(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力パネルと該入力パネルの背面に配置された液晶セルとを備え、前記入力パネルの前面側に入力パネル側から１／４波長板、偏光子が順番に配置されてなる入力機能付き液晶表示装置であって、
前記液晶セルは、電極を備える一対の基板間に液晶を封入して形成され、背面側の前記基板に反射手段を備え、
前記液晶セルの前記入力パネル側の面に散乱板が配置されたことを特徴とする入力機能付き液晶表示装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記入力パネルと前記偏光子の間に１／２波長板が配置されていることを特徴とする入力機能付き液晶表示装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、
前記反射手段の表面が凹凸を有することを特徴とする入力機能付き液晶表示装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、
前記反射手段は、反射電極として形成された前記電極であることを特徴とする入力機能付き液晶表示装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項において、
前記偏光子は、所定方向の偏光面を持つ光を透過し、前記偏光面と直交する偏光面の光を反射する反射偏光子であることを特徴とする入力機能付き液晶表示装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか１項において、
前記液晶は９０度を超えるねじれ角を有する液晶であり、前記入力パネルと前記液晶セルとの間に配置され、前記液晶による着色を補償する位相差板を有することを特徴とする入力機能付き液晶表示装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の液晶表示装置を入力手段および表示手段として備え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、入力機能付き液晶表示装置およびそれを備える電子機器に関する。
【０００２】
【背景技術および発明が解決しようとする課題】
近年、入力機能付き液晶表示装置として、入力パネルと液晶セルとを重ね合わせて形成されたものが多用されている。このような入力機能付き液晶表示装置においては、背面に光源を備えたタイプすなわちバックライト型として用いられることが一般的である。バックライト型の場合は、その光源を発光させる必要があるため、そのために電力を消費する。しかし、小型で携帯性を持つ機器の需要が増加するにつれて、バッテリによって、できるだけ長時間の駆動が可能となるように、低消費電力化の要請が強くなっている。
【０００３】
そこで、入力機能付き液晶表示装置においても、光源を備える必要のない反射型とすることが考えられる。ところが、従来の入力機能付液晶表示装置は、液晶セルを挟む一対の偏光子が用いられており、反射板を追加して反射型として用いると、光が偏光子を透過する回数が増加し、表示が暗くなってしまうという問題があった。
【０００４】
また、反射板が液晶セルを構成する基板の外方に配置されていたため、基板等の厚さによる視差が発生し、表示が二重になったり、カラー表示の場合には色にじみが発生してしまうという問題もあった。
【０００５】
本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、明るい表示が可能な反射型の入力機能付き液晶表示装置を提供することにある。
【０００６】
また、本発明の他の目的は、表示が二重になったり色にじみが発生したりすることのない反射型の入力機能付き液晶表示装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に記載の入力機能付き液晶表示装置は、入力パネルと該入力パネルの背面に配置された液晶セルとを備え、前記入力パネルの前面側に入力パネル側から１／４波長板、偏光子が順番に配置されてなる入力機能付き液晶表示装置であって、前記液晶セルは、電極を備える一対の基板間に液晶を封入して形成され、背面側の前記基板に反射手段を備え、  前記液晶セルの前記入力パネル側の面に散乱板が配置されたこととを特徴とする。
さらに、本発明に記載の入力機能付き液晶表示装置は、前記入力パネルと前記偏光子の間に１／２波長板が配置されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明の入力機能付き液晶表示装置は、液晶セルの一対の基板のうち背面側の基板に反射手段が備えられている。その結果、光の透過を制御する液晶と反射手段とが基板によって隔てられてないことになるため、基板などの厚さに起因する視差が発生しない。したがって、この入力機能付き液晶表示装置は、表示が二重になったり、カラー液晶パネルとした場合に色のにじみが発生してしまったりすることがなく、視認性の高い表示を行うことができる。
さらに、偏光子の背面に配置され入力パネルの前面に配置された、１／４波長板または１／４＋１／２波長板よって、偏光子を通過した偏光が１／４波長板または１／４波長板＋１／２波長板を通過すると左回りまたは右回りの円偏光となり、その反射光は、入射した円偏光とは逆回りの円偏光となり、再び１／４波長板または１／４波長板＋１／２波長板を通過すると入射の際とは偏光面が９０度異なる偏光となるため、偏光子によって吸収される。したがって、入射した光が反射光として目に入らないことになる。その結果、液晶セルを透過して表示に寄与する光量に対して入力パネルで反射される光量が減少し、見やすい表示が得られる。
また、入力パネルと液晶セルの間に散乱板を配置することにより、反射板によって反射された光が散乱板によって散乱されるため、鏡面状の表示となることがなく、自然な表示とすることができる。また、散乱板は入力パネルと液晶セルとの間すなわち液晶セルの比較的近くに配置されるため、表示がぼけてしまうこともない。
【０００９】
また、偏光子は一枚のみ使用されるため、偏光子によって吸収される光が少なく、明るい表示が得られる。
【００１０】
さらに好ましくは、本発明の入力機能付き液晶表示装置は、
前記反射手段の表面が凹凸を有することを特徴とする。
【００１１】
この構成によれば、液晶セルの背面側の基板に設けられた反射手段の表面が凹凸を有するため、光が乱反射される。したがって、鏡面に反射された印象を与える表示ではなく、自然な表示を行うことができる。
【００１２】
さらに好ましくは、本発明の入力機能付き液晶表示装置は、
前記反射手段は、反射電極として形成された前記電極であることを特徴とする。
【００１３】
本発明の入力機能付き液晶表示装置は、液晶セルの一対の基板のうち背面側の基板に液晶に面して設けられている電極が、反射手段としても機能する反射電極である。その結果、光の透過を制御する液晶セルと反射板とが第４基板によって隔てられてないことになるため、第４基板などの厚さに起因する視差が発生しない。したがって、表示が二重になったり、カラー液晶パネルとした場合に色のにじみが発生してしまったりすることがない。
【００１４】
しかも、表示用の電極と反射手段とを別々に形成する必要がないため、構造を単純化することができる。
【００１５】
本発明の入力機能付き液晶表示装置の前記偏光子は、所定方向の偏光面を持つ光を透過し、前記偏光面と直交する偏光面の光を反射する反射偏光子であることを特徴とする。
【００２３】
さらに好ましくは、本発明の入力機能付き液晶表示装置は、
前記液晶は９０度を超えるねじれ角を有する液晶であり、
前記入力パネルと前記液晶セルとの間に配置され、前記液晶による着色を補償する位相差板を有することを特徴とする。
【００２４】
このような構成の入力機能付き液晶表示装置は、液晶（いわゆるＳＴＮ型液晶）において入射偏光の複屈折効果により生じる着色が、位相差板によって補償されるため、不自然な着色のない表示を行うことができる。
【００２５】
本発明の電子機器は、上述の入力機能付き液晶表示装置を入力手段および表示手段として備えることを特徴とする。
【００２６】
本構成によれば、上述した各入力機能付き液晶表示装置の作用効果を有する入力手段および表示手段として備えるとともに、消費電力の少ない電子機器が得られる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しながら、さらに具体的に説明する。
【００２８】
〔第１実施形態〕
図１は、本実施形態の入力機能付き液晶表示装置１０の模式的な断面図である。この図に示すように、入力機能付き液晶表示装置１０は、入力パネル１６と、入力パネル１６の背面に配置された液晶セル３０と、入力パネル１６の前面に貼付された位相差板１４と、その位相差板１４の前面に貼付された偏光子１２と、入力パネル１６と液晶セル３０との間に配置された散乱板２６とを備えて形成されている。液晶セル３０と入力パネル１６とは、液晶セル３０の表示面全面と入力パネル１６とを、透明弾性材例えばシリコーン樹脂を介して互いに密着した状態としてもよいし、周囲にシリコーン樹脂等を配置してニュートンリングが発生しない程度の所定間隔をあけた状態としてもよい。
【００２９】
入力パネル１６は、透明な面電極１９を一面に備える第１基板１８と、やはり透明な面電極１９を一面に備える第２基板２２とが、面電極１９，１９同士を所定間隔離して互いに対向する状態で、周縁に配置される接着剤２０によって接着されて、アナログ型のタッチパネルとして形成されている。
【００３０】
液晶セル３０においては、透明な電極３５がほぼ全面またはストライプ状に形成された第３基板３４と、電極としての反射電極３９がマトリクス状またはストライプ状に形成された第４基板３８とが、第３および第４基板間に分散配置されたスペーサ（図示せず）などによって所定間隔離され、電極３５と反射電極３９とが対向する状態となっている。反射電極３９は、反射手段としても機能する。そして、第３基板３４と第４基板３８の間にはＴＮ型の液晶４２が充填され、それら一対の基板３４，３８の対向する周縁がシール材４４によって封止されて、アクティブマトリクス型もしくは単純マトリクス型の液晶セル３０として形成されている。
【００３１】
なお、偏光子１２は、液晶セル３０の直接の前面ではなく、入力パネル１６および位相差板１４を介した前方に配置される方が好ましい。そして、偏光子１２は、透明粘着材によって入力パネル１６の第１基板１８に貼付される。このように、液晶セル３０の前方に配置される偏光子１２が、液晶セル３０の前面に配置される入力パネル１６の前面に配置されるため、入力パネル１６に入射する光は所定の偏光面を有する光のみとなる。したがって、偏光子１２が入力パネル１６の背面に配置される場合に比し、入力パネル１６の第１および第２基板１８，２２から前面方向への反射光が減少するため、外光の写り込み等が少ない視認性の高い入力機能付き液晶表示装置１０が得られる。
【００３２】
また、偏光子１２は、その表面にアンチグレア処理またはアンチリフレクション処理を施したものを用いることもできる。それによって、偏光子１２の表面による反射の表示に対する影響を低下させ表示を改善することができる。
【００３３】
位相差板は１４、前述したように偏光子１２の背面に配置され入力パネル１６の前面に配置された、１／４波長板または１／４＋１／２波長板である。なお、この位相差板１４は、その遅相軸と偏光子１２の透過軸とのなす角度を４５度として用いる。これによって、偏光子１２を通過した偏光が１／４波長板を通過すると左回りまたは右回りの円偏光となり、その反射光は、入射した円偏光とは逆回りの円偏光となり、再び１／４波長板を通過すると入射の際とは偏光面が９０度異なる偏光となるため、偏光子１２によって吸収される。したがって、入射した光が反射光として目に入らないことになる。その結果、液晶セル３０を透過して表示に寄与する光量に対して入力パネル１６で反射される光量が減少し、見やすい表示が得られる。
【００３４】
また、本実施形態の入力機能付き液晶表示装置１０は、前述したように、液晶セル３０の一対の基板の一方である第４基板３８に設けられている電極が、例えば純度９０重量％程度以上のアルミニウムで形成され、反射手段としても機能する反射電極３９である。その結果、光の透過を制御する液晶セル３０と反射板とは、第４基板３８によって隔てられてないことになるため、第４基板３８などの厚さに起因する視差が発生しない。したがって、表示が二重になったり、カラー液晶パネルとした場合に色のにじみが発生してしまったりすることがない。なお、反射電極３９の材料としては、純度９０重量％程度以上の、ニッケル、クロム、銀などの他の金属を用いることもできる。
【００３５】
さらに、第４基板３８に形成される反射手段は、必ずしも反射電極３９でなくともよい。例えば、第４基板３８上に反射手段としてのアルミニウム層を形成し、そのアルミニウム層の上面に透明な絶縁層を形成して、その絶縁層の上面に例えばＩＴＯからなる所定のパターンの透明電極を形成してもよい。
【００３６】
そして、本実施形態の入力機能付き液晶表示装置１０は、前述したように、入力パネル１６と液晶セル３０との間に散乱板２６が配置されている。したがって、反射電極３９によって反射され液晶セル３０を透過した光が散乱板２６によって散乱されるため、鏡面状の表示となることがなく、自然な表示を行うことができる。なお、散乱板２６は入力パネル１６と液晶セル３０との間で、液晶セル３０の比較的近くに配置されているため、表示のぼけは殆ど発生しない。
【００３７】
図２は、本実施形態の入力機能付き液晶表示装置１０を、上部筐体９４と下部筐体９５とを有する電子機器である電子手帳９０に組み込んだ状態を分解斜視図として示している。電子手帳９０は、入力機能付き液晶表示装置１０の他に、回路基板９６上等に形成された、表示情報出力源、表示情報処理回路、クロック発生回路などの様々な回路や、それらの回路に電力を供給する電源回路などを含んで構成される。
【００３８】
なお、本実施形態の入力機能付き液晶表示装置１０が組み込まれる電子機器としては、電子手帳９０に限らず、ノート型パソコン、携帯電話機、時計、ページャ、電卓、ＰＯＳ端末、ＩＣカード、ミニディスクプレーヤなど様々な電子機器が考えられる。
【００３９】
〔第２実施形態〕
本実施形態は、反射手段としての反射電極の表面に凹凸を形成し、入力パネルと液晶セルとの間に配置された散乱板を必ずしも必要としない点が第１実施形態とは異なる。それ以外の点は、第１実施形態と同様であるので、その説明を省略する。また、図面においては、対応する部分に第１実施形態の場合と同一の符号を付した。
【００４０】
図３は、本実施形態の入力機能付き液晶表示装置７０の模式的な断面図である。この断面図から明らかなように、本実施形態の入力機能付き液晶表示装置７０は、入力パネル１６と液晶セル７２との間に散乱板が配置されていない。
【００４１】
また、本実施形態の液晶セル７２に設けられた、反射手段としての反射電極７１は、例えば純度９０重量％程度以上のアルミニウムからなり、図４に第４基板３８の一部およびその付近の部分断面図に示すように、その表面が数μｍピッチ程度の凹凸を備えて形成されている。この構造は、基板３８上に樹脂製の多数の突起５４を分散形成し、それら突起５４および基板３８を覆う被覆膜５５を形成して表面を幾分平坦化し、その表面にアルミニウムからなる反射電極７１を所定パターンで形成して、反射電極７１を含む表面を配向膜５６で覆うことによって形成される。
【００４２】
なお、反射電極７１の材料としては、純度９０重量％程度以上の、ニッケル、クロム、銀などの他の金属を用いることもできる。
【００４３】
この構成によれば、液晶セル７２の第４基板３８に設けられた反射電極７１の表面が凹凸を有するため、光が乱反射される。したがって、鏡面に反射された印象の表示となることを、散乱板を用いることなく防ぐことができる。
【００４４】
また、散乱板を用いる必要がないため、構造を単純化することができる。
【００４５】
なお、上記においては、反射電極７１自体に凹凸を形成して光を散乱させる例を示した。しかし、反射電極７１自体は、第１実施形態の場合と同様に平坦に形成し、その表面に透明で凹凸を有する層を形成して、反射電極７１によって反射された光を散乱させてもよい。これによっても上記と同様な作用効果を奏することができる。
【００４６】
〔第３実施形態〕
本実施形態は、入力機能付き液晶表示装置において、液晶セルに封入された液晶として、ＳＴＮ型の液晶が用いられ、その液晶による着色を取り除くための位相差板が入力パネルと液晶セルとの間に設けられている点が、第１実施形態とは異なる。それ以外の点は、第１実施形態と同様であるので、その説明を省略する。また、図面においては、対応する部分に第１実施形態の場合と同一の符号を付した。
【００４７】
図５は、本実施形態の入力機能付き液晶表示装置７４の模式的な断面図である。この断面図から明らかなように、本実施形態の入力機能付き液晶表示装置７４は、入力パネル１６と液晶セル７７との間に位相差板７６が配置されている。また、本実施形態の液晶セル７７に封入されている液晶は、ＳＴＮ型の液晶７５、すなわち１８０度〜３６０度の範囲でねじれ配向したネマチック液晶である。
【００４８】
本実施形態の入力機能付き液晶表示装置７４は、このような構成とすることにより、ＳＴＮ型の液晶７５を用いた液晶セル７７において入射偏光の複屈折効果により生じる着色を、位相差板７６によって補償することができ、不自然な着色のない表示を行うことができる。
【００４９】
なお、上記においては、液晶セル７７の第４基板３８に形成された電極が反射電極３９として形成されて反射手段として機能する例を示した。しかし、液晶セル７７の第４基板３８には通常の透明電極を形成し、第４基板３８の背面に反射板を配置する構成としてもよい。
【００５０】
〔第４実施形態〕
本実施形態は、入力機能付き液晶表示装置において、液晶セルの第４基板に形成された電極が反射電極ではなく通常の透明電極である点と、反射型パネルとするために液晶セルの背面に反射板が配置されている点が第１実施形態とは異なる。それ以外の点については、第１実施形態と同様であるので、その説明を省略する。また、図面において対応する部分には第１実施形態と同一の符号を付す。
【００５１】
図６は、本実施形態の入力機能付き液晶表示装置７８の模式的な断面図である。この断面図から明らかなように、本実施形態の入力機能付き液晶表示装置７８は、液晶セル８０の背面に反射板８２が配置されている。また、第４基板３８に形成された電極７９は、反射電極ではなく、例えばＩＴＯ膜で形成された透明電極７９である。
【００５２】
なお、図６においては、第４基板３８の背面に別部材としての反射板８２を配置する例を示したが、反射板８２は、基板３８の背面に例えばアルミニウム層からなる反射層（図示せず）として形成してもよい。
【００５３】
また、反射板８２として、第１の偏光面を有する偏光を透過し第１の偏光面とほぼ直交する偏光面を有する偏光を反射する反射偏光子を、液晶セル８０の背面に達した光が反射されるようにして用いることもできる。
【００５４】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は前述した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内または特許請求の範囲の均等範囲内で各種の変形実施が可能である。
【００５５】
例えば、上記各実施形態において、偏光子は、第１の偏光面を有する偏光を透過し第１の偏光面とほぼ直交する偏光面を有する偏光を吸収する通常の偏光子に限らず、第１の偏光面を有する偏光を透過し第１の偏光面とほぼ直交する偏光面を有する偏光を反射する反射偏光子を用いることもできる。そして、反射偏光子としては、薄膜を積層したタイプのもの、コレステリック液晶層と１／４波長板とを組み合わせるもの、ブリュースターの角度を利用して反射偏光と透過偏光とに分離するもの（SID 92 DIGEST P.427-429）、ホログラムを利用するもの等を用いることもできる。
【００５６】
さらに、上記各実施形態では、電気光学特性がＴＮ型またはＳＴＮ型で、単純マトリックス駆動方式の入力機能付液晶表示装置を示したが、スタティック駆動や、ＴＦＴで代表される三端子スイッチング素子あるいはＭＩＭで代表される二端子スイッチング素子を用いたアクティブマトリックス型の入力機能付液晶表示装置とすることもできる。
【００５７】
また、前記各実施形態においては、入力装置部としてアナログタイプのものを示したが、他のタイプの入力装置部、例えばＸ−Ｙ方式のものや、電磁誘導方式のものを用いてもよい。
【００５８】
また、上記各実施形態では、液晶セルと入力装置部とを含んで入力機能付液晶表示装置が形成される例を示したが、さらに、駆動回路や制御回路等を搭載した回路基板を含んで入力機能付液晶表示装置を形成してもよいし、さらには、そのような駆動回路基板付きの入力機能付液晶表示装置を金属等のフレームに固定したものを、電子機器に組み込まれる入力機能付液晶表示装置として使用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態の入力機能付き液晶表示装置を示す模式的な断面図である。
【図２】第１実施形態の入力機能付き液晶表示装置を入力手段および表示手段として形成された電子手帳である。
【図３】第２実施形態の入力機能付き液晶表示装置を示す模式的な断面図である。
【図４】第２実施形態の液晶セルの反射電極およびその付近を示す部分断面図である。
【図５】第３実施形態の入力機能付き液晶表示装置を示す模式的な断面図である。
【図６】第４実施形態の入力機能付き液晶表示装置を示す模式的な断面図である。
【符号の説明】
１０，７０，７４，７８  入力機能付き液晶表示装置
１２  偏光子
１４，７６  位相差板
１６  入力パネル
２６  散乱板
３０，７２，７７，８０  液晶セル
３４  第３基板
３８  第４基板
３９，７１，７９  電極
４２、７５  液晶
８２  反射板
９０  電子手帳（電子機器）
【図１】
0004087950.tif 000002
【図２】
0004087950.tif 000003
【図３】
0004087950.tif 000004
【図４】
0004087950.tif 000005
【図５】
0004087950.tif 000006
【図６】
0004087950.tif 000007