JP4558651B2

JP4558651B2 - 液晶表示装置及び情報機器

Info

Publication number: JP4558651B2
Application number: JP2005517955A
Authority: JP
Inventors: 昭正結城; 恭一郎小田; 敦史伊藤; 徹也佐竹; 伸田畑
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2004-02-13
Filing date: 2005-02-09
Publication date: 2010-10-06
Anticipated expiration: 2025-02-09
Also published as: US20080297431A1; KR100822520B1; CN100504520C; US7903080B2; JPWO2005078514A1; CN101493607B; CN101493607A; CN1942810A; WO2005078514A1; KR20060106859A

Description

この発明は、２つの表示面を有する液晶パネルに画像を表示する液晶表示装置と、その液晶表示装置を搭載している携帯電話機、携帯電子手帳（ＰＤＡ）や腕時計などの情報機器とに関するものである。

従来から反射型の液晶表示装置と、半透過反射型の液晶表示装置とがあるが、いずれの液晶表示装置も表示面は１面のみである。
したがって、例えば、折り畳み形式の携帯電話機の内側の面と、外側の面にディスプレイを実装しようとする場合、２個の液晶表示装置を携帯電話機に実装する必要がある。
そのため、携帯電話機の表示部が厚くなり、重量も大きくなる。また、２個の液晶表示装置を実装することで、コスト高にもなる。

そこで、２つの表示面を有する液晶表示装置の開発が要望され、そのような液晶表示装置が登場している。
即ち、液晶セルの一方の表示面側には、第１反射偏光子と第１吸収型偏光子が配置され、液晶セルの他方の表示面側には、第２反射偏光子と第２吸収型偏光子が配置されている液晶表示装置が登場している。
この液晶表示装置は、上記のように構成されているので、表側の表示面と裏側の表示面に同一の画像が表示される（例えば、特許文献１参照）。

特開２０００−１９３９５６号公報（段落番号［００２６］から［００７１］、図１）

従来の液晶表示装置は以上のように構成されているので、両方の表示面に画像を表示することができるが、一方の表示面に表示されている画像と異なる画像を他方の表示面に表示することができないなどの課題があった。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、一方の表示面に表示されている画像と異なる画像を他方の表示面に表示することができる液晶表示装置を得ることを目的とする。
また、この発明は、一方の表示面に表示されている画像と異なる画像を他方の表示面に表示することができる液晶表示装置を搭載している情報機器を得ることを目的とする。

この発明に係る液晶表示装置は、画素駆動回路が液晶パネルに第１画像と第２画像を交互に表示する一方、その画素駆動回路により第１画像が表示されている間に第１のフロントライトが点灯し、その画素駆動回路により第２画像が表示されている間に第２のフロントライトが点灯し、第１のフロントライトの光源と第２のフロントライトの光源とは液晶パネルの面に沿った方向に対して反対側に配置し、第１及び第２のフロントライトから放射される光の主たる放射方向が液晶パネルに垂直な方向からそれぞれ反光源側に５度ないし１０度傾いているようにしたものである。

このことによって、一方の表示面に表示されている画像と異なる画像を他方の表示面に表示することができる効果がある。また、最も明るい視認角度での反射光によるコントラストの低下が抑えられ、高いコントラストで明るい鮮やかな表示が可能になる効果がある。

以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための最良の形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による液晶表示装置を搭載している情報機器を示す断面図である。この実施の形態１における情報機器は携帯電話機であるが、情報機器はこれに限るものではなく、例えば、携帯電子手帳（ＰＤＡ）や腕時計などでもよい。
図において、携帯電話機の本体１には、例えば、文字や数字などを入力するテンキーの他、各種の操作を行う操作キーなどの機能スイッチ２が実装されている。
携帯電話機の表示部３はヒンジ４を介して本体１と開閉自在に結合され、その表示部３には液晶表示装置が実装されている。

液晶パネル１１は複数の画素を有する液晶セルを用いて構成されている。
フロントライト１２（第１のフロントライト）は液晶パネル１１の表示面１１ｂの側に配置され、観測者Ａが見る第１画面が液晶パネル１１に表示されている間に点灯する。フロントライト１３（第２のフロントライト）は液晶パネル１１の表示面１１ａの側に配置され、観測者Ｂが見る第２画面が液晶パネル１１に表示されている間に点灯する。
透明カバー１４は表示部３の内側面に施された開口部（窓）に設けられ、透明カバー１５は表示部３の外側面に施された開口部（窓）に設けられている。

画素駆動回路１６は携帯電話機の画像コントローラ１７から画像データを受けると、その画像データを液晶パネル１１における複数のゲートライン上の各画素に印加することにより、液晶パネル１１に画像を表示するものであり、その画像コントローラ１７から第１画像と第２画像の画像データを受けると、液晶パネル１１に第１画像と第２画像を交互に表示する。
画像コントローラ１７は例えば機能スイッチ２の操作内容や、電話やメールの送受信状況などに応じた画像データを画素駆動回路１６に出力するとともに、フロントライト１２，１３の点灯・消灯を制御する。

図２はこの発明の実施の形態１による液晶表示装置の液晶パネル１１を示す断面図であり、図において、液晶セル２１は複数の画素を有し、液晶セル２１は一対の透明ガラス基板２２によって狭持されている。また、液晶セル２１は周囲を封止材２３によって封止されている。
一対の偏光板２４は透明ガラス基板２２の外側に配置され、液晶セル２１の画素から発光された光を偏光する。

次に動作について説明する。
携帯電話機の表示部３が開いている状態では、図１に示すように、観測者Ａは透明カバー１４を通じて、液晶パネル１１の表示面１１ａを観察することができ、観測者Ｂは透明カバー１５を通じて、液晶パネル１１の表示面１１ｂを観察することができる。

携帯電話機の画像コントローラ１７は、例えば、機能スイッチ２の操作内容や、電話やメールの送受信状況などに応じた画像データを画素駆動回路１６に出力するが、例えば、観測者Ａに第１画像を見せて、観測者Ｂに第２画像を見せる必要がある操作内容や、観測者Ａの見ている画像を観測者Ｂに見せずに隠す必要がある操作内容等が与えられると、第１画像と第２画像の画像データを画素駆動回路１６に出力するとともに、第１画像と第２画像の交互表示を指示する画像制御信号を画素駆動回路１６に出力する。
また、画像コントローラ１７は、フロントライト１２，１３の点灯・消灯を制御するライト制御信号をフロントライト１２，１３に出力する。

画素駆動回路１６は、携帯電話機の画像コントローラ１７から第１画像と第２画像の画像データを受けるとともに、画像コントローラ１７から画像制御信号を受けると、最初に、第１画像の画像データを液晶パネル１１におけるゲートライン１〜Ｎの各画素に印加することにより、液晶パネル１１に第１画像を表示する。
このとき、フロントライト１２は、画像コントローラ１７から出力されるライト制御信号の指示の下、液晶パネル１１に第１画像が表示されている間に点灯する。
これにより、観測者Ａは、透明カバー１４を通じて、液晶パネル１１の表示面１１ａに表示されている第１画像を見ることができる。
ただし、フロントライト１３は消灯しているので、観測者Ｂは、透明カバー１５を通じて、液晶パネル１１の表示面１１ｂに表示されている第１画像を見ることができない。

ここで、図３は第１画像と第２画像の書換タイミングを示す説明図であり、図において、横軸は時間であり、縦軸はゲートライン１〜Ｎ上の画素の透過率を示している。
図３から明らかなように、画素駆動回路１６が液晶パネル１１に第１画像を表示する際、その液晶パネル１１におけるゲートライン１〜Ｎに対して、第１画像の画像データを順番に印加しているが、その画像データが全てのゲートライン１〜Ｎに印加されてから、フロントライト１２が画面全体にわたって同時に点灯するので、液晶パネル１１の表示面１１ａには、全体にわたって第１画面が同時に表示される。

画素駆動回路１６は、上記のようにして、液晶パネル１１に第１画像を表示すると、フロントライト１２がライト制御信号の指示の下で消灯してから、第２画像の画像データを液晶パネル１１におけるゲートライン１〜Ｎの各画素に印加することにより、液晶パネル１１に第２画像を表示する。
このとき、フロントライト１３は、画像コントローラ１７から出力されるライト制御信号の指示の下、液晶パネル１１に第２画像が表示されている間に点灯する。
これにより、観測者Ｂは、透明カバー１５を通じて、液晶パネル１１の表示面１１ｂに表示されている第２画像を見ることができる。
ただし、フロントライト１２は消灯しているので、観測者Ａは、透明カバー１４を通じて、液晶パネル１１の表示面１１ａに表示されている第２画像を見ることができない。

図３から明らかなように、画素駆動回路１６が液晶パネル１１に第２画像を表示する際、その液晶パネル１１におけるゲートライン１〜Ｎに対して、第２画像の画像データを順番に印加しているが、その画像データが全てのゲートライン１〜Ｎに印加されてから、フロントライト１３が画面全体にわたって同時に点灯するので、液晶パネル１１の表示面１１ｂには、全体にわたって第２画面が同時に表示される。

以下、画素駆動回路１６が上記と同様にして液晶パネル１１に第１画像と第２画像を交互に表示し、フロントライト１２とフロントライト１３が交互に点灯する。
この際、画素駆動回路１６における第１画像と第２画像の書換周期と、フロントライト１２，１３の点灯周期とを一致させて、それぞれの周期を６０Ｈｚ以上（合わせて１２０Ｈｚ以上）の周波数に設定すれば、観測者Ａが６０Ｈｚ以上の周波数で点滅する第１画像を見ることになり、また、観測者Ｂが６０Ｈｚ以上の周波数で点滅する第２画像を見ることになる。
しかし、人間の目では、６０Ｈｚ以上の周波数の点滅は、点滅として認識されず、連続的に表示されている画像であると認識される。

以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、画素駆動回路１６が液晶パネル１１に第１画像と第２画像を交互に表示する一方、その画素駆動回路１６により第１画像が表示されている間にフロントライト１２が点灯し、その画素駆動回路１６により第２画像が表示されている間にフロントライト１３が点灯するように構成したので、観測者Ａに見せる第１画像と異なる第２画像を観測者Ｂに見せることができる効果を奏する。
したがって、観測者Ａの見ている画像を観測者Ｂに隠す必要がある場合などには特に有効である。また、観測者Ａ，Ｂにそれぞれ文字等を正しく表示することも可能になる。

また、この実施の形態１によれば、画素駆動回路１６が液晶パネル１１に第１画像又は第２画像を表示する際、その液晶パネル１１におけるゲートライン１〜Ｎに対して、その液晶パネル１１に表示する画像の画像データを順番に印加し、その画像データが全てのゲートライン１〜Ｎに印加されてからフロントライト１２又はフロントライト１３が点灯するように構成したので、液晶パネル１１の画面全体にわたって同時に画像を表示することができる効果を奏する。

また、この実施の形態１によれば、複数の画素を有する液晶セル２１と、その液晶セル２１を狭持する一対の透明ガラス基板２２と、一対の透明ガラス基板２２の外側に配置された一対の偏光板２４とから液晶パネル１１が構成されているので、表示面１１ａと表示面１１ｂを有する液晶パネル１１を得ることができる効果を奏する。

実施の形態２．
上記実施の形態１では、フロントライト１２，１３がそれぞれ１つの光源を備え、１つの光源が点灯することにより、液晶パネル１１の画面全体にわたって同時に点灯するものについて示したが、フロントライト１２，１３がそれぞれ複数の光源を備えている場合、複数の光源が順番に点灯することにより、例えば、液晶パネル１１に表示される画像が画面上部から下部に書き換わる動作に同期して、画面上部から下部に向って順番に点灯するようにしてもよい。
具体的には次の通りである。

図４はこの発明の実施の形態２による液晶表示装置を搭載している情報機器の一部を示す構成図であり、図において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
タイミングコントローラ３１、ゲートドライバ３２及びソースドライバ３３は、図１の画素駆動回路１６に相当する画素駆動回路を構成している。
タイミングコントローラ３１は画像コントローラ１７から第１画像と第２画像の画像データを受けると、画像コントローラ１７から出力される画像制御信号にしたがって第１画像又は第２画像の画像データをソースドライバ３３に出力するとともに、画像コントローラ１７から出力される同期信号をゲートドライバ３２とソースドライバ３３に出力する。また、タイミングコントローラ３１は画像コントローラ１７から出力されるライト制御信号を点灯制御装置４５に出力する。

ゲートドライバ３２は画像コントローラ１７から出力される同期信号を基準にして、ソースドライバ３３が画像データを出力するゲートラインを順次選択する。
ソースドライバ３３は画像コントローラ１７から出力される同期信号を基準にして動作することにより、ゲートドライバ３２により選択されたゲートラインの各画素に画像データを印加する。

光源４１〜４４、点灯制御装置４５及びフロントライト導光板４６は、図１のフロントライト１２，１３に相当するフロントライトを構成している。
点灯制御装置４５はタイミングコントローラ３１からライト制御信号を受けると、光源４１〜４４を順番に点灯させる。
フロントライト導光板４６は図５に示すように光源４１〜４４から発光された光を反射させる反射プリズム４６ａを有し、反射プリズム４６ａは光源４１〜４４の列と平行な方向にのびている。
図５（ａ）はフロントライト導光板４６を示す説明図であり、図５（ｂ）はフロントライト導光板４６を示す側面図である。

次に動作について説明する。
上記実施の形態１と同様に、例えば、観測者Ａに第１画像を見せて、観測者Ｂに第２画像を見せる必要がある操作内容等が携帯電話機の画像コントローラ１７に与えられると、その画像コントローラ１７は、第１画像と第２画像の画像データを画素駆動回路１６のタイミングコントローラ３１に出力するとともに、第１画像と第２画像の交互表示を指示する画像制御信号をタイミングコントローラ３１に出力する。
また、画像コントローラ１７は、フロントライト１２，１３の点灯・消灯を制御するライト制御信号をタイミングコントローラ３１に出力する。

画素駆動回路１６のタイミングコントローラ３１は、画像コントローラ１７から第１画像と第２画像の画像データを受けると、画像コントローラ１７から出力される画像制御信号にしたがって第１画像又は第２画像の画像データをソースドライバ３３に出力する。
即ち、タイミングコントローラ３１は、画像コントローラ１７から出力される画像制御信号にしたがって第１画像の画像データと、第２画像の画像データを交互にソースドライバ３３に出力する。
また、タイミングコントローラ３１は、画像コントローラ１７から出力される同期信号をゲートドライバ３２とソースドライバ３３に出力するとともに、画像コントローラ１７から出力されるライト制御信号を点灯制御装置４５に出力する。

画素駆動回路１６のゲートドライバ３２は、画像コントローラ１７から出力される同期信号を基準にして、ソースドライバ３３が画像データを出力するゲートラインを順次選択する。
即ち、ゲートドライバ３２は、画像コントローラ１７から出力される同期信号を基準にして動作することにより、ソースドライバ３３が画像データを出力することが可能なゲートラインとして、ゲートライン１→ゲートライン２→ゲートライン３→・・・→ゲートラインＮ−１→ゲートラインＮの順番で、ゲートラインを順次選択する。

画素駆動回路１６のソースドライバ３３は、タイミングコントローラ３１から第１画像の画像データを受けると、画像コントローラ１７から出力される同期信号を基準にして動作することにより、ゲートドライバ３２により選択されたゲートラインの各画素に第１画像の画像データを印加することにより、液晶パネル１１に第１画像を表示する。
即ち、ソースドライバ３３は、画像コントローラ１７から出力される同期信号を基準にして動作することにより、ゲートライン１→ゲートライン２→ゲートライン３→・・・→ゲートラインＮ−１→ゲートラインＮの順番で、当該ゲートラインの各画素に第１画像の画像データを印加することにより、液晶パネル１１に第１画像を表示する。

このとき、フロントライト１２の点灯制御装置４５は、タイミングコントローラ３１からライト制御信号を受けると、液晶パネル１１に第１画像が表示されている間に、光源４１〜４４を順番に点灯させる。
これにより、フロントライト１２のフロントライト導光板４６が光源４１〜４４から発光された光を液晶パネル１１に向けて反射させるので、観測者Ａは、透明カバー１４を通じて、液晶パネル１１の表示面１１ａに表示されている第１画像を見ることができる。
即ち、図４に示すように、光源４１〜４４から出た光は、フロントライト導光板４６の中をゲートラインとほぼ平行する方向に進むため、ゲートラインに平行した照明領域が発生する。よって、全画面でパネル書込みから照明点灯までの遅れ時間がほぼ等しい状態での照明が可能になる。
なお、フロントライト１３の光源４１〜４４は、全て消灯しているので、観測者Ｂは、透明カバー１５を通じて、液晶パネル１１の表示面１１ｂに表示されている第１画像を見ることができない。

ここで、図６は第１画像と第２画像の書換タイミングを示す説明図であり、図において、横軸は時間であり、縦軸はゲートライン１〜Ｎ上の画素の透過率を示している。
図６から明らかなように、液晶パネル１１に第１画像を表示する際、その液晶パネル１１におけるゲートライン１〜Ｎに対して、第１画像の画像データを順番に印加しているが、先に画像データが印加されているゲートラインに対応する光源から順番に点灯、即ち、光源４１→光源４２→光源４３→光源４４の順番に点灯するので、ゲートライン１〜Ｎの各画素に対する画像データの印加から、フロントライトの点灯までの時間がほぼ揃うため、ゲートライン１〜Ｎの各画素が安定している状態でフロントライトが点灯され、液晶パネル１１の画面全体の輝度ムラを改善することができる。よって、明るく、安定した諧調を実現することができる。

画素駆動回路１６のゲートドライバ３２は、上記のようにして、液晶パネル１１に第１画像が表示されたのち、フロントライト１２の点灯制御装置４５がライト制御信号の指示の下で、光源４１が消灯してから、画像コントローラ１７から出力される同期信号を基準にして、ソースドライバ３３が画像データを出力するゲートラインを順次選択する。
即ち、ゲートドライバ３２は、画像コントローラ１７から出力される同期信号を基準にして動作することにより、ソースドライバ３３が画像データを出力することが可能なゲートラインとして、ゲートライン１→ゲートライン２→ゲートライン３→・・・→ゲートラインＮ−１→ゲートラインＮの順番で、ゲートラインを順次選択する。

画素駆動回路１６のソースドライバ３３は、タイミングコントローラ３１から第２画像の画像データを受けると、画像コントローラ１７から出力される同期信号を基準にして動作することにより、ゲートドライバ３２により選択されたゲートラインの各画素に第２画像の画像データを印加することにより、液晶パネル１１に第２画像を表示する。
即ち、ソースドライバ３３は、画像コントローラ１７から出力される同期信号を基準にして動作することにより、ゲートライン１→ゲートライン２→ゲートライン３→・・・→ゲートラインＮ−１→ゲートラインＮの順番で、当該ゲートラインの各画素に第２画像の画像データを印加することにより、液晶パネル１１に第２画像を表示する。

このとき、フロントライト１３の点灯制御装置４５は、タイミングコントローラ３１からライト制御信号を受けると、液晶パネル１１の重なる位置に第２画像が表示されている間に、フロントライト１３の光源４１〜４４をそれぞれ順番に点灯させる。
これにより、フロントライト１３のフロントライト導光板４６が光源４１〜４４から発光された光を液晶パネル１１に向けて反射させるので、観測者Ｂは、透明カバー１５を通じて、液晶パネル１１の表示面１１ｂに表示されている第２画像を見ることができる。
ただし、フロントライト１２の光源４１〜４４は、第２画像が重なる位置に表示されている間は点灯しないので、観測者Ａは、透明カバー１４を通じて、液晶パネル１１の表示面１１ａに表示されている第２画像を見ることができない。

図６から明らかなように、液晶パネル１１に第２画像を表示する際、その液晶パネル１１におけるゲートライン１〜Ｎに対して、第２画像の画像データを順番に印加しているが、先に画像データが印加されているゲートラインに対応する光源から順番に点灯、即ち、光源４１→光源４２→光源４３→光源４４の順番に点灯するので、ゲートライン１〜Ｎの各画素に対する画像データの印加から、フロントライトの点灯までの時間がほぼ揃うため、ゲートライン１〜Ｎの各画素が安定している状態でフロントライトが点灯され、液晶パネル１１の画面全体の輝度ムラを改善することができる。よって、明るく、安定した諧調を実現することができる。

以下、画素駆動回路１６が上記と同様にして液晶パネル１１に第１画像と第２画像を交互に表示し、フロントライト１２とフロントライト１３が交互に点灯する。
この際、上記実施の形態１と同様に、画素駆動回路１６における第１画像と第２画像の書換周期と、フロントライト１２，１３の点灯周期とを一致させて、それぞれの周期を６０Ｈｚ以上の周波数に設定すれば、観測者Ａが６０Ｈｚ以上の周波数で点滅する第１画像を見ることになり、また、観測者Ｂが６０Ｈｚ以上の周波数で点滅する第２画像を見ることになる。

なお、この実施の形態２では、フロントライト導光板４６が光源４１〜４４から発光された光を反射させる反射プリズム４６ａを有しているものについて示したが、図７及び図８に示すように、フロントライト導光板４６がギザギザ形状のプリズム４６ｂを有し、あるいは、光源４１〜４４にレンズ６ｃを付加することにより、そのプリズム４６ｂやレンズ４６ｃが光源４１〜４４から発光された光を、フロントライト導光板４６の中でほぼ平行に進むようにしてもよい。

また、ここでは、ＬＣＤパネルの書換をゲート線毎に行うものについて示したが、これに限るものではなく、点順次書換の場合は、書き換える方向がフロントライトの点灯領域の境界と平行な方向であれば、全く同じ作用を行うことができる。
さらに、液晶パネルの画素には、カラーフィルタの色の異なるサブ画素が形成されているが、フロントライトとのモアレの発生を抑えるため、反射プリズム４６ａと直交する方向にカラーフィルタの線が延びるように配置するのが望ましい。

実施の形態３．
上記実施の形態１，２では、画素駆動回路１６が液晶パネル１１に第１画像と第２画像を交互に表示する一方、その画素駆動回路１６により第１画像が表示されている間にフロントライト１２が点灯し、その画素駆動回路１６により第２画像が表示されている間にフロントライト１３が点灯するものについて示したが、図２の液晶パネル１１を用いて液晶表示装置を構成する場合、応答遅れにより、液晶パネル１１の表示面１１ａに第２画面が混じって表示されたり、液晶パネル１１の表示面１１ｂに第１画面が混じって表示されたりすることがある。
そこで、この実施の形態３では、応答遅れを改善して、画面の混じりを解消できるようにしている。

図９はこの発明の実施の形態３による液晶表示装置の液晶パネル１１を示す断面図であり、図において、ＴＦＴ（ＴｈｉｎＦｉｌｍＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ）基板５１はガラス基板５２と、金属膜（例えば、Ｍｏ、Ｃｒ）からなるゲートやソースなどの信号配線５３と、スイッチの役割を果たすＴＦＴ部５４と、ＩＴＯ（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ）などの透明材料からなる画素電極５５とから構成されている。
負のｃプレート５７はＴＦＴ基板５１の外側に配置されている。円偏向板５６はｃプレート５７の外側に配置され、λ／４板５８及び偏光板５９から構成されている。

ＣＦ基板６１はガラス基板６２と、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色のカラーフィルタやＩＴＯなどの透明材料からなる対向電極６３とから構成されている。
ＣＦ基板６１の外側には、ａプレート６４、ｃプレート６５、λ／４板６６及び偏光板６７が配置されている。
ＴＦＴ基板５１とＣＦ基板６１の内側には、ポリイミドなどの配向膜６８が形成されており、両基板の周辺部に塗布されたシール材（図示せず）によって、両基板が貼り合わされている。
ＴＦＴ基板５１とＣＦ基板６１の間には、ベンド配向の液晶層６９が注入されている。ここで、ベンド配向とは、ＴＦＴ基板５１とＣＦ基板６１間に挟まれた液晶分子群が、液晶層６９の中央付近で折れ曲がったようになっている配向状態のことである。

図９の液晶パネル１１は、ベンド配向の液晶層６９を用いて構成されているので、印加電圧の変化に対する応答が速いという特徴を有している。
ベンド配向の液晶層６９を用いて構成された液晶パネルについては、例えば、文献（Ｔ．Ｍｉｙａｓｈｉｔａ，ｅｔａｌ．，Ｅｕｒｏｄｉｓｐｌａｙ’９３，ｐ．１４９）に開示され、ベンド配向の応答特性に関しては、文献（Ｓ．Ｏｎｄａ，ｅｔａｌ．，Ｍｏｌ．Ｃｒｙｓｔ．Ｌｉｑ．Ｃｒｙｓｔ．１９９９，Ｖｏｌ．３３１，ｐ．３８３）に開示されている。
この実施の形態３では、液晶材料として複屈折異方性Δｎが０．１８（５８９ｎｍ、２５゜Ｃ）、誘電率異方性Δεが＋８（１ｋＨｚ、２５゜Ｃ）のものを用いて、液晶層６９の厚さ（セルギャップ）を５．０ミクロンとしている。

次に、液晶パネル１１のフィルム構成を説明する。
図９に示すように、ＴＦＴ基板５１の外側には、負のｃプレート５７、λ／４板５８及び偏光板５９を配置している。
負のｃプレート５７は、面内の位相差が略０ｎｍであり、かつ、厚さ方向の位相差が負の位相差フィルムである。
λ／４板５８は、フィルム面内に位相差を有するａプレートの一種であり、面内位相差が略λ／４のものである。λは人の眼の視感度が高い５５０ｎｍ前後の波長である。
偏光板５９は、ある方向の直線偏光のみを透過し、それと直交する方向の直線偏光を吸収するものである。

一方、ＣＦ基板６１の外側には、ａプレート６４、負のｃプレート６５、λ／４板６６及び偏光板６７を配置している。
ａプレート６４の面内位相差は、後述するように、黒表示電圧が画素に印加された場合の液晶層６９の残留位相差と同じに設定される。

図１０は図９の液晶パネル１１における光学フィルムの仕様の詳細を示す説明図である。
「位相差」のカラムは、ａプレート（λ／４板含む）の場合は面内位相差、ｃプレートの場合は厚さ方向の位相差を示し、ともに波長５５０ｎｍでの位相差値である。
「方向」のカラムは、偏光板の場合は透過軸方向、位相差フィルムの場合は面内遅相軸方向、液晶層の場合は配向方向を示している。各方向は、観察者Ａ側から液晶パネル１１の正面を見て、右方向（３時の方向）を基準（０°）とし、反時計回りを正としている。なお、この実施の形態３で用いられる位相差フィルムは、全てアートンフィルムである。

ＴＦＴ基板５１の側から液晶パネル１１に垂直に入射された光は、偏光板５９によって直線偏光となるが、λ／４板５８によって円偏光となる。
偏光板５９の吸収軸と、λ／４板５８の遅相軸が４５°の角度をなすように配置した場合、これら２枚の光学フィルムは円偏光板の機能を有する。
ｃプレート５７は、面内位相差を持たないため、垂直入射の場合は偏光状態を変える働きを持たない。
なお、ＣＦ基板６１の側にも、偏光板６７とλ／４板６６が組み合わされているが、液晶層６９側にａプレート６４を配置しているため、ＣＦ基板６１の側の光学フィルムの全体では円偏光板の機能を有しない。

図９の液晶パネル１１は、高電圧が印加された場合には黒表示、低電圧が印加された場合に白表示を行うノーマリーホワイトモードである。
ベンド配向の液晶層６９は、高電圧が印加された場合でも、ＴＦＴ基板５１及びＣＦ基板６１の界面付近の液晶分子が完全には立ち上がらないので、面内に位相差が残る。
この残留位相差を補償するために同じ位相差を有するａプレート６４を配置している。aプレート６４の遅相軸方向が液晶配向方向と直交するように配置している。
この実施の形態３では、白電圧を２．０Ｖ、黒電圧を５．０Ｖとし、ａプレート６４の面内位相差を、５．０Ｖ印加時の液晶層６９の残留位相差と同じ１１０ｎｍとしている。

図１１は図９の液晶パネル１１の電圧−透過率特性を示す説明図である。
透過率は光学フィルムを配置していない液晶パネルの透過光強度を基準としている。
図１２は周波数１２０Ｈｚで駆動した場合の液晶パネルの各画素の光学応答特性を示す説明図である。
白と黒を交互に表示し、黒から白を表示する場合でも、白から黒を表示する場合でも、数ミリ秒以内の応答時間が実現されている。

図１３は図９の液晶パネル１１における円偏光板の反射スペクトルを示す説明図であり、図中、太線はアルミニウム金属膜を蒸着したガラス基板上に、この実施の形態３のＴＦＴ基板５１側の光学フィルム一式を貼り付けた場合の反射スペクトルである。
反射率は、フィルムのないアルミ付きガラス基板の反射率を基準としている。偏光板単体の場合の反射率（図中、細線）と比べて、特に波長５６０ｎｍ近傍での反射率が低く抑えられている。

なお、図９の液晶パネルのＴＦＴ基板５１側が観察者Ｂ側になるように配置すると、観察者Ａ向けの第１画像が観察者Ｂ向けの第２画像に混入する現象が見られなくなる。
また、観察者Ｂ向けの第２画像が観察者Ａ向けの第１画像に混入する現象が見られなくなる。これにより、両方の観察者に対して良好な視認性が得られる。
液晶パネル１１のＴＦＴ基板５１の外側に円偏光板５６を配置しているので、ＴＦＴ基板５１側に配置された観察者Ａ向けのフロントライトからの光が、ＴＦＴ基板５１上の信号配線５３で反射する現象が抑制され、ＴＦＴ基板５１側の観察者Ｂに対して良好な視認性が得られる。

実施の形態４．
上記実施の形態３では、偏光板５９とλ／４板５８の間、及び偏光板６７とλ／４板６６の間には、λ／２板が挿入されていないものについて示したが、偏光板５９とλ／４板５８の間、及び偏光板６７とλ／４板６６の間にλ／２板をそれぞれ挿入するようにしてもよい。
λ／２板もａプレートの一種であり、位相差が略λ／２の光学フィルムである。偏光板、λ／２板及びλ／４板の３枚を組み合わせると、広帯域の円偏光板となる。

λ／２板は、偏光板を透過した直線偏光の偏光方向を、偏光板透過軸とλ／２板遅相軸のなす角の２倍の角度だけ回転させる働きを有する。
λ／２板を透過した直線偏光は、上記実施の形態３の場合と同様に、λ／４板によって円偏光となる。λ／２板を追加することにより、より広い波長域で円偏光板の機能を持たせることができる。
図１４は図９の液晶パネル１１における光学フィルムの仕様の詳細を示す説明図である。

図１５は図９の液晶パネル１１における円偏光板の反射スペクトルを示す説明図であり、図中、太線はアルミニウム金属膜を蒸着したガラス基板上に、この実施の形態３のＴＦＴ基板５１側の光学フィルム一式を貼り付けた場合の反射スペクトルである。
反射率は、フィルムのないアルミ付きガラス基板の反射率を基準とし、偏光板単体の場合の反射率（図中、細線）と比べて、広帯域で反射率が低く抑えられている。

実施の形態５．
上記実施の形態３，４では、液晶パネル１１を構成する液晶層６９の配向がベンド配向であるものについて示したが、液晶層６９の配向がベンド配向に類似する配向であってもよい。
例えば、略１８０°のツイスト配向に電圧を印加すると、ツイスト配向の混合したベンド配向が得られるが、この場合でも、高速な応答特性を実現することができる。

液晶パネル１１に配置する光学フィルムの構成は、上記実施の形態３，４の構成に限らない。
例えば、上記実施の形態３におけるＴＦＴ基板５１側の光学フィルムとして、λ／４板５８とｃプレート５７の代わりに、面内位相差と厚さ方向位相差の両方を有する二軸フィルムを用いてもよい。また、ａプレートと二軸フィルム、二軸フィルムとｃプレート、あるいは、複数の二軸フィルムなどを用いてもよい。
同様にＣＦ基板６１側の光学フィルムとして、λ／４板６６とｃプレート６５、あるいは、ｃプレート６５とａプレート６４の代わりに、二軸フィルムを用いた組合せとしてもよい。

上記実施の形態４においても、上記実施の形態３の場合と同様に、二軸フィルムを用いた組合せとしてもよい。
偏光板の表面は、フロントライトから照射される光の反射を抑えるために、ＣＦ基板６１及びＴＦＴ基板５１が反射防止処理がなされていることが望ましい。

実施の形態６．
上記実施の形態３，４では、液晶パネル１１を構成する液晶層６９の配向がベンド配向であるものについて示したが、液晶パネル１１を構成する液晶層の配向が略平行であってもよい。

図１６はこの発明の実施の形態６による液晶表示装置の液晶パネル１１を示す断面図であり、図において、図９と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
図１６の例では、ｃプレート５７の代わりにλ／４板５８を配置し、λ／４板５８の代わりにλ／２板７１を用いて円偏向板５６を構成している。
また、ＣＦ基板６１の上にλ／４板６６、λ／２板７２及び偏向板６７を配置している。

ただし、図１６の例では、ＣＦ基板６１とＴＦＴ基板５１の間に一定の間隙を保つように、配向膜６８を介して液晶材料を狭持し、液晶分子を上下基板間で平行配向している。
ＣＦ基板６１とＴＦＴ基板５１の外側には、積層フィルムを貼付している（図１７を参照）。

この実施の形態６においては、右方向を０°、左回りをプラスと定義して、ＣＦ基板６１側から見たときの角度で表記している。
偏光板は透過軸、λ／２板及びλ／４板は遅相軸の方向を用いて表している。
この実施の形態６では、λ／２板及びλ／４板は通常の一軸延伸フィルムを用いているが、正面からの複屈折値が所定の値を有するものであれば用いることができ、さらに厚み方向に光学特性が変化するハイブリッドフィルム（例えば、ＮＲフィルム）を用いた場合、視野角特性を拡大することも可能であり、液晶表示装置の用途に応じて種々のリタデーションフィルムを用いることができる。

この実施の形態６で用いる液晶材料の特性は、屈折率異方性Δｎが０．１５（５８９ｎｍ，２５゜Ｃ）、誘電率異方性Δεが７．６、液晶層の厚み（パネルギャップ）が３μｍ、液晶層６９の複屈折値が４５０ｎｍである。

次に、高速応答を得るに際して、図１６の液晶パネル１１の特有の動作について述べる。
図１６の液晶パネルにおける画素電極５５と対向電極６３間に電圧を印加すると、図１８に示すように透過率が変化する。
この状態で、白表示を約１．９Ｖ、黒表示を約４．５Ｖとすると、液晶分子の電圧印加による配向変化の中間状態のみを用いて、白及び黒の表示を行うことが可能であり、液晶の応答量（液晶配向の電圧により変化する角度）を小さくすることができるため、高速に応答させることができる。

この実施の形態６では、白から黒への変化は約１ｍｓ、黒から白への変化は約８ｍｓであり、通常のＴＮモード等に比べて、数倍速く応答することができる。
液晶層６９の複屈折値が、３５０ｎｍ〜５５０ｎｍの範囲内であれば、図２の液晶パネル１１を用いる場合に得られる良好な表示品位を得ることができる。
液晶層６９の複屈折値が３５０ｎｍ未満の場合、液晶の応答量を少なくすることによる高速応答の表示を得ることができない。
また、液晶層６９の複屈折値が５５０ｎｍを越える場合には、表示が黄色く着色して、表示品位が著しく低下する。
したがって、良好な表示品位を得るには、液晶層６９の複屈折値が３５０ｎｍ〜５５０ｎｍの範囲内であることが求められる。

また、同時に液晶材料の屈折率異方性が０．１〜０．２の範囲内であることが求められる。
液晶材料の屈折率異方性が０．１未満の場合、電圧印加により表示に必要な液晶層６９の複屈折変化を得るためには大きな配向変化が必要となり、高速応答を得ることができない。
一方、液晶材料の屈折率異方性が０．２を越える場合には、電圧印加により液晶層の複屈折値が急激に変化し過ぎるため、液晶パネル１１の個体差による印加電圧のばらつきにより、黒表示電圧等を印加したときの液晶層６９の複屈折値が変化し、安定して再現性良く良好な表示を得ることができない。
したがって、液晶材料の屈折率異方性は０．１〜０．２の範囲内であることが求められる。

この実施の形態６では、ＴＦＴ基板５１側から入射された光は、偏光板５９等を透過してＴＦＴ基板５１に到達し、ほとんどの光はそのまま液晶層６９に入射されるが、一部の光はＴＦＴ基板５１上に配設された信号配線５３等の金属膜により反射され、再び、偏光板５９等を透過して液晶パネル１１の下側に出射される。
液晶パネル１１をＴＦＴ基板５１側からも観察する液晶表示装置の場合、この反射光は表示品位を低下させるため、その低減が求められる。
ＴＦＴ基板５１の外側に偏光板５９のみを用いた場合、信号配線５３等の部分での反射率は約３０％である。
この実施の形態６では、図１９に示すように、信号配線５３による反射率を約１０％まで低減することができる。

なお、図１６の液晶パネルのＴＦＴ基板５１側が観察者Ｂ側になるように配置すると、観察者Ａ向けの第１画像が観察者Ｂ向けの第２画像に混入する現象が見られなくなる。
また、観察者Ｂ向けの第２画像が観察者Ａ向けの第１画像に混入する現象が見られなくなる。これにより、両方の観察者に対して良好な視認性が得られる。

液晶パネル１１のＴＦＴ基板５１の外側に円偏光板５６を配置しているので、ＴＦＴ基板５１側に配置された観察者Ａ向けのフロントライトからの光が、ＴＦＴ基板５１上の信号配線５３で反射する現象が抑制され、ＴＦＴ基板５１側の観察者Ｂに対して良好な視認性が得られる。
また、液晶パネル１１内の液晶配向を平行配向として、液晶材料の屈折率異方性を０．１〜０．２の範囲内とし、かつ、その複屈折値を３５０ｎｍ〜５５０ｎｍの範囲内とすることにより、電圧印加による白表示及び黒表示を得るときの液晶分子の動きを少なくすることができ、数ミリ秒オーダーの応答特性を実現することができる。

実施の形態７．
上記実施の形態６では、液晶パネル１１における光学フィルムの仕様が図１７の記載内容であるものについて示したが、液晶パネル１１における光学フィルムの仕様が図２０の記載内容であるものであってもよい。
この実施の形態７では、λ／２板及びλ／４板は通常の一軸延伸フィルムを用いるが、正面からの複屈折値が所定の値を有するものであれば用いることができ、さらに厚み方向に光学特性が変化するハイブリッドフィルム（例えば、ＮＲフィルム）を用いる場合、視野角特性を拡大することも可能であり、液晶表示装置の用途に応じて種々のリタデーションフィルムを用いることができる。

この実施の形態７で用いる液晶材料の特性は、屈折率異方性Δｎが０．１５５（５８９ｎｍ，２５℃）、誘電率異方性Δεが７．９、液晶層の厚み（パネルギャップ）が３μｍ、液晶層の複屈折値が４６５ｎｍである。
この実施の形態７では、白表示を約１．７Ｖ、黒表示を約４Ｖとして表示を行っている。
この実施の形態７では、白から黒への変化は約１ｍｓ、黒から白への変化は約７ｍｓであり、通常のＴＮモード等と比べて、数倍速く応答することができる。

この実施の形態７では、ＴＦＴ基板５１側から入射された光は、偏光板５９等を透過してＴＦＴ基板５１に到達し、ほとんどの光はそのまま液晶層６９に入射されるが、一部の光はＴＦＴ基板５１上に配設された信号配線５３等の金属膜により反射され、再び、偏光板５９等を透過して液晶パネル１１の下側に出射される。
液晶パネル１１をＴＦＴ基板５１側からも観察する液晶表示装置の場合、この反射光は表示品位を低下させるため、その低減が求められる。
ＴＦＴ基板５１の外側に偏光板５９のみを用いた場合、信号配線５３等の部分での反射率は約３０％である。
この実施の形態７では、図２１に示すように、信号配線５３による反射率を約１０％まで低減することができる。

なお、図１６の液晶パネルのＴＦＴ基板５１側が観察者Ｂ側になるように配置すると、観察者Ａ向けの第１画像が観察者Ｂ向けの第２画像に混入する現象が見られなくなる。
また、観察者Ｂ向けの第２画像が観察者Ａ向けの第１画像に混入する現象が見られなくなる。これにより、両方の観察者に対して良好な視認性が得られる。
液晶パネル１１のＴＦＴ基板５１の外側に円偏光板５６を配置しているので、ＴＦＴ基板５１側に配置された観察者Ａ向けのフロントライトからの光が、ＴＦＴ基板５１上の信号配線５３で反射する現象が抑制され、ＴＦＴ基板５１側の観察者Ｂに対して良好な視認性が得られる。

実施の形態８．
上記実施の形態１〜７では、フロントライト１２，１３から放射される光の放射方向が液晶パネル１１に垂直な方向であるものについて示したが、図２２に示すように、フロントライト１２，１３から放射される光の放射方向が液晶パネル１１に垂直な方向から傾いており、かつ、フロントライト１２から放射される光の放射方向とフロントライト１３から放射される光の放射方向がずれているようにしてもよい。

フロントライト１２，１３は、図２３に示すように、通常、液晶パネル１１の面に対して、概ね垂直方向に主たる光を放射するのが普通である。これは、液晶パネル１１を正面から見た場合に最も明るくなるからである。
しかし、図２２に示すように、１枚の液晶パネル１１の表と裏にそれぞれ透明なフロントライト１２，１３を備え、そのフロントライト１２，１３を点灯して両側に同時に画像を表示する場合、例えば、表側から見る際に、最も明るい正面から見ると、同時に、裏側用のフロントライトの放射光の一部が液晶パネル１１の表面や、フロントライトの裏面から反射して来るため、図２４に示すように、最も明るい垂直方向のコントラストが低下してしまうことがある。

この実施の形態８は、この反射光によるコントラストの低下を改善するためになされたものであり、フロントライト１２，１３の放射光の主たる放射方向が、液晶パネル１１に垂直な方向から、フロントライト１２，１３の光源の反対の方向に５度ないし１０度傾いており、フロントライト１２の放射光の主たる放射方向と、フロントライト１３の放射光の主たる放射方向が１０度ないし２０度ずれている。
これにより、液晶パネル１１を通過してくる表側用のフロントライトの放射光が最も明るい方向に入射する不要な反射光（裏側用のフロントライトから放射されて、液晶パネル１１の表面に反射された光）の強度が低くなるため、最も明るい視認角度での反射光によるコントラストの低下が抑えられ、高いコントラストで明るい鮮やかな表示が可能になる。

裏側の画質に関しても同様であり、裏側用のフロントライトの放射光の最も明るい方向に入射する不要な反射光（表側用のフロントライトから放射されて、液晶パネル１１の表面に反射された光）の強度が低くなるため、最も明るい視認角度での反射光によるコントラストの低下が抑えられ、高いコントラストで明るい鮮やかな表示が可能になる。

ここで、フロントライト１２，１３の導光板の液晶パネルと反対側になる面には、図２７に示すように、光源側に０〜５度の小さい角度、反光源側に４０〜５０度の角度を持つ三角形状の反射プリズムを形成するようにしてもよい。
この反射プリズムの反光源側の角度を概ね４０から４３度に設定すると、導光板の面（液晶パネル１１の面の法線）に対して、反光源側に１０度から４度傾いた光が放射される。４７〜５０度にすると、同じように光源側に１０度から４度傾いた光が放射される。ただし、導光板のプリズム面側への漏れ光が多く、効率は低下する。

図２５の例では、２枚のフロントライト１２，１３の放射光の主たる放射方向が、液晶パネル１１に垂直な方向から、フロントライト１２，１３の光源の反対の方向に８度傾いており、かつ、フロントライト１２の放射光の主たる放射方向と、フロントライト１３の放射光の主たる放射方向が１６度ずれている。
この結果、図２６に示すように、明るい８度から見た場合のコントラストが、垂直方向に主たる放射方向がある場合（破線を参照）と比べて、大幅に向上している（実線を参照）。

液晶表示装置を携帯電話に搭載する場合には、開いたときに裏側になる側の主たる視認方向は、上方になる場合が多いので、折り畳んだ際に内側になる裏側用のフロントライトは、導光板の反射プリズムの反光源側の角度を概ね４０から４３度に設定して、光源をヒンジ側に配置し、また、折り畳んだ際に外側になる内側用のフロントライトは、導光板の反射プリズムの反光源側の角度を概ね４０から４３度に設定して、光源をヒンジと反対側に配置するのが望ましい。

以上のように、この発明に係る液晶表示装置は、２つの表示面を有する液晶パネルを、例えば、携帯電話機、携帯電子手帳（ＰＤＡ）や腕時計などの情報機器に搭載するに際して、一方の表示面に表示されている画像と異なる画像を他方の表示面に表示する必要があるものなどに適している。

この発明の実施の形態１による液晶表示装置を搭載している情報機器を示す断面図である。この発明の実施の形態１による液晶表示装置の液晶パネルを示す断面図である。第１画像と第２画像の書換タイミングを示す説明図である。この発明の実施の形態２による液晶表示装置を搭載している情報機器の一部を示す構成図である。（ａ）はフロントライト導光板４６を示す説明図であり、（ｂ）はフロントライト導光板４６を示す側面図である。第１画像と第２画像の書換タイミングを示す説明図である。フロントライト導光板を示す説明図である。フロントライト導光板を示す説明図である。この発明の実施の形態３による液晶表示装置の液晶パネル１１を示す断面図である。図９の液晶パネル１１における光学フィルムの仕様の詳細を示す説明図である。図９の液晶パネル１１の電圧−透過率特性を示す説明図である。周波数１２０Ｈｚで駆動した場合の液晶パネルの各画素の光学応答特性を示す説明図である。図９の液晶パネル１１における円偏光板の反射スペクトルを示す説明図である。図９の液晶パネル１１における光学フィルムの仕様の詳細を示す説明図である。図９の液晶パネル１１における円偏光板の反射スペクトルを示す説明図である。この発明の実施の形態６による液晶表示装置の液晶パネル１１を示す断面図である。図１６の液晶パネル１１における光学フィルムの仕様の詳細を示す説明図である。図１６の液晶パネル１１の電圧−透過率特性を示す説明図である。図１６の液晶パネル１１における円偏光板の反射スペクトルを示す説明図である。図１６の液晶パネル１１における光学フィルムの仕様の詳細を示す説明図である。図１６の液晶パネル１１における円偏光板の反射スペクトルを示す説明図である。この発明の実施の形態８による液晶表示装置を示す断面図である。液晶パネル１１の輝度を示す説明図である。液晶パネル１１のコントラストを示す説明図である。液晶パネル１１の輝度を示す説明図である。液晶パネル１１のコントラストを示す説明図である。三角形状の反射プリズムが形成されているバックライト１２，１３を示す断面図である。

符号の説明

１携帯電話機の本体、２機能スイッチ、３表示部、４ヒンジ、１１液晶パネル、１１ａ表示面、１１ｂ表示面、１２，１３フロントライト、１４，１５透明カバー、１６画素駆動回路、１７画像コントローラ、２１液晶セル、２２透明ガラス基板、２３封止材、２４，５９，６７偏光板、３１タイミングコントローラ（画素駆動回路）、３２ゲートドライバ（画素駆動回路）、３３ソースドライバ（画素駆動回路）、４１〜４４光源、４５点灯制御装置、４６フロントライト導光板、４６ａ反射プリズム、４６ｂプリズム、４６ｃレンズ、５１ＴＦＴ基板、５２ガラス基板、５３信号配線、５４ＴＦＴ部、５５画素電極、５６円偏向板、５７，６５ｃプレート、５８，６６ λ／４板、６１ＣＦ基板、６２ガラス基板、６３対向電極、６４ａプレート、６８配向膜、６９液晶層、７１，７２ λ／２板。

Claims

２つの表示面を有する液晶パネルと、上記液晶パネルの一方の表示面側に配置された第１のフロントライトと、上記液晶パネルの他方の表示面側に配置された第２のフロントライトと、上記液晶パネルの画素を駆動して、上記液晶パネルに画像を表示する画素駆動回路とを備え、
上記画素駆動回路が上記液晶パネルに第１画像と第２画像を交互に表示する一方、上記画素駆動回路により第１画像が表示されている間に上記第１のフロントライトが点灯し、上記画素駆動回路により第２画像が表示されている間に上記第２のフロントライトが点灯することを繰り返し、同時に表面方向と裏面方向に異なる画像を表示し、
上記第１のフロントライトの光源と上記第２のフロントライトの光源とは上記液晶パネルの面に沿った方向に対して反対側に配置され、
第１及び第２のフロントライトから放射される光の主たる放射方向が液晶パネルに垂直な方向からそれぞれ反光源側に５度ないし１０度傾いている液晶表示装置。
請求項１に記載の液晶表示装置を備えたことを特徴とする情報機器。