專利名稱：液晶顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液晶顯示裝置，特別是涉及將兩塊液晶板相互背對配置，可以看到各個液晶板的兩面顯示的液晶顯示裝置。
背景技術(shù)：
液晶顯示裝置，作為消耗電力小的薄和輕的顯示裝置，在各個領(lǐng)域里都急速發(fā)展。特別是近年來發(fā)展顯著的移動電話中，全部都采用液晶顯示裝置。
在移動電話中采用的液晶顯示裝置，由于特別重視消耗電力低，延長電池壽命，因此大多采用反射型的液晶顯示裝置。但是，它們幾乎都是裝有背燈的半透過型的液晶顯示裝置。由于液晶顯示裝置不是自發(fā)光型的顯示裝置，在得不到充分的外來光的暗的環(huán)境下，難以看見顯示，因此要利用背燈照射來提高辯認(rèn)性。
另外，隨著電子郵件等信息通訊的發(fā)展，液晶顯示畫面增大，移動電話尺寸也增大。因此開發(fā)了具有保護(hù)液晶畫面的優(yōu)點(diǎn)和提高便攜性優(yōu)點(diǎn)的折疊式移動電話。
在這種折疊式移動電話中，由于通常是折疊的，每當(dāng)要確認(rèn)現(xiàn)在時刻或得到接收信息顯示等信息，都必需打開電話確認(rèn)。為了消除這種不方便，在最近的移動電話中，在第一個液晶板以外，即使在折疊狀態(tài)下，也可以辨認(rèn)的位置上，配置第二個液晶板，在該板上可以經(jīng)常顯示各種信息。
在這種情況下，由于在打開移動電話狀態(tài)下使用的第一個液晶板，和在折疊狀態(tài)下使用的第二個液晶板，需要在暗的環(huán)境下也可使用，因此還要使用具有背燈的半透過型的液晶板。
圖13表示目前所用的這種移動電話的結(jié)構(gòu)例子。這種移動電話1000的本體部1100和顯示部1200，利用鉸鏈部1300可開閉地轉(zhuǎn)動結(jié)合，在本體部1100的上面具有鍵盤1109，在顯示部1200上，第一個液晶顯示裝置1101和第二個液晶顯示裝置1102背對配置，構(gòu)成兩面顯示的顯示部。
第一個液晶顯示裝置1101由第一液晶板1103和第一個背燈1104構(gòu)成；第二個液晶顯示裝置1102由第二液晶板1105和第二個背燈1106構(gòu)成。另外，在顯示部1200的框體的內(nèi)側(cè)(圖中的右側(cè))的表面和外側(cè)(圖中的左側(cè))的表面上設(shè)有第一個擋風(fēng)窗1107和第二個擋風(fēng)窗1108，從而可以分別看見液晶板1103，1105。
現(xiàn)在來說明圖13所示的移動電話1000的顯示功能。當(dāng)使用者使用該移動電話1000時，按箭頭所示方向，轉(zhuǎn)動在本體部1100上折疊的顯示部1200，將電話打開。在這種情況下，第一個液晶顯示裝置1101的液晶板1103顯示，第一個背燈1104點(diǎn)亮。這時，第二個液晶顯示裝置1102的液晶板1105也顯示，但第二個背燈1106熄滅。這樣，使用者可以看清第一個液晶顯示裝置1101的顯示，同時，可以操作本體部1100的鍵盤1109。
其次，在使用者折疊移動電話1000攜帶的情況下，在將顯示部1200與箭頭所示相反的方向轉(zhuǎn)動，與本體部1100重合折疊的同時，第一個液晶顯示裝置1101的液晶板1103的顯示停止，第一個背燈1104熄滅。另一方面，顯示第二個液晶顯示裝置1102的液晶板1105的第二個背燈1106點(diǎn)亮。另外，第二個背燈1106在數(shù)十秒后熄滅。第二個背燈1106接收信息等時點(diǎn)亮，使用者按鍵等情況下也點(diǎn)亮。
然而，在這種現(xiàn)有的移動電話中，由于使用兩個顯示裝置，消耗電力多。另外，各個液晶顯示裝置能夠利用的背燈的光源，僅為透過各個液晶顯示裝置的偏光板的偏光成分，利用效率最大為50％。由于將這種背燈裝備在各液晶顯示裝置上，各個背燈的50％的光被各個液晶顯示裝置的偏光板吸收造成浪費(fèi)。即為了滿足所希望的亮度，使用的電力必需為使用一個液晶顯示裝置情況的兩倍。
另外，兩個液晶顯示裝置背靠背配置，顯示部的厚度增大，攜帶性差。例如，在圖13所示的移動電話1000的情況下，第一個液晶顯示裝置1101的液晶板1103的厚度為1.5mm，第一個背燈1104的厚度為1mm，總厚度為2.5mm。由于第二個液晶顯示裝置1102的結(jié)構(gòu)與第一個液晶顯示裝置1101相同，厚度大致相同，因此將兩個液晶顯示裝置背靠背重合，厚度可達(dá)5mm左右。再加上支承框等的厚度，使移動電話非常的厚。
這樣，在現(xiàn)有的可兩面顯示的液晶顯示裝置中，存在著背光源的光浪費(fèi)50％以上，消耗電力增大一倍的問題，以及裝備它的電子機(jī)器的顯示部厚度厚，攜帶性差的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決這些問題而提出的，其目的是要減薄可以兩面顯示的液晶顯示裝置的厚度，提高裝備它的電子機(jī)器的攜帶性，同時提高背燈的光的利用效率，降低電力消耗。
本發(fā)明的一種液晶顯示裝置，它將分別用兩塊透明基板夾住液晶層的液晶單元為主體的第一和第二液晶板相互背對地配置，可以分別辨認(rèn)該第一和第二液晶板。
即，在上述第一液晶板和第二液晶板之間配置導(dǎo)光板，在與該導(dǎo)光板的至少一個端面上鄰接配置光源，在上述第一液晶板和導(dǎo)光板之間配置偏光分離器。
從上述導(dǎo)光板射出的光由上述偏光分離器分離成兩種偏光，一種偏光向上述第一液晶板射出，另一種偏光通過上述導(dǎo)光板向上述第二液晶板射出。
另外，上述第一液晶板和上述第二液晶板在將偏光板分別配置在上述液晶單元的兩側(cè)的情況下，上述偏光分離器具有使振動方向互相垂直的一種直線偏光成分透過的透過偏光軸，和將另一種直線偏光成分反射的反射偏光軸；使上述透過偏光軸大致與面向上述第一液晶板的偏光分離器一側(cè)的偏光板的透過偏光軸一致，而使上述反射偏光軸大致與面向上述第二液晶板的導(dǎo)光板一側(cè)的偏光板的透過偏光軸一致。
另外，在上述第二液晶板和上述導(dǎo)光板之間配置沒有偏光性的半透過反射板；上述偏光分離器將從上述導(dǎo)光板射出的光分離成兩個偏光，一個偏光向著上述第一液晶板射出，另一個偏光通過上述導(dǎo)光板和上述半透過反射板向著上述第二液晶板射出。
在這種情況下，上述偏光分離器的反射偏光軸，大致與面向第二液晶板的上述半透過反射板一側(cè)的偏光板的透過偏光軸一致。
在這些液晶顯示裝置中，由多個發(fā)光元件構(gòu)成上述光源，當(dāng)利用上述第一液晶板顯示時和用上述第二液晶板顯示時，可使發(fā)光的發(fā)光元件數(shù)目不相同。在這種情況下，上述第二液晶板的顯示面積比上述第一液晶板的顯示面積小較好。
另外，在利用上述第一液晶板顯示的情況下，使上述多個發(fā)光元件全部發(fā)光；在利用上述第二液晶板顯示的情況下，只使上述多個發(fā)光元件中，足夠照射該第二液晶板的顯示面積的個數(shù)發(fā)光即可。
在上述第一液晶板和導(dǎo)光板之間配置第一偏光分離器，在上述第二液晶板和導(dǎo)光板之間配置第二偏光分離器，從上述導(dǎo)光板射出的光由上述第一、第二偏光分離器分離成兩種偏光，一種偏光向上述第一液晶板射出，另一種偏光向上述第二液晶板射出。并且，由多個發(fā)光元件構(gòu)成上述光源，當(dāng)利用上述第一液晶板顯示時和用上述第二液晶板顯示時，發(fā)光的發(fā)光元件數(shù)目不相同也可。
在這種情況下，第一個偏光分離器和第二個偏光分離器的透過偏光軸垂直，第一個偏光分離器的透過偏光軸大致與面向第一液晶板的該第一個偏光分離器一側(cè)的偏光板的透過偏光軸一致，第二個偏光分離器的透過偏光軸，大致與面向第二液晶板的該第二個偏光分離器一側(cè)的偏光板的透過偏光軸一致較好。
上述第二液晶板的顯示面積比第一液晶板的顯示面積小，在利用上述第一液晶板顯示的情況下，使多個發(fā)光元件全部發(fā)光；在利用第二液晶板顯示的情況下，只使上述多個發(fā)光元件中，足夠照射該第二液晶板的顯示面積的個數(shù)發(fā)光即可。


圖1為表示本發(fā)明的液晶顯示裝置的第一個實(shí)施方式的示意性截面圖；圖2為放大表示圖1的光源和導(dǎo)光板的一部分的立體圖；圖3為表示圖1的第2，第3個偏光板和偏光分離器的各偏光軸的配置關(guān)系的說明圖；圖4為用于說明圖1所示的液晶顯示裝置的顯示功能的示意性截面的說明圖；圖5為表示本發(fā)明的液晶顯示裝置的第二個實(shí)施方式的示意性截面圖；圖6為用于說明圖5所示的液晶顯示裝置的顯示功能的示意性截面的說明圖；圖7為表示本發(fā)明的液晶顯示裝置的第三個實(shí)施方式中使用的導(dǎo)光板和光源的側(cè)視圖；圖8為用于說明本發(fā)明的液晶顯示裝置的第三個實(shí)施方式的顯示功能的示意性截面的說明圖；圖9為表示省略了偏光分離器或其與半透過反射板的本發(fā)明的液晶顯示裝置的第4個實(shí)施方式的概略情況的立體圖；圖10為用于說明本發(fā)明的液晶顯示裝置的第5個實(shí)施方式的液晶顯示裝置的顯示功能的、與圖8相同的說明圖；圖11為表示省略了兩個偏光分離器的同一個結(jié)構(gòu)的概略情況的立體圖；圖12為表示圖10的第2、第3個偏光板和第1、第2個偏光分離器的各個偏光軸的配置關(guān)系的說明圖；圖13為表示具有現(xiàn)有的兩面顯示的液晶顯示裝置的移動電話的結(jié)構(gòu)例子的示意性截面圖。
具體實(shí)施例方式
以下，利用附圖具體地說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。
(第一個實(shí)施方式圖1～圖4)圖1為表示本發(fā)明的液晶顯示裝置的第一個實(shí)施方式的示意性截面圖。圖1所示的液晶顯示裝置由按照圖上從上面依次配置的第一個液晶板101，偏光分離器110，導(dǎo)光板112和第二液晶板102構(gòu)成。因此，在這個實(shí)施方式中，只在第一液晶板101和導(dǎo)光板112之間設(shè)置偏光分離器110；在第二液晶板102和導(dǎo)光板112之間什么也不設(shè)置。
第一液晶板101由用兩塊玻璃基片夾住液晶層構(gòu)成的第一液晶單元107、配置在辨認(rèn)側(cè)A上的第一個偏光板103、和配置在其相反側(cè)的第二偏光板105構(gòu)成。另外，圖中沒有示出，第一液晶單元107具有透過入射光的一部分，將剩余部分反射的半透過層，構(gòu)成半透過型液晶單元。
另外，第二液晶板102由用兩塊玻璃基片夾住液晶層構(gòu)成的第二液晶單元108、配置在導(dǎo)光板112上的第三個偏光板104、和配置在辨認(rèn)側(cè)B上的第4塊偏光板106構(gòu)成。另外，配置光源114，與導(dǎo)光板112的一個端面112c鄰接。
其次，說明各部分的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。第1～第4塊偏光板使用吸收型偏光板。吸收型偏光板為將碘或二色性色素在延伸的薄膜上染色制成的普通的偏光板，它具有互相垂直的透過偏光軸和吸收軸，可使在透過偏光軸方向振動的光透過，吸收在吸收軸方向振動的光。
在第一個液晶板101中，第一個偏光板103和第二個偏光板105調(diào)整透過偏光軸的方向，與液晶單元107粘接，可在不將電壓施加到第一個液晶單元107上時顯示白色。即設(shè)定為正常白的模式。另外，在第一液晶板101中成為在第一個液晶單元107內(nèi)具有半透過層的半透過型液晶板。
同樣，第二個液晶板102中，使第三個偏光板104和第四個偏光板106與第二個液晶單元108粘接，調(diào)整透過偏光軸，使得不將電壓施加在第二個液晶單元108上時顯示白色。即，設(shè)定為正常白的模式。
其次，說明配置在第一個液晶板101和第二個液晶板102之間的偏光分離器110。偏光分離器110具有將入射光分離成兩個偏光成分的功能。例如有利用膽甾型液晶等將圓偏光成分分離成右圓偏光成分和左圓偏光成分，再用λ/4板，變換為直線偏光成分的方式；和將折射率不同的薄膜層疊，將直線偏光成分分離成垂直的兩個直線偏光成分的方式。在這個實(shí)施方式中，使用后者。偏光分離器110具有透過入射光的振動方向互相垂直的一直線偏光成分的透過偏光軸；和反射另一直線偏光成分的反射偏光軸。
現(xiàn)在來詳細(xì)說明對實(shí)施本發(fā)明很重要的第二個偏光板105和偏光分離器110以及第三個偏光板104的光學(xué)配置。
圖3表示各個偏光板和偏光分離器的各個偏光軸配置關(guān)系。在圖3中，箭頭分別表示偏光軸，實(shí)線表示透過偏光軸，虛線表示反射偏光軸。
如上所述，偏光分離器110的透過偏光軸301和反射偏光軸302相互垂直。第二個偏光板105的透過偏光軸303與偏光分離器110的透過偏光軸301平行配置。第三個偏光板104的透過偏光軸304，與偏光分離器110的反射偏光軸302平行配置。這時，第二個偏光板105的透過偏光軸303，和第三個偏光板104的透過偏光軸304垂直。
這樣來配置第二個偏光板105和第三個偏光板104與偏光分離器110。這時，配置第一個偏光板103和第4個偏光板106，使各個液晶板101，102成為正常白的模式。
其次，利用圖2，說明導(dǎo)光板112。導(dǎo)光板112由厚度為0.7mm的無色透明的丙烯酸材料制成。表面112a平坦，在其背面形成棱鏡112b，利用表面112a可以全反射，導(dǎo)出的光由棱鏡112b反射，在表面112a上射出。棱鏡112b的形狀為高度為20微米，間距為300微米的三角形的山型。
在圖2中，形成長度L1＝245微米的，從光源114向上傾斜角α為4.6°斜度的斜面；另外，形成長度L2＝55微米的從光源向下傾斜角β為20°的斜度的斜面。這時的棱鏡112b的高度H為20微米。在長度方向，以0.3mm的間距，重復(fù)地形成棱鏡112b。當(dāng)用噴射成型法形成該棱鏡時，應(yīng)盡可能不產(chǎn)生光學(xué)變形。
光源114配置成與導(dǎo)光板112的長度方向的一個(棱鏡112b的長的斜面的低部)端面112c緊密接觸。在這個實(shí)施方式中，作為光源114，采用白色發(fā)光二極管(LED)陣列。作為光源，不限于此，用冷陰極管也可以。只要是在導(dǎo)光板112的一個端面112c上能以比較均勻的亮度分布射出光的線光源就可以。
其次，利用作為示意性的截面說明圖的圖4，說明該液晶顯示裝置的顯示功能。
在圖4中，光束401表示從光源114射出的光束的一部分和它的軌跡。光束402表示光束401透過偏光分離器110的相當(dāng)量及軌跡。光束403表示光束401由偏光分離器110反射的相當(dāng)量及其軌跡。光束406，光束404分別表示從辨認(rèn)側(cè)A，辨認(rèn)側(cè)B入射的外部光的一部分。光束407表示由光束406中的，第一液晶塊101內(nèi)的半透過層反射出至辨認(rèn)側(cè)A的相當(dāng)量及其軌跡。光束408表示透過第一液晶板101內(nèi)的半透過層，射出至偏光分離器110的光量的相當(dāng)量及其軌跡。光束405表示透過光束404中的第一液晶板102的相當(dāng)量的光束及其軌跡。
在表示圖4的各個光束的箭頭中，網(wǎng)點(diǎn)部分表示偏光不偏的狀態(tài)，白部分表示只具有與紙面垂直的直線偏光成分的狀態(tài)，黑部分表示只具有與紙面平行的直線偏光成分的狀態(tài)。
首先，說明點(diǎn)亮光源114時的顯示功能。從光源114射出的光束401入射至導(dǎo)光板112，在導(dǎo)光板112上全反射，并導(dǎo)光。在導(dǎo)光光路上，當(dāng)碰到棱鏡的短邊時的全反射光束在第一液晶板101側(cè)射出。光束401是在從光源114射出時，偏光不偏的光束。從導(dǎo)光板112射出的光束401入射至偏光分離器110，具有與偏光分離器110的透過偏光軸301平行的偏光成分的光束402透過。另外，具有與偏光分離器110的反射偏光軸302平行的偏光成分的光束403反射，再次入射至導(dǎo)光板112。
第二個偏光板105的透過偏光軸303由于與圖3所示的偏光分離器110的透過偏光軸301平行，因此，光束402透過第二偏光板105。另外，一部分光束透過在液晶單元107內(nèi)形成的半透過層。如上所述，因?yàn)榈谝灰壕О?01設(shè)定為正常白色模式，因此，光束402原樣地在辨認(rèn)側(cè)A射出。
這時，在辨認(rèn)側(cè)A辨認(rèn)光束402，通過第一液晶板101的電壓控制，使光束402成為光源可以顯示圖像。
另一方面，由偏光分離器110反射的光束403，再次入射至導(dǎo)光板112上，由于導(dǎo)光板112為透明度高的薄的丙烯酸板，可以在維持沒有吸收、反射、散射的直線偏光狀態(tài)下，從導(dǎo)光板112射出。然后，入射至第三塊偏光板104。從圖3可看出，第三塊偏光板104的透過偏光軸304與偏光分離器110的反射偏光軸302平行，因此該光也可透過。由于第二液晶板102也為正常白色的模式，也可原樣地在辨認(rèn)側(cè)B射出。
這時，當(dāng)從辨視側(cè)B看時，通過控制第二液晶板102的電壓，光束403成為光源，可以顯示圖像。
其次，說明不點(diǎn)亮光源114情況下的顯示功能，從辨認(rèn)側(cè)B入射的外來光的光束404中，只有與第四偏光板106的透過偏光軸304行的偏光成分透過，利用正常白色的模式，也可透過第三塊偏光板104，入射至導(dǎo)光板112上。由于導(dǎo)光板112為透明的基板，可以在維持直線偏光狀態(tài)下透過，入射至偏光分離器110。這時，由于光束405的直線偏光方向與偏光分離器110的反射偏光軸302一致，因此，可由偏光分離器110反射，再透過導(dǎo)光板112和第二液晶板102，在辨認(rèn)側(cè)B射出。
因此，這時的辨認(rèn)狀態(tài)為可觀察從辨認(rèn)側(cè)B來的外來光的反射光，通過控制第二液晶板102的電壓，可以顯示圖像。
從辨認(rèn)側(cè)A入射的外來光的光束406中，只有與第一偏光板103的透過偏光軸303平行的偏光成分透過，由內(nèi)部的半透過層反射，成為光束407，再透過第一偏光板103，射出至辨認(rèn)側(cè)A上。另外，一部分光束408透過內(nèi)部的半透過層，由液晶層使偏光方向轉(zhuǎn)動90。，也透過第二偏光板105。
因此，這時的辨認(rèn)狀態(tài)為觀察來自辨認(rèn)側(cè)A的外來光的反射光，通過控制第一液晶板101的電壓，可以顯示圖像。
這樣，在本實(shí)施方式的液晶顯示裝置中，當(dāng)由光源114進(jìn)行圖像顯示時，可以利用來自辨認(rèn)側(cè)A的外來光和來自辨認(rèn)側(cè)B的外來光中的任何一種光進(jìn)行圖像顯示。這時在圖4中，光源114的光束401，由偏光分離器110分離成兩個偏光成分，各直線偏光成分沒有損失，成為第一、第二液晶板的照射光。這樣，光源114可以照射配置在兩面上的兩個液晶板。這樣，兩塊液晶板101，102可以利用的光量，分別各為光源114的光量的50％，可以100％的利用光源114的光量。
其次，在用外來光顯示的狀態(tài)下，由于現(xiàn)有的半透過型液晶顯示板和光路完全相同，因此關(guān)于從辨認(rèn)側(cè)A的辨認(rèn)，可得到相同的辨認(rèn)狀態(tài)。利用從辨認(rèn)側(cè)B的辨認(rèn)，可得到比現(xiàn)有的半透過型液晶顯示板清晰的顯示。其理由是，如現(xiàn)有那樣，由于沒有半透過板在中間，外來光的光束404的大約一半入射，由偏光分離器110全部反射，返回至辨認(rèn)側(cè)。因此，可得到反射的反射率高的清晰的顯示。在透過時也同樣，因?yàn)椴辉O(shè)置半透過板，可得到比現(xiàn)有清晰的透過光。
另外，在這個實(shí)施方式中，在第一液晶板101上使用半透過型的液晶板，但使用透過型的液晶板也可以。如果滿足由偏光分離器110分離的偏光成分，和第三塊偏光板105與第4塊偏光板104的關(guān)系，則在本發(fā)明的液晶顯示裝置中可以使用任何一個液晶板。另外，關(guān)于液晶板的驅(qū)動方式，不論是無源矩陣，有源矩陣都可以。顯示模式用正常白色模式作出了說明，用正常黑色模式同樣可以實(shí)現(xiàn)。
(第二個實(shí)施方式，圖5，圖6)下面說明本發(fā)明的液晶顯示裝置的第二個實(shí)施方式。圖5為該液晶顯示裝置的示意性截面圖，圖6為用于說明其顯示功能的示意性的截面的說明圖。
第二個實(shí)施方式中，與第一個實(shí)施方式的不同點(diǎn)是在導(dǎo)光板112和第二液晶板102之間配置半透過反射板120，以及在第一液晶板502上不設(shè)置半透過層。除此之外的結(jié)構(gòu)和顯示原理都大致與第一個實(shí)施方式相同。以下，詳細(xì)地說明第二個實(shí)施方式。
在圖5中，在導(dǎo)光板112和第二液晶板102之間配置半透過反射板120。該半透過反射板120為沒有偏光性的半透明反射鏡那樣的光學(xué)元件，可透過入射光的一部分，將剩余部分反射。例如，可透過入射光的20～40％，反射80～60％。
另外，構(gòu)成第一液晶板502的第一個液晶單元503為沒有半透過層的透過型液晶單元。除此之外，因?yàn)榕c圖1的結(jié)構(gòu)相同，省略其詳細(xì)說明。
這個液晶顯示裝置中的第二偏光板105和偏光分離器110與第三塊偏光板104的各個偏光軸的配置關(guān)系，與用圖3說明的第一個實(shí)施方式的相同。另外，配置各個偏光板103，105，104，106，使第一、第二液晶顯示板502，102為正常白色的模式。
其次，利用圖6來說明這個液晶顯示裝置的顯示功能。在表示圖6中的各光束的箭頭中，網(wǎng)點(diǎn)部分表示偏光不偏的狀態(tài)，白部分表示只具有與紙面垂直的直線偏光成分的狀態(tài)，黑部分表示只具有與紙面平行的直線偏光成分的狀態(tài)。
在圖6中，光束701表示來自辨認(rèn)側(cè)A的外來光的光束406入射的情況下，透過第一液晶板502和偏光分離器110的相當(dāng)量的光束及其軌跡。光束702表示光束701由半透過反射板120反射，向辨認(rèn)側(cè)A射出的相當(dāng)量的光束及其軌跡。光束709表示光束透過半透過反射板120的相當(dāng)量的光束及其軌跡。
光束704表示從光源114入射至導(dǎo)光板112，又全部反射，到達(dá)偏光分離器110，再在反射的光束703中，透過半透過反射板120的相當(dāng)量的光束及其軌跡。光束705表示光束703中，由半透過反射板120反射的相當(dāng)量的光束及其軌跡。
光束706表示從辨認(rèn)側(cè)B入射的外來光的光束404，透過第二液晶板102的相當(dāng)量的光束。光束707表示光束706由半透過反射板120反射，射出至辨認(rèn)側(cè)B的相當(dāng)量的光束及其軌跡。光束708表示光束706透過半透過反射板120的相當(dāng)量的光束及其軌跡。
光束401內(nèi)，具有與偏光分離器110的透過偏光軸301(圖3)平行的成分的光束700，透過偏光分離器110，也透過第二偏光板105。另外，在這個實(shí)施方式中，由于在第一個液晶單元503內(nèi)不存在半透過層，因此光束700可不減少光量地向辨認(rèn)側(cè)A射出。另一方面，具有與偏光分離器110的反射偏光軸302(圖3)平行的偏光成分的光束703被反射，再透過導(dǎo)光板112，入射至半透過反射板120上。這時，光束703的直線偏光成分的一部分透過半透過反射板120，成為光束704，入射至第三塊偏光板104上。
從圖3可看出，由于第三塊偏光板104的透過偏光軸304和偏光分離器110的反射偏光軸302平行，光束704透過第三塊偏光板104。由于第二液晶板102為正常白色的模式，光束704可射出至辨認(rèn)側(cè)B。由半透過反射板120反射的光束705幾乎被偏光分離器110全部反射，再返回至半透過反射板120，其一部分透過，剩余部分重復(fù)地反射，這樣，幾乎大部分光量都射出至辨認(rèn)側(cè)B。因此，這時，利用光源114發(fā)出的光和第二液晶板102的電壓控制，可以顯示圖像。
從辨認(rèn)側(cè)B入射的外來光的光束404中，只有第4塊偏光板106的偏光成分透過，成為光束706。由于是正常白色模式，也可透過第三塊偏光板104，入射至半透過反射板120上。這時，通過半透過反射板120，一部分光束708透過，大部分光束707反射，再入射至第二液晶板102，向辨認(rèn)側(cè)B射出。
因此，這時的辨認(rèn)狀態(tài)是，觀察從辨認(rèn)側(cè)B入射的外來光的反射光，通過控制第二液晶板102的電壓，可以顯示圖像。
從辨認(rèn)側(cè)A入射的外來光的光束406，透過第一偏光板103，成為光束701，利用正常白色模式，也可透過第二偏光板105，入射至偏光分離器110上。這時，由于偏光分離器110的透過偏光軸301(圖3)與光束701的偏光方向平行，光也可透過，入射至導(dǎo)光板112。導(dǎo)光板112為透明的基板，因此，在維持直線偏光狀態(tài)下透過，入射至半透過反射板120。
這時，光束701的一部分透過半透過反射板120，成為光束709，由于是與第二液晶板102的第三塊偏光板104的吸收軸平行的直線偏光，所以幾乎大部分被吸收。另外，光束701的大部分被半透過反射板120反射，成為光束702，再透過偏光分離器110和第一液晶板502，射出至辨認(rèn)側(cè)A。因此，這時的辨認(rèn)狀態(tài)為，觀察從辨認(rèn)側(cè)A來的外來光的反射光，通過控制第一液晶板502的電壓，可以顯示圖像。
如上所述，在本實(shí)施方式中，當(dāng)利用光源114顯示圖像時，可以利用從辨認(rèn)側(cè)A來的外來光的光束406，和從辨認(rèn)側(cè)B來的外來光的光束404中的任何一種都可以顯示圖像。此時，在圖6中，光源114的光束401，由偏光分離器110分離成兩個偏光成分，這些直線偏光成分分別成為沒有損失的第一和第二個液晶板502，102的光源。這樣，光源114可以照射配置在兩面上的兩塊液晶板。
其次，在利用外來光的顯示狀態(tài)下，利用從辨認(rèn)側(cè)A的辨認(rèn)，與現(xiàn)有的半透過型液晶顯示板不同，可以利用由夾著導(dǎo)光板112配置的半透過反射板120反射的光束進(jìn)行辨認(rèn)。因此，可以得到反射時的反射率高的清晰的顯示。
另外，配置半透過吸收板和反射型偏光板代替半透過反射板120和偏光板104也可以。例如，3M公司制的TDF(商品名)為半透過吸收板和反射型偏光板形成一體，可以在該位置置換。在這種情況下，同樣，可使其透過軸與第一個偏光分離器110的透過軸一致。另外，當(dāng)利用從辨認(rèn)側(cè)A來的外來光的光束406辨認(rèn)顯示時，由于光束702的光量減小，如在第一個實(shí)施方式中使用的一樣，當(dāng)利用具有反射性的半透過層的液晶板時，可以在第一液晶板502上得到良好的辨認(rèn)。
另外，在這種結(jié)構(gòu)的情況下，也可以不在第二液晶板102的上側(cè)設(shè)置第三塊偏光板104(吸收型偏光板)。
在這些實(shí)施方式中，液晶板驅(qū)動方式不論是無源矩陣式，有源矩陣式都可以。顯示模式用正常白色模式作了說明。用正常黑色模式也同樣可以實(shí)現(xiàn)。
(第三個實(shí)施方式圖7，圖8)以下，說明本發(fā)明的液晶顯示裝置的第三個實(shí)施方式。圖7為導(dǎo)光板和光源的側(cè)視圖，圖8為用于說明該液晶顯示裝置的顯示功能的示意性截面的說明圖。
在第三個實(shí)施方式中，與上述第二個實(shí)施方式的不同點(diǎn)只是導(dǎo)光板。在第1，第二個實(shí)施方式中，在導(dǎo)光板112上使用了在丙烯酸板的一個表面上，以一定間距形成數(shù)微米厚的棱鏡。這樣的導(dǎo)光板一般要求高的加工精度。在第三個實(shí)施方式中使用一般制造容易，成品率提高，可用簡單的加工制作的導(dǎo)光板。
如圖7所示，導(dǎo)光板801在丙烯酸材料中混入有孔玻璃珠，將具有散射性能的材料作成薄的楔子形狀。光源114與上述各個實(shí)施方式相同，使用LED陣列，將發(fā)出的光從導(dǎo)光板801的長度方向的厚度厚的端面801c射入。導(dǎo)光板801的特征為，引導(dǎo)從光源114入射的光束，并利用有孔玻璃珠801a和丙烯酸的折射率差而散射，向上下兩方向射出。
這個實(shí)施方式的液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)，由于可將圖5的導(dǎo)光板112置換為圖7所示的導(dǎo)光板801，其結(jié)構(gòu)說明省略。
利用圖8，說明其顯示功能。在圖8中，各個箭頭的不同意義與圖4的說明相同。
圖8的導(dǎo)光板801，將從光源114發(fā)出的光，從一個端面801c入射，一邊向另一端面的方向引導(dǎo)，一邊如上所述地向上下兩個方向射出。即從光源114入射的光束401散射，在向偏光分離器110的方向射出光束401a的同時，也向半透過反射板120的方向射出光束401b。這時，光束401a與第二個實(shí)施方式同樣，成為兩塊液晶板的照射光。另一方面，光束401b中的一部分光束900透過半透過反射板120，成為第二液晶板102的照射光。由半透過反射板120反射的光束901再次返回導(dǎo)光板801。當(dāng)透過導(dǎo)光板801，入射在偏光分離器110上時，與透過偏光軸平行的偏光成分透過，成為第一液晶板502的照射光。與反射偏光軸平行的偏光成分被反射再次透過導(dǎo)光板120，返回至半透過反射板120。反復(fù)這樣進(jìn)行，同時，具有光束901中的與偏光分離器110的透過偏光軸或第三塊偏光板104的偏光軸平行的成分透過，作為第一液晶板502或第二液晶板102的照射光利用。
這樣，從導(dǎo)光板801的上下表面射出的光束401a，401b都不被吸收，分別作為兩塊液晶板502，102的照射光而使用。來自辨認(rèn)側(cè)A的外來光的光束406，和來自辨認(rèn)側(cè)B的外來光的光束404分別入射情況下的功能，與第二個實(shí)施方式相同，省略其說明。
另外，在本實(shí)施方式中，使用加入有孔玻璃珠的丙烯酸材料作為導(dǎo)光板801的材料，但不限于此。作為這個實(shí)施方式的導(dǎo)光板801，可以原樣地利用大多數(shù)普通導(dǎo)光板。例如，可以原樣地利用在透明板的兩面或一個面上進(jìn)行壓紋加工進(jìn)行散射的方式，或按楔子形進(jìn)行印刷，修正亮度不均勻的方式等。
(第4個實(shí)施方式圖9)下面說明本發(fā)明的液晶顯示裝置的第4個實(shí)施方式。圖9為表示省略了偏光分離器或它與半透過反射板的液晶顯示裝置的概略情況的立體圖。
第4個實(shí)施方式的基本結(jié)構(gòu)可用第1～第3個實(shí)施方式中任何一個的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)在，作為與第1個實(shí)施方式相同的結(jié)構(gòu)來說明。
與第一個實(shí)施方式的液晶顯示裝置不同的是，第二液晶板102的大小(這個例子中為寬度)，比第一液晶板小。由于這樣，第二液晶板102的顯示面積比第一液晶板的顯示面積小。
在這種情況下，由于第二液晶板102作為第一液晶板101的輔助物使用(與圖13的現(xiàn)有例子中說明的液晶顯示裝置1102相同)，其大小在大多數(shù)情況下都比較小。這時，在第一個實(shí)施方式中，光源114按照第一液晶板101的顯示面積進(jìn)行照射，當(dāng)用顯示面積小的第二液晶板102顯示時，浪費(fèi)的光多。由于第二液晶板102作為輔助的使用，因此必需減小其電力消耗。
在本實(shí)施方式中，通過熄滅不需要部分的光源，來減小浪費(fèi)的電力消耗。
其中，第一液晶板101采用與第一個實(shí)施方式相同的半透過型的液晶板，第二液晶板102的結(jié)構(gòu)與第一個實(shí)施方式相同，但板的大小不同。即；它為與第一液晶板101的長邊方向尺寸相同，而短邊方向的寬度約為1/3的細(xì)長形狀的液晶板。第二液晶板102作為輔助液晶板，由10×100個點(diǎn)左右的象素數(shù)構(gòu)成，主要用于傳達(dá)時間，和向使用者傳達(dá)簡易的信息。接近導(dǎo)光板112的端面112c的光源114由三個發(fā)光元件，在這個例子中為作為發(fā)光二極管LED的LED11，12，13構(gòu)成。光束15～17表示從各個LED射出至導(dǎo)光板112上的光束。
在圖9中，在從辨認(rèn)側(cè)A辨認(rèn)第一液晶板101的情況下，將光源114中的三個LED11～13全部點(diǎn)亮。這時，導(dǎo)光板112從其端面112c全部反射光束15～17，將光引導(dǎo)至全部表面上，同時如根據(jù)圖4所述那樣，在光束401的路徑上，從導(dǎo)光板射出，又如光束402那樣，成為第一液晶板101的照射光。
其次，在從辨認(rèn)側(cè)B辨認(rèn)第二液晶板102的情況下，光源114的3個LED中熄滅兩側(cè)的LED11和LED13，只點(diǎn)亮中心的1個LED12。這時，從圖9所示的各個LED射出的光束15～17內(nèi)，只有光束16射出，入射至導(dǎo)光板112。在導(dǎo)光板112內(nèi)，入射的光束，按照圖4所示的光束401的軌跡射出。這時，光束401只在LED12的照射范圍內(nèi)存在。在圖9中，以導(dǎo)光板112的中央為中心，照射全部寬度的1/3寬度范圍，即全面積的1/3左右的面積。由于導(dǎo)光板112為透明的材料，入射光可以較直地前進(jìn)，因此可以大致均勻地照射1/3寬度的部分。
如圖4所述那樣，光束401由偏光分離器110反射，成為光束403，成為第二液晶板102的照射光，這時，由于第二液晶板102配置在圖面中央，幾乎可均勻地照射至全部表面，因此，在辨認(rèn)側(cè)B可以看到清晰的顯示。在這種情況下，由于點(diǎn)亮的LED為1個，消耗的電力減少至將3個LED全部電亮?xí)r的1/3。
在這個實(shí)施方式中，LED的個數(shù)取3個，但個數(shù)不限于此?？梢耘c各個液晶板的大小一致，以得到所希望的特性地來設(shè)定。另外，多個發(fā)光元件不限于LED，可以使用微型燈，EL元件，其他各種發(fā)光元件。即使在這種情況下，通過選擇多個發(fā)光元件點(diǎn)亮，可得到與這個另外，如上所述，在這個例子中說明了在與第一個實(shí)施方式結(jié)構(gòu)相同的液晶顯示裝置中使用的情況，在與第二，第三個實(shí)施方式結(jié)構(gòu)相同的液晶顯示裝置中使用，也可得到相同的效果。
(第5個實(shí)施方式圖10～圖12)其次，說明本發(fā)明的液晶顯示裝置的第5個實(shí)施方式。
圖10為用于說明該液晶顯示裝置的顯示功能的、與圖8相同的示意性截面的說明圖。圖11表示省略了兩個偏光分離器的結(jié)構(gòu)的概略情況的立體圖，圖12為表示圖10中的第二，第三塊偏光板和第1，第2個偏光分離器的各個偏光軸的配置關(guān)系的說明圖。
這個液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)，與圖8所示的第三個實(shí)施方式的液晶顯示裝置幾乎完全相同，但在第二液晶板102和導(dǎo)光板801之間，配置具有與偏光分離器110同樣的反射偏光軸和透過偏光軸的第二個偏光分離器130，代替半透過反射板120。偏光分離器110與上述各個實(shí)施方式中的偏光分離器相同。因與第二個偏光分離器130的關(guān)系，以下稱為“第一個偏光分離器”。
又如圖11所示，將第二液晶板102的寬度減小至第一液晶板502的寬度的1/3左右，使第二液晶板102的顯示面積為第一液晶板502的1/3左右。另外，由作為多個發(fā)光元件的三個LED11～13構(gòu)成光源114，除了不將導(dǎo)光板112作成楔形的導(dǎo)光板801，和用第一液晶板101代替不設(shè)置半透過層的液晶板502以外，與圖9所示的第4個實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)相同。
現(xiàn)在，利用圖12來說明這個實(shí)施方式的液晶顯示裝置中的第二偏光板105，第一個偏光分離器110和第三塊偏光板104的光學(xué)配置。圖12與圖3相同，對與圖3相同的偏光軸用相同的符號表示，省略其說明。但是，301為第一個偏光分離器110的透過偏光軸，302為反射偏光軸。
這里，重新表示第二個偏光分離器130的透過偏光軸305，以及與它垂直的反射偏光軸306。如圖12所示，第二個偏光分離器130的透過偏光軸305和反射偏光軸306，分別與第一個偏光分離器110的透過偏光軸301和反射偏光軸垂直配置。
因此，第二偏光板105的透過偏光軸303與第一個偏光分離器110的透過偏光軸301平行，第三塊偏光板104的透過偏光軸304，與第二個偏光分離器130的透過偏光軸305平行。這時，第二偏光板105的透過偏光軸303，和第三塊偏光板104的透過偏光軸304垂直。如上這樣配置各個偏光板和各個偏光分離器。這時，配置第一偏光板103和第4塊偏光板106，使各液晶顯示板103，502成為正常白色模式。
在圖10所示的這個實(shí)施方式的顯示功能中，與根據(jù)圖8說明的第三個實(shí)施方式的顯示功能不同的是入射至第二個偏光分離器130的光束中，與該透過偏光軸305平行的振動方向的直線偏光成分透過，與反射偏光軸306平行的振動方向的直線偏光成分反射。
因此，在圖10中，從光源114入射至導(dǎo)光板801上的光束401中，射出至第一個偏光分離器110的光束401a中，與該透過偏光軸平行的偏光成分透過，成為光束700，還可透過正常白色模式的第一液晶板502，向辨認(rèn)側(cè)A射出。另外，與第一個偏光分離器110的反射偏光軸平行的偏光成分被反射，成為光束703，透過導(dǎo)光板801，由于它是與透過偏光軸平等的直線偏光，也可透過第二個偏光分離器130，還可透過正常白色模式的第二液晶板102，射出至辨認(rèn)側(cè)B。
利用第二個偏光分離器130，可將入射光束401中，射出至第二個偏光分離器130的光束401b，同樣分割成與該透過偏光軸平行的偏光成分的光束903，和與反射偏光軸平行的偏光成分的光束904，再分別射出至辨認(rèn)側(cè)B或辨認(rèn)側(cè)A。
在從辨認(rèn)側(cè)B入射的光束404中，透過第二液晶板102的光束706全部透過第二個偏光分離器130，由第一個偏光分離器110反射返回，射出至辨認(rèn)側(cè)B。
從辨認(rèn)側(cè)A入射的光束406中，透過第一液晶板502的光束701全部透過第一個偏光分離器110，由第二個偏光分離器130反射返回，射出至辨認(rèn)側(cè)A。
因此，與利用圖8說明的第一個實(shí)施方式的情況相同，利用點(diǎn)亮光源114的光，再利用從辨認(rèn)側(cè)A或B的入射光，可以由各液晶板502，102進(jìn)行顯示，可以得到清晰的顯示。
另外，將構(gòu)成作為圖11所示的光源114的多個發(fā)光元件的LED11～13，根據(jù)在第二液晶板502，102中，用于顯示的顯示面積，使其全部或只一部分LED點(diǎn)亮，可以實(shí)現(xiàn)充分清晰的顯示，同時可降低電力消耗。
在這種情況下，同樣可得到第4個實(shí)施方式的說明后面所述的各種變更。
產(chǎn)業(yè)上利用的可能性如上所述，采用本發(fā)明，在將兩塊液晶板背對配置，在兩個面上可以顯示的液晶顯示裝置中，可以減薄厚度，提高裝備該液晶板的電子機(jī)器的攜帶性，同時，可提高背燈的光的利用效率，減少電力消耗。特別是，如果利用多個發(fā)光元件構(gòu)成光源，根據(jù)顯示液晶板的顯示面積，改變發(fā)光的個數(shù)，可能降低電力消耗。
本發(fā)明的液晶顯示裝置，可作為折疊式的移動電話的顯示部，或各種便攜式電子機(jī)器，特別是希望進(jìn)行兩面顯示的電子機(jī)器的顯示裝置使用。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示裝置，它將分別用兩片透明基板夾住液晶層的液晶單元為主體的第一和第二液晶板相互背對地配置，可以分別辨認(rèn)該第一和第二液晶板，其特征為，在所述第一液晶板和第二液晶板之間配置導(dǎo)光板，與該導(dǎo)光板的至少一個端面鄰接地配置光源，在所述第一液晶板和所述導(dǎo)光板之間配置偏光分離器，從所述導(dǎo)光板射出的光被所述偏光分離器分離成兩個偏光，一個偏光向所述第一液晶板射出，另一個偏光通過所述導(dǎo)光板向所述第二液晶板射出。
2.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征為，所述第一液晶板和所述第二液晶板在所述各液晶單元的兩側(cè)配置偏光板，所述偏光分離器具有使振動方向互相垂直的一種直線偏光成分透過的透過偏光軸，以及將另一種直線偏光成分反射的反射偏光軸，所述透過偏光軸大致與面向所述第一液晶板的所述偏光分離器一側(cè)的偏光板的透過偏光軸一致，所述反射偏光軸大致與面向所述第二液晶板的所述導(dǎo)光板一側(cè)的偏光板的透過偏光軸一致。
3.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征為，在所述第二液晶板和所述導(dǎo)光板之間配置半透過反射板，所述偏光分離器將從所述導(dǎo)光板射出的光分離成兩種偏光，一種偏光向著所述第一液晶板射出，另一種偏光通過所述導(dǎo)光板和所述半透過反射板向著所述第二液晶板射出。
4.如權(quán)利要求3所述的液晶顯示裝置，其特征為，所述第一液晶板和所述第二液晶板在所述各液晶單元的兩側(cè)配置偏光板，所述偏光分離器具有使振動方向互相垂直的一種直線偏光成分透過的透過偏光軸，以及將另一種直線偏光成分反射的反射偏光軸，所述透過偏光軸大致與面向所述第一液晶板的所述偏光分離器一側(cè)的偏光板的透過偏光軸一致，所述反射偏光軸大致與面向所述第二液晶板的所述半透過反射板一側(cè)的偏光板的透過偏光軸一致。
5.如權(quán)利要求1～4中任一項所述的液晶顯示裝置，其特征為，由多個發(fā)光元件構(gòu)成所述光源，當(dāng)用所述第一液晶板顯示時和用所述第二液晶板顯示時，發(fā)光的發(fā)光元件數(shù)目不相同。
6.如權(quán)利要求5所述的液晶顯示裝置，其特征為，所述第二液晶板的顯示面積比所述第一液晶板的顯示面積小。
7.如權(quán)利要求6所述的液晶顯示裝置，其特征為，在用所述第一液晶板顯示的情況下，使所述多個發(fā)光元件全部發(fā)光，在用所述第二液晶板顯示的情況下，只使所述多個發(fā)光元件中足夠照射該第二液晶板的顯示面積的個數(shù)發(fā)光。
8.一種液晶顯示裝置，它將分別用兩片透明基板夾住液晶層的液晶單元為主體的第一和第二液晶板相互背對地配置，可以分別辨認(rèn)該第一和第二液晶板，其特征為，在所述第一液晶板和第二液晶板之間配置導(dǎo)光板，在該導(dǎo)光板的至少一個端面上鄰接地配置光源，在所述第一液晶板和所述導(dǎo)光板之間配置第一偏光分離器，在所述第二液晶板和所述導(dǎo)光板之間配置第二偏光分離器，將從所述導(dǎo)光板射出的光由所述第一、第二偏光分離器分別分離成兩種偏光，該各一種偏光向所述第一液晶板射出，各另一種偏光向所述第二液晶板射出，由多個發(fā)光元件構(gòu)成所述光源，當(dāng)用所述第一液晶板顯示時和用所述第二液晶板顯示時，發(fā)光的發(fā)光元件數(shù)目不相同。
9.如權(quán)利要求8所述的液晶顯示裝置，其特征為，所述第一液晶板和所述第二液晶板在所述液晶單元的兩側(cè)配置偏光板，所述第一和第二偏光分離器分別具有使振動方向互相垂直的一種直線偏光成分透過的透過偏光軸，以及將另一種直線偏光成分反射的反射偏光軸，該透過偏光軸互相垂直，所述第一偏光分離器的透過偏光軸，大致與面向所述第一液晶板的該第一偏光分離器一側(cè)的偏光板的透過偏光軸一致，所述第二偏光分離器的透過偏光軸，大致與面向所述第二液晶板的該第二偏光分離器一側(cè)的偏光板的透過偏光軸一致。
10.如權(quán)利要求8或9所述的液晶顯示裝置，其特征為，所述第二液晶板的顯示面積比所述第一液晶板的顯示面積小。
11.如權(quán)利要求10所述的液晶顯示裝置，其特征為，在用所述第一液晶板顯示的情況下，使所述多個發(fā)光元件全部發(fā)光，在用所述第二液晶板顯示的情況下，只使所述多個發(fā)光元件中足夠照射該第二液晶板的顯示面積的個數(shù)發(fā)光。
全文摘要
將分別以液晶單元(107，108)作為主體的第一和第二液晶板(101，102)相互背對配置，可以辨認(rèn)各液晶板(101，102)。在第一液晶板(101)和第二液晶板(102)之間配置導(dǎo)光板(112)，與其一個端面(112c)鄰近，配置光源(114)，在第一液晶板(101)和導(dǎo)光板(112)之間配置偏光分離器(110)。這樣，從導(dǎo)光板(112)射出的光，由偏光分離器(110)分離成兩個偏光，一個偏光向著第一液晶板(101)射出，另一個偏光通過導(dǎo)光板(112)，向第二液晶板(102)射出。因此，可以使兩面顯示的液晶顯示裝置變薄，而且可減少電力消耗。
文檔編號G02F1/13357GK1639618SQ0281904
公開日2005年7月13日 申請日期2002年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月28日
發(fā)明者秋山貴 申請人:西鐵城時計株式會社