(57)【要約】【課題】２枚の液晶パネルを重ねた液晶表示装置において、詳細な位置合わせを必要とすることがなく、工程時間の短縮化と歩留まり向上を可能とする。【解決手段】第１の表示領域１ａを備える第１の液晶パネル１と、第２の表示領域２ａを備える第２の液晶パネル２とを有し、第１の液晶パネル１と第２の液晶パネル２とは、第１の表示領域１ａと第２の表示領域２ａとが重なるように、かつ第２の液晶パネル２が視認側となるように、それぞれ積層して配置され、第２の表示領域２ａの面積は第１の表示領域１ａの面積よりも大きいことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の表示領域を備える第１の液晶パネルと、第２の表示領域を備える第２の液晶パネルとを有し、
前記第１の液晶パネルと前記第２の液晶パネルとは、前記第１の表示領域と前記第２の表示領域とが重なるように、かつ前記第２の液晶パネルが視認側となるように、それぞれ積層して配置され、
前記第２の表示領域の面積は前記第１の表示領域の面積よりも大きいことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記第１の液晶パネルは主たる表示が行われ、前記第２の液晶パネルは該第１の液晶パネルに対して補充的な表示が行われることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記第２の液晶パネルへの電圧印加を制御することによって、前記第１の液晶パネルの可能視野方向を制御することを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記第１の液晶パネルの電極配置はドットマトリックス型であり、前記第２の液晶パネルは、全面に電極が配置されていることを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記第１の液晶パネルの外形サイズと第２の液晶パネルの外形サイズが、互いに相似関係にあることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記第２の液晶パネルの外形サイズが、前記第１の液晶パネルの外形サイズより大きいことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記第１の液晶パネルは一対のガラス基板から構成され、前記第２の液晶パネルはプラスチック材料からなる一対のフレキシブル基板から構成されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２枚の液晶パネルが積層された液晶表示装置に関する技術である。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶表示装置は、ノートブック型コンピュータ用モニターや携帯電話用等の表示装置として種々の市場で利用されてきている。従来これらに用いられてきているＴＮ方式の液晶表示装置では、コントラストの視野角依存性が大きく、特定の方向からは表示が見えないという問題があった。しかしながら近年、視野角補償フィルムなどの使用により、この点は改善されて来ている。そして、液晶表示装置においても、ＣＲＴと同レベルの視野角を有する事が可能となってきた。
【０００３】
しかし一方でこれとは逆に、ノート型PCや携帯電話等のモバイル型の装置においては、周囲から表示内容が読みとられることによる、情報流出を防止するために、視野角を狭くすることが望まれてきている。ただし、その場合でも、利用環境によっては広い視野角が望まれる場合もあり、液晶画面の視野角が、装置を利用する環境に応じて自由に視野角が変更できることが望まれている。
【０００４】
そこで最近では、広い視野角をもち、通常の表示を行う液晶パネルの上に特定の模様等が、ある視野角の範囲で表示されることにより、周囲から下の液晶パネルで表示されている情報が読みとられることを防止する液晶パネルが、表示用の液晶パネルの視認側に積層された２層型の液晶表示装置の技術が開示されている（例えば特許文献１）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１３３３３４号公報（第５−６頁、第５図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、２枚の液晶パネルを積層した液晶表示装置が、充分にその特性を得るためには、２枚の液晶パネルの配置を正確に合わせて積層する必要があるが、そのために液晶表示装置の組立工程に於いて時間と手間が必要となり、その分製造コストが高くなるといった問題点があった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上記問題を解決するため、以下の構成を採用する。第１の表示領域を備える第１の液晶パネルと、第２の表示領域を備える第２の液晶パネルとを有し、第１の液晶パネルと第２の液晶パネルとは、第１の表示領域と前記第２の表示領域とが重なるように、かつ第２の液晶パネルが視認側となるように、それぞれ積層して配置され、第２の表示領域の面積は第１の表示領域の面積よりも大きいことを特徴とする。
【０００８】
また、第１の液晶パネルは主たる表示が行われ、第２の液晶パネルは該第１の液晶パネルに対して補充的な表示が行われることを特徴とする。さらに、第２の液晶パネルへの電圧印加を制御することによって、第１の液晶パネルの可能視野方向を制御することを特徴とする。また、第１の液晶パネルの電極配置はドットマトリックス型であり、第２の液晶パネルは、全面に電極が配置されていることを特徴とする。
【０００９】
また、第１の液晶パネルの外形サイズと第２の液晶パネルの外形サイズが、互いに相似関係にあることを特徴とする。また、第２の液晶パネルの外形サイズが、第１の液晶パネルの外形サイズより大きいことを特徴とする。また、第１の液晶パネルは一対のガラス基
板から構成され、第２の液晶パネルはプラスチック材料からなる一対のフレキシブル基板から構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
格子状電極を用いて画素が形成されているドットマトリックス型の第１の液晶パネルと、ベタ電極から画素が構成されている第２の液晶パネルをそれぞれ積層することにより表示を行う液晶表示装置において、第１の液晶パネルの表示面積よりも第２の液晶パネルの表示面積の方を大きくすることにより、積層行程において第１の液晶パネルと第２の液晶パネルの詳細な合わせ精度を必要とすることがなくなり、工程時間の短縮化と歩留まり向上が可能となり、生産コストを引き下げることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本実施形態の液晶表示装置の概略平面図であり、図２は第１の液晶パネルと第２の液晶パネルとをそれぞれ分離して図示した分解斜視図である。本液晶表示装置はドットマトリックス型液晶パネルである第１の液晶パネル１上に全面電極型液晶パネルである第２の液晶パネル２が積層された構成である。
【００１２】
第１の液晶パネル１の点線で囲った斜線部が第１の表示領域１ａであり、第２の液晶パネル２の点線で囲った斜線部が第２の表示領域２ａである。それぞれの表示領域では、電極に電圧が印加されることによって、表示が行われる。本実施形態では、第１の液晶パネル１はドットマトリクス型の電極構成を用いたカラーの液晶表示パネルであり、第２の液晶パネル２は第１の液晶パネル１の視野角方向を制御する液晶パネルである。このとき、第１の液晶パネル１の表示が、視認側から視認すると主に視認される表示となり、第２の液晶パネル２は、第１の液晶パネル１の視野角方向を制御するだけで、第２の液晶パネル２の表示は、表示として意味を持つものではなく、第１の液晶パネル１に対して補充的な役割を担っている。
【００１３】
また、第１の液晶パネル１では画素はマトリクス型に配置されているが、第２の液晶パネルは、その基板全面に電極が形成された、いわゆるベタ電極を採用している。また、第２の表示領域２ａ第１の表示領域１ａと視認側に配置した第２の液晶パネル２における第２の表示領域２ａの面積は、第１の液晶パネル１における第１の表示領域１ａの面積よりも大きく設定されている。
【００１４】
次に、それぞれの液晶パネルの構成について詳しく説明する。図３に第１の液晶パネルの断面図を示す。第１の液晶パネル１は、対向する２枚のガラス基板１１ａ，１１ｂから構成されており、各々のガラス基板の内側には透明電極としてＩＴＯ１２が帯状に形成されている。両基板に形成されたＩＴＯ１２は互いに直交して配置しているので、画素の配置はドットマトリクス型となる。またこのＩＴＯ１２上にはポリイミドの薄膜が配向膜１３として形成されている。配向膜１３の材料としては、ＴＮ方式の液晶用配向膜として使用される、例えば日産化学社製の液晶配向膜用ポリイミドＳＥ７９９２（商品名）等を用いることができる。配向膜をガラス基板上に厚みが約５００オングストロームになるように印刷塗布した後に、約２００℃の炉で焼成した。焼成後の配向膜表面には一般的なラビング処理がされており、図４に示すように上のガラス基板１１ａと下のガラス基板１１ｂにおいて、そのラビング方向は互いにクロスしている。
【００１５】
ラビング処理後、静電気と配向膜表面上に付着したラビング材を除くために、それぞれのガラス基板は純水中で洗浄を行った。その後粒径約６μｍのスペーサーをガラス基板１１ｂ上に散布した。また片側のガラス基板１１ａに熱硬化型のエポキシ材系のシール剤１４を所定の位置にスクリーン印刷し、その後２枚のガラス基板１１ａ，１１ｂを重ね合わ
せた後に、約１５０℃２時間で焼成を行い、第１の液晶パネル１を作成した。
【００１６】
この液晶パネルには液晶１５が封入されている。封入する液晶としては、ＴＮ方式の液晶材料として使用される、例えばチッソ石油化学社製ＴＮ用液晶ＬＩＸＯＮ５０１０（商品名）等を用いることができる。
【００１７】
一対のガラス基板１１ａ，１１ｂの間隔は粒径約６μｍのスペーサーにより保持されている。両基板の間隔を保つ方法は、スペーサーによるもののほか、基板上に柱を設けることによってもよい。また、小型のディスプレイであれば、ガラス基板端部のシール材１４のみによって間隔を保つことができる場合もある。
【００１８】
次に図５を用いて、第２の液晶パネル２の構成を説明する。図５は第２の液晶パネル２の断面図である。第２の液晶パネル２は図５に示すように対向する２枚のフレキシブルなプラスチック基板２１ａ，２１ｂから構成されており、両基板上には透明電極としてＩＴＯ２２が形成されている。透明電極は画素部分にはパターンが形成されることなく、基板のほぼ全面を覆って形成する、大きな一つのいわゆるベタ電極となっている。ＩＴＯ２２上の配向膜２３は第１の液晶パネル１と同様の材料を用いた。
【００１９】
第２の液晶パネル２作成の手順は第１の液晶パネルと同様であるが、ラビング処理は２回のラビング工程で行った。最初に第一のラビング工程を行い、基板全面にわたり同一方向にラビング処理を行った。その後、配向膜上に図６のような領域毎に穴の空いたメタルマスク５をプラスチック基板２１ａ上に置き、このメタルマスクの上から第一のラビング行程で行ったラビング方向とは逆方向となるようにラビング処理する第二のラビング工程を行った。この２回のラビング工程により、プラスチック基板２１ａ上には配向方向が図７の矢印に示すような異なる２領域（７ａ，７ｂ）が隣接することになる。この異なるラビング領域（７ａ，７ｂ）の大きさはそれぞれが５ｍｍ角の正方形になるようにした。また図８に図示するように、一対のプラスチック基板２１ａ，２１ｂとを重ねた時に、隣り合う領域８ａと領域８ｂにおいて、互いの配向方向が矢印のような関係になるようにラビング処理を行った。またこのときのラビング方向は、第１の液晶パネル１の視認側の基板に行ったラビング方向と、第２の液晶パネル２の反視認側の基板に行ったラビング軸が平行となるように行った。
【００２０】
このように作成した第１の液晶パネル１と第２の液晶パネル２を第２の液晶パネル２が視認側に配置されるように積層することにより、図１に図示するような液晶表示装置を作成した。このとき第１の液晶パネルの反視認側には偏光板が張られ、このときの偏光板の偏光軸は第１の液晶パネルの反視認側の基板に行ったラビング方向と平行に成るように構成した。また第１の液晶パネル１と第２の液晶パネル２の間にも偏光板が設け、この偏光板の偏光軸は第１の液晶パネルの視認側のラビング方向と平行になるようにした。またさらに第２の液晶パネル２の視認側にも、第２の液晶パネル２の視認側のラビング軸と偏光軸とが平行になるように偏光板を設けた。この液晶表示装置は例えば携帯電話の表示部分に用いることが出来る。第１の液晶パネル１では通常携帯電話で用いる場合に必要な情報を表示するために用いられる。通常はどの方角から見ても、第１の液晶パネル１の表示が正常に認識できるが、第２の液晶パネル２に印加する電圧を制御した場合には、左右方向から第１の液晶パネル１を覗いた場合には、第２の液晶パネル２には黒白の格子模様が写り、このために第２の液晶パネル２の下に配置された第１の液晶パネル１の情報を読みとり難くすることが出来る。
【００２１】
そのためには第１の液晶パネル１における第１の表示領域１ａと、第２の液晶パネル２における第２の表示領域２ａとを正確に重ねる必要がある。本実施形態では、第１の液晶パネル１と第２の液晶パネル２の外形サイズは相似形状であるが、第２の液晶パネル２に
おける外形の大きさを縦・横共に約１mm大きく作成した。そのため、この第１と第２の液晶パネルを積層する工程において、多少２枚の液晶パネルがずれた場合でも、必ず第１の液晶パネル１における第１の表示領域１ａの上には、第２の表示領域２ａが重ねられるために、確実に第１の液晶パネル１の表示情報を液晶パネル２の表示で読みとりにくくする事が出来る。
【００２２】
次に本液晶表示装置の動作を説明する。第２の液晶パネル２に電圧をかけない場合は、液晶分子は基板２１に対して平行方向に配向した状態にある。このとき、光の透過方向に何ら特異性がないので、第２の液晶パネル２は全面透過状態となり、表示を行っている第１の液晶パネル１の表示を正常に見ることができる。
【００２３】
しかし第２の液晶パネル２に電圧（６０Ｈｚ，矩形波）を印加すると、液晶分子は配向膜の配向方向に従いながら立ち上がり、一定のらせん状に配置する。さらに、配向方向は図７で図示したように隣り合う領域毎で異なるため、液晶分子の立ち上がり方向がそれぞれの領域で異なることになる。このとき液晶分子の立ち上がり角は印加する電圧に依存する。
【００２４】
ＴＮ液晶においては、棒状の液晶分子の棒が延びる方向から見ると、液晶が黒く見える。従って、第２の液晶パネル２では、領域毎で黒く見えることになる方向が異なることになる。このようにして、液晶分子の向きに応じて、特定の方向に黒表示を作ることができるのである。
【００２５】
次に本液晶表示装置の動作を説明する。第２の液晶パネル２に電圧をかけない場合は、それぞれの基板に対してラビング軸は垂直方向に行われているために、液晶分子は液晶セル中で９０℃ねじれたツイスト状態となっている。そのために、第１の液晶パネル１の裏面側に配置された補助光源から第１の液晶パネル１を通過した光は、第２の液晶パネル２の中で９０度ねじれた状態で液晶パネルを通過してくる。通過してきた光の偏光方向と第２の液晶パネル２の視認側に設けられた偏光板の偏光軸は互いに同じ偏光であるために、光はそのまま通過し、そのため第１の液晶パネル１の表示がそのまま正常に見ることができる。
【００２６】
しかし第２の液晶パネル２に電圧（６０Ｈｚ，矩形波）を印加すると、液晶分子は配向膜の配向方向に従いながら立ち上がり、液晶セル中でツイスト状態となる。このとき、液晶分子の立ち上がる角度（プレチルト角度）は基板に行ったラビング方向で決まる。そのために、図７で図示した領域毎ではお互いのラビング方向が逆方向の関係となっているために、液晶分子が基板に対して立ち上がる方向も反対の関係になっている。またこのときの液晶分子の立ち上がり角は印加する電圧に依存する。
【００２７】
ＴＮ液晶において、棒状の液晶分子の棒が延びる方向（頭が見える方向）から見た場合には、光の偏光状態に変化が生じないために、光は液晶セル中を通過できない。そのために暗状態となる。従って、液晶分子が電圧により、基板に対してある角度で立ち上がった
場合には、見る方向によって図７のどちらかの領域において暗状態となる場合がある。このようにして、液晶分子の向きに応じて、特定の方向に黒表示を作ることができるのである。
【００２８】
なお、本実施形態では第２の液晶パネルが第１の液晶パネルの視野角方向を制御するためのパネルであったが、主たる表示を行う第１の液晶パネルに対して、第１の液晶パネルを見せたり見せなかったりするシャッター的な機能をもっていたり、第１の液晶パネルが表示しないときに補助的な表示を行ったり、第２の液晶パネルは補充的な役割をする液晶パネルであれば、どのような機能を持つものでも構わない。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の液晶表示装置の概略平面図である。
【図２】本発明の液晶表示装置の分解斜視図である。
【図３】本発明における第１の液晶パネルの断面図である。
【図４】本発明における第１の液晶パネルの配向膜のラビング方向を説明する図である。
【図５】本発明における第２の液晶パネルの断面図である。
【図６】本発明における第２の液晶パネルのラビング行程で用いたマスク外観図である。
【図７】本発明における第２の液晶パネルのラビング方向を示した図である。
【図８】本発明における第２の液晶パネルにおいて基板を重ね合わせたときのラビング方向を示した図である。
【符号の説明】
【００３０】
１    第１の液晶パネル
１ａ  第１の表示領域
２    第２の液晶パネル
２ａ  第２の表示領域
１１ａ，ｂ  ガラス基板
１２，２３  ＩＴＯ
１３，２３  配向膜
１４，２４  シール剤
１５，２５  液晶
２１ａ，ｂ  プラスチック基板
５  ラビング用メタルマスク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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