JP2005275184A

JP2005275184A - 液晶装置

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Publication number: JP2005275184A
Application number: JP2004090777A
Authority: JP
Inventors: Takashi Akiyama; 貴秋山
Original assignee: Citizen Watch Co Ltd
Current assignee: Citizen Watch Co Ltd
Priority date: 2004-03-26
Filing date: 2004-03-26
Publication date: 2005-10-06
Anticipated expiration: 2024-03-26
Also published as: JP4571423B2

Abstract

【課題】解決しようとする問題点は、１つの光源と導光部材で上下２つの液晶パネルを効率よく照明することが出来なかった点である。
【解決手段】液晶パネルと前記液晶パネルを照明する導光部材と、前記導光部材の側方に配設される光源とを有する液晶装置において、前記導光部材は対向する第１の面と第２の面をそれぞれ光出射面とし、電気的手段で光出射領域が制御可能な光散乱型液晶パネルよりなる。また、前記導光部材の前記第１の面と第２の面に対向してメイン液晶パネルと、サブ液晶パネルとが配設され、前記導光部材の光散乱領域を、前記メイン液晶パネルが駆動されているときは、該メイン液晶パネルの表示領域の大きさと大略等しくなるよう制御し、前記サブ液晶パネルが駆動されているときは、該サブ液晶パネルの表示領域の大きさと大略等しくなるよう制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、導光部材を備えた液晶装置、特に１つの導光部材が上下両面に備えた液晶装置を照明することが可能な液晶装置に関する。

最近携帯電話機では液晶パネルを上蓋の上下に設けたものが多く用いられている。
電話機用の液晶パネルは暗いところでも表示を認識可能にするためバックライトを設けることが必要であるが、このような液晶パネルを２枚設けた電話機ではバックライトも２セット必要になるため、厚さが厚くなってしまうという問題があった。
そこで図１０に示すようなタイプの液晶装置が用いられ始めている。
図１０においては、１つの導光部材１０２の上下に、表示領域が比較的大きなメイン液晶パネル１００と、表示領域が比較的小さなサブ液晶パネル１０４とを設け、該両液晶パネルを光源１０３の光を導光部材１０２を介して上下両方向に出射することにより照明している。
このように構成すると１つの導光部材１０２を設けるのみで２つの液晶パネル１００，１０４を照明できるため、電話機の薄型化には顕著な効果がある。しかし光が上下に出てしまうため、半分の光は無駄になってしまう上、サブ液晶パネル１０４を照明する場合は図示したｂの領域に出射される光は表示装置の照明光として有効に働くものの、図示したａの領域に出射される光は無駄になってしまい、照明効率が悪いという問題があった。

このような問題を解決する技術の候補として光散乱型液晶がある。
光散乱型液晶パネルは電圧を印加した領域では光を直進させ、電圧を印加しない領域では光を散乱させる。この特性を利用して光散乱型液晶パネルを表示用パネルとして用い、該パネルに光を導入して電圧無印加領域のみ光を散乱させるという提案がある（例えば特許文献１参照）。
しかしながら高いコントラストが要求される高精細液晶パネルに光散乱型液晶パネルを用いることには無理があり、また本発明の目的とする１つの光源と導光部材とで２つの液晶パネルを照明する技術に関して特許文献１にはなんら示唆がない。

特許文献１と同様な技術でさらに光散乱型液晶パネルの光学的特性を向上させる提案もなされている（特許文献２，３参照）。
しかしながら特許文献１の提案と同様に、高いコントラストレシオが要求される高精細液晶パネルに光散乱型液晶パネルを用いることには無理があり、また本発明の目的とする１つの光源と導光部材とで２つの液晶パネルを照明する技術に関してはなんら示唆がない。

さらに光散乱型液晶パネルを導光部材として用いるという提案もなされている（例えば特許文献４、段落０２１３以降参照）。
しかしながら特許文献４の技術は片面から光を取り出すことが前提の技術であり、かつバックライト領域を走査することが前提であるため、図１０で説明したような照明効率の悪さを解消する技術に関しては何ら提案がない。

特開平１０−２０６８４８特許第３４７９４９３特許第３４７８７８４特開２００２−２３６２９０

解決しようとする問題点は、１つの光源と導光部材で上下２つの液晶パネルを効率よく照明することが出来なかった点である。

本発明による液晶装置は、液晶パネルと前記液晶パネルを照明する導光部材と、前記導光部材の側方に配設される光源とを有する液晶装置において、前記導光部材は対向する第１の面と第２の面をそれぞれ光出射面とし、電気的手段で光出射領域が制御可能な光散乱型液晶パネルよりなることを特徴とする。

本発明による液晶装置は、請求項１において、前記光散乱型液晶パネルは高分子分散型液晶パネルであることを特徴とする。

本発明による液晶装置は、請求項１または２において、前記導光部材は前記対向する第１の面と第２の面の光出射領域が異なることを特徴とする。

本発明による液晶装置は、請求項１から３のいずれか一項において、前記導光部材は対向する第１の面と第２の面に対向して液晶パネルがそれぞれ配設されていることを特徴とする。

本発明による液晶装置は、請求項１から４のいずれか一項において、前記導光部材の前記第１の面と第２の面に対向してそれぞれ配設されている液晶パネルは、異なる表示領域を有する液晶パネルであることを特徴とする。

本発明による液晶装置は、請求項１から５のいずれか一項において、前記導光部材の前記第１の面と第２の面に対向してそれぞれ配設されている液晶パネルは、異なる大きさの表示領域を有し、前記導光部材の第１の面の光出射領域は、前記第１の面に対向して配設されている液晶パネルの表示領域の大きさと大略等しく、前記導光部材の第２の面の光出射領域は、前記第２の面に対向して配設されている液晶パネルの表示領域の大きさと大略等しく設定したことを特徴とする。

本発明による液晶装置は、液晶パネルと前記液晶パネルを照明する導光部材と、前記導光部材の側方に配設される光源とを有する液晶装置において、前記導光部材は対向する第１の面と第２の面をそれぞれ光出射面とし、電気的手段で光散乱領域が制御可能な光散乱型液晶パネルよりなり、前記導光部材の前記第１の面と第２の面に対向してそれぞれ液晶パネルが配設され、該それぞれの液晶パネルは、表示領域が比較的大きいメイン液晶パネルと、表示領域が比較的小さいサブ液晶パネルとからなり、前記導光部材の光散乱領域を、前記メイン液晶パネルが駆動されているときは、該メイン液晶パネルの表示領域の大きさと大略等しくなるよう制御し、前記サブ液晶パネルが駆動されているときは、該サブ液晶パネルの表示領域の大きさと大略等しくなるよう制御したことを特徴とする。

本発明による液晶装置は、請求項７において、前記光散乱型液晶パネルは高分子分散型
液晶パネルであることを特徴とする。

本発明による液晶装置は、請求項１から８のいずれか一項において、前記導光部材と前記液晶パネルの一方との間に半透過反射板を設けたことを特徴とする。

本発明による液晶装置は、請求項１から８のいずれか一項において、前記導光部材と前記液晶パネルとの間に偏向分離シートを設けたことを特徴とする。

本発明による液晶装置は、請求項７もしくは８において、前記導光部材の前記サブ液晶パネル側の面において、前記サブ液晶パネルの表示領域以外の部分に反射板を設けたことを特徴とする。

本発明による液晶装置は、請求項１から８のいずれか一項において、前記導光部材は２枚の対向する透明基板により光散乱型液晶物質を狭持しており、前記光源の光は該導光部材の対向する透明基板のうち一方に入射され、該導光部材の対向する透明基板のうち他方の透明基板と前記液晶パネルの一方との間に偏光分離シートを設けたことを特徴とする。

本発明による液晶装置は、請求項７もしくは８において、前記導光部材は２枚の対向する透明基板により光散乱型液晶物質を狭持しており、前記光源の光は該導光部材の対向する透明基板のうち一方に入射され、該導光部材の対向する透明基板のうち他方の透明基板と前記液晶パネルの一方との間に偏光分離シートを設け、前記光源の光が入射される前記導光部材の透明基板側に前記サブ液晶パネルを置き、前記導光部材の前記サブ液晶パネル側の面において、前記サブ液晶パネルの表示領域以外の部分に反射板を設けたことを特徴とする。

本発明によれば、背中合わせに両面の液晶パネルを有する液晶装置を、１つの光源と導光部材で効率よく照明でき、薄型化と低消費電力化が合わせて実現できる。

液晶パネルと前記液晶パネルを照明する導光部材と、前記導光部材の側方に配設される光源とを有する液晶装置において、前記導光部材は対向する第１の面と第２の面をそれぞれ光出射面とし、電気的手段で光出射領域が制御可能な光散乱型液晶パネルよりなる。

また、前記導光部材の前記第１の面と第２の面に対向してそれぞれ液晶パネルが配設され、該それぞれの液晶パネルは、表示領域が比較的大きいメイン液晶パネルと、表示領域が比較的小さいサブ液晶パネルとからなり、前記導光部材の光散乱領域を、前記メイン液晶パネルが駆動されているときは、該メイン液晶パネルの表示領域の大きさと大略等しくなるよう制御し、前記サブ液晶パネルが駆動されているときは、該サブ液晶パネルの表示領域の大きさと大略等しくなるよう制御する。

図２，３，４は本発明を説明する図で、図１は本発明の第１の実施例図である。
図２（ａ）は本発明の液晶装置で用いる照明装置の平面図で、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は図２（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。
図２の照明装置は光散乱型液晶パネルである高分子分散型液晶パネルよりなっており、１０が一方の透明基板である下側透明基板である。１６が光源で、下側透明基板１０上に
は分離された透明電極１２，１４が形成されている。透明電極１２の外径は後述するメイン液晶パネルの表示領域と大略等しく、透明電極１４の外径は後述するサブ液晶パネルの表示領域と大略等しく設定されている。

図２（ｂ）において、２４は導光部材５６を構成する光散乱型液晶パネルの上側透明基板、１０が下側透明基板、３２は上側透明基板２４のほぼ全域に図２（ａ）に示した透明電極１２，１４を覆うように設けられた上側透明電極、１２，１４はそれぞれ下側透明基板１０上に設けられ、図２（ａ）に示した形状の下側透明電極、２６は上側透明基板２４と下側透明基板１０を接着するシール部材が配設されたシール部で、透明基板２４と透明基板１０シール部２６で囲われた領域に光散乱型液晶である高分子分散型液晶物質からなる光散乱液晶層３０が狭持されている。２２は上側プリズムシート、２８下側プリズムシートで、それぞれ導光部材の出射光を所望の方向に集光する働きをする。２０は導光部材５６に光を入射する光源でＬＥＤよりなり、１８はリフレクターである。図２（ｂ）上での導光部材５６の上方の面を第１の面、下方の面を第２の面とする。
図２（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は光散乱型液晶層（以下液晶層とも称する）３０の状態の差を示したもので、その各図の光散乱液晶層３０の状態の変化を図示してあり、図２（ｂ）は液晶層中を光が透過する状態で、このような状態は上側透明電極３２と下側透明電極１２，１４間全域に電圧を印加したときに生じる。図２（ｃ）は液晶層中全域で光が散乱する状態で、このような状態は上側透明電極３２と下側透明電極１２，１４間に電圧を印加しないときに生じる。図２（ｄ）は下側透明電極１４上では光が散乱し、下側透明電極１２上では光が透過する状態で、このような状態は上側透明電極３２と下側透明電極１２間に電圧を印加し、上側透明電極３２と下側透明電極１４間には電圧を印加しないときに生じる。
図示のように液晶層３０が光を透過する状態を細かいドットで示し、光を散乱する状態を濃いドット状の模様で表している。
なお光散乱型液晶パネルの詳細に関しては、前述した特許文献１，２，３，４に詳述されている。
なお以下の図において、同様の部材には同様の番号を付し同様の斜線もしくは模様で示している。

図３は導光部材中を通る光の挙動を示した図で、３４は導光部材５６の上側に設けられた表示用のメイン液晶パネルの表示領域を示し、３６は導光部材５６の下側に設けられた表示用のサブ液晶パネルの表示領域を示している。
図３（ａ）は液晶層３０が全域にわたって光を散乱する状態にあるときの図で、光源２０から出た光が透明基板２４，１０と液晶パネル（３４，３６）との間の空気層と接する上下の境界では全反射するが屈折率の近い液晶層３０中には進行し、液晶層３０中で散乱される。このとき光は主に光の進行方向に散乱される。従って上側透明基板２４中を進んだ光は主に下側に出射され、下側透明基板１０中を進んだ光は主に上側に散乱される。光源２０は上側透明基板２４と下側透明基板１０の中間に配置されているため、光源２０から出射された光の大略５０％はメイン液晶パネル３４を照明してバックライト光として働く。

図３（ｂ）は遮光性反射板３８を設けた場合の例で、遮光性反射板３８の働きで導光部材５６の下方への光出射領域は制限されている。すなわち、図３（ａ）におけるサブ液晶パネルの外へ向かう光４０，４２は図３（ｂ）においては遮光性反射板３８によって弱い反射光４４，４６となる。遮光性反射板３８の反射率をサブ液晶パネル３６が表示ＯＦＦ状態の時の光反射率と同程度にすれば、メイン液晶パネル３４に遮光性反射板３８の影が映し出されることはない。
このように遮光性反射板３８を設ければ、導光部材５６の対向する上側の第１の面の光出射領域は図示のｃ、下側の第２の面の光出射領域は図示のｄ、というように第１の面と
第２の面とで光出射領域を異ならせることが出来る。

図３（ｃ）は図２（ｄ）に示したように図２（ａ）の透明電極１４の領域のみが光を散乱する状態にあるときの図で、光源２０から出た光が透明基板２０，１０の空気層と接する上下の境界では全反射するが屈折率の近い液晶層３０中には進行する。また液晶層３０中の光を透過する状態の領域４８では直進し、光を散乱する状態の領域５０では散乱される。この状態でも光源２０から出射された光の大略５０％はサブ液晶パネル３６を照明してバックライト光として働く。
ここで重要なのはほとんどの光は光を散乱する状態の領域５０で散乱されてバックライト光になるという点である。このため例えば光散乱領域５０の面積が導光部材５６の全液晶領域の１／２とすると、光源２０の光量が同じならば、図３（ｃ）におけるサブ液晶パネル３６のバックライト光は図３（ａ）におけるメイン液晶パネル３４のバックライト光の単位面積あたり大略２倍の光量になる。逆にメイン液晶パネル３４とサブ液晶パネル３６とを同じ明るさに照明する場合は、サブ液晶パネル３６を照明する場合はメイン液晶パネル３４を照明する場合よりも光源２０の消費電力を小さくできる。
この点が図１０に示した従来例と大きく異なる点で、この効果により光散乱型液晶パネルを導光部材に用いた液晶装置は照明効率を高くすることが出来ている。
なお図３においては液晶パネル３４，３６に斜めにバックライト光が入射するように作図してあるが、実際の導光部材では図２に示したようにプリズムシート２２，２８が用いられるため、より直角に近い角度でバックライト光は液晶パネル３４，３６に入射する。

図４は本発明の液晶装置を携帯電話機に用いた例で、携帯電話機５８の本体部６２上にはキーボード６４が設けられ、蓋部６０にはメイン液晶パネル３４、サブ液晶パネル３６、光源２０、導光部材５６からなる本発明の液晶装置が設けられている。なお図４では光源の図示を省略している。
蓋部６０が閉じられている状態ではメイン液晶パネル３４は表示ＯＦＦ，サブ液晶パネル３６が表示ＯＮとなり、導光部材は図３（ｃ）に示した状態でサブ液晶パネル３６を照明する。
蓋部６０が開かれている状態ではサブ液晶パネル３６は表示ＯＦＦ，メイン液晶パネル３４が表示ＯＮとなり、導光部材は図３（ａ）、（ｂ）に示した状態でメイン液晶パネル３４を照明する。

図１は本発明による液晶装置の第１の実施例の断面図である。
図１において、２４は導光部材５６を構成する光散乱型液晶パネルの上側透明基板、１０が下側透明基板、３２は上側透明基板２４のほぼ全域に図２（ａ）に示した透明電極１２，１４を覆うよう設けられた上側透明電極、１２，１４はそれぞれ下側透明基板１０上に設けられ、図２（ａ）に示した形状の下側透明電極、２６は上側透明基板２４と下側透明基板１０を接着するシール部で、透明基板２４，１０シール部２６で囲われた領域３０に光散乱型液晶である高分子分散型液晶物質が狭持されている。２２は上側プリズムシート、２８下側プリズムシートで、それぞれ導光部材の出射光を所望の方向に集光する働きをする。２０は導光部材５６の側方に設けられ、導光部材５６に光を入射する光源でＬＥＤよりなり、１８はリフレクターである。導光部材５６の上方にはメイン液晶パネル３４が設けられ、導光部材５６の下方にはサブ液晶パネル３６が設けられている。また下側透明基板１０上の下側透明電極１２の下部には図３（ｂ）で示した遮光性反射板３８が設けられている。

図１の液晶装置は図２〜４の説明から明らかなように、導光部材５６は上方の第１の面と下方の第２の面が対向しており、それぞれの面を光出射面とし、電気的手段で光出射領域が制御可能な構成となっており、かつ対向する第１の面の光出射領域は図示のｃ、第２の面の光出射領域は図示のｄ、というように互いの光出射領域が異なっている。また導光
部材５６の第１の面の光出射領域は、前記第１の面に対向して配設されているメイン液晶パネルの表示領域３４の大きさと大略等しく、導光部材５６の第２の面の光出射領域ｄは、前記第２の面に対向して配設されているサブ液晶パネル３６の表示領域の大きさと大略等しく設定されている。

このように構成したことにより、特にサブ液晶パネル３６を照明する際に、不要部を照明しないですむ事となり、消費電力を削減出来、高照明効率化が計れるという効果がある。

図５は本発明による液晶装置の第２の実施例の断面図である。
図５（ａ），（ｂ）の断面図は図２（ｃ）、（ｄ）に示した導光部材５６の断面図にメイン液晶パネル３４，サブ液晶パネル３６を図示のように加えて構成されている。
図５において表示用液晶パネル３４，３６はそれぞれ、表示ＯＮの状態を図３と同様の斜線で、表示ＯＦＦの状態を黒地に白十字の模様（ＯＦＦ状態はＯＮ状態よりも濃い黒表示に記載）で表している。

図５（ａ）、（ｂ）において、導光部材５６は対向する第１の面と第２の面、すなわち図の上方と下方双方をそれぞれ光出射面とし、上側透明電極３２と下側透明電極１２，１４間に印加する電圧のＯＮ，ＯＦＦで電気的に光散乱型液晶の光散乱領域を制御している。また、導光部材５６の上方の面に対向して表示領域が比較的大きいメイン液晶パネル３４が配設され、導光部材５６の下方の面に対向して表示領域が比較的小さいサブ液晶パネル３６が配設されている。

図５（ａ）はメイン液晶パネル３４が駆動されて表示ＯＮ，サブ液晶パネル３６は表示ＯＦＦの状態を示している。この状態ではメイン液晶パネル３４を照明するため、上側透明電極３２と下側透明電極１２，１４間に電圧を印加せず液晶層３０の全面を光散乱領域として、メイン液晶パネル３４の表示領域の大きさと光散乱領域の大きさとが大略等しくなるよう制御している。
図５（ｂ）はサブ液晶パネル３６が駆動されて表示ＯＮ，メイン液晶パネル３４は表示ＯＦＦの状態を示している。この状態ではサブ液晶パネル３６を照明するため、上側透明電極３２と下側透明電極１４間には電圧を印加せず、上側透明電極３２と下側透明電極１２間に電圧を印加して液晶層３０のうち下側透明電極１４上のみを全面を光散乱領域として、サブ液晶パネル３６の表示領域の大きさと光散乱領域の大きさとが大略等しくなるよう制御している。
このように構成したことにより、特にサブ液晶パネル３６を照明する際に、サブ液晶パネル３６の表示領域の大きさと同じ大きさの光散乱領域からのみ光が出射するようになり、不要部を照明しないですむ。従って消費電力を削減出来、高照明効率化が計れるという効果がある。

図６は本発明による液晶装置の第３の実施例の断面図である。
図６の液晶装置は図５の第２の実施例に対し、導光部材５６とサブ液晶パネル３６との間に半透過反射層あるいは半透過反射板７０を追加した構成となっている。
図６のように構成すると、サブ液晶パネル３６側に出射された光の一部は半透過反射板７０の反射率に従った分メイン液晶パネル３４側に反射され、メイン液晶パネル３４の照明に寄与する。一方サブ液晶パネル３６に出射された光は半透過反射板７０の透過率に従った分半透過反射板７０を透過してサブ液晶パネル３６を照明する。

図３（ａ）で説明したように、メイン液晶パネル３４を照明する場合も導光部材５６か
ら出射される光の５０％は下方のサブ液晶パネル３６側に出射されてしまう。半透過反射板７０はこの下方に出射された光をメイン液晶パネル３４側に戻す働きをするため、メイン液晶パネル３４をより明るく、高効率で照明することが出来る。
また、図３（ｃ）で説明したように、光源２０から同じ光量が出射された場合、サブ液晶パネル３６はメイン液晶パネル３４よりも表示領域の面積より小さい分大きな光量で照明される。したがって例えば光源２０の光量をメイン液晶パネル３４を照明する場合とで変えたいのに、サブ液晶パネル３６を照明する場合に変えることが出来ない場合、図６の半透過反射板７０で両液晶パネル３４，３６の明るさを調整することが出来、特に効果がある。

なお半透過反射板７０は導光部材５６とメイン液晶パネル３４との間に設ける構成も考え得る。半透過反射板７０を設けた反対側の液晶パネルがより明るく表示されるので、何処に半透過反射板７０を設けて、どちらの液晶パネルをより明るく照明するかの選択は適宜決めるのがよい。
また半透過反射板７０はプリズムシートと液晶パネルの間に設けても、透明基板とプリズムシートの間に設けても大略同等の効果を生じる。
すなわち、図示のようにプリズムシート２８とサブ液晶３６との間に設ける、プリズムシート２２とメイン液晶３４との間に設ける、プリズムシート２８と下側透明基板１０との間に設ける、プリズムシート２２と上側透明基板２４との間に設ける、の４通りの選択肢がある。

図７は本発明による液晶装置の第４の実施例の断面図である。
図７の液晶装置は図５の第２の実施例に対し、導光部材５６とメイン液晶パネル３４、サブ液晶パネル３６との間に偏光分離層である偏光分離シート７４，７６をそれぞれ追加した構成となっている。また説明のため、メイン液晶パネル３４中の下側直線偏光板７２，サブ液晶パネル３６中の上側直線偏光板７８を図示している。

ここで偏光分離シートの説明をしておく。
偏光分離シートは２つの偏光状態のうち、一方の偏光状態の光を透過し、他方の偏光状態の光を反射する分離機能を有するシートで、透過軸と反射軸を有する。いわゆる反射型偏光層である反射型偏光板はこの偏向分離シートの概念に含まれる。実施例においては直行する２種の直線偏光を分離する直線偏向分離シートを用いる例を示したが、回転方向の異なる２種の円偏光を分離する円偏向分離シートを用い、さらに近接して１／４λ層である１／４λ板を設ければ、直線偏光を分離する直線偏向分離シートを用いた場合と同様な効果を生じる。

図７（ａ）は第４の実施例の断面構成を示した図で、図７（ｂ）は（ａ）と同じ構成の液晶装置内での光の挙動を示した図である。
図７（ａ）においては、上側偏光分離シート７４の透過軸とメイン液晶パネル３４の直線偏光層である直線偏光板７２の透過軸を一致させ、下側偏光分離シート７６の透過軸とサブ液晶パネル３４の直線偏光板７８の透過軸を一致させ、上側偏光分離シート７４の透過軸と下側偏光分離シート７６の透過軸とは直交させてある。

図７（ｂ）において、実線で示した光７７は上側透明基板２４で全反射した後光散乱液晶層３０内で散乱され上方と下方に向かう。上方に向かった光の内上側偏光分離シート７４の透過軸と一致した光成分は上側偏光分離シート７４を透過し直線偏光板７２に至るが、上側偏光分離シート７４の透過軸とメイン液晶パネル３４の直線偏光板７２の透過軸が一致しているため直線偏光板７２を透過してメイン液晶パネル３４の照明光となる。下方に向かった光の内下側偏光分離シート７６の透過軸と直交した光成分は下側偏光分離シー
ト７６で反射され上方へ向かう。その間の光散乱液晶層３０内で再度散乱されるが最終的には上側偏光分離シート７４に至る。この光は下側偏光分離シート７６の透過軸と直交している偏光成分の光なので上側偏光分離シート７４、直線偏光板７２を透過してメイン液晶パネル３４の照明光となる。
破線で示した光７９は下側透明基板１０で全反射した後光散乱液晶層３０内で散乱され上方と下方に向かう。下方に向かった光の内下側偏光分離シート７６の透過軸と一致した光成分は下側偏光分離シート７６を透過し直線偏光板７８に至るが、下側偏光分離シート７６の透過軸とサブ液晶パネル３６の直線偏光板７８の透過軸は一致しているため直線偏光板７８を透過してサブ液晶パネル３６の照明光となる。上方に向かった光の内上側偏光分離シート７４の透過軸と直交した光成分は上側偏光分離シート７４で反射され下方へ向かう。その間の光散乱液晶層３０内で再度散乱されるが最終的には下側偏光分離シート７６に至る。この光は上側偏光分離シート７４の透過軸と直交している偏光成分の光なので下側偏光分離シート７６、直線偏光板７８を透過してサブ液晶パネル３６の照明光となる。

このように、図７の第４の実施例によれば、照明すべき液晶パネルと反対方向に進んだ光もほぼ１００％利用することが出来る。この光の効率は一方にのみ光を出射する従来のバックライトと大略同様でありながら、１つの光源及び導光部材で両面に設けた２つの液晶パネルを照明しながら高い照明の効率を実現できるという顕著な効果を生じている。

図８は本発明による液晶装置の第５の実施例で、図８（ａ）が断面図で、図８（ｂ）はサブ液晶パネル３６と反射板８０の位置関係を示した平面図である。
図８の液晶装置は図５の第２の実施例に対し、図示のように、サブ液晶パネル３６の表示領域以外の部分に反射板８０を追加した構成となっている。
反射層である反射板８０の反射率はサブ液晶パネル３６の導光部材５６側の面の反射率に合わせている。
このように構成することにより、メイン液晶パネル３４を照明する際に、サブ液晶パネル３６の光反射によってメイン液晶パネル３４の明るさにムラが生じてしまうことを防ぐことが出来る。

図９（ａ）は本発明による液晶装置の第６の実施例の断面図で、図９（ｂ）は（ａ）の変形例の断面図である。
図９（ａ）が図５の第２の実施例と異なっているのは、導光部材５６の下側透明基板１０が一方にのばされ、そこに光源２０の光が入射されている点である。また導光部材５６とメイン液晶パネル３４との間には偏光分離シート７４が設けられている点である。
さらに、偏光分離シート７４，直線偏光板７２，７８の透過軸は、偏光分離シート７４と直線偏光板７２の透過軸が平行、偏光分離シート７４と直線偏光板７８の透過軸が直交するよう設定されている。

図９の第６の実施例は、光散乱型液晶である高分子分散液晶の電圧が印加されていない層を通った光は散乱されるが、光の進行方向に対して後方に散乱される光は少ないことがわかった事から考え出された。
図９（ａ）において、光源２０から出射された光は下側透明基板１０で全反射した後光散乱液晶層３０内で散乱され主に上方に向かう。上方に向かった光の内上側偏光分離シート７４の透過軸と一致した光成分は上側偏光分離シート７４を透過し直線偏光板７２に至るが、上側偏光分離シート７４の透過軸とメイン液晶パネル３４の直線偏光板７２の透過軸は一致しているため直線偏光板７２を透過してメイン液晶パネル３４の照明光となる。下方に向かった光はサブ液晶パネル３６の直線偏光板７８の透過軸と平行な偏光成分の光
なので直線偏光板７８を透過してサブ液晶パネル３６の照明光となる。従って本構成ではサブ液晶パネル３６を照明する光は偏光分離シート７４からの反射光が主体となっている。
本構成ではメイン液晶パネル３４の照明に寄与する光が反射を繰り返してロスすることが少ないのでメイン液晶パネル３４にはより大きな光量の光を与えることが出来る。
また前述したようにサブ液晶パネル３６には液晶層５６の光散乱領域を狭くすることで大きな光量の光が与えられるので、照明光が偏光分離シート７４からの反射光が主体となっても良い。

このように構成したことにより偏光分離シートを１枚用いただけで２枚用いた図７の第４の実施例と同等かそれ以上の効果を生じ得る。従って照明の高効率化と合わせ、液晶装置コストの軽減効果もある。
なお偏光分離シート７４は、図９（ｂ）に示すように、サブ液晶パネル３６の表示領域と大略同じ大きさにしても良い。
また、サブ液晶パネル３６の照明を主体に考えるときはメイン液晶パネル３４とサブ液晶パネルの位置関係を逆にすればよい。どちらの照明を明るく設定するかは適宜決めるのがよい。

図９（ｂ）は図９（ａ）の第６の実施例の技術に図８で示した第５の実施例の技術を応用した変形例である。
図９（ｂ）が図９（ａ）と異なるのは、サブ液晶パネル３６の表示領域以外の部分に反射板８０を追加した点である。
このように構成することにより図８の場合と同様、メイン液晶パネル３４を照明する際に、サブ液晶パネル３６の光反射によってメイン液晶パネル３４の明るさにムラが生じてしまうことを防ぐことが出来る。
なお、この反射層である反射板８０を下側透明基板１０とプリズムシート２８の間に設けても良い。

以上述べたように、本発明によれば背中合わせの２枚の液晶パネルを１つの光源と導光部材で高効率で照明することが出来、薄型化、低消費電力化に大きな効果がある。
なお本発明の技術は、勿論液晶パネルのみではなく、受光型の表示パネルに適用すれば同様の効果が期待できる。

本発明による液晶装置の第１の実施例の断面図である。本発明による液晶装置で用いる導光部材を説明する図である。本発明による液晶装置で用いる導光部材中の光の挙動を説明する図である。本発明の液晶装置を携帯電話機に用いた例である。本発明による液晶装置の第２の実施例の断面図である。本発明による液晶装置の第３の実施例の断面図である。本発明による液晶装置の第４の実施例の断面図である。本発明による液晶装置の第５の実施例である。本発明による液晶装置の第６の実施例の断面図である。従来の液晶装置を示す図である。

符号の説明

３４メイン液晶パネル
３６サブ液晶パネル
５６導光部材
２０光源
５６光散乱型液晶パネル
７０半透過反射板
７４，７６偏光分離シート
３８遮光性反射板
８０反射板
１０，２４透明基板
３０光散乱型液晶層
２２，２８プリズムシート
１２，１４，３２透明電極
１８リフレクター
２６シール
７２，７８直線偏光板

Claims

液晶パネルと前記液晶パネルを照明する導光部材と、前記導光部材の側方に配設される光源とを有する液晶装置において、
前記導光部材は対向する第１の面と第２の面をそれぞれ光出射面とし、電気的手段で光出射領域が制御可能な光散乱型液晶パネルよりなることを特徴とする液晶装置。
前記光散乱型液晶パネルは高分子分散型液晶パネルであることを特徴とする請求項１記載の液晶装置。
前記導光部材は前記対向する第１の面と第２の面の光出射領域が異なることを特徴とする請求項１または２に記載の液晶装置。
前記導光部材は対向する第１の面と第２の面に対向して液晶パネルがそれぞれ配設されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の液晶装置。
前記導光部材の前記第１の面と第２の面に対向してそれぞれ配設されている液晶パネルは、異なる表示領域を有する液晶パネルであることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の液晶装置。
前記導光部材の前記第１の面と第２の面に対向してそれぞれ配設されている液晶パネルは、異なる大きさの表示領域を有し、
前記導光部材の第１の面の光出射領域は、前記第１の面に対向して配設されている液晶パネルの表示領域の大きさと大略等しく、
前記導光部材の第２の面の光出射領域は、前記第２の面に対向して配設されている液晶パネルの表示領域の大きさと大略等しく設定したことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の液晶装置。
液晶パネルと前記液晶パネルを照明する導光部材と、前記導光部材の側方に配設される光源とを有する液晶装置において、
前記導光部材は対向する第１の面と第２の面をそれぞれ光出射面とし、電気的手段で光散乱領域が制御可能な光散乱型液晶パネルよりなり、
前記導光部材の前記第１の面と第２の面に対向してそれぞれ液晶パネルが配設され、
該それぞれの液晶パネルは、表示領域が比較的大きいメイン液晶パネルと、表示領域が比較的小さいサブ液晶パネルとからなり、
前記導光部材の光散乱領域を、前記メイン液晶パネルが駆動されているときは、該メイン液晶パネルの表示領域の大きさと大略等しくなるよう制御し、前記サブ液晶パネルが駆動されているときは、該サブ液晶パネルの表示領域の大きさと大略等しくなるよう制御したことを特徴とする液晶装置。
前記光散乱型液晶パネルは高分子分散型液晶パネルであることを特徴とする請求項７記載の液晶装置。
前記導光部材と前記液晶パネルの一方との間に半透過反射板を設けたことを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の液晶装置。
前記導光部材と前記液晶パネルとの間に偏向分離シートを設けたことを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の液晶装置。
前記導光部材の前記サブ液晶パネル側の面において、前記サブ液晶パネルの表示領域以
外の部分に反射板を設けたことを特徴とする請求項７もしくは８に記載の液晶装置。
前記導光部材は２枚の対向する透明基板により光散乱型液晶物質を狭持しており、
前記光源の光は該導光部材の対向する透明基板のうち一方に入射され、
該導光部材の対向する透明基板のうち他方の透明基板と前記液晶パネルの一方との間に偏光分離シートを設けたことを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の液晶装置。
前記導光部材は２枚の対向する透明基板により光散乱型液晶物質を狭持しており、
前記光源の光は該導光部材の対向する透明基板のうち一方に入射され、
該導光部材の対向する透明基板のうち他方の透明基板と前記液晶パネルの一方との間に偏光分離シートを設け、
前記光源の光が入射される前記導光部材の透明基板側に前記サブ液晶パネルを置き、
前記導光部材の前記サブ液晶パネル側の面において、前記サブ液晶パネルの表示領域以外の部分に反射板を設けたことを特徴とする請求項７もしくは８に記載の液晶装置。