JP2004151186A

JP2004151186A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JP2004151186A
Application number: JP2002313890A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Fujiyama; 毅藤山
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-10-29
Filing date: 2002-10-29
Publication date: 2004-05-27

Abstract

【課題】一定の表示範囲に多くの情報量を表示できる液晶表示装置を提供する。
【解決手段】それぞれ電極配線を備えた対となる透明基板２，３および透明基板４，５に挟持された液晶層によって表示を行う液晶表示部６，７を複数、正面が同じ側になるように積層したことを特徴とする液晶表示装置としたものであり、それぞれの液晶表示部に異なる情報を表示する。例えば、反射モード時には、表裏両方の画像表示を一度に重なった状態で、また、視認方向を変えることでホログラム状に両液晶表示部のうち一方の画像のみを表示でき、透過モード時には表裏それぞれの液晶層で表示する画像情報を切り替えてそれぞれ単独で表示することができる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯情報端末装置、携帯電話、時計、電子ペーパー、ハンディーターミナル、ノートブックパソコン、電子辞書等に用いられる液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置は、フラットパネルディスプレイとして、ブラウン管やプラズマディスプレイと共に数多くの商品化が進められ、今後ますます大型化や高精細化が進んでいくと思われる。一方、携帯情報端末機および携帯電話機等の移動通信システム分野でも、近年凄まじい勢いで市場が広がっているのも周知のごとくである。液晶表示装置は、一般的に厚み０．７ｍｍ前後のガラス基板を用いたものが多いが、ディスプレイの高精細化、薄肉化および軽量化という移動通信システム分野での市場ニーズの高まりに伴って、その厚みは急速に薄くなり、現在では０．４ｍｍ前後が主流となりつつある。
【０００３】
このように液晶表示装置全体の薄肉化を図る検討は盛んに行われているが、トータルの厚みを抑えて新たな機能を付与しようとする検討はあまり行われていないのが現状である。
【０００４】
近年、国内における携帯電話は多階調表示やカラー化が急速に発展してボイスフォンからｉモードに代表されるような電子メール・静止画並びに音楽の配送などブラウザフォンとしての進化を遂げ、携帯情報端末機的機能がつぎつぎに組み込まれて、動画送受信可能な携帯テレビ電話へと向かってインフラとともに急速な技術的進歩を伴いながら発展しつづけている。
【０００５】
このような液晶表示装置の表示形態にはバックライトを用いた透過表示と外光あるいはフロントライトを用いた反射表示があり、小型なため容量が少なく交換までの期限や電池寿命に制限を受ける時計などは後者が選択され、ノートブックパソコン等の充電可能な装置は前者が選択され、携帯電話等はその両方で表示可能な半透過反射（板）機能を用いるのが一般的である。
【０００６】
これらの移動通信機器に限らず一般的な液晶表示装置は、１つの光源（外光、フロントライト、バックライト）に対して１つの液晶層をその構成として有し、１つの画像情報を表示するのが一般的であり、異なる文字や画像情報に関してはサブＬＣＤ（特に時間や着信時の名前、電話番号等の短い文字情報）とメインＬＣＤ（メール本文の文字情報、静止画や動画などの画像情報）とに機能とディスプレイを使い分ける方法がとられている。近年、待ち受け画像画面や時刻表示等の必要からサブＬＣＤの大画面化やカラー化あるいはツインＬＣＤのような表裏１チップドライバー駆動、共通のバックライト表示などの技術が急速に進む傾向にあり、これら表裏に２つのディスプレイを有する折り畳み式（シェル構造）の携帯電話の販売と普及が活発化してきている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−１４１９９３号公報（第９−１０頁、第５図）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ここで問われるのが従来の１つの表示画面しか有さないストレート型の進化形態である。１度に１つの画像情報しか表示できないため前述したメインとサブＬＣＤに表示させる情報を１つの画面に切り替え表示することで対応は可能であるが、切り替えを行うためには必ず切り替えボタンを押す必要があり、操作が煩雑になるという問題がある。
【０００９】
また、電波によって伝わる情報量に対する多機能性という意味では遅れをとっているという問題もある。
【００１０】
そこで本発明は、一定の表示範囲に多くの情報量を表示できる液晶表示装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の液晶表示装置においては、２枚の透明基板に挟持された液晶層によって表示を行う液晶表示部を複数、正面を同じ側に向けて積層した液晶表示装置としたものである。
【００１２】
この発明によれば、一定の表示範囲に多くの情報量を表示できる液晶表示装置が得られる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、それぞれ電極配線を備えた対となる２枚の透明基板に挟持された液晶層によって表示を行う液晶表示部を複数、正面が同じ側になるように積層したことを特徴とする液晶表示装置としたものであり、それぞれの液晶表示部に表示した異なる情報を正面側から視認できるという作用を有する。例えば、反射モード時には、表裏両方の画像表示を一度に重なった状態で、また、視認方向を変えることでホログラム状に両液晶表示部のうち一方の画像のみを表示でき、透過モード時には表裏それぞれの液晶層で表示する画像情報を切り替えてそれぞれ単独で表示することができる。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、前記複数の液晶表示部に、位相差板をそれぞれ設け、積層方向に連続した２つの液晶表示部の間に設けた偏光板を前記連続した液晶表示部で共通化したことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置としたものであり、２つの液晶表示部の外側に設けられる偏光板を共用できるという作用を有する。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、各前記液晶表示部にそれぞれ半透過反射板を設け、それぞれの前記半透過反射板のうちの少なくとも１つに、所定角度の傾斜面を備えた多数の凸凹部を有する金属蒸着面を形成したことを特徴とする請求項１または２に記載の液晶表示装置としたものであり、液晶表示部に当たる光を所定の角度に反射させ、視野を所定の範囲内に限定することができるという作用を有する。特に反射光により画面を見るときは、液晶表示装置に対する視認角度を相対的に変更することにより切り替えボタンを押さずに異なる液晶表示部の情報を見ることができる。金属蒸着面には、蒸着、スパッタ、めっき、ポリマー分散コート等の層形成手段によるものを含む。また、金属蒸着面は電極配線を兼ねるものであってもよい。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、各前記液晶表示部にそれぞれ半透過反射板を設け、１つの前記半透過反射板に所定角度の傾斜面を備えた多数の凸凹部を有する金属蒸着面を形成し、前記半透過反射板の表側に配置した他の半透過反射板に、前記半透過反射板の傾斜面の角度より大きい角度の傾斜面を備えた多数の凸凹部を有する金属蒸着面を形成したことを特徴とする請求項１または２に記載の液晶表示装置としたものであり、入射角が大きい光を表側の半透過反射板で反射させ、入射角が小さい光を裏側の半透過反射板で反射するという作用を有する。光の入射角が大きい場合は正面から見たときの光量が少なくなり視認しにくくなるが、このような光を表側の液晶表示部で小さい角度に反射させて正面における集光性を上げ、複数の液晶表示部を通過して裏側の液晶表示部で反射して視認される小さな入射角の光との輝度のバランスをとることにより、複数の液晶表示部を同時に表示できる。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、各前記液晶表示部のうちの少なくとも１つにスリット付きの鏡面または所定角度の傾斜面を備えた多数の凸凹部を有する金属面を形成した半透過反射板を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の液晶表示装置としたものであり、金属面の膜厚の調整によらずスリット孔を形成することにより半透過機能を達成させることができる。特に、鏡面については、特に正反射特性を利用して、入射角度によって視認できる角度を制御できる。
【００１８】
請求項６に記載の発明は、積層された前記液晶表示部の表示面より表側には、前記表示面に対する照射角度を調整可能な光源が設けられていることを特徴とする請求項１から５のいずれかの項に記載の液晶表示装置としたものであり、照射角度を変更することにより、各液晶表示部に表示された画面を、反射板または半透過反射板で、それぞれの視野範囲に反射させるという作用を有する。
【００１９】
請求項７に記載の発明は、積層された前記液晶表示部の側方には、それぞれの前記半透過反射板を照らす光源が設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれかの項に記載の液晶表示装置としたものであり、異なる半透過反射板に光を当てることによって、それぞれ設定した視野範囲にそれぞれの画面を表示することができる。
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について、図１から図４を用いて説明する。
【００２１】
（第１の実施の形態）
図１は本発明の第１の実施の形態に係る液晶表示装置の構成を示す説明図である。なお、図１は、本発明の代表例である。
【００２２】
図１に示すように、液晶表示装置１は、それぞれ図示しない透明電極配線を備えた対となる表裏のプラスチック製の透明基板２，３に挟持された液晶層によって表示を行う液晶表示部６と、透明基板４，５に挟持された液晶層によって表示を行う液晶表示部７とを、表側および裏側に配置し、積層して貼着したものである。
【００２３】
液晶表示部６，７は、電圧を印加していない状態で黒表示となるノーマリーブラックタイプのカラー液晶表示装置が用いられている。
【００２４】
表側の液晶表示部６の裏側と液晶表示部７の表側には、位相差板８，９がそれぞれ設けられ、両位相差板８，９の間には、１枚の偏光板１０が設けられている。
【００２５】
表側の液晶表示部６の表側には、光拡散層１３、位相差板１１および偏光板１２が設けられ、また、裏側の液晶表示部７の裏側には、偏光板１４、半透過反射板１５が設けられている。そして、半透過反射板１５の裏側には、バックライト１６が設けられている。積層された各層の偏光角度は、表側及び裏側の液晶表示部６，７を表側から視認できるようにそれぞれ設定されている。
【００２６】
図２（Ａ）は、液晶表示装置の拡大断面図、（Ｂ）は、同液晶表示装置の光拡散層および半透過反射板の模式図、（Ｃ）は同液晶表示装置の半透過反射板の拡大平面図である。
【００２７】
液晶表示装置１の液晶表示部６の表側に設けられている透明基板２の裏面には、透明のＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍｔｉｎｏｘｉｄｅ：インジウム・すず酸化物）電極１７が設けられ、裏側の透明基板３の表面には、スリット付き反射板１８、平坦化膜１９、カラーフィルタ２６およびＩＴＯ電極２０が設けられている。また、両透明基板２，３の周囲には、液晶層を封止するシール材２１が設けられている。
【００２８】
図２（Ｃ）に示すように、スリット付き反射板１８は、ＩＴＯ電極１７，２０のそれぞれの交差部に多数形成され、カラーフィルタ２６の各色に重なって形成された矩形の画素２３内に、矩形のスリット部２４を貫通して形成している。
【００２９】
図２（Ｂ）に示すように、液晶表示部６に表側から入射した光の一部は、光拡散層１３内の粒子２５によって散乱して光拡散層１３を透過し、スリット付き反射板１８に向かう。
【００３０】
スリット付き反射板１８に向かう光の一部は、スリット部２４の周囲に配置されている枠状の反射面で反射して上方に向かい、他の光はスリット部２４を通過して裏側の液晶表示部７に向かう。
【００３１】
また、バックライトを用いて透過表示を行うとき、スリット部２４を裏側から通過する光は、カラーフィルタ２６を通過して所定の色の光になり、光拡散層１３を通過して散乱し外側に出る。
【００３２】
図３（Ａ）は、液晶表示装置の拡大断面図、（Ｂ）は、同液晶表示装置の半透過反射板の拡大平面図である。
【００３３】
液晶表示部７は、液晶表示部６のスリット付き反射板１８の代わりに金属蒸着面２７を備えた半透過反射板２７ａを設けたものである。
【００３４】
金属蒸着面２７は、５０〜１０００Å程度の厚みに蒸着またはスパッタにより形成されており、また、表面に所定角度の傾斜面２８を形成した多数の凸凹部２９を備えている。この金属蒸着厚みが薄い部分は光が透過することができ半透過機能を付与できる。
【００３５】
図３（Ｂ）に示すように、入射光の入射角を２θとするとき、液晶表示部７の正面から見たときの視認性をよくするために、傾斜面の角度をθに設定している。
【００３６】
なお、凸凹部２９はほぼ円錐状、六角柱状または波形状等の形状に形成されており、正面に対するどの方向からの入射光も所定の角度に反射することができるが、所定の方向からの光の反射角度のみを制御することも可能である。かかる構成によって、例えば、左右の視野角を広く、上下の視野角が狭い液晶表示装置を製造することができる。
【００３７】
次に、液晶表示装置１の画像の表示状態について説明する。
【００３８】
図１に示すように、液晶表示装置１への入射角が小さい光の場合、この光は、裏側の液晶表示部７の半透過反射板１５および表側のスリット付き反射板１８で反射され正面方向に向かう。
【００３９】
一方、入射角が大きい光の場合、液晶表示部６では入射方向Ｄ１に対応する反射方向Ｄ２からこれを視認することができるが、裏側の液晶表示部７では、半透過反射板２７ａによって、視野の外側に反射されるため、この光を視認することができない。
【００４０】
基板２〜５はプラスチック製であるので、厚みを薄く形成することができ、液晶表示部６，７に表示される画像は、液晶像と反射像の二重映りによる影（視差）が小さくなり、表側の液晶表示部６の影が裏側に映ることがなくなる。
【００４１】
なお、基板２〜５を、例えば、厚み０．４ｍｍ以上のガラス製にすると、液晶表示部６，７に表示される画像に段差ができ、表示画像を立体的に映すことができる。
【００４２】
（第２の実施の形態）
図４は、第２の実施の形態に係る液晶表示装置３０の断面図である。
【００４３】
液晶表示装置３０は、例えば、タッチパネルの表示画面等に用いられ、前述した液晶表示装置１のスリット付き反射板１８の代わりに、金属蒸着面３１を形成し、積層された液晶表示部６，７の表示面３３にＩＴＯ電極からなる図示しないタッチスイッチを設けたものである。
【００４４】
表側に配置された金属蒸着面３１の、液晶表示部６の正面方向に対する傾斜面３２の角度θ１は、裏側に配置された金属蒸着面２７の傾斜面２８の角度θ２より大きく形成されている。
【００４５】
また、積層された液晶表示部６，７の表示面３３より表側には、表示面３３に対する照射角度を調整可能な複数の光源３４，３５が設けられている。なお、照射角度の調整は、単一の光源を移動させて行うことも可能である。
【００４６】
リング状に設けられた光源３４は上下に移動することにより入射角度を変えられるが、相対的に表側への光の入射角が大きくなり、表側の液晶表示部６に当たって反射する光は正面方向から見ることができるが、裏側の液晶表示部７に当たって反射する光は視野範囲外に反射するので、正面から見ることができない。
【００４７】
また、右側に設けられた光源３５からの光は入射角が小さく、裏側の液晶表示部７に当たって反射する光は正面方向に反射するので、正面から見ることができるが、表側の液晶表示部６に当たって反射する光は正面より右側に反射するので、正面から見ることができない。
【００４８】
タッチパネルのキーボードと文章作成画面は、通常別々に形成されているため、画面が小さくなっているが、液晶表示装置３０を用いることによって、例えばタッチパネルの文字列と自分が打った文章や変換前の文字列などを、同一画面上で、タッチパネルに触れることで光源の角度を自動的に切り変えて、文章作成をよりスムーズに行うことができる。
【００４９】
また、緊急避難画面のように隣人に何を観ているか知られたくない場合は、角度によって得られる情報が違うため都合がいい。
【００５０】
また、液晶表示装置３０の光源３４，３５を除いた部分を携帯電話の表示画面として使用する場合は、時計とメール文書内容あるいはメール作成中の住所録や電話番号録など種類の違う情報を、同時に１つの画面であらわすことができるなどの使い方が可能である。
【００５１】
（第３の実施の形態）
第３の実施の形態に係る液晶表示装置は、前述した液晶表示装置３０の光源３４，３５を省略し、薄型の光源を積層された液晶表示部の側方に配置し、それぞれの半透過反射板の金属蒸着面を照らすように構成されている。
【００５２】
金属蒸着面の傾斜面の角度は、側方に設けられた光源の光を正面方向に反射するように設定されている。
【００５３】
このように形成することにより、装置を薄くでき、携帯電話等の小型の装置内に配置することができる。
【００５４】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、複数の液晶表示部を、積層して貼着したので、それぞれの液晶表示部に異なる情報を同時にまたはそれぞれ単独で表示することができ、一定の表示範囲に多くの情報量を表示できる。そして、情報量が多くなり多機能化していく携帯情報端末機や携帯電話等の移動通信システム分野の市場ニーズにマッチした液晶表示装置が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態に係る液晶表示装置の構成を示す説明図
【図２】（Ａ）は、液晶表示装置の上部拡大断面図
（Ｂ）は、同液晶表示装置の光拡散層および半透過反射板の模式図
（Ｃ）は同液晶表示装置の半透過反射板の拡大平面図
【図３】（Ａ）は、液晶表示装置の拡大断面図
（Ｂ）は、同液晶表示装置の半透過反射板の拡大平面図
【図４】第２の実施の形態に係る液晶表示装置の断面図
【符号の説明】
１液晶表示装置
２，３透明基板
４，５透明基板
６液晶表示部
７液晶表示部
８位相差板
９位相差板
１０偏光板
１１位相差板
１２偏光板
１３光拡散層
１４偏光板
１５半透過反射板
１６バックライト
１７ＩＴＯ電極
１８スリット付き反射板
１９平坦化膜
２０ＩＴＯ電極
２１シール材
２３画素
２４スリット部
２５粒子
２６カラーフィルタ
２７金属蒸着面
２７ａ半透過反射板
２８傾斜面
２９凸凹部
３０液晶表示装置
３１金属蒸着面
３２傾斜面
３３表示面
３４，３５光源

Claims

それぞれ電極配線を備えた対となる２枚の透明基板に挟持された液晶層によって表示を行う液晶表示部を複数、正面が同じ側になるように積層したことを特徴とする液晶表示装置。
前記複数の液晶表示部に、位相差板をそれぞれ設け、積層方向に連続した２つの液晶表示部の間に設けた偏光板を前記連続した液晶表示部で共通化したことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
各前記液晶表示部にそれぞれ半透過反射板を設け、それぞれの前記半透過反射板のうちの少なくとも１つに、所定角度の傾斜面を備えた多数の凸凹部を有する金属蒸着面を形成したことを特徴とする請求項１または２に記載の液晶表示装置。
各前記液晶表示部にそれぞれ半透過反射板を設け、１つの前記半透過反射板に所定角度の傾斜面を備えた多数の凸凹部を有する金属蒸着面を形成し、前記半透過反射板の表側に配置した他の半透過反射板に、前記半透過反射板の傾斜面の角度より大きい角度の傾斜面を備えた多数の凸凹部を有する金属蒸着面を形成したことを特徴とする請求項１または２に記載の液晶表示装置。
各前記液晶表示部のうちの少なくとも１つにスリット付きの鏡面または所定角度の傾斜面を備えた多数の凸凹部を有する金属面を形成した半透過反射板を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の液晶表示装置。
積層された前記液晶表示部の表示面より表側には、前記表示面に対する照射角度を調整可能な光源が設けられていることを特徴とする請求項１から５のいずれかの項に記載の液晶表示装置。
積層された前記液晶表示部の側方には、それぞれの前記半透過反射板を照らす光源が設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれかの項に記載の液晶表示装置。