JP4571423B2 - Liquid crystal device - Google Patents
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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。
The present invention relates to a liquid crystal device provided with a light guide member, and more particularly to a liquid crystal device capable of illuminating a liquid crystal device provided with one light guide member on both upper and lower surfaces.
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。
Recently, many mobile phones have liquid crystal panels provided on the top and bottom of the upper lid.
A liquid crystal panel for a telephone needs to be provided with a backlight so that the display can be recognized even in a dark place. However, a telephone with two such liquid crystal panels requires two sets of backlights. There was a problem that would become thick.
Therefore, a liquid crystal device of the type as shown in FIG. 10 has begun to be used.
In FIG. 10, a main liquid crystal panel 100 having a relatively large display area and a sub liquid crystal panel 104 having a relatively small display area are provided above and below one light guide member 102. Is emitted by emitting light in both the upper and lower directions through the light guide member 102.
With this configuration, it is possible to illuminate the two liquid crystal panels 100 and 104 only by providing one light guide member 102, so that there is a remarkable effect in reducing the thickness of the telephone. However, since the light is emitted up and down, half of the light is wasted and when the sub liquid crystal panel 104 is illuminated, the light emitted to the area b shown in the figure works effectively as illumination light for the display device. However, there is a problem that the light emitted to the region a shown in the figure is wasted and the illumination efficiency is poor.
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。
There is a light scattering type liquid crystal as a technology candidate for solving such a problem.
The light scattering liquid crystal panel travels light straight in a region where a voltage is applied, and scatters light in a region where a voltage is not applied. There is a proposal to use a light-scattering liquid crystal panel as a display panel using this characteristic, and to scatter light only in a voltage non-application region by introducing light into the panel (see, for example, Patent Document 1).
However, it is impossible to use a light-scattering type liquid crystal panel in a high-definition liquid crystal panel that requires high contrast, and a technique for illuminating two liquid crystal panels with one light source and a light guide member, which is an object of the present invention. There is no suggestion in
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。
Proposals have been made to further improve the optical characteristics of the light-scattering liquid crystal panel using the same technique as in Patent Document 1 (see
However, like the proposal of
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。
Further, a proposal has been made to use a light scattering type liquid crystal panel as a light guide member (see, for example,
However, since the technique of
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。
The problem to be solved is that the upper and lower two liquid crystal panels could not be efficiently illuminated with one light source and a light guide member.
本発明は、積層する2つの液晶パネルと、この2つの液晶パネル間に配置され、これらの液晶パネルを照明する導光部材と、この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、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、散乱領域の大きさを電気的手段により制御可能な光散乱型液晶パネルとなっていることを特徴とする。 The present invention has two liquid crystal panels to be laminated, it is arranged between the two liquid crystal panels, and the light guide member for illuminating these liquid crystal panel and a light source disposed on the side of the light guide member in the liquid crystal device, the light guide member, a first surface and a second surface facing the respective light emitting surface, it has become a controllable light scattering type liquid crystal panel by electrical means the size of the scattering region It is characterized by.
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。
The liquid crystal device according to the present invention is characterized in that, in
本発明による液晶装置は、前記導光部材は前記対向する第1の面と第2の面の光出射領域の大きさが異なることを特徴とする。 The liquid crystal device according to the invention, the light guide member is characterized in that the size of the light emitting region of the first face and the second opposing surfaces are different.
本発明による液晶装置は、前記導光部材の前記第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おり、当該液晶パネルは、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。 The liquid crystal device according to the invention, the provided liquid crystal panel is disposed, respectively so as to face the first surface and the second surface of the light guide member, the liquid crystal panel is a liquid crystal panel having a different display area It is characterized by that.
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。
The liquid crystal device according to the present invention is the liquid crystal panel according to any one of
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。 The liquid crystal device according to the present invention is a liquid crystal device having a liquid crystal panel, a light guide member that illuminates the liquid crystal panel, and a light source disposed on a side of the light guide member. Each of the first surface and the second surface is made of a light scattering type liquid crystal panel whose light emitting surface can be controlled by electric means, and is opposed to the first surface and the second surface of the light guide member. Each of the liquid crystal panels is composed of a main liquid crystal panel having a relatively large display area and a sub liquid crystal panel having a relatively small display area. When the main liquid crystal panel is driven, control is performed so that the display area of the main liquid crystal panel is approximately equal to the display area. When the sub liquid crystal panel is driven, the display area of the sub liquid crystal panel is controlled. Size and Characterized by being controlled to substantially equal.
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。
The liquid crystal device according to the present invention is characterized in that, in
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。
The liquid crystal device according to the present invention is characterized in that, in any one of
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光分離シートを設けたことを特徴とする。
The liquid crystal device according to the invention, in any one of
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。
The liquid crystal device according to the present invention is characterized in that, in
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挟持しており、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。
The liquid crystal device according to the invention, in any one of
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挟持しており、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。
The liquid crystal device according to the present invention, in
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。
According to the present invention, a liquid crystal device having liquid crystal panels on both sides back to back can be efficiently illuminated with one light source and a light guide member, and a reduction in thickness and a reduction in power consumption can be realized.
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。 In a liquid crystal device having a liquid crystal panel, a light guide member that illuminates the liquid crystal panel, and a light source disposed on a side of the light guide member, the light guide member is opposed to a first surface and a second surface. Are made of a light scattering type liquid crystal panel in which the light emission area can be controlled by electric means.
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。
In addition, a liquid crystal panel is disposed to face the first surface and the second surface of the light guide member, respectively, and each of the liquid crystal panels includes a main liquid crystal panel having a relatively large display area and a display area. The light scattering region of the light guide member is controlled to be approximately equal to the size of the display region of the main liquid crystal panel when the main liquid crystal panel is driven. When the sub liquid crystal panel is being driven, control is performed so as to be approximately equal to the size of the display area of the sub liquid crystal panel.
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。
2, 3 and 4 are diagrams for explaining the present invention, and FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of the present invention.
2A is a plan view of a lighting device used in the liquid crystal device of the present invention, and FIGS. 2B, 2C, and 2D are cross-sectional views taken along line AA ′ of FIG.
The lighting device of FIG. 2 is composed of a polymer dispersion type liquid crystal panel which is a light scattering type liquid crystal panel, and 10 is a lower transparent substrate which is one transparent substrate. Reference numeral 16 denotes a light source, and separated
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。
2B,
2B, 2C, and 2D show the difference in the state of the light scattering liquid crystal layer (hereinafter also referred to as a liquid crystal layer) 30, and the change in the state of the light scattering
As shown in the figure, the state in which the
The details of the light scattering type liquid crystal panel are described in detail in
In the following drawings, the same members are denoted by the same reference numerals and indicated by the same oblique lines or patterns.
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。
FIG. 3 is a diagram showing the behavior of light passing through the light guide member. 34 shows a display area of the main liquid crystal panel for display provided on the upper side of the
FIG. 3A is a diagram when the
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。
FIG. 3B shows an example in which a light-
If the light-
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。
FIG. 3C is a view when only the region of the
What is important here is that most of the light is scattered in the
This point is greatly different from the conventional example shown in FIG. 10. With this effect, the liquid crystal device using the light scattering type liquid crystal panel as the light guide member can increase the illumination efficiency.
In FIG. 3, the
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。
FIG. 4 shows an example in which the liquid crystal device of the present invention is used in a mobile phone. A
When the
When the
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。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a first embodiment of a liquid crystal device according to the present invention.
In FIG. 1, 24 is an upper transparent substrate of a light scattering type liquid crystal panel constituting the
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。
As is clear from the description of FIGS. 2 to 4, the
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。
With such a configuration, particularly when the sub
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。
FIG. 5 is a sectional view of a second embodiment of the liquid crystal device according to the present invention.
5A and 5B are configured by adding a main
In FIG. 5, the display
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。
5 (a) and 5 (b), the
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。
FIG. 5A shows a state in which the main
FIG. 5B shows a state in which the sub
With this configuration, particularly when the sub
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。
FIG. 6 is a cross-sectional view of a third embodiment of the liquid crystal device according to the present invention.
The liquid crystal device of FIG. 6 has a configuration in which a transflective layer or a
With the configuration as shown in FIG. 6, a part of the light emitted to the sub
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。
As described with reference to FIG. 3A, even when the main
As described with reference to FIG. 3C, when the same amount of light is emitted from the
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。
A configuration in which the
Further, the
That is, as shown in the figure, the
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。
FIG. 7 is a sectional view of a fourth embodiment of the liquid crystal device according to the present invention.
The liquid crystal device of FIG. 7 is different from the second embodiment of FIG. 5 in that
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。
Here, the polarization separation sheet will be described.
The polarization separation sheet is a sheet having a separation function of transmitting light in one polarization state of two polarization states and reflecting light in the other polarization state, and has a transmission axis and a reflection axis. A reflective polarizing plate, which is a so-called reflective polarizing layer, is included in the concept of this deflection separation sheet. In the embodiment, an example in which a linear deflection separation sheet that separates two kinds of linearly polarized light that is orthogonal is shown, but a circular deflection separation sheet that separates two kinds of circularly polarized light having different rotation directions is used. If a 1 / 4λ plate which is a / 4λ layer is provided, the same effect as that obtained when a linearly polarized light separating sheet for separating linearly polarized light is used is produced.
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。
FIG. 7A is a diagram showing a cross-sectional configuration of the fourth embodiment, and FIG. 7B is a diagram showing the behavior of light in the liquid crystal device having the same configuration as FIG.
In FIG. 7A, the transmission axis of the upper
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。
In FIG. 7B, the light 77 shown by a solid line is totally reflected by the upper
The light 79 indicated by the broken line is totally reflected by the lower
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。 As described above, according to the fourth embodiment shown in FIG. 7, almost 100% of the light traveling in the opposite direction to the liquid crystal panel to be illuminated can be used. This light efficiency is almost the same as that of a conventional backlight that emits light only to one side, but high illumination efficiency can be realized while illuminating two liquid crystal panels provided on both sides with one light source and a light guide member. The remarkable effect is produced.
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。
8A and 8B show a fifth embodiment of the liquid crystal device according to the present invention. FIG. 8A is a sectional view, and FIG. 8B is a plan view showing the positional relationship between the sub
The liquid crystal device of FIG. 8 has a configuration in which a reflecting
The reflectance of the reflecting
With this configuration, when the main
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。
FIG. 9A is a sectional view of a sixth embodiment of the liquid crystal device according to the present invention, and FIG. 9B is a sectional view of a modified example of FIG.
FIG. 9A is different from the second embodiment of FIG. 5 in that the lower
Further, the transmission axes of the
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。
In the sixth embodiment of FIG. 9, the light passing through the layer to which no voltage is applied is applied to the polymer dispersed liquid crystal, which is a light scattering type liquid crystal, but scattered backward with respect to the traveling direction of the light. It was conceived from the fact that light was found to be scarce.
In FIG. 9A, the light emitted from the
In this configuration, light that contributes to illumination of the main
Further, as described above, the sub
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。
With such a configuration, an effect equivalent to or greater than that of the fourth embodiment of FIG. 7 using only two polarization separation sheets can be produced. Therefore, in addition to the high efficiency of illumination, there is an effect of reducing the cost of the liquid crystal device.
Note that the
When the illumination of the sub
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。
FIG. 9B is a modification in which the technique of the fifth embodiment shown in FIG. 8 is applied to the technique of the sixth embodiment of FIG.
FIG. 9B is different from FIG. 9A in that a reflecting
With this configuration, as in the case of FIG. 8, when the main
Note that the
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。
As described above, according to the present invention, two back-to-back liquid crystal panels can be illuminated with high efficiency by one light source and a light guide member, which has a great effect on reduction in thickness and power consumption.
Of course, the same effect can be expected if the technique of the present invention is applied not only to a liquid crystal panel but also to a light receiving display panel.
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
34 Main
Claims (12)
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、散乱領域の大きさを電気的手段により制御可能な光散乱型液晶パネルとなっていることを特徴とする液晶装置。 And two liquid crystal panels to be laminated, is arranged between the two liquid crystal panels, and the light guide member for illuminating these liquid crystal panels, the liquid crystal device having a light source disposed on the side of the light guide member,
The light guide member includes a feature that has become a first surface and a second surface, respectively and the light emitting surface, the size can be controlled by electrical means the light scattering type liquid crystal panel of the scattering region facing Liquid crystal device.
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4のいずれか一項に記載の液晶装置。 The liquid crystal panels respectively disposed facing the first surface and the second surface of the light guide member have display areas of different sizes,
The light emitting area of the first surface of the light guide member is approximately equal to the size of the display area of the liquid crystal panel disposed to face the first surface,
2. The light emitting area on the second surface of the light guide member is set to be approximately equal to the size of the display area of the liquid crystal panel disposed to face the second surface. 5. The liquid crystal device according to any one of 4 .
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。 In a liquid crystal device having a liquid crystal panel, a light guide member that illuminates the liquid crystal panel, and a light source disposed on a side of the light guide member,
The light guide member includes a light scattering type liquid crystal panel in which the first surface and the second surface facing each other are light emission surfaces, and the light scattering region can be controlled by electric means,
A liquid crystal panel is disposed opposite to the first surface and the second surface of the light guide member,
Each of the liquid crystal panels is composed of a main liquid crystal panel having a relatively large display area and a sub liquid crystal panel having a relatively small display area.
When the main liquid crystal panel is driven, the light scattering area of the light guide member is controlled to be approximately equal to the size of the display area of the main liquid crystal panel, and when the sub liquid crystal panel is driven A liquid crystal device controlled to be approximately equal to the size of the display area of the sub liquid crystal panel.
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7のいずれか一項に記載の液晶装置。 The light guide member is to hold the light-scattering-type liquid crystal material with a transparent substrate of the two opposing,
The light from the light source is incident on one of the opposing transparent substrates of the light guide member,
The liquid crystal according to claim 1, wherein a polarization separation sheet is provided between the other transparent substrate of the transparent substrates facing the light guide member and one of the liquid crystal panels. apparatus.
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6又は7に記載の液晶装置。 The light guide member is to hold the light-scattering-type liquid crystal material with a transparent substrate of the two opposing,
The light from the light source is incident on one of the opposing transparent substrates of the light guide member,
A polarizing separation sheet is provided between the other transparent substrate of the transparent substrates facing the light guide member and one of the liquid crystal panels,
Place the sub liquid crystal panel on the transparent substrate side of the light guide member into which the light of the light source is incident,
8. The liquid crystal device according to claim 6, wherein a reflection plate is provided in a portion other than the display area of the sub liquid crystal panel on the surface of the light guide member on the sub liquid crystal panel side.
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