JP4353271B2 - 表示装置及び携帯電話 - Google Patents

Description

本発明は表示装置及び電子機器に係り、特に、携帯型電子機器に搭載する表示装置として好適な構成に関する。

一般に、携帯型電子機器に搭載される表示装置としては、液晶表示装置やエレクトロルミネッセンス表示装置などの電気光学装置が用いられる。特に、携帯電話には、その小さな筺体内に小型の液晶表示装置が搭載されている。近年、薄型の表示部分の表裏にそれぞれ小型の液晶表示装置が搭載された両面表示方式の携帯電話が市販されている。この種の携帯電話においては、表示部分の筺体内に一対の液晶表示装置が背中合わせになるように収容され、表裏いずれからも表示を視認できるように構成されている。

液晶表示装置は、多くの場合、液晶パネルの背後に照明装置としてのバックライトが配置された構造を有する。このようなバックライトを持たない反射型の液晶表示装置もあるが、暗所や夜間には表示を視認することができなくなるので用途は限られる。バックライトを備えた液晶表示装置は厚くなる欠点を有するが、近年における小型の液晶表示装置の高精細化やカラー表示化に伴い、ほとんどの携帯型電子機器において用いられている。近年、バックライトを備えて透過型表示を行うことができるとともに、反射型表示も可能な半透過反射型の液晶表示装置も出現している。

上記の携帯電話のような携帯型電子機器においては年々小型化・薄型化が進行してきているため、これに伴って液晶表示装置の薄型化が強く要求されるようになってきている。
このため、液晶パネルの薄型化やバックライトの薄型化が進められている（例えば、以下の特許文献１を参照）。

特開２００１−７５０９３号公報（図１及び図２）

しかしながら、上記従来の両面表示方式の携帯電話では、その筺体内に一対の液晶表示装置を背中合わせに収容しなければならないので薄型化が困難であり、個々の液晶表示装置をそれぞれ薄型化しても、通常の片面表示方式の携帯電話に比べると、厚く、かつ、重くなってしまうという問題点がある。

上記問題点を解決する一手法として、表裏の液晶表示装置のバックライトを共用化し、単一のバックライトによって表裏一対の液晶パネルを照明するという方法が考えられる。
ところが、一般に、両面表示方式の携帯電話では、表裏の液晶表示装置の表示面積が異なる場合が多いので、上記のようにバックライトを共用化した場合、大きなメインパネルの輝度分布が、背後にある小さなサブパネルへの照明作用によって影響を受け、メインパネルの表示画像中にサブパネルの陰が写り込み、表示品位が低下する恐れがある。

そこで本発明は上記問題点を解決するものであり、その課題は、両面表示を実現可能な表示装置において、装置の薄型化を図ることができるとともに、バックライトなどの照明手段を表裏の表示手段に共用した場合に、それぞれの表示手段における表示品位の低下を抑制することのできる表示装置を提供することにある。

上記課題を解決するために本発明の表示装置は、第１表示手段と、前記第１表示手段の観察側とは反対側から観察される第２表示手段と、前記第１表示手段と前記第２表示手段との間に配置され、前記第１表示手段及び前記第２表示手段の双方に光を照射する照明手段とを具備し、前記第２表示手段の表示領域である第２表示領域は、前記第１表示手段の表示領域である第１表示領域よりも小さいとともに、前記第１表示領域と重なるように配置され、前記照明手段は、前記第１表示手段に対向する第１光出射面と、前記第２表示手段に対向する第２光出射面とを備えた板状の導光板を有し、前記導光板と前記第１表示手段との間には、光拡散手段が設けられ、前記導光板の前記第２光出射面と、前記第２表示手段との間には、前記第１表示領域を覆う大きさであって、かつ、入射した光の一部を反射するとともに入射した光の一部を透過させる半透過反射膜がさらに備えられることを特徴とする。
上記表示装置において、前記導光板における前記第１光出射面と前記第１表示手段との間には、所定方向のプリズムがストライプ状に複数形成された第１プリズム面と、前記第１プリズム面と交差する方向のプリズムがストライプ状に複数形成された第２プリズム面とを含む第１集光手段が設けられていることが好ましい。
本発明の表示装置の他の態様は、第１表示手段と、第１表示手段の観察側とは反対側から観察される第２表示手段と、第１表示手段と第２表示手段との間に配置され、第１表示手段及び第２表示手段の双方に光を照射する照明手段とを具備し、第２表示手段の表示領域である第２表示領域は、第１表示手段の表示領域である第１表示領域よりも小さいとともに、第１表示領域と重なるように配置され、照明手段は、第１表示手段に対向する第１光出射面と、第２表示手段に対向する第２光出射面とを備えた板状の導光板を有し、導光板における第１光出射面と第１表示手段との間には、所定方向のプリズムがストライプ状に複数形成された第１プリズム面と、第１プリズム面と交差する方向のプリズムがストライプ状に複数形成された第２プリズム面とを含む第１集光手段が設けられ、導光板の第２光出射面と、第２表示手段との間には、第１表示領域を覆う大きさであって、かつ、入射した光の一部を反射するとともに入射した光の一部を透過させる半透過反射膜がさらに備えられることを特徴とする。

この構成によれば、共通の照明手段が第１表示手段と第２表示手段とに共に光を照射するように構成されていることにより、照明手段を２つ設ける必要がなくなるため、その分、装置の薄型化や軽量化を図ることが可能になる。
また、導光板の第２光出射面と第２表示手段との間に半透過反射膜が配置されていることにより、導光板の第２光出射面から出射する光の一部が半透過反射膜を透過し、第２表示手段へ向けて照射されるので、第２表示手段を照明可能に構成しつつ、第２光出射面から出射する光の残部を半透過反射膜によって反射させ、第１表示手段へ向けて照射することができる。

本発明に係る表示装置によれば、導光板と第１表示手段との間には、光拡散手段が設けられていることが好ましい。
また、導光板の第１光出射面、および／または、第２光出射面には、凹凸形状が形成されていることが好ましい。
また、少なくとも第１表示領域および第２表示領域に対応した領域を開口したケース体をさらに備え、第１集光手段は、第１プリズム面を備えたプリズムシートと、第２プリズム面を備えたプリズムシートとを重ね合わせて構成され、光拡散手段は、光拡散シートであり、ケース体は、２枚のプリズムシートと、光拡散シートと、照明手段とを少なくとも収納することが好ましい。
また、ケース体の色調は、白色であることが好ましい。

上記課題を解決するために本発明の電子機器としての携帯電話は、前記記載の表示装置を備えた表示部と、複数の操作ボタンを含む操作部を有し、表示部と対となる本体部と、を備え、表示部は、本体部に対して折り畳みと、開くことが自在に構成されていることを特徴とする。
また、第１表示領域は、表示部を本体部に対して折り畳んだときに、本体部と向い合う内面に配置され、表示部を折り畳むと、第２表示手段がオンするとともに、第１表示手段がオフし、表示部を開くと、第１表示手段がオンするとともに、第２表示手段がオフするように駆動制御することが好ましい。

本発明において、前記第１表示手段の表示領域は、前記第２表示手段の表示領域及び該表示領域の外側の領域に対して平面的に重なるように構成されていることが好ましい。これによれば、第１表示手段の表示領域は、第２表示手段の表示領域だけでなく、その外側にも平面的に重なるように構成されているため、共通の照明手段によって第２表示手段に光が出射されることによって、第１表示手段の表示態様は、第２表示手段の表示領域が背後に存在していることによる光学的影響を受ける。このため、第１表示手段の表示面に第２表示手段の表示領域の影が写り込む場合がある。しかしながら、本発明においては、上記のように、導光部材の第２光出射面と第２表示手段との間に半透過反射手段が配置されていることにより、上記第２表示手段による光学的影響を低減させることができるため、第１表示手段の表示品位を向上させることができる。

本発明の実施形態において、前記半透過反射手段が光拡散機能を有することが好ましい。これによれば、その光拡散機能によって照明手段の照明光の均一性を高めることができるので、第１表示手段及び第２表示手段の表示ムラをより低減できる。特に、半透過反射手段による反射光が拡散されるように構成されている場合には、導光部材内部の光均一性を高め、第１表示手段に対する照度分布を均一化することができるので、第１表示手段の表示ムラをさらに低減できる。

本発明の実施形態において、前記半透過反射手段は、前記第１表示手段の表示領域と平面的に重なる範囲のうち、前記第２表示手段の表示領域と平面的に重なる重畳部分における光学特性と、前記範囲のうち前記重畳部分以外の部分における光学特性とが異なることが好ましい。これによれば、半透過反射手段は、上記範囲のうちの上記重畳部分における光学特性と、それ以外の部分における光学特性とが異なることによって、上記重畳部分とそれ以外の部分とで第１表示手段の表示領域への半透過反射手段による光学作用を異なるものとすることが可能になる。したがって、第１表示手段の表示領域内における重畳部分とそれ以外の部分との間の光学的相違（表示明度の差など）を低減させたり、或いは、第２表示手段の表示品位を優先させたりすることが可能になる。

すなわち、上記半透過反射手段が上記範囲全てに亘り配置されている場合において、上記範囲のうち上記重畳部分の背後には第２表示手段が配置され、上記重畳部分以外の部分の背後には他の背景があるものとすれば、半透過反射手段の光学特性が上記範囲全てに亘って均一に構成されているときには、第２表示手段の反射率と他の背景の反射率との間に差が存在すれば、第１表示手段の表示領域に、第２表示手段の黒影又は白影が写り込むことになる。したがって、このように第２表示手段と上記他の背景との間に反射率の差が存在する場合には、上記のように重畳部分とそれ以外の部分とで半透過反射手段の光学特性を異なるものとすることによって上記の黒影又は白影を目立たなくさせることが可能である。ここで、半透過反射手段の光学特性とは、光反射率、光透過率、光吸収率、光拡散度合など、第１表示手段及び第２表示手段の表示態様に影響を及ぼし得る光学的特性を言う。

本発明の実施形態において、前記半透過反射手段は、実質的に光を透過させることの可能な厚さを有する反射性素材で構成された薄膜であることが好ましい。これによれば、反射性素材の薄膜の厚さにより光透過性を与えるようにしていることにより、パターニングなどの工程が不要となり、容易に製造することができる。反射性素材としては金属薄膜が挙げられる。特に、アルミニウム、アルミニウム合金、銀、銀合金などが望ましい。

本発明の実施形態において、前記半透過反射手段は、実質的に光を透過させる微細な開口が複数分散配置されてなる反射性素材で構成された薄膜であることが好ましい。これによれば、反射性素材の薄膜に微細な開口を分散させて配置することによって光透過性を与えているので、開口の開口率（大きさや密度）によって光透過率を精密に制御することができる。

本発明の実施形態において、前記半透過反射手段は、光透過性素材で構成された基材と、該基材中に、前記基材とは屈折率の異なる光透過性素材で構成された微粒子を分散させてなる光拡散層により構成される場合がある。これによれば、基材と微粒子との屈折率の差や微粒子の大きさや密度によって光透過性及び光反射性を調整することができるとともに、光拡散作用によって表示ムラを低減できる。特に、この構成では透過率を容易に高めることができる。

本発明の実施形態において、前記半透過反射手段は、光透過性素材で構成された基材と、該基材中に反射性素材で構成された微粒子を分散させてなる光拡散層により構成される場合がある。これによれば、基材中に分散された反射性素材で構成された微粒子によって光が拡散されるため、微粒子の大きさや密度によって光透過性及び光反射性を調整することができるとともに、光拡散作用によって表示ムラを低減できる。特に、この構成では反射率を容易に高めることができる。

本発明の実施形態において、前記導光部材の前記第１光出射面と前記第１の表示手段との間に、光拡散手段が配置されていることが好ましい。これによれば、第１光出射面と第１の表示手段との間に光拡散手段が配置されていることにより、照明手段の照度分布の均一性を高めることができるので、第１表示手段の表示ムラをさらに低減できる。

なお、前記光拡散手段は、前記第１表示手段の表示領域と平面的に重なる範囲のうち、前記第２表示手段の表示領域と平面的に重なる重畳部分において光学特性と、前記範囲のうち前記重畳部分以外の部分における光学特性とが異なるように構成されていてもよい。
これによって、第１表示手段の表示ムラをさらに低減できる場合がある。

前記光拡散手段は、光透過性素材で構成された基材と、該基材中に、前記基材とは屈折率の異なる光透過性素材で構成された微粒子を分散させてなる光拡散層により構成される場合がある。また、前記光拡散手段は、光透過性素材で構成された基材と、該基材中に反射性素材で構成された微粒子を分散させてなる光拡散層により構成される場合もある。さらに、前記光拡散手段は、光透過性素材の表面に微細な凹凸表面構造を設けてなる光拡散層で構成される場合もある。

次に、本発明の電子機器は、上記いずれか１項に記載の表示装置と、該表示装置を制御する制御手段とを有することが好ましい。電子機器としては、特に携帯型電子機器であることが、容易に筺体の薄型化が可能になる点で効果的である。

次に、添付図面を参照して本発明に係る表示装置及び電子機器の実施形態について詳細に説明する。

［第１実施形態］
最初に、図１を参照して、本発明に係る表示装置の第１実施形態である液晶表示装置１００について説明する。この液晶表示装置１００は、第１表示手段１１０と、第２表示手段１２０と、照明手段１３０とを有する。

第１表示手段１１０は液晶パネルであり、ガラスやプラスチック等で構成される基板１１１，１１２がシール材１１３を介して貼り合わされ、その内部に液晶１１４が配置されたものである。液晶１１４は、基板１１１，１１２の内面上にそれぞれ形成された電極によって所定の電界を受けるように構成されている。基板１１２の外面上（すなわち前面側或いは第１表示手段の観察側）には偏光板１１５が配置され、基板１１１の外面上（すなわち背面側）にも偏光板１１６が配置されている。

第２表示手段１２０もまた液晶パネルであり、ガラスやプラスチック等で構成される基板１２１，１２２がシール材１２３を介して貼り合わされ、その内部に液晶１２４が配置されたものである。液晶１２４は、基板１２１，１２２の内面上にそれぞれ形成された電極によって所定の電界を受けるように構成されている。基板１２２の外面上（すなわち背面側或いは第２表示手段の観察側）には偏光板１２５が配置され、基板１２１の外面上（すなわち前面側）にも偏光板１２６が配置されている。

第１表示手段１１０と第２表示手段１２０との間には照明手段１３０が配置されている。この照明手段１３０はバックライトを構成するものである。照明手段１３０は、冷陰極管やＬＥＤ（発光ダイオード）などで構成される光源１３１と、この光源１３１の光を受ける導光板１３２とを有する。導光板１３２は、アクリル系樹脂などの透明素材によって構成されている。この照明手段１３０においては、導光板１３２が表示装置の光軸方向と直交する姿勢で配置された板状体であり、光源１３１が導光板１３２の側方に配置されている。導光板１３２は、光源１３１に対して側端面である光入射面１３２ａを対向させ、前面（図中上面）である第１光出射面１３２ｂを第１表示手段１１０に向け、背面（図中下面）である第２光出射面１３２ｃを第２表示手段１２０に向けた姿勢で設置されている。

ここで、導光板１３２は、光源１３１から受けた光を内部において伝播させながら、その第１光出射面１３２ｂから第１表示手段１１０に向けて照明光を出射させるとともに、その第２光出射面１３２ｃから第２表示手段１２０に向けて照明光を出射させるように構成されている。導光板１３２内では第１光出射面１３２ｂ及び第２光出射面１３２ｃに対して臨界角より小さい入射角で入射する光は全反射され、その臨界角より大きい入射角で入射する光は第１光出射面１３２ｂ及び第２光出射面１３２ｃから外部へ出射される。特に、図示を省略してあるが、導光板１３２の第１光出射面１３２ｂ若しくは第２光出射面１３２ｃに、或いは、第１光出射面１３２ｂと第２光出射面１３２ｃの双方に、光源１３１から導入された光を第１表示手段１１０及び第２表示手段１２０の光軸方向及びその近傍に出射させるための光偏向手段として、表面凹凸形状や散乱層を形成することができる。

上記導光板１３２の第２光出射面１３２ｃと第２表示手段１２０との間には、半透過反射手段１４１が配置されている。この半透過反射手段１４１は、照明手段の照明光のうちの一部を前面側に反射させるとともに、上記照明光の残部のうち少なくとも一部を背面側に透過させることができるように構成されたものであればよい。たとえば、薄い金属膜、或いは、分散配置された微細な多数の開口を形成した金属膜などで構成できる。また、半透過反射手段１４１は、導光板１３２の背面に被着された状態で設けられていてもよく、或いは、導光板１３２とは別体のシート材や板状材で構成されていてもよい。なお、本発明の半透過反射手段は、照明手段１３０の第２光出射面１３２ｃと第２表示手段１２０との間に配置されていればよく、それ以外の限定事項は課せられないものであるが、本実施形態の半透過反射手段１４１は、基本的に、導光板１３２の第２光出射面１３２ｃの全体を覆うとともに、平面的に均一な光学特性を有するものとして構成されていることを前提として以下説明する。

図２には、上記半透過反射手段１４１の構成例を示す。図２（ａ）に示す例は、ガラスやプラスチックフィルム等で構成される透明基板１４１Ａの表面上に、アルミニウム等の金属などの反射性素材で構成された薄膜である反射性薄膜１４１Ｂを形成したものである。反射性素材としては、白色樹脂、酸化チタン等の白色顔料、アルミニウムや銀等の金属などを挙げることができる。ここで、透明基板１４１Ａの代わりに、上記導光板１３２を用い、その第２光出射面１３２ｃ上に反射性薄膜１４１Ｂを形成してもよい。この点は、以下に示す図２（ｂ）乃至図２（ｅ）に示す各構成についても同様である。

この反射性薄膜１４１Ｂの光学特性としては、たとえば、アルミニウムや銀等の金属を１０〜５０ｎｍ程度の膜厚を有するように形成することによって、可視光領域における平均透過率を３０〜７０％程度とすることができる。上記薄膜は、蒸着法、スパッタリング法、レーザアブレーション法などによって形成できる。この構成例における反射率及び透過率は膜厚によって調整できる。

また、半透過反射手段としては、上記のような反射性素材で構成する場合の他に、公知の誘電体多層膜によって形成することが可能である。

図２（ｂ）に示す構成例は、透明基板１４１Ａの表面上に、アルミニウム等の金属などの反射性素材で構成された薄膜である反射性薄膜１４１Ｃを形成したものである。反射性素材としては、白色樹脂、酸化チタン等の白色顔料、アルミニウムや銀等の金属などを挙げることができる。この反射性薄膜１４１Ｃは、全体として可視光領域における平均反射率が９０％程度、或いはそれ以上となるように構成されているとともに、微小開口１４１Ｃａが多数形成されたものである。微小開口１４１Ｃａは、反射性薄膜１４１Ｃの膜面全体に亘り分散配置されている。微小開口１４１Ｃａの換算開口径（開口面積が同一の円形状の開口における開口径）は１〜１００μｍ程度であることが好ましく、５〜３０μｍ程度であることが望ましい。特に、第１表示手段及び第２表示手段の画素寸法よりも小さく、かつ、画素ピッチよりも小さい間隔で形成されていることが望ましい。この構成例における反射率及び透過率は、上記微小開口１４１Ｃａの開口率によって調整できる。この開口率は、微小開口１４１Ｃａの換算開口径や形成密度によって決定される。

図２（ｃ）に示す構成例は、透明基板１４１Ａの表面上に、基本的に光透過性素材で構成された光拡散層１４１Ｄを備えたものである。この光拡散層１４１Ｄは、アクリル系樹脂等で構成される透明な基材１４１ｄ１と、この基材１４１ｄ１中に分散配置された微粒子１４１ｄ２とを有する。基材１４１ｄ１と、微粒子１４１ｄ２とは屈折率が異なる素材で構成される。微粒子としては、たとえばシリカ粒子やアクリル系樹脂などが挙げられる。また、微粒子の粒径としては、１〜１０μｍ、特に４〜５μｍ程度であることが望ましい。

この構成例では、基材中に屈折率の異なる微粒子が分散配置されていることにより、光が散乱若しくは拡散されるため、巨視的に見ると、一部が反射され、残部が透過するといった光学特性が得られる。この構成例の反射率及び透過率は、基材と微粒子との屈折率差、微粒子の大きさや分布密度などによって調整できる。

図２（ｄ）に示す構成例は、透明基板１４１Ａの表面上に、基本的に光透過性素材で構成された光拡散層１４１Ｅを備えたものである。この光拡散層１４１Ｅは、アクリル系樹脂等で構成される透明な基材１４１ｅ１と、この基材１４１ｅ１中に分散配置された光反射性の微粒子１４１ｅ２とを有する。微粒子１４１ｅ２は反射性素材で構成される。反射性素材としては、たとえば、白色樹脂、酸化チタン等の白色顔料、アルミニウムや銀などの金属などが上げられる。微粒子１４１ｅ１の粒径としては、１〜１０μｍ、特に２〜３μｍ程度であることが望ましい。

この構成例では、基材中に反射性素材で構成される微粒子が分散配置されていることにより、光が散乱若しくは拡散されるため、巨視的に見ると、一部が反射され、残部が透過するといった光学特性が得られる。この構成例の反射率及び透過率は、微粒子の反射率、微粒子の大きさや密度などによって調整できる。

図２（ｅ）に示す構成例は、透明基板１４１Ａの表面上に、上記図２（ａ）に示す反射性素材で構成されたものと同じ反射性薄膜１４１Ｂを形成し、この薄膜１４１Ｂ上にさらに光透過性素材（好ましくは透明材）で構成され、表面に微細な凹凸を有する散乱層１４１Ｆを形成したものである。散乱装１４１Ｆの表面凹凸は、たとえば、１〜１０μｍ、好ましくは３〜４μｍ程度の周期で２〜３μｍ程度の深さに形成される。この表面凹凸は、フォトリソグラフィ法などによるパターニング技術により形成することができる。たとえば、透明な感光性樹脂を塗布した後に上記表面凹凸に対応する周期で開口を有するマスクパターンにより露光を行い、その後、現像することによって上記表面凹凸を形成することができる。ここで、現像後の上記透明樹脂の上にさらに別の透明樹脂を塗布したり、或いは、現像後の透明樹脂を加熱して軟化させたりするといった、滑らかな表面凹凸形状を形成するための工程を付加的に実施してもよい。

この構成例によれば、上述と同様に反射性薄膜１４１Ｂの膜厚に応じた反射及び透過特性が得られるとともに、反射性薄膜１４１Ｂに入射する光および反射光が散乱層１４１Ｆによって散乱を受けることとなるので、光拡散機能をも有するものとなり、第１表示手段１１０及び第２表示手段１２０における輝度分布の均一性を向上させることが可能である。

また、上記導光板１３２と第１表示手段１１０との間には、光拡散手段１４２が配置されている。この光拡散手段１４２は、導光板１３２から出射された光を適度に拡散させることにより、導光板１３２及びそれよりも背面側（図示下方）の構造に起因する表示ムラ（表示面内における明るさのばらつき）を低減するためのものである。光拡散手段１４２は、たとえば、アクリル系樹脂等の基材中にシリカ、アクリル系樹脂等で構成された屈折率の異なる微粒子（たとえば２〜３μｍ程度の粒径を有するもの）を分散させたもの、表面に微細な凹凸表面形状を設けたものなどを用いることができる。より具体的には、上記の図２（ｃ）または図２（ｄ）に示すものと同様の構造や、図２（ｅ）に示すものから反射性薄膜１４１Ｂを除去された構造などを用いることができる。この光拡散手段１４２は、導光板１３２の前面に被着された状態で設けられていてもよく、或いは、導光板１３２とは別体のシート材や板状材で構成されていてもよい。

また、上記導光板１３２と第２表示手段１２０との間（本実施形態の場合には半透過反射手段１４１と第２表示手段１２０との間）にも、光拡散手段１４５が配置されている。
この光拡散手段１４５は、上記光拡散手段１４２と同様に構成される。

なお、本実施形態においては、第１表示手段１１０の表示領域に対して平面的に重なる範囲内において、第２表示手段１２０の表示領域にも平面的に重なる重畳部分と、上記範囲内であって上記重畳部分以外の部分とで光学的構造が異なるため、第１表示手段の表示面の均一性を高めるために、上記光拡散手段を、上記重畳部分とそれ以外の部分とでその拡散度合（たとえばヘイズ値）が異なるように構成することも可能である。

本実施形態では、第１表示手段１１０及び第２表示手段１２０において、実質的に表示に寄与する光の割合を高めるために、集光手段（プリズムシート）１４３，１４４，１４６，１４７を照明手段１３０と第１表示手段１１０との間、及び、照明手段１３０と第２表示手段１２０との間、にそれぞれ配置してある。これらの集光手段には、光を屈折させるためのプリズム面が設けられ、このプリズム面によって光を表示装置の光軸方向（図示上下方向）及びその近傍に向けるように構成されている。より具体的には、上記プリズム面は、集光シートの表面にストライプ状に並列した複数の断面三角形状の凸条により形成される。集光手段１４３と１４４、並びに、集光手段１４６と１４７は、相互に上記凸条の延長方向がほぼ直交する姿勢となるように配置される。

次に、以上説明した構成を有する本実施形態の作用効果について説明する。なお、以下の説明においては、説明を簡略化するために、液晶パネルである第１表示手段１１０及び第２表示手段１２０は共にＴＮ型液晶モードで表示を行うように構成され、偏光板１１５は、図の紙面と平行な振動面を有する直線偏光Ａ（第１偏光）を透過させ、図の紙面と直交する振動面を有する直線偏光Ｂ（第２偏光）を反射し、偏光板１１６は、上記直線偏光Ｂ（第３偏光）を透過させ、上記直線偏光Ａ（第４偏光）を吸収するものとする。また、偏光板１２５は、上記直線偏光Ａを透過させ、上記直線偏光Ｂを吸収し、偏光板１２６は、上記直線偏光Ｂを透過させ、上記直線偏光Ａを吸収するものとする。すなわち、一般的には上記第１偏光乃至第４偏光の振動面の方位関係は任意であるが、以下の説明では、上記第１偏光と第４偏光とは同じ偏光状態を示し、第２偏光と第３偏光とは同じ偏光状態を示す。

光源１３１から放出された光は導光板１３２に導入され、導光板１３２の内部を伝播しながら、少しずつ前面側及び背面側に出射される。まず、第１表示手段１１０側に出射した照明光は、光拡散手段１４２を通過して偏光板１１６により直線偏光Ｂとなり、集光手段１４３，１４４を経て液晶１１４に入射する。ここで、液晶１１４がＯＦＦ状態のときには、液晶１１４を通過すると、その旋光性により直線偏光Ａになって偏光板１１５を通過して透過光Ｔ１として前面側に出射される。液晶１１４がＯＮ状態のときには、液晶１１４を通過しても直線偏光Ｂのままであるので、偏光板１１５により吸収される。

一方、第１表示手段１１０に入射する外光は、偏光板１１５を透過して直線偏光Ａとなり、液晶１１４に入射する。ここで、液晶１１４がＯＦＦ状態のときには、直線偏光Ｂとなり、偏光板１１６をも透過して導光板１３２内に進入し、半透過反射手段１４１によって一部が反射されて偏光板１１６を経て再び液晶１１４を通過して直線偏光Ａになり、偏光板１１５を透過して反射光ＲＤ１として出射される。また、液晶１１４がＯＮ状態のときには、外光のうち偏光板１１５を透過した直線偏光Ａは、液晶１１４を通過しても直線偏光Ａのままであるので、偏光板１１６によって吸収される。

なお、上記集光手段１４３，１４４が配置されている場合には、外光はこれらの集光手段に入射したときに散乱されるので、反射光ＲＤ１を得ることは実質的にできなくなる。
したがって、上記反射光ＲＤ１を有効に利用したい場合には、上記集光手段を配置しないことが好ましい。

次に、照明手段１３０から第２表示手段１２０側に出射した照明光の一部は、半透過反射手段１４１を透過して光拡散手段１４５を通過し、偏光板１２６を通過することによって直線偏光Ｂとなり、液晶１２４を通過する。液晶１２４がＯＦＦ状態のときには、直線偏光Ｂは液晶１２４を通過して直線偏光Ａとなり、偏光板１２５を透過して透過光Ｔ２として背面側に出射される。液晶１２４がＯＮ状態のときには、直線偏光Ｂは液晶１２４を通過してもそのままであり、偏光板１２５により吸収される。

一方、第２表示手段１２０に入射する外光のうち、直線偏光Ａは偏光板１２５を透過して液晶１２４に入射する。液晶１２４がＯＦＦ状態のときには、直線偏光Ａは直線偏光Ｂとなり、偏光板１２６及び光拡散手段１４３を通過して半透過反射手段１４１において一部が反射され、他の一部が導光板１３２内に導入される。半透過反射手段１４１により反射された直線偏光Ｂはそのまま光拡散手段１４３及び偏光板１２６を通過し、液晶１２４を再度通過して直線偏光Ａとなり、偏光板１２５を透過して反射光ＲＤ２として出射する。液晶１２４がＯＮ状態のときには、上記直線偏光Ａは液晶１２４を通過しても直線偏光Ａのままであるため、偏光板１２６によって吸収される。

なお、上記集光手段１４６，１４７が配置されている場合には、外光はこれらの集光手段に入射したときに散乱されるので、反射光ＲＤ２を得ることは実質的にできなくなる。
したがって、上記反射光ＲＤ２を有効に利用したい場合には、上記集光手段を配置しないことが好ましい。

上記のように、本実施形態では、第１表示手段１１０においては、透過光Ｔ１及び反射光ＲＤ１によって表示が行われる。また、第２表示手段１２０においては、上記透過光Ｔ２及び反射光ＲＤ２によって表示が行われる。上記の反射光ＲＤ１，反射光ＲＤ２が存在することにより、野外などの明るい場所にて視認した場合や照明手段１３０の照明光の光量を削減した場合における、表示の視認性の低下を抑制することが可能になる。

本実施形態では、照明手段１３０が第１表示手段１１０及び第２表示手段１２０の双方に光を照射するように構成されているため、特に第１表示手段１１０と第２表示手段１２０の間に配置された導光板１３２が共通に用いられることとなることにより、表示装置１００全体の薄型化及び軽量化を図ることが可能になっている。また、半透過反射手段１４１が設けられていることによって、導光板１３２内の光を表裏の第１表示手段１１０及び第２表示手段１２０の双方に振り分けることが可能になるとともに、導光板１３２から表裏両側に照射される照明光の均一性をそれぞれ向上させることができ、さらに、第１表示手段１１０及び第２表示手段１２０に入射する外光を反射させて表示光の一部として利用することも可能になる。

特に、半透過反射手段１４１の存在により、照明手段１３０から第１表示手段１１０に対する照度分布が、第２表示手段１２０の存在による光学的影響を受けにくくなる。このため、第１表示手段１１０の表示領域が図示のように第２表示手段１２０の表示領域よりも大きく設定されている場合でも、第１表示手段１１０の表示面に第２表示手段１２０の表示領域の影が写り込みにくくなり、第１表示手段１１０の表示品位が向上する。

なお、上記のように、第１表示手段１１０の表示領域と第２表示手段の表示領域とが平面的に重なってはいるが、一方の表示領域が他方の表示領域に包含されるような関係にあったり、両表示領域の一部に重ならない部分が存在したりする場合には、一般に表示ムラが顕著になる。したがって、これらの場合には上記の構成は特に有効なものとなる。しかしながら、上記の場合に限らず、通常、共通の照明手段によって表裏両側の表示手段を照明しようとすると、照明手段の照度分布にムラが発生しやすくなる。したがって、上記とは異なり、両表示領域が相互にほぼ同じ大きさを有し平面的にほぼ合致する態様で相互に重なっている場合にあっても、それぞれの表示手段の輝度の均一性を確保する上で、本発明の構成は技術的に意味を有するものである。

［第２実施形態］
次に、図３を参照して本発明に係る表示装置の第２実施形態について説明する。この第２実施形態の表示装置は、半透過反射手段が異なる点を除き、基本的に図１に示す第１実施形態と同様の構成を有するので、それらの図示及び説明は省略する。

図３（ａ）に示すように、本実施形態の半透過反射手段２４１は、第１表示手段１１０の表示領域と平面的に重なる範囲ＡＲ１を全て覆うように、上記導光板１３２の第２光出射面１３２ｃと第２表示手段１２０との間に配置されている。
この半透過反射手段２４１は、第２表示手段１２０の表示領域と平面的に重なる重畳部分ＡＲ２が開口部２４１Ａとなっていて、上記範囲ＡＲ１内における上記重畳部分ＡＲ２以外の部分ＡＲ３は可視光を反射させる反射部２４１Ｒとなっている。

この構成においては、導光板１３２から第２表示手段１２０への光照射が開口部２４１Ａを通して行われるため、第２表示手段１２０の表示の明るさを容易に得ることができる。また、第１表示手段１１０においては、部分ＡＲ３において実質的に全ての光が反射されることによって、全体としての表示に寄与する光量を増大させることができる。ただし、この場合には、重畳部分ＡＲ２において第１表示手段１１０に照射される照明光の強度が低下するので、光拡散手段１４２による光拡散作用や、導光板１３２の光出射分布などを調整して照明光の強度分布を緩和する構成を採用することが望ましい。

図３（ｂ）は、上記の実施形態の変形例を示すものである。この半透過反射手段２４１'は、上記重畳部分ＡＲ２においては反射面に微小開口２４１Ａ'が多数分散配置されるように形成されていて、重畳部分ＡＲ２以外の部分は、開口を備えず光を反射させる反射部２４１Ｒとなっている。この変形例においては、第２表示手段１２０は重畳部分ＡＲ２に形成された微小開口２４１Ａ'を通過する光によって照明される。ただし、この重畳部分ＡＲ２では、微小開口２４１Ａ'以外の反射面によって光が第１表示手段１１０へ向けて反射されるため、第１表示手段１１０の表示面における重畳部分ＡＲ２とそれ以外の部分ＡＲ３との間の表示の明るさの差異を低減できる。なお、この場合においても、第１表示手段１１０における表示ムラをさらに低減するために、光拡散手段１４２による光拡散作用や、導光板１３２の光出射分布などを調整して、照明光の強度分布を緩和する構成を採用することが望ましい。

［第３実施形態］
次に、図４を参照して、本発明に係る第３実施形態について説明する。この実施形態の表示装置は、半透過反射手段が異なる点を除き、基本的に図１に示す第１実施形態と同様の構成を有するので、それらの図示及び説明は省略する。

図４（ａ）に示すように、半透過反射手段３４１は、上記範囲ＡＲ１内において、重畳部分ＡＲ２は所定の反射率（たとえば３０〜７０％）と透過率（たとえば３０〜７０％）を有する半透過反射性素材３４１Ａで構成され、重畳部分ＡＲ２以外の部分ＡＲ３は、重畳部分ＡＲ２とほぼ同様の反射率（たとえば３０〜７０％）を有するが、透過率は重畳部分ＡＲ２より低い反射性素材３４１Ｂで構成されている。このＡＲ３における反射性素材３４１Ｂの透過率はほとんど０％であることが好ましい。このような素材は、特に誘電体多層膜によって容易に形成可能である。

これによって、上記範囲ＡＲ１内の重畳部分ＡＲ２では、照明手段１３０による照明光を第１表示手段１１０へ向けて反射させることができると同時に、照明光を第２表示手段１２０へ向けて透過させることができるため、両表示手段を同時に照明することができる。また、重畳部分ＡＲ２以外の部分ＡＲ３では、透過率が低いことによって不要な光を背後に透過させることがなく、また、その反射率は重畳領域ＡＲ２とほぼ同様であるので、第１表示手段１１０の表示ムラを低減できる。

この構成例では、第１表示手段１１０の表示ムラをなくそうとすれば、部分ＡＲ３において照明光の吸収に伴う光損失が発生するので、全体としての光の利用効率は低下する。
光の利用効率を高めるためには、相対的に部分ＡＲ３の反射率を重畳部分ＡＲ２よりも高めることにより当該部分における光損失を低減することが必要であり、これによって生じ得る第１表示手段１１０の表示ムラは、導光板２３２の構造や光拡散手段１４２などによって緩和させることが好ましい。

図４（ｂ）は、上記実施形態の変形例を示すものである。この半透過反射手段３４１'は全体が反射性素材で構成されているが、その重畳部分ＡＲ２には微小開口３４１Ａ'が多数分散配置されている。また、重畳部分ＡＲ２以外の部分ＡＲ３では、微小開口３４１Ａ'の代わりに黒色樹脂等で構成された微小吸収材３４１Ｂ'が分散配置されている。

この半透過反射手段３４１'は、上記重畳部分ＡＲ２においては、微小開口３４１Ａ'によって背後にある第２表示手段１２０にも光を照射できるように構成し、また、それ以外の部分ＡＲ３では、微小吸収材３４１Ｂ'を形成することによって重畳部分ＡＲ２との反射率の差異を低減している。これによって、第１表示手段１１０の表示ムラを低減できる。

［第４実施形態］
次に、図５を参照して本発明に係る表示装置の第４実施形態について説明する。この実施形態の表示装置は、上記実施形態の表示装置を合成樹脂等で形成されたケース体に収容した構造を示すものである。したがって、本実施形態の表示装置は、ケース体に収容した点を除き、基本的に図１に示す第１実施形態と同様の構成を有するので、それらの図示は簡略化し、それらの説明は省略する。

図５（ａ）に示すように、表示装置１００'は、上記各実施形態と同様の第１表示手段１１０、第２表示手段１２０、照明手段１３０及び図示しないその他の上記構成を含み、これらがケース体１５０に収容されている。ケース体１５０は、たとえば白色の合成樹脂などで形成することができる。ケース体１５０を白色素材で構成することは、導光板１３２から漏れる光を反射させて再び導光板１３２内に戻すことを可能にするため、照明手段１３０の照明光の利用効率を高める上で好ましい。

この実施形態では、照明手段１３０の導光板１３２の第２光出射面の表面上における、第２表示手段１２０が配置されていない領域（上記部分ＡＲ３）に、所定の光学特性を有する光学シート１５１を配置してある。この光学シート１５１は、第１表示手段１１０側から見たときに、第２表示手段１２０とほぼ同様の反射率を呈する素材で構成されている。これによって、上記半透過反射手段１４１が全面的に均一な光学特性を有するものであっても、第１表示手段の表示面の表示ムラを低減することができる。

図５（ｂ）に示すものは、上記実施形態の変形例を示すものである。この例の表示装置１００″では、上記各実施形態と同様の第１表示手段１１０、第２表示手段１２０、照明手段１３０及び図示しないその他の上記構成がケース体１６０に収容されている。このケース体１６０は、第１表示手段１１０側から見たときに、第２表示手段１２０とほぼ同様の反射率を呈する素材で構成されている。これによって、上記半透過反射手段１４１が全面的に均一な光学特性を有するものであっても、第１表示手段の表示面の表示ムラを低減することができる。

なお、上記の光学シート１５１及びケース体１６０は、半透過反射手段１４１や導光板１３２の構成如何に拘わらず、第１表示手段１１０の側から照明手段１３０を通して観察した場合に、第２表示手段１２０の表示領域の存在する部分と、光学シート１５１及びケース体１６０が配置された部分との照度分布が均一化するように構成されていればよい。

［第５実施形態］
次に、図６及び図７を参照して、上記第１実施形態の表示装置１００を備えた電子機器の実施形態について説明する。この実施形態の電子機器は、図６に示すように、上記第１表示手段（液晶表示パネル）１１０を制御する制御手段１１００と、上記第２表示手段（液晶表示パネル）１２０を制御する制御手段１２００とを有する。制御手段１１００及び１２００は、電子機器内に設置されたマイクロコンピュータ等で構成される中央制御部１０００によって制御される。

第１表示手段１１０及び第２表示手段１２０は、パネル上に実装され、或いは、パネルに対して配線部材を介して接続されるなどした、半導体ＩＣ等で構成される駆動回路１１０Ｄ，１２０Ｄに接続され、これらの駆動回路１１０Ｄ，１２０Ｄが上記制御手段１１００，１２００に接続されている。制御手段１１００、１２００は、表示情報出力源１１１０、１２１０と、表示処理回路１１２０，１２２０と、電源回路１１３０，１２３０と、タイミングジェネレータ１１４０，１２４０とを有する。

表示情報出力源１１１０、１２１０は、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）等からなるメモリと、磁気記録ディスクや光記録ディスク等からなるス トレージユニットと、デジタル画像信号を同調出力する同調回路とを備え、タイミングジェネレータ１１４０，１２４０によって生成された各種のクロック信号に基づいて、所定フォーマットの画像信号等の形で表示情報を表示情報処理回路１１２０，１２２０に供給するように構成されている。

表示情報処理回路１１２０，１２２０は、シリアル−パラレル変換回路、増幅・反転回路、ローテーション回路、ガンマ補正回路、クランプ回路等の周知の各種回路を備え、入力した表示情報の処理を実行して、その画像情報をクロック信号ＣＬＫと共に駆動回路へ供給する。駆動回路１１０Ｄ，１２０Ｄは、走査線駆動回路、データ線駆動回路及び検査回路を含む。また、電源回路１１３０，１２３０は、上述の各構成要素にそれぞれ所定の電圧を供給する。

上記中央制御部１０００は、制御手段１１００，１２００の表示情報出力源１１１０、１２１０に適宜に点灯／消灯指令や表示情報の元データなどを送出し、これに対応する表示情報を表示情報出力源１１１０、１２１０に出力させ、制御手段１１００，１２００及び駆動回路１１０Ｄ，１２０Ｄを介して第１表示手段１１０及び第２表示手段１２０に適宜の表示画像を表示させる。また、中央制御部１０００は、上記光源１３１に対しても点灯や消灯などの制御を行うように構成されている。

図７は、本発明に係る電子機器の一実施形態である携帯電話機２０００を示す。この携帯電話機２０００は、各種操作ボタンが設けられマイクを内蔵した本体部２００１と、表示画面やアンテナを備えスピーカを内蔵した表示部２００２とを有し、本体部２００１と表示部２００２とが相互に折りたたみ自在に構成されている。表示部２００２内には上記の表示装置１００が内蔵され、その内面上には上記第１表示手段１１０の表示画面が視認可能に構成され、また、外面上には上記第２表示手段１２０の表示画面が視認可能に構成されている。

本実施形態では、図７（ａ）に示すように本体部２００１から表示部２００２を開くことによって、上記中央制御部１０００からの指令によって第１表示手段１１０が点灯し、所定の画像が表示され、また、図７（ｂ）に示すように表示部２００２を本体部２００１上に折りたたむことにより、第１表示手段１１０が消灯し、その代わりに、第２表示手段１２０が点灯して所定の画像が表示されるように構成することができる。

本実施形態では、上記のように表示装置１００が薄型化されているので、表示部２００２を薄型化することができるとともに、その内部構造も簡易なものとすることができ、組立作業も容易に行うことが可能になる。ここで、本実施形態の電子機器においては、第２実施形態乃至第４実施形態の各表示装置を搭載するように構成してもよい。

尚、本発明の電気光学装置及び電子機器は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、上記各実施形態では電気光学パネルとして液晶表示パネルを用いているが、本発明の電気光学パネルとしては、有機エレクトロルミネッセンスパネル、プラズマディスプレイパネル、フィールドエミッションディスプレイなどの各種電気光学パネルを用いることもできる。また、上記の実施形態では、基本的にパッシブマトリクス型の液晶表示パネルを図示しているが、本発明は、アクティブマトリクス型の液晶表示パネルも同様に用いることが可能である。

本発明に係る第１実施形態の構成を示す概略断面図。 第１実施形態の半透過反射手段の構成（ａ）〜（ｅ）を示す概略断面図。 本発明に係る第２実施形態の半透過反射手段の構成を示す概略平面図（ａ）及び（ｂ）。 本発明に係る第３実施形態の半透過反射手段の構成を示す概略平面図（ａ）及び（ｂ）。 本発明に係る第４実施形態の概略構成を示す概略断面図（ａ）及び（ｂ）。 電子機器の構成例を示す構成ブロック図。 電子機器の構成例を示す携帯電話の概略斜視図（ａ）及び（ｂ）。

符号の説明

１００…表示装置、１１０…第１表示手段、１２０…第２表示手段、１３０…照明手段、１１５，１１６，１２５，１２６…偏光板、１３１…光源、１３２…導光板、１４１…半透過反射手段、１４２，１４５…光拡散手段、１４３，１４４，１４６，１４７…集光手段。

Claims (7)

1. 第１表示手段と、前記第１表示手段の観察側とは反対側から観察される第２表示手段と、
   前記第１表示手段と前記第２表示手段との間に配置され、前記第１表示手段及び前記第２表示手段の双方に光を照射する照明手段とを具備し、
   前記第２表示手段の表示領域である第２表示領域は、前記第１表示手段の表示領域である第１表示領域よりも小さいとともに、前記第１表示領域と重なるように配置され、
   前記照明手段は、前記第１表示手段に対向する第１光出射面と、前記第２表示手段に対向する第２光出射面とを備えた板状の導光板を有し、
   前記導光板と前記第１表示手段との間には、光拡散手段が設けられ、
   前記導光板の前記第２光出射面と、前記第２表示手段との間には、前記第１表示領域を覆う大きさであって、かつ、入射した光の一部を反射するとともに入射した光の一部を透過させる半透過反射膜がさらに備えられることを特徴とする表示装置。
2. 前記導光板における前記第１光出射面と前記第１表示手段との間には、所定方向のプリズムがストライプ状に複数形成された第１プリズム面と、前記第１プリズム面と交差する方向のプリズムがストライプ状に複数形成された第２プリズム面とを含む第１集光手段が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 前記導光板の第１光出射面、および／または、第２光出射面には、凹凸形状が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の表示装置。
4. 少なくとも前記第１表示領域および第２表示領域に対応した領域を開口したケース体をさらに備え、
   前記第１集光手段は、前記第１プリズム面を備えたプリズムシートと、前記第２プリズム面を備えたプリズムシートとを重ね合わせて構成され、
   前記光拡散手段は、光拡散シートであり、
   前記ケース体は、２枚の前記プリズムシートと、前記光拡散シートと、前記照明手段とを少なくとも収納することを特徴とする請求項２または３に記載の表示装置。
5. 前記ケース体の色調は、白色であることを特徴とする請求項４に記載の表示装置。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の表示装置を備えた表示部と、
   複数の操作ボタンを含む操作部を有し、前記表示部と対となる本体部と、を備え、
   前記表示部は、前記本体部に対して折り畳みと、開くことが自在に構成されていることを特徴とする電子機器としての携帯電話。
7. 前記第１表示領域は、前記表示部を前記本体部に対して折り畳んだときに、前記本体部と向い合う内面に配置され、
   前記表示部を折り畳むと、前記第２表示手段がオンするとともに、前記第１表示手段がオフし、
   前記表示部を開くと、前記第１表示手段がオンするとともに、前記第２表示手段がオフするように駆動制御することを特徴とする請求項６に記載の携帯電話。

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