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JP4085778B2 - Liquid crystal display - Google Patents
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JP4085778B2 - Liquid crystal display - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、両面表示型の液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば携帯電話機等の両面表示機能をもった携帯機器に用いられる両面表示型の液晶表示装置としては、２つの液晶表示素子をそれぞれの表示面を反対方向に向けて背中合わせ状態に配置し、その間に、両方の液晶表示素子に向けて照明光を出射する面光源を配置した構成のものがある（特許文献１、２参照）。
【０００３】
しかし、このように２つの液晶表示素子を用いるのではコスト高となるため、１つの液晶表示素子を用いて両面表示することが望まれている。
【０００４】
１つの液晶表示素子を用いて両面表示する液晶表示装置としては、従来、液晶表示素子の画面領域を第１の画面部と第２の画面部とに分割し、前記第１の画面部により一方の面側から観察される画像を表示し、前記第２の画面部により他方の面側から観察される画像を表示するようにしたものが提案されている（特許文献３、４参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−９０６７８号公報
【０００６】
【特許文献２】
特開２００１−２９０４４５号公報
【０００７】
【特許文献３】
特開２０００−１９３９４６号公報
【０００８】
【特許文献４】
特開２００１−３０５５２５号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、液晶表示素子の画面領域を第１と第２の画面部に分割した両面表示型液晶表示装置は、前記液晶表示素子の表示エリアが、一方の面側の表示画面と他方の面側の表示画面とを横に並べた大きさであるため、液晶表示装置の占有面積が両面の表示画面に比べてはるかに大きく、したがって、液晶表示装置の実装スペースが限られた携帯電話機等の携帯機器には使用できない。
【００１０】
この発明は、１つの液晶表示素子を用いて両面表示することができ、しかも占有面積を小さくすることができるとともに、一方の面側から観察される画像と他方の面側から観察される画像をそれぞれ、面光源からの照明光を利用する表示と、外部環境の光である外光を利用する表示とにより表示することができる液晶表示装置を提供することを目的としたものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明の液晶表示装置は、
対向配置された前側基板と後側基板との間に液晶層が設けられ、前記前側基板と後側基板の対向する内面の一方に少なくとも１つの電極が、他方の内面に前記少なくとも１つの電極と対向する領域によりマトリックス状に配列する複数の画素を形成する複数の電極が設けられた液晶セルと、前記液晶層よりも後側に設けられ、前記液晶セルの前側から前記複数の画素にそれぞれ入射した光の一部を反射し、他の光を透過させる反射／透過手段と、前記前側基板と後側基板の外面にそれぞれに配置された前側及び後側偏光板とを有する液晶表示素子と、
一つの端面を発光素子からの光が入射される入射端面とし、２つの板面の一方を光が出射する平坦な出射面とし、他方の板面を、その板面に複数の細長プリズム部を互いに平行に密に並べて形成し、前記入射端面から入射した光を内面反射して前記出射面から出射させる反射面とした透明板からなる導光板を有し、前記液晶表示素子の前記複数の画素が配列する表示エリアの全域に向けて照明光を出射し、且つ前側及び後側から入射した光を透過させ、前記液晶表示素子の前側と後側とにそれぞれ配置された２つの面光源と、
を備え、
前記２つの面光源は、それぞれの反射面の出射面に形成された前記細長プリズム部の長さ方向を、それぞれの面光源に隣接する前側または後側偏光板の透過軸と実質的に平行に配置されていることを特徴とする。
【００１２】
この液晶表示装置は、前記２つの面光源のうち、液晶表示素子の前側（反射／透過手段が設けられた側とは反対側）に配置された前側面光源から前記液晶表示素子の表示エリアの全域に向けて照明光を出射させ、この前側面光源から出射して前記液晶表示素子の複数の画素にそれぞれ入射した光のうち、一部の光を前記反射／透過手段により反射して前記前側面光源の前側に出射することにより、前側から観察される画像を表示し、他の光を前記反射／透過手段を透過させて前記液晶表示素子の後側に配置された後側面光源の後側に出射することにより、後側から観察される画像を表示するとともに、前記後側面光源から前記液晶表示素子の表示エリアの全域に向けて照明光を出射させ、この後側面光源から出射し、前記液晶表示素子の反射／透過手段を透過して前記複数の画素にそれぞれ入射した光を前記前側面光源の前側に出射することにより、前記前側から観察される画像を表示する。
【００１３】
すなわち、この液晶表示装置は、前記前側面光源から前記液晶表示素子の表示エリアの全域に向けて照明光を出射させることにより、その照明光を利用する反射表示により前側から観察される画像を表示し、前記照明光を利用する透過表示により後側から観察される画像を表示するとともに、前記後側面光源から前記液晶表示素子の表示エリアの全域に向けて照明光を出射させることにより、その照明光を利用する透過表示により前側から観察される画像を表示するようにしたものである。
【００１４】
この液晶表示装置によれば、その一方の面側である前側から観察される画像と、他方の面側である後側から観察される画像の両方を、前記液晶表示素子の表示エリア全体で表示することができ、したがって、前記液晶表示素子の表示エリアは、前側と後側の一方の表示画面に相当する大きさでよい。
【００１５】
そのため、この液晶表示装置によれば、１つの液晶表示素子を用いて両面表示することができるとともに、その占有面積を小さくすることができる。
【００１６】
しかも、この液晶表示装置は、前側面光源と後側面光源がそれぞれ、一つの端面を発光素子からの光が入射される入射端面とし、２つの板面の一方を光が出射する平坦な出射面とし、他方の板面を、その板面に複数の細長プリズム部を互いに平行に密に並べて形成し、前記入射端面から入射した光を内面反射して前記出射面から出射させる反射面とした透明板からなる導光板を有し、その細長プリズム部の長さ方向を、それぞれの面光源に隣接する前側または後側偏光板の透過軸と実質的に平行に配置し、前記液晶表示素子の前記複数の画素が配列する表示エリアの全域に向けて照明光を出射するとともに、その前側及び後側から入射した光を透過させるため、前記２つの面光源から強い光を出射させることができ、また、前側から入射する外光（外部環境の光）を前記前側面光源を透過させて前記液晶表示素子に入射させ、前記液晶表示素子の複数の画素にそれぞれ入射した光のうち、前記反射／透過手段により反射された光を前記前側面光源の前側に出射し、前記反射／透過手段を透過した光を前記後側面光源の後側に出射するとともに、後側から入射する外光を、前記後側面光源を透過させて前記液晶表示素子に入射させ、その光のうち、前記反射／透過手段を透過して前記複数の画素にそれぞれ入射した光を前記前側面光源の前側に出射することができる。
【００１７】
したがって、この液晶表示装置によれば、前側から観察される画像を、前記前側面光源からの照明光及び前側から入射した外光を利用する反射表示と、前記後側面光源からの照明光及び後側から入射した外光を利用する透過表示とにより表示するとともに、後側から観察される画像を、前記前側面光源からの照明光及び前側から入射した外光を利用する透過表示とにより表示することができる。
【００１８】
このように、この発明の液晶表示装置は、液晶セルの液晶層よりも後側に、前記液晶セルの前側から複数の画素にそれぞれ入射した光の一部を反射し、他の光を透過させる反射／透過手段を設けた液晶表示素子の前側と後側とにそれぞれ、前記液晶表示素子の前記複数の画素が配列する表示エリアの全域に向けて照明光を出射し、且つ前側及び後側から入射した光を透過させる前側面光源と後側面光源とを配置することにより、１つの液晶表示素子を用いて両面表示し、しかも占有面積を小さくするとともに、一方の面側（前側）から観察される画像と他方の面側（後側）から観察される画像をそれぞれ、前記面光源からの照明光を利用する表示と、外部環境の光である外光を利用する表示とにより表示することができるようにしたものである。
【００１９】
この発明の液晶表示装置において、前記液晶表示素子の反射／透過手段は、前記液晶セルの複数の画素内の予め定められた領域にそれぞれ対応する複数の反射膜を有し、前記複数の画素にそれぞれ入射した光のうち、前記反射膜に入射した光を反射し、前記反射膜の無い部分に入射した光を透過させる部分反射／透過層からなっているのが好ましい。
【００２０】
また、前記液晶表示素子は、前記液晶セルを挟んで配置された前側及び後側偏光板を備えており、前記反射／透過手段は、前記後側偏光板と液晶層との間に設けられているのが望ましい。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１〜図５はこの発明の一実施例を示しており、図１は液晶表示装置の分解斜視図、図２は前記液晶表示装置の一部分の断面図である。
【００２２】
この実施例の液晶表示装置は、図１及び図２に示したように、１つの液晶表示素子１と、この液晶表示素子１の前側と後側とにそれぞれ配置された２つの面光源２５ａ，２５ｂとを備えている。
【００２３】
前記液晶表示素子１は、液晶セル２と、この液晶セル２の液晶層５よりも後側に設けられた反射／透過手段１０と、前記液晶セル２を挟んでその前側と後側とに配置された前側偏光板１５及び後側偏光板１６とからなっている。
【００２４】
前記液晶セル２は、図２に示したように、対向配置された前側（図において上側）の透明基板３と後側（図において下側）の透明基板４との間に液晶層５が設けられ、前側基板３と後側基板４の対向する内面の一方に少なくとも１つの透明電極６が、他方の内面に前記少なくとも１つの電極６と対向する領域によりマトリックス状に配列する複数の画素Ａを形成する複数の透明電極７が設けられている。
【００２５】
なお、この液晶セル２は、アクティブマトリックス型のものであり、前側基板３の内面に設けられた電極６は一枚膜状の対向電極、後側基板４の内面に設けられた電極７は、行方向及び列方向にマトリックス状に配列形成された複数の画素電極である。
【００２６】
前記複数の画素電極７は、これらの画素電極７にそれぞれ対応させて前記後側基板４の内面に設けられた複数のＴＦＴ（薄膜トランジスタ）８にそれぞれ接続されており、さらに前記複数のＴＦＴ８は、後側基板４の内面に設けられた図示しないゲート配線及びデータ配線に接続されている。
【００２７】
また、この液晶セル２は、前記複数の画素Ａにそれぞれ対応する複数の色、例えば赤、緑、青の３色のカラーフィルタ９Ｒ，９Ｇ，９Ｂを備えており、これらのカラーフィルタ９Ｒ，９Ｇ，９Ｂは、いずれか一方の基板、例えば前側基板３の内面に、各画素Ａの全域にそれぞれ対応させて形成され、前記対向電極６は、前記カラーフィルタ９Ｒ，９Ｇ，９Ｂの上に形成されている。
【００２８】
一方、前記液晶セル２の液晶層５よりも後側に設けられた反射／透過手段１０は、液晶セル１の複数の画素Ａ内の予め定められた領域にそれぞれ対応する複数の反射膜１０ａを有し、前記複数の画素Ａにそれぞれ入射した光のうち、前記反射膜１０ａに入射した光を反射し、前記反射膜１０ａの無い部分に入射した光を透過させる部分反射／透過層からなっている。以下、この反射／透過手段１０を、部分反射／透過層と言う。
【００２９】
前記部分反射／透過層１０の複数の反射膜１０ａは、液晶層５に対向する面とは反対側の面に低反射処理が施され、液晶層５に対向する面が鏡面処理された片面反射膜であり、これらの反射膜１０ａは、前記液晶セル２の後側基板４の内面に、マトリックス状に配列する全ての画素Ａの略１／２の領域にそれぞれ対応させて形成され、複数の画素電極７はそれぞれ、その一部（画素電極７の略１／２の部分）を前記反射膜１０ａの上に直接重ねて形成されるか、あるいは、前記反射膜１０ａを透明な絶縁膜で覆ってその上に形成されている。
【００３０】
さらに、前記液晶セル２の前側基板３と後側基板４の内面にはそれぞれ、前記電極６，７を覆って配向膜１２，１３が設けられている。
【００３１】
そして、前記前側基板３と後側基板４は、前記複数の画素Ａがマトリックス状に配列する表示エリアを囲む枠状シール材１４（図１参照）を介して接合されており、前記前側基板３と後側基板４の間の前記枠状シール材１４により囲まれた領域に液晶層５が設けられている。
【００３２】
前記液晶層５の液晶分子は、前記配向膜１２，１３により前後の基板２，３の近傍における配向方向を規定され、前記基板２，３間において予め定められた初期配向状態に配向している。
【００３３】
また、前記液晶セル２の前側と後側に配置された偏光板１５，１６はそれぞれ、互いに直交する方向に吸収軸（図示せず）と透過軸１５ａ，１６ａを有し、入射光の互いに直交する２つの直線偏光のうち、前記吸収軸に平行な振動面をもった一方の偏光成分を吸収し、前記透過軸１５ａ，１６ａに平行な振動面をもった他方の偏光成分を透過させる吸収偏光板である。
【００３４】
なお、この実施例の液晶表示素子１は、ノーマリーホワイトモードのＴＮ（ツイステッドネマティック）型液晶表示素子であり、前記液晶セル２の液晶層５の液晶分子は、前後の基板３，４間において実質的に９０度のツイスト角でツイスト配向しており、前側の吸収偏光板１５，１６は、それぞれの透過軸１５ａ，１６ａを実質的に互いに直交させて配置されている。
【００３５】
さらに、前記液晶表示素子１は、表示のコントラスト及び視野角を向上させるために前記液晶セル２と前側偏光板１５との間及び前記液晶セル２と後側偏光板１６との間にそれぞれ配置された位相差板１７，１８と、前記液晶セル２とその前側の位相差板１７との間に配置された光散乱層（以下、散乱層と言う）１９とを備えている。
【００３６】
一方、前記液晶表示素子１の前側（前側偏光板１５の前側）及び後側（後側偏光板１６の後側）に配置された面光源２５ａ，２５ｂはそれぞれ、前記液晶表示素子１の複数の画素Ａが配列する表示エリアの全域に向けて照明光を出射し、且つ前側及び後側から入射した光を透過させるものである。
【００３７】
図３及び図４は前記面光源２５ａ，２５ｂの平面図及び側面図、図５は前記面光源２５ａ，２５ｂの導光部材と位相差板と導光板からの出射光の直線偏光成分を示す模式図である。
【００３８】
この面光源２５ａ，２５ｂは、図３及び図４に示したように、導光板２６と、この導光板２６の側方に配置された導光部材３１と、前記導光板２６と導光部材３１との間に配置された位相差板３６と、前記導光部材３１の側方に配置された１つの発光素子３８とを備えている。
【００３９】
前記導光板２６は、前記液晶表示素子１の表示エリアの全域に対向する面積を有するアクリル系樹脂板等の透明板からなっており、その一つの端面が光が入射される入射端面２７を形成し、前記透明板の２つの板面の一方が前記透明板に導かれた光を出射する平坦な出射面２８を、他方の板面が前記入射端面２７から入射した光を内面反射して前記出射面２８から出射させる反射面２９を形成している。
【００４０】
この導光板２６の反射面２９は、前記導光板２６の他方の板面の全域に密に並べて互いに平行に形成され、前記導光板２６の入射端面２７から入射した光を前記出射面２８の法線に対する角度が小さくなる方向に向けて内面反射する複数のプリズム部３０からなっている。
【００４１】
前記複数のプリズム部３０は、前記導光板２６の入射端面２７と平行で、且つ前記導光板２６の全幅にわたる長さを有する断面形状が台形状の細長プリズム部であり、これらのプリズム部３０の両側面のうち、前記入射端面２７側の側面は、出射面２８に対して略垂直な急角度面に形成され、他方の側面は、前記反射面２９の外面側に向かって入射端面２７の方向に前記出射面２８に対し３０〜６０度（好ましくは略４５度）の角度で傾いた傾斜面に形成されており、これらの側面（急角度面と傾斜面）の間の頂面部は、出射面２８と平行な平坦面に形成されている。
【００４２】
なお、図４では前記複数のプリズム部３０を大きく誇張して示しているが、これらのプリズム部３０は、前記液晶セル２の画素ピッチよりも小さいピッチで形成されている。
【００４３】
すなわち、前記導光板２６は、その入射端面２７から入射した光を導いて出射面２８から出射するものであり、この導光板２６に前記入射端面２７から入射した光は、図３に矢線で示したように、導光板２６内を直進するか、あるいは前記出射面２８で外気（空気）との界面での全反射により内面反射されて前記反射面２９の複数の細長プリズム部３０のいずれかの傾斜面に入射し、その傾斜面で外気との界面での全反射により出射面２８の法線に対する角度が小さくなる方向に向けて内面反射され、前記出射面２８から出射する。
【００４４】
一方、前記導光板２６の側方に配置された導光部材３１は、前記導光板２６の入射端面２７に対応する長さを有する角棒状の細長透明材（例えばアクリル系樹脂材）からなっており、その一つの側面が光を出射する細長出射面３３を形成し、前記細長透明材の前記細長出射面３３と交差する２つの端面の一方が光が入射される入射端面３２を、前記細長出射面３３と対峙する他の側面が前記入射端面３２から入射した光を内面反射して前記細長出射面３３から出射させる反射面３４を形成している。
【００４５】
この導光部材３１の他側面の反射面３４は、前記他側面の全域に密に並べて互いに平行に形成され、前記導光部材３１の入射端面３２から入射した光を前記導光部材３１の一側面の細長出射面３３の法線に対する角度が小さくなる方向に向けて内面反射する複数のプリズム部３５からなっている。
【００４６】
前記複数のプリズム部３５は、前記導光部材３１の入射端面３２と平行で、且つ前記導光部材３１の他側面の全幅にわたる長さを有する断面形状が三角形状の細長プリズム部であり、これらのプリズム部３５の両側面のうち、前記入射端面３２側の側面は、前記細長出射面３３に対して略垂直な急角度面に形成され、他方の側面は、前記反射面３４の外面側に向かって入射端面３２の方向に前記細長出射面３３に対し３０〜６０度（好ましくは略４５度）の角度で傾いた傾斜面に形成されている。
【００４７】
なお、図３では前記複数のプリズム部３５を大きく誇張して示しているが、これらのプリズム部３５は、前記導光板２６の反射面２９の細長プリズム部３０のピッチと同程度のピッチで形成されている。
【００４８】
すなわち、前記導光部材３１は、その入射端面３２から入射した光を導いて一側面の細長出射面３３から出射するものであり、この導光部材３１に前記入射端面３２から入射した光は、図４に矢線で示したように、導光部材３１内を直進するか、あるいは前記細長出射面３３で外気との界面での全反射により内面反射されて前記反射面３４の複数の細長プリズム部３５のいずれかの傾斜面に入射し、その傾斜面で外気との界面での全反射により前記細長出射面３３の法線に対する角度が小さくなる方向に向けて内面反射され、前記細長出射面３３の全域から均一な強度分布で出射する。
【００４９】
そして、この導光部材３１は、その細長出射面３３を前記導光板２６の入射端面２７に対向させるとともに、前記導光部材３１の細長出射面３３と前記導光板２６の入射端面２７とを互いに平行にして配置されている。
【００５０】
なお、この実施例では、前記導光部材３１の反射面３４の後側に、前記反射面３４を透過して導光部材３１の後側に漏れた光を前記導光部材３１に戻すためのリフレクタ３７を配置している。
【００５１】
また、前記導光板２６と導光部材３１との間に配置された位相差板３６は、透過光の常光と異常光との間に１／２波長の位相差を与えるλ／２位相差板であり、前記導光部材３１の細長出射面３３から出射した光の直線偏光成分の偏光面を、実質的に９０度回転させて前記導光板２６の入射端面２７に入射させる。
【００５２】
このλ／２位相差板３６は、前記導光板２６の入射端面２７及び前記導光部材３１の細長出射面３３の全域に対応する細長形状を有しており、前記導光板２６の入射端面２７と前記導光部材３１の細長出射面３３との間に、一方の面を前記導光板２６の入射端面２７に透明な粘着剤により貼付けられ、他方の面を前記導光部材３１の細長出射面３３に透明な粘着剤により貼付けられている。
【００５３】
また、前記導光部材３１の入射端面３２に対向させて配置された発光素子３８は、ＬＥＤ（発光ダイオード）等からなる白色光を出射する固体発光素子であり、例えば、赤色ＬＥＤと緑色ＬＥＤと青色ＬＥＤとを透明樹脂によりモールドし、これらのＬＥＤが発する赤、緑、青の光を混色させた白色光を出射するものである。
【００５４】
この面光源２５ａ，２５ｂは、前記固体発光素子３８からの出射光を前記導光部材３１にその入射端面３２から入射させ、その光を前記導光部材３１の細長出射面３３とは反対側の反射面３４により内面反射して前記導光部材３１の細長出射面３３の全域から均一な強度分布で前記導光板２６の入射端面２７に向けて出射させることにより、前記導光板２６にその入射端面２７の全域から均一な強度分布の光を入射させ、その光を前記導光板２６の反射面２９により内面反射して前記導光板２６の出射面２８の全域から出射させるようにしたものであり、この面光源２５ａ，２５ｂによれば、少ない発光素子数で、前記導光板２６の出射面２８の全域から均一な強度分布の光を出射することができる。
【００５５】
しかも、この面光源２５ａ，２５ｂは、前記導光部材３１の細長出射面３３から出射した光を、前記導光板２６の入射端面２７と前記導光部材３１の細長出射面３３との間に配置されたλ／２位相差板３６により、その光の直線偏光成分の偏光面を実質的に９０度回転させて前記導光板２６の入射端面２７に入射させるようにしているため、前記導光部材３１にその入射端面３２から入射してこの導光部材３１の他側面の反射面３４により内面反射され、前記導光部材３１の細長出射面３３から出射して前記導光板２６にその入射端面２７から入射した光のうちの高強度の直線偏光成分を、前記導光板２６の反射面２９により高い反射強度で内面反射させ、この導光板２６の出射面２８から充分な強度の光を出射させることができる。
【００５６】
すなわち、前記導光板２６は、上述したように、その入射端面２７から入射し、導光板２６内を直進するか、あるいは出射面２８により内面反射されて反射面２９に入射した光を、この反射面２９により内面反射して出射面２８から出射させるが、前記反射面２９による反射強度は、その光に含まれる直線偏光成分によって異なるため、前記反射面３４への入射光線とその反射光線とを含む面に垂直な方向に振動する直線偏光成分（以下、Ｓ波と言う）が、前記面内で振動する直線偏光成分（以下、Ｐ波と言う）よりも高い強度で内面反射される。
【００５７】
また、前記導光部材３１は、上述したように、その入射端面３２から入射し、導光部材３１内を直進するか、あるいは一側面の細長出射面３３により内面反射されて他側面の反射面３４に入射した光を、この反射面３４により内面反射して前記細長出射面３３から出射させるが、前記反射面３４による反射強度もその光に含まれる直線偏光成分によって異なり、前記反射面３４への入射光線とその反射光線とを含む面に垂直な方向に振動する直線偏光成分のＳ波が、前記面内で振動する直線偏光成分のＰ波よりも高い強度で内面反射される。
【００５８】
そのため、前記導光部材３１の細長出射面３３から出射する光は、前記Ｐ波の偏光成分よりもＳ波の偏光成分の強度が高い。
【００５９】
そして、前記導光板２６の反射面２９と前記導光部材３１の反射面３４とは互いに９０度で交差する位置に配置されているため、前記導光部材３１の細長出射面３３から出射した光をそのまま前記導光板２６に入射させた場合は、その光のうち、前記導光部材３１の反射面３４で反射した反射強度の低いＰ波が、前記導光板２６の反射面２９に対して反射強度が高いＳ波として入射し、前記導光部材３１の反射面３４で反射した反射強度の高いＳ波が、前記導光板２６の反射面２９に対して反射強度が低いＰ波として入射するため、前記導光板２６の出射面２８から出射する光の強度が低い。
【００６０】
それに対し、前記面光源２５ａ，２５ｂでは、前記導光板２６の入射端面２７と前記導光部材３１の細長出射面３３との間にλ／２位相差板３６を配置しているため、図５に示したように、前記導光部材３１の細長出射面３３から出射したＳ波Ｓ１及びＰ波Ｐ１が前記λ／２位相差板３６により偏光面を９０度回転されて前記導光板２６にその入射端面２７から入射する。
【００６１】
そのため、前記導光部材３１の細長出射面３３から出射した光のうち、強度の高いＳ波Ｓ１が、前記導光板２６の反射面２９に、この反射面２９による反射強度が高いＳ波Ｓ２となって入射し、強度の低いＰ波は、前記導光板２６の反射面２９に、この反射面２９による反射強度が低いＰ波となって入射する。
【００６２】
したがって、この面光源２５ａ，２５ｂによれば、前記導光部材３１の細長出射面３３から出射した光の強度の高い偏光成分の光を、前記導光板２６の反射面２９により、高い反射強度で内面反射させることができ、そのために、前記導光板２６の出射面２８から充分な強度の光を出射させることができる。
【００６３】
このように、前記面光源２５ａ，２５ｂは、透明板の一端面が光が入射される入射端面２７を形成し、前記透明板の２つの板面の一方が前記透明板内を導かれた光を出射する出射面２８を、他方の板面が前記入射端面２７から入射した光を内面反射して前記出射面２８から出射させる反射面２９を形成する導光板と、細長透明材の一側面が光を出射する細長出射面３３を形成し、前記細長透明材の前記細長出射面３３と交差する２つの端面の一方が光が入射される入射端面３２を、前記細長出射面３３と対峙する他側面が前記入射端面３２から入射した光を内面反射して前記細長出射面３３から出射させる反射面３４を形成してなり、前記細長出射面３３を前記導光板２６の入射端面２７に対向させて配置された導光部材３１と、前記導光板２６の入射端面２７と前記導光部材３１の細長出射面３３との間に配置され、前記導光部材３１の細長出射面３３から出射した光の直線偏光成分の偏光面を実質的に９０度回転させて前記導光板２６の入射端面２７に入射させる位相差板３６と、前記導光部材３１の入射端面３２に対向させて配置された固体発光素子３８とを備えたものであるため、少ない発光素子数で、導光板２６の出射面２８の全域から均一な強度分布でしかも充分な強度の光を出射することができる。
【００６４】
この実施例の面光源２５ａ，２５ｂは、発光素子として、ＬＥＤ等からなる１つの固体発光素子３８を備えたものであるため、コストを低減するとともに、消費電極も少なくすることができる。
【００６５】
また、前記固体発光素子３８は、その駆動電圧を制御することにより発光強度を変化させることができるため、前記導光板２６の出射面２８から出射する光の強度を任意に調整することができる。
【００６６】
しかも、前記面光源２５ａ，２５ｂは、前記導光部材３１の他側面の反射面３４を、前記導光部材３１の入射端面３２から入射した光を前記導光部材３１の細長出射面３３の法線に対する角度が小さくなる方向に向けて内面反射する複数のプリズム部３５により形成しているため、この導光部材３１の細長出射面３３から出射した光を、前記導光板２６にその入射端面２７に垂直な方向の付近から入射させ、その光を前記導光板２６の全域に均等に行き渡らせて、前記導光板２６の出射面２８の全域から、より強度分布が均一な光を出射することができる。
【００６７】
さらに、前記面光源２５ａ，２５ｂは、前記導光板２６の後面の反射面２９を、前記導光板２６の入射端面２７から入射した光を前記導光板２６の出射面２８の法線に対する角度が小さくなる方向に向けて内面反射する複数のプリズム部３０により形成しているため、前記導光板２６の出射面２８から、正面輝度（導光板２６の出射面２８の法線付近の方向に出射する光の輝度）の高い光を出射することができる。
【００６８】
そして、前側の面光源２５ａは、その導光板２６の出射面２８を前記液晶表示素子１の前面（前側偏光板１５の前面）に対向させるとともに、前記導光板２６の出射面２８から出射する光のうち、強度の高いＳ波Ｓ２の偏光面に平行な方向、つまり導光板２６の反射面２９の複数の細長プリズム部３０の長さ方向を、前記液晶表示素子１の前側偏光板１５の透過軸１５ａと実質的に平行にして配置されており、後側の面光源２５ｂは、その導光板２６の出射面２８を前記液晶表示素子１の後面（後側偏光板１６の後面）に対向させるとともに、前記導光板２６の出射面２８から出射する光のうち、強度の高いＳ波Ｓ２の偏光面に平行な方向（導光板２６の反射面２９の複数の細長プリズム部３０の長さ方向）を、前記液晶表示素子１の後側偏光板１６の透過軸１６ａと実質的に平行にして配置されている。
【００６９】
この液晶表示装置は、前記２つの面光源２５ａ，２５ｂのうち、液晶表示素子１の前側（部分反射／透過層１０が設けられた側とは反対側）に配置された前側面光源１０ａから前記液晶表示素子１の表示エリアの全域に向けて照明光を出射させ、この前側面光源１０ａから出射して前記液晶表示素子１の複数の画素Ａにそれぞれ入射した光のうち、一部の光を前記部分反射／透過層１０により反射して前記前側面光源１０ａの前側に出射することにより、前側から観察される画像を表示し、他の光を前記部分反射／透過層１０を透過させて前記液晶表示素子１の後側に配置された後側面光源１０ｂの後側に出射することにより、後側から観察される画像を表示するとともに、前記後側面光源１０ａから前記液晶表示素子１の表示エリアの全域に向けて照明光を出射させ、この後側面光源１０ｂから出射し、前記液晶表示素子１の部分反射／透過層１０を透過して前記複数の画素Ａにそれぞれ入射した光を前記前側面光源１０ａの前側に出射することにより、前記前側から観察される画像を表示する。
【００７０】
なお、前記面光源２５ａ，２５ｂの導光板２６の出射面２８から出射する光はそれぞれ、前記導光板２６の反射面２９の複数の細長プリズム部３０の長さ方向に平行な偏光面をもったＳ波Ｓ２の偏光強度が高く、それと直交するＰ波Ｐ２の偏光強度が弱い光であるが、この液晶表示装置では、前側面光源２５ａを、その導光板２６の出射面２８から出射する光のうち、強度の高いＳ波Ｓ２の偏光面に平行な方向を前記液晶表示素子１の前側偏光板１５の透過軸１５ａと実質的に平行にして配置し、後側面光源２５ｂを、その導光板２６の出射面２８から出射する光のうち、強度の高いＳ波Ｓ２の偏光面に平行な方向を前記液晶表示素子１の後側偏光板１６の透過軸１６ａと実質的に平行にして配置しているため、前記前側面光源２５ａの導光板２６の出射面２８から出射した光の強度の高いＳ波Ｓ２を、前記液晶表示素子１の前側偏光板１５を透過させて液晶セル２に入射させるとともに、前記後側面光源２５ｂの導光板２６の出射面２８から出射した光の強度の高いＳ波Ｓ２を、前記液晶表示素子１の後側偏光板１６を透過させて液晶セル２に入射させることができる。
【００７１】
まず、前側面光源２５ａからの照明光を利用する表示について説明すると、前記前側面光源２５ａから液晶表示素子１の表示エリアの全域に向けて出射された照明光は、図２に矢線で示したように、前記液晶表示素子１の前側偏光板１５によりその透過軸１５ａに平行な直線偏光とされ、前側の位相差板１７を透過し、さらに散乱層１９により散乱されて液晶セル２の複数の画素Ａにその前側から入射する。
【００７２】
前記液晶セル２の複数の画素Ａにその前側から入射した光はそれぞれ、各画素Ａに対応するカラーフィルタ９Ｒ，９Ｇ，９Ｂにより着色されて液晶層５に入射し、この液晶層５を透過する間に各画素Ａの電極６，７間に印加される電界により変化する液晶分子の配向状態に応じた複屈折作用を受けて前記液晶セル２の後側基板４の内面に設けられた部分反射／透過層１０に入射し、その光の一部、つまり前記画素Ａ内の部分反射／透過層１０の反射膜１０ａに対応する領域Ａ１に入射した光が前記部分反射／透過層１０により前側に反射され、他の光、つまり前記画素Ａ内の部分反射／透過層１０の反射膜１０ａが無い部分に対応する領域Ａ２に入射した光が前記部分反射／透過層１０を透過する。
【００７３】
そして、前記部分反射／透過層１０により反射された光は、前記液晶層５とカラーフィルタ９Ｒ，９Ｇ，９Ｂとを再び透過して液晶セル２の前側に出射し、前記散乱層１９により散乱され、前側の位相差板１７を透過して前側偏光板１５に入射し、その光のうち、前記前側偏光板１５の透過軸１５ａに平行な偏光成分がこの前側偏光板１５を透過するとともに前側面光源２５ａの導光板２６を透過して前側に出射し、前記前側偏光板１５の吸収軸に平行な偏光成分がこの前側偏光板１５により吸収されて、前側から観察される画像が表示される。
【００７４】
一方、前記液晶セル２の複数の画素Ａにその前側から入射した光のうち、前記部分反射／透過層１０を透過した光は液晶セル２の後側に出射する。
【００７５】
前記液晶セル２の後側に出射した光は、後側の位相差板１８を透過して後側偏光板１６に入射し、その光のうち、前記後側偏光板１６の透過軸１６ａに平行な偏光成分がこの後側偏光板１６を透過するとともに後側面光源２５ｂの導光板２６を透過して後側に出射し、前記後側偏光板１６の吸収軸に平行な偏光成分がこの後側偏光板１６により吸収されて、後側から観察される画像が表示される。
【００７６】
次に、後側面光源２５ｂからの照明光を利用する表示について説明すると、前記後側面光源２５ｂから液晶表示素子１の表示エリアの全域に向けて出射された照明光は、図２に矢線で示したように、前記液晶表示素子１の後側偏光板１６によりその透過軸１６ａに平行な直線偏光とされ、後側の位相差板１８を透過して部分反射／透過層１０に入射し、その光のうち、前記部分反射／透過層１０の反射膜１０ａが無い部分に対応する領域Ａ２に入射した光が、この部分反射／透過層１０を透過して前記液晶セル２の複数の画素Ａにその後側から入射する。
【００７７】
前記液晶セル２の複数の画素Ａにその後側から入射した光はそれぞれ、その液晶層５を透過する間に各画素Ａの電極６，７間に印加される電界により変化する液晶分子の配向状態に応じた複屈折作用を受け、さらに、各画素Ａに対応するカラーフィルタ９Ｒ，９Ｇ，９Ｂにより着色されて前記液晶セル２の前側に出射する。
【００７８】
そして、前記液晶セル２の前側に出射した光は、散乱層１９により散乱され、前側の位相差板１７を透過して前側偏光板１５に入射し、その光のうち、前記前側偏光板１５の透過軸１５ａに平行な偏光成分がこの前側偏光板１５を透過するとともに前側面光源２５ａの導光板２６を透過して前側に出射し、前記前側偏光板１５の吸収軸に平行な偏光成分がこの前側偏光板１５により吸収されて、前側から観察される画像が表示される。
【００７９】
なお、この実施例では、前記液晶表示素子１がノーマリーホワイトモードであるため、前側から観察される画像も、後側から観察される画像も、前記液晶セル２の複数の画素Ａのうち、電極６，７間に電界が印加されない無電界画素（液晶分子が初期の配向状態にある画素）からの出射光が前側及び後側の偏光板１５，１６を透過して出射して赤、緑、青のいずれかの色の明表示となり、前記電極６，７間に液晶分子が基板３，４面に対して実質的に垂直に立ち上がり配向する電界が印加された電界印加画素からの出射光が前記偏光板１５，１６により吸収されて黒の暗表示になったカラー画像である。
【００８０】
すなわち、この液晶表示装置は、前側面光源２５ａから液晶表示素子１の表示エリアの全域に向けて照明光を出射させることにより、その照明光を利用する反射表示により前側から観察される画像を表示し、前記照明光を利用する透過表示により後側から観察される画像を表示するとともに、後側面光源２５ｂから前記液晶表示素子１の表示エリアの全域に向けて照明光を出射させることにより、その照明光を利用する透過表示により前側から観察される画像を表示するようにしたものである。
【００８１】
この液晶表示装置によれば、その一方の面側である前側から観察される画像と、他方の面側である後側から観察される画像の両方を、前記液晶表示素子１の表示エリア全体で表示することができ、したがって、前記液晶表示素子１の表示エリアは、前側と後側の一方の表示画面に相当する大きさでよい。
【００８２】
そのため、この液晶表示装置によれば、１つの液晶表示素子１を用いて両面表示することができるとともに、その占有面積を小さくすることができる。
【００８３】
また、この液晶表示装置は、上述したように導光板２６の出射面２８の全域から均一な強度分布でしかも充分な強度の光を出射する前側及び後側面光源２５ａ，２５ｂを備え、前側面光源２５ａを、その導光板２６の出射面２８から出射する光のうち、強度の高いＳ波Ｓ２の振動面に平行な方向を前記液晶表示素子１の前側偏光板１５の透過軸１５ａと実質的に平行にして配置し、後側面光源２６ａを、その導光板２６の出射面２８から出射する光のうち、強度の高いＳ波Ｓ２の振動面に平行な方向を前記液晶表示素子１の後側偏光板１６の透過軸１６ａと実質的に平行にして配置しているため、前記面光源２５ａ，２５ｂの導光板２６の出射面２８から出射した光の強度の高いＳ波Ｓ２を、前記液晶表示素子１の前側偏光板１５及び後側偏光板１６を透過させて液晶セル２に入射させ、前記液晶表示素子１に、明るく、しかも輝度むらの無い高品質の画像を表示させることができる。
【００８４】
しかも、この液晶表示装置は、前側面光源２５ａと後側面光源２５ｂがそれぞれその前側及び後側から入射した光を透過させるため、図２に破矢線で示したように、前側から入射する外光（外部環境の光）を前記前側面光源２５ａを透過させて前記液晶表示素子１に入射させ、前記液晶表示素子１の複数の画素Ａにそれぞれ入射した光のうち、前記部分反射／透過層１０により反射された光を前記前側面光源２５ａの前側に出射し、前記部分反射／透過層１０を透過した光を前記後側面光源２５ｂの後側に出射するとともに、後側から入射する外光を、前記後側面光源２５ｂを透過させて前記液晶表示素子１に入射させ、その光のうち、前記部分反射／透過層１０を透過して前記複数の画素Ａにそれぞれ入射した光を前記前側面光源２５ａの前側に出射することができる。
【００８５】
したがって、この液晶表示装置によれば、前側から観察される画像を、前記前側面光源２５ａからの照明光及び前側から入射した外光を利用する反射表示と、前記後側面光源２５ｂからの照明光及び後側から入射した外光を利用する透過表示とにより表示し、後側から観察される画像を、前記前側面光源２５ａからの照明光及び前側から入射した外光を利用する透過表示とにより表示することができる。
【００８６】
なお、前記外光を利用する表示の場合、前側から観察される画像は、液晶表示装置の前側と後側の両方から外光が入射する環境下では、前側から入射した外光の反射と、後側から入射した外光の透過との両方により表示され、液晶表示装置の後側からは外光が入射しない環境下では、前側から入射した外光の反射により表示される。
【００８７】
また、前記外光を利用する表示の場合、入射する外光の強度が不足して充分な明るさの表示が得られないときは、前側から観察される画像を、前側及び後側の面光源２５ａ，２５ｂの一方または両方から外光の強度の不足を補う強度の照明光を出射させることにより表示し、後側から観察される画像を、前側面光源２５ａから外光の強度の不足を補う強度の照明光を出射させることにより表示すればよく、このように外光を利用する表示のときに前記面光源２５ａ，２５ｂを補助光源として利用することにより、充分な明るさの表示を得ることができる。
【００８８】
このように、前記液晶表示装置は、液晶セル２の液晶層５よりも後側に、前記液晶セル２の前側から複数の画素Ａにそれぞれ入射した光の一部を反射し、他の光を透過させる反射／透過手段（上記実施例では部分反射／透過層）１０を設けた液晶表示素子１の前側と後側とにそれぞれ、前記液晶表示素子１の複数の画素Ａが配列する表示エリアの全域に向けて照明光を出射し、且つ前側及び後側から入射した光を透過させる２つの面光源２５ａ，２５ｂを配置したものであるため、１つの液晶表示素子１を用いて両面表示し、しかも占有面積を小さくするとともに、一方の面側（前側）から観察される画像と他方の面側（後側）から観察される画像をそれぞれ、前記面光源２５ａ，２５ｂからの照明光を利用する表示と、外部環境の光である外光を利用する表示とにより表示することができる。
【００８９】
そして、上記実施例では、前記液晶表示素子１の液晶セル２の液晶層５よりも後側に、前記反射／透過手段として、前記液晶セル２の複数の画素Ａ内の予め定められた領域にそれぞれ対応する複数の反射膜１０ａを有し、前記複数の画素Ａにそれぞれ入射した光のうち、前記反射膜１０ａに入射した光を反射し、前記反射膜１０ａの無い部分に入射した光を透過させる部分反射／透過層１０を設けているため、前後の面光源２５ａ，２５ｂからの照明光を利用して表示するときも、外光を利用して表示するときも、前記液晶セル２の複数の画素Ａ内の予め定められた領域から前側に光を出射させて前側から観察される画像を表示し、前記複数の画素Ａ内の他の領域から後側に光を出射させて後側から観察される画像を表示することができる。
【００９０】
さらに、上記実施例では、前記液晶表示素子１を、前記液晶セル２を挟んで配置された前側及び後側偏光板（吸収偏光板）１５，１６を備え、前記反射／透過手段（部分反射／透過層）１０を、前記後側偏光板１６と液晶層５との間に設けた構成としているため、前側から観察される画像を前側面光源２５ａからの照明光及び前側から入射した外光を利用する反射表示により表示するときの偏光板による光吸収を、前側偏光板１５により入射時と出射時の吸収だけにし、明るい表示を得ることができる。
【００９１】
なお、上記実施例では、前記部分反射／透過層１０の複数の反射膜１０ａを、液晶セル２の複数の画素Ａ内の略１／２の領域にそれぞれ対応させて形成しているが、前記部分反射／透過層１０の反射膜１０ａに対応する反射部と前記反射膜１０ａの無い透過部の形状及びその面積比は任意でよく、また、前記反射部と透過部は、１つの画素Ａ内に複数ずつ形成してもよい。
【００９２】
また、前記反射／透過手段は、上記実施例の部分反射／透過層１０に限らず、例えば、入射光を予め定められた反射率と透過率で反射及び透過させる半透過反射膜や、入射光の互いに異なる２つの偏光成分のうち、一方の偏光成分を反射し、他方の偏光成分を透過させる偏光分離素子でもよく、前記反射／透過手段を前記半透過反射膜または偏光分離素子をとすることにより、前記面光源２５ａ，２５ｂからの照明光を利用して表示するときも、外光を利用して表示するときも、前記液晶セル２の複数の画素Ａの全域から前側及び後側に光を出射させ、前側から観察される画像と後側から観察される画像の両方を、前記液晶セル２の複数の画素Ａの全域を利用して画像を表示することができる。
【００９３】
さらに、上記実施例の液晶表示装置は、液晶表示素子１の液晶セル２と前側偏光板１５との間及び前記液晶セル２と後側偏光板１６との間にそれぞれ表示のコントラスト及び視野角を向上させるための位相差板１７，１８を配置するとともに、前記液晶セル２とその前側の位相差板１７との間に散乱層１９を配置しているため、前側と後側とにそれぞれ前記散乱層１９により散乱されて輝度分布が均一になった光を出射させることができ、したがって、前側から観察される画像と後側から観察される画像の両方を、コントラスト及び視野角が充分で、しかも輝度むらの無い高品質の画像とすることができる。
【００９４】
なお、上記実施例では、液晶セル２と前側の位相差板１７との間に散乱層１９を配置しているが、前記散乱層１９は、前側偏光板１５と前側の位相差板１７との間に配置してもよい。
【００９５】
図６は他の液晶表示装置の一部分の断面図であり、この液晶表示装置は、液晶表示素子１の液晶セル２を、その後側基板４の内面に、反射／透過手段として、複数の画素Ａ内の予め定められた領域にそれぞれ対応する複数の反射膜１０ａを有する部分反射／透過層（以下、後側部分反射／透過層と言う）１０を設けるとともに、前側基板３の内面に、複数の画素Ａ内の前記後側部分反射／透過層１０の反射膜１０ａに対応する部分以外の領域のうちの予め定められた領域にそれぞれ対応する複数の反射膜１１ａを有する第２の部分反射／透過層（以下、前側部分反射／透過層と言う）１１を設けた構成とするとともに、上記実施例における液晶セル２の後側の位相差板１８を省略し、さらに、上記実施例における後側偏光板（吸収偏光板）１６を、互いに直交する方向に反射軸と透過軸を有し、入射光の互いに直交する２つの直線偏光のうち、前記反射軸に平行な振動面をもった一方の偏光成分を吸収し、前記透過軸に平行な振動面をもった他方の偏光成分を透過させる反射偏光板２０に置き換え、この反射偏光板２０と前記液晶セル２との間に、第２の散乱層２１を配置したものであり、他の構成は上記実施例の液晶表示装置と同じである。
【００９６】
すなわち、この液晶表示装置は、液晶表示素子１の後側基板４の内面と前側基板３の内面とに前記後側部分反射／透過層１０と前側部分反射／透過層１１とを設けることにより、前記液晶セル２の各画素Ａ内の後側部分反射／透過層１０の反射膜１０ａに対応する部分をそれぞれ、前側から入射した光を前記反射膜１０ａにより前側に反射する前方反射部Ａａとし、前記各画素Ａ内の前側部分反射／透過層１１の反射膜１１ａに対応する部分をそれぞれ、後側から入射した光を前記反射膜１１ａにより後側に反射する後方反射部Ａｂとし、前記各画素Ａ内の後側及び前側部分反射／透過層１０，１１の反射膜１０ａ，１１ａに対応する部分以外の領域をそれぞれ、前側及び後側から入射した光を透過させる透過部Ａｃとするとともに、前記液晶セル２の後側に、後側偏光板として前記反射偏光板２０を配置し、この反射偏光板２０と前記液晶セル２との間に第２の散乱層２１を配置したものである。
【００９７】
なお、この液晶表示装置では、前記後側部分反射／透過層１０の複数の反射膜１０ａを、各画素Ａの一側の略１／３の領域にそれぞれ対応させて設け、前記前側部分反射／透過層１１の複数の反射膜１１ａを、前記各画素Ａの他側の略１／３の領域にそれぞれ対応させて設けることにより、各画素Ａの一側の略１／３の領域を前方反射部Ａａ、他側の略１／３の領域を後方反射部Ａｂとし、前記各画素Ａの残りの領域、つまり各画素Ａの中央の略１／３の領域を、前側及び後側から入射した光を透過させる透過部Ａｃとしている。
【００９８】
また、前記液晶表示素子１は、前側から見た表示がノーマリーホワイトモードのＴＮ型液晶表示装置であり、前記反射偏光板２０は、その透過軸を前記液晶セル２の前側に配置された前側偏光板（吸収偏光板）１５の透過軸１５ａと実質的に平行にし、反射軸を前記前側偏光板１５の透過軸１５ａと実質的に直交させて配置されている。
【００９９】
この液晶表示装置は、前側から観察される画像を、前記液晶表示素子１の前側から複数の画素Ａに入射した光（前側面光源２５ａからの照明光または前側から入射した外光）のうち、前記前方反射部Ａａに入射して前記後側部分反射／透過層１０の反射膜１０ａにより反射された光を前側に出射する反射表示と、前記液晶表示素子１の後側から前記複数の画素Ａに入射した光（後側面光源２５ｂからの照明光または後側から入射した外光）のうち、前記透過部Ａｃに入射し、この透過部Ａｃを透過した光を前側に出射する透過表示とにより行ない、後側から観察される画像を、前記液晶表示素子１の後側から複数の画素Ａに入射した光（後側面光源２５ｂからの照明光または後側から入射した外光）のうち、前記後方反射部Ａｂに入射して前記前側部分反射／透過層１１の反射膜１１ａにより反射された光を後側に出射する反射表示と、前記液晶表示素子１の前側から前記複数の画素Ａに入射した光（前側面光源２５ａからの照明光または前側から入射した外光）のうち、前記透過部Ａｃに入射し、この透過部Ａｃを透過した光を後側に出射する透過表示とにより行なうようにしたものであり、この液晶表示装置によれば、前側から観察される画像と後側から観察される画像とをそれぞれ、反射表示と透過表示の両方により表示することができる。
【０１００】
なお、図１及び図２に示した液晶表示装置と、図６に示した液晶表示装置は、いずれもＴＮ型の液晶表示素子１を備えたものであるが、液晶表示素子は、ＴＮ型に限らず、ＳＴＮ（スーパーツイステッドネマティック）型、非ツイストのホモジニアス配向型、強誘電性または反強誘電性液晶表示素子等でもよい。
【０１０１】
さらに、前記液晶表示素子は、ノーマリーホワイトモードに限らず、ノーマリーブラックモードのものでもよく、また液晶セルは、アクティブマトリックス型に限らず、単純マトリックス型のものでもよい。
【０１０２】
また、上記液晶表示装置の前側及び後側面光源２５ａ，２５ｂは、導光部材３１の他側面の反射面３４を、前記導光部材３１の入射端面３２から入射した光を前記導光部材３１の一側面の細長出射面３３の法線に対する角度が小さくなる方向に向けて内面反射する複数のプリズム部３５により形成したものであるが、前記導光部材３１の他側面の反射面は、例えば、導光部材３１の入射端面３２側から他端側に向かって前記細長出射面３３に近くなる方向に傾いた連続した傾斜面としてもよい。
【０１０３】
また、上記面光源２５ａ，２５ｂは、前記導光板２６の反射面２９を、前記導光板２６の入射端面２７から入射した光を前記導光板２６の出射面２８の法線に対する角度が小さくなる方向に向けて内面反射する複数のプリズム部３０により形成したものであるが、前記導光板２６の反射面２９は、例えば、導光板２６の入射端面２７側から他端側に向かって出射面２８に近くなる方向に傾いた連続した傾斜面としてもよい。
【０１０４】
さらに、上記面光源２５ａ，２５ｂは、前記導光部材３１の入射端面３２に対向させて１つの固体発光素子３８を配置したものであるが、前記導光部材３１の入射端面３２の面積が前記固体発光素子３８よりも大きい場合は、前記導光部材３１の入射端面３２に対向させて複数の固体発光素子３８を配置してもよい。
【０１０５】
また、上記面光源２５ａ，２５ｂは、導光板２６の一端面を入射端面２７に形成し、その入射端面２７に対向させて一端面が入射端面３２に形成された導光部材３１を配置するとともに、この導光部材３１の入射端面３２に対向させて固体発光素子３８を配置したものであるが、前記導光部材３１の両端面をそれぞれ入射端面３２に形成し、その両方の入射端面３２にそれぞれ対向させて固体発光素子３８を配置してもよく、また、前記導光板２６の両端面をそれぞれ入射端面２７に形成し、その両方の入射端面２７にそれぞれ対向させてλ／２位相差板３６と導光部材３１とを配置するとともに、これらの導光部材３１の入射端面３２にそれぞれ対向させて固体発光素子３８を配置してもよい。
【０１０６】
さらに、上記面光源２５ａ，２５ｂは、前記液晶表示素子１の複数の画素Ａが配列する表示エリアの全域に向けてに向けて照明光を出射し、且つ前側及び後側から入射した光を透過させるものであれば、例えば前記導光部材３１を省略し、前記導光板２６の入射端面２７に対向させて直管状の冷陰極管等からなる発光素子を配置したものでもよい。
【０１０７】
上記液晶表示装置は、両面表示型の携帯機器に使用される。なお、図１及び図２に示した実施例の液晶表示装置は、前側から観察される画像を、前側面光源２５ａからの照明光及び前側から入射した外光を利用する反射表示と、前記後側面光源２５ｂからの照明光及び後側から入射した外光を利用する透過表示とにより表示し、後側から観察される画像を、前側面光源２５ａからの照明光及び前側から入射した外光を利用する透過表示とにより表示し、後側から観察される画像を、前側面光源２５ａからの照明光及び前側から入射した外光を利用する透過表示とにより表示するため、前側と後側の両方の面光源２５ａ，２６ｂから照明光を出射させることにより、前側から観察される画像を、後側から観察される画像よりも明るくすることができ、また、前側と後側の両方から外光が入射する環境下で液晶表示装置を使用するときも、前側から観察される画像が後側から観察される画像よりも明るい。
【０１０８】
したがって、上記実施例の液晶表示装置は、その前面、つまり前側面光源２５ａの導光板２６の外面（反射面２９）をメイン表示面とし、後面、つまり後側面光源２５ｂの導光板２６の外面（反射面２９）をサブ表示面として使用するのが好ましい。
【０１０９】
図７〜図１０はそれぞれ上記実施例の液晶表示装置を実装した両面表示型携帯機器の斜視図である。
【０１１０】
図７に示した携帯機器は、折りたたみ型携帯電話機４０であり、上面にキーボード４２を有する本体部４１と、互いに逆向きの２つの外面にそれぞれ表示部４４ａ，４４ｂを有し、前記本体部４１に対して回動開閉される蓋部４３とからなっている。
【０１１１】
この携帯電話機４０は、図７（ａ）のように蓋部４３が開かれた状態で、前記蓋部４３の内面（蓋部４３を開いたときに電話機の使用者に向く面）のメイン表示部４４ａに、送信先データや送受信メール等のメイン情報を表示し、図７（ｂ）のように蓋部４３が閉じられた状態で、前記蓋部４３の外面のサブ表示部４４ｂに、時計や発信元データ等のサブ情報を表示するものであり、両面の表示部４４ａ，４４ｂは、前記蓋部４３の内面と外面とにそれぞれ表示窓４５ａ，４５ｂを設け、前記蓋部４３の内部に、上記液晶表示装置を、その前面（メイン表示面）を蓋部内面の表示窓４５ａに対向させ、後面（サブ表示面）を蓋部外面の表示窓４５ｂに対向させて実装することにより構成されている。
【０１１２】
なお、この携帯電話機４０は、前記液晶表示装置の液晶表示素子１を、前記蓋部４３が開かれたときと、閉じられたときとで、左右を反転させた画像を表示するように駆動する表示駆動手段を備えており、したがって、前記蓋部４３の内面のメイン表示部４４ａと外面のサブ表示部４４ｂとにそれぞれ、左右反転の無い正しい画像を表示することができる。
【０１１３】
図８に示した携帯機器は、薄型デジタルカメラ５０であり、撮像レンズ５２及びファインダ５３等が設けられたカメラ本体５１の互いに逆向きの２つの外面、つまり、図８（ａ）に示した後面（撮像者側の面）と、図８（ｂ）に示した前面（被写体側の面）の互いに背中合わせ対応する箇所にそれぞれ表示部４４ａ，４４ｂを有している。
【０１１４】
このデジタルカメラ５０は、撮像中の画像や撮像済みの記憶画像を、後面のメイン表示部５４ａと前面のサブ表示部５４ｂとに表示するものであり、両面の表示部５４ａ，５４ｂは、前記カメラ本体５１の後面と前面とにそれぞれ表示窓５５ａ，５５ｂを設け、前記カメラ本体５１の内部に、上記液晶表示装置を、その前面（メイン表示面）を前記カメラ本体５１の後面の表示窓５５ａに対向させ、後面（サブ表示面）を前記カメラ本体５１の前面の表示窓５５ｂに対向させて実装することにより構成されている。
【０１１５】
なお、このデジタルカメラ５０は、撮像中の画像や撮像済みの記憶画像を、メイン表示部５４ａとサブ表示部５４ｂのいずれか一方を選択して表示することも、また、前記メイン表示部５４ａとサブ表示部５４ｂの両方に同時に表示することもできるものであり、前記メイン表示部５４ａとサブ表示部５４ｂのいずれか一方を選択して表示する場合は、前記液晶表示装置の液晶表示素子１を、メイン表示部５４ａに表示するときとサブ表示部５４ｂに表示するときとで左右を反転させた画像を表示するように駆動することにより、いずれの表示部５４ａ，５４ｂにも左右反転の無い正しい画像を表示し、また、メイン表示部５４ａとサブ表示部５４ｂの両方に同時に表示するときは、両方の５４ａ，５４ｂの一方、例えばサブ表示部５４ｂに、メイン表示部５４ａの表示画像が左右反転した画像を表示することができる。
【０１１６】
図９に示した携帯機器は、ノート型パソコン６０であり、上面にキーボード６２を有する本体部６１と、互いに逆向きの２つの外面にそれぞれ表示部６４ａ，６４ｂを有し、前記本体部６１に対して回動開閉される蓋部６３とからなっている。
【０１１７】
このノート型パソコン６０は、図９（ａ）のように蓋部６３が開かれた状態で、前記蓋部６３の内面（蓋部６３を開いたときにパソコンの使用者に向く面）のメイン表示部６４ａにメイン情報を表示し、図９（ｂ）のように蓋部６３が閉じられた状態で、前記蓋部６３の外面のサブ表示部６４ｂにサブ情報を表示するものであり、両面の表示部６４ａ，６４ｂは、前記蓋部６３の内面と外面とにそれぞれ表示窓６５ａ，６５ｂを設け、前記蓋部６３の内部に、上記液晶表示装置を、その前面（メイン表示面）を蓋部内面の表示窓６５ａに対向させ、後面（サブ表示面）を蓋部外面の表示窓６５ｂに対向させて実装することにより構成されている。
【０１１８】
このノート型パソコン６０は、蓋部６３を閉じた状態でも、その外面のサブ表示部６４ｂの一部に時計やイラストを部分的に表示したり、前記サブ表示部６４ｂの全体にテレビジョン画像を表示したりすることができるようにしたものであり、前記液晶表示装置の液晶表示素子１を、前記蓋部６３が開かれたときと閉じられたときとで左右を反転させた画像を表示するように駆動することにより、前記蓋部６３の内面のメイン表示部６４ａと外面のサブ表示部６４ｂとにそれぞれ、左右反転の無い正しい画像を表示することができる。
【０１１９】
なお、このノート型パソコン６０は、前記蓋部６３の外面のサブ表示部６４ｂに、前記液晶表示装置の後面に重ねて透明なタッチ入力パネルを配置した構成としてもよく、このようにすることにより、蓋部６３を閉じた状態でも、前記タッチ入力パネルから入力し、前記サブ表示部６４ｂに情報を表示させて使用することができる。
【０１２０】
図１０に示した携帯機器は、ビデオカメラ７０であり、撮像レンズ７２及びファインダ７３等が設けられ、一側面にモニタ格納部７４が形成されたカメラ本体７１と、互いに逆向きの２つの外面にそれぞれ表示部７６ａ，７６ｂを有し、前記カメラ本体７１のモニタ格納部７４から引き起して使用されるモニタ部７５とからなっている。
【０１２１】
このビデオカメラ７０は、撮像中の画像や撮像済みの記憶画像を、図１０（ｂ）に示したモニタ部後面のメイン表示部７６ａと、図１０（ａ）に示したモニタ部前面のサブ表示部７６ｂとに表示するものであり、前記モニタ部７５の両面の表示部７６ａ，７６ｂは、前記モニタ部７５の後面と前面とにそれぞれ表示窓７７ａ，７７ｂを設け、前記モニタ部７５の内部に、上記液晶表示装置を、その前面（メイン表示面）を前記モニタ部７５の後面の表示窓７７ａに対向させ、後面（サブ表示面）を前記モニタ部７５の前面の表示窓７７ｂに対向させて実装することにより構成されている。
【０１２２】
このビデオカメラ７０は、撮像中の画像や撮像済みの記憶画像を、前記モニタ部７５の両面のメイン表示部７６ａとサブ表示部７６ｂのいずれか一方を選択して表示することも、また、前記メイン表示部７６ａとサブ表示部７６ｂの両方に同時に表示することもできるものであり、前記メイン表示部７６ａとサブ表示部７６ｂのいずれか一方を選択して表示する場合は、前記液晶表示装置の液晶表示素子１を、メイン表示部７６ａに表示するときとサブ表示部７６ｂに表示するときとで左右を反転させた画像を表示するように駆動することにより、いずれの表示部７６ａ，７６ｂにも左右反転の無い正しい画像を表示し、また、メイン表示部７６ａとサブ表示部７６ｂの両方に同時に表示するときは、両方の７６ａ，７６ｂの一方、例えばサブ表示部７６ｂに、メイン表示部７６ａの表示画像が左右反転した画像を表示することができる。
【０１２３】
上記図７〜図１０に示した各携帯機器４０，５０，６０，７０は、その内部に実装された前記液晶表示装置が１つの液晶表示素子１を用いて両面表示するものであるため、機器内の液晶表示装置の占有面積が前記液晶表示素子１の略１個分で足り、したがって、機器の小型化が可能となり、また両面の表示を充分大きい画面サイズで表示することができるとともに、２つの液晶表示素子を備えた両面表示型液晶表示装置を実装したものに比べて、低コストに製造することができる。
【０１２４】
しかも、この携帯機器４０，５０，６０，７０は、前記液晶表示装置が前側と後側から観察される画像をそれぞれ面光源２５ａ，２５ｂからの照明光を利用する表示と外光を利用する表示とにより表示するため、前記両面の表示の両方を、前記液晶表示装置の面光源２５ａ，２５ｂからの照明光を利用する表示と、外光を利用する表示とにより表示することができる。
【０１２５】
なお、この発明の液晶表示装置は、上述した携帯電話機４０、デジタルカメラ５０、ノート型パソコン６０及びビデオカメラ７０に限らず、他の両面表示型携帯機器にも使用できるものであり、その場合も、互いに逆向きの２つの機器外面にそれぞれ表示窓を設け、内部に、前記液晶表示装置を、その前面を前記２つの機器外面の一方の表示窓に対向させ、後面を他方の表示窓に対向させて実装すればよい。
【０１２６】
【発明の効果】
この発明の液晶表示装置は、液晶セルの液晶層よりも後側に、前記液晶セルの前側から複数の画素にそれぞれ入射した光の一部を反射し、他の光を透過させる反射／透過手段を設けた液晶表示素子の前側と後側とにそれぞれ、一つの端面を発光素子からの光が入射される入射端面とし、２つの板面の一方を光が出射する平坦な出射面とし、他方の板面を、その板面に複数の細長プリズム部を互いに平行に密に並べて形成し、前記入射端面から入射した光を内面反射して前記出射面から出射させる反射面とした透明板からなる導光板を有し、その細長プリズム部の長さ方向を、それぞれの面光源に隣接する前側または後側偏光板の透過軸と実質的に平行に配置され、前記液晶表示素子の前記複数の画素が配列する表示エリアの全域に向けて照明光を出射し、且つ前側及び後側から入射した光を透過させる前側面光源と後側面光源とを配置したものであるため、１つの液晶表示素子を用いて両面表示し、しかも占有面積を小さくするとともに、一方の面側（前側）から観察される画像と他方の面側（後側）から観察される画像をそれぞれ、前記面光源からの強い照明光を利用する表示と、外部環境の光である外光を利用する表示とにより表示することができる。
【０１２７】
この発明の液晶表示装置において、前記液晶表示素子の反射／透過手段は、前記液晶セルの複数の画素内の予め定められた領域にそれぞれ対応する複数の反射膜を有し、前記複数の画素にそれぞれ入射した光のうち、前記反射膜に入射した光を反射し、前記反射膜の無い部分に入射した光を透過させる部分反射／透過層からなっているのが好ましく、このようにすることにより、前後の面光源からの照明光を利用して表示するときも、外光を利用して表示するときも、前記液晶セルの複数の画素内の予め定められた領域から前側に光を出射させて前側から観察される画像を表示し、前記複数の画素内の他の領域から後側に光を出射させて後側から観察される画像を表示することができる。
【０１２８】
また、前記液晶表示素子は、前記液晶セルを挟んで配置された前側及び後側偏光板を備えており、前記反射／透過手段は、前記後側偏光板と液晶層との間に設けられているのが望ましく、このようにすることにより、前側から観察される画像を前側面光源２５ａからの照明光及び前側から入射した外光を利用する反射表示により表示するときの偏光板による光吸収を、前側偏光板により入射時と出射時の吸収だけにし、明るい表示を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例を示す液晶表示装置の分解斜視図。
【図２】前記液晶表示装置の一部分の断面図。
【図３】前記液晶表示装置の前後の面光源の平面図。
【図４】前記面光源の側面図。
【図５】前記面光源の導光部材と位相差板と導光板からの出射光の直線偏光成分を示す模式図。
【図６】他の液晶表示装置の一部分の断面図。
【図７】この発明の液晶表示装置を実装した携帯電話機の斜視図。
【図８】この発明の液晶表示装置を実装したデジタルカメラの斜視図。
【図９】この発明の液晶表示装置を実装したノート型パソコンの斜視図。
【図１０】この発明の液晶表示装置を実装したビデオカメラの斜視図。
【符号の説明】
１…液晶表示素子
２…液晶セル
３，４…基板
５…液晶層
６，７…電極
８…ＴＦＴ
９Ｒ，９Ｇ，９Ｂ…カラーフィルタ
１０…部分反射／透過層（反射／透過手段）
１０ａ…反射膜
Ａ…画素
１５，１６…吸収偏光板
１７，１８…位相差板
１９…光散乱層
２５ａ，２５ｂ…面光源[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a double-sided display type liquid crystal display device.
[0002]
[Prior art]
For example, as a double-sided display type liquid crystal display device used for a portable device having a double-sided display function such as a cellular phone, two liquid crystal display elements are placed in a back-to-back state with their display surfaces facing in opposite directions, There is a configuration in which surface light sources that emit illumination light are arranged toward both liquid crystal display elements (see Patent Documents 1 and 2).
[0003]
However, since the use of two liquid crystal display elements increases the cost, it is desired to perform double-sided display using one liquid crystal display element.
[0004]
Conventionally, as a liquid crystal display device that performs double-sided display using a single liquid crystal display element, the screen area of the liquid crystal display element is divided into a first screen portion and a second screen portion, and one of the screen regions is divided by the first screen portion. An image observed from the other surface side is displayed, and an image observed from the other surface side is displayed by the second screen portion (see Patent Documents 3 and 4).
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-10-90678
[0006]
[Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 2001-290445
[0007]
[Patent Document 3]
JP 2000-193946 A
[0008]
[Patent Document 4]
JP 2001-305525 A
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the double-sided display type liquid crystal display device in which the screen area of the liquid crystal display element is divided into the first and second screen parts, the display area of the liquid crystal display element is divided into a display screen on one side and a display side on the other side. Due to the size of the display screen arranged side by side, the occupied area of the liquid crystal display device is much larger than that of the double-sided display screen, and therefore the mobile device such as a mobile phone with limited mounting space for the liquid crystal display device Can not be used.
[0010]
According to the present invention, both sides can be displayed using one liquid crystal display element, and the occupied area can be reduced, and an image observed from one side and an image observed from the other side can be displayed. It is an object of the present invention to provide a liquid crystal display device capable of performing display using illumination light from a surface light source and display using external light that is light from the external environment.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
  The liquid crystal display device of the present invention is
  A liquid crystal layer is provided between the front substrate and the rear substrate disposed to face each other, and at least one electrode is provided on one of the opposing inner surfaces of the front substrate and the rear substrate, and the at least one electrode is provided on the other inner surface. A liquid crystal cell provided with a plurality of electrodes that form a plurality of pixels arranged in a matrix by opposing regions, and provided behind the liquid crystal layer, and incident on the plurality of pixels from the front side of the liquid crystal cell, respectively. Reflection / transmission means for reflecting part of the reflected light and transmitting other light,Front and rear polarizing plates respectively disposed on outer surfaces of the front substrate and the rear substrate;A liquid crystal display element having
  One end surface is an incident end surface on which light from the light emitting element is incident, one of the two plate surfaces is a flat emission surface from which light is emitted, and the other plate surface is provided with a plurality of elongated prism portions on the plate surface. A light guide plate made of a transparent plate formed as a reflective surface that is formed in parallel and densely arranged with each other, and reflects the light incident from the incident end surface to be reflected from the inner surface and emitted from the output surface,Illumination light is emitted toward the entire display area in which the plurality of pixels of the liquid crystal display element are arranged, and light incident from the front side and the rear side is transmitted.Arranged on the front side and the rear side of the liquid crystal display element, respectively.Two surface light sources,
With
In the two surface light sources, the length direction of the elongated prism portion formed on the exit surface of each reflection surface is substantially parallel to the transmission axis of the front or rear polarizing plate adjacent to each surface light source. ArrangedIt is characterized by that.
[0012]
The liquid crystal display device includes: a front side light source disposed on the front side of the liquid crystal display element (opposite side where the reflection / transmission means is provided) of the two surface light sources; Illumination light is emitted toward the entire area, and part of the light emitted from the front side light source and incident on each of the plurality of pixels of the liquid crystal display element is reflected by the reflection / transmission means, and the front light is emitted. The rear side light source arranged on the rear side of the liquid crystal display element displays an image observed from the front side by emitting to the front side of the side light source, and transmits other light through the reflection / transmission means. And displaying an image observed from the rear side, emitting illumination light from the rear side light source toward the entire display area of the liquid crystal display element, and emitting from the rear side light source, Reflection of liquid crystal display element By emitting the light incident to each of the plurality of pixels on the front side of the front side light source is transmitted through the transmission means, for displaying the image viewed from the front side.
[0013]
That is, the liquid crystal display device emits illumination light from the front side light source toward the entire display area of the liquid crystal display element, thereby displaying an image observed from the front side by reflection display using the illumination light. In addition, an image observed from the rear side is displayed by transmissive display using the illumination light, and the illumination light is emitted from the rear side light source toward the entire display area of the liquid crystal display element. An image observed from the front side is displayed by transmissive display using light.
[0014]
According to this liquid crystal display device, both an image observed from the front side which is one surface side and an image observed from the rear side which is the other surface side are displayed in the entire display area of the liquid crystal display element. Therefore, the display area of the liquid crystal display element may have a size corresponding to one of the front and rear display screens.
[0015]
Therefore, according to this liquid crystal display device, both sides can be displayed using one liquid crystal display element and the occupied area can be reduced.
[0016]
  Moreover, this liquid crystal display device has a front side light source and a rear side light source,One end surface is an incident end surface on which light from the light emitting element is incident, one of the two plate surfaces is a flat emission surface from which light is emitted, and the other plate surface is provided with a plurality of elongated prism portions on the plate surface. A light guide plate made of a transparent plate formed as a reflection surface that is formed in parallel and densely arranged and reflects the light incident from the incident end surface to emit from the output surface, and the length direction of the elongated prism portion is The illumination light is emitted toward the entire display area in which the plurality of pixels of the liquid crystal display element are arranged so as to be substantially parallel to the transmission axis of the front or rear polarizing plate adjacent to each surface light source. In addition, in order to transmit the light incident from the front side and the rear side, strong light can be emitted from the two surface light sources,External light (light from the external environment) incident from the front side is transmitted through the front side light source and incident on the liquid crystal display element, and the reflection / transmission means among the light incident on each of the plurality of pixels of the liquid crystal display element The light reflected by is emitted to the front side of the front side light source, the light transmitted through the reflection / transmission means is emitted to the rear side of the rear side light source, and external light incident from the rear side is emitted from the rear side surface. A light source can be transmitted to be incident on the liquid crystal display element, and among the light, the light transmitted through the reflection / transmission means and incident on each of the plurality of pixels can be emitted to the front side of the front side light source.
[0017]
Therefore, according to the liquid crystal display device, an image observed from the front side is reflected in the reflective display using illumination light from the front side light source and external light incident from the front side, illumination light from the rear side light source, and the rear side. In addition to displaying by transmissive display using external light incident from the side, an image observed from the rear side is displayed by illuminating light from the front side light source and transmissive display using external light incident from the front side. be able to.
[0018]
As described above, the liquid crystal display device of the present invention reflects a part of the light incident on the plurality of pixels from the front side of the liquid crystal cell and transmits the other light behind the liquid crystal layer of the liquid crystal cell. Illumination light is emitted toward the entire display area where the plurality of pixels of the liquid crystal display element are arranged on the front side and the rear side of the liquid crystal display element provided with the reflection / transmission means, and from the front side and the rear side. By arranging a front side light source and a rear side light source that transmit incident light, both sides are displayed using a single liquid crystal display element, and the occupied area is reduced and observed from one side (front side). And an image observed from the other surface side (rear side) can be displayed by a display using illumination light from the surface light source and a display using external light which is light from the external environment. It was made possible .
[0019]
In the liquid crystal display device according to the present invention, the reflection / transmission means of the liquid crystal display element has a plurality of reflection films respectively corresponding to predetermined regions in the plurality of pixels of the liquid crystal cell. Of each incident light, it preferably comprises a partial reflection / transmission layer that reflects the light incident on the reflective film and transmits the light incident on the portion without the reflective film.
[0020]
The liquid crystal display element includes front and rear polarizing plates disposed with the liquid crystal cell interposed therebetween, and the reflection / transmission means is provided between the rear polarizing plate and the liquid crystal layer. It is desirable.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
1 to 5 show an embodiment of the present invention. FIG. 1 is an exploded perspective view of a liquid crystal display device, and FIG. 2 is a sectional view of a part of the liquid crystal display device.
[0022]
As shown in FIGS. 1 and 2, the liquid crystal display device of this embodiment includes one liquid crystal display element 1 and two surface light sources 25a disposed on the front side and the rear side of the liquid crystal display element 1, respectively. 25b.
[0023]
The liquid crystal display element 1 is disposed on the front side and the rear side of the liquid crystal cell 2, the reflection / transmission means 10 provided on the rear side of the liquid crystal layer 5 of the liquid crystal cell 2, and the liquid crystal cell 2 in between. The front polarizing plate 15 and the rear polarizing plate 16 are provided.
[0024]
As shown in FIG. 2, the liquid crystal cell 2 has a liquid crystal layer 5 provided between a transparent substrate 3 on the front side (upper side in the drawing) and a transparent substrate 4 on the rear side (lower side in the drawing). A plurality of pixels A arranged in a matrix form with at least one transparent electrode 6 on one of the opposing inner surfaces of the front substrate 3 and the rear substrate 4 and on the other inner surface with a region facing the at least one electrode 6. A plurality of transparent electrodes 7 to be formed are provided.
[0025]
The liquid crystal cell 2 is of an active matrix type, the electrode 6 provided on the inner surface of the front substrate 3 is a single-film counter electrode, and the electrode 7 provided on the inner surface of the rear substrate 4 is: A plurality of pixel electrodes arranged in a matrix in the row direction and the column direction.
[0026]
The plurality of pixel electrodes 7 are respectively connected to a plurality of TFTs (thin film transistors) 8 provided on the inner surface of the rear substrate 4 so as to correspond to the pixel electrodes 7, respectively. It is connected to a gate wiring and a data wiring (not shown) provided on the inner surface of the rear substrate 4.
[0027]
The liquid crystal cell 2 includes a plurality of color filters 9R, 9G, and 9B corresponding to the plurality of pixels A, for example, red, green, and blue, and these color filters 9R, 9G. , 9B are formed on one of the substrates, for example, the inner surface of the front substrate 3 so as to correspond to the entire area of each pixel A, and the counter electrode 6 is formed on the color filters 9R, 9G, 9B. ing.
[0028]
On the other hand, the reflection / transmission means 10 provided behind the liquid crystal layer 5 of the liquid crystal cell 2 includes a plurality of reflection films 10a respectively corresponding to predetermined regions in the plurality of pixels A of the liquid crystal cell 1. A partial reflection / transmission layer that reflects the light incident on the reflective film 10a and transmits the light incident on the part without the reflective film 10a. Yes. Hereinafter, the reflection / transmission means 10 is referred to as a partial reflection / transmission layer.
[0029]
The plurality of reflective films 10a of the partial reflection / transmission layer 10 are subjected to low-reflection treatment on the surface opposite to the surface facing the liquid crystal layer 5 and single-sided reflection in which the surface facing the liquid crystal layer 5 is mirror-finished. These reflective films 10a are formed on the inner surface of the rear substrate 4 of the liquid crystal cell 2 so as to correspond to approximately ½ regions of all the pixels A arranged in a matrix. Each of the pixel electrodes 7 is formed by directly superimposing a part of the pixel electrode 7 (approximately a half of the pixel electrode 7) on the reflective film 10a, or covering the reflective film 10a with a transparent insulating film. It is formed on it.
[0030]
Further, alignment films 12 and 13 are provided on the inner surfaces of the front substrate 3 and the rear substrate 4 of the liquid crystal cell 2 so as to cover the electrodes 6 and 7, respectively.
[0031]
The front substrate 3 and the rear substrate 4 are joined via a frame-shaped sealing material 14 (see FIG. 1) surrounding a display area in which the plurality of pixels A are arranged in a matrix, and the front substrate 3 A liquid crystal layer 5 is provided in a region surrounded by the frame-shaped sealing material 14 between the rear substrate 4 and the rear substrate 4.
[0032]
The liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 5 are defined in an alignment direction in the vicinity of the front and rear substrates 2 and 3 by the alignment films 12 and 13 and are aligned in a predetermined initial alignment state between the substrates 2 and 3. .
[0033]
The polarizing plates 15 and 16 disposed on the front side and the rear side of the liquid crystal cell 2 have absorption axes (not shown) and transmission axes 15a and 16a, respectively, in directions orthogonal to each other, and orthogonal to incident light. Absorbed polarized light that absorbs one polarization component having a vibration plane parallel to the absorption axis and transmits the other polarization component having a vibration plane parallel to the transmission axes 15a and 16a. It is a board.
[0034]
The liquid crystal display element 1 of this embodiment is a normally white mode TN (twisted nematic) type liquid crystal display element, and the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 5 of the liquid crystal cell 2 are located between the front and rear substrates 3 and 4. It is substantially twist-oriented with a twist angle of 90 degrees, and the front absorption polarizing plates 15 and 16 are arranged with their transmission axes 15a and 16a substantially orthogonal to each other.
[0035]
Further, the liquid crystal display element 1 is disposed between the liquid crystal cell 2 and the front polarizing plate 15 and between the liquid crystal cell 2 and the rear polarizing plate 16 in order to improve display contrast and viewing angle. And a light scattering layer (hereinafter referred to as a scattering layer) 19 disposed between the liquid crystal cell 2 and the phase difference plate 17 on the front side thereof.
[0036]
On the other hand, the surface light sources 25a and 25b disposed on the front side (front side of the front polarizing plate 15) and the rear side (rear side of the rear polarizing plate 16) of the liquid crystal display element 1 are respectively a plurality of the liquid crystal display elements 1. The illumination light is emitted toward the entire display area where the pixels A are arranged, and the light incident from the front side and the rear side is transmitted.
[0037]
3 and 4 are a plan view and a side view of the surface light sources 25a and 25b, and FIG. 5 is a schematic diagram showing linearly polarized components of light emitted from the light guide member, the phase difference plate, and the light guide plate of the surface light sources 25a and 25b. FIG.
[0038]
As shown in FIGS. 3 and 4, the surface light sources 25 a and 25 b include a light guide plate 26, a light guide member 31 disposed on the side of the light guide plate 26, and the light guide plate 26 and the light guide member 31. And a phase difference plate 36 disposed between the light guide member 31 and one light emitting element 38 disposed on the side of the light guide member 31.
[0039]
The light guide plate 26 is made of a transparent plate such as an acrylic resin plate having an area facing the entire display area of the liquid crystal display element 1, and one end surface thereof forms an incident end surface 27 on which light is incident. Then, one of the two plate surfaces of the transparent plate reflects the flat light emitting surface 28 that emits the light guided to the transparent plate, and the other plate surface reflects the light incident from the incident end surface 27 to the inner surface. A reflection surface 29 that is emitted from the emission surface 28 is formed.
[0040]
The reflection surface 29 of the light guide plate 26 is densely arranged in parallel over the entire area of the other plate surface of the light guide plate 26 and is formed in parallel with each other. It consists of a plurality of prism portions 30 that are internally reflected toward the direction in which the angle with respect to the line decreases.
[0041]
The plurality of prism portions 30 are elongated prism portions having a trapezoidal cross-sectional shape that is parallel to the incident end surface 27 of the light guide plate 26 and has a length extending over the entire width of the light guide plate 26. Of the both side surfaces, the side surface on the incident end surface 27 side is formed as an acute angle surface substantially perpendicular to the exit surface 28, and the other side surface is directed toward the outer surface side of the reflecting surface 29. Are formed on an inclined surface inclined at an angle of 30 to 60 degrees (preferably approximately 45 degrees) with respect to the emission surface 28, and a top surface portion between these side surfaces (steep angle surface and inclined surface) is emitted. A flat surface parallel to the surface 28 is formed.
[0042]
In FIG. 4, the plurality of prism portions 30 are greatly exaggerated, but these prism portions 30 are formed at a pitch smaller than the pixel pitch of the liquid crystal cell 2.
[0043]
That is, the light guide plate 26 guides the light incident from the incident end face 27 and emits the light from the output face 28. The light incident on the light guide plate 26 from the incident end face 27 is indicated by an arrow in FIG. As shown, any one of the plurality of elongated prism portions 30 on the reflecting surface 29 that travels straight in the light guide plate 26 or is internally reflected by total reflection at the exit surface 28 at the interface with the outside air (air). The light is incident on the inclined surface, and is internally reflected toward the direction in which the angle with respect to the normal of the emission surface 28 becomes smaller due to total reflection at the interface with the outside air, and is emitted from the emission surface 28.
[0044]
On the other hand, the light guide member 31 disposed on the side of the light guide plate 26 is formed of a rectangular bar-like elongated transparent material (for example, an acrylic resin material) having a length corresponding to the incident end surface 27 of the light guide plate 26. One of the side surfaces forms an elongated outgoing surface 33 for emitting light, and one of the two end surfaces intersecting the elongated outgoing surface 33 of the elongated transparent material has an incident end surface 32 on which light is incident. The other side surface facing the emission surface 33 forms a reflection surface 34 that internally reflects the light incident from the incident end surface 32 and emits the light from the elongated emission surface 33.
[0045]
The reflection surface 34 on the other side surface of the light guide member 31 is formed closely in parallel with each other over the entire other side surface so that the light incident from the incident end surface 32 of the light guide member 31 is a part of the light guide member 31. It is composed of a plurality of prism portions 35 that are internally reflected toward the direction in which the angle with respect to the normal line of the elongated outgoing surface 33 on the side surface decreases.
[0046]
The plurality of prism portions 35 are elongated prism portions that are parallel to the incident end face 32 of the light guide member 31 and have a triangular cross section having a length extending over the entire width of the other side surface of the light guide member 31. Of the two side surfaces of the prism portion 35, the side surface on the incident end surface 32 side is formed as an acute angle surface substantially perpendicular to the elongated outgoing surface 33, and the other side surface is on the outer surface side of the reflecting surface 34. In the direction of the incident end face 32, it is formed on an inclined surface inclined at an angle of 30 to 60 degrees (preferably about 45 degrees) with respect to the elongated outgoing face 33.
[0047]
In FIG. 3, the plurality of prism portions 35 are greatly exaggerated, but these prism portions 35 are formed at a pitch similar to the pitch of the elongated prism portions 30 on the reflection surface 29 of the light guide plate 26. Has been.
[0048]
That is, the light guide member 31 guides the light incident from the incident end face 32 and emits the light from the elongated outgoing face 33 on one side, and the light incident on the light guide member 31 from the incident end face 32 is As indicated by arrows in FIG. 4, the plurality of elongated prisms on the reflecting surface 34 travel straight in the light guide member 31 or are internally reflected by total reflection at the interface with the outside air on the elongated light emitting surface 33. The light is incident on any inclined surface of the portion 35, and is internally reflected toward the direction in which the angle with respect to the normal line of the elongated exit surface 33 is reduced by total reflection at the interface with the outside air at the inclined surface, and the elongated exit surface The light is emitted from the entire area 33 with a uniform intensity distribution.
[0049]
The light guide member 31 has the elongated emission surface 33 opposed to the incident end surface 27 of the light guide plate 26, and the elongated emission surface 33 of the light guide member 31 and the incident end surface 27 of the light guide plate 26 are mutually connected. They are arranged in parallel.
[0050]
In this embodiment, light that has passed through the reflection surface 34 and leaked to the rear side of the light guide member 31 is returned to the light guide member 31 on the rear side of the reflection surface 34 of the light guide member 31. A reflector 37 is arranged.
[0051]
The phase difference plate 36 disposed between the light guide plate 26 and the light guide member 31 is a λ / 2 phase difference plate that gives a half-wave phase difference between ordinary light and abnormal light of transmitted light. The polarization plane of the linearly polarized component of the light emitted from the elongated light exit surface 33 of the light guide member 31 is rotated by 90 degrees and is incident on the incident end face 27 of the light guide plate 26.
[0052]
The λ / 2 phase difference plate 36 has an elongated shape corresponding to the entire area of the incident end surface 27 of the light guide plate 26 and the elongated output surface 33 of the light guide member 31, and the incident end surface 27 of the light guide plate 26. One surface is affixed to the incident end surface 27 of the light guide plate 26 with a transparent adhesive, and the other surface is the elongated light output surface of the light guide member 31. 33 is attached with a transparent adhesive.
[0053]
The light emitting element 38 disposed to face the incident end face 32 of the light guide member 31 is a solid light emitting element that emits white light such as an LED (light emitting diode), and includes, for example, a red LED and a green LED. A blue LED is molded with a transparent resin, and white light in which red, green, and blue light emitted from these LEDs are mixed is emitted.
[0054]
The surface light sources 25 a and 25 b cause the light emitted from the solid state light emitting element 38 to enter the light guide member 31 from the incident end face 32, and the light is opposite to the elongated light emission surface 33 of the light guide member 31. The light is reflected from the reflecting surface 34 and is emitted toward the incident end surface 27 of the light guide plate 26 with a uniform intensity distribution from the entire elongated output surface 33 of the light guide member 31. 27, light having a uniform intensity distribution is incident from the entire area 27, and the light is internally reflected by the reflection surface 29 of the light guide plate 26 and is emitted from the entire area of the emission surface 28 of the light guide plate 26. According to the surface light sources 25a and 25b, light having a uniform intensity distribution can be emitted from the entire emission surface 28 of the light guide plate 26 with a small number of light emitting elements.
[0055]
In addition, the surface light sources 25 a and 25 b arrange light emitted from the elongated light emitting surface 33 of the light guide member 31 between the incident end surface 27 of the light guide plate 26 and the elongated light emitting surface 33 of the light guide member 31. The λ / 2 phase difference plate 36 rotates the polarization plane of the linearly polarized light component of the light substantially 90 degrees so as to enter the incident end face 27 of the light guide plate 26, so that the light guide member 31 is incident from the incident end surface 32 and is internally reflected by the reflecting surface 34 on the other side of the light guide member 31, and is emitted from the elongated light emitting surface 33 of the light guide member 31 to the light guide plate 26. The high-intensity linearly polarized light component of the light incident from the light source is internally reflected with a high reflection intensity by the reflection surface 29 of the light guide plate 26 and light having a sufficient intensity is emitted from the output surface 28 of the light guide plate 26. Can do.
[0056]
That is, as described above, the light guide plate 26 is incident on the incident end surface 27 and travels straight in the light guide plate 26 or is reflected by the light exit surface 28 and incident on the reflection surface 29. The light is internally reflected by the surface 29 and emitted from the light exit surface 28. Since the reflection intensity by the light reflective surface 29 differs depending on the linearly polarized light component contained in the light, the incident light on the reflective surface 34 and the light reflected by the light are reflected. The linearly polarized light component (hereinafter referred to as “S wave”) that vibrates in the direction perpendicular to the plane to be included is internally reflected at a higher intensity than the linearly polarized light component (hereinafter referred to as “P wave”) that vibrates in the plane.
[0057]
Further, as described above, the light guide member 31 is incident from the incident end face 32 and travels straight in the light guide member 31 or is internally reflected by one elongated outgoing surface 33 and reflected on the other side surface. The light incident on 34 is internally reflected by the reflecting surface 34 and is emitted from the elongated emitting surface 33. The reflection intensity of the reflecting surface 34 also varies depending on the linearly polarized light component contained in the light, and the light is incident on the reflecting surface 34. The S-wave of the linearly polarized component that vibrates in the direction perpendicular to the plane containing the incident light and the reflected ray thereof is internally reflected at a higher intensity than the P-wave of the linearly polarized component that vibrates in the plane.
[0058]
Therefore, the light emitted from the elongated emission surface 33 of the light guide member 31 has a higher intensity of the S-wave polarization component than the P-wave polarization component.
[0059]
Since the reflection surface 29 of the light guide plate 26 and the reflection surface 34 of the light guide member 31 are arranged at positions that intersect each other at 90 degrees, the light emitted from the elongated emission surface 33 of the light guide member 31 Is incident on the light guide plate 26 as it is, the P wave having a low reflection intensity reflected by the reflection surface 34 of the light guide member 31 is reflected from the reflection surface 29 of the light guide plate 26. A high-intensity S-wave incident as a high-intensity S-wave and reflected by the reflection surface 34 of the light guide member 31 is incident on the reflection surface 29 of the light-guide plate 26 as a low-reflection P-wave. The intensity of light emitted from the emission surface 28 of the light guide plate 26 is low.
[0060]
On the other hand, in the surface light sources 25a and 25b, a λ / 2 phase difference plate 36 is disposed between the incident end surface 27 of the light guide plate 26 and the elongated light exit surface 33 of the light guide member 31, and therefore FIG. As shown in FIG. 2, the S wave S1 and the P wave P1 emitted from the elongated emission surface 33 of the light guide member 31 are rotated by 90 degrees on the polarization plane by the λ / 2 phase difference plate 36, and the light guide plate 26 Incident from the incident end face 27.
[0061]
For this reason, of the light emitted from the elongated light emitting surface 33 of the light guide member 31, the high intensity S wave S <b> 1 is reflected on the reflection surface 29 of the light guide plate 26 with the S wave S <b> 2 having high reflection intensity by the reflection surface 29. The P wave having a low intensity is incident on the reflection surface 29 of the light guide plate 26 as a P wave having a low reflection intensity by the reflection surface 29.
[0062]
Therefore, according to the surface light sources 25 a and 25 b, light having a high polarization intensity of light emitted from the elongated light emitting surface 33 of the light guide member 31 is reflected by the reflective surface 29 of the light guide plate 26 with high reflection intensity. The light can be reflected from the inner surface, and therefore, light with sufficient intensity can be emitted from the emission surface 28 of the light guide plate 26.
[0063]
Thus, in the surface light sources 25a and 25b, one end surface of the transparent plate forms an incident end surface 27 on which light is incident, and one of the two plate surfaces of the transparent plate is guided through the transparent plate. A light guide plate that forms a reflecting surface 29 for reflecting the light incident on the light incident surface 27 from the incident end surface 27 and emitting the light from the light emitting surface 28, and one side surface of the elongated transparent material. In addition to forming an elongated light exit surface 33 for emitting light, an incident end surface 32 on which one of two end faces intersecting the elongated output surface 33 of the elongated transparent material is incident is opposed to the elongated exit surface 33. The side surface is formed with a reflection surface 34 for reflecting the light incident from the incident end surface 32 to be emitted from the elongated output surface 33, and the elongated output surface 33 is opposed to the incident end surface 27 of the light guide plate 26. The arranged light guide member 31 and the light guide plate 6 is arranged between the incident end face 27 and the elongated light exit surface 33 of the light guide member 31, and the polarization plane of the linearly polarized light component emitted from the elongated light exit surface 33 of the light guide member 31 is substantially 90 degrees. The phase difference plate 36 that is rotated and incident on the incident end surface 27 of the light guide plate 26 and the solid light emitting element 38 that is disposed to face the incident end surface 32 of the light guide member 31 are few. With the number of light emitting elements, light having a uniform intensity distribution and sufficient intensity can be emitted from the entire emission surface 28 of the light guide plate 26.
[0064]
Since the surface light sources 25a and 25b of this embodiment are provided with one solid-state light emitting element 38 made of an LED or the like as a light emitting element, the cost can be reduced and the number of consumed electrodes can be reduced.
[0065]
Further, since the solid-state light emitting element 38 can change the light emission intensity by controlling the driving voltage, the intensity of the light emitted from the emission surface 28 of the light guide plate 26 can be arbitrarily adjusted.
[0066]
In addition, the surface light sources 25a and 25b use the reflecting surface 34 on the other side surface of the light guide member 31 and the light incident from the incident end surface 32 of the light guide member 31 on the elongated outgoing surface 33 of the light guide member 31. Since it is formed by a plurality of prism portions 35 that are internally reflected toward the direction in which the angle with respect to the line decreases, the light emitted from the elongated light emitting surface 33 of the light guide member 31 is incident on the light incident end surface 27 of the light guide plate 26. The light is incident from the vicinity of the direction perpendicular to the light, and the light is evenly distributed over the entire area of the light guide plate 26, and light having a more uniform intensity distribution is emitted from the entire area of the emission surface 28 of the light guide plate 26. it can.
[0067]
Further, the surface light sources 25a and 25b have a small angle with respect to the normal line of the light exiting surface 28 of the light guide plate 26 when the light incident from the incident end surface 27 of the light guide plate 26 is reflected on the reflective surface 29 on the rear surface of the light guide plate 26. Are formed by a plurality of prism portions 30 that reflect the inner surface in the direction of the direction, the front luminance (light emitted in the direction near the normal of the emission surface 28 of the light guide plate 26) from the emission surface 28 of the light guide plate 26. Can be emitted.
[0068]
The front surface light source 25a opposes the emission surface 28 of the light guide plate 26 to the front surface of the liquid crystal display element 1 (the front surface of the front polarizing plate 15), and the light emitted from the emission surface 28 of the light guide plate 26. Among them, the direction parallel to the polarization plane of the strong S wave S2, that is, the length direction of the plurality of elongated prism portions 30 on the reflection surface 29 of the light guide plate 26 is transmitted through the front polarizing plate 15 of the liquid crystal display element 1. The rear surface light source 25b is disposed substantially parallel to the shaft 15a, and the light exit surface 28 of the light guide plate 26 faces the rear surface of the liquid crystal display element 1 (the rear surface of the rear polarizing plate 16). At the same time, of the light emitted from the light exit surface 28 of the light guide plate 26, the direction parallel to the polarization surface of the high-intensity S wave S2 (the length direction of the plurality of elongated prism portions 30 on the reflection surface 29 of the light guide plate 26). For the rear side of the liquid crystal display element 1 Are arranged substantially parallel to the transmission axis 16a of the plate 16.
[0069]
This liquid crystal display device includes the front surface light source 10a disposed on the front side of the liquid crystal display element 1 (the side opposite to the side on which the partial reflection / transmission layer 10 is provided) of the two surface light sources 25a and 25b. Illumination light is emitted toward the entire display area of the liquid crystal display element 1, and part of the light emitted from the front side light source 10 a and incident on each of the plurality of pixels A of the liquid crystal display element 1. By reflecting the light from the partial reflection / transmission layer 10 and emitting it to the front side of the front side light source 10a, an image observed from the front side is displayed, and other light is transmitted through the partial reflection / transmission layer 10 to By emitting light to the rear side of the rear side light source 10b disposed on the rear side of the liquid crystal display element 1, an image observed from the rear side is displayed and the display area of the liquid crystal display element 1 from the rear side light source 10a is displayed. Whole area Illumination light is emitted toward the rear side light source 10b, and the light incident on the plurality of pixels A through the partial reflection / transmission layer 10 of the liquid crystal display element 1 is incident on the front side light source 10a. By emitting to the front side, the image observed from the front side is displayed.
[0070]
The light emitted from the emission surface 28 of the light guide plate 26 of the surface light sources 25a and 25b has a polarization plane parallel to the length direction of the plurality of elongated prism portions 30 of the reflection surface 29 of the light guide plate 26. Although the polarization intensity of the S wave S2 is high and the polarization intensity of the P wave P2 perpendicular to the S wave S2 is weak, in this liquid crystal display device, the front side light source 25a is used to transmit the light emitted from the emission surface 28 of the light guide plate 26. Among them, the direction parallel to the polarization plane of the strong S wave S2 is arranged substantially parallel to the transmission axis 15a of the front polarizing plate 15 of the liquid crystal display element 1, and the rear side light source 25b is disposed on the light guide plate 26. Of the light emitted from the emission surface 28, the direction parallel to the polarization plane of the high-intensity S wave S2 is arranged so as to be substantially parallel to the transmission axis 16a of the rear polarizing plate 16 of the liquid crystal display element 1. Therefore, the light of the front side light source 25a is guided. The S wave S2 having a high intensity of light emitted from the light exit surface 28 is transmitted through the front polarizing plate 15 of the liquid crystal display element 1 and is incident on the liquid crystal cell 2, and the light guide plate 26 of the rear side light source 25b. The S wave S2 having a high intensity of light emitted from the emission surface 28 can be transmitted through the rear polarizing plate 16 of the liquid crystal display element 1 and incident on the liquid crystal cell 2.
[0071]
First, a description will be given of display using illumination light from the front side light source 25a. Illumination light emitted from the front side light source 25a toward the entire display area of the liquid crystal display element 1 is indicated by an arrow in FIG. As described above, the front-side polarizing plate 15 of the liquid crystal display element 1 makes the linearly polarized light parallel to the transmission axis 15 a, passes through the front-side retardation plate 17, and is further scattered by the scattering layer 19. Is incident on the pixel A from the front side.
[0072]
Light incident on the plurality of pixels A of the liquid crystal cell 2 from the front side thereof is colored by the color filters 9R, 9G, and 9B corresponding to the pixels A, enters the liquid crystal layer 5, and passes through the liquid crystal layer 5. The partial reflection provided on the inner surface of the rear substrate 4 of the liquid crystal cell 2 under the birefringence action according to the alignment state of the liquid crystal molecules that changes due to the electric field applied between the electrodes 6 and 7 of each pixel A. A part of the light, that is, the light incident on the region A1 corresponding to the reflective film 10a of the partial reflection / transmission layer 10 in the pixel A is forwarded by the partial reflection / transmission layer 10. Other light, that is, light incident on the region A2 corresponding to the portion of the partial reflection / transmission layer 10 in the pixel A where the reflection film 10a is not present passes through the partial reflection / transmission layer 10.
[0073]
Then, the light reflected by the partial reflection / transmission layer 10 is transmitted through the liquid crystal layer 5 and the color filters 9R, 9G, and 9B again, is emitted to the front side of the liquid crystal cell 2, and is scattered by the scattering layer 19. Then, the light passes through the front retardation plate 17 and enters the front polarizing plate 15. Among the light, the polarized light component parallel to the transmission axis 15 a of the front polarizing plate 15 passes through the front polarizing plate 15 and the front side surface. The light is transmitted through the light guide plate 26 of the light source 25a and emitted to the front side. The polarization component parallel to the absorption axis of the front side polarizing plate 15 is absorbed by the front side polarizing plate 15, and an image observed from the front side is displayed.
[0074]
On the other hand, among the light incident on the plurality of pixels A of the liquid crystal cell 2 from the front side, the light transmitted through the partial reflection / transmission layer 10 is emitted to the rear side of the liquid crystal cell 2.
[0075]
The light emitted to the rear side of the liquid crystal cell 2 passes through the rear retardation plate 18 and enters the rear polarizing plate 16, and among the light, the light is parallel to the transmission axis 16 a of the rear polarizing plate 16. The polarized light component is transmitted through the rear polarizing plate 16 and transmitted through the light guide plate 26 of the rear side light source 25b and emitted to the rear side. The polarized light component parallel to the absorption axis of the rear polarizing plate 16 is transmitted to the rear side. An image that is absorbed by the polarizing plate 16 and observed from the rear side is displayed.
[0076]
Next, the display using the illumination light from the rear side light source 25b will be described. Illumination light emitted from the rear side light source 25b toward the entire display area of the liquid crystal display element 1 is indicated by an arrow in FIG. As shown in the figure, the rear polarizing plate 16 of the liquid crystal display element 1 makes the linearly polarized light parallel to the transmission axis 16a, passes through the rear retardation plate 18 and enters the partial reflection / transmission layer 10, Of the light, the light incident on the region A2 corresponding to the portion of the partial reflection / transmission layer 10 where the reflective film 10a is not provided is transmitted through the partial reflection / transmission layer 10 and the plurality of pixels A of the liquid crystal cell 2. From the rear side.
[0077]
The light incident on the plurality of pixels A of the liquid crystal cell 2 from the rear side thereof is changed by the electric field applied between the electrodes 6 and 7 of each pixel A while passing through the liquid crystal layer 5. The color filter 9R, 9G, 9B corresponding to each pixel A is colored and emitted to the front side of the liquid crystal cell 2.
[0078]
The light emitted to the front side of the liquid crystal cell 2 is scattered by the scattering layer 19, passes through the front retardation plate 17, and enters the front polarizing plate 15. A polarized light component parallel to the transmission axis 15a is transmitted through the front polarizing plate 15 and transmitted through the light guide plate 26 of the front side light source 25a to be emitted to the front side. A polarized light component parallel to the absorption axis of the front polarizing plate 15 is An image that is absorbed by the front polarizing plate 15 and observed from the front side is displayed.
[0079]
In this embodiment, since the liquid crystal display element 1 is in the normally white mode, both the image observed from the front side and the image observed from the rear side are among the plurality of pixels A of the liquid crystal cell 2. Light emitted from a non-electric field pixel (a pixel in which liquid crystal molecules are in an initial alignment state) to which no electric field is applied between the electrodes 6 and 7 is transmitted through the front and rear polarizing plates 15 and 16 to be emitted, red, green Light emitted from an electric field application pixel in which a bright display of any one of blue and blue colors is applied and an electric field in which liquid crystal molecules rise and align substantially perpendicularly to the surfaces of the substrates 3 and 4 is applied between the electrodes 6 and 7. Is a color image which is absorbed by the polarizing plates 15 and 16 and becomes a black dark display.
[0080]
That is, this liquid crystal display device emits illumination light from the front side light source 25a toward the entire display area of the liquid crystal display element 1, thereby displaying an image observed from the front side by reflection display using the illumination light. And displaying the image observed from the rear side by the transmissive display using the illumination light, and emitting the illumination light toward the entire display area of the liquid crystal display element 1 from the rear side light source 25b. An image observed from the front side is displayed by transmissive display using illumination light.
[0081]
According to this liquid crystal display device, both the image observed from the front side which is the one surface side and the image observed from the rear side which is the other surface side are displayed in the entire display area of the liquid crystal display element 1. Therefore, the display area of the liquid crystal display element 1 may have a size corresponding to one of the front and rear display screens.
[0082]
Therefore, according to this liquid crystal display device, both sides can be displayed using one liquid crystal display element 1 and the occupied area can be reduced.
[0083]
Further, as described above, the liquid crystal display device includes the front and rear side light sources 25a and 25b that emit light having a uniform intensity distribution and sufficient intensity from the entire area of the emission surface 28 of the light guide plate 26. Of the light emitted from the light exit surface 28 of the light guide plate 26, the direction parallel to the vibration surface of the high-intensity S wave S2 is substantially the same as the transmission axis 15a of the front polarizing plate 15 of the liquid crystal display element 1. The rear side light source 26a is arranged in parallel, and the direction parallel to the vibration surface of the high-intensity S wave S2 out of the light emitted from the emission surface 28 of the light guide plate 26 is set to the rear polarization of the liquid crystal display element 1. Since the plate 16 is disposed substantially parallel to the transmission axis 16a, the liquid crystal display element generates an S wave S2 having high intensity of light emitted from the emission surface 28 of the light guide plate 26 of the surface light sources 25a and 25b. 1 front polarizing plate 15 and rear polarization By transmitting plate 16 is incident on the liquid crystal cell 2, the liquid crystal display device 1, bright, yet it is possible to display a high quality image without uneven brightness.
[0084]
Moreover, in this liquid crystal display device, the front side light source 25a and the rear side light source 25b transmit the light incident from the front side and the rear side, respectively, and therefore, as shown by the broken line in FIG. Light (light from the external environment) is transmitted through the front side light source 25 a and is incident on the liquid crystal display element 1, and the partial reflection / transmission layer among the light respectively incident on the plurality of pixels A of the liquid crystal display element 1. 10 is emitted to the front side of the front side light source 25a, the light transmitted through the partial reflection / transmission layer 10 is emitted to the rear side of the rear side light source 25b, and external light is incident from the rear side. Is transmitted through the rear side light source 25b and incident on the liquid crystal display element 1, and the light transmitted through the partial reflection / transmission layer 10 and incident on the plurality of pixels A is transmitted through the front side surface. Of the light source 25a It can be emitted to the side.
[0085]
Therefore, according to this liquid crystal display device, an image observed from the front side is displayed as a reflection display using illumination light from the front side light source 25a and external light incident from the front side, and illumination light from the rear side light source 25b. And a transmissive display using external light incident from the rear side, and an image observed from the rear side by transmissive display using illumination light from the front side light source 25a and external light incident from the front side. Can be displayed.
[0086]
In the case of the display using the outside light, the image observed from the front side is a reflection of the outside light incident from the front side in an environment where the outside light is incident from both the front side and the rear side of the liquid crystal display device. Displayed by both transmission of external light incident from the rear side and display by reflection of external light incident from the front side in an environment where no external light is incident from the rear side of the liquid crystal display device.
[0087]
Further, in the case of display using the outside light, when the intensity of incident outside light is insufficient and a display with sufficient brightness cannot be obtained, images observed from the front side are displayed as front and rear surface light sources. One or both of 25a and 25b is displayed by emitting illumination light having an intensity that compensates for the lack of external light intensity, and an image observed from the rear side is compensated for the lack of external light intensity from the front side light source 25a. It is only necessary to display by emitting intense illumination light. In such a display using outside light, the surface light sources 25a and 25b are used as auxiliary light sources to obtain a display with sufficient brightness. Can do.
[0088]
As described above, the liquid crystal display device reflects a part of light incident on the plurality of pixels A from the front side of the liquid crystal cell 2 to the rear side of the liquid crystal layer 5 of the liquid crystal cell 2 and transmits other light. A display area in which a plurality of pixels A of the liquid crystal display element 1 are arranged on the front side and the rear side of the liquid crystal display element 1 provided with the reflection / transmission means (partial reflection / transmission layer in the above embodiment) 10 to transmit. Since two surface light sources 25a and 25b that emit illumination light toward the entire area and transmit light incident from the front side and the rear side are arranged, both sides display using one liquid crystal display element 1, In addition, the occupation area is reduced, and the illumination light from the surface light sources 25a and 25b is used for the image observed from one surface side (front side) and the image observed from the other surface side (rear side), respectively. Display and light of the external environment It can be displayed by a display utilizing light.
[0089]
And in the said Example, it is behind the liquid crystal layer 5 of the liquid crystal cell 2 of the said liquid crystal display element 1, and it is a predetermined area | region in the several pixel A of the said liquid crystal cell 2 as said reflection / transmission means. Each of the plurality of reflective films 10a corresponding to each of the plurality of pixels A reflects light incident on the reflective film 10a and transmits light incident on a portion without the reflective film 10a. Since the partial reflection / transmission layer 10 is provided, a plurality of the liquid crystal cells 2 are used for display using illumination light from the front and rear surface light sources 25a and 25b and for display using external light. Light is emitted from a predetermined area in the pixel A to the front side to display an image observed from the front side, and light is emitted from the other area in the plurality of pixels A to the rear side to be emitted from the rear side. An observed image can be displayed.
[0090]
Furthermore, in the said Example, the said liquid crystal display element 1 was equipped with the front side and back side polarizing plate (absorption polarizing plate) 15 and 16 arrange | positioned on both sides of the said liquid crystal cell 2, and the said reflection / transmission means (partial reflection / Since the transmission layer) 10 is provided between the rear polarizing plate 16 and the liquid crystal layer 5, the illumination light from the front side light source 25 a and the external light incident from the front side are displayed on the image observed from the front side. The light absorption by the polarizing plate when displaying by the reflection display to be used is limited to the absorption at the time of incidence and emission by the front side polarizing plate 15, and a bright display can be obtained.
[0091]
In the above embodiment, the plurality of reflective films 10a of the partial reflection / transmission layer 10 are formed so as to correspond to approximately ½ regions in the plurality of pixels A of the liquid crystal cell 2, respectively. The shape and area ratio of the reflection part corresponding to the reflection film 10a of the partial reflection / transmission layer 10 and the transmission part without the reflection film 10a may be arbitrary, and the reflection part and the transmission part are included in one pixel A. A plurality of them may be formed.
[0092]
Further, the reflection / transmission means is not limited to the partial reflection / transmission layer 10 of the above-described embodiment. For example, a transflective film that reflects and transmits incident light at a predetermined reflectance and transmittance, and incident light. Of these two different polarization components, a polarization separation element that reflects one polarization component and transmits the other polarization component may be used, and the reflection / transmission means is the transflective film or polarization separation element. Therefore, when displaying using illumination light from the surface light sources 25a and 25b and displaying using outside light, light is emitted from the entire area of the plurality of pixels A of the liquid crystal cell 2 to the front side and the rear side. , And an image observed from the front side and an image observed from the rear side can be displayed using the entire area of the plurality of pixels A of the liquid crystal cell 2.
[0093]
Further, the liquid crystal display device of the above embodiment has display contrast and viewing angle between the liquid crystal cell 2 and the front polarizing plate 15 of the liquid crystal display element 1 and between the liquid crystal cell 2 and the rear polarizing plate 16, respectively. The phase difference plates 17 and 18 for improving are disposed, and the scattering layer 19 is disposed between the liquid crystal cell 2 and the phase difference plate 17 on the front side thereof, so that the scattering is performed on the front side and the rear side, respectively. It is possible to emit light that is scattered by the layer 19 and has a uniform luminance distribution, so that both the image observed from the front side and the image observed from the rear side have sufficient contrast and viewing angle, and A high-quality image without uneven brightness can be obtained.
[0094]
In the above embodiment, the scattering layer 19 is disposed between the liquid crystal cell 2 and the front retardation plate 17, and the scattering layer 19 is formed by the front polarizing plate 15 and the front retardation plate 17. You may arrange | position between.
[0095]
FIG. 6 is a cross-sectional view of a part of another liquid crystal display device. In this liquid crystal display device, a plurality of pixels A are provided with the liquid crystal cell 2 of the liquid crystal display element 1 as reflection / transmission means on the inner surface of the rear substrate 4. A partial reflection / transmission layer (hereinafter, referred to as a rear partial reflection / transmission layer) 10 having a plurality of reflection films 10a respectively corresponding to predetermined regions of the substrate is provided. Second partial reflection / transmission having a plurality of reflection films 11a respectively corresponding to predetermined areas among areas other than the part corresponding to the reflection film 10a of the rear partial reflection / transmission layer 10 in the pixel A. A layer (hereinafter referred to as a front partial reflection / transmission layer) 11 is provided, the retardation film 18 on the rear side of the liquid crystal cell 2 in the above embodiment is omitted, and the rear polarization in the above embodiment is further omitted. Plate (absorbing polarizing plate) 1 Of the two linearly polarized lights of incident light that are orthogonal to each other, and that absorbs one polarization component having a vibration plane parallel to the reflection axis and transmits the light. A second polarizing layer 21 is disposed between the reflective polarizing plate 20 and the liquid crystal cell 2 by replacing the reflective polarizing plate 20 with the other polarization component having a vibration plane parallel to the axis. The other configurations are the same as those of the liquid crystal display device of the above embodiment.
[0096]
That is, the liquid crystal display device is provided with the rear partial reflection / transmission layer 10 and the front partial reflection / transmission layer 11 on the inner surface of the rear substrate 4 and the inner surface of the front substrate 3 of the liquid crystal display element 1, The portion corresponding to the reflective film 10a of the rear partial reflection / transmission layer 10 in each pixel A of the liquid crystal cell 2 is a front reflective part Aa that reflects light incident from the front side to the front side by the reflective film 10a. The part corresponding to the reflective film 11a of the front partial reflection / transmission layer 11 in each pixel A is a rear reflection part Ab that reflects light incident from the rear side to the rear side by the reflective film 11a, and each pixel A region other than the portion corresponding to the reflective films 10a and 11a of the rear and front partial reflection / transmission layers 10 and 11 in A is a transmission portion Ac that transmits light incident from the front and rear sides. liquid On the rear side of the cell 2, the reflective polarizer 20 is disposed as a rear-side polarizing plate, between the reflective polarizer 20 and the liquid crystal cell 2 is obtained by the second scattering layer 21 is disposed.
[0097]
In this liquid crystal display device, the plurality of reflective films 10a of the rear partial reflection / transmission layer 10 are provided so as to correspond to approximately one third of the region on one side of each pixel A, and the front partial reflection / transmission / transmission layer 10 is provided. By providing a plurality of reflective films 11a of the transmissive layer 11 so as to correspond to approximately one third of the region on the other side of each pixel A, a substantially one third region on one side of each pixel A is reflected forward. The portion Aa and the other region of about 1/3 on the other side are used as the back reflecting portion Ab, and the remaining region of each pixel A, that is, the region of about 1/3 of the center of each pixel A is incident from the front side and the rear side. The transmission part Ac is configured to transmit light.
[0098]
Further, the liquid crystal display element 1 is a TN type liquid crystal display device whose display viewed from the front side is a normally white mode, and the reflective polarizing plate 20 has a transmission axis disposed on the front side of the liquid crystal cell 2. The polarizing plate (absorbing polarizing plate) 15 is arranged so as to be substantially parallel to the transmission axis 15 a and the reflection axis is substantially orthogonal to the transmission axis 15 a of the front polarizing plate 15.
[0099]
In this liquid crystal display device, an image observed from the front side is selected from among light incident on the plurality of pixels A from the front side of the liquid crystal display element 1 (illumination light from the front side light source 25a or external light incident from the front side). A reflective display that emits light incident on the front reflection part Aa and reflected by the reflective film 10a of the rear partial reflection / transmission layer 10 to the front side; and the plurality of pixels A from the rear side of the liquid crystal display element 1. Of the light incident on the light (illumination light from the rear side light source 25b or external light incident from the rear side), the light is incident on the transmission part Ac and transmitted through the transmission part Ac. Performing the image observed from the rear side among the light incident on the plurality of pixels A from the rear side of the liquid crystal display element 1 (illumination light from the rear side light source 25b or external light incident from the rear side) Before entering the rear reflection part Ab Reflective display in which light reflected by the reflective film 11a of the front partial reflection / transmission layer 11 is emitted to the rear side, and light incident on the plurality of pixels A from the front side of the liquid crystal display element 1 (from the front side light source 25a) In this liquid crystal display, illumination light or external light incident from the front side) is incident on the transmission part Ac and transmitted through the transmission part Ac. According to the apparatus, an image observed from the front side and an image observed from the rear side can be displayed by both reflective display and transmissive display, respectively.
[0100]
The liquid crystal display device shown in FIGS. 1 and 2 and the liquid crystal display device shown in FIG. 6 both include the TN liquid crystal display element 1, but the liquid crystal display element is a TN type. The present invention is not limited thereto, and may be a STN (super twisted nematic) type, a non-twisted homogeneous alignment type, a ferroelectric or antiferroelectric liquid crystal display element, or the like.
[0101]
Further, the liquid crystal display element is not limited to a normally white mode, but may be a normally black mode, and the liquid crystal cell is not limited to an active matrix type but may be a simple matrix type.
[0102]
Further, the front and rear side light sources 25a and 25b of the liquid crystal display device are configured such that the light incident from the incident end surface 32 of the light guide member 31 is reflected on the reflective surface 34 on the other side of the light guide member 31. It is formed by a plurality of prism portions 35 that are internally reflected toward a direction in which the angle with respect to the normal line of the elongated outgoing surface 33 on one side is reduced. The reflective surface on the other side of the light guide member 31 is, for example, The light guide member 31 may be a continuous inclined surface that is inclined from the incident end surface 32 side toward the other end side in a direction closer to the elongated light exit surface 33.
[0103]
In addition, the surface light sources 25a and 25b are configured such that the light incident on the reflecting surface 29 of the light guide plate 26 and the incident end surface 27 of the light guide plate 26 is reduced in angle with respect to the normal line of the exit surface 28 of the light guide plate 26. The reflection surface 29 of the light guide plate 26 is, for example, a light exit surface 28 from the incident end surface 27 side to the other end side of the light guide plate 26. It is good also as a continuous inclined surface inclined in the near direction.
[0104]
Further, each of the surface light sources 25a and 25b is configured such that one solid light emitting element 38 is disposed so as to face the incident end face 32 of the light guide member 31, and the area of the incident end face 32 of the light guide member 31 is the same as that described above. If it is larger than the solid state light emitting element 38, a plurality of solid state light emitting elements 38 may be arranged facing the incident end face 32 of the light guide member 31.
[0105]
The surface light sources 25a and 25b are provided with a light guide member 31 in which one end surface of the light guide plate 26 is formed on the incident end surface 27 and opposite to the incident end surface 27, and the one end surface is formed on the incident end surface 32. The solid light emitting element 38 is disposed so as to face the incident end face 32 of the light guide member 31, and both end faces of the light guide member 31 are formed on the incident end face 32, respectively. The solid light emitting elements 38 may be arranged so as to face each other, and both end faces of the light guide plate 26 are formed on the incident end faces 27 respectively, and both the incident end faces 27 are opposed to the λ / 2 retardation plates. 36 and the light guide member 31 may be disposed, and the solid light emitting element 38 may be disposed to face the incident end face 32 of the light guide member 31.
[0106]
Further, the surface light sources 25a and 25b emit illumination light toward the entire display area in which the plurality of pixels A of the liquid crystal display element 1 are arranged, and transmit light incident from the front side and the rear side. For example, the light guide member 31 may be omitted, and a light emitting element composed of a straight tubular cold cathode tube or the like may be disposed so as to face the incident end surface 27 of the light guide plate 26.
[0107]
The liquid crystal display device is used for a double-sided display type portable device. The liquid crystal display device of the embodiment shown in FIG. 1 and FIG. 2 is configured to display an image observed from the front side, a reflective display using illumination light from the front side light source 25a and external light incident from the front side, and the rear side. Displayed by transmissive display using illumination light from the side light source 25b and external light incident from the rear side, and an image observed from the rear side is represented by illumination light from the front side light source 25a and external light incident from the front side In order to display an image observed from the rear side with the transmissive display to be used and to be displayed with the transmissive display using the illumination light from the front side light source 25a and the external light incident from the front side, both the front side and the rear side are displayed. By emitting illumination light from the surface light sources 25a and 26b, the image observed from the front side can be made brighter than the image observed from the rear side, and external light is emitted from both the front side and the rear side. In the incident environment Even when using crystal display device, brighter than the image which the image observed from the front side is observed from the rear side.
[0108]
Therefore, in the liquid crystal display device of the above embodiment, the front surface, that is, the outer surface (reflection surface 29) of the light guide plate 26 of the front side light source 25a is the main display surface, and the rear surface, that is, the outer surface of the light guide plate 26 of the rear side light source 25b ( The reflective surface 29) is preferably used as the sub display surface.
[0109]
7 to 10 are perspective views of a double-sided display type portable device in which the liquid crystal display device of the above embodiment is mounted.
[0110]
The portable device shown in FIG. 7 is a foldable mobile phone 40, and has a main body 41 having a keyboard 42 on the upper surface and display units 44a and 44b on two outer surfaces opposite to each other. And a lid portion 43 that is pivoted to open and close.
[0111]
The cellular phone 40 has a main display on the inner surface of the lid portion 43 (the surface facing the user of the phone when the lid portion 43 is opened) with the lid portion 43 opened as shown in FIG. Main information such as transmission destination data and sent / received mail is displayed on the part 44a, and the clock is displayed on the sub display part 44b on the outer surface of the lid part 43 with the lid part 43 closed as shown in FIG. Sub-information such as sender data and the like. The display units 44 a and 44 b on both sides are provided with display windows 45 a and 45 b on the inner surface and outer surface of the lid 43, respectively. The liquid crystal display device is configured by mounting the front surface (main display surface) thereof facing the display window 45a on the inner surface of the lid portion and the rear surface (sub display surface) facing the display window 45b on the outer surface of the lid portion. ing.
[0112]
The cellular phone 40 drives the liquid crystal display element 1 of the liquid crystal display device so as to display an image that is reversed left and right when the lid portion 43 is opened and when the lid portion 43 is closed. Accordingly, a display drive unit is provided, and therefore, a correct image without left-right inversion can be displayed on the main display portion 44a on the inner surface of the lid portion 43 and the sub-display portion 44b on the outer surface.
[0113]
The portable device shown in FIG. 8 is a thin digital camera 50, and two external surfaces of the camera body 51 provided with an imaging lens 52, a finder 53, and the like, which are opposite to each other, that is, the rear surface shown in FIG. Display portions 44a and 44b are respectively provided at positions corresponding to each other on the back side of the (photographer side surface) and the front surface (subject side surface) shown in FIG. 8B.
[0114]
The digital camera 50 displays an image being captured and a captured image that has been captured on the main display unit 54a on the rear surface and the sub display unit 54b on the front surface. Display windows 55 a and 55 b are respectively provided on the rear surface and the front surface of the main body 51, the liquid crystal display device is provided inside the camera main body 51, and the front surface (main display surface) is provided on the display window 55 a on the rear surface of the camera main body 51. The rear surface (sub display surface) is mounted to face the display window 55b on the front surface of the camera body 51.
[0115]
The digital camera 50 can display an image being captured or a stored image that has been captured by selecting either the main display unit 54a or the sub display unit 54b, or the main display unit 54a. It can also be displayed on both the sub display unit 54b at the same time. When either the main display unit 54a or the sub display unit 54b is selected and displayed, the liquid crystal display element 1 of the liquid crystal display device is displayed. By driving to display an image with the left and right reversed when displayed on the main display unit 54a and when displayed on the sub display unit 54b, both the display units 54a and 54b are correct without horizontal reversal. When an image is displayed and simultaneously displayed on both the main display portion 54a and the sub display portion 54b, one of both the 54a and 54b, for example, the sub display portion 54b is displayed. Image display image of the main display section 54a is horizontally reversed can be displayed.
[0116]
The portable device shown in FIG. 9 is a notebook personal computer 60, and has a main body 61 having a keyboard 62 on the upper surface and display parts 64a and 64b on two outer surfaces opposite to each other. It consists of a lid portion 63 that is pivotally opened and closed.
[0117]
The notebook type personal computer 60 has a main surface on the inner surface of the lid portion 63 (a surface facing the user of the personal computer when the lid portion 63 is opened) with the lid portion 63 opened as shown in FIG. The main information is displayed on the display section 64a, and the sub information is displayed on the sub display section 64b on the outer surface of the lid section 63 with the lid section 63 closed as shown in FIG. 9B. The display portions 64a and 64b are provided with display windows 65a and 65b on the inner surface and the outer surface of the lid portion 63, respectively, and the liquid crystal display device is placed inside the lid portion 63 and the front surface (main display surface) is covered. It is configured by mounting it so as to face the display window 65a on the inner surface of the part and with the rear surface (sub display surface) facing the display window 65b on the outer surface of the lid part.
[0118]
Even in a state in which the lid 63 is closed, the notebook computer 60 partially displays a clock or an illustration on a part of the sub display 64b on the outer surface, or displays a television image on the entire sub display 64b. The liquid crystal display element 1 of the liquid crystal display device displays an image that is reversed left and right when the lid portion 63 is opened and closed. By driving in this way, it is possible to display correct images without left-right reversal on the main display portion 64a on the inner surface and the sub display portion 64b on the outer surface of the lid portion 63, respectively.
[0119]
The notebook personal computer 60 may have a configuration in which a transparent touch input panel is arranged on the rear display surface of the liquid crystal display device on the sub display portion 64b on the outer surface of the lid portion 63. Even when the lid 63 is closed, information can be input from the touch input panel and information can be displayed on the sub display unit 64b.
[0120]
The portable device shown in FIG. 10 is a video camera 70, which includes an imaging lens 72, a finder 73, and the like, and a camera body 71 having a monitor storage portion 74 formed on one side surface, and two outer surfaces opposite to each other. The monitor unit 75 includes display units 76a and 76b, and is used by being raised from the monitor storage unit 74 of the camera body 71.
[0121]
The video camera 70 displays an image being captured or a stored image that has been captured, with a main display 76a on the rear surface of the monitor unit shown in FIG. 10B and a sub-display on the front surface of the monitor unit shown in FIG. The display portions 76a and 76b on both sides of the monitor portion 75 are provided with display windows 77a and 77b on the rear surface and front surface of the monitor portion 75, respectively. The liquid crystal display device has a front surface (main display surface) opposed to the display window 77a on the rear surface of the monitor unit 75 and a rear surface (sub display surface) opposed to the display window 77b on the front surface of the monitor unit 75. It is configured by mounting.
[0122]
The video camera 70 can display an image being captured or a captured image that has been captured by selecting either the main display portion 76a or the sub display portion 76b on both sides of the monitor portion 75. It can also be displayed on both the main display section 76a and the sub display section 76b at the same time. When either the main display section 76a or the sub display section 76b is selected and displayed, the liquid crystal display device The liquid crystal display element 1 is driven so as to display an image in which the left and right are reversed when displaying on the main display section 76a and when displaying on the sub display section 76b, so that both the display sections 76a and 76b When displaying a correct image without left-right reversal and simultaneously displaying on both the main display section 76a and the sub-display section 76b, one of both 76a and 76b, for example, On the display unit 76 b, it is possible to display an image display image of the main display section 76a is horizontally reversed.
[0123]
Each of the portable devices 40, 50, 60, and 70 shown in FIGS. 7 to 10 is a device in which the liquid crystal display device mounted therein displays both sides using one liquid crystal display element 1. The area occupied by the liquid crystal display device is sufficient for approximately one of the liquid crystal display elements 1, so that the device can be miniaturized and the display on both sides can be displayed with a sufficiently large screen size. It can be manufactured at a lower cost as compared with the one mounted with a double-sided display type liquid crystal display device having two liquid crystal display elements.
[0124]
Moreover, the portable devices 40, 50, 60, and 70 display images that the liquid crystal display device is observed from the front side and the rear side, respectively, using illumination light from the surface light sources 25a and 25b and display using outside light. Therefore, both of the two-sided displays can be displayed by a display using illumination light from the surface light sources 25a and 25b of the liquid crystal display device and a display using outside light.
[0125]
The liquid crystal display device of the present invention can be used not only for the mobile phone 40, the digital camera 50, the notebook computer 60, and the video camera 70 described above, but also for other double-sided display type portable devices. Display windows are provided on the outer surfaces of the two devices that are opposite to each other, and the liquid crystal display device is disposed in the inside so that the front surface faces one of the two device outer surfaces and the rear surface faces the other display window. And implement it.
[0126]
【The invention's effect】
  The liquid crystal display device of the present invention is a reflection / transmission unit that reflects a part of light incident on a plurality of pixels from the front side of the liquid crystal cell and transmits other light to the rear side of the liquid crystal layer of the liquid crystal cell. On the front side and rear side of the liquid crystal display element provided withOne end surface is an incident end surface on which light from the light emitting element is incident, one of the two plate surfaces is a flat emission surface from which light is emitted, and the other plate surface is provided with a plurality of elongated prism portions on the plate surface. A light guide plate made of a transparent plate formed as a reflection surface that is formed in parallel and densely arranged and reflects the light incident from the incident end surface to emit from the output surface, and the length direction of the elongated prism portion is , Arranged substantially parallel to the transmission axis of the front or rear polarizing plate adjacent to each surface light sourceA front side light source and a rear side light source that emit illumination light toward the entire display area where the plurality of pixels of the liquid crystal display element are arranged and transmit light incident from the front side and the rear side are arranged. Therefore, both sides are displayed using one liquid crystal display element, and the occupied area is reduced, and an image observed from one side (front side) and an image observed from the other side (rear side) Respectively from the surface light sourcestrongThe display can be performed by a display using illumination light and a display using external light which is light from the external environment.
[0127]
In the liquid crystal display device according to the present invention, the reflection / transmission means of the liquid crystal display element has a plurality of reflection films respectively corresponding to predetermined regions in the plurality of pixels of the liquid crystal cell. Of each incident light, it preferably comprises a partial reflection / transmission layer that reflects the light incident on the reflective film and transmits the light incident on the portion without the reflective film. In addition, when displaying using illumination light from the front and back surface light sources and displaying using external light, light is emitted forward from a predetermined region in a plurality of pixels of the liquid crystal cell. The image observed from the front side can be displayed, and the light observed from the rear side can be displayed by emitting light from the other regions in the plurality of pixels to the rear side.
[0128]
The liquid crystal display element includes front and rear polarizing plates disposed with the liquid crystal cell interposed therebetween, and the reflection / transmission means is provided between the rear polarizing plate and the liquid crystal layer. In this way, light absorption by the polarizing plate is displayed when an image observed from the front side is displayed by a reflective display using illumination light from the front side light source 25a and external light incident from the front side. A bright display can be obtained by using only the absorption at the time of entrance and exit by the front polarizing plate.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a part of the liquid crystal display device.
FIG. 3 is a plan view of a surface light source before and after the liquid crystal display device.
FIG. 4 is a side view of the surface light source.
FIG. 5 is a schematic diagram showing a linearly polarized light component of light emitted from a light guide member, a phase difference plate, and a light guide plate of the surface light source.
FIG. 6 is a cross-sectional view of a part of another liquid crystal display device.
FIG. 7 is a perspective view of a mobile phone on which the liquid crystal display device of the present invention is mounted.
FIG. 8 is a perspective view of a digital camera on which the liquid crystal display device of the present invention is mounted.
FIG. 9 is a perspective view of a notebook personal computer on which the liquid crystal display device of the present invention is mounted.
FIG. 10 is a perspective view of a video camera in which the liquid crystal display device of the present invention is mounted.
[Explanation of symbols]
1 ... Liquid crystal display element
2 ... Liquid crystal cell
3, 4 ... substrate
5 ... Liquid crystal layer
6,7 ... Electrodes
8 ... TFT
9R, 9G, 9B ... Color filters
10: Partial reflection / transmission layer (reflection / transmission means)
10a ... reflective film
A ... Pixel
15, 16 ... Absorbing polarizing plate
17, 18 ... retardation plate
19: Light scattering layer
25a, 25b ... surface light source

Claims (3)

対向配置された前側基板と後側基板との間に液晶層が設けられ、前記前側基板と後側基板の対向する内面の一方に少なくとも１つの電極が、他方の内面に前記少なくとも１つの電極と対向する領域によりマトリックス状に配列する複数の画素を形成する複数の電極が設けられた液晶セルと、前記液晶層よりも後側に設けられ、前記液晶セルの前側から前記複数の画素にそれぞれ入射した光の一部を反射し、他の光を透過させる反射／透過手段と、前記前側基板と後側基板の外面にそれぞれに配置された前側及び後側偏光板とを有する液晶表示素子と、
一つの端面を発光素子からの光が入射される入射端面とし、２つの板面の一方を光が出射する平坦な出射面とし、他方の板面を、その板面に複数の細長プリズム部を互いに平行に密に並べて形成し、前記入射端面から入射した光を内面反射して前記出射面から出射させる反射面とした透明板からなる導光板を有し、前記液晶表示素子の前記複数の画素が配列する表示エリアの全域に向けて照明光を出射し、且つ前側及び後側から入射した光を透過させ、前記液晶表示素子の前側と後側とにそれぞれ配置された２つの面光源と、
を備え、
前記２つの面光源は、それぞれの反射面の出射面に形成された前記細長プリズム部の長さ方向を、それぞれの面光源に隣接する前側または後側偏光板の透過軸と実質的に平行に配置されていることを特徴とする液晶表示装置。A liquid crystal layer is provided between the front substrate and the rear substrate disposed to face each other, and at least one electrode is provided on one of the opposing inner surfaces of the front substrate and the rear substrate, and the at least one electrode is provided on the other inner surface. A liquid crystal cell provided with a plurality of electrodes that form a plurality of pixels arranged in a matrix by opposing regions, and provided behind the liquid crystal layer, and incident on the plurality of pixels from the front side of the liquid crystal cell, respectively. A liquid crystal display element having reflection / transmission means for reflecting part of the light and transmitting other light, and front and rear polarizing plates respectively disposed on the outer surface of the front substrate and the rear substrate ;
One end surface is an incident end surface on which light from the light emitting element is incident, one of the two plate surfaces is a flat emission surface from which light is emitted, and the other plate surface is provided with a plurality of elongated prism portions on the plate surface. A plurality of pixels of the liquid crystal display element , comprising: a light guide plate formed of a transparent plate that is formed in parallel and densely arranged, and is a reflection surface that reflects light incident from the incident end surface to emit from the output surface; Two surface light sources that emit illumination light toward the entire display area arranged and transmit light incident from the front side and the rear side, and are respectively disposed on the front side and the rear side of the liquid crystal display element ; ,
With
In the two surface light sources, the length direction of the elongated prism portion formed on the exit surface of each reflection surface is substantially parallel to the transmission axis of the front or rear polarizing plate adjacent to each surface light source. A liquid crystal display device characterized by being arranged . 液晶表示素子の反射／透過手段は、液晶セルの複数の画素内の予め定められた領域にそれぞれ対応する複数の反射膜を有し、前記複数の画素にそれぞれ入射した光のうち、前記反射膜に入射した光を反射し、前記反射膜の無い部分に入射した光を透過させる部分反射／透過層からなっていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。The reflection / transmission means of the liquid crystal display element has a plurality of reflection films respectively corresponding to predetermined regions in the plurality of pixels of the liquid crystal cell, and the reflection film out of the light respectively incident on the plurality of pixels 2. The liquid crystal display device according to claim 1, further comprising a partial reflection / transmission layer that reflects light incident on the light and transmits light incident on a portion without the reflection film. 液晶表示素子は、液晶セルを挟んで配置された前側及び後側偏光板を備えており、反射／透過手段は、前記後側偏光板と液晶層との間に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の液晶表示装置。The liquid crystal display element includes front and rear polarizing plates arranged with a liquid crystal cell interposed therebetween, and the reflection / transmission means is provided between the rear polarizing plate and the liquid crystal layer. The liquid crystal display device according to claim 1.
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