JP2005114762A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 液晶パネルの表示領域が反射表示を行う反射表示領域と透過表示を行う透過表示領域とからなる構造の液晶表示装置において、反射表示領域の視認性を向上する。
【解決手段】 液晶層を挟んで一対の基板１１が対向配置され、複数の画素を有し反射表示方式により画像表示を行う第１領域１０ａと、複数の画素を有し透過表示方式により画像表示が可能な第２領域１０ｂとを備える液晶パネル１０と、液晶パネル１０の非表示面側に配置された外部光源３０と、外部光源３０から出射される光の一部を導いて、液晶パネル１０の第１領域１０ａを表示面側から照明する導光手段４０とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、反射表示方式により画像表示を行う第１領域と、透過表示方式により画像表示が可能な第２領域とを有する液晶パネルを備えた液晶表示装置に関する。

液晶表示装置はノートパソコン、モニター、カーナビゲーション、関数電卓、中小型ＴＶ等の表示手段として様々な分野に応用されている。なかでも、液晶パネルに入射する周囲光等の外光を反射させて表示を行う反射型液晶表示装置は、バックライトが不要であることから低消費電力、且つ薄型軽量といった利点を持っており、このような利点を活かすべく、モバイルＰＣ等の携帯機器用ディスプレイへの応用が検討されている。

しかしながら、従来の反射型液晶表示装置は、紙と同様に外光を利用して表示するものであるため、用いられる環境が暗いと表示画面も暗くなり、良好な表示ができなくなるという問題がある。特に、反射型液晶表示装置は暗闇では全く利用することができない。
そこで、周囲が暗い場合には内蔵した光源を点灯して表示を行う方式の液晶表示装置が脚光を浴びている。このような液晶表示装置としては、光源を液晶表示装置の前に配置したフロントライト方式の反射型液晶表示装置や、１画素内に反射表示領域と透過表示領域とを併せ持ち、光源を液晶パネルの背面に配置したバックライト方式の半透過型液晶表示装置等がある。

特に、従来から利用されている透過型液晶表示装置とほとんど同じ材料で製造できる半透過型液晶表示装置は、設備の共有化や部材コストの抑制、開発費の削減等メリットが多く、携帯電話やＰＤＡ（Personal Digital Assistant）等の携帯用電子機器に既に実用化されている。

ただし、一般に、半透過型液晶表示装置では、透過表示特性と反射表示特性の両方を充分な光利用効率で実現することが難しいとされており、このような問題を解決するために、液晶層の液晶配向のツイスト角等の条件が透過表示部と反射表示部とで異なるような配向機構を用いる方法、表示内容書換手段として用いられる電圧そのものを透過表示部と反射表示部とで変更する方法、液晶層の層厚を反射表示部と透過表示部とで異ならせる方法等の様々な方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

また、上述のような、１画素内に反射表示領域と透過表示領域とを有する半透過型液晶表示装置とは異なり、表示領域の一部を反射型表示領域とし、残りの領域を透過型又は半透過型表示領域とする液晶表示装置も提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
特開平１１−２４２２２６号公報 特開２００２−３０３８６３号公報

ところで、特許文献２記載の液晶表示装置では、外光に対して反射率が高い反射表示領域を有しており、この反射表示領域の情報は、従来の半透過型液晶表示装置ではバックライトを点灯しないと視認できないような薄暗い環境でもバックライトを点灯せずに情報を読み取ることができる。しかしながら、外光が全くない暗闇の状況では、やはり反射表示領域の表示を見ることができないため、そのような状況ではバックライトを点灯せざるを得ない。

実際の使用方法を考えると、例えば携帯電話では、ディスプレイに表示される時計情報や着信履歴・メール受信の有無等の特定の情報を確認しようとした場合、外光が不十分な状況ではバックライトを点灯して画面全体を表示させて確認するのが現実的である。

しかしながら、上述の液晶表示装置において、液晶パネルの非表示面側のバックライトを点灯した場合、透過表示領域の視認性を高めることはできるが、反射表示領域ではバックライトの光を有効利用できないので、外光が十分でないときにバックライトを点灯しても、反射表示領域の視認性は損なわれたままであるという問題を有している。

そこで本発明は、従来の実情に鑑みて提案されたものであり、液晶パネルの表示領域が反射表示を行う反射表示領域と透過表示を行う透過表示領域とからなる構造の液晶表示装置において、反射表示領域の視認性を向上することができる液晶表示装置を提供することを目的とする。

上述の問題を解決するために、本発明に係る液晶表示装置は、第１に、液晶層を挟んで一対の基板が対向配置され、反射表示方式により画像表示を行う第１領域と、透過表示方式により画像表示が可能な第２領域とを有する液晶パネルと、上記液晶パネルの非表示面側に配置された外部光源と、上記外部光源から出射される光の一部を導いて、上記液晶パネルの上記第１領域を表示面側から照明する導光手段とを備えることを特徴とする。

本発明の液晶表示装置は、基本的には、反射表示領域（第１領域）と透過表示領域（第２領域）とを分割形成してなるものであり、例えば、時計情報や着信履歴、メール受信の有無等、頻繁に確認するような特定の情報を第１領域に表示する。第２領域においては、通常の透過型液晶表示装置と同様に、液晶パネルの非表示面側に配置された外部光源を点灯し、外部光源から出射する光を利用して透過表示方式で画像表示が行われる。

ここで、第１領域においては、通常は外光を利用して反射表示方式で画像表示が行われるが、外光の不足により表示が視認できない場合には、外部光源から出射する光を利用することで、この領域の表示が視認される。すなわち、本発明の液晶表示装置においては、外部光源から出射される光の一部を導き、表示面側から第１領域に入射させる導光手段が設けられているので、必要に応じて反射表示に必要な照度が補われ、第１領域における視認性が高められる。このとき、第１領域に導く光として、第２領域を照明する光の一部を利用するので、新たな電力を必要とすることがない。

また、本発明に係る液晶表示装置は、第２に、液晶層を挟んで一対の基板が対向配置され、反射表示方式により画像表示を行う第１領域と、透過表示方式により画像表示が可能な第２領域とを有する液晶パネルと、上記液晶パネルの非表示面側に配置された外部光源と、上記液晶パネルの上記第１領域を表示面側から照明する補助光源とを備えることを特徴とする。

以上のような構成の液晶表示装置においても、第１領域においては、基本的には外光を利用して反射表示方式で画像表示を行うが、外光の不足により表示が視認できない場合には、やはり外部光源から出射する光を利用することで、この領域の表示が視認されるようにする。この場合、非表示面側の外部光源とは別に、表示面側から第１領域を照明する補助光源を設け、これを点灯することにより、反射表示に必要な照度が補われ、第１領域における視認性が高められる。

なお、本願明細書において、反射表示方式とは、非表示面側に配置される外部光源を利用せずに、表示面側から入射する外光、導光手段又は補助光源からの光等を利用した表示方式をいうものとする。他方、透過表示方式とは、反射表示方式に比べ外光、導光手段又は補助光源からの光等の利用比率が小さく、非表示面側に配置される外部光源からの光を利用する表示方式をいうものとする。したがって、透過表示方式は、非表示面側の外部光源のみを利用して表示を行う方式と、非表示面側の外部光源からの光と表示面側の光源（外光、導光手段又は補助光源等）からの光とを利用して表示を行う方式（透過表示方式及び反射表示方式の併用方式）とを含むものとする。

本発明によれば、第１領域においても外部光源の光の一部を導光手段により導いて表示面側から照明するようにしているので、反射表示に必要な光量を確保することができ、特に周囲が暗い場合に、第１領域と第２領域との両方において優れた表示性能を実現することができる。また、第１領域の表示性能を高めるにあたって新たな光源を設ける必要がないので、消費電力を増大させることなく第１領域の表示性能を高めることができる。

同様に、周囲が暗い場合、補助光源を点灯して表示面側から第１領域を照明するようにしているので、反射表示に必要な光量を確保することができ、第１領域において優れた表示性能を実現することができる。

以下、本発明に係る液晶表示装置について、図面を参照しながら説明する。

本発明の液晶表示装置は、液晶パネルの表示領域が、反射表示方式により画像表示を行う反射表示領域と、透過表示方式により画像表示が可能な透過表示領域とからなる。言い換えると、本発明の液晶表示装置は、液晶パネルの表示領域を、反射表示を行う反射表示領域と透過表示を行う透過表示領域とで面内で分割した構造とされ、１画素内に透過表示領域と反射表示領域とを含む半透過型の液晶表示装置とは異なるものである。

そして、本発明は、以上のような構成の液晶表示装置において、反射表示領域における外光の照度不足を補うものであり、大きく２つの方法に分けられる。１つは、非表示面側に配置された外部光源（バックライト）の光を表示面側に導く構造をとるものであり、もう１つは、外部光源とは別に、表示面側に補助光源を追加する構造をとるものである。最初に、前者の具体的な構造について説明し、次に後者について説明する。

＜第１実施形態＞
図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、本実施形態の液晶表示装置は、略矩形状の液晶パネル１０と、液晶パネル１０の非表示面側に配置された導光板２０と、導光板２０の下部縁端に配置された外部光源３０と、導光板２０の上部縁端に配置され、導光板２０を伝搬する光の一部を液晶パネル１０の表示面側に回り込むように導く補助導光板４０とで主に構成される。

ここで、液晶パネル１０の表示領域の上方の領域は、反射表示方式により画像表示を行う反射表示領域１０ａとされ、残りの領域は透過表示方式により画像表示を行う透過表示領域１０ｂとされている。

液晶パネル１０は、表示面側の基板１１ａと非表示面側の基板１１ｂとが液晶層（図示せず）を介して対向配置されて構成され、外部光源３０と反対側の面を表示面（光出射面）とし、外部光源３０側の面を非表示面としている。

液晶パネル１０を構成する例えば基板１１ｂは、光透過性を有するガラス等からなる基板上に、略平行且つ略等間隔に配列された信号線と、信号線と略直交して重ねられ配列された走査線と、信号線と走査線とを電気的に絶縁する絶縁膜と、信号線と走査線との交点近傍に配置されたスイッチング素子としてのＴＦＴ(Thin Film Transistor)と、信号線及び走査線で囲まれる領域に配置され、各ＴＦＴに接続された画素電極と、これらを被覆するように略全面に形成される配向膜とを備える。反射表示領域１０ａに位置する画素電極は、アルミニウム、銀、又はこれらを主体とする金属等を構成材料とする導電性の光反射膜からなる。また、透過表示領域１０ｂに位置する画素電極は、ＩＴＯ(Indium Tin Oxide)等の透明導電膜からなる。

また、基板１１ｂに対向する基板１１ａは、光透過性を有するガラス等からなる基板の、基板１１ｂと対向する側の面上に、例えばＲ、Ｇ、Ｂの各色が配列されたカラーフィルタと、漏れ光を遮断するブラックマトリクスと、これらを被覆するように略全面に形成されるＩＴＯ等からなる対向電極と、対向電極上に形成される配向膜とを備える。

これら基板１１ａと基板１１ｂとが、液晶注入口となる開口を残して周縁部をシールされて張り合わされ、液晶注入口から液晶を注入され、その後、液晶注入口を封止することによって液晶パネル１０が構成される。この結果、液晶パネル１０には、シール材の内側に配置された表示領域に、基板１１ｂの画素電極と基板１１ａの対向電極とで液晶層を挟持してなる画素がマトリクス状に配列される。

本実施形態の液晶表示装置においては、液晶パネル１０の反射表示領域１０ａでは、光反射膜からなる画素電極と基板１１ａとの間に液晶層を挟持してなる画素がマトリクス状に配置され、透過表示領域１０ｂでは、透明導電膜からなる画素電極と基板１１ａとの間に液晶層を挟持してなる画素がマトリクス状に配置される。すなわち、液晶パネル１０の表示領域は、反射表示方式で画像表示を行う画素が複数配置された反射表示領域１０ａと、透過表示方式で画像表示を行う画素が複数配置された透過表示領域１０ｂとに分割される。

液晶パネル１０の両面には、直線偏光板である第１偏光フィルム１２ａ及び第２偏光フィルム１２ｂがそれぞれ貼り付けられている。本実施形態では、液晶パネル１０としてホモジニアスモードの液晶パネルを用い、反射表示方式と透過表示方式とを両立させるために、偏光フィルム１２として通常の直線偏光板に１軸の位相差板を適当な遅相軸角度で貼合してなるものを用いた。液晶パネル１０の表示領域以外の領域には、他端が駆動用回路基板（図示せず）等と接続され液晶パネル１０に信号を供給するための液晶駆動信号用配線１３が接続される。

導光板２０は、液晶パネル１０と略同じ大きさの平板からなり、側面から見たときに対角線と一致するような傾斜面によって２分割されている。傾斜面は、外部光源３０及び液晶パネル１０に向かって傾斜する傾斜面であり、外部光源３０から導光板２０に入射した光は、この傾斜面によって反射され、液晶パネル１０に向けて均一に照射される。

外部光源３０は、高い輝度の光を出射し、例えば導光板２０を介して液晶パネル１０の透過表示領域１０ｂの略全面を均一に照射する。外部光源３０としては、例えば白色ＬＥＤ、冷陰極管等の光源を用いることができる。外部光源３０には、外部光源３０に電源を供給するための外部光源用配線３１が接続される。

本実施形態の液晶表示装置においては、導光手段としての補助導光板４０が、導光板２０の外部光源３０が接続された端縁と対向する端縁に、平板状の導光板２０に対して略垂直に接続される。また、補助導光板４０の、導光板２０と接続された端縁と対向する端縁は、液晶パネル１０の表示面の方向に所定の幅で折り曲げられた形状とされ、照射部４０ａとされる。補助導光板４０は、導光板２０に用いられる材料等、この種の導光板に用いられる材料をいずれも使用できる。

導光板２０から補助導光板４０へ入射した光は、反射を繰り返して補助導光板４０内を伝搬し、補助導光板４０の照射部４０ａから出射され、液晶パネル１０の反射表示領域１０ａを表示面側から照明する。補助導光板４０に入射する光はわずかであるが、反射表示領域１０ａの照度を補うには十分である。

また、図示しないが、導光板２０及び補助導光板４０には、導光板２０及び補助導光板４０からの漏れ光を反射して再利用したり、導光板２０の端面に到達した光の大部分を補助導光板４０へ入射させたり、補助導光板４０の先端（照射部４０ａ）に到達した光を効率よく反射表示領域１０ａへ出射させたりするための、反射板や反射シート等のような反射手段が必要に応じて適宜設けられる。

以上のような構成の液晶表示装置において、外部光源３０の点灯して画像表示を行う場合について説明する。

外部光源３０を点灯すると、外部光源３０から出射された光は、導光板２０へ入射する。導光板２０は、外部光源３０から出射される光を効率よく導光し、ほとんどの光を液晶パネル１０に対して鉛直な成分が多い光として、液晶パネル１０側へ均一に出射する。液晶パネル１０側へ出射された光は、透過表示領域１０ｂにおいて、透過表示方式による画像表示に利用される。外部光源３０を点灯することによって、液晶パネル１０の透過表示領域１０ｂにおいて、透過表示方式による鮮明な画像表示を実現することができる。

ところで、導光板２０から液晶パネル１０側へ出射されなかった光は、導光板２０内部を伝搬してその先端である端縁まで到達する。通常の液晶表示装置における導光板では、導光板の先端に反射板等の反射手段が設けられており、到達した光の大部分をこの反射手段で反射して導光板の内部を逆走させる。導光板内を再び伝搬する光の一部は、液晶パネル側へ出射されて、透過表示領域で透過表示に寄与するが、その利用効率は極めて低いものである。

これに対し、本実施形態では、導光板２０の端縁に補助導光板４０を設け、導光板２０に到達した光の大部分を補助導光板４０へ入射させる。補助導光板４０に入射した光は、補助導光板４０に沿って液晶パネル１０の主面に対して鉛直な方向に導かれ、最終的に、補助導光板４０の先端である照射部４０ａから、液晶パネル１０の反射表示領域１０ａに向けて出射され、反射表示領域１０ａを照明する。

以上のように、本実施形態の液晶表示装置においては、外部光源３０の点灯時には、透過表示領域１０ｂで鮮明な透過表示を実現するだけでなく、導光板２０及び補助導光板４０を介して外部光源３０の光の一部を導き、反射表示領域１０ａを照明するので、反射表示領域１０ａの照度を補い、反射表示領域１０ａにおいて視認性の良好な反射表示を行うことができる。

特に、周囲が暗い場合、外部光源３０を点灯すれば透過表示領域１０ｂの視認性を高めることができる一方で、外部光源３０を点灯しても反射表示領域１０ａにはこの光が届かないため、反射表示領域１０ａは視認性が悪いままであるという問題があったが、本実施形態ではこの問題を解決し、周囲がいかなる状況であっても、反射表示領域１０ａにおいて視認性の良好な画像表示を行うことできる。

また、反射表示領域１０ａを照射する光として、従来は透過表示方式及び反射表示方式のいずれにも寄与しなかった光を利用するので、透過表示領域１０ｂにおける照度を低下させることなく、反射表示領域１０ａにおける視認性を高めることができる。また、透過表示方式の画像表示に用いる光の一部を流用するので、新たな電力消費を伴うことなく、低消費電力にて反射表示領域における視認性を高めることができる。

＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態の液晶表示装置について説明する。本実施形態の液晶表示装置は、補助導光板の形状を第１実施形態のものと異ならせたものである。なお、この第２の実施形態の説明では、第１の実施形態の液晶表示装置と同じ部分については同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。

図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、本実施形態の液晶表示装置においては、導光手段としての補助導光板５０が、導光板２０の外部光源３０が接続された端縁と対向する端縁に、平板状の導光板２０に対して略垂直に接続される。また、補助導光板５０は、導光板２０に接続された端縁から離れるにつれて徐々に幅が狭くなる、平面テーパー形状とされ、先端が照射部５０ａとされる。補助導光板５０は、導光板２０に用いられる材料等、この種の導光板に用いられる材料をいずれも使用できる。

導光板２０から補助導光板５０へ入射した光は、反射を繰り返して補助導光板５０内を伝搬するとともに、先端に向かうにつれて集光され、照射部５０ａから出射され、液晶パネル１０の反射表示領域１０ａを表示面側から照明する。

以上のように、本実施形態の液晶表示装置においては、第１実施形態と同様に、外部光源３０の点灯時には、透過表示領域１０ｂで鮮明な透過表示を実現するだけでなく、導光板２０及び補助導光板５０を介して外部光源３０の光の一部を導き、反射表示領域１０ａを照明するので、反射表示領域１０ａの照度を補い、反射表示領域１０ａにおいて視認性の良好な反射表示を行うことができる。

また、本実施形態の液晶表示装置においては、補助導光板５０が照射部５０ａに向かうにつれて幅を狭くする形状とされるので、導光板２０から補助導光板５０に入射した光は、補助導光板５０内を伝搬して先端に向かうにつれて集光される。このため、導光板２０から補助導光板５０に入射する光の強度が不十分である場合にも、照射部５０ａから輝度の高い光を取り出すことができる。したがって、本実施形態の液晶表示装置においては、反射表示領域１０ａの照度を高めることができ、反射表示領域１０ａにおける視認性をより高めることができる。

＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態の液晶表示装置について説明する。本実施形態の液晶表示装置は、導光手段として光ファイバ等の筒状の導光体を用い、外部光源３０に例えば直接に接続することにより、導光板２０を介することなく外部光源３０の光の一部を表示面側に導く構成とされている。なお、この第３の実施形態の説明では、第１の実施形態の液晶表示装置と同じ部分については同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。

図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、本実施形態の液晶表示装置においては、導光板２０の上部縁端、すなわち、導光板２０の反射表示領域１０ａに対応する端縁に外部光源３０が配置される。また、外部光源３０の略中央部分に、筒状の導光体である光ファイバ６０の一端が接続される。光ファイバ６０は、他端が液晶パネル１０の表示面側に回り込むように曲げられ、外部光源３０から出射される光の一部を反射表示領域１０ａの表示面側に導く。外部光源３０から出射された光は、導光板２０を介することなく直接光ファイバ６０へ入射し、光ファイバ６０へ入射した光は、反射を繰り返して光ファイバ６０内を伝搬し、光ファイバ６０の他端である照射部６０ａから出射され、液晶パネル１０の反射表示領域１０ａを表示面側から照明する。

以上のように、本実施形態の液晶表示装置においては、外部光源３０の点灯時には、透過表示領域１０ｂで鮮明な透過表示を実現するだけでなく、光ファイバ６０を介して外部光源３０の光の一部を導き、反射表示領域１０ａを照明するので、反射表示領域１０ａの照度を補い、反射表示領域１０ａにおいて視認性の良好な反射表示を行うことができる。

また、本実施形態の液晶表示装置においては、導光手段として、外部光源３０に直接接続した光ファイバ６０を用い、外部光源３０の光の一部を、光ファイバ６０の他端である照射部６０ａから取り出すようにされている。したがって、導光板２０を介して外部光源３０から出射された光の一部を表示面側へ導く第１実施形態の液晶表示装置に比べて、本実施形態の液晶表示装置においては、光ファイバ６０の照射部６０ａから輝度の高い光を取り出すことができる。したがって、本実施形態の液晶表示装置においては、反射表示領域１０ａの照度を高めることができ、反射表示領域１０ａにおける視認性をより高めることができる。

＜第４実施形態＞
次に、本発明の第４実施形態の液晶表示装置について説明する。本実施形態の液晶表示装置は、第１乃至第３実施形態の液晶表示装置とは異なり、非表示面側の外部光源とは別に、表示面側に補助光源を追加する構造を有するものである。なお、この第４の実施形態の説明では、第１の実施形態の液晶表示装置と同じ部分については同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。

図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、本実施形態の液晶表示装置においては、第１乃至第３実施形態における導光手段に代えて、反射表示領域１０ａを表示面側から照明する補助光源７０を備える。補助光源７０には、補助光源７０に電源を供給するための補助光源用配線７１が接続される。

本実施形態における補助光源７０は、表示面側から主に反射表示領域１０ａに光を入射させるための光源であり、非表示面側から透過表示領域１０ｂを入射させるための外部光源３０とは電気的に独立に制御され、それぞれ点灯及び／又は消灯を自由に切り替えることができる。

非表示面側に配置された外部光源３０としては、導光板２０を介して透過表示領域全体をほぼ均一且つ充分に高い輝度で照射可能な光源を利用するのに対し、補助光源７０としては、反射表示領域１０ａをわずかに照射する程度の、小型且つ消費電力の小さい光源を利用する。具体的には、補助光源７０として、白色ＬＥＤ、単色ＬＥＤ等のＬＥＤや、熱フィラメント式のランプや、冷陰極管タイプの光源等を採用することができる。中でも単色ＬＥＤは、補助光源７０の製造コスト低減や、補助光源７０の小型化に効果がある。例えば本実施形態では、外部光源３０として、液晶パネル１０の非表示面側に３灯の白色ＬＥＤを配置し、補助光源７０として、液晶パネル１０の表示面側であって反射表示領域１０ａの中心付近を照射する位置に、１灯の同白色ＬＥＤを配置した。

以下、本発明の液晶表示装置が携帯電話に組み込まれた場合を例に挙げ、その使用方法について説明する。このとき、透過表示領域１０ｂには、アドレス帳等のようなデータベースや、メールの本文等の内容、写真等の画像、携帯電話の各種設定画面等を表示するようにする。また、反射表示領域１０ａには、時刻情報、電波の受信状況、メール又は通話着信の有無、留守番電話の有無、受信した文字放送の情報等、透過表示領域１０ｂの情報に比べて、情報量が少なく且つ携帯電話の使用者が頻繁にアクセスするような情報等を表示するようにする。

通常、利用者がメールを読み書きしたり、データベースを検索したりするような操作をする場合には、消費電力の大きい外部光源３０を点灯して透過表示方式により透過表示領域１０ｂに所望の情報を表示させる。

また、時刻や現在位置の電波受信状況、電話の着信の有無等を確認する場合、利用者は、反射表示方式により反射表示領域１０ａに表示された情報を見る。この場合、周囲が明るく、外光がある程度ある場合には、反射表示領域１０ａ内に設けられた光反射膜からなる画素電極が外光を反射することにより、反射表示流域１０ａの表示を確認することができる。また、外光が非常に少ない環境で用いる場合や、間違いなく情報を確認するためには、非表示面側の外部光源３０を消灯したまま補助光源７０を一瞬点灯することによって、必要十分な照度を得ることができる。

以上のように、本実施形態の液晶表示装置においては、情報量が少なく且つ利用者が頻繁にアクセスするような情報は、反射表示領域１０ａにおいて、外光のみを利用した反射表示を行えばよく、また、周囲が暗い場合等にはごく短時間、消費電力の少ない補助光源７０だけを点灯することで反射表示領域１０の照度を補うことができる。このように、反射表示領域１０ａと透過表示領域１０ｂとそれぞれに最適な光源を設置し、これらを独立して制御するので、無駄な消費電力を使うことがない。したがって、従来の半透過型液晶表示装置等と比較して、消費電力を低減することができ、反射表示領域１０ａにおいて視認性の良好な画像表示を行うことができる。

＜第５実施形態＞
次に、本発明の第５実施形態の液晶表示装置について説明する。本実施形態の液晶表示装置は、第４実施形態の液晶表示装置を一部変更したものであり、補助光源７０に例えば第２の導光板を接続した構成とされている。なお、この第５の実施形態の説明では、第４の実施形態の液晶表示装置と同じ部分については同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。

図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、本実施形態の液晶表示装置においては、反射表示領域１０ａ近傍に設けられた補助光源７０に、第２の導光板８０が接続される。第２の導光板８０は、反射表示領域１０ａと略同じ大きさとされ、反射表示領域１０ａと重なり合うような位置に配置される。

なお、図５に示す液晶表示装置では、反射表示領域１０ａと重なり合う大きさの第２の導光板８０を用いたが、反射表示領域１０ａの表示の視認性を向上できるのであれば、第２の導光板８０の形状、寸法、配置等は任意とすることができる。例えば、反射表示領域１０ａのうち情報が表示される重要な領域だけを最低限カバーするように第２の導光板８０の大きさを反射表示領域１０ａの大きさより少し小さくしてもよく、逆に第２の導光板８０の周縁部における性能が不足している場合には、第２の導光板８０の大きさを反射表示領域１０ａより若干はみ出すような大きさとしてもよい。

補助光源７０から第２の導光板８０に入射した光は、反射を繰り返して第２の導光板８０内を伝搬し、第２の導光板８０の液晶パネル１０側の面から出射される。すなわち、第２の導光板８０は、補助光源７０から出射される光を効率よく反射表示領域１０ａに対応する位置に導き、反射表示領域１０ａを表示面側から均一に照明する。

以上のように、本実施形態の液晶表示装置においては、第４実施形態の液晶表示装置と同様に、情報量が少なく且つ利用者が頻繁にアクセスするような情報は、反射表示領域１０ａにおいて、外光のみを利用した反射表示を行えばよく、また、周囲が暗い場合等にはごく短時間、消費電力の少ない補助光源７０だけを点灯することで反射表示領域１０の照度を補うことができる。このように、反射表示領域１０ａと透過表示領域１０ｂとそれぞれに最適な光源を設置し、これらを独立して制御するので、無駄な消費電力を使うことがない。したがって、従来の半透過型液晶表示装置等と比較して、消費電力を低減することができ、反射表示領域１０ａにおいて視認性の良好な画像表示を行うことができる。

また、本実施形態の液晶表示装置は、反射表示領域１０ａと重なる位置に、補助光源７０の光を導く第２の導光板８０を接続しているので、反射表示領域１０ａの全体にわたってより均一に光を照射することができる。したがって、反射表示領域１０ａにおいてより鮮明な画像表示を行うことができる。

また、補助光源７に第２の導光板８０を接続することにより、補助光源７０の光の利用効率を高めることができる。したがって、補助光源７０として低輝度の光源を使用することができ、その分の消費電力の低減を図ることができる。

＜第６実施形態＞
次に、本発明の第６実施形態の液晶表示装置について説明する。本実施形態の液晶表示装置は、第５実施形態の液晶表示装置を一部変更したものであり、透過表示領域１０ｂの画素構成及び第２の導光板の大きさを変更したものである。なお、この第６の実施形態の説明では、第５実施形態の液晶表示装置と同じ部分については同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。

図６（ａ）及び（ｂ）に示す本実施形態の液晶表示装置においては、第１乃至第５実施形態の液晶表示装置とは異なり、透過表示領域１０ｂに配列された画素の、透明導電膜からなる画素電極の一部が光反射膜とされる。この場合、半透過型の画素電極は、反射表示領域と同じ材料からなる導電性光反射膜に入射光を透過させる１以上の開口を設けるとともに、所定形状にパターニングすることにより得られる。すなわち、本実施形態の液晶表示装置は、透過表示領域１０ｂに配列された各画素が、面内で透過表示領域と反射表示領域とに分割された半透過型の構成とされる。このため、透過表示領域１０ｂにおいては、非表示面側の外部光源３０からの光と表示面側の補助光源７０からの光又は外光とを利用して表示を行う、透過表示方式及び反射表示方式の併用方式にて画像表示を行う、

また、本実施形態の液晶表示装置においては、補助光源７０に、第２の導光板９０が接続される。第２の導光板９０は、液晶パネル１０の表示領域とほぼ同じ大きさとされ、液晶パネル１０の表示領域全体と重なり合うように配置される。

補助光源７０から第２の導光板９０に入射した光は、反射を繰り返して第２の導光板９０内を伝搬し、第２の導光板９０の液晶パネル１０側の面から出射される。すなわち、第２の導光板９０は、補助光源７０から出射される光を効率よく表示領域に対応する位置に導き、表示領域全体を表示面側から均一に照明する。

以上のように、本実施形態の液晶表示装置においては、第５実施形態の液晶表示装置と同様に、情報量が少なく且つ利用者が頻繁にアクセスするような情報は、反射表示領域１０ａにおいて、外光のみを利用した反射表示を行えばよく、また、周囲が暗い場合等にはごく短時間、消費電力の少ない補助光源７０だけを点灯することで反射表示領域１０ａの照度を補うことができる。このように、反射表示領域１０ａと透過表示領域１０ｂとそれぞれに最適な光源を設置し、これらを独立して制御するので、無駄な消費電力を使うことがない。したがって、従来の半透過型液晶表示装置等と比較して、消費電力を低減することができ、反射表示領域１０ａにおいて視認性の良好な画像表示を行うことができる。

また、本実施形態の液晶表示装置は、液晶パネル１０の表示領域と重なる位置に、補助光源７０の光を導く第２の導光板９０を接続しているので、反射表示領域１０ａを含む表示領域全体にわたってより均一に光を照射することができる。したがって、反射表示領域１０ａにおいてより鮮明な画像表示を行うことができる。

また、補助光源７に第２の導光板９０を接続することにより、補助光源７０の光の利用効率を高めることができる。したがって、補助光源７０として低輝度の光源を使用することができ、その分補助光源７０の消費電力の低減を図ることができる。

また、透過表示領域１０ｂの表示方式を光透過・反射併用方式とすることで、周囲が明るい場合には透過表示領域１０ｂにおいて反射表示が可能となり、その分、外部光源３０の点灯頻度を減少することができるので、消費電力をさらに低減することができる。

さらに、本実施形態の液晶表示装置においては、反射表示領域１０ａのみならず、光反射・透過併用方式で画像表示を行う透過表示領域１０ｂに対応する位置に第２の導光板９０が配置されているので、周囲が暗い場合等にはごく短時間、消費電力の少ない補助光源７０を点灯することで透過表示領域１０ｂの照度も補うことができる。このため、周囲が暗い場合であっても、透過表示領域１０ｂに表示させる情報がさほど情報量が多くない場合等には、消費電力の大きな外部光源３０を点灯することなく、補助光源７０を利用した反射表示方式により透過表示領域１０ｂの表示の視認性を高めることができる。したがって、外部光源７０の点灯頻度をさらに低減することができるので、さらなる低消費電力化を図ることができる。

なお、上述の説明では、液晶パネル１０としてホモジニアスモードを採用した液晶パネルを用いた場合を例示したが、本発明はこれに限定されず、例えばベンド配向や垂直配向等を用いた液晶モードを採用してもよく、また、ネマティック液晶をねじれ配向させツイストモードとしてもよい。このとき、光学フィルムの構成は、採用するモードに合わせて適宜最適化することが望ましい。

また、上述の説明では、長方形状の反射表示領域１０ａを液晶パネル１０の上部に偏在させ、残りの表示領域を透過表示領域１０ｂとした構成としたが、液晶パネル１０の構成については上述の形状及び配置に限定されることなく、任意に変更することができる。

（ａ）は、第１実施形態の液晶表示装置を表示面側から見た概略平面図であり、（ｂ）は、（ａ）の概略断面図である。 （ａ）は、第２実施形態の液晶表示装置を表示面側から見た概略平面図であり、（ｂ）は、（ａ）の概略断面図である。 （ａ）は、第３実施形態の液晶表示装置を表示面側から見た概略平面図であり、（ｂ）は、（ａ）の概略断面図である。 （ａ）は、第４実施形態の液晶表示装置を表示面側から見た概略平面図であり、（ｂ）は、（ａ）の概略断面図である。 （ａ）は、第５実施形態の液晶表示装置を表示面側から見た概略平面図であり、（ｂ）は、（ａ）の概略断面図である。 （ａ）は、第６実施形態の液晶表示装置を表示面側から見た概略平面図であり、（ｂ）は、（ａ）の概略断面図である。

符号の説明

１０ 液晶パネル、１１ 基板、１２ 偏光フィルム、１３ 液晶駆動信号用配線、２０ 導光板、３０ 外部光源、３１ 外部光源用配線、４０,５０ 補助導光板、６０ 光ファイバ、７０ 補助光源、７１ 補助光源用配線、８０ 第２の導光板

Claims (10)

1. 液晶層を挟んで一対の基板が対向配置され、反射表示方式により画像表示を行う第１領域と、透過表示方式により画像表示が可能な第２領域とを有する液晶パネルと、
   上記液晶パネルの非表示面側に配置された外部光源と、
   上記外部光源から出射される光の一部を導いて、上記液晶パネルの上記第１領域を表示面側から照明する導光手段とを備えることを特徴とする液晶表示装置。
2. 上記外部光源が端縁に配置され、当該外部光源から出射される光を導いて、上記液晶パネルの上記第２領域を非表示面側から照明する導光板を備え、
   上記導光手段は、上記導光板の上記外部光源が配置された端縁と対向する端縁に配置される補助導光板であることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
3. 上記補助導光板は、先端に向かって幅が漸減するように形成されていることを特徴とする請求項２記載の液晶表示装置。
4. 上記導光手段は、一端が上記外部光源に直接接続された光ファイバであることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
5. 液晶層を挟んで一対の基板が対向配置され、反射表示方式により画像表示を行う第１領域と、透過表示方式により画像表示が可能な第２領域とを有する液晶パネルと、
   上記液晶パネルの非表示面側に配置された外部光源と、
   上記液晶パネルの上記第１領域を表示面側から照明する補助光源とを備えることを特徴とする液晶表示装置。
6. 上記補助光源は、上記第１領域近傍に配されることを特徴とする請求項５記載の液晶表示装置。
7. 上記外部光源及び上記補助光源は、独立して点灯及び消灯制御されることを特徴とする請求項５記載の液晶表示装置。
8. 上記補助光源は、白色又は単色のＬＥＤであることを特徴とする請求項５記載の液晶表示装置。
9. 少なくとも上記第１領域に対応する位置に設けられ、上記補助光源から出射される光を導いて当該第１領域を表示面側から照明する補助導光板を備えることを特徴とする請求項５記載の液晶表示装置。
10. 上記第２領域は、透過表示方式及び反射表示方式の併用方式により画像表示を行い、
    上記補助導光板は、上記液晶パネルの表示領域全体に対応して設けられることを特徴とする請求項９記載の液晶表示装置。

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