶表示装置

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Publication number: JP2004061907A
Application number: JP2002220846A
Authority: JP
Inventors: Takenari Ugawa; 鵜川　雄成
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2002-07-30
Filing date: 2002-07-30
Publication date: 2004-02-26
Also published as: US7446835B2; US20050248697A1; TW200422701A; AU2003281789A1; CN1672093A; TWI282896B; WO2004013687A1; KR20050033624A; EP1527370A1; JP2005534969A

Abstract

【課題】反射モード及び透過モードのいずれのモードにおいても画素全体を用いて明るい表示を行うこと。
【解決手段】反射モードにおいては、光学素子１３を通常の液晶表示素子として駆動を行う。すなわち、光学素子１３に電圧を印加して表示を行う。この場合、電圧が印加されない画素については、光学素子１３が散乱状態となるので外光を反射する（矢印Ｂ）。透過モードにおいては、液晶パネル１２を通常の液晶表示素子として駆動を行う。すなわち、液晶パネル１２に電圧を印加して表示を行う。この場合、光学素子１３は透過状態であるので、バックライト１１からの光が外界に出射される（矢印Ａ）。このとき、光学素子１３は、表示素子としては機能しないが、カラーフィルタの役割を果たす。
【選択図】　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半透過型液晶表示装置に関し、特に反射モード及び透過モードの両モードにおいて画素全体を使用することができる半透過型液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
正面側から入射する外光を反射させて当該正面側に導くとともに、裏面側からのバックライトシステムによる入射光を透過させて同じ正面側へと導く、いわゆる半透過型液晶表示装置が本格的に実用化されつつある。このタイプの液晶表示装置は、使用環境が明るいときには主として外光（周囲光）により（反射モード）、暗いときには主としてバックライトシステムの自発光光により（透過モード）、効果的な画像表示をなすものである。
【０００３】
先行技術文献　Ｍ．　Ｋｕｂｏ，　ｅｔ　ａｌ．　”Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　Ａｄｖａｎｃｅｄ　ＴＦＴ　ｗｉｔｈ　Ｇｏｏｄ　Ｌｅｇｉｂｉｌｉｔｙ　ｕｎｄｅｒ　Ａｎｙ　Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ　ｏｆ　Ａｍｂｉｅｎｔ　Ｌｉｇｈｔ”，　ＩＤＷ’９９，　Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ　ｏｆ　Ｔｈｅ　Ｓｉｘｔｈ　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｄｉｓｐｌａｙ　Ｗｏｒｋｓｈｏｐｓ，　ＡＭＤ３−４，　ｐａｇｅ　１８３−１８６，　Ｄｅｃ．　１，　１９９９，　ｓｐｏｎｓｏｒｅｄ　ｂｙ　ＩＴＥ　ａｎｄ　ＳＩＤ　には、このようなタイプの液晶表示装置が開示されている。
【０００４】
この装置においては、各画素が反射領域と透過領域とを有している。反射領域には、例えばアルミニウム製の反射部材が設けられる。その反射部材を部分的に除去することにより透過領域が設けられる。例えば、透過領域は、１つの矩形画素領域において中央に配され、かつ、当該画素領域に略相似の矩形状を有する。
反射領域は、この矩形の透過領域以外の当該画素領域における部分であり、透過領域を囲む形状を有する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記半透過型液晶表示装置においては、１つの画素内に透過領域及び反射領域を設けているため、完全透過型液晶表示装置よりは透過率が悪く、完全反射型液晶表示装置よりは反射率が悪いという弊害も持ち合わせる。すなわち、明るさを考えた場合、従来の透過型液晶表示装置や反射型液晶表示装置よりも劣るという問題点を有している。
【０００６】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、反射モード及び透過モードのいずれのモードにおいても画素全体を用いて明るい表示を行うことができる半透過型液晶表示装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の半透過型液晶表示装置は、外光を用いる反射モード及び光源を用いる透過モードを有する半透過型液晶表示装置であって、前記透過モードの際に使用する光源と、前記光源の上方に配置され、前記透過モードにおいて表示素子として機能する液晶パネルと、前記液晶パネルの上方に配置され、前記反射モードにおいて表示素子として機能する光学素子と、を具備することを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、液晶パネル上方に、電圧印加により光源からの光の透過と外光の反射とを切り替えることが可能な光学素子を配置するので、透過モードでも反射モードでも画素全体を使用していずれのモードにおいても明るい表示を実現することができる。この構成においては、光学素子として高分子液晶を用いることにより、光学素子が偏光板を必要としないので、反射モードにおいて非常に明るい表示を行うことが可能となる。
【０００９】
本発明の半透過型液晶表示装置においては、前記光学素子は、前記透過モードにおいて前記光源からの光を透過させ、前記反射モードにおいて前記外光を反射することが好ましい。
【００１０】
本発明の半透過型液晶表示装置においては、前記透過モードにおいて前記液晶パネルが表示素子として機能するように電力を供給し、前記反射モードにおいて前記光学素子が表示素子として機能するように電力を供給する切替制御を行う切替制御手段を具備することが好ましい。
【００１１】
本発明の半透過型液晶表示装置においては、前記光学素子は、画素形成されており、カラーフィルタが設けられていることが好ましい。
【００１２】
本発明の半透過型液晶表示装置は、外光を用いる反射モード及び光源を用いる透過モードを有する半透過型液晶表示装置であって、前記透過モードの際に使用する光源と、前記光源の上方に配置され、前記反射モードにおいて前記外光を反射し、前記透過モードにおいて前記光源からの光を透過させる光学素子と、前記光学素子の上方に配置され、表示素子として機能する液晶パネルと、を具備することを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、光源と液晶パネルとの間に、電圧印加により光源からの光の透過と外光の反射とを切り替えることが可能な光学素子を配置するので、透過モードでも反射モードでも画素全体を使用していずれのモードにおいても明るい表示を実現することができる。すなわち、反射モードでも透過モードでも最大の性能を発揮させることが可能となる。
【００１４】
本発明の半透過型液晶表示装置においては、前記透過モードで前記光源からの光を透過させるように電力を供給し、前記反射モードで前記外光を反射するように電力を供給する切り替え制御を前記光学素子に対して行う切り替え制御手段を具備することが好ましい。
【００１５】
本発明の半透過型液晶表示装置においては、前記光学素子は、高分子分散型液晶又は高分子ネットワーク型液晶であることが好ましい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の骨子は、半透過型液晶表示装置において、光源と液晶パネルとの間又は液晶パネル上方に、電圧印加により光源からの光の透過と外光の反射とを切り替えることが可能な光学素子を配置することにより、透過モードでも反射モードでも画素全体を使用して、いずれのモードにおいても完全透過型、完全反射型と同程度の明るい表示を実現することである。
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
（実施の形態１）
本実施の形態においては、液晶パネル上方に、電圧印加により光源からの光の透過と外光の反射とを切り替えることが可能な光学素子を配置する構成について説明する。図１は、本発明の実施の形態１に係る半透過型液晶表示装置の構成を示す図である。
【００１８】
図１に示す半透過型液晶表示装置は、透過モードにおいて使用する光源であるバックライト１１と、このバックライト１１の上方に配置され、透過モードにおいて表示素子として機能する液晶パネル１２と、この液晶パネル１２の上方に配置され、反射モードにおいて表示素子として機能する光学素子１３とから主に構成されている。
【００１９】
バックライト１１としては、通常の液晶表示装置に使用されるものを挙げることができる。
【００２０】
液晶パネル１２としては、モノクロ透過型液晶表示装置に用いられる液晶パネル、例えば、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ　Ｎｅｍａｔｉｃ）液晶パネルやＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ　Ｔｗｉｓｔｅｄ　Ｎｅｍａｔｉｃ）液晶パネルを用いることができる。また、アクティブマトリクス型液晶パネルも使用することができ、液晶タイプ、駆動方法、配向モード（例えば、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ　Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）、ＩＰＳ（Ｉｎ　Ｐｌａｎｅ　Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）など）に関係なく、種々のタイプの液晶パネルを用いることができる。液晶パネル１２としては、例えば、図２に示す構成を有する液晶パネルを用いることができる。
【００２１】
図２は、本発明の実施の形態１に係る半透過型液晶表示装置における液晶パネルの構成を示す断面図である。一方のガラス基板２１の一方の主面上には、透明電極２３が形成されている。透明電極２３の材料としては、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　Ｏｘｉｄｅ）、酸化亜鉛系材料、酸化チタン系材料、酸化インジウム−酸化亜鉛系材料、ガリウム添加酸化亜鉛系材料、ｐ型酸化物材料などを挙げることができる。透明電極２３上には、配向膜２４が形成されている。配向膜２４の材料としては、ポリイミドなどの樹脂材料を挙げることができる。
【００２２】
他方のガラス基板２２の一方の主面上には、ガラス基板２１と同様に、透明電極２５が形成され、透明電極２５上には、配向膜２６が形成されている。透明電極２５及び配向膜２６のそれぞれの材料としては、ガラス基板２１と同様のものを使用することができる。
【００２３】
なお、ガラス基板２１，２２のそれぞれの透明電極２３，２５で走査電極及び信号電極のマトリクスを構成して表示を可能にしている。また、透明電極２３，２５の形成方法としては、通常液晶表示装置の製造において使用する方法、例えばスパッタリング法などを挙げることができ、配向膜２４，２６の形成方法としては、通常液晶表示装置の製造において使用する方法、例えば塗布工程、乾燥工程、ラビング工程などを含む方法を挙げることができる。
【００２４】
ガラス基板２１，２２間には、液晶層２７が形成されている。液晶層２７は、成膜を完了したガラス基板２１，２２を配向膜２４，２６が対向するようにして配置し、ガラス基板２１，２２間に液晶材料（ここではＴＮ液晶）を注入することにより形成される。ガラス基板２１の他方の主面上には、偏光板２８が配置されており、ガラス基板２２の他方の主面上には、偏光板２９が配置されている。
なお、ここでは、一枚で構成される偏光板を使用した例について説明しているが、本発明においては、位相差フィルムや視角補償などのための光学フィルムを付加した、複数枚で構成される偏光板を使用することもできる。
【００２５】
光学素子１３としては、高分子ネットワーク型液晶表示素子や高分子分散型液晶表示素子を用いることができる。例えば、図３に示す構成を有する高分子ネットワーク型液晶表示素子を用いることができる。
【００２６】
図３は、本発明の実施の形態１に係る半透過型液晶表示装置における光学素子の構成を示す断面図である。一方のガラス基板３１の一方の主面上には、透明電極３３が形成されている。また、他方のガラス基板３２の一方の主面上には、カラーフィルタ３６が形成されている。カラーフィルタ３６上には、透明電極３４が形成されている。カラーフィルタ３６及び透明電極３３，３４の形成方法としては、通常の液晶表示装置の製造において使用される方法を用いることができる。また、透明電極３３，３４の材料としては、上記液晶パネル１２に用いたものと同じものを使用することができ、その形成方法としては、通常液晶表示装置の製造において使用する方法を挙げることができる。なお、ガラス基板３１，３２のそれぞれの透明電極３３，３４で走査電極及び信号電極のマトリクスを構成して表示を可能にしている。
【００２７】
ガラス基板３１，３２間には、高分子液晶層３５が形成されている。高分子液晶層３５は、透明電極３３，３４が対向するようにして配置されたガラス基板３１，３２の間に挟持される。高分子液晶層３５としては、液晶分子を含むネットワークが高分子マトリクス内に延在する高分子ネットワーク型液晶や、液晶分子を含む液滴を高分子マトリクスに分散してなる高分子分散型液晶を用いることができる。なお、駆動電圧が低いという観点においては、高分子ネットワーク型液晶の方が有利である。
【００２８】
上記のような液晶パネル１２及び光学素子１３を図１に示すように、バックライト１１、液晶パネル１２及び光学素子１３の順で配置する。この構成においては、透過モードで液晶パネル１２を表示素子として使用し、反射モードで光学素子１３を表示素子として使用する。
【００２９】
図４は、本発明の実施の形態１に係る半透過型液晶表示装置の構成を示すブロック図である。この構成は、装置全体を制御する制御部４１と、バックライト１１、液晶パネル１２、及び光学素子１３への電圧印加の切替制御を行う切替制御部４２と、電圧印加のために電力を供給する電源４３とを有する。また、この構成は、切替制御を行うためのスイッチＳＷ１〜ＳＷ３を備えている。また、切替制御部４２は、図５に示すようなスイッチングテーブルを有しており、このスイッチングテーブルに基づいて切替制御を行う。
【００３０】
次に、上記構成を有する本実施の形態に係る半透過型液晶表示装置の動作について説明する。
制御部４１は、ユーザからの入力もしくは外界の状況（輝度や光量など）に基づいて自動的に表示モード（反射モード又は透過モード）を設定し、そのモード情報を切替制御部４２に出力する。切替制御部４２では、反射モードにおいて、外光を使用し、光学素子１３を表示素子として使用するようにＳＷ１〜ＳＷ３に対して電力供給の切替制御を行い、透過モードにおいて、バックライト１１の光を使用し、液晶パネル１２を表示素子として使用するようにＳＷ１〜ＳＷ３に対して電力供給の切替制御を行う。
【００３１】
まず、反射モードの場合について説明する。反射モードにおいては、具体的には、図５に示すように、光学素子１３を表示素子として使用するため、ＳＷ１はＯＮ状態する。この反射モードにおいては、表示素子として光学素子１３を使用するので、液晶パネル１２には電圧を印加しない。このため、ＳＷ２はＯＦＦ状態にする。また、この反射モードにおいては、外光を使用するので、バックライト１１にも電力を供給しない。このため、ＳＷ３もＯＦＦ状態にする。
【００３２】
このような状態において、光学素子１３を通常の液晶表示素子として駆動を行う。すなわち、電源４３からの電力供給により光学素子１３に電圧を印加して表示を行う。この場合、電圧が印加されない画素については、光学素子１３が散乱状態となるので外光を反射する（図１の矢印Ｂ）。
【００３３】
次に、透過モードの場合について説明する。透過モードにおいては、具体的には、図５に示すように、光学素子１３に電圧を印加して透過状態として外光を透過させるので、ＳＷ１はＯＮ状態する。この透過モードにおいては、表示素子として液晶パネル１２を使用するので、液晶パネル１２に電圧を印加する。このため、ＳＷ２もＯＮ状態にする。また、この透過モードにおいては、外光を使用しないので、バックライト１１に電力を供給する。このため、ＳＷ３もＯＮ状態にする。
【００３４】
このような状態において、液晶パネル１２を通常の液晶表示素子として駆動を行う。すなわち、電源４３からの電力供給により液晶パネル１２に電圧を印加して表示を行う。この場合、光学素子１３は透過状態であるので、バックライト１１からの光が外界に出射される（図１の矢印Ａ）。また、このとき、光学素子１３は、表示素子としては機能しないが、カラーフィルタの役割を果たす。
【００３５】
このように、本実施の形態１に係る半透過型液晶表示装置は、液晶パネル上方に、電圧印加によりバックライトからの光の透過と外光の反射とを切り替えることが可能な光学素子を配置するので、透過モードでも反射モードでも画素全体を使用していずれのモードにおいても明るい表示を実現することができる。すなわち、反射モードでも透過モードでも最大の性能を発揮させることが可能となる。
【００３６】
また、この構成においては、光学素子が偏光板を必要としないので、反射モードにおいて非常に明るい表示を行うことが可能となる。さらに、本実施の形態においては、画素に透過領域（穴）を設ける必要がないので、製造工程を簡略化することも可能となる。
【００３７】
本実施の形態においては、光学素子１３に対する電圧印加を切り替える構成としているが、光学素子１３の高分子液晶の散乱度合と階調とを対応させる構成とすることにより、反射表示及び透過表示を両方行って階調表示を実現することができる。この場合、光学素子、液晶パネル、バックライトすべてに電力を供給し、かつ、光学素子に印加する電圧を制御する構成を採る。これにより、ユーザの好みでどちらのモードを中心にして用いるかも制御することが可能である。
【００３８】
（実施の形態２）
本実施の形態においては、光源と液晶パネルとの間に、電圧印加により光源からの光の透過と外光の反射とを切り替えることが可能な光学素子を配置する構成について説明する。図６は、本発明の実施の形態２に係る半透過型液晶表示装置の構成を示す図である。
【００３９】
図６に示す半透過型液晶表示装置は、透過モードにおいて使用する光源であるバックライト６１と、このバックライト１１の上方に配置され、電圧印加によりバックライト６１からの光の透過と外光の反射とを切り替えることが可能な光学素子６２と、この光学素子６２の上方に配置され、透過モードにおいて表示素子として機能する液晶パネル６３とから主に構成されている。
【００４０】
バックライト６１としては、通常の液晶表示装置に使用されるものを挙げることができる。
【００４１】
液晶パネル６３としては、モノクロ透過型液晶表示装置に用いられる液晶パネル、例えば、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ　Ｎｅｍａｔｉｃ）液晶パネルやＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ　Ｔｗｉｓｔｅｄ　Ｎｅｍａｔｉｃ）液晶パネルを用いることができる。また、アクティブマトリクス型液晶パネルも使用することができ、液晶タイプ、駆動方法、配向モード（例えば、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ　Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）、ＩＰＳ（Ｉｎ　Ｐｌａｎｅ　Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）など）に関係なく、種々のタイプの液晶パネルを用いることができる。液晶パネル６３としては、例えば、図７に示す構成を有する液晶パネルを用いることができる。
【００４２】
図７は、本発明の実施の形態２に係る半透過型液晶表示装置における液晶パネルの構成を示す断面図である。なお、図７において、図２と同じ部分については図２と同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００４３】
一方のガラス基板２１の一方の主面上には、透明電極２３及び配向膜２４が順次形成されている。他方のガラス基板２２の一方の主面上には、カラーフィルタ７１が形成されており、その上には、ガラス基板２１と同様に、透明電極２５及び配向膜２６が順次形成されている。透明電極２５、配向膜２６、カラーフィルタ７１のそれぞれの材料としては、実施の形態１と同様のものを使用することができる。
【００４４】
なお、ガラス基板２１，２２のそれぞれの透明電極２３，２５で走査電極及び信号電極のマトリクスを構成して表示を可能にしている。また、透明電極２３，２５の形成方法、配向膜２４，２６の形成方法、カラーフィルタ７１の形成方法としては、実施の形態１と同様の方法を用いることができる。
【００４５】
ガラス基板２１，２２間には、液晶層２７が形成されている。液晶層２７は、成膜を完了したガラス基板２１，２２を配向膜２４，２６が対向するようにして配置し、ガラス基板２１，２２間に液晶材料（ここではＴＮ液晶）を注入することにより形成される。ガラス基板２１の他方の主面上には、偏光板２８が配置されており、ガラス基板２２の他方の主面上には、偏光板２９が配置されている。なお、ここでは、一枚で構成される偏光板を使用した例について説明しているが、本発明においては、位相差フィルムや視角補償などのための光学フィルムを付加した、複数枚で構成される偏光板を使用することもできる。
【００４６】
光学素子６２としては、高分子ネットワーク型液晶表示素子や高分子分散型液晶表示素子を用いることができる。例えば、図８に示す構成を有する高分子ネットワーク型液晶表示素子を用いることができる。
【００４７】
図８は、本発明の実施の形態２に係る半透過型液晶表示装置における光学素子の構成を示す断面図である。一方のガラス基板３１の一方の主面上には、透明電極３３が形成されている。また、他方のガラス基板３２の一方の主面上には、透明電極３４が形成されている。また、透明電極３３，３４の材料としては、上記液晶パネル６３に用いたものと同じものを使用することができ、その形成方法としては、通常液晶表示装置の製造において使用する方法を挙げることができる。
なお、この構成では、ガラス基板３１，３２のそれぞれの透明電極３３，３４で走査電極及び信号電極のマトリクスを構成する必要がないので、光学素子６２に形成される透明電極について表示領域内でのパターニングが不要となり、さらに、液晶パネル６３との重ね合わせの場合における位置合わせが不要であり、工程簡略化を実現することができる。
【００４８】
ガラス基板３１，３２間には、高分子液晶層３５が形成されている。高分子液晶層３５は、透明電極３３，３４が対向するようにして配置されたガラス基板３１，３２の間に挟持される。高分子液晶層３５としては、液晶分子を含むネットワークが高分子マトリクス内に延在する高分子ネットワーク型液晶や、液晶分子を含む液滴を高分子マトリクスに分散してなる高分子分散型液晶を用いることができる。なお、駆動電圧が低いという観点においては、高分子ネットワーク型液晶の方が有利である。
【００４９】
上記のような液晶パネル６３及び光学素子６２を図６に示すように、バックライト６１、光学素子６２及び液晶パネル６３の順で配置する。この構成においては、透過モードでバックライト６１の光を使用し、反射モードで外光使用する。
このため、光学素子６２に対しては、透過モードで透過状態、反射モードで散乱状態となるように切替制御を行う。
【００５０】
図９は、本発明の実施の形態２に係る半透過型液晶表示装置の構成を示すブロック図である。この構成は、装置全体を制御する制御部４１と、バックライト１１及び光学素子１３への電圧印加の切替制御を行う切替制御部４２と、電圧印加のために電力を供給する電源４３とを有する。また、この構成は、切替制御を行うためのスイッチＳＷ５，ＳＷ６を備えている。
【００５１】
次に、上記構成を有する本実施の形態に係る半透過型液晶表示装置の動作について説明する。
制御部４１は、ユーザからの入力もしくは外界の状況（輝度や光量など）に基づいて自動的に表示モード（反射モード又は透過モード）を設定し、そのモード情報を切替制御部４２に出力する。切替制御部４２では、透過モードにおいて、バックライト６１の光を使用するようにＳＷ５，ＳＷ６に対して電力供給の切替制御を行い、反射モードにおいて、外光を使用するようにＳＷ５，ＳＷ６に対して電力供給の切替制御を行う。
【００５２】
まず、反射モードの場合について説明する。反射モードにおいては、光学素子６２を反射板として使用するため、ＳＷ５はＯＦＦ状態（散乱状態）にする。この反射モードにおいては、外光を使用するので、バックライト６１に電力を供給しない。このため、ＳＷ６もＯＦＦ状態にする。
【００５３】
このような状態において、外光は液晶パネル６３を通して散乱状態の光学素子６２で反射して、再び液晶パネル６３を通して外界に出射される（図６の矢印Ｂ）。液晶パネル６３は、液晶表示素子として機能する。すなわち、電源４３からの電力供給により液晶パネル６３に電圧を印加して表示を行う。
【００５４】
次に、透過モードの場合について説明する。透過モードにおいては、光学素子６２はバックライト６１の光を透過させるので、ＳＷ５はＯＮ状態（透過状態）にする。この透過モードにおいては、バックライト６１の光を使用するので、バックライト６１に電力を供給する。このため、ＳＷ６もＯＮ状態にする。
【００５５】
このような状態において、バックライト６１の光は、透過状態の光学素子６２及び液晶パネル６３を通して外界に出射される（図６の矢印Ａ）。液晶パネル６３は、液晶表示素子として機能する。すなわち、電源４３からの電力供給により液晶パネル６３に電圧を印加して表示を行う。
【００５６】
このように、本実施の形態２に係る半透過型液晶表示装置は、バックライトと液晶パネルとの間に、電圧印加によりバックライトからの光の透過と外光の反射とを切り替えることが可能な光学素子を配置するので、透過モードでも反射モードでも画素全体を使用していずれのモードにおいても明るい表示を実現することができる。すなわち、反射モードでも透過モードでも最大の性能を発揮させることが可能となる。また、本実施の形態においては、画素に透過領域（穴）を設ける必要がないので、製造工程を簡略化することも可能となる。
【００５７】
本実施の形態では、液晶パネルとバックライトとの間に光学素子を配置した構成について説明しているが、本発明においては、液晶層とバックライトとの間に光学素子が配置されるように、液晶パネル内に光学素子を作り込んだ構成であっても良い。
【００５８】
本実施の形態においては、光学素子１３に対する電圧印加を切り替える構成としているが、光学素子１３の高分子液晶の散乱度合と階調とを対応させる構成とすることにより、反射表示及び透過表示を両方行って階調表示を実現することができる。この場合、光学素子、液晶パネル、バックライトすべてに電力を供給し、かつ、光学素子に印加する電圧を制御する構成を採る。これにより、ユーザの好みでどちらのモードを中心にして用いるかも制御することが可能である。
【００５９】
本発明は上記実施の形態１，２に限定されず、種々変更して実施することが可能である。例えば、上記実施の形態１，２においては、表示素子として使用する液晶パネルや光学素子としてパッシブ型液晶表示素子を用いた場合について説明しているが、本発明においては、アクティブマトリクス型液晶表示素子を用いることも可能である。
【００６０】
また、上記実施の形態１，２においては、光学素子に高分子ネットワーク型液晶を用いた場合について説明しているが、本発明は、光学素子に高分子分散型液晶を用いる場合にも適用することができる。また、本発明における光学素子としては、高分子ネットワーク型液晶や高分子分散型液晶を用いた光学素子の他に、電気的に光を透過する状態と光を反射する状態とを切替制御できる光学素子を使用することもできる。
【００６１】
また、上記実施の形態１，２においては、ガラス基板に高分子液晶層３５が挟持された構成の光学素子１３，６２を用いる場合について説明しているが、本発明においては、光学素子１３，６２がガラス基板を用いないフィルムである場合にも適用することができる。この場合、液晶パネルに貼り合わせることが可能となり、製造工程を簡略化することが可能となる。
【００６２】
本発明は、透過モード及び反射モードの両モードにおいて十分に明るい表示を行うことができるので、携帯電話やＰＤＡ（情報携帯端末）などの外環境下で使用する液晶表示装置に適用することが可能である。
【００６３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の半透過型液晶表示装置は、光源と液晶パネルとの間又は液晶パネル上方に、電圧印加により光源からの光の透過と外光の反射とを切り替えることが可能な光学素子を配置するので、透過モードでも反射モードでも画素全体を使用していずれのモードにおいても明るい表示を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る半透過型液晶表示装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る半透過型液晶表示装置における液晶パネルの構成を示す断面図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る半透過型液晶表示装置における光学素子の構成を示す断面図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る半透過型液晶表示装置の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る半透過型液晶表示装置における切り替えテーブルを示す図である。
【図６】本発明の実施の形態２に係る半透過型液晶表示装置の構成を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係る半透過型液晶表示装置における液晶パネルの構成を示す断面図である。
【図８】本発明の実施の形態２に係る半透過型液晶表示装置における光学素子の構成を示す断面図である。
【図９】本発明の実施の形態２に係る半透過型液晶表示装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１１，６１　バックライト
１２，６３　液晶パネル
１３，６２　光学素子
２１，２２，３１，３２　ガラス基板
２３，２５，３３，３４　透明電極
２４，２６　配向膜
２７　液晶層
２８，２９　偏光板
３５　高分子液晶層
３６，７１　カラーフィルタ
４１　制御部
４２　切替制御部
４３　電源

Claims

外光を用いる反射モード及び光源を用いる透過モードを有する半透過型液晶表示装置であって、前記透過モードの際に使用する光源と、前記光源の上方に配置され、前記透過モードにおいて表示素子として機能する液晶パネルと、前記液晶パネルの上方に配置され、前記反射モードにおいて表示素子として機能する光学素子と、を具備することを特徴とする半透過型液晶表示装置。
前記光学素子は、前記透過モードにおいて前記光源からの光を透過させ、前記反射モードにおいて前記外光を反射することを特徴とする請求項１記載の半透過型液晶表示装置。
前記透過モードにおいて前記液晶パネルが表示素子として機能するように電力を供給し、前記反射モードにおいて前記光学素子が表示素子として機能するように電力を供給する切替制御を行う切替制御手段を具備することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の半透過型液晶表示装置。
前記光学素子は、画素形成されており、カラーフィルタが設けられていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項記載の半透過型液晶表示装置。
外光を用いる反射モード及び光源を用いる透過モードを有する半透過型液晶表示装置であって、前記透過モードの際に使用する光源と、前記光源の上方に配置され、前記反射モードにおいて前記外光を反射し、前記透過モードにおいて前記光源からの光を透過させる光学素子と、前記光学素子の上方に配置され、表示素子として機能する液晶パネルと、を具備することを特徴とする半透過型液晶表示装置。
前記透過モードにおいて前記光源からの光を透過させるように電力を供給し、前記反射モードにおいて前記外光を反射するように電力を供給する切り替え制御を前記光学素子に対して行う切り替え制御手段を具備することを特徴とする請求項５記載の半透過型液晶表示装置。
前記光学素子は、高分子分散型液晶又は高分子ネットワーク型液晶であることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項記載の半透過型液晶表示装置。