JP4508505B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は液晶表示装置に関し、特に、表示領域のほぼ全面を透明状態にして背後の状況を明瞭に視認できるようにし、その表示領域内に孤立した特定のパターンのみが散乱状態になって表示されるようにした液晶表示装置に関する。
そして、特に、カメラのファインダ光学系に組み込んで、ファインダ視野内にオートフォーカス用のターゲットパターンを表示するのに適した液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示（ＬＣＤ）パネルを用いた液晶表示装置は、薄型で軽く、しかも電力消費が極めて少ない利点を有するため、電卓や携帯電話、腕時計、カメラ、ビデオカメラ、ノート型パソコンなど各種の携帯型電子機器をはじめ、広範な機器の表示器として使用されるようになっている。
その液晶表示パネルは、一対の透明な基板を表示領域の周囲に設けたシール部によって一定の間隔を設けて貼り合わせ、その間隙に液晶層を封入して液晶セルを構成している。そして、その２枚の基板の対向する内面に形成した信号電極と対向電極によって、液晶層に部分的に電圧を印加することにより、その光学特性（偏光軸のツイスト、複屈折性、透過／散乱など）を変化させることができる。
そのため、液晶セルの両側に配置した偏光板との組み合わせにより、あるいは液晶セル自体によって、液晶層に電圧を印加した部分と印加しない部分とで、光の透過／吸収あるいは散乱や色相などが異なり、各種の表示を行なうことができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような液晶表示装置には、透過型と反射型あるいは照明付き反射型のものがある。透過型液晶表示装置は、液晶表示パネルの視認側と反対側の第１の基板の下側に光源部を有し、反射型液晶表示装置は、液晶表示パネルの視認側の第２の基板の上側に光源部を配置するか、外光が視認側から入射するようになっている。
また、照明付き反射型液晶表示装置の場合には、反射表示時には第２の基板側からの光を液晶層に入射し、液晶層側から反射されて再度視認側へ出射する光の強度差を利用して表示を行い、透過表示時には第１の基板の下側の光源部の点灯により透過型液晶表示装置と同様な表示を行う。
また、一対の透明基板の間にツイストネマティック（ＴＮ）液晶またはスーパツイストネマティック（ＳＴＮ）液晶による液晶層を挟持した液晶表示パネルは、その両側に偏光板を配置する必要があるため、光の透過率が低くなり、透過表示が暗くなってしまう。
【０００４】
そのため、例えばカメラのファインダ部に液晶表示パネルを使用する場合には、このような偏光板を使用する液晶表示パネルでは、偏光板での吸収があるためファインダ視野が暗くなってしまう。
さらに、カメラを使用する状況が暗い場合には、液晶表示パネルのターゲットパターン等の表示を見ることができなくなる。そこで、視認側と反対側の第１の基板側に光源部を配置して照明しようとすると、被写体からの光が第１の基板側に設けられた撮影レンズを通して入射するため、光源部からの光が撮影レンズからの光に対してノイズとなり、観察者に被写体を認識しにくくしてしまうという問題が生じる。
【０００５】
この発明は、これらの問題を解決するためになされたものであり、液晶表示パネルに偏光板を使用せずに、表示領域のほぼ全面を透明度の高い透過状態とすることができ、その表示領域内に特定のパターンのみを、背景が明るいときでも暗いときでも、常に明瞭に表示できるようにし、且つ背景が見えにくくならないようにすることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明による液晶表示装置は、それぞれ一方の面に信号電極を形成した第１の基板と対向電極を形成した第２の基板とを、その信号電極と対向電極とを対向させて表示領域の外周部に介在させたシール部によって一定の間隙を設けて貼り合わせ、その間隙に液晶層を設けた液晶表示パネルを備えた液晶表示装置であり、上記の目的を達成するため次のように構成したことを特徴とする。
上記信号電極が、上記表示領域のほぼ全域に亘って形成した周囲電極と、その周囲電極内に孤立して形成したパターン電極と、そのパターン電極に選択的に電圧を印加するために周囲電極を横切って、その周囲電極との間にギャップを設けて形成したた配線電極とからなる。
【０００７】
また、上記対向電極は、上記表示領域の全域に亘って上記信号電極と対向するように設けられる。
そして、上記第１の基板および第２の基板と信号電極および対向電極は全て透明であり、上記液晶層は、上記信号電極と対向電極による電圧印加の有無によって透過率と散乱率が変化する散乱型液晶層である。
さらに、上記液晶表示パネルの外周部に直線偏光を出射する光源手段を配置し、上記シール部の少なくとも該光源手段と対向する部分は透光性を有し、その光源手段が出射する直線偏光をそのシール部を通して上記液晶層内に入射させるようにしたものである。
【０００８】
あるいは、上記信号電極が、上記表示領域内に孤立して形成されたパターン電極と、そのパターン電極に選択的に電圧を印加するためにその表示領域を横切って形成された配線電極とからなり、上記対向電極は、そのパターン電極と対向する領域にのみ設けるようにしてもよい。
その場合の上記液晶層は、上記信号電極と対向電極による電圧印加の有無によって透過率と散乱率が変化し、電圧が印加された部分の散乱度が高くなる散乱型液晶層とする。その他の構成は前述の液晶表示装置と同じでよい。
これらの液晶表示装置において、上記液晶表示パネルは、第２の基板の外側が視認側であり、その視認側に対して第１の基板の外側の状況を常時呈示する。
そして、上記光源手段の光源部の点灯時には、上記液晶層の散乱部の明度が他の部分の明度より高くなり、上記光源部の非点灯時には、上記液晶層の散乱部の明度が他の部分の明度より低くなるようにするとよい。
【０００９】
また、上記光源手段を、光源部と、その光源部と液晶表示パネルの外周部との間に設けた偏光分離素子とによって構成することができる。
さらに好ましくは、その光源手段の光源部と偏光分離素子との間に、凸レンズ又は拡散板からなる光学手段を設けるとよい。
その場合、液晶表示パネルの上記散乱型液晶層を、液晶と有機モノマからなる液体に紫外線を照射することによって生成された、透明固形物と液晶からなる混合液晶層にし、上記偏光分離素子を、その透過軸が、上記混合液晶層の透明固形物の屈折率と液晶の屈折率との差が小さくなる方向とほぼ一致するように配置するのが最もよい。
【００１０】
上記散乱型液晶層は、液晶と有機モノマに液晶性高分子を混合した液体に紫外線を照射することによって生成された、配向性を有する透明固形物と液晶からなる混合液晶層でもよい。
上記偏光分離素子としては、透過軸と該透過軸にほぼ直交する吸収軸とを有する吸収型偏光板を、あるいは透過軸と該透過軸にほぼ直交する反射軸とを有する反射型偏光板を使用することができる。
上記偏光分離素子が反射型偏光板である場合、その偏光分離素子と光源部との間に拡散板を設けると共に、該光源部の周囲に反射板を設けるとよい。
上記偏光分離素子として、吸収型偏光板と反射型偏光板とをその各透過軸の方向を一致させて、吸収型偏光板を液晶表示パネル側に、反射型偏光板を光源側にそれぞれ配置してもよい。
【００１１】
さらに、上記光源手段に、液晶表示パネルに第１の基板の外側から入射する光量に応じて、液晶表示パネルに入射させる光量を増減制御する光量可変手段を設けるとよい。その光量可変手段は、手動であるいは自動的に光源部への印加電圧あるいは電流を制御してその発光強度あるいは発光時間を可変するようにしてもよい。
その光量可変手段を、上記偏光分離素子と光源部との間に設けられた液晶セルと、その光源部側に配置した偏光板と、上記第１の基板の外側から入射する光量を検知する露出計と、その露出計からの出力に応じて上記液晶セルに印加する電圧を可変する液晶駆動回路とによって構成し、上記液晶セルとその両側の偏光分離素子および偏光板とによって構成される液晶シャッタの透過率を制御することによって、液晶表示パネルに入射させる光量を可変することもできる。
【００１２】
上記液晶表示パネルの第１，第２の基板の少なくとも一方の外面に紫外線カット層を設けるのが望ましい。
さらに、上記液晶表示パネルの第１，第２の基板の少なくとも一方の外面に、上記光源部が発光する波長範囲の光の反射を防止する反射防止層を設けるとよい。
上記光源部は、光学波長が３８０ｎｍから８００ｎｍの領域の光を発光するのが望ましい。そして、光源部を液晶表示パネルの外周部に複数個配置すれば、より充分な光量が得られる。その複数個の光源部として発光する光の波長領域（発光色）が異なるものを配置するか、１個の光源部内に発光する光の波長領域が異なる複数の発光素子を設け、それらを選択的に使用するようにすることもできる。
【００１３】
これらの記載の液晶表示装置を、カメラのファインダ光学系に組み込まれるモジュールとして構成し、上記液晶表示パネルのパターン電極を、オートフォーカス用のターゲットパターンを表示するための電極とすることができる。
その場合、上記液晶表示パネルの第１の基板の外側にファインダ用スクリーンを、第２の基板の外側にファインダ用レンズをそれぞれ配置するとよい。
【００１４】
この発明による液晶表示装置は、液晶表示パネルの表示領域のほぼ全面を透明状態にして、常にその第１の基板の背後の状況を明瞭に視認することができる。そして、液晶層に散乱型液晶層を採用することにより、偏光板を使用することなく表示を行うことが可能となるため、液晶表示パネルの透過率が向上し、背景の視認度が向上する。そして、液晶層のパターン電極と対向電極に挟持された部分のみを散乱状態にして、背景が明るいときにはその中に暗いパターンを表示し、背景が暗いときには光源部を点灯することによって明るいパターンを表示することができる。
このとき、上記液晶表示パネルの外周部と光源部との間に、コリメートレンズを設け、光源部からの光を液晶パネルの第１の基板及び第２の基板に平行な光線にして液晶層に入射させれば、液晶層の透明部で散乱したり反射されて視認側に出射する光が少なくなり、透明部が見にくくなることなく、散乱部のパターンだけが明るく表示される。
【００１５】
液晶表示パネルの外周部と光源部との間に偏光分離素子を設け、液晶表示パネルの散乱型液晶層を、液晶と有機モノマからなる液体に紫外線を照射することによって生成された透明固形物と液晶からなる混合液晶層にし、上記偏光分離素子を、その透過軸が、上記混合液晶層の透明固形物の屈折率と液晶の屈折率との差が小さくなる方向とほぼ一致するように配置すれば、光源部からの光が偏光分離素子を透過して直線偏向され、その偏光方向が上記透明明固形物と液晶の屈折率の差が小さくなる方向なので、光源部からの入射光が液晶層の透過部では散乱することなく透過し、散乱部のみで散乱して明るいパターンの表示を実現することができる。
【００１６】
液晶表示パネルの外周部に配置した光源部（サイドライト）からの入射光は、液晶表示パネルのパターン表示部以外はほぼ全面透明状態とすることにより、第１の基板と空気層との屈折率差による反射と第２の基板と空気層との屈折率差による反射を利用して、表示領域全面に導光することが可能になる。
また、液晶表示パネルと光源部との間に偏光分離素子を単純に配置する場合には、偏光分離素子を設けていない場合に比べて液晶表示パネルに到達する光源部の光量が低下してしまう。そのため偏光分離素子に反射型偏光板を使用して、直線偏光を液晶層へ出射し、光源部側へ反射される成分を偏光解消して反射板によって反射して再び反射型偏光板に戻すことにより、光の出射効率を改善することができる。
【００１７】
液晶表示パネルを構成する第１の基板の外側から入射する光の強度が小さい場合には、液晶表示パネルの周囲に設けた光源部（サイドライト）からの光が液晶表示パネルの透明部から観察者側に僅かに反射してくるため、第１の基板の背後の視認性を妨害するため、光量可変手段によって光源部からの光量（輝度）を低下させる方がよい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら説明する。
〔第１の実施形態：図１から図９〕
まず、この発明による液晶表示装置の第１の実施形態について、図１から図９を参照して説明する。
図１はその液晶表示装置の液晶表示パネルと光源部の平面図、図２は図１の２−２線に沿う模式的断面図、図３は上面に信号電極を形成した第１の基板の平面図、図４は第１の基板と第２の基板の間に設けるシール部の平面図、図５は下面に対向電極を形成した第２の基板の平面図である。
これらの図によって、まずこの実施形態の液晶表示パネルの構成を説明する。
【００１９】
液晶表示パネル６は、図１及び図２に示すように、それぞれ一方の面に信号電極２０を形成した第１の基板１と対向電極２１を形成した第２の基板２とを、信号電極２０と対向電極２１とを対向させて、表示領域の外周部に介在させたシール部３によって一定の間隙を設けて貼り合わせ、その間隙に液晶層１８を封入している。
その信号電極２０は、第１の基板１の内面の表示領域のほぼ全域に亘って形成された周囲電極１１と、その周囲電極１１内に孤立して形成されたパターン電極であるターゲット電極５ａ，５ｂ，５ｃと、その各ターゲット電極に選択的に電圧を印加するために周囲電極１１を横切って、周囲電極１１との間にギャップＧ１（図２）を設けて形成された配線電極８ａ，８ｂ，８ｃとからなる。
【００２０】
対向電極２１は、第２の基板２の内面の表示領域の全域に亘って、信号電極２０と対向するように設けられている。
第１の基板は透明なガラス基板であり、図３に示すように、その一方の面（図では上面）に、透明導電膜である酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）膜からなる信号電極２０として、表示領域のほぼ全域に亘って形成された周囲電極１１と、その周囲電極１１中に孤立して形成されたオートフォーカス用のターゲットパターン形状をなす３個のターゲット電極５ａ，５ｂ，５ｃと、その各ターゲット電極５ａ，５ｂ，５ｃに接続する配線電極８ａ，８ｂ，８ｃとを設けている。
この第１の基板上の一辺の近傍に、ターゲット電極用の３個の接続電極１２，１３，１４と、周囲電極用の接続電極１５が列設されている。さらに、第２の基板上の対向電極用の接続電極２４も設けられている。これらの接続電極も全て信号電極２０と同じＩＴＯ膜によって形成されている。
【００２１】
３個のターゲット電極５ａ，５ｂ，５ｃは、それぞれ周囲電極１１を横切る配線電極８ａ，８ｂ，８ｃによって各接続電極１２，１３，１４に接続され、周囲電極１１は周囲電極用配線電極１６によって周囲電極用の接続電極１５に接続されている。
各ターゲット電極５ａ，５ｂ，５ｃ及び配線電極８ａ，８ｂ，８ｃと周囲電極１１との間には、それぞれ図２に示すようにギャップＧ１を設けている。このギャップは小さい方が目立たなくてよいので、３マイクロメートル（μｍ）程度にするとよい。配線電極８ａ，８ｂ，８ｃも目立たないように、その幅を３μｍ程度にするととよい。
【００２２】
また、この第１の基板１と７〜１０マイクロメートル（μｍ）の間隔を設けて対向する第２の基板２も透明なガラス基板であり、図５に示すように、その一方の面（図では下面）に、表示領域の全面に亘ってＩＴＯ膜による対向電極２１を設けている。この対向電極２１にも配線電極２３を形成している。
この第１の基板１と第２の基板２とを一定の間隙を設けて対向させさせるために、その間隙に図示しないプラスチック製のスペーサを介在させると共に、図４に明示するように、表示領域の外周部に設けた透明なシール材によるシール部３によって、図２に示すように貼り合わせる。
【００２３】
それによって、第１の基板１上の各ターゲット電極５ａ，５ｂ，５ｃおよび周囲電極１１と、第２の基板２上の対向電極２１とを所定の間隔で対向させる。
シール部３の一部には封孔部２５を設けており、この封孔部２５から液晶を注入して封止材２６で封止し、第１の基板１と第２の基板２の間隙に液晶層１８を封入する。
それによって、第１の基板１上の各ターゲット電極５ａ，５ｂ，５ｃ（図２にはターゲット電極５ｃのみが示されている）および周囲電極１１と、第２の基板２上の対向電極２１とを、液晶層１８を挾んで対向させる。
【００２４】
対向電極２１は外部回路（図示せず）と接続を可能にするために、その配線電極２３を、接着材に導電粒を混合した異方性導電シール材２２によって、第１の基板１上に設けた対向電極用接続電極２４に電気的に接続している。
液晶層１８は、液晶に有機モノマーを含む混合液晶の前駆体を、外周シール部３の封孔部２５から第１の基板１と第２の基板２の間隙に注入し、封止材２６で封止した後、外部から紫外線を照射して、有機モノマーを有機ポリマーにして液晶内に透明固形物を分散させた混合液晶層である。
この混合液晶層による液晶層１８は、信号電極２０と対向電極２１による電圧印加の有無によって透過率と散乱率が変化し、電圧が印加された部分の透明度（透過率）が高くなる散乱型液晶層である。
【００２５】
この液晶表示パネル６のターゲット電極５（以下５ａ，５ｂ，５ｃを区別せず、全て５とする）と対向電極２１との重なり部が、表示パターンを形成する画素部を構成し、ターゲット電極５および周囲電極１１と、対向電極２１との間に電圧を印加することにより、液晶層１８の全域で液晶分子の向きがその電界の方向に揃って透過率が高くなり、表示領域のほぼ全面を透明状態にすることができる。
また、ターゲット電極５への電圧印加をＯＦＦにすることにより、液晶層１８のターゲット電極５上の部分が散乱状態となり、ターゲットパターンが表示される。
この場合に、液晶層１８の配線電極８ａ，８ｂ，８ｃおよび周囲電極１１とのギャップに対応する部分も散乱状態になるが、ギャップＧ１および配線電極８ａ，８ｂ，８ｃの幅がそれぞれ３マイクロメートル（μｍ）と細いため、ほとんど認識できない状態となる。
【００２６】
以上の構成を採用することにより、液晶層１８のターゲット電極５に対応する部分のみを散乱状態にして、ターゲットパターンを表示することが可能になる。
図６は、この液晶表示装置を組み込んだカメラ用モジュールの平面図であり、表示枠３７内に、３個のターゲット電極の内の中央のターゲット電極５によるオートフォーカス用のターゲットパターン９のみを表示した状態を、透明な表示領域内に視認される背景（被写体）像と共に示している。図７は図６の７−７線に沿う模式的断面図である。なお、図７では説明の都合上、ターゲット電極５を小さな対の電極とせずに、１個の比較的大きな電極として示している。
ほかのターゲット電極５および周囲電極１１と、対向電極２１との間には大きな電圧を印加しているため、中央のターゲットパターン９のみが視認できる状態となる。この状態では、この中央のターゲットパターン９内にフォーカスを合わせることができる。
【００２７】
これらの図に示すように、この液晶表示パネル６はパネル保持枠３１内に設置され、第１の基板１上の各接続電極１２，１３，１４，１５及び２４を、ゼブラゴム３２を介してフレキシブルプリント回路基板（ＦＰＣ）３６の各配線に電気的に接続している。ＦＰＣ３６の位置決めをするために、パネル保持枠３１上に位置決めピン３３を設けている。
さらに、ゼブラゴム３２とＦＰＣ３６との接続を確保するために、パネル固定枠３８を設ける。このパネル固定枠３８には、液晶表示パネルの表示領域に相当する部分に表示窓３７を設けている。
また、液晶表示パネルに対して環境変化による急激な温度変化を防止するために、パネル保持枠３１とパネル固定枠３８との間隙にシリコン樹脂からなる断熱シール３９を充填している。この断熱シール３９によってパネル保持枠３１とパネル固定枠３８との固定も行なっている。
【００２８】
また、被写体からの光が暗い場合にはターゲットパターン９を観察者が認識することが難しくなる。そのため液晶表示パネル６の外周部（この例では右側）に赤色光を発光するライトエミッティングダイオード（ＬＥＤ）素子からなる光源部（サイドライト）２７を設けている。
この光源部２７には、光源部２７に所定の信号を印加するための光源部電極２８を設けている。そして、この光源部２７は光源部保持部３４により、パネル保持枠３１に固定される。
また、光源部２７と液晶表示パネルとの間には、図１および図２に示した偏光分離素子３０を設けている。さらに、図１および図２では図示を省略したが、偏光分離素子３０と光源部２７との間に、光源部２７の光を液晶表示パネル６の全面に均等に入射させるための光学手段２９を設けている。この光学手段２９は、液晶表示パネルと対向する側が凸状の球面をなす凸レンズ（コリメートレンズとして機能する）、または拡散板である。図７では拡散板として示している。
【００２９】
偏光分離素子３０は、偏光軸として透過軸とその透過軸にほぼ直交する吸収軸とを有する吸収型偏光板を採用している。
光源部２７から出射する光線は、最終的に偏光分離素子３０によって直線偏光にされて液晶表示パネル６の液晶層１８へ入射する。液晶層１８にできる限り偏光解消せずに光を伝播するために、液晶表示パネルのシール部３の少なくとも光源部２７からの光を入射する部分は、散乱性をもたない透明シール材であることが望ましい。
以上の構成により、図７に示すように光源部２７からの光は光学手段２９により所定の角度の光となり、偏光分離素子３０に入射する。
【００３０】
偏光分離素子３０により直線偏光として液晶表示パネルを構成する第１の基板１と第２の基板２と液晶層１８に向けて出射する。第１の基板１および第２の基板２と空気層（図示せず）との屈折率差により、第１の基板１および第２の基板２の内面で反射を繰り返して、液晶表示パネル６の液晶層１８の全体に光を入射させることが可能になる。
図７に示す光源部２７からの入射光５３は、偏光分離素子３０から直接液晶層１８に入射する光成分を代表して図示している。液晶層１８の電圧が印加されていないターゲット電極５上の部分（ターゲット部）以外の部分では液晶層１８は透明状態のため散乱することなく通過し、観察者側への光の出射は殆どない。
電圧が印加されていないターゲット電極５上では、液晶層１８が散乱しているため、図７に示すように色々な方向に散乱光５５を出射し、観察者側に出射することができる。図７の散乱光５５は、観察者側への散乱光を代表として示している。
【００３１】
液晶表示パネルの第１の基板１の背後からの入射光は、液晶層１８が散乱状態にない（透明状態にある）部分では、入射光５１がそのまま視認側へ出射する。ターゲット電極５上の液晶層１８が散乱している部分への入射光５２は、液晶層１８で散乱されて視認側へ出射する。
すなわち、図７に示すように、第１の基板１の下側（レンズ側）からの被写体入射光５１と被写体入射光５２のうち、被写体入射光５２はターゲット電極５上の液晶層１８により散乱されて観察者には暗く認識され、被写体入射光５１は液晶層１８がほぼ透明なため、明るく認識される。
したがって、明るい被写体の画面の中にターゲットパターンを暗く表示することが可能になる。この場合に、被写体入射光５１，５２の方向に偏光板のような光を吸収する層がないため、観察者は明るい被写体を認識することができる。
【００３２】
光源部２７を点灯した場合の散乱状態のターゲット部（ターゲット電極５に対応する部分）と透過状態の背景部（周囲電極１１に対応する部分）を観察者が認識する明るさについて、図８を用いて説明する。図８の横軸は液晶表示パネルの表示領域の位置を示し、縦軸は明るさを示している。
この発明の第１の実施形態では光源部２７と液晶表示パネル６との間に偏光分離素子３０を設けているため、液晶層１８が透明状態である背景部とターゲット電極５に電圧が印加されているターゲット部の明るさは、非常に小さい散乱性のみであるため実線６１，６３で示すように極めて低いレベルＬ０の明るさとなる。
【００３３】
これに対して、液晶層１８が散乱状態であるターゲット電極５に電圧が印加されていないターゲット部では、その散乱性のため実線６４で示すように高いレベルＬｍの明るさとなる。被写体からの光より明るい背景部では被写体が認識できなくなるため、背景部の明るさのレベルＬ０はできるだけ低いことが好ましく、ターゲット部の明るさのレベルＬｍは適度に大きいことが好ましい。
そのため、液晶表示装置を使用する環境により光源部２７の光量を可変する光量可変機能を設けると良い。この実施形態では、液晶表示パネルの第１の基板１の後方から入射する光量に応じて、手動によってあるいは自動的に光源部２７に印加する電力を可変することにより、その照射光量を可変する。図８に示す明るさＬ１及び破線６２，６５は、第２の実施形態の説明に使用する。
【００３４】
次に、図９を用いてこの発明の有効性を説明する。
液晶層１８は模式的には棒状の液晶分子８０とその周囲にあるアクリル樹脂からなる多孔質体の透明固形物８４からなる。そして、透明部を１８ａ、散乱部（ターゲット部）を１８ｂとしている。
液晶分子８０は、異常光（extraordinaly light)に対応する屈折率ｎｅ（その方向を８１とする）と正常光（ordinaly light)に対応する屈折率ｎｏ（その方向を８２とする）とを有する。液晶層（混合液晶層）１８の透明状態と散乱状態とは透明固形物８４の屈折率ｎｐの液晶分子８０の屈折率ｎｏ又はｎｅとの差分と液晶分子の配向性（液晶分子８０の方向とバラツキ）により発生する。
【００３５】
この実施形態では液晶層１８の原材料として、大日本インキ製のＰＮＭ−１５７混合液晶を利用し、その混合液晶を第１，第２の基板の間隙に封入した後、３６０ナノメートル（ｎｍ）以上の波長の紫外線を３０ｍＷ／ｃｍ^２ の強度で、６０秒間照射して、透明固形物８４と液晶分子８０とからなる混合液晶層を作成している。液晶層１８の屈折率はｎｏ＝１．５、ｎｅ＝１．７であり、透明固形物８４の屈折率ｎｐは１．５程度である。しがって、ｎｐ≒ｎｏである。
液晶分子８０は、印加電圧が小さい場合には液晶分子８０の方向に対する強制力が小さいため、透明固形物８４に対して色々な方向を向く。すなわち、液晶分子８０の配向性が弱く、ランダムな配置をしているため、入射光に対して、液晶分子のｎｅと透明固形物のｎｐの界面反射を発生するため、液晶分子８０と透明固形物８４との界面でミクロ的に複数の界面反射が発生し、散乱状態となる。そのため被写体入射光５２は散乱され、観察者側へは弱い出射光となる。
液晶分子８０は、印加電圧が大きい場合には液晶分子８０の方向に対して電場の強い強制力が働くため、液晶分子８０は第１の基板１から第２の基板２の方向に長軸（ｎｅの方向８１）が向く。
【００３６】
第１の基板１側からの入射光は、液晶分子８０の屈折率がｎｏである方向と平行な方向の円偏光であるため、透明固形物８４と液晶分子８０との界面での屈折率差が小さく、界面反射がほとんど発生せず、透過状態になる。そのため、被写体入射光５１はほとんど散乱されることなく、観察者側へは被写体入射光５１の強度のまま出射される。
また、図９では紙面に対して表裏方向をＸ軸７１とし、上下方向をＹ軸７２とし、左右方向をＺ軸７３として表記している。但し、Ｘ軸は紙面に垂直な方向では判り難いので４５°の矢印で示している。
【００３７】
光源部２７からの出射光５３は、ほとんど偏光性を持たない円偏光７５である。この円偏光７５の代表成分をＸ軸方向の偏光成分（第１の偏光成分）７６とＹ軸方向の偏光成分（第２の偏光成分）７７とする。偏光分離素子３０は透過軸がＸ軸方向であり、吸収軸がＹ軸方向である。そのため偏光分離素子３０からの出射光はＸ軸方向の直線偏光７８となる。
液晶層１８の透明部１８ａでは、液晶分子８０は、第１の基板から第２の基板に向う方向が屈折率ｎｅであり、このｎｅに直交する方向が屈折率ｎｏである。したがって、屈折率ｎｏの方向に平行する偏光を入射すれば、透明固形物８４の屈折率ｎｐとの屈折率差が小さいため、透明固形物８４と液晶分子８０との界面での反射がほとんど発生しないため、ほとんど散乱を発生することがない。
【００３８】
そして、散乱部１８ｂでは、液晶分子８０がランダムな方向を向いているため、直線偏光７８も散乱されて、散乱光５５となって視認側へ出射するため、観察者が視認することができる。
すなわち、偏光分離素子３０を、その透過軸が液晶分子８０の屈折率ｎｏの方向と平行になる方向（Ｘ軸方向）に配置すればよい。
以上により、偏光分離素子３０からの出射光は液晶層１８の透明部（背景部）１８ａではほとんど散乱することなく、散乱部１８ｂのターゲット部でのみ散乱して観察者に認識でき、被写体入射光５１を観察者は認識することが可能となる。
【００３９】
〔第２の実施形態：図１０と図１１および図８〕
次に、この発明による液晶表示装置の第２の実施形態について、図１０と図１１および図８を参照して説明する。
図１０は、その液晶表示装置を組み込んだカメラ用モジュールの図７と同様な模式的断面図であり、図７と同じ部分には同じ符号を付してあり、それらの説明は省略する。
【００４０】
透明な第１の基板１上には、透明導電膜である酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）膜からなる信号電極として、オートフォーカス用ターゲットパターンを表示するための孤立したターゲット電極５とそれに電圧を印加するための配線電極８を設けている。その形状及び配置は第１の実施形態と同様であるが、周囲電極１１は設けていない。
また、第１の基板１と１０マイクロメートル（μｍ）の距離を設けて対向する第２の基板２上には、第１の基板１上のターゲットパターン５に対向する領域にのみ対向電極２１′を設け、その配線電極２３′を、ターゲット電極５の配線電極８と交差しないように設けている。対向電極２１′は、外部回路（図示せず）と接続を可能とするために第１の基板１上に設ける対向電極用接続電極（図示せず）に接着材に導電粒を混合する異方性導電性シール材により接続している。
【００４１】
対向電極２１′は、第１の基板１上のターゲット電極５とほぼ同等の面積を有し、さらに第１の基板１上の配線電極８とは異なる位置を利用して配線を行い、対向電極用接続電極に接続する。ターゲット電極５の配線電極８と交差するとターゲット部以外の部分の液晶層１８に電圧が印加されるためである。
この実施形態で使用する液晶層１８は、液晶に有機モノマを含む混合液晶層の前駆体を注入し、紫外線を照射して有機モノマーを有機ポリマーとして液晶内に透明固形物を形成し混合液晶層１８としたものであるが、その有機モノマには液晶性高分子を混合し、紫外線照射により配向性を有する透明固形物を形成する。
そのため、この液晶層１８では液晶が配向しているため、電圧無印加状態で透明性を有する。
【００４２】
また、この実施形態では、液晶表示パネルと光源部２７との間に偏光分離素子３０を設けず、光源部２７からの光を液晶表示パネルの第１の基板１および第２の基板２に平行な光線にするコリメートレンズ（凸レンズ）４３を、保持部材４４によってパネル保持枠３１内に保持して設けている。
この液晶表示装置では、ターゲット電極５と対向電極２１′との重なり部がターゲットパターンを表示する画素部となる。そして、ターゲット電極５と対向電極２１′との間に電圧を印加することにより、液晶層の配向性が乱れ、透明固形物と液晶分子との屈折率の差を利用して散乱状態にする。また、ターゲット電極５への電圧をＯＦＦにすることにより、表示領域の全面が透過状態になる。
以上の構成を採用することにより、液晶層１８のターゲット電極５に対応する部分のみを散乱状態とすることが可能になる。
【００４３】
図１０に示すように、第１の基板１の下側（レンズ側）からの被写体入射光５１と被写体入射光５２のうち、被写体入射光５２はターゲット電極５上の液晶層１８により散乱され、観察者には暗く認識される。被写体入射光５１は、液晶層１８がほぼ透明なためそのまま透過して明るく認識される。
したがって、明るい被写体の画面の中にターゲットパターンを暗く表示することが可能になる。この場合に、被写体入射光５１,５２の方向に偏光板のような光を吸収する層がないため、観察者は明るい被写体を認識することができる。
【００４４】
次に、光源部２７を点灯したときの作用を説明する。
この実施形態では液晶表示装置の構造を簡単にするために液晶表示パネルの近傍には偏光分離素子を設けていない。そして、図１０に示すように、光源部２７からの光はコリメートレンズ４３を通して第１，第２の基板１，２に平行な光束となって、液晶表示パネルを構成する第１の基板１と第２の基板２と液晶層１８に入射する。
その入射光は、第１の基板１または第２の基板２と空気層との屈折率差による反射を繰り返すことにより、液晶表示パネル全体に光を入射することが可能となる。
図１０の入射光５３は、直接液晶層１８に入射する成分を代表として図示している。透明部では入射光５３は液晶層１８によるわずかな散乱のために散乱光５６として観察者側にわずかに出射する。
【００４５】
ターゲット電極５上では、液晶層１８が散乱しているため、図１０に示すように色々な方向に散乱光５５を観察者側に出射することができる。
光源部２７を点灯した場合の散乱状態のターゲット部と透過状態の背景部を観察者が認識する明るさを図８を用いて説明する。横軸は液晶表示パネルの表示領域の位置を示し、縦軸は明るさを示している。
この第２の実施形態では、光源部２７と液晶表示パネルとの間に偏光分離素子を設けていないため、液晶層１８が透明状態である背景部と散乱状態でないターゲット部は小さい散乱性を有し、破線６２，６５で示すレベルＬ１の明るさとなる。
【００４６】
また、液晶層１８が散乱状態であるターゲット部では、その散乱性のため破線６６で示すように高いレベルＬｍの明るさとなる。被写体からの光より明るい背景部では被写体が認識できなくなるため、背景部のレベルＬ１はできるだけ低いことが好ましく、ターゲット部のレベルＬｍは適度に高いことが好ましい。
そのため、液晶表示装置を使用する環境により光源部２７の光量を可変する光量可変機能を設けると良い。
この第２の実施形態では、光源部２７に印加する電力を可変することによりそれを達成している。
【００４７】
次に、図１１を用いてこの発明の有効性を説明する。なお、この図１１において、図９と同じ部分は同一の符号を付してあり、液晶分子８０と透明固形物８４は図９に示したものを援用する。但し、この第２の実施形態の液晶層１８は、電圧が印加されない部分が透明部１８ａとなり、電圧が印加された部分が散乱部１８ｂとなる。
液晶層１８は、模式的には棒状の液晶分子８０とその周囲にあるアクリル樹脂からなる多孔質体の透明固形物８４からなる。液晶分子８０は異常光に対応する屈折率ｎｅと正常光に対応する屈折率ｎｏとを有する。
【００４８】
その液晶層（混合液晶層）１８の透明状態と散乱状態とは透明固形物８４の屈折率ｎｐの液晶分子の屈折率ｎｏ又はｎｅとの差分と液晶分子の配向性(液晶分子の方向とバラツキ）により発生する。
この実施形態では液晶層の原材料として、大日本インキ製のＰＮＭ−１５７混合液晶を利用し、さらに透明固形物に液晶性高分子を混合している。その混合液晶を液晶表示パネルの第１の基板と第２の基板の間隙に封入した後、電圧を印加した状態で３６０ナノメートル（ｎｍ）以上の波長の紫外線を５０ｍＷ／ｃｍ^２の強度で、６０秒間照射して作成している。
この液晶層１８の屈折率はｎｏ＝１．５、ｎｅ＝１．７であり、透明固形物の屈折率ｎｐは１．５（ｎｏとほぼ等しい）程度である。また液晶分子８０は電圧無印加状態で配向している。
【００４９】
電圧が小さい場合には液晶分子８０の方向は、液晶性高分子による配向強制力が大きいため、液晶分子８０は透明固形物８４と屈折率差が小さい方向、すなわち、第１の基板から第２の基板の方向に長軸（屈折率ｎｅ）が向き、第１の基板１からの入射光は液晶分子８０の屈折率がｎｏである方向と平行な円偏光のために、透明固形物８４と液晶分子８０との界面での屈折率差が小さく、界面反射がほとんど発生しないために）透過状態となる。そのため被写体入射光５１はほとんど散乱されることなく透過し、観察者側へは強い出射光となる。
液晶分子８０は、電圧が大きい場合には液晶分子８０の方向に対して電界の強い強制力が働くため液晶分子８０と液晶性高分子との配向規制力が電界に負け、配向性が損なわれ、色々な方向に液晶分子８０が向くことにより、入射光に対して、液晶分子の屈折率ｎｅと透明固形物の屈折率ｎｐの界面反射を発生する。そのため、液晶分子８０と透明固形物８４との界面でミクロ的で複数の界面反射が発生し、散乱状態となる。そのため、被写体入射光５２は散乱され、観察者側へは弱い出射光となる。
【００５０】
また、光源部２７からの出射光５３は、ほとんど偏光性を持たない円偏光７５である。円偏光の代表成分をＸ軸方向の偏光成分（第１の偏光成分）７６とＹ軸方向の偏光成分（第２の偏光成分）７７とする。
液晶層１８の透明部１８ａ（背景部と電圧を印加していないターゲット部）では、液晶性高分子により、液晶分子８０の屈折率ｎｅの方向が第１の基板１から第２の基板２の方向に配向しているため、液晶分子８０と透明固形物８４との界面で液晶分子８０の屈折率ｎｅの方向から傾く光の入射により、液晶分子８０と透明固形物８４との界面で僅かに反射が発生する。そのため、僅かに散乱光５６が発生し観察者側へ出射する。
【００５１】
電圧を印加したターゲット電極５に対応する散乱部１８ｂでは、液晶分子８０の配向性が低減し、液晶分子８０の屈折率ｎｅの方向が色々な方向を向くためめ、入射光が液晶分子８０の屈折率ｎｅの方向に入射するため、液晶分子８０と透明固形物８４との界面反射が多く発生して散乱状態となり、散乱光５５となって観察者側へ強い出射光となる。
この場合には、液晶表示パネルの周囲に光源部２７を設けるのみで良い（コリメートレンズ４３もあった方がよいが必須ではない）ため簡便である。しかし、光源部２７から混合液晶層１８に入射する光が、混合液晶層１８から第１の基板１側、あるいは第２の基板２側に傾く場合には、透過部（背景部）での散乱が発生するため被写体入射光に対してノイズとなり偏光分離素子を設ける場合に比較して被写体の視認性は低下する。そのため、コリメートレンズ４３を設けて、光源部２７からの光を平行光束にして、液晶表示パネルに入射させた方がよい。
【００５２】
また、この第２の実施形態では、液晶層１８として、電圧無印加時に透明状態であり、印加電圧を大きくすることによって散乱状態となる液晶層（混合液晶層）を使用して説明を行っているが、電圧無印加時に散乱状態となる液晶層を用いた第１の実施形態において、偏光分離器を省略してもこの実施形態と同様な効果は達成できる。
【００５３】
〔第３の実施形態：図１２および図１３〕
次に、この発明による液晶表示装置の第３の実施形態について、図１２および図１３を参照して説明する。
図１２は、その液晶表示装置を組み込んだカメラ用モジュールの図７と同様な模式的断面図であり、図７と同じ部分には同一の符号を付し、それらの説明は省略する。
この第３の実施形態の液晶表示装置は、第１の実施形態の液晶表示装置と殆ど共通の構成を備えている。
この第３の実施形態で第１の実施形態と異なる点は、光源部１７としてＬＥＤに代えて冷陰極管（蛍光灯）を、液晶表示パネルの一側面に平行に配置した点と、偏光分離素子３０として、反射型偏光板を用いるとともに、光源部１７の周囲に反射板３５を設けた点である。
【００５４】
反射型偏光板は、偏光軸として透過軸とその透過軸にほぼ直交する反射軸とを有し、反射軸の方向に振動する直線偏光は反射する偏光板である。この反射型偏光板としては、スリーエム製で商品名がＤＢＥＦのものを用いる。
光源部１７から出射する光線は最終的に偏光分離素子３０により直線偏光にされて液晶表示パネルへ入射する。
以上の構成を採用することにより図１２に示すように、光源部１７からの光は拡散板２９により偏光解消された光となり、反射型偏光板である偏光分離素子３０に入射する。そして、その反射型偏光板の透過軸の方向に振動する直線偏光となって液晶表示パネルを構成する第１の基板１と第２の基板２と液晶層１８に入射する。
【００５５】
その入射光および第１の基板１の背後からの入射光による被写体の視認とターゲットパターンの表示作用は、第１の実施形態の場合と同様であるから、その説明を省略する。
この第３の実施形態では、偏光分離素子３０として反射型偏光板を採用しているため、その反射型偏光板を透過する光は直線偏光として液晶表示パネルへ出射されるが、透過しない光の成分は反射型偏光板によって反射されて拡散板２９に戻され、偏光解消と拡散されて光源部１７の方向に戻る。その光源部１７の近傍に反射板３５を設けているため、その反射板３５よって反射され、再び拡散板２９を通して偏光分離素子３０に至り、その一部は偏光分離素子(反射型偏光板)３０を透過して直線偏光となり、液晶表示パネルへ出射する。
【００５６】
すなわち、偏光分離素子３０での光の吸収が少なくて済むため、光源部１７が発光する光を効率良く液晶表示パネルへ入射させることができる。
また、液晶表示パネルの第１の基板１と第２の基板２の外側の面には、第１の基板１の下側（レンズ側）からの被写体入射光、および第２の基板２の上側（アイピース側）からの光の液晶層１８への入射による液晶層１８の劣化を防止するために、紫外線カット層４１を設けている。
液晶層１８は３８０ナノメートル（ｎｍ）より短波長の光の照射により散乱性の低下、透明状態に変化する電圧の変化、黄ばみが発生するため信頼性を確保するため紫外線カット層４１を設けることは重要となる。
【００５７】
また、液晶表示パネルの観察者側にレンズ等を設けるため、液晶表示パネルの散乱部からの出射光がレンズ等の反射により再び液晶表示パネルに戻り、第２の基板２で反射するのを防ぐため、上述した紫外線カット層４１の下層に反射防止層４０を設けている。これによって、被写体入射光の認識性を一層よくすることができる。
反射防止層４０は、光源部１７が発光する光の波長範囲である３８０ナノメートル（ｎｍ）から８００ナノメートル（ｎｍ）の波長領域で反射を低減すれば良い。
さらに、偏光分離素子３０に反射型偏光板を使用するため、光源部１７の非点灯時に被写体入射光の迷光が反射型偏光板により反射することを防止するために、反射型偏光板と液晶表示パネルとの間に、吸収型偏光板を挿入すると良い。
その場合、反射型偏光板の透過軸と吸収型偏光板の透過軸の方向を一致させて設置し、実際には反射型偏光板上に吸収型偏光板を粘着層により接着して、偏光分離素子３０を構成すればよい。
【００５８】
図１３は、光源部１７から液晶表示パネルへ入射させる光量を、液晶表示パネルの背後からの入射光量に応じて、自動的に制御する手段の一例を示す図である。
光源部１７と偏光分離素子３０との間に、偏光板４５と液晶セル４６を介挿し偏光分離素子３０と共に液晶シャッタを構成し、その液晶セルを駆動する液晶駆動回路４８に露出計４７の検出信号を入力させる。
露出計４７は、液晶表示パネルの第１の基板１側の入射光量を測定し、その光量に応じた信号を液晶駆動回路４８に入力する。それによって、液晶駆動回路４８は、入射光量に応じて液晶セル４６の対向する全面電極間に印加する電圧を可変する。それによって、液晶セル内に封入されているツイストネクチック液晶層の旋光作用が変化し、偏光板４５と偏光分離素子３０を通過する光量が変化する。
【００５９】
また、この発明による液晶表示装置に設ける光源部は、液晶表示パネルの表示領域が大きい場合には、その外周部に複数個設けて、その各発光を利用することにより、広い面積を均一に照明することが可能になる。また、異なる光学波長領域の光を発光する複数の光源部を設けるか、１個の光源部内に異なる光学波長領域の光を発光する複数の発光素子を設けて、それらを選択して使用することにより、白色照明、赤、緑、青色照明などを選択することもできる。
照明に使用する光学波長は、３８０ナノメートル（ｎｍ）から８００ナノメートル（ｎｍ）の範囲が好ましい。
また光源部の点灯する時間も常時点灯するのではなく、観察者の選択、または液晶表示装置を使用する環境の明るさ、または被写体入射光の強度により選択的に点灯し、点灯時間も選択可能にすることにより液晶表示パネルが消費する電力を低減し、電池寿命を長くすることができ、地球環境に優しい商品となる。
【００６０】
以上の実施形態では、第１の実施形態と第３の実施形態の液晶層は電圧無印加時に散乱状態を示すモードであり、第２の実施形態では電圧無印加時に透明状態を示すモードであるが、第１の実施形態と第３の実施形態に電圧無印加時に透明状態のモードの液晶層を用いても、同様な効果を達成できる。さらに液晶層に２色性色素を混ぜ、吸収特性を向上してもよい。
【００６１】
〔カメラに組み込んだ実施形態：図１４および図１５〕
以下に、この発明による液晶表示装置であるカメラ用モジュールを、ファインダ光学系に組み込んだ実施形態を、図１４および図１５によって説明する。
この発明による液晶表示装置であるカメラ用モジュール１０を、カメラボデイ１０１のファインダ用レンズ１０４とファインダ用スクリーン１０６との間に実装する。ファインダ用レンズ１０４のファインダ接眼窓用レンズ１０３側には、ダッハプリズム１０２を配置し、ファインダ接眼窓用レンズ１０３側からカメラの観察者が覗き、被写体を観察する。
ファインダ用スクリーン１０６の撮影レンズ１００側には、撮影レンズ１００からの被写体入射光５１をファインダ用スクリーン１０６側に出射するために、ミラー１０５を有する。ミラー１０５に対して、撮影レンズ１００の反対側には、シャッタ幕１０７とフィルム１０８を有する。さらに、カメラボディ１０１の下側には、液晶表示パネル等を駆動するためにバッテリ１２０を設ける。
【００６２】
また、図１５に示すように、カメラボデイ１０１には、シャッター幕１０７を開閉するシャッタボタン１１２と電源スイッチ１１３を有する。また、フィルム１０８は、カメラボデイ１０１内にパトローネ１１７に装填され、パトローネ１１７は、パトローネ受軸１１５で保持し、フィルム１０８の他方の辺は、スプール１１８に巻き上げる方式である。また、カメラには、レンズの焦点等を自動で調整するためのモータ１１６がある。１１４は第１の回路基板、１１９は第２の回路基板である。
ターゲットパターンの位置とカメラのオートフォーカス調整位置との連動は、観察者が手動で電源スイッチ１１３の周囲に配置するフォーカス設定ダイヤル１１０により設定する。
【００６３】
以上のカメラの構成を採用することにより、被写体の一部にフォーカスを調整する場合においても、ターゲットパターンの視認性の向上が可能である。さらに、撮影レンズ１００からファインダ用接眼窓レンズ１０３までに、被写体入射光５１の光を減衰する偏光板を配置せずに表示が可能であることにより、被写体の視認性が向上できる。さらに、被写体入射光５１が暗い場合にも、液晶表示パネルの横方向に配置する光源部２７からの入射光と液晶層１８の散乱性を利用することにより、ターゲットパターン５の視認性を向上することができる。
【００６４】
さらに、前述したように、カメラ用モジュール１０内に設けた液晶表示パネルと光源部（サイドライト）２７との間に偏光分離器３０を配置することにより、光源部２７からの入射光が、第１の基板１側あるは、第２の基板２側から反射し、ターゲットパターン以外の領域が光源部２７からの光で明るく光る。すなわち、被写体入射光５１へのノイズを非常に低減できる。さらに、偏光分離器３０は、フィルム状であるため、偏光分離器３０の膜厚は、２００マイクロメートル（μｍ）以下で十分効果があるため、非常に実装する容積を低減できる。カメラの場合には、プリズム１０２近傍には、光学部品と電子部品を配置しているため、スペースが限られている。さらに、カメラのデザインを限定してしまうため、偏光分離器３０の実装容積が小さいことは非常に有効である。
以上に示す実施形態では液晶表示装置の利用装置としてカメラを使用して説明を行ったが第１の基板の下側からの入射光と光源部からの入射光を複合して表示を行う装置へは利用が当然可能である。例えば自動車のフロントガラスと重なる表示装置または絵画等の上に時刻表示を行う時計等である。

【００６５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、この発明を利用することにより、第１の基板の下側からの入射光を観察しながら、液晶表示装置を使用する環境が暗いか、入射光が弱いか、または散乱表示が認識しにくい場合に、液晶表示パネルの周囲に設ける光源部を使用し、液晶表示パネルの散乱部からの出射光を第１の基板の下側からの入射光に追加して表示を行うことにより、散乱表示の視認性を向上することができる。
観察者は明度の識別は難しいが色識別性の感度は大きいため、強い緑の光が第１の基板の下側から入射する場合に、光源部から赤い光を入射することにより液晶表示パネル上に赤色の表示を行い、表示の視認性を向上することができる。
また、液晶表示パネルに使用する液晶層をほぼ全面が透明状態の表示が可能な信号電極と対向電極からなる画素部と背景部を設ける。画素部と背景部を近接して設けることによりほぼ全面を透明表示とすることが可能となる。
【００６６】
さらに、液晶層には透過状態と散乱状態を電圧により可変可能な散乱型液晶層を採用する。散乱型液晶層を採用することにより偏光板を使用することなく表示を行うことが可能となるため、液晶表示パネルの透過率を向上することができる。
そのため、表示を行う画素部以外は第１の基板の下側の状況を再現することが可能となる。
また、液晶層は非発光の表示体であるため外部環境が暗い場合には液晶表示パネルの表示する画素部は非常に認識しづらくなる。
また、第１の基板の下側の状況の視認性を確保するために液晶表示パネルの周囲に光源部（サイドライト）を配置し、さらに、液晶表示パネルの表示画素部以外はほぼ全面透明状態とすることにより、第１の基板と空気層との屈折率差による反射と第２の基板と空気層との屈折率差による反射を利用して、光源部からの光を表示領域全面に導光することが可能となる。
【００６７】
さらに、液晶分子とポリマーとの屈折率の差分により透明状態と散乱状態とを可変するため、液晶分子の方向と光源部からの光の方向により透明状態でも弱い散乱性を呈示する。そのため、液晶分子の方向に対する光の偏光性を制御するために光源部（サイドライト）と液晶表示パネルとの間に偏光分離素子を設ける。
偏光分離素子は、透過軸と吸収軸とを有する吸収型偏光板または透過軸と反射軸とを有する反射型偏光板または回折格子により光源部の偏光性を制御できる。
特に、透明部の散乱性を低減する場合には、偏光分離素子の透過軸をポリマーの屈折率と液晶の屈折率との差が小さい方向となる液晶の屈折率方向とほぼ平行する方向に配置することにより、偏光分離素子を通過する偏光はポリマーと液晶の屈折率の小さい方向にのみ入射するため散乱を低減することができる。
【００６８】
たとえば、異常光方向の屈折率（ｎｅ）より常光方向の屈折率（ｎｏ）が小さい液晶を利用し、ポリマーに三次元方向に配向性をもたないポリマー（透明固形物）を採用する場合には画素部に電圧を印加しない場合に散乱状態を示し、電圧を大きくすると透明状態となる。この透明状態の時には液晶層は液晶分子の屈折率がｎｅの方向が第１の基板と第２の基板に垂直方向に並び、また透明固形物の屈折率はｎｏと近いため、液晶分子の屈折率がｎｏの方向と平行する方向に偏光分離素子の透過軸を配置する。言い換えれば屈折率がｎｅの方向と透過軸を直交方向に配置するとよい。
また、液晶表示パネルと光源部との間に偏光分離素子を単純に配置する場合には、偏光分離素子を設けていない場合に比較して液晶表示パネルに到達する光源部の光量が低下してしまう。
そのために、偏光分離素子には反射型偏光板を利用し直線偏光を出射し、反射する成分を偏光解消して再び反射型偏光板に戻すことにより、光の出射効率を改善できる。
【００６９】
また、液晶表示パネルを構成する第１の基板の下側から入射する光の強度が小さい場合には、液晶表示パネルの周囲に設ける光源部（サイドライト）の光が液晶表示パネルの透明部から観察者側にわずかに反射してくるため、第１の基板から出射する光の視認性を妨害するため、光源部の輝度を低下するために光量可変機能を設ける。
光量可変機能は、光源部に供給する電力を可変する手段または発光時間を可変する手段の少なくとも一方を採用する。
また、液晶表示パネルを構成する第１の基板の下側から入射する光の強度が小さい場合には、液晶表示パネルの周囲に設ける光源部（サイドライト）の光が液晶表示パネルの透明部から観察者側にわずかに反射してくるため、第１の基板から出射する光の視認性を妨害するため、光源部から液晶表示パネルに入射する光量を可変するめに偏光分離素子を利用して光量を可変する。
【００７０】
液晶表示パネル側の偏光分離素子の透過軸は固定し、光源側に偏光分離手段と偏光分離素子を設ける。偏光分離手段に電圧を印加することにより偏光分離手段の偏光性を制御可能であるため、液晶表示パネルへ入射する光量を可変できる。
偏光分離手段は液晶表示パネルを利用すれば良く、偏光分離素子は偏光板で可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明による液晶表示装置の第１の実施形態を示す平面図である。
【図２】 図１の２−２線に沿う模式的断面図である。
【図３】 図１における上面に信号電極を形成した第１の基板の平面図である。
【図４】 図１における第１の基板と第２の基板の間に設けるシール部の平面図である。
【図５】 図１における下面に対向電極を形成した第２の基板の平面図である。
【図６】 第１の実施形態の液晶表示装置を組み込んだカメラ用モジュールの平面図である。
【図７】 図６の７−７線に沿う模式的断面図である。
【図８】 この発明による液晶表示装置の特性を示す線図である。
【図９】 この発明の第１の実施形態の液晶表示装置による表示原理を説明するための説明図である。
【図１０】 この発明による液晶表示装置の第２の実施形態を示すカメラ用モジュールの図７と同様な模式的断面図である。
【図１１】 この発明の第２の実施形態の液晶表示装置による表示原理を説明するための説明図である。
【図１２】 この発明による液晶表示装置の第３の実施形態を示すカメラ用モジュールの図７と同様な模式的断面図である。
【図１３】 その光量可変手段の一例を示す構成図である。
【図１４】 この発明による液晶表示装置の実施例であるカメラ用モジュールをカメラに組み込んだ状態をカメラボデイを透視して示す側面図である。
【図１５】 同じくその撮影レンズを除いて示す正面図である。
【符号の説明】
１：第１の基板 ２：第２の基板
３：シール部 ５：ターゲット電極
６：液晶表示パネル ８，１６，２３：配線電極
９：ターゲットパターン １０：カメラ用モジュール
１１：周囲電極
１２，１３，１４，１５，２４：接続電極
１８：液晶層 ２０：信号電極
２１：対向電極 ２７：光源部
２８：光源部電極 ２９：光学手段
３０：偏光分離素子 ３５：反射板
４０：反射防止層 ４１：紫外線カット層
４３：コリメートレンズ ４４：保持部材
４５：偏光板 ４６：液晶セル
４７：露出計 ４８：液晶駆動回路

Claims (34)

1. それぞれ一方の面に信号電極を形成した第１の基板と対向電極を形成した第２の基板とを、前記信号電極と対向電極とを対向させて表示領域の外周部に介在させたシール部によって一定の間隙を設けて貼り合わせ、その間隙に液晶層を設けた液晶表示パネルを備えた液晶表示装置であって、
   前記信号電極は、前記表示領域のほぼ全域に亘って形成された周囲電極と、その周囲電極内に孤立して形成されたパターン電極と、そのパターン電極に選択的に電圧を印加するために前記周囲電極を横切って、該周囲電極との間にギャップを設けて形成された配線電極とからなり、
   前記対向電極は、前記表示領域の全域に亘って前記信号電極と対向するように設けられ、
   前記第１の基板および第２の基板と前記信号電極および対向電極は全て透明であり、
   前記液晶層は、前記信号電極と対向電極による電圧印加の有無によって透過率と散乱率が変化する散乱型液晶層であり、
   前記液晶表示パネルの外周部に直線偏光を出射する光源手段を配置し、前記シール部の少なくとも該光源手段と対向する部分は透光性を有し、該光源手段が出射する直線偏光を前記シール部を通して前記液晶層内に入射させるようにしたことを特徴とする液晶表示装置。
2. それぞれ一方の面に信号電極を形成した第１の基板と対向電極を形成した第２の基板とを、前記信号電極と対向電極とを対向させて表示領域の外周部に介在させたシール部によって一定の間隙を設けて貼り合わせ、その間隙に液晶層を設けた液晶表示パネルを備えた液晶表示装置であって、
   前記信号電極は、前記表示領域内に孤立して形成されたパターン電極と、そのパターン電極に選択的に電圧を印加するために前記表示領域を横切って形成された配線電極とからなり、
   前記対向電極は、前記パターン電極と対向する領域に設けられ、
   前記第１の基板および第２の基板と前記信号電極および対向電極は全て透明であり、
   前記液晶層は、前記信号電極と対向電極による電圧印加の有無によって透過率と散乱率が変化し、電圧が印加された部分の散乱度が高くなる散乱型液晶層であり、
   前記液晶表示パネルの外周部に直線偏光を出射する光源手段を配置し、前記シール部の少なくとも該光源手段と対向する部分は透光性を有し、該光源手段が出射する直線偏光を前記シール部を通して前記液晶層内に入射させるようにしたことを特徴とする液晶表示装置。
3. 請求項１に記載の液晶表示装置において、
   前記液晶表示パネルは、前記第２の基板の外側が視認側であり、該視認側に対して前記第１の基板の外側の状況を常時呈示し、
   前記光源手段の光源部の点灯時には、前記液晶層の散乱度が高くなった散乱部の明度が他の部分の明度より高くなり、
   前記光源部の非点灯時には、前記液晶層の前記散乱部の明度が他の部分の明度より低くなることを特徴とする液晶表示装置。
4. 請求項２に記載の液晶表示装置において、
   前記液晶表示パネルは、前記第２の基板の外側が視認側であり、該視認側に対して前記第１の基板の外側の状況を常時呈示し、
   前記光源手段の光源部の点灯時には、前記液晶層の散乱度が高くなった散乱部の明度が他の部分の明度より高くなり、
   前記光源部の非点灯時には、前記液晶層の前記散乱部の明度が他の部分の明度より低くなることを特徴とする液晶表示装置。
5. 請求項１に記載の液晶表示装置において、
   前記光源手段が、光源部と、該光源部と前記液晶表示パネルの外周部との間に設けた偏光分離素子とを有することを特徴とする液晶表示装置。
6. 請求項２に記載の液晶表示装置において、
   前記光源手段が、光源部と、該光源部と前記液晶表示パネルの外周部との間に設けた偏光分離素子とを有することを特徴とする液晶表示装置。
7. 請求項５に記載の液晶表示装置において、
   前記光源手段の光源部と偏光分離素子との間に、凸レンズ又は拡散板からなる光学手段を設けたことを特徴とする液晶表示装置。
8. 請求項６に記載の液晶表示装置において、
   前記光源手段の光源部と偏光分離素子との間に、凸レンズ又は拡散板からなる光学手段を設けたことを特徴とする液晶表示装置。
9. 請求項５に記載の液晶表示装置において、
   前記液晶表示パネルの前記散乱型液晶層が、液晶と有機モノマからなる液体に紫外線を照射することによって生成された透明固形物と液晶からなる混合液晶層であり、
   前記偏光分離素子を、その透過軸が、前記混合液晶層の前記透明固形物の屈折率と前記液晶の屈折率との差が小さくなる方向とほぼ一致するように配置したことを特徴とする液晶表示装置。
10. 請求項６に記載の液晶表示装置において、
    前記液晶表示パネルの前記散乱型液晶層が、液晶と有機モノマに液晶性高分子を混合した液体に紫外線を照射することによって生成された配向性を有する透明固形物と液晶からなる混合液晶層であり、
    前記偏光分離素子を、その透過軸が、前記混合液晶層の前記透明固形物の屈折率と前記液晶の屈折率との差が小さくなる方向とほぼ一致するように配置したことを特徴とする液晶表示装置。
11. 前記偏光分離素子が、透過軸と該透過軸にほぼ直交する吸収軸とを有する吸収型偏光板である請求項９に記載の液晶表示装置。
12. 前記偏光分離素子が、透過軸と該透過軸にほぼ直交する吸収軸とを有する吸収型偏光板である請求項１０に記載の液晶表示装置。
13. 前記偏光分離素子が、透過軸と該透過軸にほぼ直交する反射軸とを有する反射型偏光板である請求項９に記載の液晶表示装置。
14. 前記偏光分離素子が、透過軸と該透過軸にほぼ直交する反射軸とを有する反射型偏光板である請求項１０に記載の液晶表示装置。
15. 請求項１３に記載の液晶表示装置において、
    前記偏光分離素子と前記光源部との間に拡散板を設けると共に、前記光源部の周囲に反射板を設けたことを特徴とする液晶表示装置。
16. 請求項１４に記載の液晶表示装置において、
    前記偏光分離素子と前記光源部との間に拡散板を設けると共に、前記光源部の周囲に反射板を設けたことを特徴とする液晶表示装置。
17. 前記偏光分離素子が、透過軸と該透過軸にほぼ直交する吸収軸とを有する吸収型偏光板と、透過軸と該透過軸にほぼ直交する反射軸とを有する反射型偏光板とからなり、その吸収型偏光板と反射型偏光板の各透過軸の方向を一致させて、前記吸収型偏光板を前記液晶表示パネル側に、前記反射型偏光板を前記光源部側にそれぞれ配置した請求項９に記載の液晶表示装置。
18. 前記偏光分離素子が、透過軸と該透過軸にほぼ直交する吸収軸とを有する吸収型偏光板と、透過軸と該透過軸にほぼ直交する反射軸とを有する反射型偏光板とからなり、その吸収型偏光板と反射型偏光板の各透過軸の方向を一致させて、前記吸収型偏光板を前記液晶表示パネル側に、前記反射型偏光板を前記光源部側にそれぞれ配置した請求項１０に記載の液晶表示装置。
19. 請求項５に記載の液晶表示装置において、
    前記光源手段に、前記液晶表示パネルに前記第１の基板の外側から入射する光量に応じて、前記液晶表示パネルに入射させる光量を増減制御する光量可変手段を設けたことを特徴とする液晶表示装置。
20. 請求項６に記載の液晶表示装置において、
    前記光源手段に、前記液晶表示パネルに前記第１の基板の外側から入射する光量に応じて、前記液晶表示パネルに入射させる光量を増減制御する光量可変手段を設けたことを特徴とする液晶表示装置。
21. 前記光量可変手段が、前記偏光分離素子と前記光源部との間に設けられた液晶セルと、該液晶セルの前記光源部側に配置した偏光板と、前記第１の基板の外側から入射する光量を検知する露出計と、該露出計からの出力に応じて前記液晶セルに印加する電圧を可変する液晶駆動回路とからなる請求項１９に記載の液晶表示装置。
22. 前記光量可変手段が、前記偏光分離素子と前記光源部との間に設けられた液晶セルと、該液晶セルの前記光源部側に配置した偏光板と、前記第１の基板の外側から入射する光量を検知する露出計と、該露出計からの出力に応じて前記液晶セルに印加する電圧を可変する液晶駆動回路とからなる請求項２０に記載の液晶表示装置。
23. 請求項９に記載の液晶表示装置において、
    前記液晶表示パネルの前記第１，第２の基板の少なくとも一方の外面に紫外線カット層を設けたことを特徴とする液晶表示装置。
24. 請求項１０に記載の液晶表示装置において、
    前記液晶表示パネルの前記第１，第２の基板の少なくとも一方の外面に紫外線カット層を設けたことを特徴とする液晶表示装置。
25. 請求項９に記載の液晶表示装置において、
    前記液晶表示パネルの前記第１，第２の基板の少なくとも一方の外面に、前記光源部が発光する波長範囲の光の反射を防止する反射防止層を設けたことを特徴とする液晶表示装置。
26. 請求項１０に記載の液晶表示装置において、
    前記液晶表示パネルの前記第１，第２の基板の少なくとも一方の外面に、前記光源部が発光する波長範囲の光の反射を防止する反射防止層を設けたことを特徴とする液晶表示装置。
27. 請求項９に記載の液晶表示装置において、
    該液晶表示装置が、カメラのファインダ光学系に組み込まれるモジュールであり、前記液晶表示パネルのパターン電極が、オートフォーカス用のターゲットパターンを表示するための電極であることを特徴とする液晶表示装置。
28. 請求項１０に記載の液晶表示装置において、
    該液晶表示装置が、カメラのファインダ光学系に組み込まれるモジュールであり、前記液晶表示パネルのパターン電極が、オートフォーカス用のターゲットパターンを表示するための電極であることを特徴とする液晶表示装置。
29. 請求項２７に記載の液晶表示装置において、
    前記液晶表示パネルの第１の基板の外側にファインダ用スクリーン、第２の基板の外側にファインダ用レンズをそれぞれ配置したことを特徴とする液晶表示装置。
30. 請求項２８に記載の液晶表示装置において、
    前記液晶表示パネルの第１の基板の外側にファインダ用スクリーン、第２の基板の外側にファインダ用レンズをそれぞれ配置したことを特徴とする液晶表示装置。
31. 請求項５に記載の液晶表示装置において、
    前記光源部が、異なる光学波長領域の光を選択可能に発光するものであることを特徴とする液晶表示装置。
32. 請求項６に記載の液晶表示装置において、
    前記光源部が、異なる光学波長領域の光を選択可能に発光するものであることを特徴とする液晶表示装置。
33. 請求項５に記載の液晶表示装置において、
    前記光源部が、使用環境の明るさ又は入射光の強度により選択的に点灯し、点灯時間も選択可能であることを特徴とする液晶表示装置。
34. 請求項６に記載の液晶表示装置において、
    前記光源部が、使用環境の明るさ又は入射光の強度により選択的に点灯し、点灯時間も選択可能であることを特徴とする液晶表示装置。

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