(57)【要約】【課題】携帯電話端末等のように両側に画面を表示する形態の液晶表示装置においては、一組の液晶表示装置を背中合せに組合せて構成しているが、全体としての厚みや重量が増加して製品としての使い勝手が悪く、より利便性に優れた製品化が要望されていたが、より薄く且つ軽量に構成することを可能とし、しかも廉価に製造することが可能な液晶表示装置を提供する。【解決手段】液晶パネル２３を半透過型もしくは透過型として構成し、半透過型の液晶パネル２３においては液晶パネル２３の少なくとも一面に、また透過型液晶パネル２３においては夫々両面にフロントライト２７，２７´を配置する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の電極を備えたアレイ基板と、
このアレイ基板と対向する対向面に他方の電極を備えた対向基板と、
この対向基板と前記アレイ基板間のギャップを規定する複数のスペーサと、
前記対向するアレイ基板と対向基板間に挟持された液晶部材と、
前記基板のいずれか一方側に配設された半透過型反射層と、
この反射層を設けた基板の反対側基板外表面に配設されたフロントライトとを具備し、
前記一対の基板のいずれ側からも選択的に画面表示できるようにしたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記基板の半透過型反射層を設けた基板外側面にフロントライトを配置したことを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記半透過型反射層に代えてフロントライトを配置させ、透過型として構成したことを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記両基板と前記フロントライトとに夫々可撓性を持たせたことを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記両基板の視認方向に対応して少なくとも前記電極の一方側への入力位置を制御するスイッチ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。
【請求項６】
前記フロントライトの点灯を制御するスイッチ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。
【請求項７】
前記フロントライトを点灯させることにより、フロントライト側のライトとして機能させることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記フロントライトを点灯させることにより、バックライトとして機能させることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、少なくとも片面側にフロントライトを配置した液晶表示装置に係り、液晶表示装置のいずれの側からでも画面を観察することを可能とした液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置は、軽量で薄型に構成することが可能であり、更に低消費電力等の特性を有しているために、情報端末や時計、テレビジョン受像機等の表示用のモニターとして活用されており、特に折畳式の携帯電話端末においては、その開閉蓋の両面に配置され、例えば蓋を閉じた状態で外部に露呈する外面側液晶表示装置には時計情報が表示され、蓋を開いた状態で露呈する内面側の液晶表示装置には、着信メールや送信メール情報、電話番号等の各種情報が表示されるような構成となっている。
【０００３】
このように、蓋の開閉に応じて異なる必要な情報を表示する液晶表示装置は、使用者にとって頗る利便性の高いものであるが、この両面表示の液晶表示装置は、蓋部分に一対の独立した液晶表示装置を組込んだ構成を採用している。
【０００４】
従って、組込まれる一対の液晶表示装置全体としての厚みや重量も単純には単一の液晶表示装置の２倍を要することになり、機器の厚みや重量を増大させる結果となっているばかりでなく、コスト面の上昇も避けることができなかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、液晶表示装置の画面を両側から見られるように構成するためには、夫々独立した一対の液晶表示装置を背中合わせに組合せて、恰も一つの液晶表示装置であるかのように構成するに留まっており、このために機器に内蔵される液晶表示装置としての厚みも厚くなり、重量も重くなって、特に携帯型の機器に採用する場合には、更に改良の余地が残されており、より利便性に優れた機器の開発が望まれている。
【０００６】
本発明は、このような課題に対処してなされたものであり、単一の液晶パネルを半透過型もしくは透過型として構成し、少なくともその片面側にフロントライトを配置することで、液晶表示装置のいずれの面側からでも表示画像を観察することを可能とし、薄く且つ軽量に形成することを可能にした液晶表示装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、一方の電極を備えたアレイ基板と、このアレイ基板と対向する対向面に他方の電極を備えた対向基板と、この対向基板とアレイ基板間のギャップを規定する複数のスペーサと、対向するアレイ基板と対向基板間に挟持された液晶部材と、アレイ基板と対向基板のいずれか一方側に配設された半透過型反射層と、この反射層を設けた基板の反対側基板の外表面に配設されたフロントライトとを有し、一対の基板のいずれ側からでも選択的に画面表示できるようにした。
【０００８】
このように構成することによって、フロントライトをフロントライトもしくはバックライトとして機能させて、両面のいずれからでも画像を観察することを可能にし、装置全体の厚みを薄く形成することができるとともに、装置の重量を軽くすることが可能となるので、特に携帯型の製品や複数枚重畳して使用したりする製品に使用して好適な液晶表示装置を得ることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１０】
本発明に係るカラー液晶表示装置は、図１に示すように、板厚が０．５〜１ｍｍ程度の透明なガラス材から構成されたアレイ基板１１の主面上に、成膜、パターニング等の微細技術を駆使して電極配線とＴＦＴ１２を配設する。このＴＦＴ１２及び電極配線は、例えば次のようにして構成される。
【００１１】
即ち、アレイ基板１１の主面上にプラズマＣＶＤ（Chemical  Vapor  Deposition）によりアモルファスシリコンを形成し、その後エキシマレーザアニールによりアモルファスシリコンを多結晶化してポリシリコンとする。このポリシリコンをパターニングしてＴＦＴ１２の半導体層を形成する。
【００１２】
次に、テトラエトキシシランを材料としてプラズマＣＶＤによりシリコン酸化膜を形成しゲート絶縁膜とする。
【００１３】
このゲート絶縁膜上にスパッタリング法を用いてモリブデン・タングステンを成膜し、パターニングすることによりゲート電極及び走査線を形成する。
【００１４】
そして、ゲート電極を覆うようにプラズマＣＶＤ法によりシリコン酸化膜を形成し層間絶縁膜とする。
【００１５】
次にフォトリソグラフィ法を用いて、層間絶縁膜及びゲート絶縁膜の一部にコンタクトホールを形成する。
【００１６】
更に、スパッタリング法により層間絶縁膜上にアルミニウムを主成分とする金属膜を形成し、パターニングすることによりＴＦＴ１２のソース電極、ドレイン電極及び信号線を形成する。このときドレイン電極と信号線は一体であり、ドレイン電極はコンタクトホールを介して半導体層のドレイン領域に接続されている。またソース電極は他のコンタクトホールを介して半導体層のソース領域に接続されている。
【００１７】
このようにして形成されたＴＦＴ１２を含むアレイ基板１１上に、カラーフィルタ１４を形成する。カラーフィルタ１４は赤（Ｒ）、青（Ｂ）、緑（Ｇ）に色分けされており、夫々の色がストライプ状に形成されている。
【００１８】
更に、このカラーフィルタ１４上に、スパッタリング法を用いてＩＴＯ（Indium  Tin  Oxide）を成膜し、パターニングすることにより透明な画素電極１３を形成する。この画素電極１３はカラーフィルタ１４に設けられたコンタクトホールを介してＴＦＴ１２のソース電極に接続されている。
【００１９】
更に、黒色の樹脂を成膜し、パターニングすることにより、額縁層１６及びスペーサ１５を形成する。スペーサ１５は、１つの画素もしくは複数個の画素に対して１個の割合で設けられ、ＴＦＴ１２上や各種配線上などの遮光部に配置されることが開口率の観点から好ましい。
【００２０】
そして、アレイ基板１１の全面にポリイミドからなる膜を塗布し、これを配向処理することで配向膜１７を形成する。
【００２１】
なお、アレイ基板１１にはＴＦＴ１２の製造と同時に、周辺部分に駆動回路が作り込まれている。
【００２２】
一方、このアレイ基板１１に対向して対向基板１８が配置される。この対向基板１８は、同じく板厚が０．５〜１ｍｍ程度の透明なガラス材から構成され、そのアレイ基板１１と対向する対向面上に、ＩＴＯ等からなる他方の電極を構成する透明な対向電極１９と、この対向電極１９上にポリイミド等からなる配向膜２０を順次積層配置している。
【００２３】
この対向基板１８とアレイ基板１１とは、スペーサ１５によって所定の間隙を保ちながら、例えば熱硬化型エポキシ系接着剤からなるシール材２１によって注入口を除いた周辺部を加熱接着して固定されており、またアレイ基板１１から対向基板１８に電圧を印加するための電極転移材をシール材２１の周辺の電極転移電極（図示せず）上に形成している。この間隙部分には、例えばフッ素系液晶化合物からなる液晶部材２２が注入され、その後にこの注入口を紫外線硬化樹脂によって封止して、液晶パネル２３を形成している。更に、この液晶パネル２３のアレイ基板１１と対向基板１８の外表面には、夫々偏光板２４，２５が接着固定され、またアレイ基板１１側の偏光板２４外側面には、半透過型の反射層２６が配置されるとともに、対向基板１８の偏光板２５の外側面にフロントライト２７が配置されている。このフロントライト２７は、光源部２８と、この光源部２８に連接し液晶パネル２３面を覆うように配設された鋸歯状の段差を有する透明な材料からなる導光板２９からなり、カラー液晶表示装置３０が構成されている。
【００２４】
このようにカラー液晶表示装置を構成すると、例えば駆動回路（図示せず）から液晶パネル２３のＴＦＴ１２や対向電極１９等に所定の駆動電圧を供給することにより、液晶パネル２３を駆動させることが可能となる。そして、図２に示すように、液晶パネル２３の対向基板１８側から入射した矢印Ａで示す外光が、液晶部材２２の光シャッター動作に応じて半透過型の反射層２６によって反射され、使用者にカラー画像として認識される。
【００２５】
また、フロントライト２７を点灯させると、光源部２８で発光された光は、矢印Ｂで示すように、導光板２９内で反射して液晶パネル２３内に入射し、液晶部材２２の光シャッター動作に応じて半透過型の反射層２６によって反射されて使用者側に到達する。従って、外光Ａと相俟って両方の光Ａ，Ｂにより画像が表示されるので、明るい画面として表示することが可能となる。勿論外光Ａのみで十分な明るさが得られる場合には、フロントライト２７を点灯させる必要はない。
【００２６】
一方、この液晶表示装置３０をフロントライト２７が位置する反対の面側から見た場合には、フロントライト２７を点灯させることにより、このフロントライト２７がバックライトとして機能し、フロントライト２７の光は、図中矢印Ｃで示すように、液晶パネル２３及び半透過型の反射層２６を通して画像を表示することになり、この液晶表示装置３０を両面表示型として機能させることが可能となる。
【００２７】
このように、半透過型の反射層２６を有する液晶パネル２３の片面にフロントライト２７を配置することによって両面表示することを可能とするカラー液晶表示装置３０は、例えば図３（ａ）に示すように、携帯電話端末の表示用パネルとして使用することが可能となる。この電話端末は、操作入力ボタン３１等を備えた端末本体部３２と、この操作入力ボタン３１を選択的に覆うように端末本体部３２に開閉自在に一端を回動自在に保持された蓋体部３３から構成されている。この蓋体部３３には、表裏両面に表示部分が露呈するように、例えばフロントライト２７を蓋体部３３の外面側に位置するようにカラー液晶表示装置３０が装着されている。そして液晶パネル２３の駆動スタート位置を切換選択するためのスイッチ３４が端末本体部３２に配置されている。このスイッチ３４は、蓋体部３３を閉じたときにはフロントライト２７側の面を駆動し、開けた場合にはフロントライト２７とは反対側の面に正常な画像が表示されるように切換駆動するようにスイッチング構成されている。
【００２８】
即ち、図３（ｂ）に示すように、液晶パネル２３の一側、例えば図中左側に、その上下端に一対の入力端子３５，３６を有し、一方の入力端子３５はスイッチ３４の第１の固定端子３７と接続され、また他方の入力端子３６は第２の固定端子３８と接続され、これら第１及び第２の固定端子３７，３８は、映像信号及び駆動電圧供給回路３９に接続された切換端子４０によって切換え接続されるようになっている。
【００２９】
従って、蓋体部３３を開いた状態では、スイッチ３４は第１の固定端子３７側に切換えられており、映像信号及び駆動電圧供給回路３９からの映像信号及び駆動電圧は、切換端子４０から第１の固定端子３７を通して入力端子３５に供給されて液晶パネル２３を駆動して所定の画像を表示する。
【００３０】
一方、蓋体部３３を閉じた状態では、スイッチ３４は第２の固定端子３８側に切換えられ、映像信号及び駆動電圧は切換端子４０及び第２の固定端子３８を通って入力端子３６に供給される。この蓋体部３３を閉じた状態では、蓋体部３３を開いた状態の場合に比較して液晶パネル２３の表示面が１８０°反転しているために、液晶パネル２３を走査する駆動スタート位置も反転させる必要があるために、スイッチ３４を必要としている。このようにスイッチ３４を切換えることによって、液晶パネル２３のいずれの側から見ても正常な画像を表示させることが可能となる。
【００３１】
また、フロントライト２７を選択的に点灯させるために、例えば端末本体部３２の側面に第２のスイッチ４１を配置し、このスイッチ４１をフロントライト用電源回路４２とフロントライト２７間に介在させることにより、選択的にスイッチ４１を操作してフロントライト２７を点灯させることが可能となる。このフロントライト２７を常時点灯させておく場合には、スイッチ４１を省略することも可能であり、また主に主要情報を表示するために蓋体部３３を開いた状態で液晶表示装置３０を駆動する場合にのみフロントライト２７を点灯させて、このフロントライト２７をバックライトとして機能させるような場合には、スイッチ３４と４１とを連動させて切換えるように構成したり、双投スイッチとして単一のスイッチで構成することも可能である。
【００３２】
このように、携帯電話端末のように、カラー液晶表示装置３０を蓋の開閉に応じて前後に開閉して使用するような構成の場合においては、液晶パネル２３の駆動スタート地点を変更させるだけで対応することが可能なので、製品の製造工程を簡略化させることが可能となる。
【００３３】
また、このフロントライト２７は、図４に示すように、液晶パネル２３の両面に夫々配設するように構成することも可能である。このように液晶パネル２３の両側にフロントライト２７，２７´を配置することで、一方側から液晶表示装置３０を観察した場合、例えば図中左側から観察した場合で、フロントライト２７，２７´をともに消灯させている場合には、矢印Ａで示すように外光Ａのみが液晶パネル２３で反射して画像を表示する反射型カラー液晶表示装置として機能する。またフロントライト２７側のみを点灯すると、図中矢印Ｂで示すように、フロントライト２７からの反射光Ｂと外光Ａとの両方の光によって画像を表示することができる。更に、暗い場所や夜間等で外光Ａが利用できない場合でも、フロントライト２７からの反射光Ｂのみで画像表示が可能である。
【００３４】
また、フロントライト２７´を点灯させた場合には、図中矢印Ｃ´で示すように、フロントライト２７´がバックライトとして機能して、このフロントライト２７´の光Ｃ´が液晶パネル２３中を透過して透過型のカラー液晶表示装置３０として機能する。また、反対側の図中右側から観察した場合でも同様に、各外光Ａ´やフロントライト２７´の反射光Ｂ´及びフロントライト２７の透過光Ｃを夫々利用することが可能で、この場合も反射型もしくは透過型のカラー液晶表示装置３０として機能させることができる。
【００３５】
また、半透過型の反射層２６を設けずに、この反射層２６に代えて図５に示すように、液晶パネル２３の両側にフロントライト２７，２７´を夫々配設することによって、液晶パネル２３を透過型として構成することができる。この場合、これらフロントライト２７，２７´を夫々バックライトとして機能させることにより、図中矢印Ｃ，Ｃ´で示すフロントライト２７，２７´からの光が、液晶パネル２３中を透過することによって、透過型のカラー液晶表示装置３０を構成することができる。
【００３６】
上記したいずれの構成のカラー液晶表示装置３０においても、前後方向に開閉して使用される可撓性を有しない固体状に形成した場合について説明しているが、例えば電子ブックや電子手帳等にカラー液晶表示装置３０を使用する場合には、その使用形態上からカラー液晶表示装置３０自体が湾曲される場合が想定される。このような場合には、アレイ基板１１と対向基板１８及びフロントライト２７，２７´の導光板２９，２９´自体に可撓性を持たせるように形成し、カラー液晶表示装置３０を湾曲させることが可能なように可撓性を持たせた方が利便性が向上する場合もある。
【００３７】
このようにカラー液晶表示装置３０に可撓性を持たせる場合には、液晶部材２２を注入する以前のシール材２１を形成した段階で、夫々の基板１１，１８の外表面を機械研磨または化学研磨、あるいはこれら研磨の両方を組合せる等して、夫々の基板１１，１８の板厚を０．１ｍｍ程度まで研磨して可撓性を持たせるように形成する。この研磨された各基板１１，１８の外表面には、破損防止用の透明な樹脂板等からなる可撓性のある補強板（図示せず）を貼り付けることによって補強を行うことで、液晶パネル２３全体に可撓性を持たせることが可能となる。なお、この補強板は偏光板２４，２５で代用してもよい。
【００３８】
また、フロントライト２７，２７´の各導光板２９，２９´についても、液晶パネル２３の湾曲方向に追随して湾曲するように可撓性を持たせることで、カラー液晶表示装置３０全体を湾曲させることが可能となる。
【００３９】
このようにカラー液晶表示装置３０自体に可撓性を持たせることによって、電子ブックや電子手帳等の使用に好適となり、当該製品の２頁分の表示を行わせることが可能となる。この場合に、左右に開閉するような製品に適用する場合には、液晶パネル２３の表裏を全く対称的に形成することは難しく、液晶パネル２３の駆動のスタート地点は、上下方向ではなく左右上方向に夫々入力端子３５，３６を配置し、いずれかの入力端子３５，３６とスイッチ３４の固定端子３７，３８間に他方側の画像表示状態と整合をとるための映像駆動信号調整回路（図示せず）を介在させる必要がある。勿論、白黒画像表示のみを表示させるように構成した白黒液晶表示装置の場合には必要としない。
【００４０】
なお、本発明は、これらの実施の形態で説明したものに限定されることなく種々の応用や変形が可能で、例えば、カラーフィルタ１４材料をパターニングする際に、カラーフィルタ１４を構成する着色層材を順次積層させて積層型のスペーサ１５を着色層の形成と同時に形成すれば、スペーサ１５の製造工程を簡略化し得る。またこのスペーサ１５は球状のスペーサ１５で構成することも可能である。
【００４１】
また、カラーフィルタ１４を対向基板１８上に設けるように構成したり、あるいは額縁層１６を対向基板１８側に形成することも可能である。更に、スペーサ１５はアレイ基板１１側に一端を固定したものに限らず、対向基板１８側に固定することも可能で、更には両基板１１，１８から夫々突設するように配置することもできる。また、カラー液晶表示装置に限らず白黒用の液晶表示装置にも適用することが可能なことは言うまでもない。
【００４２】
【発明の効果】
以上述べてきたように本発明によれば、半透過型液晶パネルの少なくとも一側面上に、もしくは透過型液晶パネルの両側にフロントライトを配置することにより、両面表示可能な液晶表示装置として構成しているので、液晶表示装置としての全体の厚みを薄く、且つ重量も軽く形成することが可能となり、しかも使用材料を削減することができるためにコストダウンを図ることが可能な利便性に優れた液晶表示装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る液晶表示装置を示す断面図。
【図２】同じく液晶表示装置の画面表示状態を説明するための説明図。
【図３】同じく液晶表示装置を携帯電話端末に組込んだ状態を示す説明図。
【図４】同じく液晶表示装置の他の構成の画面表示状態を説明するための説明図。
【図５】同じく液晶表示装置の別の構成の画面表示状態を説明するための説明図。
【符号の説明】
１１：アレイ基板
１３：画素電極（一方の電極）
１５：スペーサ
１８：対向基板
１９：対向電極（他方の電極）
２２：液晶部材
２６：半透過型の反射層
２７，２７´：フロントライト
３４，４１：スイッチ
【図１】
2004198886.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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