(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定のパターンに設けられた複数の透明電極と、前記各透明電極にそれぞれ電気的に接続された光反射膜とが設けられた第１の基板と、
該第１の基板に対向して配置されて、該第１の基板の全ての画素に対向するように透明電極が設けられた第２の基板と、
該第１の基板と該第２の基板との間に挟持された液晶層と、
該第２の基板の該液晶層とは反対側に配置されて、光源と、該光源から発せられた光を第２の基板に照射する導光板とを有する補助照明手段と、
を具備し、
前記各透明電極と前記各光反射膜とによって各画素がそれぞれ規定され、
前記液晶層の層厚が、前記第１の基板の前記透明電極が形成された部分と前記光反射膜が形成された部分とで異なっていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記第１の基板及び第２の基板のいずれかに、前記各画素に対応したカラーフィルターが、前記液晶層に近接して配置されている、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記第１の基板及び前記第２の基板の少なくとも一方に偏光手段が配置されている、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記第１の基板及び前記第２の基板の両外側に一組の偏光手段がそれぞれ配置されており、該偏光手段の少なくとも一方に、光散乱性を有する層が設けられている、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記第１の基板の外側面において透過光により画像表示が行われ、前記第２の基板の外側面において、少なくとも反射光による画像表示が行われる、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の液晶表示装置が、前記第１の基板側の第１面及び前記第２の基板側の第２面に表示される画像をそれぞれ視認し得るように設けられており、該液晶表示装置が設けられた部分が、他の部分に積層されるように折り畳み可能になっていることを特徴とする電子機器。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれかに記載の液晶表示装置が、前記第１の基板側の第１面及び前記第２の基板側の第２面に表示される画像をそれぞれ視認し得るように設けられており、該第１面または該第２面とともに視認される表面に、撮像装置が設けられていることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、両面表示可能な液晶表示装置及びこの液晶表示装置を備えた電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、両面表示が可能な液晶表示装置に対する需要があり、この種の液晶表示装置を実現するために、各種の構造が提案されている。
【０００３】
第１のタイプとして、例えば、特開平５−２５７４２８号公報に開示されているように、２枚の透過型液晶パネルを、バックライトを挟んで背中合わせの状態に配置する構造が提案されている。この構造では、２枚の透過型液晶パネルをそれぞれ駆動することにより両面表示が可能となっている。
【０００４】
また、第２のタイプとして、例えば、特開平１０−１９８２９１号公報に開示されているように、１枚の反射型液晶パネルの一方側の面の一部に第１の反射板を配置し、他方側の面に、一方側の面に配置された第１の反射板に重ならないように第２の反射板を配置する構造が提案されている。この構造では、１枚の反射型液晶パネルの両面にそれぞれ配置された第１及び第２の反射板によって反射される画像光によって、液晶表示パネルの両面にそれぞれ画像を表示することができる。
【０００５】
さらに、第３のタイプとして、例えば、特開平１１−２８７９８７号公報に開示されているように、１枚の液晶表示パネルの両面にそれぞれ偏光子を配置する構造が提案されている。この構造では、１枚の液晶表示パネルの両側のいずれの面においても、液晶表示パネルの内部から照射される画像光の偏光方向を偏光子の偏光方向に対して同方向または直交する方向に制御することによって、液晶表示パネルの両面に画像を反射表示または透過表示する。これにより、良好な白黒画像を液晶表示パネルの両面にて表示することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記の第１のタイプの構造では、２枚の透過型液晶パネルを用意する必要があるため、部品点数の増加及び重量が増加し、さらに、装置自体が大型化するという問題がある。
【０００７】
また、上記の第２のタイプの構造では、液晶表示パネルのそれぞれの側において、反対側の面に配置された第１及び第２の反射板からそれぞれ反射される光によって画面が表示されるため、それぞれの面において、反射板が配置された領域部分のみの表示となり、液晶表示パネルの各面の全面を用いた表示ができないという問題がある。
【０００８】
また、上記の第３のタイプの構造は、第１及び第２のタイプの構造が有する課題を解決するために提案された構造であるが、この第３のタイプの構造では、反射型の偏光子がガラス基板に離間して配置されていることに起因して、表示される表示像が二重になるおそれがある。
【０００９】
また、上記の第３のタイプでは、カラー画面を表示するためにカラーフィルターを配置する場合に、カラーフィルターを液晶パネルまたは反射層となる偏光子のいずれに近接させて配置しても、近接した色同士が混ざり合って、表示が暗くなったり、所望の色調が発色されず、良好なカラー表示ができなくなるおそれがある。
【００１０】
さらに、上記の第３のタイプでは、補助光源を用いて、この補助光源の光と周囲光とを組み合わせて画面表示を行うと、その観察している面が、反射表示を行なっている場合と、その面の裏側に配置した補助光源を点灯させた透過表示を行っている場合とで、同じ画素による表示でも、白黒表示の明暗が反転するおそれ、また、カラー表示を行っていると、補色の表示となるおそれがあり、良好な表示がなされないという問題がある。
【００１１】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、液晶表示パネルを大型化することなく液晶表示パネルの全面を用いた画像表示を両面において行うことができ、さらに、補助光源による透過光か反射光かにかかわらず、明暗の暗転が伴わない良好な画像を液晶表示パネルの両面に表示することができる液晶表示装置を提供することである。さらに、このようにして製造された両面表示可能な液晶表示装置を用いた電子機器を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の液晶表示装置は、所定のパターンに設けられた複数の透明電極と、前記各透明電極にそれぞれ電気的に接続された光反射膜とが設けられた第１の基板と、該第１の基板に対向して配置されて、該第１の基板の全ての画素に対向するように透明電極が設けられた第２の基板と、該第１の基板と該第２の基板との間に挟持された液晶層と、該第２の基板の該液晶層とは反対側に配置されて、光源と、該光源から発せられた光を第２の基板に照射する導光板とを有する補助照明手段と、を具備し、前記各透明電極と前記各光反射膜とによって各画素がそれぞれ規定され、前記液晶層の層厚が、前記第１の基板の前記透明電極が形成された部分と前記光反射膜が形成された部分とで異なっていることを特徴とするものである。
【００１３】
このことにより、通常の透過型液晶表示装置、補助光源を利用した反射型液晶表示装置、補助光源を利用した半透過型液晶表示装置と同程度の大きさ、重量により、両面表示可能な液晶表示装置を構成することができる。
【００１５】
また、通常の導光板を備えた照明装置により液晶表示装置の両面表示ができる。
【００１７】
また、透明電極を透過する透過表示、反射板を反射する反射表示に対応した液晶層の層厚にすることができる。
【００２０】
上記本発明の液晶表示装置において、前記第１の基板及び第２の基板のいずれかに、各画素に対応したカラーフィルターが、前記液晶層に近接して配置されていることが好ましい。
【００２１】
このことにより、２重像とならない良好なカラー表示が可能となる。
【００２２】
上記本発明の液晶表示装置において、前記第１の基板及び第２の基板の少なくとも一方に偏光手段が配置されていることが好ましい。
【００２３】
このことにより、液晶層を透過しない外部から光が入射しても、その光による反射光は、偏光手段により吸収され、表示に不要な妨害光が除かれるので、表示のコントラストが向上され、視認性が良好になる。
【００２４】
上記本発明の液晶表示装置において、前記第１の基板及び第２の基板の両外側に一組の偏光手段がそれぞれ配置されており、該偏光手段の少なくとも一方に、光散乱性を有する層が設けられていることが好ましい。
【００２５】
このことにより、背景が透けて見えることによる表示内容の視認性の悪化を防止することができる。また、反射表示における反射光に散乱性を与え、反射表示面が鏡面になることを防止することができる。
【００２６】
上記本発明の液晶表示装置において、前記第１の基板の外側面において透過光により画像表示が行われ、前記第２の基板の外側面において、少なくとも反射光による画像表示が行われることが好ましい。
【００２７】
このことにより、補助照明手段が、第１の基板の外側に対する背景照明装置として動作する。また、第２の基板の外側から観察する場合に、補助照明手段から反射した反射光を観察できるため、周囲が暗くても表示内容の確認が容易になる。また、第２の基板の外側にいる観察者の背後にある周囲光が明るい場合には、その周囲光の反射表示により明るい表示を視認することができる。また、第１面側の背後が明るい場合には、第１面側から透過する透過光が強くなり、この透過光によって、良好な表示を視認することができる。
【００２８】
また、本発明の電子機器は、上記本発明の液晶表示装置が、前記第１の基板側の第１面及び前記第２の基板側の第２面に表示される画像をそれぞれ視認し得るように設けられており、該液晶表示装置が設けられた部分が、他の部分に積層されるように折り畳み可能になっていることを特徴とするものである。
【００２９】
このことにより、折り畳んだ状態でも、展開した状態でも、液晶表示装置による表示を視認することができる。
【００３０】
また、本発明の電子機器は、上記本発明の液晶表示装置が、前記第１の基板側の第１面及び前記第２の基板側の第２面に表示される画像をそれぞれ視認し得るように設けられており、該第１面または該第２面とともに視認される表面に、撮像装置が設けられていることを特徴とするものである。
【００３１】
このことにより、撮像装置による撮像画面を撮像装置に対面する人が、撮像装置によって撮像された自身の像を液晶表示装置により視認することができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の液晶表示装置について説明する。
【００３３】
両面表示が可能な液晶表示装置が、各画像表示面の全面にわたって、それぞれ良好な画面を表示し、且つ、その構成を軽量なものとするためには、技術的に下記の４点の条件を満たす必要がある。
【００３４】
（１）液晶層の両側の画像表示面の少なくとも一部に、液晶層に近接して配置された反射膜による反射表示が実現されること。
【００３５】
この条件（１）を満たさず、透過表示のみによって両面表示を行う場合には、透過型の液晶層に対して両面に照明用の光源を配置する必要があり、このような光源を液晶層の両面に配置すると、構成が複雑になり、重量も増大することになる。さらに、条件（１）によって、反射膜を配置する場合には、液晶層の両面側の少なくとも一部に配置される反射膜は、表示像が二重になることを防ぎ、良好なカラー表示を実現するため、液晶層に近接して配置することが必要である。
【００３６】
（２）両面表示における一方の面側の表示と他方の面側の表示とで相互に影響を及ぼさず、あるいは、影響があっても表示の明暗が一致しており、いずれの面側における表示も両立した表示となっていること。
【００３７】
この条件（２）は、液晶の表示モードと反射膜の性質とが関係する。液晶層に対して配置される反射膜は、液晶の表示モードにおいて明暗を変調させるために使用される。光の物理属性に対して選択性を有している反射膜を使用した場合、液晶の表示モードである透過表示と反射表示とに対して、一方の面における反射表示の明表示と他方の面における反射表示の明表示とが液晶を同じ駆動状態とすることで実現されるが、補助光源を利用した場合には、一方の面の透過表示の明表示が、その液晶の駆動状態で他方の面では暗表示になり、一方の面と他方の面とで、異なる明暗の表示となる。したがって、液晶層に対して配置される反射膜は、選択的に反射させたり透過させたりする性質が少ないことが望ましい。
【００３８】
この条件（２）によって選択される望ましい反射膜の例としては、光を透過されるための開口部が部分的に形成された金属膜、膜厚が薄く設定されて半透過半反射性を有する金属膜等がある。
【００３９】
（３）装置の製造を容易にするため、少ない配線数で両面表示が可能になっていること。
【００４０】
この条件（３）を満たすためには、一つの画素が両面の表示内容を同時に表示するもので、画素単位で見て同時に表示され、液晶層の駆動によって、一つの画素をどちらの面側から見ても明暗が一致していることが望ましい。
【００４１】
（４）必要に応じて使用される補助光源が備えられていること。特に、カラー表示を実現する場合には、補助光源を備えていることが望ましい。この場合、補助光源は、補助光源が配置されている側の面の表示品位を損なうものでないこと。
【００４２】
この条件（４）は、従来から知られる技術により実現可能である。具体的には、一般的な反射型液晶表示装置に使用されているフロントライト装置を使用すればよい。ただし、両面表示を行う場合には、フロントライト装置から照射されて反射膜によって反射される反射光だけでなく、液晶層を透過する透過光も積極的に利用されることになる。
【００４３】
さらに、表示面の少なくとも一方の面で、カラー表示を行うためには、次の条件を満たす必要がある。
【００４４】
（５）カラーフィルターが、液晶層に近接した位置に配置されていること。
【００４５】
この条件（５）を満たすカラーフィルターとしては、液晶表示装置において既に汎用されているものを使用すればよく、表示の明るさを向上させるための濃度調整、画素との配置等は様々に設定してもよい。
【００４６】
上記の（１）〜（５）の条件を満たす本発明の液晶表示装置の概略について、以下に説明する。
【００４７】
図１は、本発明の液晶表示装置の概略を説明する要部概略図である。
【００４８】
この液晶表示装置は、第１の基板１１と第２の基板１２との間に液晶層１３を挟持した構成となっており、第２の基板１２の外側には、補助光源としてフロントライト装置２０が設けられている。
【００４９】
なお、図１では、説明を簡略にするため、ドットマトリクス表示の液晶表示装置における一つの画素部分のみを拡大して示しており、また、配光膜、光学フィルム、回路装置等の他の構成要素についても省略している。
【００５０】
第１の基板１１の液晶層１３に対向する内側の表面には、所定間隔をあけてマトリクス状に配列された複数の透明電極１４と、各透明電極１４にそれぞれ電気的に接続された状態で、各透明電極１４に隣接して配置された金属膜からなる反射電極１５とを有している。反射電極１５は、透明電極１４より第１の基板１１から突出した状態に設けられている。第１の基板１１上に設けられた一対の透明電極１４及び反射電極１５によって区画された領域によって、画像表示の１単位となる各画素が規定される。
【００５１】
また、第２の基板１２の液晶層１３に対向する内側の表面には、透明電極１６が表示領域の全域にわたって設けられている。
【００５２】
液晶層１３に充填される液晶としては、第１の基板１１及び第２の基板１２のいずれにおいても良好に画像を表示できるように、良好に明暗を変調することができるものが使用される。
【００５３】
第２の基板１２の外側に配置される補助光源としては、液晶表示装置による表示内容の視認性を低下させないような導光体を用いることが望ましく、第１の基板１１に対して画像を透過表示する場合には、バックライトとして使用される。これらの条件を満たす具体的な補助光源として本実施の形態では、フロントライト装置２０を使用している。
【００５４】
このフロントライト装置２０は、図１に示すように、第２の基板１２に対向して配置された導光板２１と、導光板２１の一方の側部に配置された発光部２２を有しており、発光部２２から導光板２１内に光が照射される。導光板２１は、第２の基板１２に対向する表面が平坦面２１ａになっており、反対側の表面は、この平坦面２１ａに対してそれぞれが一定方向に傾斜した傾斜面が連続して配置された凹凸面２１ｂになっている。発光部２２から発光される光は、導光板２１の凹凸面２１ｂの各傾斜面にて平坦面２１ａ側に向かって反射されて平坦面２１ａから一定の光量の光が第２の基板１２に照射されるようになっている。
【００５５】
次に、この液晶表示装置による両面表示する光路について説明する。
【００５６】
ここで、図１では、液晶表示装置の第１の基板１１の外側を第１面とし、観察者Ａがこの第１面側から液晶表示装置を観察しているとし、第２の基板１２の外側を第２面とし、観察者Ｂがこの第２面側から液晶表示装置を観察しているとする。
【００５７】
この液晶表示装置では、第１及び第２面側の周囲光と、フロントライト装置２０から照射される補助光とが第１面および第２面における両面表示に使用される。
【００５８】
第１面には、第２面側の周囲光及びフロントライト装置２０からの補助光が、液晶層１３を透過した後に、第１の基板１１の透明電極１４を透過した透過光Ｃによって、画像が表示される。また、第２面には、第２面側の周囲光及びフロントライト装置２０からの補助光が、第１の基板１１に設けられた反射電極１５によって反射された反射光Ｄと、第１面側から第１の基板１１に配置された透明電極１４及び液晶層１３を透過する透過光Ｅとによって画像が表示される。したがって、第２の基板１２の外側に配置されたフロントライト装置２０から照射された光は、第１面への透過光Ｃの光源となると共に、第２面への反射光Ｄの光源となる。
【００５９】
このように、第１面側の観察者Ａは、液晶層１３及び透明電極１４を透過した透過光Ｃによって表示される画像を観察することができ、第２面側の観察者Ｂは、液晶層１３から反射電極１５によって反射された反射光Ｄ及び第１面側から透明電極１４及び液晶層１３を透過する透過光Ｅによって表示される画像を観察することができる。
【００６０】
この液晶表示装置では、第１の基板１１に配置された反射電極１５が、透明電極１４よりも液晶層１３の内部に突出した状態に設けられており、それぞれ、透明電極１４を透過する透過表示と、反射電極１５による反射表示に適した液晶層１３の厚さになっている。
【００６１】
一般に、観察者は、表示画面を観察する際に、その表示画面の背景となっている表示画面の周囲の空間も同時に視野の周辺で捉えて観察している。その結果、表示画面と視野内に捉えられた表示画面の周囲の背景との間で大きな輝度差が生じている場合には、表示画面を暗く感じることとなる。上記の液晶表示装置では、第１面及び第２面の何れの面に表示された画像を観察している場合であっても、第２面または第１面側から透過される透過光が、表示画面の周囲の明るさと同様の明るさになっているために、第１面及び第２面は、それぞれ、観察者が周囲の明るさに対する明暗を感じさせないような輝度に調整される。
【００６２】
次に、本発明の他の液晶表示装置の概略について、以下に説明する。
【００６３】
図２は、本発明の他の液晶表示装置の概略を説明する要部概略図である。
【００６４】
この液晶表示装置は、第１の基板３１と第２の基板３２との間に液晶層３３を挟持した構成となっており、第２の基板３２の外側には、補助光源としてフロントライト装置２０が設けられている。
【００６５】
なお、図２では、説明を簡略にするため、ドットマトリクス表示の液晶表示装置における一つの画素部分のみを拡大して示しており、また、配向膜、光学フィルム、回路装置等の他の構成要素についても省略している。
【００６６】
第１の基板３１の液晶層３３に対向する内側の表面には、所定間隔をあけてマトリクス状に配列された複数の透明電極３４と、各透明電極３４にそれぞれ電気的に接続された状態で、各透明電極３４にそれぞれ隣接して配置された金属膜からなる反射電極３５とを有しており、第１の基板３１上に設けられた一対の透明電極３４及び反射電極３５によって区画された領域によって、画像表示の１単位となる各画素が規定される。この液晶表示装置では、透明電極３４及び反射電極３５がほぼ等しい厚さになっている。
【００６７】
また、第２の基板３２の液晶層３３に対向する内側の表面には、第１の基板３１に設けられた反射電極３５に対向する位置に透明電極３６が設けられ、第１の基板３１上の透明電極３４に対向する位置に反射板３７が設けられている。透明電極３６及び反射板３７もほぼ等しい厚さになっており、従って、第１の基板３１及び第２の基板３２間に配置された液晶層３３は、全体にわたって一定の厚さになっている。
【００６８】
液晶層３３に充填される液晶としては、第１の基板３１及び第２の基板３２のいずれにおいても良好に画像を表示できるように、良好に明暗を変調することができるものが使用される。
【００６９】
フロントライト装置２０は、図１に示すものと同種のものを用いており、詳しい説明は省略する。
【００７０】
次に、この液晶表示装置による両面表示する光路について説明する。
【００７１】
ここで、図２では、第１の基板３１の外側を第１面とし、観察者Ａがこの第１面を観察しているとし、第２の基板３２の外側を第２面とし、観察者Ｂがこの第２面側を観察しているとする。
【００７２】
この液晶表示装置では、第１面及び第２面側からの周囲光と、フロントライト装置２０から照射される補助光とが第１面及び第２面における両面表示に使用される。
【００７３】
第１面には、第１面側の周囲光が第２の基板３２に配置された反射板３７によって反射される反射光Ｆにより画像が表示される。また、第２面には、第２面側の周囲光及びフロントライト装置２０による補助光が第１の基板３１に配置された反射電極３５によって反射される反射光Ｇにより画像が表示される。
【００７４】
このように、第１面側の観察者Ａは、反射板３７を反射して液晶層３３及び透明電極３４を透過する反射光Ｆによって表示される画像を観察することができ、第２面側の観察者Ｂは、反射電極３５を反射して液晶層３３及び透明電極３６を透過する反射光Ｇによって表示される画像を観察することができる。
【００７５】
この液晶表示装置では、第１面及び第２面のいずれの面においても、反射光Ｆ及びＧによって画面が表示されるため、液晶層３３は、全面にわたって反射表示に適するようにされる。また、液晶層３３は、ほぼ一定の厚さになっており、また、液晶層３３を厚くすることができるので、作製が容易になる。また、両面共に反射表示となっているため、液晶層３３を容易に電圧制御することができる。
【００７６】
また、第１面における表示について明るさを重視して白黒表示等にすると、フロントライト装置２０の点灯による補助光の照射を必要とせず、消費電力を低減でき、携帯機器への搭載に適している。
【００７７】
本発明の液晶表示装置では、カラーフィルターによるカラー表示が可能な構成にすることができる。上記の図１に示す液晶表示装置において、カラーフィルターを備えた構成について、以下の図３〜５に基づいて説明する。
【００７８】
図３は、第１面および第２面の両面にカラー表示することができる液晶表示装置を示している。
【００７９】
図３に示す構成では、各画素毎に、Ｒ、Ｇ、Ｂの三原色が各画素の全体にわったって所定の配列状態で配置されたカラーフィルター４１を設け、このカラーフィルター４１の上に透明電極１６を設けている。その他の構成は、図１に示す液晶表示装置と同様になっている。
【００８０】
このような構成とすることにより、第２面の周囲またはフロントライト装置２０から発せられ、第２の基板１２上のカラーフィルター４１を透過する光が、第１の基板１１に設けられた透明電極１４を透過して、第１面から出射されるため、第１面にカラー画像を表示することができる。また、第２面においても、第２面の周囲またはフロントライト装置２０から発せられ、第２の基板１２上のカラーフィルター４１を透過する光が、第１の基板１１上に設けられた反射電極１５を反射して、第２面から出射されるため、第２面にカラー画像を表示することができる。
【００８１】
図４は、第１面には白黒画像を表示し、第２面にはカラー画像を表示することができる液晶表示装置の構成を示している。
【００８２】
図４に示す構成では、各画素毎に、Ｒ、Ｇ、Ｂの三原色が各画素領域において、第１の基板１１上に設けられた反射電極１５に該当する部分のみを覆うように、所定の配列状態で配置されたカラーフィルター４２を設け、このカラーフィルター４２上に全面を覆う透明電極１６を設けている。その他の構成は、図１に示す液晶表示装置と同様になっている。
【００８３】
このような構成とすることにより、第２面の周囲またはフロントライト装置２０から発せられ、第２の基板１２上のカラーフィルター４２を透過しない光が、第１の基板１１上に設けられた透明電極１４を透過して、第１面に出射されるため、第１面には白黒画像が表示される。これに対して、第２面には、第２面の周囲またはフロントライト装置２０から発せられ、第２の基板１２上に設けられたカラーフィルター４２を透過した光が、第１の基板１１上に設けられた反射電極１５を反射して、第２面から出射されるため、カラー画像を表示することができる。
【００８４】
図５は、第１面にはカラー画像を表示し、第２面には白黒画像を表示することができる液晶表示装置の構成を示している。
【００８５】
図５に示す構成では、各画素毎に、Ｒ、Ｇ、Ｂの三原色が各画素領域において、第１の基板１１上に設けられた透明電極１４に該当する部分のみを覆うように、所定の配列状態で配置されたカラーフィルター４３を設け、このカラーフィルター４３の上に全面を覆う透明電極１６を設けている。その他の構成は、図１に示す液晶表示装置と同様になっている。
【００８６】
このような構成とすることにより、第２面の周囲またはフロントライト装置２０から発せられ、第２の基板１２上のカラーフィルター４３を透過した光が、第１の基板１１上に設けられた透明電極１４を透過して、第１面に出射されるため、第１面にはカラー画像が表示される。これに対して、第２面には、第２面の周囲またはフロントライト装置２０から発せられ、第２の基板１２上に設けられたカラーフィルター４３を透過しない光が、第１の基板１１上に設けられた反射電極１５を反射して、第２面から出射されるため、第２面には、白黒画像が表示される。
【００８７】
なお、本発明の液晶表示装置に使用されるカラーフィルター４１〜４３は、カラー表示を実施できる範囲で、その濃度、被覆部分を調整等して、明るさを優先した設計、色の彩度を優先した設計等、適宜変更することができる。このように設計の自由度が増すことにより、上記の光路のバリエーションと組み合わせて、様々な表示形態が容易に実現できる。
【００８８】
以下、本発明の液晶表示装置の具体的な形態について、図６に基づいて説明する。
【００８９】
この液晶表示装置１００は、第１の基板１１１と第２の基板１１２との間に液晶層１１３を挟持した液晶素子１０１を有している。この液晶素子１０１の第２の基板１１２の外側には、補助照明装置１２０が設けられている。
【００９０】
液晶素子１０１の第１の基板１１１の内側の表面には、液晶素子１０１の各画素が規定される領域毎に各画素のスイッチング素子となるＴＦＴ素子１１７がそれぞれ設けられ、各ＴＦＴ素子１１７の出力端子１１７ａに電気的に接続されるように、ＩＴＯからなる透明電極１１４がそれぞれ設けられている。
【００９１】
ＴＦＴ素子１１７及びこのＴＦＴ素子１１７を駆動するための図示しない配線上及び透明電極１１４の端部上には、所定の厚さに絶縁膜１１８が形成され、この絶縁膜１１８上には、アルミニウム合金からなる反射電極１１５が透明電極１１４に電気的に接続された状態に設けられている。そして、透明電極１１４及び反射電極１１５上には、液晶層１１３の液晶分子を所定の方向に配向させるための配向膜１１９ａが全面にわたって形成されている。
【００９２】
また、第１の基板１１１の外側には、ポリカーボネート製のλ／４フィルム（リタデーションが１３０ｎｍの位相差フィルム）１０２が貼付され、更にその外側にＡＲ処理を施した偏光板１０３が貼付されている。
【００９３】
第２の基板１１２の液晶層１１３に面する内表面上には、Ｒ、Ｇ、Ｂの三原色を表す領域１４１ｒ、１４１ｇ、１４１ｂを各画素毎に所定のパターンに配置したカラーフィルター１４１が設けられている。カラーフィルター１４１上には、対向電極１１６が全面にわたって設けられ、この対向電極１１６上には、液晶層１１３の液晶分子を所定の方向に配向させるための配向膜１１９ｂが全面にわたって設けられている。
【００９４】
第２の基板１１２の外側には、光に対して散乱性を有する粘着層からなる第１のフィルム材１０４が形成され、この第１のフィルム材１０４の外側にλ／４フィルム１０５が形成されている。さらに、このλ／４フィルム１０５の外側には、表面にＡＲ処理が施されている偏光板１０６が設けられている。
【００９５】
液晶層１１３は、第１の基板１１１と第２の基板１１２との間に挟持されている。第１の基板１１１及び第２の基板１１２は、反射電極１１５上に配置された、セルギャップ保持用の２．５μｍの径を有する球状スペーサー１０７によって所定の間隔に離間されている。第１の基板１１１の透明電極１１４が配置されて液晶層１１３の層厚が厚くなっている領域Ａ１では、液晶層１１３の層厚は、４．５μｍとなっており、絶縁膜１１８上の反射電極１１５が配置されて液晶層１１３の層厚が薄くなっている領域Ａ２では、液晶層１１３は、２．５μｍになっている。また、この液晶層１１３の周囲は、基板固定用シール材１０８によってシールされている。
【００９６】
液晶層１１３には、屈折率差Δｎが０．０６５に調整された誘電率異方性が正のネマチック層を呈する液晶組成物が充填され、第１の基板１１１及び第２の基板１１２上に設けられた配向膜１１９ａ及び１１９ｂを用いたラビング法による配向処理によって水平方向に配向されている。
【００９７】
第１の基板１１１及び第２の基板１１２のそれぞれに設けられる偏光板１０３及び１０６の吸収軸方向Ｐ１及びＰ２、光学フィルム１０２及び１０５の遅相軸方向Ｑ１及びＱ２、配向膜１１９ａ及び１１９ｂの処理方向Ｒ１及びＲ２のそれぞれの方向は、液晶の光学変調が適切に行われるように設定されている。図７は、それぞれの方向について、第１面側から観察した観察図を示している。
【００９８】
図７に示すように、偏光板１０３及び１０６の吸収軸方向Ｐ１及びＰ２は互いに直交しており、光学フィルム１０２の遅相軸方向Ｑ１は、偏光板１０３の吸収軸方向Ｐ１に対して１３５度回転した方向となっており、光学フィルム１０５の遅相軸方向Ｑ２は、偏光板１０３の吸収軸方向Ｐ１に対して４５度回転した方向となっている。また、配向膜１１９ａ及び１１９ｂの処理方向Ｒ１及びＲ２は、それぞれ、偏光板１０６の吸収軸方向Ｐ２に一致する方向となっている。
【００９９】
このように、第１の基板１１１及び第２の基板１１２の両外側に偏光板１０３及び１０６を設けているため、液晶層１１３を透過しない光が外部から入射されても、その光は偏光板１０３及び１０６にて吸収されるため、表示に不要な妨害光が除外されて、表示のコントラストが向上し、視認性が良好になる。
【０１００】
また、第２の基板１１２の外側に、光に対して散乱性を有する粘着層からなる第１のフィルム材１０４が形成されているため、背景が透けて見えることによる表示内容の視認性の悪化を防止することができる。また、反射表示における反射光に散乱性を与えるために、反射表示面が鏡面になることを防止することができる。
【０１０１】
さらに、補助照明装置として設けられているフロントライト装置２０は、光の照射側となる第２の基板１１２に対向する面が平坦面１２１ａになっており、他方の面が、この平坦面１２１ａに対してそれぞれが一定方向に傾斜した多数の傾斜面が連続した凹凸面１２１ｂになっている。この導光板１２１の一方の側部に導光板１２１内に光を発光する発光部１２２を有している。
【０１０２】
なお、上記のように作製された液晶素子１０１には、ＴＦＴ素子１１７を介して液晶層１１３に電圧を印加するための外部駆動回路、フロントライト装置１２０には、発光部１２２を発光するための外部駆動回路が、それぞれ、接続されているが、図面を簡略にするためにその図示を省略している。
【０１０３】
本実施の形態１の液晶表示装置１００では、第１面には、第２面側の周囲光及びフロントライト装置１２０からの照明光が、第１の基板１１１の透明電極１１４を透過することにより画像が表示される。また、第２面には、第２面側の周囲光及びフロントライト装置１２０の照明光が、第１の基板１１１の反射電極１１５によって反射された反射光によって画像が表示される。
【０１０４】
また、フロントライト装置１２０を必要に応じて点灯することにより、液晶素子１０１の第２面から照明し、第１面を観察する観察者Ａには、液晶層１１３の領域Ａ１を透過する透過表示を、第２面を観察する観察者Ｂには、液晶層１１３の領域Ａ２を反射する反射表示を、それぞれ明るく表示することが可能となっている。
【０１０５】
なお、本実施の形態１では、ＴＦＴ素子によるアクティブマトリクス方式によって駆動される液晶素子について説明したが、他のスイッチング素子によるアクティブマトリクス方式によって駆動される液晶素子であってもよく、また、他の単純マトリクス方式であってもよい。
【０１０６】
また、液晶表示モードに使用される液晶層は、水平配向を実現するものではなく、垂直配向を実現するものを使用してもよい。さらに、偏光板モードだけではなく、液晶組成物にしたがって配向が変化する二色性色素によって表示を行うゲストホストモードを使用してもよい。
【０１０７】
図８は、他の実施の形態の液晶表示装置２００を示す概略断面図である。
【０１０８】
この液晶表示装置２００は、第１の基板２３１と第２の基板２３２との間に液晶層２３３を挟持した液晶素子２０１を有している。この液晶素子２０１の第２の基板２３２の外側には、補助光源としてフロントライト装置２２０が設けられている。
【０１０９】
液晶素子２０１の第１の基板２３１の内側の表面には、液晶素子２０１の各画素が規定される領域毎に各画素のスイッチング素子となるＴＦＴ素子２３９がそれぞれ設けられている。各ＴＦＴ素子２３９の出力端子２３９ａには、絶縁膜２３８が隣接して設けられている。絶縁膜２３８は、出力端子２３９ａの近接部分を除いてほぼ一定の膜厚になっており、出力端子２３９ａの近傍部分は、出力端子２３９ａから離れるにつれて、出力端子２３７ａと同程度の膜厚から順次厚くなっている。この絶縁膜２３８上にＩＴＯからなる透明電極２３４が設けられており、ＴＦＴ素子２３９の出力端子２３９ａとは電気的に接続されている。そして、ＴＦＴ素子２３９上及び絶縁膜２３８における出力端子２３９ａの近傍部分上に、絶縁膜２３８ａが形成され、この絶縁膜２３８ａと絶縁膜２３８とが面一な状態になっている。そして、この絶縁膜２３８ａ上には、アルミニウム合金からなる反射電極２３５が透明電極２３４に一部が重畳した状態で設けられている。このように、本実施の形態２では、第１の基板２３１に形成された透明電極２３４と反射電極２３５とがほぼ同一の距離だけ第１の基板２３１の内側の表面から離間した位置に設けられている。そして、透明電極２３４上及び反射電極２３５上には、液晶層２３３の液晶分子を所定の方向に配向させるための配向膜２１９ａが全面にわたって形成されている。
【０１１０】
第１の基板２３１の外側には、光に対して散乱性を有する粘着層からなる第１のフィルム材２０２ａが形成され、この第１のフィルム材２０２ａ上にポリカーボネート製のλ／４フィルム（リタデーションが１３０ｎｍの位相差フィルム）２０２ｂが貼付され、更にその外側にＡＲ処理が施された偏光板２０３が貼付されている。
【０１１１】
第２の基板２３２の液晶層２３３側となる内側の表面上には、第１の基板２３１に設けられた反射電極２３５に対応しない位置にアルミニウム合金により形成された反射板２３７が設けられている。そして、反射板２３７上には、Ｒ、Ｇ、Ｂの三原色をそれぞれ表す２４１ｒ、２４１ｇ、２４１ｂの領域を各画素毎に所定のパターンに配置したカラーフィルター２４１が設けられている。カラーフィルター２４１上には、対向電極２３６が全面にわたって設けられ、この対向電極２３６上には、液晶層２３３の液晶分子を所定の方向に配向する配向膜２１９ｂが全面にわたって形成されている。
【０１１２】
第２の基板２３２の外側には、光に対して散乱性を有する粘着層からなる第１のフィルム材２０４が設けられ、この第１のフィルム材２０４の外側にλ／４フィルム２０５が設けられている。さらに、このλ／４フィルム２０５の外側には、表面にＡＲ処理が施された偏光板２０６が設けられている。
【０１１３】
液晶層２３３は、第１の基板２３１と第２の基板２３２との間に挟持されている。第１の基板２３１及び第２の基板２３２は、反射電極２３５上に配置された、セルギャップ保持用の３．５μｍの径を有する球状スペーサー２０７によって所定の間隔に離間されている。第１の基板２３１上の透明電極２３４が配置された領域Ｂ１、反射電極２３５が配置された領域Ｂ２共に、液晶層２３３の厚さは、３．５μｍとなっている。また、この液晶層２３３の周囲は、基板固定用シール材２０８によってシールされている。
【０１１４】
液晶層２３３には、屈折率差Δｎが０．０６５に調整された誘電率異方性が正のネマチック層を呈する液晶組成物が充填され、第１の基板２３１及び第２の基板２３２上に設けられた配向膜２１９ａ及び２１９ｂを用いたラビング法による配向処理によって水平方向に配向されている。
【０１１５】
第１の基板２３１及び第２の基板２３２のそれぞれに設けられる偏光板２０３及び２０６の吸収軸方向Ｐ３及びＰ４、光学フィルム２０２ｂ及び２０５の遅相軸方向Ｑ３及びＱ４、配向膜２１９ａ及び２１９ｂの処理方向Ｒ３及びＲ４のそれぞれの方向は、液晶の光学変調が適切に行われるように設定されている。図９は、それぞれの方向について、第１面側から観察した観察図を示している。
【０１１６】
図９に示すように、偏光板２０３及び２０６の吸収軸方向Ｐ３及びＰ４は、互いに直交しており、光学フィルム２０２ｂの遅相軸方向Ｑ３は、偏光板２０３の吸収軸方向Ｐ３に対して１３５°回転した方向となっており、光学フィルム２０５の遅相軸方向Ｑ４は、偏光板２０３の吸収軸方向Ｐ３に対して４５°回転した方向となっている。また、配向膜２１９ａ及び２１９ｂの処理方向Ｒ３及びＲ４は、それぞれ、偏光板２０６の吸収軸方向Ｐ４に対して正負両方向に３５°回転した方向となっている。
【０１１７】
また、補助光源として設けられているフロントライト装置２２０は、光の照射側となる第２の基板２３２側を平坦面２２１ａとし、他方の面を、平坦面２２１ａに対してそれぞれが一定方向に傾斜した多数の傾斜面が連続して配置された凹凸面２２１ｂとする導光板２２１を有し、この導光板２２１の一端側に光を発光する発光部２２２を有している。
【０１１８】
なお、上記構成の液晶素子２０１には、ＴＦＴ素子２３９を介して液晶層２３３に電圧を印加するための外部駆動回路、フロントライト装置２２０には、発光部２２２を発光させるための外部駆動回路が、それぞれ接続されているが、図面を簡略にするためにその図示を省略している。
【０１１９】
本実施の形態２の液晶表示装置２００では、第１面には、第１面側の周囲光が、第２の基板２３２に設けた反射板２３７を反射した反射光によって画像が表示される。また、第２面には、第２面側の周囲光及びフロントライト装置２２０の照明光が、第１の基板２３１に設けた反射電極２３５を反射した反射光によって画像が表示される。
【０１２０】
また、フロントライト装置２２０を必要に応じて点灯して、液晶素子２０１の第２面側から補助光を照射することにより、第２面を観察する観察者Ｂには、第１の基板２３１上の反射電極２３５を反射して液晶層２３３の領域Ｂ１を透過する反射表示を、明るく表示することが可能となっている。
【０１２１】
なお、この実施の形態では、ＴＦＴ素子によるアクティブマトリクス方式によって駆動される液晶素子について説明したが、他のスイッチング素子によるアクティブマトリクス方式によって駆動される液晶素子であってもよく、また、他の単純マトリクス方式であってもよい。
【０１２２】
また、液晶表示モードに使用される液晶層は、水平配向を実現するものではなく、垂直配向を実現するものを使用してもよい。さらに、偏光板モードだけではなく、液晶組成物にしたがって配向が変化する二色性色素によって表示を行うゲストホストモードを使用してもよい。
【０１２３】
次に、上記に説明した本発明の液晶表示装置を備えた電子機器について説明する。
【０１２４】
図１０及び図１１は、それぞれ本発明の両面表示が可能な液晶表示装置を備えた携帯電話端末３００を示す斜視図であり、図１０は、折りたたんだ状態、図１１は展開した状態を、それぞれ示している。
【０１２５】
この携帯電話端末３００に備えられる液晶表示装置１０１は、図６に示す構成になっており、第１面側で透過表示を行い、第２面において反射表示を行うことにより両面表示が可能であって、第１面を、外部側、第２面を内部側になるように、それぞれ配置している。
【０１２６】
この携帯電話端末３００では、図１０に示すように折りたたんだ状態のときには、外部側に配置された液晶表示装置１０１の第１面を観察することができ、図１１に示すように展開したときには、主として、内側に配置された液晶表示装置１０１の第２面を観察することができるようになっており、また、第１面を観察することができる。なお、液晶表示装置１０１の第１面及び第２面の配置は、逆になっていてもよい。
【０１２７】
したがって、この携帯電話端末３００では、展開時には、両面から画面表示を観察することが可能であり、折り畳んだ状態の時にも、外部に配置された液晶表示装置１０１の第２面に表示される画面表示を観察することができる。
【０１２８】
このため、例えば、携帯電話端末３００のメール着信状況、電波状況等を折り畳んだ状態のままで確認することができる。また、携帯電話端末３００に送付されたデータ通信文（メール本文）の内容を確認することも可能である。
【０１２９】
また、使用者の好みのデザインの画面表示を外部の第２面に表示させることにより、携帯電話端末３００の外観を調整することも可能である。
【０１３０】
また、図１２及び図１３には、本発明の液晶表示装置を備えた電子機器の他の例である撮像装置を有する携帯電話端末４００をそれぞれ示している。
【０１３１】
この携帯電話端末４００に備えられる液晶表示装置１０１は、ここでは、実施の形態１にて説明した第１面側において透過表示を行い、第２面側において反射表示を行うことにより両面表示を可能とする液晶表示装置を用いており、第１面を裏面側、第２面を表面側に、それぞれ配置している。
【０１３２】
また、この携帯電話端末４００の裏面側には、図１３に示すように、ＣＣＤ等を有する撮像装置４０１が設けられている。
【０１３３】
この携帯電話端末４００では、裏面に設けられた撮像装置４０１によって、自分自身を撮像する場合であっても、裏面に配置された液晶表示装置１０１の第１面を観察することによって、撮像装置４０１によって撮像された映像を確認することが可能になっている。
【０１３４】
なお、液晶表示装置１０１の第１面及び第２面の配置は、逆になっていてもよい。
【０１３５】
【発明の効果】
本発明の液晶表示装置は、第１の基板が、所定のパターンに設けられた透明電極と、この透明電極に電気的に接続された光反射膜とを有し、一対の透明電極及び光透過膜によって各画素が規定されているため、第１の基板の外側では、液晶層から透明電極を透過した透過光によって透過表示を実現することができ、第２の基板の外側では、光反射膜を反射した反射光によって反射表示を実現することができ、通常の透過型液晶表示装置、補助光源を用いた反射型液晶表示装置を同程度の簡単な構成で、両面表示可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液晶表示装置を説明する概略図である。
【図２】本発明の他の液晶表示装置を説明する概略図である。
【図３】本発明の液晶表示装置において、カラーフィルターを備えた構成について説明する概略図である。
【図４】本発明の液晶表示装置において、カラーフィルターを備えた構成について説明する概略図である。
【図５】本発明の液晶表示装置において、カラーフィルターを備えた構成について説明する概略図である。
【図６】本発明の実施の形態の液晶表示装置を示す断面図である。
【図７】本発明の実施の形態の液晶表示装置について、第１の基板及び第２の基板にそれぞれ設けられる偏光板の吸収軸方向、光学フィルムの遅相軸方向、配向膜の処理方向を、第１面側から観察した観察図である。
【図８】本発明の他の実施の形態の液晶表示装置を示す断面図である。
【図９】本発明の他の実施の形態の液晶表示装置について、第１の基板及び第２の基板にそれぞれ設けられる偏光板の吸収軸方向、光学フィルムの遅相軸方向、配向膜の処理方向を、第１面側から観察した観察図である。
【図１０】折り畳み可能な携帯電話端末において、折り畳まれている状態を示す斜視図である。
【図１１】折り畳み可能な携帯電話端末において、展開されている状態を示す斜視図である。
【図１２】撮像装置を搭載した電子機器の表面側からの斜視図である。
【図１３】撮像装置を搭載した電子機器の裏面側からの斜視図である。
【符号の説明】
１１  第１の基板
１２  第２の基板
１３  液晶層
１４  透明電極
１５  反射電極
１６  透明電極
２０  フロントライト装置
２１  導光板
２２  発光部
【図１】
0003693163.tif 000002
【図２】
0003693163.tif 000003
【図３】
0003693163.tif 000004
【図４】
0003693163.tif 000005
【図５】
0003693163.tif 000006
【図６】
0003693163.tif 000007
【図７】
0003693163.tif 000008
【図８】
0003693163.tif 000009
【図９】
0003693163.tif 000010
【図１０】
0003693163.tif 000011
【図１１】
0003693163.tif 000012
【図１２】
0003693163.tif 000013
【図１３】
0003693163.tif 000014