JP4648338B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、プリズムシートや拡散シートを用いて導光板の表裏面の両方から光を出射することができる平面照明装置を用いた、例えば携帯電話等のモバイル製品の液晶表示装置に関するものである。

従来、表面方向と裏面方向の両方に液晶表示装置で表示する場合、例えば携帯電話等のモバイル製品では、主画面の液晶表示とケース等の裏側に副画面の液晶表示を行う時に、平面照明装置を組み込んだ液晶表示装置を２つ用いて、表裏面から観察できる様にした構成であった。

また、主画面の液晶表示には従来のバックライトを用いて、鮮明で明るいＴＦＴ液晶等の透過タイプの液晶を使用し、副画面にはバックライトの裏面に反射体等を設け反射タイプの液晶を使用して、表裏の２面から観察できる様にした構成の物はあった。

このように、従来の表面方向と裏面方向の両方に液晶表示装置で表示する場合、例えば携帯電話等のモバイル製品において、主画面の液晶表示とケース等の裏側に副画面の液晶表示を行う時に、平面照明装置を組み込んだ液晶表示装置を２つ用いて、表裏面から観察できる様にした構成では、２組のバックライトが必要となり、バックライトの構成の上で占める割合が大きな導光板を２つ必要となるとともに光源も２組必要となる。

また、モバイル製品（例えば携帯電話等）の液晶表示装置として使用される導光板は、重量や厚さにおいても大きな因子となってしまい、モバイル製品の軽量化や小型化（厚み）に課題がある。

さらに、光源を２組必要とするので、消費電力が多くなりバッテリー寿命の短期化となったり、電力確保のためにバッテリーの量を増やしてしまえば、より小形化や軽量化および経済性等に対して課題がある。

また、表裏面の両方に液晶表示装置を設ける場合に、主画面の液晶表示には従来のバックライトを用いて、鮮明で明るいＴＦＴ液晶等の透過タイプの液晶を使用し、副画面にはバックライトの裏面に反射体等を設け反射タイプの液晶を使用して、表裏の２面から観察できる様にした構成の物は、軽量や小型化に対しては十分満足できる。しかし、副画面に反射タイプの液晶を用いるため、輝度が低いとともにカラー画像の場合に色が鮮明でない課題がある。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、主液晶パネルと、主液晶パネルよりも小さな副液晶パネルとの２つの液晶パネルの間に設けた表面部と裏面部との双方から出射する導光板とからなる液晶表示装置であって、副液晶パネルに対向する導光板の間に部分的に開口部を有した部分的着色シートを設けコントラストを良くすることのできる主副２画面からなる液晶表示装置を提供することにある。

上記課題を解決するため本発明の請求項１に係る液晶表示装置は、主液晶パネルと、主液晶パネルよりも小さな副液晶パネルと、これら主液晶パネルと副液晶パネルとの間に設けた表面部と裏面部との双方から出射する導光板を少なくとも有した平面照明装置とを有する液晶表示装置であって、
副液晶パネルに対向し副液晶パネルよりもやや小さな開口窓を有したケースを設けるとともに、開口窓のサイズより若干小さい開口部を有した部分的な部分的着色シートを開口窓および副液晶パネルに対向するケースと導光板との間に設けたことを特徴とする。

請求項１に係る液晶表示装置は、主液晶パネルと、主液晶パネルよりも小さな副液晶パネルと、これら主液晶パネルと副液晶パネルとの間に設けた表面部と裏面部との双方から出射する導光板を少なくとも有した平面照明装置とを有し、副液晶パネルに対向し副液晶パネルよりもやや小さな開口窓を有したケースを設けるとともに、開口窓のサイズより若干小さい開口部を有した部分的な部分的着色シートを開口窓および副液晶パネルに対向するケースと導光板との間に設けたので、副液晶パネルのコントラストを良くすることができる。
また、副液晶パネルに必要とする光のみを出射し、他の光を遮光することができる。また、副液晶パネルのコントラストを良くすることができ、特に小さくした時には反射性を有したケース等の端部で発生する散乱光を戻さずに遮光することができる。
さらに、反射体の色とした白色を利用した場合、反射体と開口部のコントラストを低減することができる。

さらに、請求項２に係る液晶表示装置は、部分的着色シートが、暗色系で着色されてフィルム状であることを特徴とする。

請求項２に係る液晶表示装置は、部分的着色シートが、暗色系で着色されてフィルム状であるので、副液晶パネルのコントラストを良くすることができる。

さらに、請求項３に係る液晶表示装置は、導光板の表面部または／および裏面部に光偏向素子を設け、全反射または／および屈折し、自身面および対向面の双方の面から出射することを特徴とする。

請求項３に係る液晶表示装置は、導光板の表面部または／および裏面部に光偏向素子を設け、全反射または／および屈折し、自身面および対向面の双方の面から出射するので、斑無く両面から出射することができる。

さらに、請求項４に係る液晶表示装置は、平面照明装置の導光板の表面部または／および裏面部側にプリズムシートまたは／および拡散シートまたは／および偏光反射シートを設けたことを特徴とする。

請求項４に係る液晶表示装置は、平面照明装置の導光板の表面部または／および裏面部側にプリズムシートまたは／および拡散シートまたは／および偏光反射シートを設けたので、導光板の表面部や裏面部からの出射角の大きな光線をプリズムシートによる屈折によって、一度に導光板の両面の双方から出射光を得ることができる。
また、拡散シートと一対のプリズムシートとによって全反射により出射した光を導光板の両面の双方に対して出射するので、指向性の有る光源や光線を用いて光偏向素子を設けた面のみで、一度に導光板の両面の双方から出射光を得ることができる。
さらに、プリズムシートと拡散シートとによって全反射により出射した光を導光板の両面の双方に対して出射するので、指向性の有る光源や光線を用いて光偏向素子を設けた面のみで、一度に導光板の両面の双方から出射光を得ることができる。
また、偏光反射シートを設ければ、高輝度を要求された場合の液晶パネルや液晶セルの視認性をさらに良好にすることができる。

また、請求項５に係る液晶表示装置は、平面照明装置の導光板の一方側に副液晶パネルに対向する開口穴を有した反射体を設けたことを特徴とする。

請求項５に係る液晶表示装置は、平面照明装置の導光板の一方側に副液晶パネルに対向する開口穴を有した反射体を設けたので、副液晶パネル側の開口穴以外に導光板から漏れた光を再び導光板に戻すことができるとともに目的に合ったサイズの平面出射光を得ることができる。

さらに、請求項６に係る液晶表示装置は、光偏向素子が、真円弧、楕円弧、円錐、円柱、多角錐、多角柱の形状および連続または非連続な断面が円弧形、多角形の枕形のいずれかの凸部または凹部からなり、導光板の表面部または／および裏面部にランダムまたは同心位置に設けることを特徴とする。

請求項６に係る液晶表示装置は、光偏向素子が、真円弧、楕円弧、円錐、円柱、多角錐、多角柱の形状および連続または非連続な断面が円弧形、多角形の枕形のいずれかの凸部または凹部からなり、導光板の表面部または／および裏面部にランダムまたは同心位置に設けるので、導光板の表面部や裏面部から出射角の大きい光線や出射角の小さい光線を出射することができる。

また、請求項７に係る液晶表示装置は、プリズムシートが、断面形状を略三角形もしくは少なくとも１つの傾斜面を有し、プリズムシート面上に直形状もしくは同心な弧形状を有することを特徴とする。

請求項７に係る液晶表示装置は、プリズムシートが、断面形状を略三角形もしくは少なくとも１つの傾斜面を有し、プリズムシート面上に直形状もしくは同心な弧形状を有するので、導光板から出射した出射角の大きい光線をプリズムシートにより表面部または／および裏面部に対し略直角方向に出射する。これにより、観測側に対して正面の表面全体から出射光を得ることができる。

以上のように、請求項１に係る液晶表示装置は、主液晶パネルと、主液晶パネルよりも小さな副液晶パネルと、これら主液晶パネルと副液晶パネルとの間に設けた表面部と裏面部との双方から出射する導光板を少なくとも有した平面照明装置とを有し、副液晶パネルに対向し副液晶パネルよりもやや小さな開口窓を有したケースを設けるとともに、開口窓のサイズより若干小さい開口部を有した部分的な部分的着色シートを開口窓および副液晶パネルに対向するケースと導光板との間に設けたので、副液晶パネルのコントラストを良くすることができる。
また、副液晶パネルに必要とする光のみを出射し、他の光を遮光することができる。また、副液晶パネルのコントラストを良くすることができ、特に小さくした時には反射性を有したケース等の端部で発生する散乱光を戻さずに遮光することができる。
さらに、反射体の色とした白色を利用した場合、反射体と開口部のコントラストを低減することができる。
そのために、反射体の開口部を通しての副画面の視認を抑えることができる。

請求項２に係る液晶表示装置は、部分的着色シートが、暗色系で着色されてフィルム状であるので、副液晶パネルのコントラストを良くすることができる。そのために、明るく見やすい画像や文字を認識することができる。

請求項３に係る液晶表示装置は、導光板の表面部または／および裏面部に光偏向素子を設け、全反射または／および屈折し、自身面および対向面の双方の面から出射するので、斑無く両面から出射することができる。
そのために、表面部と裏面部の双方向から目的の大きさの平面光を得ることができるとともに主副の２画面から成る液晶表示装置等の平面照明として厚さを薄くできるとともに１つの光源で２つの平面照明を得ることができ、小型薄型経済性に優れている。

請求項４に係る液晶表示装置は、平面照明装置の導光板の表面部または／および裏面部側にプリズムシートまたは／および拡散シートまたは／および偏光反射シートを設けたので、導光板の表面部や裏面部からの出射角の大きな光線をプリズムシートによる屈折によって、一度に導光板の両面の双方から出射光を得ることができる。
また、拡散シートと一対のプリズムシートとによって全反射により出射した光を導光板の両面の双方に対して出射するので、指向性の有る光源や光線を用いて光偏向素子を設けた面のみで、一度に導光板の両面の双方から出射光を得ることができる。
さらに、プリズムシートと拡散シートとによって全反射により出射した光を導光板の両面の双方に対して出射するので、指向性の有る光源や光線を用いて光偏向素子を設けた面のみで、一度に導光板の両面の双方から出射光を得ることができる。
そのために、見やすく利用者に対し操作性を良くしたり、誤認識を防いだりでき、便利さを良くすることができる。
また、偏光反射シートを設ければ、高輝度を要求された場合の液晶パネルや液晶セルの視認性をさらに良好にすることができる。
そのために、Ｐ波成分以外の自然光やＳ波成分は導光板側に反射されるので、この反射した光の成分を主画面側の輝度上昇分として利用することができる。

請求項５に係る液晶表示装置は、平面照明装置の導光板の一方側に副液晶パネルに対向する開口穴を有した反射体を設けたので、副液晶パネル側の開口穴以外に導光板から漏れた光を再び導光板に戻すことができるとともに目的に合ったサイズの平面出射光を得ることができる。
そのために、目的に合ったサイズの平面出射光を２面の液晶パネルまたは液晶セルに出射できる。これにより、特に副画面等の画面の大きさを自由に設計することができ、汎用性に富む。

請求項６に係る液晶表示装置は、光偏向素子が、真円弧、楕円弧、円錐、円柱、多角錐、多角柱の形状および連続または非連続な断面が円弧形、多角形の枕形のいずれかの凸部または凹部からなり、導光板の表面部または／および裏面部にランダムまたは同心位置に設けるので、導光板の表面部や裏面部から出射角の大きい光線や出射角の小さい光線を出射することができる。
そのために、光源の数、設ける位置、液晶表示装置の大きさに対して制限されることなく自由に設計することができる。

請求項７に係る液晶表示装置は、プリズムシートが、断面形状を略三角形もしくは少なくとも１つの傾斜面を有し、プリズムシート面上に直形状もしくは同心な弧形状を有するので、導光板から出射した出射角の大きい光線をプリズムシートにより表面部または／および裏面部に対し略直角方向に出射する。これにより、観測側に対して正面の表面全体から出射光を得ることができる。
そのために、明るく見やすい画像や文字を認識することができる。

以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
尚、本発明は、主液晶パネルと、主液晶パネルよりも小さな副液晶パネルとの２つの液晶パネルの間に設けた導光板の表面部や裏面部に光偏向素子を設け、表面部と裏面部との双方から出射する導光板とからなる液晶表示装置であって、ケースの開口窓のサイズより若干小さい開口部を有した部分的な部分的着色シートを開口窓および副液晶パネルに対向するケースと導光板との間に設けコントラストを良くすることのできる薄型で省エネ効果が有る主副２画面からなる液晶表示装置を提供することにある。

図１（ａ）は２つの液晶パネルまたは液晶セルの間に両面から出射する平面照明装置を配した本発明に係る液晶表示装置の略斜視図であり、携帯電話の正面斜視図、同図（ｂ）は携帯電話の背面斜視図、図２（ａ）は折り畳み式携帯電話の正面斜視図、同図（ｂ）は折り畳み式携帯電話の背面斜視図、図３は本発明に係る液晶表示装置の略側面断面図であり、１つの平面照明装置の両面側に主液晶表示装置と副液晶表示装置を設けた場合の一例を示す図、図４は本発明に係る平面照明装置の一例を示す部分拡大側断面図、図５乃至図７は本発明に係る平面照明装置の他の例を示す部分拡大側断面図、図８は本発明に係る平面照明装置の更に他の例を示す略斜視図、図９は本発明に係る平面照明装置の導光板に形成される光偏向素子と光源の位置関係を示す平面図、図１０は本発明に係る平面照明装置の導光板に形成される光偏向素子と光源の位置関係を示す他の例の平面図、図１１は図９のＢ−Ｂ線、図１０のａ−ａ線の部分断面図、図１２は本発明に係る平面照明装置を含む液晶表示装置の他の実施の形態を示す略側面断面図、図１３（ａ），（ｂ）は部分的着色シートの開口部の効果を説明するための図、図１４（ａ），（ｂ）は部分的着色シートの有無の効果を説明するための図、図１５は本発明に係る平面照明装置を含む液晶表示装置のさらに他の実施の形態を示す略側面断面図、図１６は図１５の液晶表示装置における平面照明装置の分解斜視図である。

図１（ａ），（ｂ）および図２（ａ），（ｂ）は、本発明に係る平面照明装置を用いた液晶表示装置からなるモバイル製品の一例として、携帯電話を示すものである。

携帯電話２は、表面側ケース３と裏面側ケース４との中に各種の部品を収納している。表面側ケース３には、番号等の各種の押しボタンや電話機としての各種情報表示する主画面５を備えている。この主画面５は、図示しない主の液晶パネルや液晶セル等を有し、その下部にバックライトの導光板を備えている。

さらに、裏面側ケース４には、時刻や着信時の相手先の電話番号等の各種情報表示する副画面６を備えている。この副画面６は、図示しない副の液晶パネルや液晶セル等を有し、その下部にバックライトの導光板を備えている。

尚、これら主および副の液晶パネルや液晶セルのバックライトに用いる導光板は、単一の両面または片面成型の導光板から構成されるものである。

以下、上記携帯電話２などモバイル製品に採用される本発明に係る平面照明装置を含む液晶表示装置１の構成について説明する。

図３に示すように、液晶表示装置１は、導光板７に光を供給する光源１１と、光源１１により導光板７の内部に存在した光を表面部８と裏面部９との両面に出射するために凸形状や凹形状のプリズムやドット等からなる光偏向素子７１を表面部８と裏面部９との各々に設けた導光板７と、導光板７の表面部８や裏面部９の上部に表面部８や裏面部９から出射した光線を略垂直に出射するためのプリズムシート１２や出射光を拡散して均一にさせるための拡散シート１３等を備え、さらに表面部８や裏面部９からの出射光の出射面積をコントロールするために開口穴１４ａを部分的に有した反射体１４から構成される平面照明装置と、表面部８や裏面部９および反射体１４の上部位置に液晶パネル５や液晶セル５および液晶パネル６や液晶セル６を備えて構成される。

導光板７は、透明なアクリル樹脂（ＰＭＭＡ）やポリカーボネート（ＰＣ）等で略矩形状に成形される。導光板７は、側面部の少なくとも１つを入射部１０とし、表面部８または／および裏面部９に光偏向素子７１を有している（図３の例では表面部８および裏面部９）。

また、導光板７に設けられる光偏向素子７１は、図４乃至図８に示すように、目的に合わせて配置、分布および形状が決められる。

ここで、例えば導光板７の材料をポリカーボネート（ＰＣ）樹脂とした場合、ポリカーボネート樹脂の屈折率ｎ＝１．５９である。従って、入射部１０から空気層を介して導光板７内に入った光線は、０≦｜α｜≦ｓｉｎ^-1（１／ｎ）（但し、ｎは空気層とし屈折率ｎ＝１）の式より、略屈折角α＝±３８．９７１３°の範囲内の光として導光板７内に存在する。

また、屈折角α＝±３８．９７１３°の範囲内で導光板７内に入射した光は、導光板７と空気層（屈折率ｎ＝１）との境界面では、ｓｉｎγ＝（１／ｎ）の式により臨界角を表わすことができる。例えば一般の導光板７に使用されている樹脂材料であるポリカーボネート樹脂の屈折率はｎ＝１．５９程度であるので臨界角γはγ＝３８．９７°程度になる。尚、アクリル樹脂（ＰＭＭＡ）材を用いた導光板の場合には、アクリル樹脂の屈折率ｎがｎ＝１．４９程度であり、屈折角αはα＝４２．３８°程度となるので、臨界角γもγ＝４２．３８°程度となる。

本例の液晶表示装置１に使用される平面照明装置としては、図４に示すように、導光板７の表面部８と裏面部９とに凸形状や凹形状の光偏向素子７１を形成し、導光板７の両面（表面部８側および裏面部９側）にプリズムシート１２を設ける構成とすることができる。この場合、入射部１０から導光板７内に進んだ光のうち、光線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４は、表面部８や裏面部９方向に進み、光偏向素子７１の入射部１０方向や入射部１０の反対方向の傾斜面によって全反射を行う。この全反射した光線Ｌ１２，Ｌ２２，Ｌ３２，Ｌ４２は、対向する面の方向に進み、臨界角を破って導光板７から光線Ｌ１３，Ｌ２３，Ｌ３３，Ｌ４３を出射する。即ち、光偏向素子７１を設けた面とは互いに対向する反対側から光線が出射する。

また、この時、導光板７に設けた光偏向素子７１の形状（光線と全反射する角度）によって、出射角度が大きな光線Ｌ３３やＬ４３の場合には、導光板７に頂角が向くように導光板７の上部（表面部８）に設けられるプリズムシート１２により、出射角が大きな光線Ｌ３３やＬ４３をプリズムシート１２の１傾斜面からやや屈折し、光線Ｌ３４やＬ４４としてプリズムシート１２内に進む。この光線Ｌ３４やＬ４４は、さらにプリズムシート１２の他の１傾斜面で全反射を行い、導光板７の面に対し略垂直に偏向して光線Ｌ３５やＬ４５を出射する。

さらに、図５や図６に示すように、導光板７の表面部８または裏面部９のどちらかに光偏向素子７１を形成し、光偏向素子７１が形成された面側（図５や図６の例では、導光板７の裏面部９側）に拡散シート１３を設け、光偏向素子７１が形成されていない面側（図５や図６の例では、導光板７の表面部８側）にプリズムシート１２を設ける構成とすることができる。この場合、光偏向素子７１の形状や光線の入射角度によって光偏向素子７１に達した光線Ｌ０１，ＬＬ１のうち、一部の光線Ｌ０２が全反射を行い、対向する面方向（表面部８）に進み、導光板７の臨界角を破って外部に光線Ｌ０３を出射する。また、一部の光線ＬＬ２は、光偏向素子７１で屈折して透過し、外部に光線ＬＬ３を出射する。

また、この時、導光板７に設けた光偏向素子７１の形状（光線と全反射する角度）によって、出射角度が大きな光線Ｌ０３の場合には、導光板７に頂角が向くように導光板７の上部（表面部８）に設けられるプリズムシート１２により、出射角が大きな光線Ｌ０３をプリズムシート１２の１傾斜面からやや屈折して、プリズムシート１２内に光線Ｌ０４として進む。この光線Ｌ０４は、さらにプリズムシート１２の他の１傾斜面で全反射を行い、導光板７の面に対し略垂直に偏向して光線Ｌ０５を出射する。

さらに、光偏向素子７１で屈折して透過し外部に出射した光線は、光を拡散する拡散シート１３によって拡散されて広がりを持つ光コーンＬＬｄを外部に出射する。
尚、図５は光偏向素子７１が凹形状の場合を示し、図６は光偏向素子７１が凸形状の場合を示している。

また、図７に示すように、導光板７の表面部８と裏面部９とに凸形状や凹形状の光偏向素子７１を形成し、導光板７の両面（表面部８側および裏面部９側）にプリズムシート１２を設ける構成とすることができる。この場合、光偏向素子７１に達した光線ＬＢが光偏向素子７１によって屈折して表面部８や裏面部９から外部に光線ＬＢ１を出射する。

この時、出射光線ＬＢ１は、入射部１０と反対方向へ出射する。そのため、表面部８や裏面部９の上部に設けられるプリズムシート１２により、導光板７から出射した光線ＬＢ１を導光板７に頂角が向くプリズムシート１２によってプリズムシート１２の１傾斜面からやや屈折して、プリズムシート１２内に光線ＬＢ２が進む。この光線ＬＢ２は、さらにプリズムシート１２の他の１傾斜面で全反射を行い、導光板７の面に対して略垂直に偏向して光線ＬＢ３を出射する。

尚、ここでは、光偏向素子７１を円弧形状の凸形状や凹形状等によって説明をしたが、他の形状である楕円弧、円錐、円柱、多角錐、多角柱等の形状を導光板７の表面部８や裏面部９にランダムに設けたり、円弧形や多角形の断面を有する枕形状の凸部や凹部の光偏向素子７１を連続または非連続に設けるようにしても良い。

また、光偏向素子７１が楕円弧、円錐、円柱、多角錐、多角柱等の凸形状や凹形状の場合でも上述した構成と同様の作用および効果が得られ、説明が重複するので、ここでは説明を省いている。

さらに、図８および図９や図１０に示すように、導光板７は、表面部８や裏面部９の両面や片面に円弧形や多角形の断面を有する枕形状の凸部や凹部の光偏向素子７１を同心位置に連続または非連続に設ける構成としてもよい。

図８の例では、導光板７に対して光源１１を隅に設けるために光源１１に対向するように光偏向素子７１を光源１１を中心とした同心円位置に設けられる。また、導光板７の隅には、光源１１を導光板７内に収納するための収納部７０が一体形成される。そして、この収納部７０に光源１１を挿入し、機械的安定を図っている。

また、図８において、導光板７の両面側に設けられるプリズムシート１２には、導光板７に設けた光偏向素子７１と同様に光偏向素子７１に対応させて頂角７２が円弧分布をし、導光板７の表面部８や裏面部９に頂角７２が向いている。

さらに、図９や図１０のように、光偏向素子７１を導光板７の表面部８や裏面部９に対し、光源１１を中心として同心位置に連続または非連続に設けるようにしてもよい。

図９は導光板７の隅位置に光源１１を設けたもので、図１０は導光板７の中央位置に光源１１を設けたものである。そして、稜と谷が交互に例えば奇数番が稜Ｓ１，Ｓ３等、そして偶数番が谷Ｓ２，Ｓ４等になる。

尚、図９のＢ−Ｂ線および図１０のａ−ａ線は同心の稜の法線と直角をなし、図１１はＢ−Ｂ線およびａ−ａ線における導光板の部分拡大側断面図を示している。

ところで、図９に示すＢ−Ｂ線での断面や図１０に示すａ−ａ線での断面における導光板７の光偏向素子７１は、図１１に示すように、断面が三角形であるが、導光板７の表面部８や裏面部９からの出射光に合わせて二等辺三角形でなくとも良い。光偏向素子７１の形状を例えば直角三角形や台形および傾斜面が円弧を描く三角形や台形としてもよい。

そして、図１１に示すように、導光板７の表面部８や裏面部９に光偏向素子７１を設けた場合には、この光偏向素子７１に達した光線ＬＣ０が光偏向素子７１によって屈折して表面部８や裏面部９から外部に光線ＬＣ１が出射する。

また、光線ＬＣ０１が光偏向素子７１によって全反射した光線ＬＣｒは、対向する面に進み、光偏向素子７１によって屈折して表面部８や裏面部９から外部に光線ＬＣ１が出射する。

さらに、表面部８や裏面部９の上部にプリズムシート１２を設け、導光板７から出射した光線ＬＣ１を導光板７に頂角が向くプリズムシート１２によってプリズムシート１２の１傾斜面からやや屈折して、プリズムシート１２内に光線ＬＣ２が進む。この光線ＬＣ２は、さらにプリズムシート１２の他の１傾斜面で全反射を行い、導光板７の面に対し略垂直に偏向して光線ＬＣ３を出射する。

尚、図８の例では、導光板７の光偏向素子７１をプリズム形状としたが、先に述べたように円弧、楕円弧、円錐、円柱、多角錐、多角柱等の凸形状や凹形状のドットを連続的に同心位置に設けても良い。

プリズムシート１２は、アクリル樹脂（ＰＭＭＡ）やポリカーボネート（ＰＣ）等の透明樹脂から成形される。プリズムシート１２は、断面形状が略三角形もしくは少なくとも１つの傾斜面を有するプリズム面を形成し、導光板７から出射した光を導光板７に対し、略垂直に偏向して全反射させる。
また、プリズムシート１２は、シート面上に直形状に設けたり、もしくは図８や図１０に示したように同心な弧形状に設けることができる。

拡散シート１３は、アクリル樹脂（ＰＭＭＡ）やポリカーボネート（ＰＣ）等の透明樹脂から成形される。拡散シート１３は、微小の凹凸面を有し、光線を広い光コーンのように光を広げる役目を行う。

反射体１４は、例えば図３に示すように、副画面６等に用いる小型の液晶パネル６や液晶セル６の大きさに対応させた開口穴１４ａを設けて、副画面６に必要な平面光源を液晶パネル６や液晶セル６等に供給する。

また、導光板７やプリズムシート１２および拡散シート１３等に対向する面を金属や金属の光沢の有る材料および白色を有する材料等により導光板７から漏れた光を再度導光板７に戻し無駄無く光を利用する。

光源１１は、ＣＣＦＬ（冷陰管）等からなり、直線線状やエル字形（Ｌ）やコの字形等の形状をなし、直接光は導光板７の入射部１０から導光板７内に入射する。また、必要に応じて図示しないリフレクタ等を用いて、入射部１０から入射する以外の他の光はリフレクタで反射されながら光源１１とリフレクタとの空間を通って導光板７内に入射する。

また、光源１１は、線状のＣＣＦＬに限定されず、線状光源として半導体発光素子を並べたアレー状のものでも良い。

さらに、光源１１は、半導体発光素子による例えばＬＥＤやレーザ等で構成し、単色光やＲＧＢ（赤色、緑色、青色）からなる白色や蛍光材料を用いて波長変換することによって白色光にしたものを用いることもできる。

また、導光板７の二つの側面部が交差する隅に、あるいは複数の入射部１０を持つ場合には、各入射部に異なる発光色の光源１１を用いて導光板７全体から白色の光を出射しても良い。

尚、ここでは図示しないが、光源１１の外周に金属や金属の光沢のある材料および白色を有する材料からなるリフレクタを備えても良い。

液晶パネル５，６および液晶セル５，６は、ＴＦＴ等に代表される透過型液晶から成り、ＲＧＢに対応したピクセルを多数設け、ＲＧＢ信号に対応して光のシャッタ機能を有している。尚、ここでは図示しないが、これらＲＧＢに対応したカラーフィルタをも備えている。

ところで、本例では、平面照明装置を含む液晶表示装置として図１２に示す構成のものも採用することができる。なお、図１２において、図３の液晶表示装置１と同等の構成要素には同一番号を付し、その具体的構成や作用についても同様なので説明を省略している。

図１２に示す液晶表示装置１は、光源１１、導光板７、プリズムシート１２、拡散シート１３、偏光反射シート２１、部分的着色シート２２、ケース２３、主画面として用いる液晶パネル５または液晶セル５、副画面として用いる液晶パネル６または液晶セル６を備えて概略構成される。

光源１１は、導光板７の入射部１０に光を供給している。導光板７は、側面部の少なくとも１つを入射部１０とし、表面部８または／および裏面部９に凸形状や凹形状のプリズムやドット等からなる光偏向素子７１を有している（図１２の例では表面部８および裏面部９）。

プリズムシート１２は、導光板７の表面部８の上方と裏面部９の下方に設けられる。プリズムシート１２は、導光板７に頂角が向くプリズム面を有し、導光板７の表面部８や裏面部９から出射した光線を略垂直に出射させている。

拡散シート１３は、一方のプリズムシート１２の上方と他方のプリズムシート１２の下方に設けられる。拡散シート１３は、プリズムシート１２から略垂直に出射される光線を拡散して広がりを持つ光コーンを出射している。

偏光反射シート２１は、導光板７の裏面部９側に配置される拡散シート１３の下方に設けられる。偏光反射シート２１は、平面照明装置（両面発光バックライト）の要求輝度として更に高輝度が要求された場合、副画面として用いる液晶パネル６または液晶セル６側のケース２３の開口窓２３ａからの副画面の視認性をさらに良好にする場合に利用する。また、この偏光反射シート２１は、偏光軸が副画面として用いる液晶パネル６または液晶セル６の偏光軸と同一となるように設置される。

偏光反射シート２１を備えた構成では、平面照明装置から放射されるＰ波、Ｓ波成分のうちＰ波成分のみ方向軸をあわせて透過している。その際、自然光やＳ波成分は反射して平面照明装置側に反射する。この平面照明装置側に反射した光の成分は、主画面として用いる液晶パネル５または液晶セル５側の輝度上昇分に利用される。これにより、主画面として用いる液晶パネル５または液晶セル５側の輝度を約１０％〜２０％上昇させることができる。

また、偏光反射シート２１の反射の働きを利用することにより、主画面として用いる液晶パネル５または液晶セル５側から副画面として用いる液晶パネル６または液晶セル６が臨むケース２３の開口部２３ａの視認性を低減することができる。

さらに、副画面として用いる液晶パネル６または液晶セル６の偏光軸との偏光反射シート２１の偏光軸をあわせることにより、副画面として用いる液晶パネル６または液晶セル６の透過後の輝度を約５％〜１０％上昇させることができる。

部分的着色シート２２は、偏光反射シート２１の下方に位置し、平面照明装置の各構成要素が収容されるケース２３の最下層に配置される。部分的着色シート２２には、ケース２３の開口窓２３ａに対応して開口部２２ａが形成されている。これら開口部２２ａおよび開口窓２３ａは、副画面として用いる液晶パネル６または液晶セル６の大きさに合わせて形成される。そして、ケース２３の開口窓２３ａおよび部分的着色シート２２の開口部２２ａからは、副画面として用いる液晶パネル６または液晶セル６の表面が臨んでいる。また、導光板７の表面部８側の拡散シート１３の上方には主画面として用いる液晶パネル５または液晶セル５が配置される。

ところで、部分的着色シート２２の開口部２２ａをケース２３の開口窓２３ａと同等の大きさにした場合、図１３（ｂ）に示すように、ケース２３の開口窓２３ａの端面で発生する散乱光の平面照明装置側への戻り光を遮光できないという問題を生じる。

そこで、本例では、ケース２３が明色（白色系）の場合、図１３（ａ）に示すように、部分的着色シート２２の開口部２２ａをケース２３の開口窓２３ａのサイズより若干小さく設定している。これにより、ケース２３の開口窓２３ａの端面で発生する散乱光の平面照明装置側への戻り光を遮光することができる。

この部分的着色シート２２を用いた構成によれば、平面照明装置の各構成要素が収容されるケース２３と開口窓２３ａのコントラストを低減させることができる。

さらに説明すると、従来より両面発光方式バックライトとしては、図１４（ｂ）に示すように、ケース２３の開口窓２３ａに副画面として用いる液晶パネル６または液晶セル６（偏光板独自の暗色、吸収）が直視される状況にある。このため、ケース２３と副画面として用いる液晶パネル６または液晶セル６の反射の度合いが異なることが原因で主画面として用いる液晶パネル５または液晶セル５側からこの明暗の差（コントラスト）が顕著に確認できる。

そこで、本例では、図１４（ａ）に示すように、副画面として用いる液晶パネル６または液晶セル６側の最下層、すなわち、ケース２３の内面に暗色系（黒色、濃灰色等）で着色されたフィルム状の部分的着色シート２２を備えた構成とし、上記コントラストの低減を図っている。これにより、主画面として用いる液晶パネル５または液晶セル５側から副画面として用いる液晶パネル６や液晶セル６が臨むケース２３の開口窓２３ａの視認を抑えることができる。

ところで、上述した図３や図１２に示す構成では、導光板７の表面部８または／および裏面部９に設けられるプリズムシート１２のプリズム面の頂角７２が導光板７側に向いているが、図１５や図１６に示すように、プリズムシート１２のプリズム面の頂角７２が導光板７の反対側に向く構成とすることもできる。

図１５は平面照明装置を含む液晶表示装置の他の実施の形態を示す略側面断面図、図１６は図１５における平面照明装置の分解斜視図である。なお、図３や図１２と同等の構成要素には同一番号を付し、その具体的構成や作用についても同様なので説明を省略している。

図１５に示す液晶表示装置１は、光源１１、導光板７、拡散シート１３、プリズムシート１２、偏光反射シート２１、部分的着色シート２２、ケース２３、主画面として用いる液晶パネル５または液晶セル５、副画面として用いる液晶パネル６または液晶セル６を備えて概略構成される。

光源１１は、導光板７の入射部１０に光を供給している。導光板７は、側面部の少なくとも１つを入射部１０とし、表面部８や裏面部９に凸形状や凹形状のプリズムやドット等からなる光偏向素子７１を有している（図１５の例では裏面部９）。

拡散シート１３は、導光板７の表面部８の上方と裏面部９の下方に設けられる。拡散シート１３は、導光板７の表面部８や裏面部９から出射される光線を拡散して広がりを持つ光コーンを出射している。

プリズムシート１２は、プリズム面が互いに交差（９０°）する一対のプリズムシート１２Ａ，１２Ｂで構成される。このプリズムシート１２は、一方の拡散シート１３の上方と他方の拡散シート１３の下方に設けられる。一対のプリズムシート１２Ａ，１２Ｂは、導光板７の反対側に頂角が向くプリズム面を有し、拡散シート１３から出射した光線を略垂直に出射させている。

偏光反射シート２１は、導光板７の裏面部９側に配置されるプリズムシート１２の下方に設けられる。偏光反射シート２１は、偏光軸が副画面として用いる液晶パネル６または液晶セル６の偏光軸と同一となるように設置され、前述した機能および作用効果を有している。

部分的着色シート２２は、図１３および図１４を用いて説明した前述の機能および作用効果を有している。この部分的着色シート２２は、偏光反射シート２１の下方に位置し、平面照明装置の各構成要素が収容されるケース２３の最下層に配置される。部分的着色シート２２には、ケース２３の開口窓２３ａに対応して開口部２２ａが形成されている。そして、ケース２３の開口窓２３ａおよび部分的着色シート２２の開口部２２ａからは、副画面として用いる液晶パネル６または液晶セル６の表面が臨んでいる。また、導光板７の表面部８側のプリズムシート１２の上方には主画面として用いる液晶パネル５または液晶セル５が配置される。

部分的着色シート２２の開口部２２ａは、ケース２３が明色（白色系）の場合、ケース２３の開口窓２３ａのサイズより若干小さく設定する。これにより、ケース２３の開口窓２３ａの端面で発生する散乱光の平面照明装置側への戻り光を遮光することができる。

そして、上記のように構成される液晶表示装置１を例えば写真機機能を有した携帯電話に採用した場合には、ファインダの役目をし、写真等の静止画像の確認をすることができる。同様に、動画の場合でも、ビデオカメラのファインダービュ（モニター）の役目をし、動画画像の確認をすることができる。

ところで、図１２や図１５に示す液晶表示装置１において、ケース２３に代えて、副画面に用いる小型の液晶パネル６や液晶セル６の大きさに対応させた開口穴１４ａを有する反射体１４としても良い。

（ａ），（ｂ）２つの液晶パネルまたは液晶セルの間に両面から出射する平面照明装置を配した本発明に係る液晶表示装置の略斜視図であり、携帯電話の正面斜視図および背面斜視図 （ａ），（ｂ）２つの液晶パネルまたは液晶セルの間に両面から出射する平面照明装置を配した本発明に係る液晶表示装置の略斜視図であり、折り畳み式携帯電話の正面斜視図および背面斜視図 本発明に係る液晶表示装置の略側面断面図であり、１つの平面照明装置の両面側に主液晶表示装置と副液晶表示装置を設けた場合の一例を示す図 本発明に係る平面照明装置の一例を示す部分拡大側断面図 本発明に係る平面照明装置の他の例を示す部分拡大側断面図 本発明に係る平面照明装置の他の例を示す部分拡大側断面図 本発明の係る平面照明装置の他の例を示す分解斜視図 本発明に係る平面照明装置の更に他の例を示す略斜視図 本発明の係る平面照明装置の導光板の一例を示す平面図 本発明に係る平面照明装置の導光板に形成される光偏向素子と光源の位置関係を示す他の例の平面図 図９のＢ−Ｂ線、図１０のａ−ａ線の部分断面図であり、本発明に係る平面照明装置を採用した液晶表示装置の平面図および裏面図 本発明に係る平面照明装置を含む液晶表示装置の他の実施の形態を示す略側面断面図 （ａ）反射体（ケース）の開口窓より小さい開口部を有する部分的着色シートを反射体（ケース）の内面側に設けた場合の部分断面図 （ｂ）反射体（ケース）の開口窓と同じ大きさの開口部を有する部分的着色シートを反射体（ケース）の内面側に設けた場合の部分断面図 （ａ）反射体（ケース）の内面側に部分的着色シートが有る場合の部分断面図 （ｂ）反射体（ケース）の内面側に部分的着色シートが無い場合の部分断面図 本発明に係る平面照明装置を含む液晶表示装置のさらに他の実施の形態を示す略側面断面図 図１５の液晶表示装置における平面照明装置の分解斜視図

１ 液晶表示装置
２ 携帯電話
３ 表面側ケース
４ 裏面側ケース
５ 主画面（主の液晶パネル，主の液晶セル）
６ 副画面（副の液晶パネル，副の液晶セル）
７ 導光板
８ 表面部
９ 裏面部
１０ 入射部
１１ 光源
１２ プリズムシート
１３ 拡散シート
１４ 反射体
１４ａ 開口穴
２１ 偏光反射シート
２２ 部分的着色シート
２２ａ 開口部
２３ ケース
２３ａ 開口窓
７０ 収納部
７１ 光偏向素子
７２ 円弧分布プリズムシートの頂角
α 屈折角
ｎ 屈折率
γ 臨界角
Ｓ１，Ｓ３ 凸稜ライン
Ｓ２，Ｓ４ 谷（凹稜）ライン
ＬＬｄ 光コーン
Ｌ０１，Ｌ０２，Ｌ０３，Ｌ０４，Ｌ０５，Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ１２，Ｌ１３，Ｌ２２，Ｌ２３，Ｌ３２，Ｌ３３，Ｌ３４，Ｌ３５，Ｌ４２，Ｌ４３，Ｌ４４，Ｌ４５，ＬＢ，ＬＢ１，ＬＢ２，ＬＢ３，ＬＬ１，ＬＬ２，ＬＬ３ 光線

Claims (7)

1. 主液晶パネルと、前記主液晶パネルよりも小さな副液晶パネルと、これら前記主液晶パネルと前記副液晶パネルとの間に設けた表面部と裏面部との双方から出射する導光板を少なくとも有した平面照明装置とを有する液晶表示装置であって、
   前記副液晶パネルに対向し前記副液晶パネルよりもやや小さな開口窓を有したケースを設けるとともに、前記開口窓のサイズより若干小さい開口部を有した部分的な部分的着色シートを前記開口窓および前記副液晶パネルに対向する前記ケースと前記導光板との間に設けたことを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記部分的着色シートは、暗色系で着色されてフィルム状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. 前記導光板は、表面部または／および裏面部に光偏向素子を設け、全反射または／および屈折し、自身面および対向面の双方の面から出射することを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
4. 前記平面照明装置は、前記導光板の前記表面部または／および前記裏面部側にプリズムシートまたは／および拡散シートまたは／および偏光反射シートを設けたことを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
5. 前記平面照明装置は、前記導光板の一方側の前記副液晶パネルに対向し、前記ケース内側に、前記ケースと前記部分的着色シートとの間に前記副液晶パネルよりもやや小さいまたは前記開口窓と同等の開口穴を有した反射体を設けたことを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
6. 前記光偏向素子は、真円弧、楕円弧、円錐、円柱、多角錐、多角柱の形状および連続または非連続な断面が円弧形、多角形の枕形のいずれかの凸部または凹部からなり、前記導光板の表面部または／および裏面部にランダムまたは同心位置に設けることを特徴とする請求項３記載の液晶表示装置。
7. 前記プリズムシートは、断面形状を略三角形もしくは少なくとも１つの傾斜面を有し、前記プリズムシート面上に直形状もしくは同心な弧形状を有することを特徴とする請求項４記載の液晶表示装置。

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