WO2014119395A1 - 液晶表示装置 - Google Patents

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display
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章 五十嵐
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株式会社オルタステクノロジー
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    • G09G3/36—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source using liquid crystals
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    • G09G2300/00—Aspects of the constitution of display devices
    • G09G2300/02—Composition of display devices
    • G09G2300/023—Display panel composed of stacked panels

Definitions

  • the present invention relates to a liquid crystal display device.
  • a watch is mainly used for character display such as time display
  • a liquid crystal display device capable of character display on the watch and consuming less power such as a reflective or semi-transmissive liquid crystal display device, etc.
  • a smartphone is widely used as a small portable information terminal.
  • transmissive color liquid crystal display devices, organic EL display devices and the like are used.
  • the wristwatch that the user wears on the wrist and uses it has a small battery capacity. Therefore, it is not practical to use a transmissive color liquid crystal display device or an organic EL display device as a wristwatch in order to realize a display with a large amount of information handled by a portable information terminal with a wristwatch, since power consumption increases.
  • the present invention provides a liquid crystal display device capable of achieving both a display with a small amount of information and a display with a large amount of information while reducing power consumption.
  • a first polymer dispersed type or a polymer network type interposed between first and second substrates disposed opposite to each other and the first and second substrates.
  • a third liquid crystal display panel including the liquid crystal layer, the third and fourth substrates disposed opposite to each other, the second liquid crystal layer sandwiched between the third and fourth substrates, and the third liquid crystal layer
  • a second liquid crystal display panel including a color filter provided on the first substrate and first and second polarizers provided on the third and fourth substrates, respectively, and contacting the second substrate
  • a transparent member sandwiched between the first and second liquid crystal display panels and having a refractive index different from that of the second substrate.
  • liquid crystal display device capable of achieving both a display with a small amount of information and a display with a large amount of information while reducing power consumption.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining the operation of the liquid crystal display unit in character display.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining the operation of a liquid crystal display unit in information display.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining the detection operation of the inclination detection unit.
  • 6 is a flowchart showing the operation of the electronic watch.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating how a user wears an electronic watch.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating how a user wears an electronic watch.
  • the flowchart which shows operation of the electronic watch concerning a modification.
  • the liquid crystal display unit 10 of the present embodiment is, for example, a liquid crystal display panel used in an electronic watch.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a liquid crystal display unit 10 according to the present embodiment.
  • the liquid crystal display unit 10 includes a first liquid crystal display panel 12 and a second liquid crystal display panel 14, and the first liquid crystal display panel 12 and the second liquid crystal display panel 14 are transparent members (for example, an air layer) 13. Be stacked through.
  • the first liquid crystal display panel 12 has a significantly reduced light absorption of the liquid crystal display panel itself, so a bright screen can be obtained, visibility of the lower part of the panel can be achieved, and the display can be driven with less power.
  • the first liquid crystal display panel 12 is a pattern display type that performs character display and graphic display (hereinafter referred to as character display) with a small amount of information, and can display a transparent state and a scattering state, that is, black and white display.
  • the character display includes display of characters and figures with a small amount of information, clock display (segment display), and the like.
  • the first liquid crystal display panel 12 is composed of, for example, a liquid crystal display panel selected from polymer dispersed liquid crystal (PDLC) or polymer network liquid crystal (PNLC). .
  • the second liquid crystal display panel 14 performs character display and image display (hereinafter referred to as information display) with a large amount of information, and can perform color display.
  • the second liquid crystal display panel 14 is configured of a liquid crystal display panel with a color filter.
  • the first liquid crystal display panel 12 performs character display (including clock display and standby display), and the second liquid crystal display panel 14 displays information with a larger amount of information than character display. Do.
  • the first liquid crystal display panel 12 includes a lower substrate 20 on which a common electrode is formed, an upper substrate 21 on which a display electrode is formed and which is disposed opposite to the lower substrate 20, and a lower substrate 20 and an upper substrate 21. And a liquid crystal layer 22 sandwiched between the two.
  • the surface of the upper substrate 21 opposite to the liquid crystal layer 22 corresponds to the display surface of the liquid crystal display unit 10.
  • the lower substrate 20 and the upper substrate 21 are each formed of a transparent substrate (for example, a glass substrate).
  • the common electrode 23 is provided on the lower substrate 20.
  • the common electrode 23 is formed in a plane on the entire display surface.
  • a plurality of display electrodes 24 are provided on the upper substrate 21.
  • the plurality of display electrodes 24 are processed into a shape corresponding to a character that can be displayed by the first liquid crystal display panel 12. Although only three display electrodes 24 are illustrated in FIG. 1 for the sake of simplicity, in actuality, more pixel electrodes 24 for character display are provided.
  • the common electrode 23 and the display electrode 24 are each formed of a transparent conductive film such as ITO (indium tin oxide).
  • a UV (ultraviolet) cut film 27 is provided on the display surface side of the upper substrate 21. The arrangement of the common electrode 23 and the display electrode 24 may be reversed.
  • the liquid crystal layer 22 is sealed by a sealing material 26 that bonds the lower substrate 20 and the upper substrate 21 together.
  • the liquid crystal layer 22 is made of polymer dispersed liquid crystal (PDLC) or polymer network liquid crystal (PNLC).
  • the PNLC has a structure in which a liquid crystal material is dispersed in a polymer network 25, and the liquid crystal material in the polymer network 25 has a continuous phase.
  • the PDLC has a structure in which liquid crystals are dispersed by a polymer, that is, liquid crystals are phase-separated in the polymer.
  • a photocurable resin can be used as the polymer layer (polymer layer).
  • PNLC irradiates a solution in which a liquid crystal material is mixed with a photopolymerization type polymer precursor (monomer) with ultraviolet light to polymerize the monomer to form a polymer, and the liquid crystal material is dispersed in the polymer network Be done.
  • a liquid crystal material of the liquid crystal layer 22 a positive (P-type) nematic liquid crystal is used. That is, the major axes (directors) of the liquid crystal molecules are randomly oriented at no voltage (no electric field), and the director of the liquid crystal molecules is approximately perpendicular to the substrate surface at the time of voltage application (electric field application).
  • the second liquid crystal display panel 14 uses an active matrix method in which an active element is disposed for each pixel.
  • the second liquid crystal display panel 14 has a TFT (Thin Film Transistor) as an active element (switching element), a TFT substrate 30 on which a pixel electrode and the like are formed, a color filter and a common electrode are formed.
  • the color filter substrate (CF substrate) 31 disposed opposite to each other, and the liquid crystal layer 32 sandwiched between the TFT substrate 30 and the CF substrate 31 are provided.
  • the TFT substrate 30 and the CF substrate 31 are each formed of a transparent substrate (for example, a glass substrate).
  • the liquid crystal layer 32 is formed of a liquid crystal material sealed by a sealing material 33 which bonds the TFT substrate 30 and the CF substrate 31 to each other.
  • the alignment of liquid crystal molecules is manipulated in accordance with the electric field applied between the TFT substrate 30 and the CF substrate 31, and the optical characteristics are changed.
  • the second liquid crystal display panel 14 of the present embodiment uses, for example, a VA mode using a vertical alignment (VA: Vertical Alignment) liquid crystal. That is, a negative (N-type) nematic liquid crystal is used as the liquid crystal layer 32, and liquid crystal molecules are aligned substantially perpendicularly to the substrate surface in the absence of a voltage (no electric field).
  • the major axes (directors) of the liquid crystal molecules are vertically aligned when no voltage is applied, and the major axes of the liquid crystal molecules are inclined horizontally when a voltage is applied (an electric field is applied).
  • homogeneous mode or TN (Twisted Nematic) mode can also be used. From the viewpoint of improving the contrast, the VA mode is more suitable.
  • the TFT 35 and the pixel electrode 36 are provided on the TFT substrate 30 for each pixel 34. Further, an alignment film 37 is provided on the TFT substrate 30 so as to cover the TFT 35 and the pixel electrode 36.
  • One display pixel (pixel) is configured by three sub-pixels having color filters of red (R), green (G), and blue (B). In the following description, the sub-pixel is referred to as a pixel except in the case where the distinction between the display pixel and the sub-pixel is particularly required.
  • the TFT 35 is a switching element which is formed on the liquid crystal layer 32 side of the TFT substrate 30 and switches on / off of the pixel 34. Although only three pixels 34 are illustrated in FIG. 1 for the sake of simplicity, in actuality, more pixels 34 for displaying information are provided.
  • the pixel electrode 36 is provided for each pixel 34, and is formed in the entire area of the pixel 34 corresponding to this.
  • the pixel electrode 36 is for applying a voltage to the liquid crystal layer 32 and is electrically connected to one end of the current path of the TFT 35.
  • the pixel electrode 36 is formed of a transparent conductive film such as ITO (indium tin oxide).
  • the alignment film 37 controls the alignment of liquid crystal molecules.
  • the CF substrate 31 is provided with a color filter 38, a common electrode 39, and an alignment film 40.
  • the color filter 38 is provided on the liquid crystal layer 32 side of the CF substrate 31, and includes three color filters (coloring members) of a red filter R, a green filter G, and a blue filter B. Each of the red filter R, the green filter G, and the blue filter B is disposed at a position facing the pixel electrode 36, and constitutes a sub-pixel.
  • a light shielding film (black matrix) BK for preventing color mixing is formed between the red filter R, the green filter G, and the blue filter B.
  • the common electrode 39 is provided on the liquid crystal layer 32 side of the color filter 38, and is formed in a plane over the entire display surface.
  • the common electrode 39 is formed of a transparent conductive film such as ITO.
  • the alignment film 40 forms a pair with the alignment film 37 and controls the alignment of liquid crystal molecules. In the present embodiment, in the alignment films 37 and 40, there is almost no potential difference between the pixel electrode 36 and the common electrode 39, that is, no electric field is applied between the pixel electrode 36 and the common electrode 39. And align liquid crystal molecules substantially perpendicularly to the substrate surface.
  • a retardation plate 41 and a polarizing plate 42 are provided on the back light 15 side of the TFT substrate 30.
  • a retardation plate 43 and a polarizing plate 44 are provided on the display surface side of the CF substrate 31.
  • the polarizing plates 42 and 44 extract light having a vibrating plane in one direction parallel to the transmission axis, that is, light having a polarization state of linearly polarized light, from light having vibrating planes in random directions.
  • Each of the polarizing plates 42 and 44 has an absorption axis and a transmission axis orthogonal to each other in the plane.
  • the polarizing plates 42 and 44 are arranged such that their transmission axes are orthogonal to each other.
  • Each of the retardation plates 41 and 43 has refractive index anisotropy, and has slow axes and fast axes that are orthogonal to each other in the plane.
  • the retarders 41 and 43 are arranged such that their slow axes are orthogonal to each other.
  • the retardation plates 41 and 43 have a predetermined retardation (a retardation of ⁇ / 4 when ⁇ is a wavelength of light passing through) between light of a predetermined wavelength transmitting through the slow axis and the fast axis, respectively. It has a function to give. That is, the phase difference plates 41 and 43 are composed of ⁇ / 4 plates.
  • the slow axes of the retardation plates 41 and 43 are set to approximately 45 ° with respect to the transmission axes of the polarizing plates 42 and 44, respectively.
  • the first liquid crystal display panel 12 and the second liquid crystal display panel 14 are stacked via the transparent member 13.
  • the transparent member 13 contacts the lower substrate 20 of the first liquid crystal display panel 12, and the refractive index of the transparent member 13 is set to be different from the refractive index of the lower substrate 20.
  • the transparent member 13 may be a transparent material satisfying the above conditions, and may be a gas or a liquid.
  • the transparent member 13 is made of, for example, an air layer.
  • An air layer which is an example of the transparent member 13 is referred to as an air layer 13 a. Use of the air layer 13a as the transparent member 13 is preferable in terms of cost.
  • the air layer 13 a is sealed between the first liquid crystal display panel 12 and the second liquid crystal display panel 14 by the sealing material 18.
  • the air layer 13 a between the first liquid crystal display panel 12 and the second liquid crystal display panel 14 By providing the air layer 13 a between the first liquid crystal display panel 12 and the second liquid crystal display panel 14, light incident from the display surface side to the first liquid crystal display panel 12 is the lower substrate 20 and the air. It reflects at the interface with the layer 13a. As a result, bright display by the first liquid crystal display panel 12 can be realized.
  • a backlight (light source) 15 is disposed opposite to the surface opposite to the display surface of the liquid crystal display unit 10.
  • an EL (electroluminescence) backlight is used as the backlight 15.
  • a touch panel 11 is provided on the display surface side of the first liquid crystal display panel 12.
  • the touch panel 11 includes a transparent substrate (for example, a glass substrate) 16 and a touch sensor 17.
  • the touch panel 11 detects that the user has pressed the panel, and further specifies the pressed position, that is, the coordinates of the touch position.
  • any of a resistive film method, a capacitance method, an electromagnetic induction method, an ultrasonic surface elasticity method, an infrared scanning method, and the like may be used.
  • FIG. 2A shows an example of character display by the first liquid crystal display panel 12.
  • FIG. 2B shows an example of information display by the second liquid crystal display panel 14.
  • FIG. 3 is a block diagram of the electronic watch 50.
  • the electronic watch 50 includes a control unit 51, a power supply unit 52, a storage unit 53, a communication unit 54, a clock circuit unit 55, an oscillation circuit 56, a display drive unit 57, a liquid crystal display unit 10, an input unit 58, and a tilt detection unit 59. Prepare.
  • the power supply unit 52 supplies various types of power to the modules in the electronic watch 50 via power supply lines.
  • the power supply unit 52 includes, for example, a button battery (primary battery).
  • the storage unit 53 includes, for example, a ROM (Read Only Memory) for reading data, and a RAM (Random Access Memory) capable of reading and writing data.
  • the storage unit 53 includes a program area for storing a system program and an application program for realizing various functions of the electronic watch 50, and a data area for storing various data such as image data.
  • the communication unit 54 controls communication (wireless communication) performed with another device via a network including the Internet. Further, the communication unit 54 may have a function of controlling short distance wireless communication such as Bluetooth (registered trademark) performed with another device.
  • the oscillator circuit 56 always outputs a clock signal of a constant frequency.
  • the timer circuit unit 55 counts the signals input from the oscillation circuit 56 to acquire current time data and the like.
  • the timer circuit unit 55 outputs the acquired current time data and date data to the control unit 51.
  • the display driving unit 57 drives the liquid crystal display unit 10 based on control signals and data from the control unit 51, and causes the liquid crystal display unit 10 to display various characters and various information.
  • the display driving unit 57 drives the first liquid crystal display panel (PD-LCD or PN-LCD) 12 and the second liquid crystal display panel (color LCD) 14 included in the liquid crystal display unit 10 separately.
  • the input unit 58 includes a plurality of push buttons for instructing execution of various functions of the electronic watch 50, and the touch sensor 17 shown in FIG. When the user operates the input unit 58, time setting, mode selection, and the like are performed based on this.
  • the tilt detection unit 59 detects the tilt of the display surface of the electronic watch 50. Specifically, the inclination detection unit 59 detects an angle between the display surface of the electronic wristwatch 50 and the vertical line (gravity direction).
  • the tilt detection unit 59 is configured of, for example, a 3-axis acceleration sensor.
  • the control unit 51 controls the overall operation of the electronic watch 50.
  • the control unit 51 is configured of a CPU (Central Processing Unit).
  • the control unit 51 reads various programs stored in the ROM according to a predetermined timing or an operation signal input from the input unit 58, for example, and develops the program in the work area of the RAM. Execute instructions (controls) to each module that composes
  • the electronic watch 50 may have a camera function (imaging unit) and the like.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the operation of the liquid crystal display unit 10 in character display.
  • the first liquid crystal display panel 12 performs a display operation, and the second liquid crystal display panel 14 is turned off (the backlight 15 is also turned off).
  • the second liquid crystal display panel 14 is a normally black type, and displays black in the off state.
  • liquid crystals are dispersed in a polymer network, and the alignment of liquid crystal molecules is random when the voltage is off (no electric field).
  • n e the refractive index of the extraordinary light of the liquid crystal molecules
  • n o the refractive index of the ordinary light
  • the air layer 13a having a refractive index different from that of the lower substrate 20 exists under the lower substrate 20, the light reaching the lower substrate 20 is an interface between the lower substrate 20 and the air layer 13a. To reflect. As a result, bright display by the first liquid crystal display panel 12 can be realized.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of the liquid crystal display unit 10 in information display.
  • the backlight 15 is turned on, and light from the backlight 15 is incident on the second liquid crystal display panel 14. Furthermore, while the second liquid crystal display panel 14 is driven, the entire display surface of the first liquid crystal display panel 12 is set to the transmission state (transparent state). That is, the entire area of the liquid crystal layer 22 of the first liquid crystal display panel 12 is set to the on state.
  • the major axis of the liquid crystal molecules is raised, so that the phase difference of the liquid crystal layer 32 is almost zero.
  • the backlight transmitted through the polarizing plate 42 transmits through the liquid crystal layer 32 with a substantially zero phase difference, and then the polarizing plate 44 disposed in the cross nicol state with respect to the polarizing plate 42 It is absorbed and becomes black display.
  • the black display of the second liquid crystal display panel 14 is viewed by the user via the first liquid crystal display panel 12 in the transmission state.
  • the major axes of the liquid crystal molecules are inclined from the vertical direction, and the retardation of the liquid crystal layer 32 in this case is set to be approximately ⁇ / 2. Therefore, in the ON state, the backlight transmitted through the polarizing plate 42 is transmitted through the liquid crystal layer 32 to be imparted with a phase difference, and then transmitted through the polarizing plate 44 to become white (color display).
  • the color display of the second liquid crystal display panel 14 is viewed by the user via the first liquid crystal display panel 12 in the transmission state.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining the detection operation of the inclination detection unit 59.
  • the direction in which the character strings are arranged is defined as an X axis
  • the direction orthogonal to the X axis is defined as a Y axis
  • the angle between the X axis and the vertical line (antigravity axis) is defined as ⁇
  • the angle between the Y axis and the vertical line is defined as ⁇ .
  • the inclination detecting unit 59 measures how much the X axis is inclined with respect to the vertical line (the angle ⁇ is several times) and how large the Y axis is inclined with respect to the vertical line (the angle ⁇ is several times) To detect “0 ° ⁇ ⁇ ⁇ 90 °” and “0 ° ⁇ ⁇ ⁇ 90 °”. That is, the angles ⁇ and ⁇ respectively correspond to the smaller angle with the vertical line.
  • FIG. 7 is a flowchart showing the operation of the electronic watch 50.
  • the electronic watch 50 is worn on the wrist of the user.
  • the control unit 51 monitors the detection result by the inclination detection unit 59 (step S101), and sets the electronic watch 50 to the sleep mode (power saving mode) when the angle ⁇ is “0 ° ⁇ ⁇ ⁇ 30 °”. (Step S100).
  • the condition of “0 ° ⁇ ⁇ ⁇ 30 °” is to detect that the user does not look at the display of the electronic watch 50.
  • FIG. 8A is a diagram for explaining a state in which the user does not look at the display of the electronic watch 50, and the user lowers the arm on which the electronic watch 50 is attached along a substantially vertical line.
  • the control unit 51 turns off all of the backlight 15, the first liquid crystal display panel (PD-LCD or PN-LCD) 12, and the second liquid crystal display panel (color LCD) 14. Thereby, in the sleep mode, the power consumption of the electronic watch 50 can be further reduced.
  • step S101 If it is determined in step S101 that the angle ⁇ is 30 ° or more, the control unit 51 sets the electronic watch 50 to the clock display mode (step S102).
  • the condition “ ⁇ ⁇ 30 °” is for detecting that the user is looking at the display of the electronic watch 50.
  • FIG. 8B is a view for explaining a state in which the user is looking at the display of the electronic watch 50, and the user points the arm on which the electronic watch 50 is attached substantially horizontally. In this case, for example, “ ⁇ ⁇ 80 °, ⁇ ⁇ 90”.
  • the control unit 51 turns the backlight 15 off, drives the first liquid crystal display panel (PD-LCD or PN-LCD) 12 to display, and turns the second liquid crystal display panel (color LCD) 14 off. Do. Thereby, the user can visually recognize the clock display as an example of the character display.
  • the watch display mode since the backlight 15 and the second liquid crystal display panel (color LCD) 14 are turned off, the power consumption of the electronic watch 50 can be suppressed.
  • the control unit 51 monitors the detection result by the touch panel 11 (step S103), and when the touch panel 11 detects a switching operation by the user, for example, a double touch operation on the touch panel 11, the control unit 51
  • the information display mode is set (step S104).
  • the control unit 51 turns on the backlight 15, turns on the entire display surface of the first liquid crystal display panel (PD-LCD or PN-LCD) 12 (transmission state), and the second liquid crystal display panel (Color LCD) 14 is driven to display.
  • the electronic watch 50 displays information having a larger amount of information than character display, and can perform color display.
  • control unit 51 monitors the detection result by the touch panel 11 (step S105), and when the touch panel 11 detects a double touch operation on the touch panel 11 by the user, the control unit 51 returns to step S101 and the inclination detection unit Monitor the detection result of 59.
  • FIG. 9 is a flowchart showing the operation of the electronic watch 50 according to the modification.
  • the control unit 51 determines whether or not there is an input operation by the user via the input unit 58 for a predetermined time (step S106). If it is determined in step S106 that the user has not performed an input operation for a predetermined time, the control unit 51 returns to step S101 and monitors the detection result of the inclination detection unit 59.
  • step S106 By adding step S106, even when the user forgets to turn off the information display mode after using the information display mode, the electronic wrist watch 50 can be transitioned to the sleep mode. As a result, it is possible to prevent the power consumption of the electronic watch 50 from being increased wastefully.
  • FIG. 10 is a block diagram of an electronic watch 50 according to a modification.
  • the electronic watch 50 includes a sensor 60 that detects whether the electronic watch 50 is attached to the user's wrist, and it is determined by the sensor that the electronic watch 50 is not attached to the user's wrist, The control unit 51 sets the electronic watch 50 in the sleep mode. Thereby, the power consumption of the electronic watch 50 can be further reduced.
  • the first liquid crystal display panel 12 with low power consumption and the second liquid crystal display panel 14 with high power consumption are stacked.
  • the first liquid crystal display panel 12 performs character display including clock display
  • the second liquid crystal display panel 14 performs information display having a larger amount of information than character display.
  • the second liquid crystal display panel 14 and the backlight 15 which consume a large amount of power are turned off.
  • the character display and the information display can be compatible, and the power consumption during the character display can be reduced.
  • the display time can be significantly extended.
  • an air layer 13 a is provided between the first liquid crystal display panel 12 and the second liquid crystal display panel 14 so as to be in contact with the lower side substrate 20 of the first liquid crystal display panel 12.
  • the electronic watch 50 When it is determined that the user does not look at the liquid crystal screen using the tilt detection unit 59, the electronic watch 50 is set to the sleep mode. In this sleep mode, the backlight 15, the first liquid crystal display panel (PD-LCD or PN-LCD) 12, and the second liquid crystal display panel (color LCD) 14 are all turned off. Thereby, the power consumption of the electronic watch 50 can be further reduced.
  • the backlight 15 the first liquid crystal display panel (PD-LCD or PN-LCD) 12
  • the second liquid crystal display panel (color LCD) 14 are all turned off. Thereby, the power consumption of the electronic watch 50 can be further reduced.
  • the electronic watch 50 is provided with the touch panel 11 which is easy for the user to operate.
  • the display mode is switched according to the touch operation detected by the touch panel 11. Thereby, even when the electronic watch 50 has a plurality of display modes, it is possible to easily switch the display mode.
  • the second embodiment is a configuration example using a semi-transmissive liquid crystal display panel as the second liquid crystal display panel 14.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view of the liquid crystal display unit 10 according to the second embodiment.
  • the pixel 34 of the second liquid crystal display panel 14 has a reflective area 34R and a transmissive area 34T.
  • the reflective area 34R corresponds to the area of the pixel 34 where the reflective film 45 is provided
  • the transmissive area 34T corresponds to the area of the pixel 34 where the reflective film 45 is not provided.
  • the reflective film 45 is formed on the TFT substrate 30 and has a function of reflecting external light incident from the display surface of the liquid crystal display unit 10.
  • aluminum (Al) is used as the reflective film 45.
  • the other configuration is the same as that of the first embodiment.
  • the reflected light by the reflection region 34R of the second liquid crystal display panel 14 can be used for display. Thereby, the outdoor visibility of the liquid crystal display unit 10 is improved, and the information display of the second liquid crystal display panel 14 can be displayed brighter.
  • the wristwatch has been exemplified as the electronic device, but the present invention is not limited to this, and a portable shape such as a portable telephone or a portable information terminal or a portable terminal attached to the body
  • the liquid crystal display unit 10 in which the first liquid crystal display panel 12 and the second liquid crystal display panel 14 are stacked may be applied to other electronic devices such as a display, a computer, and a camera as wearable devices to be .
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment, and constituent elements can be modified and embodied without departing from the scope of the invention.
  • the above embodiments include inventions of various stages, and appropriate combinations of a plurality of components disclosed in one embodiment or appropriate combinations of components disclosed in different embodiments.
  • Various inventions can be configured. For example, even if some components are removed from all the components disclosed in the embodiment, the problem to be solved by the invention can be solved and the effects of the invention can be obtained, these components can be deleted
  • the described embodiment can be extracted as the invention.

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Abstract

　液晶表示装置５０は、第１の液晶表示パネル１２と、第２の液晶表示パネル１４と、第１及び第２の液晶表示パネル１２、１４間に挟まれた透明部材１３とを含む。第１の液晶表示パネル１２は、対向配置された基板２０、２１と、基板２０、２１間に挟まれた高分子分散型または高分子ネットワーク型の液晶層２２とを備える。第２の液晶表示パネル１４は、対向配置された基板３０、３１と、基板３０、３１間に挟まれた液晶層３２と、基板３１に設けられたカラーフィルタ３８と、基板３０、３１にそれぞれ設けられた偏光板４２、４４とを備える。透明部材１３は、基板２０に接触し、基板２０の屈折率と異なる屈折率を有する。

Description

液晶表示装置
　本発明は、液晶表示装置に関する。
　従来、腕時計は時刻表示のようなキャラクタ表示が主な用途であるため、腕時計にはキャラクタ表示が可能でより低消費電力の液晶表示装置、例えば反射型又は半透過型の液晶表示装置などが用いられる。一方で、現在、小型の携帯情報端末としてスマートフォンが広く用いられている。このような携帯情報端末では、透過型カラー液晶表示装置や有機ＥＬ表示装置などが用いられる。
　ユーザが手首に装着して使用する腕時計は、搭載できる電池の容量が小さい。よって、携帯情報端末で扱う情報量の多い表示を腕時計で実現するために、腕時計に透過型カラー液晶表示装置や有機ＥＬ表示装置を用いると、消費電力が大きくなるため実用的ではない。
特開２００６－１０１５０５号公報 特開２０００－２１４２７７号公報 特開２００７－２３２８８２号公報
　本発明は、消費電力を低減しつつ、情報量の少ない表示と情報量の多い表示とを両立することが可能な液晶表示装置を提供する。
　本発明の一態様に係る液晶表示装置は、対向配置された第１及び第２の基板と、前記第１及び第２の基板間に挟まれた高分子分散型または高分子ネットワーク型の第１の液晶層とを備える第１の液晶表示パネルと、対向配置された第３及び第４の基板と、前記第３及び第４の基板間に挟まれた第２の液晶層と、前記第３の基板に設けられたカラーフィルタと、前記第３及び第４の基板にそれぞれ設けられた第１及び第２の偏光板とを備える第２の液晶表示パネルと、前記第２の基板に接するようにして前記第１及び第２の液晶表示パネル間に挟まれ、前記第２の基板の屈折率と異なる屈折率を有する透明部材とを具備することを特徴とする。
　本発明によれば、消費電力を低減しつつ、情報量の少ない表示と情報量の多い表示とを両立することが可能な液晶表示装置を提供することができる。
本実施形態に係る液晶表示部の断面図。 電子腕時計の概略図。 電子腕時計の概略図。 電子腕時計のブロック図。 キャラクタ表示における液晶表示部の動作を説明する図。 情報表示における液晶表示部の動作を説明する図。 傾き検知部の検知動作を説明する図。 電子腕時計の動作を示すフローチャート。 ユーザが電子腕時計を装着した様子を説明する図。 ユーザが電子腕時計を装着した様子を説明する図。 変形例に係る電子腕時計の動作を示すフローチャート。 変形例に係る電子腕時計のブロック図。 第２の実施形態に係る液晶表示部の断面図。
　以下、実施形態について図面を参照して説明する。ただし、図面は模式的または概念的なものであり、各図面の寸法および比率等は必ずしも現実のものと同一とは限らないことに留意すべきである。また、図面の相互間で同じ部分を表す場合においても、互いの寸法の関係や比率が異なって表される場合もある。特に、以下に示す幾つかの実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための装置および方法を例示したものであって、構成部品の形状、構造、配置等によって、本発明の技術思想が特定されるものではない。なお、以下の説明において、同一の機能及び構成を有する要素については同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。
　［第１の実施形態］
　［１．液晶表示部１０の構成］
　本実施形態の液晶表示部１０は、例えば電子腕時計に使用される液晶表示パネルである。図１は、本実施形態に係る液晶表示部１０の断面図である。液晶表示部１０は、第１の液晶表示パネル１２と第２の液晶表示パネル１４とを備え、第１の液晶表示パネル１２と第２の液晶表示パネル１４とが透明部材（例えば空気層）１３を介して積層される。
　第１の液晶表示パネル１２は、液晶表示パネル自体の光量の吸収が大幅に減少するため、明るい画面が得られ、パネル下部の可視性を有し、かつ少ない電力で駆動することができる。また、第１の液晶表示パネル１２は、情報量が少ない文字表示や図形表示（以下、キャラクタ表示という）を行うパターン表示型で、透明状態及び散乱状態の表示、すなわち白黒表示が可能である。キャラクタ表示には、情報量が少ない文字や図形の表示、及び時計表示（セグメント表示）などが含まれる。第１の液晶表示パネル１２は、例えば、高分子分散型液晶（ＰＤＬＣ：Polymer Dispersed Liquid Crystal）、又は高分子ネットワーク型液晶（ＰＮＬＣ：Polymer Network Liquid Crystal）から選択される液晶表示パネルから構成される。
　第２の液晶表示パネル１４は、情報量が多い文字表示や画像表示（以下、情報表示という）を行い、また、カラー表示が可能である。第２の液晶表示パネル１４は、カラーフィルタ付き液晶表示パネルから構成される。本実施形態の液晶表示部１０では、第１の液晶表示パネル１２がキャラクタ表示（時計表示及び待ち受け表示を含む）を行い、第２の液晶表示パネル１４がキャラクタ表示より情報量の多い情報表示を行う。
　まず、第１の液晶表示パネル１２の構造について説明する。第１の液晶表示パネル１２は、共通電極が形成される下側基板２０と、表示電極が形成されかつ下側基板２０に対向配置される上側基板２１と、下側基板２０及び上側基板２１間に挟持された液晶層２２とを備える。上側基板２１の液晶層２２と反対側の面が、液晶表示部１０の表示面に対応する。下側基板２０及び上側基板２１はそれぞれ、透明基板（例えば、ガラス基板）から構成される。
　下側基板２０上には、共通電極２３が設けられる。共通電極２３は、表示面全域にプレーン状に形成される。上側基板２１上には、複数の表示電極２４が設けられる。複数の表示電極２４は、第１の液晶表示パネル１２が表示可能なキャラクタに対応した形状に加工される。図１には、簡略化のため、３個の表示電極２４のみ図示しているが、実際には、キャラクタ表示を行うためのより多くの画素電極２４が設けられる。共通電極２３及び表示電極２４はそれぞれ、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）等の透明導電膜から構成される。上側基板２１の表示面側には、ＵＶ（紫外線）カットフィルム２７が設けられる。なお、共通電極２３と表示電極２４との配置は、逆であってもよい。
　液晶層２２は、下側基板２０及び上側基板２１間を貼り合わせるシール材２６によって封入される。液晶層２２は、上述のように、高分子分散型液晶（ＰＤＬＣ）、又は高分子ネットワーク型液晶（ＰＮＬＣ）により構成される。ＰＮＬＣは、高分子ネットワーク２５中に液晶材料が分散された構造を有しており、高分子ネットワーク２５中の液晶材料は、連続相を有している。ＰＤＬＣは、高分子によって液晶が分散、すなわち高分子内において液晶が相分離した構造を有している。高分子層（ポリマー層）としては光硬化樹脂を用いることができる。例えば、ＰＮＬＣは、光重合型の高分子前駆体（モノマー）に液晶材料を混合させた溶液に紫外線を照射し、モノマーを重合させてポリマーを形成し、そのポリマーのネットワーク中に液晶材料が分散される。液晶層２２の液晶材料としては、ポジ型（Ｐ型）のネマティック液晶が用いられる。すなわち、無電圧（無電界）時に液晶分子の長軸（ダイレクタ）がランダムに配向し、電圧印加（電界印加）時に液晶分子のダイレクタが基板面に対してほぼ垂直に配向する。
　次に、第２の液晶表示パネル１４の構造について説明する。第２の液晶表示パネル１４は、画素ごとにアクティブ素子を配置したアクティブマトリクス方式が用いられる。
　第２の液晶表示パネル１４は、アクティブ素子（スイッチング素子）としてのＴＦＴ（Thin Film Transistor）、及び画素電極等が形成されるＴＦＴ基板３０と、カラーフィルタ及び共通電極が形成されかつＴＦＴ基板３０に対向配置されるカラーフィルタ基板（ＣＦ基板）３１と、ＴＦＴ基板３０及びＣＦ基板３１間に挟持された液晶層３２とを備える。ＴＦＴ基板３０及びＣＦ基板３１はそれぞれ、透明基板（例えば、ガラス基板）から構成される。
　液晶層３２は、ＴＦＴ基板３０及びＣＦ基板３１間を貼り合わせるシール材３３によって封入された液晶材料により構成される。液晶材料は、ＴＦＴ基板３０及びＣＦ基板３１間に印加された電界に伴って液晶分子の配向が操作されて光学特性が変化する。本実施形態の第２の液晶表示パネル１４は、例えば垂直配向（ＶＡ：Vertical Alignment）型液晶を用いたＶＡモードが用いられる。すなわち、液晶層３２としてネガ型（Ｎ型）のネマティック液晶が用いられ、液晶分子は、無電圧（無電界）時には基板面に対してほぼ垂直に配向させる。ＶＡモードの液晶分子配列では、無電圧時に液晶分子の長軸（ダイレクタ）が垂直に配向し、電圧印加（電界印加）時に液晶分子の長軸が水平方向に向かって傾く。ＶＡモード以外の液晶モードでは、ホモジニアスモード、或いはＴＮ（Twisted Nematic）モードも用いることができる。なお、コントラストを向上させる観点からは、ＶＡモードの方が適する。
　ＴＦＴ基板３０には、画素３４ごとに、ＴＦＴ３５、及び画素電極３６が設けられる。また、ＴＦＴ基板３０には、ＴＦＴ３５、及び画素電極３６を覆うように配向膜３７が設けられる。なお、１つの表示画素（ピクセル）は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のカラーフィルタを有する３つのサブ画素により構成される。以下の説明では、表示画素とサブ画素との区別が特に必要な場合を除き、サブ画素を画素と呼ぶものとする。ＴＦＴ３５は、ＴＦＴ基板３０の液晶層３２側に形成され、画素３４のオン／オフを切り替えるスイッチング素子である。図１には、簡略化のため、３個の画素３４のみ図示しているが、実際には、情報表示を行うためのより多くの画素３４が設けられる。
　画素電極３６は、画素３４ごとに設けられ、これに対応する画素３４全域に形成される。画素電極３６は、液晶層３２に電圧を印加するためのものであり、ＴＦＴ３５の電流経路の一端に電気的に接続される。画素電極３６は、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）等の透明導電膜から構成される。配向膜３７は、液晶分子の配向を制御する。
　ＣＦ基板３１には、カラーフィルタ３８、共通電極３９、及び配向膜４０が設けられる。カラーフィルタ３８は、ＣＦ基板３１の液晶層３２側に設けられ、赤色フィルタＲ、緑色フィルタＧ、及び青色フィルタＢの３色のカラーフィルタ（着色部材）を備える。赤色フィルタＲ、緑色フィルタＧ、及び青色フィルタＢの各々は、画素電極３６に対向する位置に配置され、サブ画素を構成する。赤色フィルタＲ、緑色フィルタＧ、及び青色フィルタＢの間には、混色を防ぐための遮光膜（ブラックマトリクス）ＢＫが形成される。
　共通電極３９は、カラーフィルタ３８の液晶層３２側に設けられ、表示面全域にプレーン状に形成される。共通電極３９は、ＩＴＯ等の透明導電膜から構成される。配向膜４０は、配向膜３７と対をなし、液晶分子の配向を制御する。本実施形態では、配向膜３７及び４０は、画素電極３６と共通電極３９との間に電位差がほぼ無い状態、つまり、画素電極３６と共通電極３９との間に電界が印加されていない状態で、液晶分子を基板面に対してほぼ垂直に配向させる。
　ＴＦＴ基板３０のバックライト１５側には、位相差板４１、及び偏光板４２が設けられる。ＣＦ基板３１の表示面側には、位相差板４３、及び偏光板４４が設けられる。偏光板４２、４４は、ランダムな方向の振動面を有する光から、透過軸と平行な一方向の振動面を有する光、すなわち直線偏光の偏光状態を有する光を取り出すものである。偏光板４２、４４の各々は、面内において、互いに直交する吸収軸及び透過軸を有する。偏光板４２、４４は、互いの透過軸が直交するように配置される。
　位相差板４１、４３の各々は、屈折率異方性を有しており、面内において互いに直交する遅相軸及び進相軸を有する。位相差板４１、４３は、互いの遅相軸が直交するように配置される。位相差板４１、４３は、遅相軸と進相軸とをそれぞれ透過する所定波長の光の間に所定のリタデーション（λを透過する光の波長としたとき、λ／４の位相差）を与える機能を有している。すなわち、位相差板４１、４３は、λ／４板から構成される。位相差板４１、４３の遅相軸はそれぞれ、偏光板４２、４４の透過軸に対してほぼ４５°に設定される。
　第１の液晶表示パネル１２と第２の液晶表示パネル１４とは、透明部材１３を介して積層されている。透明部材１３は、第１の液晶表示パネル１２の下側基板２０と接触し、透明部材１３の屈折率は、下側基板２０の屈折率と異なるように設定される。透明部材１３は、上記の条件を満たす透明な材料であればよく、さらには気体又は液体でもよい。本実施形態では、透明部材１３は、例えば空気層から構成される。透明部材１３の一例である空気層を、空気層１３ａと表記する。透明部材１３として空気層１３ａを用いることは、コストの面から好ましい。空気層１３ａは、シール材１８によって第１の液晶表示パネル１２及び第２の液晶表示パネル１４間に封入される。第１の液晶表示パネル１２と第２の液晶表示パネル１４との間に空気層１３aを設けることで、第１の液晶表示パネル１２に表示面側から入射した光は、下側基板２０と空気層１３ａとの界面で反射する。この結果、第１の液晶表示パネル１２による明るい表示が実現できる。
　液晶表示部１０の表示面と反対面には、バックライト（光源）１５が対向配置されている。このバックライト１５は、例えばＥＬ（Electroluminescence）バックライトが用いられる。
　第１の液晶表示パネル１２の表示面側には、タッチパネル１１が設けられている。タッチパネル１１は、透明基板（例えば、ガラス基板）１６と、タッチセンサ１７とを備える。タッチパネル１１は、ユーザが当該パネルを押下したことを検知し、さらに、押下された位置、つまりタッチ位置の座標を特定する。タッチパネル１１としては、抵抗膜方式、静電容量方式、電磁誘導方式、超音波表面弾性方式、及び赤外線走査方式などのいずれを用いてもよい。
　［２．液晶表示装置（電子腕時計）５０の構成］
　次に、図１に示した液晶表示部１０を備えた液晶表示装置５０の構成について説明する。以下では、本実施形態の液晶表示装置５０として、電子腕時計を例に挙げて説明する。図２Ａ及び図２Ｂは、電子腕時計５０の概略図である。図２Ａは、第１の液晶表示パネル１２によるキャラクタ表示の一例を示している。図２Ｂは、第２の液晶表示パネル１４による情報表示の一例を示している。
　図３は、電子腕時計５０のブロック図である。電子腕時計５０は、制御部５１、電源部５２、記憶部５３、通信部５４、計時回路部５５、発振回路５６、表示駆動部５７、液晶表示部１０、入力部５８、及び傾き検知部５９を備える。
　電源部５２は、電子腕時計５０内の各モジュールに電源線を介して各種電源を供給する。電源部５２は、例えばボタン電池（一次電池）を備える。
　記憶部５３は、例えば、データ読み出し用のＲＯＭ（Read Only Memory）、及びデータ読み出し及び書き込み可能なＲＡＭ（Random Access Memory）を備える。記憶部５３は、電子腕時計５０の種々の機能を実現させるためのシステムプログラム、及びアプリケーションプログラムなどを記憶するプログラム領域と、画像データなどの各種データを記憶するデータ領域とを含む。
　通信部５４は、インターネットを含むネットワークを介して他の装置との間で行う通信（無線通信）を制御する。また、通信部５４は、他の装置との間で行うBluetooth（登録商標）などの短距離無線通信を制御する機能を有していてもよい。
　発振回路５６は、常時、一定周波数のクロック信号を出力する。計時回路部５５は、発振回路５６から入力される信号を計数して、現在時刻データ等を取得する。計時回路部５５は、取得した現在時刻データ、及び日付データを制御部５１に出力する。
　表示駆動部５７は、制御部５１からの制御信号及びデータ等に基づいて、液晶表示部１０を駆動し、この液晶表示部１０に各種キャラクタ及び各種情報を表示させる。また、表示駆動部５７は、液晶表示部１０に含まれる第１の液晶表示パネル（ＰＤ－ＬＣＤ、又はＰＮ－ＬＣＤ）１２及び第２の液晶表示パネル（カラーＬＣＤ）１４を個別に駆動する。
　入力部５８は、電子腕時計５０の各種機能の実行を指示するための複数の押しボタン、及び図１で示したタッチセンサ１７を含む。ユーザにより入力部５８が操作されると、これに基づいて、時刻セットやモード選択などが実行される。
　傾き検知部５９は、電子腕時計５０の表示面の傾きを検出する。具体的には、傾き検知部５９は、電子腕時計５０の表示面と鉛直線（重力方向）との角度を検出する。傾き検知部５９は、例えば、３軸加速度センサから構成される。
　制御部５１は、電子腕時計５０の全体動作を制御する。制御部５１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）から構成される。制御部５１は、例えば、所定のタイミング或いは入力部５８から入力された操作信号等に応じて、ＲＯＭに格納されている各種プログラムを読み出してＲＡＭの作業領域に展開し、当該プログラムに従って電子腕時計５０を構成する各モジュールへの指示（制御）やデータの転送等を実行する。
　また、図示は省略するが、電子腕時計５０は、カメラ機能（撮像部）などを備えていてもよい。
　［３．液晶表示部１０の動作］
　次に、第１の液晶表示パネル１２及び第２の液晶表示パネル１４を備えた液晶表示部１０の動作について説明する。前述したように、液晶表示部１０の動作は、表示駆動部５７及び制御部５１により制御される。まず、キャラクタ表示の動作について説明する。図４は、キャラクタ表示における液晶表示部１０の動作を説明する図である。
　キャラクタ表示では、第１の液晶表示パネル１２が表示動作を行い、第２の液晶表示パネル１４はオフ状態（バックライト１５もオフ）になる。第２の液晶表示パネル１４は、ノーマリブラック方式であり、オフ状態では黒表示である。
　第１の液晶表示パネル１２の液晶層２２は、高分子ネットワーク内に液晶が分散しており、電圧オフ（無電界）時、液晶分子の配列はランダムになっている。液晶分子の異常光の屈折率ｎｅ、正常光の屈折率ｎｏとすると、“ｎｅ＞ｎｏ”である。高分子ネットワークの屈折率ｎとすると、“ｎ＝ｎｏ”に設定される。オフ状態の領域では、表示面側から第１の液晶表示パネル１２に光が入射すると、液晶分子の配列がランダムであるため、光は散乱して白表示となる。この時、下側基板２０の下には、下側基板２０と屈折率の異なる空気層１３ａが存在するため、下側基板２０まで到達した光は、下側基板２０と空気層１３ａとの界面で反射する。この結果、第１の液晶表示パネル１２による明るい表示が実現できる。
　一方、液晶層２２に電圧（電界）を印加すると（オン状態）、液晶分子の長軸（ダイレクタ）が電界方向に配列し、液晶層２２の屈折率が一様な値ｎになる。このオン状態の領域では、表示面側から第１の液晶表示パネル１２に入射した光は、液晶層２２を透過して直進する。この場合、液晶層２２を透過した光は、第２の液晶表示パネル１４の偏光板４４まで到達するが、そこで反射しないので黒表示となる。
　従って、複数の表示電極２４の電圧を個別に制御することで、オフ状態の領域とオン状態の領域とを制御できる。表示電極２４がオフ状態の領域では白表示、表示電極２４がオン状態の領域では黒表示となる。これにより、任意のキャラクタ表示（本実施形態では、時計表示、及び待ち受け表示など）を実現できる。
　次に、情報表示の動作について説明する。図５は、情報表示における液晶表示部１０の動作を説明する図である。
　情報表示では、バックライト１５がオンされ、バックライト１５からの光が第２の液晶表示パネル１４に入射する。さらに、第２の液晶表示パネル１４が駆動されるとともに、第１の液晶表示パネル１２は表示面全域が透過状態（透明状態）に設定される。すなわち、第１の液晶表示パネル１２の液晶層２２は全域がオン状態に設定される。
　第２の液晶表示パネル１４のオフ状態の画素では、液晶分子の長軸が立上っているので、液晶層３２の位相差がほぼゼロである。よって、オフ状態では、偏光板４２を透過したバックライト光は、位相差がほぼゼロの状態の液晶層３２を透過した後、偏光板４２に対してクロスニコル状態で配置された偏光板４４に吸収されて黒表示となる。第２の液晶表示パネル１４の黒表示は、透過状態の第１の液晶表示パネル１２を介して、ユーザに視認される。
　一方、第２の液晶表示パネル１４のオン状態の画素では、液晶分子の長軸が垂直方向から傾き、この場合の液晶層３２の位相差がほぼλ／２となるように設定される。よって、オン状態では、偏光板４２を透過したバックライト光は、液晶層３２を透過して位相差が付与された後、偏光板４４を透過して白表示（カラー表示）となる。第２の液晶表示パネル１４のカラー表示は、透過状態の第１の液晶表示パネル１２介して、ユーザに視認される。
　［４．電子腕時計５０の動作］
　次に、電子腕時計５０の動作について説明する。まず、傾き検知部５９の動作について説明する。図６は、傾き検知部５９の検知動作を説明する図である。
　電子腕時計５０の表示面において、文字列が並ぶ方向をＸ軸、Ｘ軸に直交する方向をＹ軸と定義する。また、Ｘ軸と鉛直線（反重力軸）との角度をφ、Ｙ軸と鉛直線との角度をθと定義する。傾き検知部５９は、鉛直線に対してＸ軸がどれだけ傾いているか（角度φが何度か）、及び鉛直線に対してＹ軸がどれだけ傾いているか（角度θが何度か）を検出する。“０°≦φ≦９０°”、“０°≦θ≦９０°”とする。すなわち、角度φ、θはそれぞれ、鉛直線との角度が小さい方に対応する。
　図７は、電子腕時計５０の動作を示すフローチャートである。電子腕時計５０は、ユーザの手首に装着されているものとする。制御部５１は、傾き検知部５９による検知結果を監視し（ステップＳ１０１）、角度φが“０°≦φ＜３０°”である場合、電子腕時計５０をスリープモード（省電力モード）に設定する（ステップＳ１００）。“０°≦φ＜３０°”の条件は、ユーザが電子腕時計５０の表示を見ていないことを検知するためのものである。図８Ａは、ユーザが電子腕時計５０の表示を見ていない状態を説明する図であり、ユーザは、電子腕時計５０が装着された腕をほぼ鉛直線に沿って下げている。この場合、例えば、“θ≒９０°、φ≒０”である。“≒”は、近似を意味する。スリープモードでは、制御部５１は、バックライト１５、第１の液晶表示パネル（ＰＤ－ＬＣＤ、又はＰＮ－ＬＣＤ）１２、及び第２の液晶表示パネル（カラーＬＣＤ）１４の全てをオフする。これにより、スリープモードでは、電子腕時計５０の消費電力をより低減できる。
　ステップＳ１０１において角度φが３０°以上であると判定されると、制御部５１は、電子腕時計５０を時計表示モードに設定する（ステップＳ１０２）。“φ≧３０°”の条件は、ユーザが電子腕時計５０の表示を見ていることを検知するためのものである。スリープモードと時計表示モードとの切り替えを判断するための角度φ＝３０°は一例であり、電子腕時計５０の仕様に応じて最適な角度に設計可能である。図８Ｂは、ユーザが電子腕時計５０の表示を見ている状態を説明する図であり、ユーザは、電子腕時計５０が装着された腕をほぼ水平方向に向けている。この場合、例えば、“θ≒８０°、φ≒９０”である。時計表示モードでは、制御部５１は、バックライト１５をオフ、第１の液晶表示パネル（ＰＤ－ＬＣＤ、又はＰＮ－ＬＣＤ）１２を表示駆動、第２の液晶表示パネル（カラーＬＣＤ）１４をオフする。これにより、ユーザは、キャラクタ表示の一例として時計表示を視認することができる。時計表示モードでは、バックライト１５及び第２の液晶表示パネル（カラーＬＣＤ）１４がオフされるため、電子腕時計５０の消費電力を抑制することができる。
　続いて、制御部５１は、タッチパネル１１による検出結果を監視し（ステップＳ１０３）、ユーザにより切替操作、例えばタッチパネル１１へのダブルタッチ操作をタッチパネル１１が検出すると、制御部５１は、電子腕時計５０を情報表示モードに設定する（ステップＳ１０４）。情報表示モードでは、制御部５１は、バックライト１５をオン、第１の液晶表示パネル（ＰＤ－ＬＣＤ、又はＰＮ－ＬＣＤ）１２の表示面全域をオン（透過状態）、第２の液晶表示パネル（カラーＬＣＤ）１４を表示駆動する。情報表示モードでは、電子腕時計５０は、キャラクタ表示より情報量が多い情報を表示し、またカラー表示が可能である。
　続いて、制御部５１は、タッチパネル１１による検出結果を監視し（ステップＳ１０５）、ユーザによるタッチパネル１１へのダブルタッチ操作をタッチパネル１１が検出すると、制御部５１は、ステップＳ１０１に戻り、傾き検知部５９による検知結果を監視する。
　図９は、変形例に係る電子腕時計５０の動作を示すフローチャートである。ステップＳ１０５に続いて、制御部５１は、所定時間の間、入力部５８を介してユーザによる入力操作があるか否かを判定する（ステップＳ１０６）。ステップＳ１０６において所定時間の間、ユーザによる入力操作がないと判定された場合、制御部５１は、ステップＳ１０１に戻り、傾き検知部５９による検知結果を監視する。ステップＳ１０６を追加することにより、ユーザが情報表示モードを使用した後に情報表示モードをオフするのを忘れた場合でも、電子腕時計５０をスリープモードに遷移させることができる。これにより、電子腕時計５０の消費電力が無駄に増えるのを防ぐことができる。
　また、電子腕時計５０がユーザの手首に装着されていない場合、電子腕時計５０は、スリープモードに設定される。図１０は、変形例に係る電子腕時計５０のブロック図である。例えば、電子腕時計５０は、電子腕時計５０がユーザの手首に装着されているか否かを検知するセンサ６０を備え、このセンサにより電子腕時計５０がユーザの手首に装着されていないと判定された場合、制御部５１は、電子腕時計５０をスリープモードに設定する。これにより、電子腕時計５０の消費電力をより低減できる。
　［効果］
　以上詳述したように第１の実施形態では、電子腕時計（液晶表示装置）５０は、消費電力の小さい第１の液晶表示パネル１２と消費電力の大きい第２の液晶表示パネル１４とが積層された液晶表示部１０を備え、第１の液晶表示パネル１２は、時計表示を含むキャラクタ表示を行い、第２の液晶表示パネル１４は、キャラクタ表示より情報量が多い情報表示を行うようにしている。さらに、キャラクタ表示中は、消費電力の大きい第２の液晶表示パネル１４及びバックライト１５をオフするようにしている。
　従って第１の実施形態によれば、キャラクタ表示と情報表示とを両立できるとともに、キャラクタ表示中の消費電力を低減することができる。これにより、一次電池など電源の容量に制限がある場合でも、表示時間を大幅に長くすることが可能となる。
　また、第１の液晶表示パネル１２及び第２の液晶表示パネル１４間に、第１の液晶表示パネル１２の下側基板２０と接触するように空気層１３ａを設けている。これにより、下側基板２０と空気層１３ａとの界面で反射する反射光を表示に利用できるため、より明るい表示が実現できる。
　また、傾き検知部５９を用いてユーザが液晶画面を見ていないと判定した場合、電子腕時計５０はスリープモードに設定される。このスリープモードでは、バックライト１５、第１の液晶表示パネル（ＰＤ－ＬＣＤ、又はＰＮ－ＬＣＤ）１２、及び第２の液晶表示パネル（カラーＬＣＤ）１４の全てがオフされる。これにより、電子腕時計５０の消費電力をより低減することができる。
　また、電子腕時計５０は、ユーザの操作が容易なタッチパネル１１を備えている。そして、タッチパネル１１により検知されたタッチ操作に応じて、表示モードを切り替えるようにしている。これにより、電子腕時計５０が複数の表示モードを有する場合でも、表示モードの切り替えを簡単に行うことが可能である。
　［第２の実施形態］
　第２の実施形態は、第２の液晶表示パネル１４として、半透過型液晶表示パネルを使用した構成例である。図１１は、第２の実施形態に係る液晶表示部１０の断面図である。
　第２の液晶表示パネル１４の画素３４は、反射領域３４Ｒ及び透過領域３４Ｔを有する。反射領域３４Ｒは、画素３４のうち反射膜４５が設けられた領域に対応し、透過領域３４Ｔは、画素３４のうち反射膜４５が設けられていない領域に対応する。
　反射膜４５は、ＴＦＴ基板３０に形成され、液晶表示部１０の表示面から入射する外光を反射する機能を有する。反射膜４５としては、例えばアルミニウム（Ａｌ）が用いられる。その他の構成は、第１の実施形態と同じである。
　このように構成された液晶表示部１０では、明るい屋外で液晶表示部１０の表示を見た場合に、第２の液晶表示パネル１４の反射領域３４Ｒによる反射光を表示に利用できる。これにより、液晶表示部１０の屋外視認性が向上し、また、第２の液晶表示パネル１４の情報表示をより明るく表示できる。
　なお、上記第１及び第２の実施形態では、電子機器として腕時計を例示したが、これに限られるものではなく、携帯電話機や携帯情報端末などの小型携帯可能な形状、さらに身体に付けて携帯されるウェアラブルデバイスとしてのディスプレイ、コンピュータ、及びカメラなどの他の電子機器に、第１の液晶表示パネル１２と第２の液晶表示パネル１４とが積層された液晶表示部１０を適用してもよい。
　本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で、構成要素を変形して具体化することが可能である。さらに、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、１つの実施形態に開示される複数の構成要素の適宜な組み合わせ、若しくは異なる実施形態に開示される構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を構成することができる。例えば、実施形態に開示される全構成要素から幾つかの構成要素が削除されても、発明が解決しようとする課題が解決でき、発明の効果が得られる場合には、これらの構成要素が削除された実施形態が発明として抽出されうる。
　１０…液晶表示部、１１…タッチパネル、１２…第１の液晶表示パネル、１３…透明部材、１４…第２の液晶表示パネル、１５…バックライト、１６…透明基板、１７…タッチセンサ、１８，２６，３３…シール材、２０…下側基板、２１…上側基板、２２…液晶層、２３…共通電極、２４…表示電極、２５…高分子ネットワーク、２７…ＵＶカットフィルム、３０…ＴＦＴ基板、３１…ＣＦ基板、３２…液晶層、３４…画素、３５…ＴＦＴ、３６…画素電極、３７，４０…配向膜、３８…カラーフィルタ、３９…共通電極、４１，４３…位相差板、４２，４４…偏光板、４５…反射膜、５０…液晶表示装置、５１…制御部、５２…電源部、５３…記憶部、５４…通信部、５５…計時回路部、５６…発振回路、５７…表示駆動部、５８…入力部、５９…傾き検知部、６０…センサ。

Claims (7)

  1. 　対向配置された第１及び第２の基板と、前記第１及び第２の基板間に挟まれた高分子分散型または高分子ネットワーク型の第１の液晶層とを備える第１の液晶表示パネルと、
    　対向配置された第３及び第４の基板と、前記第３及び第４の基板間に挟まれた第２の液晶層と、前記第３の基板に設けられたカラーフィルタと、前記第３及び第４の基板にそれぞれ設けられた第１及び第２の偏光板とを備える第２の液晶表示パネルと、
    　前記第２の基板に接するようにして前記第１及び第２の液晶表示パネル間に挟まれ、前記第２の基板の屈折率と異なる屈折率を有する透明部材と、
    　を具備することを特徴とする液晶表示装置。
  2. 　前記透明部材は、空気層であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
  3. 　前記第２の液晶表示パネルは、ノーマリブラック方式、かつ垂直配向（ＶＡ）モードであることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
  4. 　前記第２の液晶表示パネルは、複数の画素を有し、
    　前記複数の画素の各々は、反射領域と透過領域とを有することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
  5. 　前記第１の液晶表示パネルは、キャラクタ表示を行い、
    　前記第２の液晶表示パネルは、前記キャラクタ表示より情報量が多い情報表示を行い、
    　前記キャラクタ表示において、前記第１の液晶表示パネルが駆動され、かつ前記第２の液晶表示パネルがオフされ、
    　前記情報表示において、前記第１の液晶表示パネルが透過状態に設定され、かつ前記第２の液晶表示パネルが駆動されることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
  6. 　前記第１の液晶表示パネルの上方に設けられたタッチパネルと、
    　前記タッチパネルが検知するタッチ操作に応じて、前記キャラクタ表示と前記情報表示とを切り替える制御部と、
    　をさらに具備することを特徴とする請求項５に記載の液晶表示装置。
  7. 　表示面の傾きを検出する検出部と、
    　前記検出部の検出結果に応じて、前記第１及び第２の液晶表示パネルのオン／オフを制御する制御部と、
    　をさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
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