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JP4647261B2 - 表示装置 - Google Patents

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Description

本発明は、電気光学変換部材として液晶を用いた液晶表示装置のような表示装置に係わり、特に、2枚の表示パネルを互いに背合わせに配置し、その各表示パネルを視認可能にした両面表示の表示装置に関するものである。
また、本発明は、電気光学変換部材が液晶に限らず他の電気光学変換部材でも良く、対向する2枚の基板間に電気光学変換部材を封止した構成を為す表示パネルを有する表示装置に適用できるものであるが、下記説明の光を導光する機能を有する基板は、基板内が少なくとも透明であることが好ましく、多少透明度が落ちているあるいは曇っているあるいは光拡散機能を有していても良い。
液晶表示装置は、低消費電力で薄型軽量な表示装置として様々な分野で急速に発展してきた。特に近年、発展が著しい携帯電話器では、そのすべてに液晶表示装置が採用されている。
携帯電話器に採用される液晶表示装置には、特に、低消費電力を重視して電池寿命を長くするために反射型の液晶表示装置が用いられる場合が多い。さらに、そのほとんどがバックライトを装備した半透過型の液晶表示装置である。これは、液晶表示装置が自発光型の表示装置でないために、充分な外光を得ることができない暗い環境では表示を視認しにくくなってしまうので、バックライトの照明により視認性を向上しようとするものである。
また、電子メールなどの情報通信が発展するとともに液晶表示画面も大きくなり、携帯電話器が大型化してきている。そこで、液晶画面を保護する利点と携帯性が向上する利点を備えた折り畳み式の携帯電話器が開発されている。
この折り畳み式の携帯電話器では、通常は折り畳んでいるために現在時刻の確認や着信表示などの情報を得るたびに電話器を開いて確認する必要があった。このような不便を解消するために、最近の携帯電話器では液晶表示装置とは別に、折り畳んだ状態でも視認できる位置に液晶表示装置を配置し、そこに各種情報を常に表示するようになってきた。
その場合、携帯電話を開いた状態で使用する第1の液晶表示装置と折り畳んだ状態で使用する第2の液晶表示装置は、共に暗い環境でも使用できる必要があるため、バックライトを備えた半透過型の液晶表示装置が使用されている。
図13は、従来用いられているこの種の携帯電話器の構造例を示している。この携帯電話器1000は、本体部1100と蓋体部1200とがヒンジ部1300によって開閉可能に回動結合してある。そして、本体部1100の上面にはキーボード1109を備え、蓋体部1200には第1の液晶表示装置1101と第2の液晶表示装置1102が背合わせに配置されて、両面表示の表示装置を構成している。
その第1の液晶表示装置1101は第1の表示パネル1103と第1のバックライト1104で構成してあり、第2の液晶表示装置1102は第2の表示パネル1105と第2のバックライト1106で構成してある。また、蓋体部1200の筐体の内側(図で右側)の面と外側(図で左側)の面には、それぞれ表示パネル1103、1105を視認できるように、第1の風防窓1107と第2の風防窓1108が設けてある。
この図13に示す携帯電話器1000による表示機能について説明する。使用者がこの携帯電話器1000を使用するときには、本体部1100に折り重なっている蓋体部1200を矢示方向へ回動させて開く。この場合には、第1の表示パネル1103が表示し、第1のバックライト1104が点灯する。このとき、第2の表示パネル1105は表示しているが、第2のバックライト1106は消灯している。そこで、使用者は、第1の液晶表示装置1101の表示を視認しながら、本体部1100のキーボード1109を操作することができる。
次に、使用者が携帯電話器1000を折り畳んで携帯する場合には、蓋体部1200を矢示と反対方向に回動させて本体部1100に重なるように折り畳むと同時に、第1の表示パネル1103の表示を停止し、第1のバックライト1104も消灯する。一方で、第2の表示パネル1105を表示したまま第2のバックライト1106を点灯する。なお、この第2のバックライト1106は数十秒後に消灯する。また、第2のバックライト1106は着信時などには点灯し、使用者がキーなどを押した場合にも点灯する。
また、従来の液晶表示装置としては、特許文献1に述べられているように、図14に示す液晶表示装置が提案されている。この液晶表示装置は、第1の表示パネル40と第2の表示パネル50の間にバックライト装置51を設けた構成である。
第1の表示パネル40は、反射型の白黒液晶表示装置で、表側透明基板41と裏側透明基板42をシール部43で封止し、封止部内が液晶層44にしてある。裏側透明基板42の液晶層44側には半透過反射膜45が設けてあり、表側透明基板41の表側には偏光板46が設けてある。
第2の表示パネル50は、透過型のカラー液晶表示装置で、表側透明基板52と裏側透明基板53をシール部54で封止し、封止部内が液晶層55にしてある。裏側透明基板52の液晶層55側にはカラーフィルター56が設けてあり、表側透明基板52の表側と裏側透明基板53の裏側には偏光板57、58がそれぞれ設けてある。
図14において、第1の表示パネル40に入射した外光Sは偏光板46、液晶層44等を透過したのち半透過反射膜45で反射され、再度液晶層44、偏光板46を透過して視認される。このように第1の表示パネル40は反射型液晶表示装置として機能する。
第2の表示パネル50は透過型カラータイプ液晶表示装置で、使用時にバックライト装置51を点灯させると、第2の表示パネル50方向へ向う光S1はそのまま進んで第2の表示パネル50の光源となり、第1の表示パネル40方向へ向う光は第1の表示パネル40の透明基板42を透過した後、第1の表示パネル40の半透過反射膜45で反射されて第2の表示パネル50方向に進み光源となる。このようにバックライト装置51の全出射光が第2の表示パネル50の光源として使われる。
このように図14の構成でも第2の表示パネル50用のバックライト装置51が第1の表示パネル40の半透過反射膜45を利用するという形で光学的に光源が結合されている。
また、従来の液晶表示装置としては、特許文献2に述べられているように、図15に示す液晶表示装置が提案されている。この液晶表示装置は、第1の透明基板60と第2の透明基板61の外周部をシール部62によってシールし、その間に液晶物質を封入して液晶層63とした表示パネル64を備えている。
第1の透明基板60のシール部62の右方外側下面には液晶装置を駆動する集積回路6
5が導電粒66を含む異方性導電膜67によって接続してある。第1の透明基板60の視認側(図15に於いて上方)には光制御層68が形成してあり、この光制御層68は第1の透明基板60上の集積回路65が接続されている部分を除いた全域に形成してある。
第1の偏光板69と位相差板70とからなる第1偏光部材71は光制御層68の上方に配置している。第2の透明基板61の液晶層63側には内在反射層72が形成してある。光源73は第2の偏光板74と第2の位相差板75を介して第1の透明基板60の左方側面に密着して配置してある。
図15の構成においては、第1の透明基板60の厚みを第2の透明基板61よりも厚くしてあり、また、凹凸が形成された光制御層68を上方に有する第1の透明基板60と第1の偏光板74とは光制御層68上で接着部材76によって接着してある。
特開2004−45727号公報 特開2001−75087号公報
2つの液晶表示装置1101、1102を背中合わせに配置するために、携帯電話器の厚みが増し、携帯性に欠けるという問題もある。例えば、図13に示した携帯電話器1000の場合、第1の表示パネル1103の厚みは1.5mmであり、第1のバックライト1104の厚みは1mmであり、総厚は2.5mmとなる。第2の液晶表示装置1102は第1の液晶表示装置1101と同構造であるため略同じ厚さになるので、2つの液晶装置を背中合わせに重ねると5mm程度の厚さになってしまう。さらに支持枠などの厚さが加わるために携帯電話器としては非常に厚いものになってしまう。
このように、従来の両面表示が可能な液晶表示装置では、バックライトを装備する部位の厚さが厚くなり、携帯性を損なうという問題がある。
また、特許文献1に開示された液晶表示装置にあっては、第1の表示パネル40と第2の表示パネル50とをそれぞれ照明するのに、一つのバックライト装置51を用い、特に、バックライト装置51の全出射光が第2の表示パネル50の光源として使われるという構成であり、また、特許文献2に開示された液晶表示装置にあっては、第1の透明基板の視認側には光制御層68が形成してあり、第1偏光部材は光制御層68の上方に配置してあり、いずれの液晶表示装置も、一方の表示パネルの他方の表示パネル側の透明基板が、光を導光する導光部材としての機能を有し、この導光機能付透明基板から出射した光が他方の表示パネルを照明するという機能を有するようにしたものではない。
本発明はかかる従来の問題を改善するためになされたもので、その目的とするところは、一方の表示パネルが他方の表示パネルをも照明するが照明手段を備えることにより、バックライト装置が不要になり、その分、厚さを薄くすることができる表示装置を提供することである。
上記の目的を達成するために、本発明に係る表示装置は、液晶を挟んで対向する2枚の透明基板を有する表示パネルを備えた表示装置であって、前記透明基板の一方が、光を導光する導光部材としての機能を有し、この導光機能付透明基板の側方に備えられた光源からの光が、当該導光機能付透明基板に入射した、前記液晶を介さずに表示パネルの外部に出射することを特徴とする。
かかる構成により、一方の表示パネルが他方の表示パネルをも照明するが照明手段を備えることにより、バックライト装置によらず、表示パネル自体で、被照明体を照明する照明光を発光させることができる。このために、バックライト装置が不要になり、その分、表示装置の厚さを薄くすることができる。
また、本発明に係る表示装置は、上記した本発明に係る表示装置において、導光機能付透明基板の液晶層側に反射層を設けて、導光機能付透明基板に入射した入射光を反射層で反射させて出射して、この出射光を照明光にするようにしたことを特徴とする。
かかる構成により、導光機能付透明基板に入射した入射光を反射層で反射させて出射して、この出射光を照明光にすることができる。この照明光により照明される被照明体は、他方(サブ)の表示パネルであり、各種情報表示体である。
また、本発明に係る表示装置は、上記した本発明に係る表示装置において、導光機能付基板の反射層とは反対側に、凹凸形状により光の進行方向を制御する光制御部材を設けるようにしたことを特徴とする。
かかる構成により、導光機能付透明基板に入射した入射光を反射層で反射させて出射して、この出射光の進行方向を光制御部材により制御して目的とする被照明体の照明光にすることができる。
また、本発明に係る表示装置は、上記した本発明に係る表示装置において、光制御部材は、導光機能付基板に直接接着されていることを特徴とする。
かかる構成により、導光機能付基板に制御部材が直接接着されて表示パネルが構成してあって、この表示パネルの照明光を明るいものにすることができる。
また、上記の目的を達成するために、本発明に係る表示装置は、液晶を挟んで対向する2枚の透明基板を有する表示パネルを二枚重ねして構成される表示装置であって、一方の表示パネルの他方の表示パネル側の透明基板が、光を導光する導光部材としての機能を有し、この導光機能付透明基板から出射した光が他方の表示パネルを照明するようにしたことを特徴とする。
かかる構成により、バックライト装置によらず、一方の表示パネル自体で、他方の表示パネルを照明する照明光を発光させることができる。このように、バックライト装置が不要になり、その分、表示装置の厚さを薄くすることが可能になる。
また、本発明に係る表示装置は、上記した本発明に係る表示装置において、導光機能付透明基板の液晶層側に反射層を設けて、導光機能付透明基板に入射した入射光を反射層で反射させて出射して、この出射光を照明光にするようにしたことを特徴とする。
かかる構成により、導光機能付透明基板に入射した入射光を反射層で反射させて出射して、この出射光を照明光にして、他方の表示パネルを照明することができる。
また、本発明に係る表示装置は、上記した本発明に係る表示装置において、導光機能付基板と他方の表示パネルの間には、凹凸形状により光の進行方向を制御する光制御部材が少なくとも1つを設けるようにしたことを特徴とする。
かかる構成により、導光機能付透明基板に入射した入射光を反射層で反射させて出射して、この出射光の進行方向を光制御部材により制御して他方の表示パネルの照明光にする
ことができる。
また、本発明に係る表示装置は、上記した本発明に係る表示装置において、導光機能付基板に最も近く配設される光制御部材の平面の大きさは、他方の表示パネルの平面の大きさとほぼ同じであることを特徴とする。
かかる構成により、一方の表示パネル(例えば、メイン表示パネル)に対して他方の表示パネル(例えば、サブ表示パネル)の大きさが小さいと、他方の表示パネルを照明する光の利用効率が悪く、導光機能付基板の光制御部材が設けられていない部分から光が出射して、光が漏れることになる。しかし、他方の表示パネルの表示領域の略全域に光制御部材(例えば、プリズムシート等)が対応するために、光制御部材外のところでの光が出射することが無く光を有効に使うことができる。すなわち、一方の表示パネルに対して他方の表示パネルの大きさが小さくても、不要な箇所から光を出射しないので、他方の表示パネルを照明する光の利用効率が良い。
また、本発明に係る表示装置は、上記した本発明に係る表示装置において、一方の表示パネルの表示領域が他方の表示パネルの表示領域より大きいことを特徴とする。
かかる構成により、他方の表示パネルの表示領域の略全域に照明光を出射することができて、光を有効に使うことができる。
また、本発明に係る表示装置は、上記した本発明に係る表示装置において、導光機能付基板に最も近く配設される光制御部材は、導光機能付基板に直接接着されていることを特徴とする。
かかる構成により、導光機能付基板に制御部材が直接接着されて一方の表示パネルが構成してあって、この一方の表示パネルの照明光を明るいものにすることができる。
また、本発明に係る表示装置は、上記した本発明に係る表示装置において、導光機能付基板の側方に光源を有することを特徴とする。
かかる構成により、光源からの光を導光機能付基板に入射して、この入射光を反射層で反射させて出射して、この出射光の進行方向を光制御部材により制御して他方の表示パネルの照明光にすることができる。
また、本発明に係る表示装置は、上記した本発明に係る表示装置において、一方の表示パネルの外側に、この一方の表示パネルの照明光を出射するフロントライトを配設したことを特徴とする。
かかる構成により、フロントライトが出射する照明光で一方の表示パネルを照明して、この一方の表示パネルでの表示を行い、一方の表示パネルからの照明光で他方の表示パネルを照明して、この他方の表示パネルでの表示を行うことができる。
また、本発明に係る表示装置は、上記した本発明に係る表示装置において、フロントライトは、導光部材を有していて、この導光部材の一方の表示パネルとは反対側の面部に、光の進行方向を制御する光制御層を設けると共に、導光部材の一辺に光源を配置して構成してあり、光源からの発光を導光部材に入射させて光制御層で反射させて出射させて、この出射光を照明光にするようにしたことを特徴とする。
かかる構成により、外光からの光量が比較的多い場合には、外光線は光制御層に入射し
、導光部材、一方の表示パネルに入射する。その後、反射層で反射し、入射したときと同様の経路で入射側にある光制御層に戻され、視認側で視認される。また、外光からの光量が少ない場合(環境が暗い場合)はフロントライトの光源を点灯して、この光は光源から導光部材に入射した後、この導光部材から光制御層に入射し、光制御層の面で反射し、再び導光部材に入射し、一方の表示パネルに入射する。その後、反射層で反射し、入射したときと同様の経路で入射側にある光制御層に戻され、視認側で視認される。このように、光の利用効率が向上する。
また、上記の目的を達成するために、本発明に係る表示装置は、電極を有する第1の透明基板と電極を有する第2の透明基板が液晶層を挟んで対向する構成を有する一方の表示パネルと、電極を有する第3の透明基板と電極を有する第4の透明基板が液晶層を挟んで対向する構成を有する他方の表示パネルとを重ね合わせて構成される表示装置において、一方の表示パネルにおける第2の表示パネル側に位置する第2の透明基板には、その液晶層側に反射層が配設されており、他方の透明基板の反射層とは反対側の面部には少なくとも他方の表示パネルの表示領域を覆うプリズムシートが配設されており、且つ第2の透明基板の一辺に光源が配設されていることを特徴とする。
かかる構成により、光源を点灯することで、この光源から一方の表示パネルの第2の透明基板に入射した後、光反射層で反射し、再び第2の透明基板からプリズムシートに入射する。このプリズムシートに入射した光は出射角を変えて光制御層と空気との境界で反射し、再び第2の透明基板に入射して再び光反射層で反射し、第2の透明基板を経てプリズムシートを透過して、他方の表示パネルの第3の透明基板を透過して液晶層に入射し、第4の透明基板を透過する。このときに視認側で観察すると、例えば、暗(黒)表示として認識することができ、明(白)表示は電極に外部回路から電圧を印加して液晶層の両端に電位差を与えることにより実現することができる。
また、上記の目的を達成するために、本発明に係る表示装置は、対向する電極を有する2枚の基板の間に電気光学変換部材を封止した構成を有する表示パネルを有する表示装置において、表示パネルに基板が光を導光する導光部材としての機能を有すると共にこの導光部材としての機能を有する導光機能付基板から出る光は主に前記表示パネルとは異なる他のパネルを照明することを特徴とする。
さらに、前記導光機能付基板の前記他のパネルと対向するの面と反対側の面の上には、反射層が配設されており、前記反射層は前記導光機能付基板に入射する光を前記他のパネル側に反射し前記電気光学変換部材には光を進行させないことを特徴とする。
さらに、前記導光機能付基板と前記他のパネルの間には、凹凸形状により光の進行方向を制御する光制御部材が少なくとも1つも設けられることを特徴とする。
このように、一方の表示パネルが照明手段を有していることにより、バックライト装置によらず、一方の表示パネル自体で、他方の表示パネルを照明する照明光を発光させることができる。このように、バックライト装置が不要になり、その分、表示装置の厚さを薄くすることができる。
本発明に係る表示装置によれば、一方の表示パネルが照明手段を有していることにより、バックライト装置によらず、一方の表示パネル自体で、他方の表示パネルを照明する照明光を発光させることができる。このように、バックライト装置が不要になり、その分、表示装置の厚さを薄くすることができる。
また、本発明に係る表示装置によれば、一方の表示パネル(例えば、メイン表示パネル)に対して他方の表示パネル(例えば、サブ表示パネル)の大きさが小さい場合には表示
領域の略全域に上記光制御部材を設けることで光制御部材外のところでの光が出射することが無く光を有効に使うことができる。すなわち、一方の表示パネルに対して他方の表示パネルの大きさが小さくても、不要な箇所から光を出射しないので、他方の表示パネルを照明する光の利用効率が良いものになる。
また、本発明に係る表示装置によれば、一方の表示パネルの外側に、この一方の表示パネルの照明光を出射するフロントライトを配設したことにより、フロントライトが出射する照明光で一方の表示パネルを照明して、この一方の表示パネルでの表示を行い、一方の表示パネルからの照明光で他方の表示パネルを照明して、この他方の表示パネルでの表示を行うことができる。
本発明に係る表示装置は、電気光学変換部材として液晶を用いた。このような表示装置は、液晶を挟んで対向する2枚の透明基板を有する表示パネルを二枚重ねして構成される表示装置であって、一方の表示パネル及び他方の表示パネルのいずれかの透明基板が、光を導光する導光部材としての機能を有し、この導光機能付透明基板から出射した光を照明光にするようにしたものであり、そこにはさらに、前記導光機能付基板の前記表示パネルとは異なる他のパネルと対向するの面と反対側の面の上方には、反射層が配設されており、前記反射層は前記導光機能付基板に入射する光を前記他のパネル側に反射し前記電気光学変換部材には光を進行させないことを特徴を有し、さらに、前記導光機能付基板と前記他のパネルとの間には、凹凸形状により光の進行方向を制御する光制御部材が少なくとも1つも設けられることを特徴とする。
上記の構成により、一方の表示パネルが照明手段を有していることにより、バックライト装置によらず、表示パネル自体で、被照明体を照明する照明光を発光させることができる。このように、バックライト装置が不要になり、その分、表示装置の厚さを薄くすることができるばかりか、また、照明光を明るいものにすることができる。
本発明に係る表示装置の実施例1を図1乃至図7に示す。
図1及び図2中101は一方の表示パネルである第1の表示パネル、Kは、被照明体である透過型フィルムや板に文字や絵を描いた広告パネルなどである。このプリズムシートは、入射する光を所定の指向性を持った光として出射する機能を有する。
第1の表示パネル101は反射型の液晶表示パネルであり、視認側の第1の透明基板110と照明側の第2の透明基板111と液晶層112とを備えており、第1の透明基板110は透明電極材料であるITOからなる第1の電極と配向膜(いずれも図示せず)とが形成されたガラス板で構成してあり、また、第2の透明基板111はアルミニウムからなる反射層113とアクリル系材料からなる保護膜(図示せず)と透明電極材料であるITOからなる第2の電極(STNタイプの液晶装置の場合にはストライプ状の透明電極が、アクティブタイプの液晶装置の場合は能動素子と表示用電極)(図示せず)と電極の液晶側の面に配設される配向膜とが形成されているガラス板で構成してある。
そして、第1の透明基板110と第2の透明基板111は、シール材114でその外周が張り合わされていて、これら一対の透明基板110、111は液晶層112を挟持している。また、直接に第2の透明基板111に固着されている光制御層115が設けてある。
また、第2の透明基板111の外側の面には光制御部材(プリズムシート)と同様(直接に第2の透明基板111に固着されている)の光制御層115が設けてある。この光制
御層115は、その面積が、第1の表示パネル101の液晶層112の表示領域面積にほぼ等しい大きさであって、第2の透明基板111の表面は光制御層115が無い部分111a(図3参照)が存在している。
図4及び図5に示すように、光制御層115は、透明基板111に用いるガラス上に、例えば、厚さ100μmのプリズムシート117をアクリル系接着剤で貼付して形成してある。プリズムシート117の表面には、例えば、深さ20μmでピッチ300μmの溝115Aが形成してある。この溝115Aの形状は、不等辺三角形型であり、二つの傾斜面115B、115Cを有している。
図2において、光源116は第2の透明基板111の端部に近接させてある。光源116としては、例えば、LEDを複数個並べて、拡散板を介した構造でもよいし、LEDを第2の透明基板111の対向する側面である両側に2灯配置し光ガイドで導光して一辺から出射する構造でもよい。つまり、ガラス端辺に比較的均一の輝度分布で光を出射できる光源(例えば、LED、FL)であれば何れでもかまわない。
第1の表示パネル101において、第2の透明基板111は導光機能付透明基板を構成するようになり、この第2の透明基板111と反射層113と光制御層115と光源116とで、被照明体Kを照明する照明手段を構成している。
次に、本発明の実施例1における動作について図2を用いて説明する。図2において、140は外部光源の光線の軌跡を表し、142、143は光源116からの光線の軌跡を表している。
第1の表示パネル101における表示を説明する。外光からの光量が比較的多い場合には外光を利用して表示が可能である。このときの動作を外光線140に従って説明する。外光線140は第1の表示パネル101の第1の透明基板110を透過して液晶層112に入射する。その後、反射層113で反射し、入射したときと同様の経路で入射側にある第1の透明基板110に戻される。
このときに視認側で観察すると、例えば、黒表示として認識することが出来る。白表示は、第1の透明基板110上の電極を第2の透明基板111上の電極に外部回路から電圧を印加して液晶層112の両端に電位差を与えることにより実現する。
光制御層115に入射した光は、図2及び図3に示すように、光制御層115の溝115Aの傾斜面115Bで反射するとともに反射角が変化し、再び第2の透明基板111に入射して再び光反射層113で反射するときに、第2の透明基板111を経て光制御層115を透過して、被照明体Kを照明する照明光Fになる。
なお、図2の光線143は光源116から第1の表示パネル101の第2の透明基板111上に形成する光反射層113側に出射する光であるが、図4に示すように光制御層115の溝115Aの傾斜面115Cに入射したときに傾斜面115Bで反射し、光反射層113(図2参照)で反射して被照明体Kに出射している。1回目の反射では光線143の入射角が浅いので、この光線143は第2の透明基板111を全反射して外に出ることはない。
上記した本発明の実施例1によれば、光源116を点灯することで、この光源116から一方の表示パネル101の第2の透明基板111に入射した後、光反射層113で反射し、再び第2の透明基板111から光制御層115(例えば、プリズム層やプリズムシート)に入射する。この光制御層115に入射した光は出射角を変えて光制御層115と空
気との境界で反射し、再び第2の透明基板111に入射して再び光反射層113で反射し、第2の透明基板111を経て光制御層115を透過して、被照明体Kを透過する。
このように、第1の表示パネル101が照明手段を有していることにより、バックライト装置によらず、第1の表示パネル101自体で、被照明体Kを照明する照明光を発光させることができる。このように、バックライト装置が不要になり、その分、表示装置の厚さを薄くすることができる。
また、上記した本発明の実施例1によれば、図2及び図3に示すように光源116から一方の表示パネル101の第2の透明基板111に入射した光が第2の表示パネル102の表示領域の略全域に光制御層115が対応するために、光制御層115が配設された以外のところ(光制御層115が無い部分111a)での光が出射することが無く光を有効に使うことができる。すなわち、第1の表示パネル101に対して被照明体Kの大きさが小さくても、不要な箇所から光を出射しないので、被照明体Kを照明する光の利用効率が良い。
なお、上記した本発明の実施例1では、被照明体Kとしては、上記した広告パネルに限定せずフィルム写真、文字あるいは記号表示体であっても良い。また、上記した本発明の実施例1では、図6に示すように光制御層115は、第2の透明基板111に用いるガラス上に、例えば、厚さ100μmのプリズムシート117をアクリル系接着剤で貼付して形成するようにしたが、これに限らず、図7に示すように第2の透明基板111に用いるガラス上に、この第2の透明基板111と一体に金型を用いて成形してもよいし、第2の透明基板111に用いるガラス部材あるいはプラスチック部材上に、切削加工、エッチング等で形成するようにしてもよい。
このように、本発明に係る表示装置は、以下のごとく実施例1と比較できる。
対向する電極を有する2枚の基板(図1の110と111)の間に電気光学変換部材(図1の112)を封止した構成を有する表示パネル(図1の101)を有する表示装置において、前記表示パネルに基板(図1の111)が光を導光する導光部材としての機能を有すると共にこの導光部材としての機能を有する導光機能付基板(図1の111)から出る光は主に前記表示パネル(図1の101)とは異なる他のパネル(図1のK)を照明することを特徴とする。
さらに、前記導光機能付基板(図1の111)の前記他のパネル(図1のK)と対向するの面と反対側の面の上には、反射層(図1の113)が配設されており、前記反射層(図1の113)は前記導光機能付基板(図1の111)に入射する光(142,143)を前記他のパネル(図1のK)側に反射し(図1のF)前記電気光学変換部材(図1の112)には光を進行させないことを特徴とする。
さらに、前記導光機能付基板と前記他のパネルの間には、凹凸形状により光の進行方向を制御する光制御部材(図1の115)が少なくとも1つも設けられることを特徴とする。
このように本願発明は実施例1の如く、1の光制御層115に限定されることなく、光制御層を2層や3層としても良い。例えば、2層の光制御層としたとには、一層目の光制御層のプリズムの稜線の方向と二層目の光制御層のプリズムの稜線の方向とを直角に配置することが好ましく、光制御方向(光の放射指向性)の目的によっては、直角方向からずらした角度としても良い。一層目と二層目のプリズム層の重ね合わせは、一方のプリズムの頂角上に他方のプリズム層の底面である実質的平面を重ねるのがよい。
以上の比較は、実施例1との比較であり、本発明は、実施例1に限定されるものではない。
本発明に係る表示装置の実施例2を図3乃至図9に示す。なお、一方の表示パネル101は、上記した実施例1と全く同じ構成である。また、この実施例2において、上記した実施例1と異なる点は第1の表示パネルに光制御部材と第2の表示パネルとを備えた点である。
図8及び図9中101は一方の表示パネルである第1の表示パネル、102は、被照明体としての他方の表示パネルである第2の表示パネル、104は光制御部材であるプリズムシートである。このプリズムシートは、入射する光を所定の指向性を持った光として出射する機能を有する。
図8及び図9に示すように第1の表示パネル101は反射型の白黒液晶表示パネルであり、視認側の第1の透明基板110と照明側の第2の透明基板111と液晶層112とを備えており、第1の透明基板110は透明電極材料であるITOからなる第1の電極と配向膜(いずれも図示せず)とが形成されたガラス板で構成してあり、また、第2の透明基板111はアルミニウムからなる反射層113とアクリル系材料からなる保護膜(図示せず)と透明電極材料であるITOからなる第2の電極(STNタイプの液晶装置の場合にはストライプ状の透明電極が、アクティブタイプの液晶装置の場合は能動素子と表示用電極)(図示せず)と電極の液晶側の面に配設される配向膜とが形成されているガラス板で構成してある。
そして、第1の透明基板110と第2の透明基板111は、シール材114でその外周が張り合わされていて、これら一対の透明基板110、111は液晶層112を挟持している。
また、図9に示すように第2の透明基板111の外側の面には、第2の表示パネル102側に光制御部材(プリズムシート)と同様(直接に第2の透明基板111に固着されている)の光制御層115が設けてある。この光制御層115は、その面積が、第1の表示パネル101の液晶層112の表示領域面積にほぼ等しい大きさであって、第2の透明基板111の表面は光制御層115が無い部分111a(図3参照)が存在している。
図5及び図6に示すように、光制御層115は、透明基板111に用いるガラス上に、例えば、厚さ100μmのプリズムシート117をアクリル系接着剤で貼付して形成してある。プリズムシート117の表面には、例えば、深さ20μmでピッチ300μmの溝115Aが形成してある。この溝115Aの形状は、不等辺三角形型であり、二つの傾斜面115B、115Cを有している。
図9において、光源116は第2の透明基板111の端部に近接させてある。光源116としては、例えば、LEDを複数個並べて、拡散板を介した構造でもよいし、LEDを第2の透明基板111の対向する側面である両側に2灯配置し光ガイドで導光して一辺から出射する構造でもよい。つまり、ガラス端辺に比較的均一の輝度分布で光を出射できる光源(例えば、LED、FL)であれば何れでもかまわない。
第1の表示パネル101において、第2の透明基板111は導光機能付透明基板を構成するようになり、この第2の透明基板111と反射層113と光制御層115と光源116とで、被照明体である第2の表示パネル102を照明する照明手段を構成している。
第2の表示パネル102は透過型のカラー液晶表示パネルであり、第3の透明基板130と第4の透明基板131をシール部132で液晶を封止し、封止部内が液晶層133となっている。第3の透明基板130の液晶層133側にはカラーフィルター(図示せず)が設けられ、第3の透明基板130の表側と第4の透明基板131の裏側には偏光板(図
示せず)がそれぞれ設けてある。また、図示は省略してあるが第2の透明基板130の液晶層133側には透明電極(図示せず)が、第4の透明基板131の液晶層133側には、STNタイプの液晶装置の場合にはストライプ状の透明電極が、アクティブタイプの液晶装置の場合は能動素子と表示用電極が設けられていることは第1の表示パネル101と同様である。
次に、本発明の実施例2における動作について図9を用いて説明する。図9において、140は外部光源の光線の軌跡を表し、142、143は光源116からの光線の軌跡を表している。
第1の表示パネル101における表示を説明する。外光からの光量が比較的多い場合には外光を利用して表示が可能である。このときの動作を外光線140に従って説明する。外光線140は第1の表示パネル101の第1の透明基板110を透過して液晶層112に入射する。その後、反射層113で反射し、入射したときと同様の経路で入射側にある第1の透明基板110に戻される。
このときに視認側で観察すると、例えば、黒表示として認識することが出来る。白表示は、第1の透明基板110上の電極を第2の透明基板111上の電極に外部回路から電圧を印加して液晶層112の両端に電位差を与えることにより実現する。
次に、第2の表示パネル102における表示を、光源116を点灯して行う動作について説明する。光源116からの光線142は第2の透明基板111に入射した後、光反射層113で反射し第2の透明基板111から光制御層115に入射する。
光制御層115に入射した光は、図4及び図9に示すように、光制御層115の溝115Aの傾斜面115Bで反射するとともに反射光の光の方向が変化し、再び第2の透明基板111に入射して再び光反射層113で反射するときに、第2の透明基板111を経て光制御層115を透過して、第2の表示パネル102の照明光Fになる。
この照明光Fは、プリズムシート104を透過することで、より明るい光になり、第2の表示パネル102の第3の透明基板130を透過して液晶層133に入射し、第4の透明基板131を透過する。
視認側の観察は、例えば、電圧無印加で第3の透明電極130と第4の透明電極131のそれぞれの基板上に設けられた電極に電圧を印加しない状態で、暗(黒)表示認識することが出来る。明(白)表示は、前記電極間に電位差を生じるように、それぞれの前記電極に電位を与えるために外部回路から電圧を印加して液晶層133の両端に電位差を与えることにより実現する。
なお、図9の光線143は光源116から第1の表示パネル101の第2の透明基板111上に形成する第1の透明基板110側に出射するはずの光であるが、光制御層115の溝115Aの傾斜面115Cに入射したときに傾斜面115Bで反射し、光反射層113で反射して第2の表示パネル102に出射している。1回目の反射では光線143の入射角が浅いので、この光線143は第2の透明基板111を全反射して外に出ることはない。
上記した本発明の実施例2によれば、光源116を点灯することで、この光源116から一方の表示パネル101の第2の透明基板111に入射した後、光反射層113で反射し、再び第2の透明基板111から光制御層(プリズムシート)115に入射する。この光制御層115に入射した光は出射角を変えて光制御層115と空気との境界で反射し、
再び第2の透明基板111に入射して再び光反射層113で反射し、第2の透明基板111を経て光制御層115を透過して、他方の表示パネル102の第3の透明基板130を透過して液晶層133に入射し、第4の透明基板131を透過する。このときに視認側で観察すると、例えば、第3の透明電極130と第4の透明電極131のそれぞれの基板上に設けられた電極に電圧を印加しない状態で、暗(黒)表示として認識することが出来る。明(白)表示は、前記電極間に電位差を生じるように、それぞれの前記電極に電位を与えるために外部回路から電圧を印加して液晶層133の両端に電位差を与えることにより実現する。
このように、第1の表示パネル101が照明手段を有していることにより、バックライト装置によらず、第1の表示パネル101自体で、第2の表示パネル102を照明する照明光を発光させることができる。このように、バックライト装置が不要になり、その分、表示装置の厚さを薄くすることができる。
また、上記した本発明の実施例2によれば、図3及び図9に示すように光源116から一方の表示パネル101の第2の透明基板111に入射した光が第2の表示パネル102の表示領域の略全域に光制御層115が対応するために、光制御層115が配設された以外のところ(光制御層115が無い部分111a)での光が出射することが無く光を有効に使うことができる。すなわち、第1の表示パネル101に対して第2の表示パネル102の大きさが小さくても、不要な箇所から光を出射しないので、第2の表示パネル102を照明する光の利用効率が良い。
また、上記した本発明の実施例2では、第1の表示パネル101を白黒表示とし第2の表示パネル102をカラー表示としたが、第1の表示パネル101をカラー表示とし第2の表示パネル102を白黒表示としても良く、あるいは第1の表示パネル101をカラー表示とし第2の表示パネル102をカラー表示としても良く、或いは、第1の表示パネル101を白黒表示とし第2の表示パネル102を白黒表示としても良く、本実施例と同様な効果を得ることができる。
なお、上記した本発明の実施例2では、図6に示すように光制御層115は、第2の透明基板111に用いるガラス上に、例えば、厚さ100μmのプリズムシート117をアクリル系接着剤で貼付して形成するようにしたが、これに限らず、図7に示すように第2の透明基板111に用いるガラス上に、この第2の透明基板111と一体に金型を用いて成形してもよいし、第2の透明基板111に用いるガラス部材あるいはプラスチック部材上に、切削加工、エッチング等で形成するようにしてもよい。
また、本発明に係る表示装置は、STNタイプの両面表示タイプ液晶装置、アクティブタイプの両面表示タイプ液晶装置、一方の表示パネルをSTNタイプとし、他方の表示ぱねるをアクティブタイプの両者の組み合わせによる両面表示タイブ液晶のすべてに対して実施例1と同様な効果を得ることができる。
本発明の実施例3を図3乃至図7及び図10乃至図12に示す。
本発明による表示装置(液晶表示装置)の実施例3は、図10に示すように第1の表示パネル101と、第2の表示パネル102と、プリズムシート104と、第1の表示パネル101の視認側に配置されたフロントライト103とで構成してある。
第1の表示パネル101と第2の表示パネル102とプリズムシート104とは、上記した本発明の実施例2で述べたものと同構成であるために、同じ符号を付して説明を省略する。
フロントライト103は光源105と導光部材である導光板106で構成してあり、この導光板106は、その面積が、第1の表示パネル101の表示領域面積にほぼ等しい大きさである。
導光板106の視認側(図10に於いて上方)の面全域にわたって光制御層120が設けてある。すなわち、この光制御層120は、導光板106に用いるガラス部材又はプラスチック部材上に、例えば、厚さ100μmのプリズムシート118をアクリル系接着剤で貼付して形成してある。プリズムシート118の表面には、プリズムシート118の斜視図である図12に示すように、例えば、深さ20μmで、ピッチ300μmの溝120Aが形成してある。この溝120Aの形状は、不等辺三角形型であり、二つの傾斜面120B、120Cを有している。
図10の断面図である図11において、光源105は導光板106の端部に近接させてある。光源105としては、例えば、LEDを1個あるいは複数個並べて、導光板106と光源105の間に拡散板を介した構造でもよいし、LEDを導光板106の対向する側面である両側に2灯配置し光ガイドで導光して一辺から出射する構造でもよい。つまり、ガラス端辺に比較的均一の輝度分布で光を出射できる光源であれば何れでもかまわない。(例えば、点状光源或いは線状光源)
次に、本発明の実施例3における動作について図11を用いて説明する。図11に於いて液晶表示装置の外側から入射する外光線140は外部からの光線の軌跡を表し、光141は光源105からの光線の軌跡を表している。また、142、143は光源116からの光線の軌跡を表している。
第1の表示パネル101における表示を説明する。外光の光量が比較的多い場合には外光を利用して表示が可能である。このときの動作を外光線140に従って説明する。外光線140は光制御層120に入射し、導光板106、第1の表示パネル101の第1の透明基板110を透過して液晶層112に入射する。その後、反射層113で反射し、入射したときと同様の経路で入射側にある光制御層120に戻される。
このときに視認側である図11の上方で観察すると、例えば、第1の透明電極110と第2の透明電極111のそれぞれの基板上に設けられた電極に電圧を印加しない状態で、暗(黒)表示として認識することが出来る。明(白)表示は、前記電極間に電位差を生じるように、それぞれの前記電極に電位を与えるために外部回路から電圧を印加して液晶層112の両端に電位差を与えることにより実現する。
次に外光からの光量が少ない場合(環境が暗い場合)はフロントライト103の光源105を点灯して表示を行う動作について説明する。光源105からの光線141は導光板106に入射した後、光制御層120の溝120Aの傾斜面120Bで反射し、再び導光板106を透過して、第1の表示パネル101の照明光F1になる。
この照明光F1は第1の表示パネル101の第1の透明基板110を透過して液晶層112に入射した後、光反射層113で反射し、再び液晶層112、第1の透明基板110を透過して導光板106に入射して、光制御層120を透過し、視認側に出射する。
このときに視認側である図11の上方で観察すると、例えば、第1の透明電極110と第2の透明電極111のそれぞれの基板上に設けられた電極に電圧を印加しない状態で、暗(黒)表示として認識することが出来る。明(白)表示は、前記電極間に電位差を生じるように、それぞれの前記電極に電位を与えるために外部回路から電圧を印加して液晶層
112の両端に電位差を与えることにより実現する。
次に、第2の表示パネル102における表示を、光源116を点灯して行う動作について説明する。光源116からの光線142は第2の透明基板111に入射した後、光反射層113で反射し第2の透明基板111から光制御層115に入射する。
光制御層115に入射した光は、図11に示すように、光制御層115の溝115Aの傾斜面115Bで反射し、再び第2の透明基板111に入射して再び光反射層113で反射し、第2の透明基板111を経て光制御層115を透過して、第2の表示パネル102の照明光Fになる。
この照明光Fは、プリズムシート104を透過することで、より明るい光になり、第2の表示パネル102の第3の透明基板130を透過して液晶層133に入射し、第4の透明基板131を透過する。
このときに視認側で観察すると、例えば、第3の透明電極130と第4の透明電極131のそれぞれの基板上に設けられた電極に電圧を印加しない状態で、暗(黒)表示として認識することが出来る。明(白)表示は、前記電極間に電位差を生じるように、それぞれの前記電極に電位を与えるために外部回路から電圧を印加して液晶層133の両端に電位差を与えることにより実現する。
なお、図11の光線143は光源116から第1の表示パネル101の第2の透明基板111上に形成する光反射層113側に出射する光であるが、光線143の入射角が浅いので、この光線143は第2の透明基板111を全反射して外に出ることはない。
上記したように、本発明の実施例3によれば、外光からの光量が比較的多い場合には、外光線140は光制御層120に入射し、導光板106を経て第1の表示パネル101に入射する。その後、反射層113で反射し、入射したときと同様の経路で入射側にある光制御層120に戻され、視認側で視認される。また、外光からの光量が少ない場合(環境が暗い場合)はフロントライト103の光源105を点灯して、この光141は光源105から導光板106に入射した後、この導光板106から光制御層120に入射し、光制御層120の面で反射し、再び導光板106に入射し、第1の表示パネル101に入射する。その後、反射層113で反射し、入射したときと同様の経路で入射側にある光制御層120に戻され、視認側で視認される。このように、光の利用効率が向上する。
また、本発明の実施例3によれば、上記した本発明の実施例1及び実施例2と同様の効果を有することは勿論である。
本発明は、一方の表示パネルが照明手段を有していることにより、バックライト装置によらず、一方の表示パネル自体で、他方の表示パネルを照明する照明光を発光させることができる。このように、バックライト装置が不要になり、その分、表示装置の厚さを薄くすることができるという効果を有し、液晶表示装置のような表示装置であって、特に、2枚の表示パネルを互いに背合わせに配置し、その各表示パネルを視認可能にした両面表示の表示装置等として有用である。
本発明に係る表示装置の実施例1の分解斜視図である。 本発明に係る表示装置の実施例1の断面図である。 図2、図9及び図11のB方向から見た平面図である。 図2、図9及び図11のA部の拡大図である。 本発明に係る表示装置の実施例1乃至実施例3の光制御層を構成するプリズムシートの斜視図である。 本発明に係る表示装置のプリズムシートと第2の透明基板との接着状態を示す断面図である。 本発明に係る表示装置のプリズムシートと第2の透明基板とを一体に成形した状態を示す断面図である。 本発明に係る表示装置の実施例2の分解斜視図である。 本発明に係る表示装置の実施例2の断面図である。 本発明に係る表示装置の実施例2の光制御層を構成するプリズムシートの斜視図である。 本発明に係る表示装置の実施例3の分解斜視図である。 本発明に係る表示装置の実施例3の断面図である。 携帯電話器の構成説明図である。 従来の両面表示タイプの液晶表示装置の断面図である。 従来の液晶表示装置の断面図である
符号の説明
101 第1の表示パネル(一方の表示パネル)
102 第2の表示パネル(他方の表示パネル)
103 フロントライト
104 プリズムシート(光制御部材)
105 光源
106 導光板(導光部材)
110 第1の透明基板
111 第2の透明基板(導光機能付透明基板)
112 液晶層
113 反射層
115 光制御層(光制御部材)
117 プリズムシート
116 光源
130 第3の透明基板
131 第4の透明基板
133 液晶層
F 照明光
K 被照明体

Claims (17)

  1. 液晶を挟んで対向する2枚の透明基板を有する表示パネルを備えた表示装置であって、前記透明基板の一方が、光を導光する導光部材としての機能を有し、この導光機能付透明基板の側方に備えられた光源からの光が、前記導光機能付透明基板に入射した、前記液晶を介さずに前記表示パネルの外部に出射することを特徴とする表示装置。
  2. 前記導光機能付透明基板の前記液晶層側に反射層を設けて、前記導光機能付透明基板に入射した入射光を前記反射層で反射させて出射して、この出射光を照明光にするようにしたことを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
  3. 前記導光機能付基板の前記反射層とは反対側に、凹凸形状により光の進行方向を制御する光制御部材を設けるようにしたことを特徴とする請求項2に記載の表示装置。
  4. 前記光制御部材は、前記導光機能付基板に直接接着されていることを特徴とする請求項3に記載の表示装置。
  5. 液晶を挟んで対向する2枚の透明基板を有する表示パネルを二枚重ねして構成される表示装置であって、
    前記一方の表示パネルの前記他方の表示パネル側の前記透明基板が、光を導光する導光部材としての機能を有し、この導光機能付透明基板から出射した光が前記他方の表示パネルを照明するようにしたことを特徴とする表示装置。
  6. 前記導光機能付透明基板の前記液晶層側に反射層を設けて、前記導光機能付透明基板に入射した入射光を前記反射層で反射させて出射して、この出射光を照明光にするようにしたことを特徴とする請求項5に記載の表示装置。
  7. 前記導光機能付基板と前記他方の表示パネルの間に、凹凸形状により光の進行方向を制御する光制御部材を少なくとも一つを設けるようにしたことを特徴とする請求項5又は請求項6に記載の表示装置。
  8. 前記導光機能付基板に最も近く配設される前記光制御部材の平面の大きさは、前記他方の表示パネルの平面の大きさとほぼ同じであることを特徴とする請求項7に記載の表示装置。
  9. 前記一方の表示パネルの表示領域が前記他方の表示パネルの表示領域より大きいことを特徴とする請求項6に記載の表示装置。
  10. 前記導光機能付基板に最も近く配設される前記光制御部材は、前記導光機能付基板に直接接着されていることを特徴とする請求項7に記載の表示装置。
  11. 前記導光機能付基板の側方に光源を有することを特徴とする請求項5に記載の表示装置。
  12. 前記一方の表示パネルの外側に、前記一方の表示パネルの照明光を出射するフロントライトを配設したことを特徴とする請求項5に記載の表示装置。
  13. 前記フロントライトは、導光部材を有していて、この導光部材の前記一方の表示パネルとは反対側の面部に、光の進行方向を制御する光制御層を設けると共に、前記導光部材の一辺に光源を配置して構成してあり、前記光源からの発光を前記導光部材に入射させて前
    記光制御層で反射させて出射させて、この出射光を前記照明光にするようにしたことを特徴とする請求項12に記載の表示装置。
  14. 電極を有する第1の透明基板と電極を有する第2の透明基板が液晶層を挟んで対向する構成を有する一方の表示パネルと、電極を有する第3の透明基板と電極を有する第4の透明基板が液晶層を挟んで対向する構成を有する他方の表示パネルとを重ね合わせた構成を有する表示装置において、
    前記一方の表示パネルにおける前記他方の表示パネル側に位置する前記第2の透明基板には、その前記液晶層側に反射層が配設されており、前記第2の透明基板の前記反射層とは反対側の面部には少なくとも前記他方の表示パネルの表示領域を覆うプリズムシートが配設されており、且つ前記第2の透明基板の一辺に光源が配設されていることを特徴とする表示装置。
  15. 対向する電極を有する2枚の基板の間に電気光学変換部材を封止した構成を有する表示パネルを有する表示装置において、
    表示パネルに基板が光を導光する導光部材としての機能を有すると共にこの導光部材としての機能を有する導光機能付基板から出る光は主に前記表示パネルとは異なる他のパネルを照明することを特徴とする表示装置。
  16. 前記導光機能付基板の前記他のパネルと対向するの面と反対側の面の上には、反射層が配設されており、前記反射層は前記導光機能付基板に入射する光を前記他のパネル側に反射し前記電気光学変換部材には光を進行させないことを特徴とする請求項15に記載の表示装置。
  17. 前記導光機能付基板と前記他のパネルの間には、凹凸形状により光の進行方向を制御する光制御部材が少なくとも1つも設けられることを特徴とする請求項15または16に記載の表示装置。
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