(57)【要約】【課題】  一つの液晶表示パネルを前面側と背面側から視認できる両面視認型液晶表示装置と表示端末装置を実現する。【解決手段】  液晶表示パネルは、液晶層が捩れネマチック型液晶からなる液晶表示パネル２を第一の偏光板３１と第二の偏光板３２とで挟持し、面照明装置５は、フロントライト式であって、第一の偏光板３１の前面側に配設されており、半透過膜４は、第二の偏光板３２の背面側に配設されているように構成する。【選択図】      図１
2005141184.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶表示パネルと、第一の偏光板と、第二の偏光板と、半透過膜と、面照明装置とを有し、
該液晶表示パネルは、液晶層が捩れネマチック型液晶からなり、
該第一の偏光板と該第二の偏光板とは、該液晶表示パネルを前面側と背面側とによって挟持しており、偏光軸のそれぞれが対接する該液晶表示パネルの液晶層の配向方向に平行になっており、
該面照明装置は、表面側にプリズムアレイが穿設された導光板を有するフロントライト式であって、該第一の偏光板の前面側に配設されており、
該半透過膜は、該第二の偏光板の背面側に配設されている
ことを特徴とする両面視認型液晶表示装置。
【請求項２】
前面側から視認した第一の表示画面と背面側から視認した第二の表示画面とが、相互に左右が反転した正像／逆像であり、適宜反転可能になっている
ことを特徴とする請求項１記載の両面視認型液晶表示装置。
【請求項３】
本体とディスプレイ部とを有し、
該本体は、ディスプレイ部が開閉可能に接合されており、
該ディスプレイ部は、開成状態にあっては内側の第一の表示画面と、閉成状態にあっては外側の第二の表示画面とのそれぞれが視認可能な請求項１記載の両面視認型液晶表示装置を有する
ことを特徴とする表示端末装置。
【請求項４】
該ディスプレイ部は、開成状態にあっては第一の表示画面が正像になり、閉成状態にあっては第二の表示画面が正像になるよう自動的に反転する
ことを特徴とする請求項３記載の表示端末装置。
【請求項５】
請求項１記載の両面視認型液晶表示装置であって、
該液晶表示パネルは、画素を区画するブラックマクリックスが図５で定義したピッチ：Ｐ１の縞状をなしており、
該面照明装置は、導光板のプリズムアレイが図６で定義したピッチ：Ｐ２の縞状をなしており、
該ブラックマクリックスの縞とプリズムアレイの縞とが平行である
ことを特徴とする両面視認型液晶表示装置。
【請求項６】
背面側から視認した第二の表示画面において、液晶表示パネルのブラックマクリックスの縞の図７で定義した見かけのピッチ：Ｐ３と、該液晶表示パネルの背面側に配設された面照明装置のプリズムアレイの縞の図６で定義したピッチ：Ｐ２との関係が、Ｐ３＝Ｐ２である
ことを特徴とする請求項５記載の両面視認型液晶表示装置。
【請求項７】
背面側から視認した第二の表示画面において、液晶表示パネルのブラックマクリックスの縞の図７で定義した見かけのピッチ：Ｐ３と、該液晶表示パネルの背面側に配設された面照明装置のプリズムアレイの縞の図６で定義したピッチ：Ｐ２との関係が、Ｐ３≠Ｐ２であり、かつ両ピッチの並びがランダムである
ことを特徴とする請求項５記載の両面視認型液晶表示装置。
【請求項８】
本体とディスプレイ部とを有し、
該本体は、ディスプレイ部が開閉可能に接合されており、
該ディスプレイ部は、開成状態にあっては内側の第一の表示画面と、閉成状態にあっては外側の第二の表示画面とのそれぞれが視認可能な請求項５記載の両面視認型液晶表示装置を有する
ことを特徴とする表示端末装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表裏両面から視認できる液晶表示装置に係わり、特に開閉できるディスプレイ部に表示装置が組み込まれた折り畳み式の携帯電話やＰＤＡ（携帯情報機器）などに用いられる液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近接対向する一対の平面基板上にいろいろな表示機能を集積した平面型の表示装置は、電子機器の軽薄短小を実現するものとしていろいろな用途に実用されている。その中でも、液晶表示装置は携帯形の小形から据え置き形のＴＶモニタなどの大形まで、表示装置として広い分野で実用化されている。
【０００３】
特に、近時、携帯電話においては、音声による通話だけでなく、絵文字やカメラ付きでデジタル画像の伝送まで行うように進化している。そのため、携帯電話には画像表示装置が不可欠になっている。
【０００４】
現在、携帯電話で表示装置として最も用いられている形態は液晶表示装置で、文字表示以外に画像表示もできるようになっている。しかも、折り畳み式の携帯電話においては、本体とヒンジによって擺動自在に連結された蓋に相当するディスプレイ部には、例えば、開成して相互の通話や画像通信、条件設定、ｅメールの端末などとして用いる際に視認する主ディスプレイ装置と、閉成して待機時にも視認できる従ディスプレイ装置がディスプレイ部の両面に背中合わせに搭載されている。
【０００５】
図１２は折り畳み式携帯電話の表示装置の一例の模式図である。図１２において、携帯電話６０は、本体６１と、本体６１に擺動自在に連結されたディスプレイ部６２とからなり、一般に、閉成した状態で待機し、通話時する際には本体６１からディスプレイ部６２を開成して用いるようになっている。
【０００６】
ディスプレイ部６２には、表示装置が搭載されており、図１２（Ａ）に示したように閉成した待機している時には、ディスプレイ部６２の外側に面した従ディスプレイ６２２が視認できる。また、電話を使用したいときなどに、図１２（Ｂ）に示したようにディスプレイ部６２を開成すると、ディスプレイ部６２の内側に面した主ディスプレイ６２１を視認できるようになっている。つまり、ディスプレイ部６２には表の外側と裏の内側の両面のそれぞれで視認できる表示装置が設けられている。
【０００７】
ディスプレイ部の中では、主ディスプレイ６２１を表示する第一の液晶表示パネル２０１と、従ディスプレイ６２２を表示する第二の液晶表示パネル２０２とが背中合わせに背向配置されている。
【０００８】
ところで、液晶表示装置の照明方法は、液晶表示パネルの構成と液晶表示パネルへの照明装置によって大別される。
【０００９】
図１３は液晶表示装置における照明方法の模式的断面図で、大きく二つの方法がある。
【００１０】
図１３（Ａ）はバックライト式の照明方法である。この方式では、液晶表示パネル２が厚さ方向に透明な透過型が適用される。つまり、照明は液晶表示パネル２の背面（バック）側から行うので、バックライト式を呼ばれる。
【００１１】
こゝで示した照明方法では、プリズムアレイ５３を設けた薄い板状の導光板５２を用いたバックライト用の面照明装置５を用いて照明している。
【００１２】
図１３（Ｂ）はフロントライト式の照明方法である。この方式では、反射型あるいは半透過型の液晶表示パネル２が適用される。つまり、照明は液晶表示パネル２の前面（フロント）側から行うのでフロントライト式と呼ばれる。
【００１３】
こゝで示した照明方法では、プリズムアレイ５３を設けた薄い板状の導光板５２を用いたバックライト用の面照明装置５を用いて照明している。
【００１４】
図１２に示した折り畳み式の携帯電話６０に液晶表示装置を適用するに際しては、ディスプレイ部６２に搭載して両面視認できる表示装置として、図１３（Ａ）に示したバックライト式の液晶表示装置でも、あるいは図１３（Ｂ）に示したフロントライト式の液晶表示装置でもどちらでも適用できる。図１４〜１６はその模式的断面図である。
【００１５】
図１４に図示した両面視認型液晶表示装置の第１例は、バックライト式の面照明装置５４によって照明される二つの透過型の液晶表示装置１０、１０を背中合わせに背向配置した両面視認型液晶表示装置１で、それぞれ独立な表示画面を別個に視認できる。
【００１６】
図１５に図示した両面視認型液晶表示装置の第２例は、フロントライト式の面照明装置５によって照明される二つの反射型の液晶表示装置２０、２０を背中合わせに背向配置した両面視認型液晶表示装置１で、それぞれ独立な表示画面を別個に視認できる。
【００１７】
しかし、図１４あるいは図１５に例示した両面視認型液晶表示装置１は、バックライト式に照明される透過型の液晶表示装置１０、１０あるいはフロントライト式に照明される反射型の液晶表示装置２０、２０のそれぞれを単に背中合わせに背向配置したもので、何らの新味がなく特異性に劣る。
【００１８】
そこで、実装上においても、より効率的な構成を図ったものが提案されている。図１６の両面視認型液晶表示装置の第３例で図示した両面視認型液晶表示装置１は、背中合わせに背向した二つの透過型の液晶表示パネル１０、１０の間に、二つの液晶表示パネル１０、１０を同時に照明できる両面照明装置５０を配置した構成になっている。そして、一つの両面照明装置５０によって表面側と裏面側とで対面する二つの液晶表示パネル１０、１０をバックライト式に同時に照明する。
【００１９】
このような二つの表示画面を表裏で視認する用途は、当初、携帯電話ならではの独自の使用法であった。しかし、例えば、ＰＤＡやデジタルカメラなどの表示装置でも、両面から画像が視認できることが新規な用途開発の一環として注目されている。
【００２０】
図１６に例示した両面視認型液晶表示装置の第３例は、図１４の第１例や図１５の第２例で図示したものに較べて、一つの面照明装置で二つの液晶表示パネルを同時に照明する点において優れものである。しかし、さらに進展させて、一つの表示装置を前面側と背面側とのそれぞれから視認できれば、前面側と背面側との双方のそれぞれに表示装置を設けた二つの表示装置の構成に較べてより大きな合理化が可能となる。そこで、一つの表示装置を表裏双方から視認することができる表示装置の提案がなされている（例えば、特許文献１、２参照。）。
【００２１】
ところで、図５は液晶表示パネルの縞状ピッチの説明図である。図５において、カラー表示が可能な液晶表示パネル２では、ＲＧＢの光の三原色を得るためにＲＧＢの微小なカラーフィルタをピクセル２４として配列した構成になっている。そして、そのピクセル２４を通過する照明光を液晶層によって断続する、つまり、シャッタリングすることによってカラー表示を行っている。
【００２２】
そのため、それぞれのピクセル２４を構成する微小なカラーフィルタを明確に分離し、フィルタを透ってカラリングされた光が混色しないように、それぞれのピクセル２４の間隙には、例えば、金属クロムの薄膜からなるブラックマトリックス２５と呼ぶ遮光膜によって区画している。
【００２３】
ＲＧＢのそれぞれのカラーフィルタからなるピクセル２４には、いろいろな制御方式や配色の仕方に対応した配列方法がある。アクティブマトリックス方式と呼ぶ制御方式においては、図５（Ａ）に示したようにトライアングル配列や、図５（Ｂ）に示したようにモザイク配列が実用になっている。図５（Ｃ）はストライプ配列の例で、単純マトリックスとよぶ制御方式で多用されている。
【００２４】
こうしたブラックマトリックス２５によって区画されたピクセル２４の配列は、液晶表示パネル２の全面で見れば、ブラックマトリックス２５があたかもピッチ：Ｐ１の縞状に並列しているように見なすことができる。
【００２５】
一方、面照明装置の導光板には鋸歯状のプリズムが縞状に並設されている。図６は面照明装置の導光板の縞状ピッチの説明図である。図６（Ａ）に示したように、導光板５２の背面側にプリズムアレイ５３を設けた面照明装置５は、断面の一部を表裏逆にして図示すると図６（Ｂ）のようになる。そして、鋸歯状に並設されたプリズムアレイ５３のピッチ：Ｐ２が、例えば、高々Ｐ２＝数十〜数百μｍと細かい構成になっている。
【００２６】
ところが、プリズムアレイ５３で反射して出射して面状に拡大された照明光には、目視では判然としないがプリズムアレイ５３のピッチ：Ｐ２に対応した縞状の光の強弱が含まれている。
【特許文献１】特開２０００−１９３９５６号公報
【特許文献２】特開２００２−３５７８２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２７】
前面側と背面側の双方から視認できる表示装置が一つの表示装置で可能であることは、双方の画面を同時に見れば、天地は反転しないが左右が反転した正像／逆像の関係であっても、より薄形で、より安価な構成を実現する上で有用である。しかし、実用化に向けてはより構成が簡易で製造上も容易な構成が望まれている。
【００２８】
一方、図５に示したように、面照明装置の縞状に明暗のある照明光によって照明される液晶表示パネル２は、ピッチ：Ｐ１の縞状のブラックマトリックス２５を通して照明光を通過させることになる。しかも、図６において、面照明装置によって照射される照明光は、目視的には全面一様の面照明である。しかし、微視的にはプリズムアレイ５３に起因して生じる微細なピッチ：Ｐ２の縞状の周期的に強弱をもった光として照射される。
【００２９】
このピッチ：ＰＩとピッチ：Ｐ２との二つの周期的な強度分布をもつ縞模様が重なることによって、モアレ縞が生じる不具合が間々発生することがある。
【００３０】
図１７はモアレ縞を模式的に示したものである。二組の平行線群９１、９２が緩く交差していると、交差した交点の部位とほヾ平行する部位とが周期的に現れてモアレ縞となる。基本的には、平行線群９１、９２の交差角度：θが小さくなれば縞模様の周期は次第に大きくなり、完全に平行であれば、交点が無くなるのでモアレ縞は生じない。
【００３１】
ところが、特に、両面視認型液晶表示装置においては、背面側から視認する場合、つまり、バックライト式に相当する照明装置を用いた場合に不具合が多発する傾向がある。
【００３２】
そこで本発明は、簡易な構成によって一つの表示装置、より具体的には一つの液晶表示パネルを、前面側と背面側の双方から視認できるようになした両面視認型液晶表示装置と表示端末装置、およびモアレ縞の発生を低減できる両面視認型液晶表示装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００３３】
上で述べた課題は、本発明の第１の発明については、請求項１において、液晶表示パネルと、第一の偏光板と、第二の偏光板と、半透過膜と、面照明装置とを有し、該液晶表示パネルは、液晶層が捩れネマチック型液晶からなり、該第一の偏光板と該第二の偏光板とは、該液晶表示パネルを前面側と背面側とによって挟持しており、偏光軸のそれぞれが対接する該液晶表示パネルの液晶層の配向方向に平行であり、該面照明装置は、表面側にプリズムアレイが穿設された導光板を有するフロントライト式であって、該第一の偏光板の前面側に配設されており、該半透過膜は、該第二の偏光板の背面側に配設されているように構成された両面視認型液晶表示装置によって解決される。
【００３４】
つまり、液晶表示パネルは、捩れネマチック（ＴＮ）型の液晶層を有し、液晶表示パネルの前面側には第一の偏光板を、背面側には第二の偏光板をそれぞれ配設するようにしている。それぞれの偏光板の偏光軸は対接する液晶層の配向方向と平行になっている。
【００３５】
そして、該第一の偏光板の前面にはフロントライト式の面照明装置を配置し、液晶表示パネルの背面側には半透過膜を配設するようにしている。
【００３６】
このような構成によって、前面側から見ればフロントライト式の面照明装置による反射型の液晶表示装置として視認できるようになる。また、背面側から見ればフロントライト式の面照明装置がバックライト式の面照明装置となって透過型の液晶表示装置として視認できるようになる。こうして、一つの液晶表示パネルを前面側と背面側の双方から視認できるようにしている。
【００３７】
一般に、液晶表示パネルの背面側に半透過膜を配設した半透過型の液晶表示装置は、明所では前面側からの照明光によって反射型の液晶表示装置として機能し、暗所においては、背面側からのバックライト式の照明光によって透過型の液晶表示装置として機能するようになっている。つまり、背面側からは専ら照明することにこだわり、表示画面を視認しようとする発想はなかった。
【００３８】
ところが、本発明においては、前面側から照明するフロントライト式の面照明装置は、背面側から見ればバックライト式の面照明装置であるとの認識に立って、両面から視認可能な両面視認型液晶表示装置に到達したものである。
【００３９】
次いで、本発明の第２の発明については、請求項２において、前面側から視認した該第一の表示画面と背面側から視認した該第二の表示画面とが、相互に左右が反転した正像／逆像であり、適宜反転可能になっているように構成された請求項１記載の両面視認型液晶表示装置によって解決される。
【００４０】
つまり、両面視認型液晶表示装置においては、前面側からフロントライト式の面照明装置によって照明されて視認できる反射型の液晶表示装置の正像の表示画面は、同時に背面側から透過型の液晶表示装置の表示画面として見れば左右が反転した逆像となる。
【００４１】
ところで、通常は、前面側と背面側とで同時に表示画面を見ることは、例えば、デジタルカメラ付きの携帯電話で自分撮りするために第一の表示画面を見ながら、第二の表示画面を他の人に見せるといった稀な例がある。この場合には、文字などではなく人物像なので左右反転した逆像でも違和感は余りなく、視認しようとする一方の表示画面が正像であれば、他方の表示画面が逆像であっても問題ない。
【００４２】
次いで、本発明の第３の発明については、請求項３において、本体とディスプレイ部とを有し、該本体は、ディスプレイ部が開閉可能に接合されており、該ディスプレイ部は、開成状態にあっては内側の第一の表示画面と、閉成状態にあっては外側の第二の表示画面とのそれぞれが視認可能な請求項１記載の両面視認型液晶表示装置を有するように構成された表示端末装置によって解決される。
【００４３】
つまり、携帯電話やＰＤＡなどのような本体に対して、ディスプレイ部がいわゆる蓋のように開けたり閉じたり開閉可能に接合された構成にし、ディスプレイ部に両面視認型液晶表示装置を設けるようにしている。そうすると、該ディスプレイ部は、開成状態にあっては内側の第一の表示画面が視認でき、閉成状態にあっては外側の第二の表示画面が視認できるようになる。
【００４４】
次いで、本発明の第４の発明については、請求項４において、該ディスプレイ部は、開成状態にあっては第一の表示画面が正像になり、閉成状態にあっては第二の表示画面が正像になるよう自動的に反転するように構成された請求項５記載の表示端末装置によって解決される。
【００４５】
つまり、本体と開閉可能に接合されたディスプレイ部に設けた両面視認型液晶表示装置は、開成状態のときに内側の第一の表示画面を視認することができるが、閉成状態にあって内側の隠れて第一の表示画面を見ることはできない。逆に、外側の第二の表示画面は、閉成状態にあって外側に露呈して視認できるが、開成状態のときにも本来の使用目的ではないが、視認しようとすれば視認することができる。ところが、第一の表示画面が正像の状態で第二の表示画面を見れば、左右が反転した逆像に見える。
【００４６】
そこで、第一の表示画面を視認するためにディスプレイ部を開成したときには、内側の第一の表示画面が正像になり、ディスプレイ部を閉成して内側の第一の表示画面が隠蔽され外側の第二の表示画面が視認できるようになったときには、表示画面の走査方向を逆にして、第二の表示画面が正像になるように自動的に反転するようにしている。
【００４７】
こうすることによって、ディスプレイ部を開けて内側の第一の表示画面を見れば正像になっており、ディスプレイ部を閉じて、例えば、携帯電話で言えば待機時のときには、外側の第二の表示画面が正像になっている。
【００４８】
もちろん、例えば、ディスプレイ部を開いて第一の表示画面を見ながら、第二の表示画面も見れば、第一の表示画面が正像であるのに対して第二の表示画面は左右反転の逆像に見えるが、このような表示画面の扱い方は極く稀で、余り意味をなさない。
【００４９】
次いで、本発明の第５の発明は、請求項５において、請求項１記載の両面視認型液晶表示装置であって、液晶表示パネルは、画素を区画するブラックマトリックスが図５で定義したピッチ：Ｐ１の縞状をなしており、面照明装置は、導光板のプリズムアレイが図６で定義したピッチ：Ｐ２の縞状をなしており、ブラックマトリックスの縞とプリズムアレイの縞とが平行であるように構成された両面視認型液晶表示装置によって解決される。
【００５０】
つまり、カラー表示を行う液晶表示パネルでは、三原色のカラーフィルタのそれぞれに対応するピクセルの間隙を不透光のブラックマトリックスで区画することが不可欠になっている。その結果、このブラックマトリックスが、光の透過に対して液晶表示パネルを縞状にしている。
【００５１】
また、面照明装置の導光板に設けられたプリズムアレイは断面視鋸歯状のプリズムがアレイ状に並設されている。その結果、このプリズムアレイが、光の透過に対して照明光を縞状にしている。
【００５２】
そこで、モアレ縞の発生を抑えるために、液晶表示パネルのブラックマトリックスにおけるピッチ：Ｐ１の縞と、導光板のプリズムアレイにおけるピッチ：Ｐ２の縞とが平行になるようにしている。
【００５３】
モアレ縞の発生を抑制する本発明は、両面視認型液晶表示装置において、フロントライト式の照明による前面側から視認する場合にも有効であるが、特にバックライト式の照明に相当する背面側から視認する場合には効果的である。
【００５４】
次いで、本発明の第６の発明は、請求項６において、背面側から視認した第二の表示画面において、液晶表示パネルのブラックマトリックスの縞の図７で定義した見かけのピッチ：Ｐ３と、液晶表示パネルの背面側に配設された面照明装置のプリズムアレイの縞の図６で定義したピッチ：Ｐ２との関係が、Ｐ３＝Ｐ２であるように構成された請求項５記載の両面視認型液晶表示装置によって解決される。
【００５５】
つまり、液晶表示パネルのブラックマトリックスと面照明装置のプリズムアレイとは、構成上物理的に間隙を持っている。しかも、液晶表示パネルやプリズムアレイを設けた導光板の基板には厚みと屈折率が存在する。
【００５６】
そこで、図７で示したように、視差を考慮して液晶表示パネルのブラックマクリックスの縞のピッチ：Ｐ１を補正し、見かけのピッチ：Ｐ３を定義する。
【００５７】
図７において、Ｐ１：液晶表示パネル２のブラックマトリックス２５の縞のピッチ、Ｐ２：導光板５２のプリズムアレイ５３の縞のピッチ、Ｐ３：ブラックマクリックス２５の縞の見かけのピッチ、Ｐ４：液晶表示パネル２のみの見かけのピッチ、ｚ：視点８４と液晶表示パネル２の距離、ｔ：液晶表示パネル２の厚さ、ｄ：液晶表示パネル２と導光板５２との間隙、ｓ：導光板５２の厚さ、ｎ１、ｎ２、ｎ３：空気、液晶表示パネル２、導光板５２のそれぞれの屈折率、ｎ：正の整数を示す。
【００５８】
ｎ１×ｓｉｎθ１＝ｎ２×ｓｉｎθ２    （数式１）
ｔａｎθ１＝ｎ×Ｐ１／ｚ              （数式２）
ｙ＝ｔ×（ｔａｎθ１−ｔａｎθ２）    （数式３）
（ｚ＋ｔ＋ｄ）ｔａｎθ1 ＝Ｐ１＋Ｙ    （数式４）
Ｐ３＝Ｐ４＋ｓ×ｔａｎθ３            （数式５）
ｎ１×ｓｉｎθ１＝ｎ３×ｓｉｎθ３    （数式６）
液晶表示パネルのブラックマトリックスの縞の見かけのピッチ：Ｐ３は、以上の数式群の（数式１）〜（数式６）に基づいて、（数式５）からｎ番目までの列として求めることができる。
【００５９】
次いで、本発明の第７の発明は、請求項７において、背面側から視認した第二の表示画面において、液晶表示パネルのブラックマトリックスの縞の図７で定義した見かけのピッチ：Ｐ３と、該液晶表示パネルの背面側に配設された面照明装置のプリズムアレイの縞の図６で定義したピッチ：Ｐ２との関係が、Ｐ３≠Ｐ２であり、かつ両ピッチの並びがランダムであるように構成された請求項５記載の両面視認型液晶表示装置によって解決される。
【００６０】
つまり、液晶表示パネルのブラックマトリックスの縞の見かけのピッチ：Ｐ３がプリズムアレイの縞のピッチ：Ｐ２と等しくない場合には、両ピッチの並びが規則的でなくばらばらになっているようにする。
【００６１】
そうすると、周期的に双方の縞模様が重なってモアレ縞が現れることを抑えることができる。
【００６２】
次いで、本発明の第８の発明は、請求項８において、本体とディスプレイ部とを有し、該本体は、ディスプレイ部が開閉可能に接合されており、該ディスプレイ部は、開成状態にあっては内側の第一の表示画面と、閉成状態にあっては外側の第二の表示画面とのそれぞれが視認可能な請求項５記載の両面視認型液晶表示装置を有するように構成された表示端末装置によって解決される。
【００６３】
つまり、携帯電話やＰＤＡなどのような本体に対して、ディスプレイ部がいわゆる蓋のように開けたり閉じたり開閉可能に接合された構成にし、ディスプレイ部に両面視認型液晶表示装置を設けるようにしている。そして、該ディスプレイ部が閉成状態の時に外側から視認できる第二の表示画面に対して、請求項５に記載した両面視認型液晶表示装置を適用すれば、モアレ縞が現れることを抑えることができる。
【発明の効果】
【００６４】
本発明によれば、一つの液晶表示装置を用いて、例えば、携帯電話のディスプレイ部のように、表示装置が前面側からも背面側からも視認できる。従って、今後、ますます多機能化し進化することが期待される携帯電話をはじめとする画像情報端末の進展に寄与するところ大である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６５】
フロントライト式の面照明装置を用い、背面側に半透過膜を設けた捩れネマチック型液晶層と該液晶層を挟持する偏光板とを有する液晶表示パネルによって両面視認型液晶表示装置を構成する。
【実施例１】
【００６６】
図１は本発明の第一の実施例の模式的断面図である。図１において、両面視認型液晶表示装置１を構成する液晶表示パネル２は、前面側にフロントライト式の面照明装置５が近接して配設されている。フロントライト式の面照明装置５は、光源装置５１と導光板５２とからなる。
【００６７】
光源装置５１は、例えば、発光ダイオードのような点状の半導体発光素子を並べたものである。導光板５２は、例えば、アクリル樹脂などの透明なプラスチックスを成形したもので、表面側に鋸歯状のプリズムが並設されたプリズムアレイ５３となっており、裏面側は光が透過し易いように平坦面になっている。光源装置５１からの点状の光は導光板５２の側端面から入射し、プリズムアレイ５３で反射して近設する液晶表示パネル２を前面側から照明する。
【００６８】
液晶表示パネル２は、２枚のガラス基板で液晶を挟持した構成になっており、背面側に半透過膜４が設けられている。半透過膜４は、金属薄膜や誘電体の多層薄膜などからなり、液晶表示パネル２のガラス基板に直に設けてもよく、別個に透明シートに半透過膜を設けた半透過膜４をガラス基板に近接してもよい。
【００６９】
光源装置５１から導光板５２に入射した光は、破線で示したように、プリズムアレイ５３の斜面で反射して裏面に向かい、導光板５２を透過して液晶表示パネル２を前面側からフロントライト式に照明する。液晶表示パネル２の中に入った光は、液晶表示パネル２の裏面に配設された半透過膜４によって、半分は透過し半分は反射する。透過した光像は背面側から視認でき、反射した光像は元へ戻って前面側から視認できる。
【００７０】
図２と図３は、両面視認型液晶表示装置１における照明光７の振る舞いを分解して斜視したものである。液晶表示パネル２に用いた液晶層２３が捩れネマチック型液晶の場合を例示したもので、液晶表示パネル２の両面で視認できる照明光７の振る舞いを示したものである。
【００７１】
図２（Ａ）において、両面視認型液晶表示装置１における液晶表示パネル２は、２枚の透明な前面側基板２１と背面側基板２２との間に液晶層２３が挟持された構成になっている。基板２１、２２の内表面には、図示してないが、ネマチック液晶を所定の方向に配向させるためにラビング処理を施した配向膜が設けられており、配向方向に沿って液晶が配向している。こゝでは、前面側基板２１と背面側基板２２との配向方向が９０°交差した構成になっている。
【００７２】
前面側基板２１の上には第一の偏光板３１が配置され、偏光軸が液晶の配向方向と平行になっている。さらに、第一の偏光板３１の上には、フロントライト式に面照明装置５が配設されている。
【００７３】
一方、背面側基板２２の下には第二の偏光板３２が配置され、偏光軸が液晶の配向方向と平行になっており、つまり、第一の偏光板３１の偏光軸とは直交している。さらに、第二の偏光板３２の下には、半透過膜４が配設されている。
【００７４】
液晶層２３に図示してない電極を介して電圧が印加されていない状態では、液晶分子が模式的に図示したように基板２１、２２のそれぞれの配向方向に沿って捩じれた状態になっている。捩れネマチック（ＴＮ）液晶と呼ばれる所以である。
【００７５】
フロントライト式の面照明装置５から発した照明光７は、図２（Ｂ）で示したように円偏光であるが、第一の偏光板３１によって直線偏光され、液晶表示パネル２の前面側基板２１から入射する。そして、液晶層２３の捩れに沿って旋回して背面側基板２２から出射し、第二の偏光板３２を透過する。
【００７６】
図２（Ｃ）において、第二の偏光板３２を透過して半透過膜４に到達した一方の照明光７は、反射して液晶表示パネル２に戻り、逆経路を通ってフロントライト式の面照明装置５を透過して第一の表示画面７１となる。一方、半透過膜４を透過した照明光７は第二の表示画面７２となる。こうして、一つの液晶表示パネル２を両面から視認することができる。
【００７７】
図２は液晶層２３に電圧が印加されていない状態である。従って、面照明装置５から発した照明光７は、前面側にも背面側にも出射しノーマリイホワイトの状態である。
【００７８】
図３（Ａ）において、液晶層２３に電圧が印加された状態では、図３（Ｂ）に図示したようにフロントライト式の面照明装置５から発して円偏光の照明光７は、第一の偏光板３１によって直線偏光され、そのまま液晶層２３を透過する。しかし、第一の偏光板３１と偏光軸が直交する第二の偏光板３２を通過することはできない。そのため、液晶表示パネル２の前面側にも背面側にも表示画面が現れない。
【００７９】
図３は液晶層２３に電圧が印加された状態である。従って、面照明装置５から発した照明光７は、前面側にも背面側にも出射せずノーマリイブラックの状態である。
【００８０】
実際には、図２の状態と図３の状態をドット状に細分化して電圧の断続を電子的に制御して表示画面を表すようにしている。
【００８１】
本発明の両面視認型液晶表示装置１においては、前面側から視認した第一の表示画面７１と背面側から視認した第二の表示画面７２とが、相互に左右が反転した正像／逆像になっている。つまり、前面側から第一の表示画面７１を正規の正像画面として視認している場合には、背面側の第二の表示画面７２は逆像になっている。
【００８２】
従って、背面側の第二の表示画面７２を正規の正像画面として視認する場合には、前面側の第一の表示画面７１と背面側の第二の表示画面７２とを左右正逆反転できるようにする。この場合には、前面側の第一の表示画面７１が逆像になる。この表示画面７１、７２の左右正逆の反転は、例えば、図示してないが、表示画面の画像メモリの読出しや液晶表示パネルの電極走査を電子的に逆走査すればよい。
【実施例２】
【００８３】
図４において、表示端末装置６は、本体６１とディスプレイ部６２とから構成されており、本体６１にディスプレイ部６２がヒンジなどで結合されて開閉可能な構成になっている。そして、ディスプレイ部６２には、本発明になる両面視認型液晶表示装置１を搭載している。
【００８４】
ディスプレイ部６２は本体６１に対して蓋のように開閉できるので、閉成状態のときにはディスプレイ部６２の内側で本体６１に密接される。従って、ディスプレイ部６２に搭載した両面視認型液晶表示装置１は、開成状態にあっては内側の第一の表示画面７１が視認でき、閉成状態にあっては外側の第二の表示画面７２が視認できる。
【００８５】
一方、ディスプレイ部６２を本体６１から開いて、両面視認型液晶表示装置１の内側の第一の表示画面７１と外側の第二の表示画面７２とを同時に見れば、両表示画面７１、７２は左右が反転した正像／逆像の関係になっている。
【００８６】
そこで、ディスプレイ部６２は、開成状態にあっては第一の表示画面７１が正像になり、閉成状態にあっては第二の表示画面７２が正像になるよう自動的に反転する。そのために、例えば、ディスプレイ部６２の開閉に連動して反転スイッチ６３を断続すれば、表示画面７１、７２を正逆反転するようにできる。
【００８７】
こゝでは、９０°捩じった捩れネマチック（ＴＮ）液晶を用いた液晶表示パネルを例示したが、９０°を超える超捩れネマチック（ＳＴＮ）液晶を用いた液晶表示パネルについても適応できる。
【００８８】
また、液晶表示パネルの駆動については、静的な駆動であってもアクティブマトリックスのような動的な駆動であっても適応でき、ＣＦ（カラーフィルタ）基板とＴＦＴ（薄膜トランジスタ）基板とで構成されたカラー表示用の液晶表示パネルにも適応でき、種々の変形が可能である。
【００８９】
さらに、前面側で視認する表示画面と背面側で視認する表示画面の明るさは、半透過膜の反射率と透過率とに関係するが、必ずしも１：１とは限らない。半透過膜の構成にも種々の変形が可能である。
【実施例３】
【００９０】
図７には、液晶表示パネルのブラックマトリックスの縞の見かけのピッチ：Ｐ３の定義を示したが、この図７を検証してみる。
【００９１】
図８はモアレ縞発生を検証する計算モデルの一計算結果を示したものである。図７に示した主な諸元の値を、Ｐ１＝Ｐ２＝１．７５μｍ、ｚ＝３００ｍｍ、ｓ＝１ｍｍ、ｄ＝０．５ｍｍなどとして、（数式１）〜（数式６）に代入して計算した。その結果を、Ｐ３の列と導光板パターン列を小さい順に並べ、隣り合った位置のパターン間隔である差分：ΔＰを縦軸に、位置座標：Ｌを横軸にして作図したものである。
【００９２】
その結果、このモデルの場合には、液晶表示パネルのブラックマトリックスの縞のピッチ：Ｐ１と、導光板のプリズムアレイの縞のピッチ：Ｐ２が等しい場合には、例えば、携帯電話のディスプレイ部の表示画面に相当する横軸方向の長さ４０ｍｍの中央部位にモアレ縞が発生する。つまり、モアレ縞のピッチが４０ｍｍであることを示している。
【００９３】
一方、計算結果が実際にモアレ縞発生を示しているかについては、モアレ縞発生の実測モデルによって実測し、計算結果の検証を行った。
【００９４】
図９はモアレ縞発生の実測モデルと計算モデルの結果を示したものである。図９（Ａ）は実測モデルの模式図である。図９（Ａ）において、実測モデル８は、透明なアクリル樹脂を基板８１とし、その表裏面の、一方は液晶表示パネルのブラックマトリックスの縞のピッチ：Ｐ１を想定し、他方は導光板のプリズムアレイの縞のピッチ：Ｐ２を想定する。そして、いろいろなピッチの縞模様のパターン８２を設けた透明なフィルム８３を表裏面に貼り付け、視点８４から見てモアレ縞の出現を実測し、計算結果との関係を調べた。
【００９５】
なお、計算結果を示す図は縦軸、横軸ともに任意単位として目盛ってないが、図８と同様に縦軸は隣り合った位置のパターン間隔である差分：ΔＰを目盛ったものであり、横軸位置座標：Ｌを示したものである。
【００９６】
図９（Ｂ）はＰ１＝Ｐ２＝１７５μｍ、ｚ＝３００ｍｍのときの計算結果で、モアレ縞が発生することを示しており、モアレ縞のピッチは４０ｍｍである。図９（Ｃ）はＰ１＝Ｐ２＝１７５μｍ、ｚ＝２００ｍｍのときの計算結果で、やはりモアレ縞が発生することを示しており、モアレ縞のピッチは２６ｍｍである。図９（Ｄ）はＰ１＝Ｐ２＝１７５μｍ、ｚ＝１３５ｍｍのときの計算結果で、やはりモアレ縞が発生することを示しており、モアレ縞のピッチは１８ｍｍである。
【００９７】
図９（Ｅ）はＰ１＝１７５μｍ、Ｐ２＝１７３．２７ｍｍ、ｚ＝３００ｍｍのときの計算結果である。この結果から、図９（Ｅ）のときにはモアレ縞の発生が見られない。この状態は、Ｐ１≠Ｐ２で、Ｐ２＝１７３．２７μｍに対してＰ１＝１７５μｍが見かけのピッチ：Ｐ３に相当することを示している。
【００９８】
これらの計算結果は、図９（Ａ）に図示した実測モデル８の実測結果は図示が困難なため示してないがよく一致している。
【００９９】
こうして、液晶表示パネルのブラックマトリックスの縞のピッチ：Ｐ１と導光板のプリズムアレイの縞のピッチ：Ｐ２とをいろいろ変えて実測したモアレ縞の出現と、図７に示した諸元をいろいろ変えて（数式１）〜（数式６）からＰ３を求めて図示したモアレ縞の出現とを比較検証した結果、よく一致することが確認できた。つまり、計算モデルによっても、モアレ縞の出現の可否や位置を予測できることが実証できた。
【０１００】
図１０は、第三の実施例の効果を示すモアレ縞発生図で、請求項５および請求項６に関わるものである。図１０において、縦軸、横軸の関係は図８と同様で、縦軸は隣り合った位置のパターン間隔である差分：ΔＰを目盛ったものであり、横軸位置座標：Ｌを示したものである。
【０１０１】
図１０において、Ｐ１＝Ｐ３の状態でモアレ縞の出現が抑えられることを示している。つまり、視点からの距離：ｚ＝３００ｍｍのとき、図１０（Ａ）はＰ１＝Ｐ２＝１７５μｍのときに中央部にモアレ縞が出現することを示している。
【０１０２】
それに対して、図１０（Ｂ）はＰ１＝１７５μｍ、Ｐ３＝１７５．８６μｍのときにモアレ縞が出現しないことを示している。換言すれば、明視距離といわれる３００ｍｍの距離から両面視認型液晶表示装置の第二の表示画像を見ると、モアレ縞が現れないことを示している。
【実施例４】
【０１０３】
次いで、図１１は、第四の実施例の効果を示すモアレ縞発生図で、請求項５および請求項７に関わるものである。図１１において、縦軸、横軸の関係は図８と同様で、縦軸は隣り合った位置のパターン間隔である差分：ΔＰを目盛ったものであり、横軸位置座標：Ｌを示したものである。
【０１０４】
Ｐ１≠Ｐ３で、かつ両ピッチの関係が、ランダムになっている場合にモアレ縞の出現が抑えられることを示す。つまり、視点からの距離：ｚ＝３００ｍｍにおいて、Ｐ３と相関関係にあるＰ１＝１７５μｍで固定してＰ２を変えたとき、ピッチ比：Ｐ２／Ｐ１＝１のときは図１１（Ａ）に示したようにモアレ縞が現れる。
【０１０５】
それに対して、ピッチ：Ｐ１とピッチ：Ｐ２の並びがランダムとなるピッチ比：Ｐ２／Ｐ１＝０．６３にした場合には、図１１（Ｂ）に示したようにモアレ縞の出現が抑えることができる。換言すれば、明視距離といわれる３００ｍｍの距離から両面視認型液晶表示装置の第二の表示画像を見ると、モアレ縞が現れないことを示している。
【実施例５】
【０１０６】
実施例２で説明した図４において、表示端末装置６を構成するディスプレイ部６２に、実施例３または実施例４で説明した両面視認型液晶表示装置を搭載する。
【０１０７】
そうすると、ディスプレイ部６２が開成しているときに視認する第一の表示画面７１はもちろんであるが、ディスプレイ図６２を閉成した際に視認できる第二の表示画面７２においても、モアレ縞の発生を抑えることができる。
【０１０８】
液晶表示パネルのブラックマトリックスの縞のピッチ：Ｐ１と導光板のプリズムアレイの縞のピッチ：Ｐ２とが平行があることは、第二の表示画像に対してモアレ縞の出現を抑えることに効果的であるばかりでなく、第一の表示画像に対しても有効であることはもちろんである。
【０１０９】
また、液晶表示パネルのブラックマトリックスの縞のピッチ：Ｐ１を基準にするか、導光板のプリズムアレイの縞のピッチ：Ｐ２を基準にするかは相対的なもので、如何ようにも変更できる。従って、ピッチの変更が容易な方を選ぶことができ、種々の変形が可能である。
【産業上の利用の可能性】
【０１１０】
本発明は、例えば、携帯電話やＰＤＡ、デジタルカメラなどのようなディスプレイが不可欠のデジタル電子機器において、一つの表示装置で表裏両面から視認可能な表示装置を提供するもので、機器の利便性や低価格化に多いに寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】本発明の第一の実施例の模式的断面図である。
【図２】照明光の一振る舞いを示す分解斜視図である。
【図３】照明光の他の振る舞いを示す分解斜視図である。
【図４】本発明の第二の実施例の模式的斜視図である。
【図５】液晶表示パネルの縞のピッチ：Ｐ１の定義である。
【図６】導光板の縞のピッチ：Ｐ２の定義である。
【図７】液晶表示パネルの縞の見かけのピッチ：Ｐ３の定義である。
【図８】モアレ縞発生を検証する計算モデルの一計算結果である。
【図９】モアレ縞発生の実測モデルと計算モデルの結果である。
【図１０】本発明の第三の実施例の効果を示すモアレ縞発生図である。
【図１１】本発明の第四の実施例の効果を示すモアレ縞発生図である。
【図１２】折り畳み式携帯電話の表示装置の一例の模式図である。
【図１３】液晶表示装置における照明方法の模式的断面図である。
【図１４】両面視認型液晶表示装置の第１例の模式的断面図である。
【図１５】両面視認型液晶表示装置の第２例の模式的断面図である。
【図１６】両面視認型液晶表示装置の第３例の模式的断面図である。
【図１７】モアレ縞を模式的に示した図である。
【符号の説明】
【０１１２】
１  両面視認型液晶表示装置
２  液晶表示パネル  
２１  前面側基板        ２２  背面側基板          ２３  液晶層
２４  ピクセル          ２５  ブラックマクリックス
３１  第一の偏光板      ３２  第二の偏光板
４  半透過膜
５  面照明装置
５１  光源装置          ５２  導光板              ５３  プリズムアレイ
６  表示端末装置
６１  本体              ６２  ディスプレイ部
７  照明光              ７１  第一の表示画面      ７２  第二の表示画面
８  実測モデル
８１  基板              ８２  パターン            ８３  フィルム
８４  視点
【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】
2005141184.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2005141184.tif 000012
【図１１】
2005141184.tif 000013
【図１２】
2005141184.tif 000014
【図１３】
2005141184.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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