液晶显示装置的制作方法

专利名称：液晶显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及液晶显示装置，特别是涉及将两块液晶板相互背对配置，可以看到各个液晶板的两面显示的液晶显示装置。
背景技术：
液晶显示装置，作为消耗电力小的薄和轻的显示装置，在各个领域里都急速发展。特别是近年来发展显著的移动电话中，全部都采用液晶显示装置。
在移动电话中采用的液晶显示装置，由于特别重视消耗电力低，延长电池寿命，因此大多采用反射型的液晶显示装置。但是，它们几乎都是装有背灯的半透过型的液晶显示装置。由于液晶显示装置不是自发光型的显示装置，在得不到充分的外来光的暗的环境下，难以看见显示，因此要利用背灯照射来提高辩认性。
另外，随着电子邮件等信息通讯的发展，液晶显示画面增大，移动电话尺寸也增大。因此开发了具有保护液晶画面的优点和提高便携性优点的折叠式移动电话。
在这种折叠式移动电话中，由于通常是折叠的，每当要确认现在时刻或得到接收信息显示等信息，都必需打开电话确认。为了消除这种不方便，在最近的移动电话中，在第一个液晶板以外，即使在折叠状态下，也可以辨认的位置上，配置第二个液晶板，在该板上可以经常显示各种信息。
在这种情况下，由于在打开移动电话状态下使用的第一个液晶板，和在折叠状态下使用的第二个液晶板，需要在暗的环境下也可使用，因此还要使用具有背灯的半透过型的液晶板。
图13表示目前所用的这种移动电话的结构例子。这种移动电话1000的本体部1100和显示部1200，利用铰链部1300可开闭地转动结合，在本体部1100的上面具有键盘1109，在显示部1200上，第一个液晶显示装置1101和第二个液晶显示装置1102背对配置，构成两面显示的显示部。
第一个液晶显示装置1101由第一液晶板1103和第一个背灯1104构成；第二个液晶显示装置1102由第二液晶板1105和第二个背灯1106构成。另外，在显示部1200的框体的内侧(图中的右侧)的表面和外侧(图中的左侧)的表面上设有第一个挡风窗1107和第二个挡风窗1108，从而可以分别看见液晶板1103，1105。
现在来说明图13所示的移动电话1000的显示功能。当使用者使用该移动电话1000时，按箭头所示方向，转动在本体部1100上折叠的显示部1200，将电话打开。在这种情况下，第一个液晶显示装置1101的液晶板1103显示，第一个背灯1104点亮。这时，第二个液晶显示装置1102的液晶板1105也显示，但第二个背灯1106熄灭。这样，使用者可以看清第一个液晶显示装置1101的显示，同时，可以操作本体部1100的键盘1109。
其次，在使用者折叠移动电话1000携带的情况下，在将显示部1200与箭头所示相反的方向转动，与本体部1100重合折叠的同时，第一个液晶显示装置1101的液晶板1103的显示停止，第一个背灯1104熄灭。另一方面，显示第二个液晶显示装置1102的液晶板1105的第二个背灯1106点亮。另外，第二个背灯1106在数十秒后熄灭。第二个背灯1106接收信息等时点亮，使用者按键等情况下也点亮。
然而，在这种现有的移动电话中，由于使用两个显示装置，消耗电力多。另外，各个液晶显示装置能够利用的背灯的光源，仅为透过各个液晶显示装置的偏光板的偏光成分，利用效率最大为50％。由于将这种背灯装备在各液晶显示装置上，各个背灯的50％的光被各个液晶显示装置的偏光板吸收造成浪费。即为了满足所希望的亮度，使用的电力必需为使用一个液晶显示装置情况的两倍。
另外，两个液晶显示装置背靠背配置，显示部的厚度增大，携带性差。例如，在图13所示的移动电话1000的情况下，第一个液晶显示装置1101的液晶板1103的厚度为1.5mm，第一个背灯1104的厚度为1mm，总厚度为2.5mm。由于第二个液晶显示装置1102的结构与第一个液晶显示装置1101相同，厚度大致相同，因此将两个液晶显示装置背靠背重合，厚度可达5mm左右。再加上支承框等的厚度，使移动电话非常的厚。
这样，在现有的可两面显示的液晶显示装置中，存在着背光源的光浪费50％以上，消耗电力增大一倍的问题，以及装备它的电子机器的显示部厚度厚，携带性差的问题。

发明内容
本发明是为了解决这些问题而提出的，其目的是要减薄可以两面显示的液晶显示装置的厚度，提高装备它的电子机器的携带性，同时提高背灯的光的利用效率，降低电力消耗。
本发明的一种液晶显示装置，它将分别用两块透明基板夹住液晶层的液晶单元为主体的第一和第二液晶板相互背对地配置，可以分别辨认该第一和第二液晶板。
即，在上述第一液晶板和第二液晶板之间配置导光板，在与该导光板的至少一个端面上邻接配置光源，在上述第一液晶板和导光板之间配置偏光分离器。
从上述导光板射出的光由上述偏光分离器分离成两种偏光，一种偏光向上述第一液晶板射出，另一种偏光通过上述导光板向上述第二液晶板射出。
另外，上述第一液晶板和上述第二液晶板在将偏光板分别配置在上述液晶单元的两侧的情况下，上述偏光分离器具有使振动方向互相垂直的一种直线偏光成分透过的透过偏光轴，和将另一种直线偏光成分反射的反射偏光轴；使上述透过偏光轴大致与面向上述第一液晶板的偏光分离器一侧的偏光板的透过偏光轴一致，而使上述反射偏光轴大致与面向上述第二液晶板的导光板一侧的偏光板的透过偏光轴一致。
另外，在上述第二液晶板和上述导光板之间配置没有偏光性的半透过反射板；上述偏光分离器将从上述导光板射出的光分离成两个偏光，一个偏光向着上述第一液晶板射出，另一个偏光通过上述导光板和上述半透过反射板向着上述第二液晶板射出。
在这种情况下，上述偏光分离器的反射偏光轴，大致与面向第二液晶板的上述半透过反射板一侧的偏光板的透过偏光轴一致。
在这些液晶显示装置中，由多个发光元件构成上述光源，当利用上述第一液晶板显示时和用上述第二液晶板显示时，可使发光的发光元件数目不相同。在这种情况下，上述第二液晶板的显示面积比上述第一液晶板的显示面积小较好。
另外，在利用上述第一液晶板显示的情况下，使上述多个发光元件全部发光；在利用上述第二液晶板显示的情况下，只使上述多个发光元件中，足够照射该第二液晶板的显示面积的个数发光即可。
在上述第一液晶板和导光板之间配置第一偏光分离器，在上述第二液晶板和导光板之间配置第二偏光分离器，从上述导光板射出的光由上述第一、第二偏光分离器分离成两种偏光，一种偏光向上述第一液晶板射出，另一种偏光向上述第二液晶板射出。并且，由多个发光元件构成上述光源，当利用上述第一液晶板显示时和用上述第二液晶板显示时，发光的发光元件数目不相同也可。
在这种情况下，第一个偏光分离器和第二个偏光分离器的透过偏光轴垂直，第一个偏光分离器的透过偏光轴大致与面向第一液晶板的该第一个偏光分离器一侧的偏光板的透过偏光轴一致，第二个偏光分离器的透过偏光轴，大致与面向第二液晶板的该第二个偏光分离器一侧的偏光板的透过偏光轴一致较好。
上述第二液晶板的显示面积比第一液晶板的显示面积小，在利用上述第一液晶板显示的情况下，使多个发光元件全部发光；在利用第二液晶板显示的情况下，只使上述多个发光元件中，足够照射该第二液晶板的显示面积的个数发光即可。


图1为表示本发明的液晶显示装置的第一个实施方式的示意性截面图；图2为放大表示图1的光源和导光板的一部分的立体图；图3为表示图1的第2，第3个偏光板和偏光分离器的各偏光轴的配置关系的说明图；图4为用于说明图1所示的液晶显示装置的显示功能的示意性截面的说明图；图5为表示本发明的液晶显示装置的第二个实施方式的示意性截面图；图6为用于说明图5所示的液晶显示装置的显示功能的示意性截面的说明图；图7为表示本发明的液晶显示装置的第三个实施方式中使用的导光板和光源的侧视图；图8为用于说明本发明的液晶显示装置的第三个实施方式的显示功能的示意性截面的说明图；图9为表示省略了偏光分离器或其与半透过反射板的本发明的液晶显示装置的第4个实施方式的概略情况的立体图；图10为用于说明本发明的液晶显示装置的第5个实施方式的液晶显示装置的显示功能的、与图8相同的说明图；图11为表示省略了两个偏光分离器的同一个结构的概略情况的立体图；图12为表示图10的第2、第3个偏光板和第1、第2个偏光分离器的各个偏光轴的配置关系的说明图；图13为表示具有现有的两面显示的液晶显示装置的移动电话的结构例子的示意性截面图。
具体实施例方式
以下，利用附图具体地说明本发明的优选实施方式。
(第一个实施方式图1～图4)图1为表示本发明的液晶显示装置的第一个实施方式的示意性截面图。图1所示的液晶显示装置由按照图上从上面依次配置的第一个液晶板101，偏光分离器110，导光板112和第二液晶板102构成。因此，在这个实施方式中，只在第一液晶板101和导光板112之间设置偏光分离器110；在第二液晶板102和导光板112之间什么也不设置。
第一液晶板101由用两块玻璃基片夹住液晶层构成的第一液晶单元107、配置在辨认侧A上的第一个偏光板103、和配置在其相反侧的第二偏光板105构成。另外，图中没有示出，第一液晶单元107具有透过入射光的一部分，将剩余部分反射的半透过层，构成半透过型液晶单元。
另外，第二液晶板102由用两块玻璃基片夹住液晶层构成的第二液晶单元108、配置在导光板112上的第三个偏光板104、和配置在辨认侧B上的第4块偏光板106构成。另外，配置光源114，与导光板112的一个端面112c邻接。
其次，说明各部分的详细结构。第1～第4块偏光板使用吸收型偏光板。吸收型偏光板为将碘或二色性色素在延伸的薄膜上染色制成的普通的偏光板，它具有互相垂直的透过偏光轴和吸收轴，可使在透过偏光轴方向振动的光透过，吸收在吸收轴方向振动的光。
在第一个液晶板101中，第一个偏光板103和第二个偏光板105调整透过偏光轴的方向，与液晶单元107粘接，可在不将电压施加到第一个液晶单元107上时显示白色。即设定为正常白的模式。另外，在第一液晶板101中成为在第一个液晶单元107内具有半透过层的半透过型液晶板。
同样，第二个液晶板102中，使第三个偏光板104和第四个偏光板106与第二个液晶单元108粘接，调整透过偏光轴，使得不将电压施加在第二个液晶单元108上时显示白色。即，设定为正常白的模式。
其次，说明配置在第一个液晶板101和第二个液晶板102之间的偏光分离器110。偏光分离器110具有将入射光分离成两个偏光成分的功能。例如有利用胆甾型液晶等将圆偏光成分分离成右圆偏光成分和左圆偏光成分，再用λ/4板，变换为直线偏光成分的方式；和将折射率不同的薄膜层叠，将直线偏光成分分离成垂直的两个直线偏光成分的方式。在这个实施方式中，使用后者。偏光分离器110具有透过入射光的振动方向互相垂直的一直线偏光成分的透过偏光轴；和反射另一直线偏光成分的反射偏光轴。
现在来详细说明对实施本发明很重要的第二个偏光板105和偏光分离器110以及第三个偏光板104的光学配置。
图3表示各个偏光板和偏光分离器的各个偏光轴配置关系。在图3中，箭头分别表示偏光轴，实线表示透过偏光轴，虚线表示反射偏光轴。
如上所述，偏光分离器110的透过偏光轴301和反射偏光轴302相互垂直。第二个偏光板105的透过偏光轴303与偏光分离器110的透过偏光轴301平行配置。第三个偏光板104的透过偏光轴304，与偏光分离器110的反射偏光轴302平行配置。这时，第二个偏光板105的透过偏光轴303，和第三个偏光板104的透过偏光轴304垂直。
这样来配置第二个偏光板105和第三个偏光板104与偏光分离器110。这时，配置第一个偏光板103和第4个偏光板106，使各个液晶板101，102成为正常白的模式。
其次，利用图2，说明导光板112。导光板112由厚度为0.7mm的无色透明的丙烯酸材料制成。表面112a平坦，在其背面形成棱镜112b，利用表面112a可以全反射，导出的光由棱镜112b反射，在表面112a上射出。棱镜112b的形状为高度为20微米，间距为300微米的三角形的山型。
在图2中，形成长度L1＝245微米的，从光源114向上倾斜角α为4.6°斜度的斜面；另外，形成长度L2＝55微米的从光源向下倾斜角β为20°的斜度的斜面。这时的棱镜112b的高度H为20微米。在长度方向，以0.3mm的间距，重复地形成棱镜112b。当用喷射成型法形成该棱镜时，应尽可能不产生光学变形。
光源114配置成与导光板112的长度方向的一个(棱镜112b的长的斜面的低部)端面112c紧密接触。在这个实施方式中，作为光源114，采用白色发光二极管(LED)阵列。作为光源，不限于此，用冷阴极管也可以。只要是在导光板112的一个端面112c上能以比较均匀的亮度分布射出光的线光源就可以。
其次，利用作为示意性的截面说明图的图4，说明该液晶显示装置的显示功能。
在图4中，光束401表示从光源114射出的光束的一部分和它的轨迹。光束402表示光束401透过偏光分离器110的相当量及轨迹。光束403表示光束401由偏光分离器110反射的相当量及其轨迹。光束406，光束404分别表示从辨认侧A，辨认侧B入射的外部光的一部分。光束407表示由光束406中的，第一液晶块101内的半透过层反射出至辨认侧A的相当量及其轨迹。光束408表示透过第一液晶板101内的半透过层，射出至偏光分离器110的光量的相当量及其轨迹。光束405表示透过光束404中的第一液晶板102的相当量的光束及其轨迹。
在表示图4的各个光束的箭头中，网点部分表示偏光不偏的状态，白部分表示只具有与纸面垂直的直线偏光成分的状态，黑部分表示只具有与纸面平行的直线偏光成分的状态。
首先，说明点亮光源114时的显示功能。从光源114射出的光束401入射至导光板112，在导光板112上全反射，并导光。在导光光路上，当碰到棱镜的短边时的全反射光束在第一液晶板101侧射出。光束401是在从光源114射出时，偏光不偏的光束。从导光板112射出的光束401入射至偏光分离器110，具有与偏光分离器110的透过偏光轴301平行的偏光成分的光束402透过。另外，具有与偏光分离器110的反射偏光轴302平行的偏光成分的光束403反射，再次入射至导光板112。
第二个偏光板105的透过偏光轴303由于与图3所示的偏光分离器110的透过偏光轴301平行，因此，光束402透过第二偏光板105。另外，一部分光束透过在液晶单元107内形成的半透过层。如上所述，因为第一液晶板101设定为正常白色模式，因此，光束402原样地在辨认侧A射出。
这时，在辨认侧A辨认光束402，通过第一液晶板101的电压控制，使光束402成为光源可以显示图像。
另一方面，由偏光分离器110反射的光束403，再次入射至导光板112上，由于导光板112为透明度高的薄的丙烯酸板，可以在维持没有吸收、反射、散射的直线偏光状态下，从导光板112射出。然后，入射至第三块偏光板104。从图3可看出，第三块偏光板104的透过偏光轴304与偏光分离器110的反射偏光轴302平行，因此该光也可透过。由于第二液晶板102也为正常白色的模式，也可原样地在辨认侧B射出。
这时，当从辨视侧B看时，通过控制第二液晶板102的电压，光束403成为光源，可以显示图像。
其次，说明不点亮光源114情况下的显示功能，从辨认侧B入射的外来光的光束404中，只有与第四偏光板106的透过偏光轴304行的偏光成分透过，利用正常白色的模式，也可透过第三块偏光板104，入射至导光板112上。由于导光板112为透明的基板，可以在维持直线偏光状态下透过，入射至偏光分离器110。这时，由于光束405的直线偏光方向与偏光分离器110的反射偏光轴302一致，因此，可由偏光分离器110反射，再透过导光板112和第二液晶板102，在辨认侧B射出。
因此，这时的辨认状态为可观察从辨认侧B来的外来光的反射光，通过控制第二液晶板102的电压，可以显示图像。
从辨认侧A入射的外来光的光束406中，只有与第一偏光板103的透过偏光轴303平行的偏光成分透过，由内部的半透过层反射，成为光束407，再透过第一偏光板103，射出至辨认侧A上。另外，一部分光束408透过内部的半透过层，由液晶层使偏光方向转动90。，也透过第二偏光板105。
因此，这时的辨认状态为观察来自辨认侧A的外来光的反射光，通过控制第一液晶板101的电压，可以显示图像。
这样，在本实施方式的液晶显示装置中，当由光源114进行图像显示时，可以利用来自辨认侧A的外来光和来自辨认侧B的外来光中的任何一种光进行图像显示。这时在图4中，光源114的光束401，由偏光分离器110分离成两个偏光成分，各直线偏光成分没有损失，成为第一、第二液晶板的照射光。这样，光源114可以照射配置在两面上的两个液晶板。这样，两块液晶板101，102可以利用的光量，分别各为光源114的光量的50％，可以100％的利用光源114的光量。
其次，在用外来光显示的状态下，由于现有的半透过型液晶显示板和光路完全相同，因此关于从辨认侧A的辨认，可得到相同的辨认状态。利用从辨认侧B的辨认，可得到比现有的半透过型液晶显示板清晰的显示。其理由是，如现有那样，由于没有半透过板在中间，外来光的光束404的大约一半入射，由偏光分离器110全部反射，返回至辨认侧。因此，可得到反射的反射率高的清晰的显示。在透过时也同样，因为不设置半透过板，可得到比现有清晰的透过光。
另外，在这个实施方式中，在第一液晶板101上使用半透过型的液晶板，但使用透过型的液晶板也可以。如果满足由偏光分离器110分离的偏光成分，和第三块偏光板105与第4块偏光板104的关系，则在本发明的液晶显示装置中可以使用任何一个液晶板。另外，关于液晶板的驱动方式，不论是无源矩阵，有源矩阵都可以。显示模式用正常白色模式作出了说明，用正常黑色模式同样可以实现。
(第二个实施方式，图5，图6)下面说明本发明的液晶显示装置的第二个实施方式。图5为该液晶显示装置的示意性截面图，图6为用于说明其显示功能的示意性的截面的说明图。
第二个实施方式中，与第一个实施方式的不同点是在导光板112和第二液晶板102之间配置半透过反射板120，以及在第一液晶板502上不设置半透过层。除此之外的结构和显示原理都大致与第一个实施方式相同。以下，详细地说明第二个实施方式。
在图5中，在导光板112和第二液晶板102之间配置半透过反射板120。该半透过反射板120为没有偏光性的半透明反射镜那样的光学元件，可透过入射光的一部分，将剩余部分反射。例如，可透过入射光的20～40％，反射80～60％。
另外，构成第一液晶板502的第一个液晶单元503为没有半透过层的透过型液晶单元。除此之外，因为与图1的结构相同，省略其详细说明。
这个液晶显示装置中的第二偏光板105和偏光分离器110与第三块偏光板104的各个偏光轴的配置关系，与用图3说明的第一个实施方式的相同。另外，配置各个偏光板103，105，104，106，使第一、第二液晶显示板502，102为正常白色的模式。
其次，利用图6来说明这个液晶显示装置的显示功能。在表示图6中的各光束的箭头中，网点部分表示偏光不偏的状态，白部分表示只具有与纸面垂直的直线偏光成分的状态，黑部分表示只具有与纸面平行的直线偏光成分的状态。
在图6中，光束701表示来自辨认侧A的外来光的光束406入射的情况下，透过第一液晶板502和偏光分离器110的相当量的光束及其轨迹。光束702表示光束701由半透过反射板120反射，向辨认侧A射出的相当量的光束及其轨迹。光束709表示光束透过半透过反射板120的相当量的光束及其轨迹。
光束704表示从光源114入射至导光板112，又全部反射，到达偏光分离器110，再在反射的光束703中，透过半透过反射板120的相当量的光束及其轨迹。光束705表示光束703中，由半透过反射板120反射的相当量的光束及其轨迹。
光束706表示从辨认侧B入射的外来光的光束404，透过第二液晶板102的相当量的光束。光束707表示光束706由半透过反射板120反射，射出至辨认侧B的相当量的光束及其轨迹。光束708表示光束706透过半透过反射板120的相当量的光束及其轨迹。
光束401内，具有与偏光分离器110的透过偏光轴301(图3)平行的成分的光束700，透过偏光分离器110，也透过第二偏光板105。另外，在这个实施方式中，由于在第一个液晶单元503内不存在半透过层，因此光束700可不减少光量地向辨认侧A射出。另一方面，具有与偏光分离器110的反射偏光轴302(图3)平行的偏光成分的光束703被反射，再透过导光板112，入射至半透过反射板120上。这时，光束703的直线偏光成分的一部分透过半透过反射板120，成为光束704，入射至第三块偏光板104上。
从图3可看出，由于第三块偏光板104的透过偏光轴304和偏光分离器110的反射偏光轴302平行，光束704透过第三块偏光板104。由于第二液晶板102为正常白色的模式，光束704可射出至辨认侧B。由半透过反射板120反射的光束705几乎被偏光分离器110全部反射，再返回至半透过反射板120，其一部分透过，剩余部分重复地反射，这样，几乎大部分光量都射出至辨认侧B。因此，这时，利用光源114发出的光和第二液晶板102的电压控制，可以显示图像。
从辨认侧B入射的外来光的光束404中，只有第4块偏光板106的偏光成分透过，成为光束706。由于是正常白色模式，也可透过第三块偏光板104，入射至半透过反射板120上。这时，通过半透过反射板120，一部分光束708透过，大部分光束707反射，再入射至第二液晶板102，向辨认侧B射出。
因此，这时的辨认状态是，观察从辨认侧B入射的外来光的反射光，通过控制第二液晶板102的电压，可以显示图像。
从辨认侧A入射的外来光的光束406，透过第一偏光板103，成为光束701，利用正常白色模式，也可透过第二偏光板105，入射至偏光分离器110上。这时，由于偏光分离器110的透过偏光轴301(图3)与光束701的偏光方向平行，光也可透过，入射至导光板112。导光板112为透明的基板，因此，在维持直线偏光状态下透过，入射至半透过反射板120。
这时，光束701的一部分透过半透过反射板120，成为光束709，由于是与第二液晶板102的第三块偏光板104的吸收轴平行的直线偏光，所以几乎大部分被吸收。另外，光束701的大部分被半透过反射板120反射，成为光束702，再透过偏光分离器110和第一液晶板502，射出至辨认侧A。因此，这时的辨认状态为，观察从辨认侧A来的外来光的反射光，通过控制第一液晶板502的电压，可以显示图像。
如上所述，在本实施方式中，当利用光源114显示图像时，可以利用从辨认侧A来的外来光的光束406，和从辨认侧B来的外来光的光束404中的任何一种都可以显示图像。此时，在图6中，光源114的光束401，由偏光分离器110分离成两个偏光成分，这些直线偏光成分分别成为没有损失的第一和第二个液晶板502，102的光源。这样，光源114可以照射配置在两面上的两块液晶板。
其次，在利用外来光的显示状态下，利用从辨认侧A的辨认，与现有的半透过型液晶显示板不同，可以利用由夹着导光板112配置的半透过反射板120反射的光束进行辨认。因此，可以得到反射时的反射率高的清晰的显示。
另外，配置半透过吸收板和反射型偏光板代替半透过反射板120和偏光板104也可以。例如，3M公司制的TDF(商品名)为半透过吸收板和反射型偏光板形成一体，可以在该位置置换。在这种情况下，同样，可使其透过轴与第一个偏光分离器110的透过轴一致。另外，当利用从辨认侧A来的外来光的光束406辨认显示时，由于光束702的光量减小，如在第一个实施方式中使用的一样，当利用具有反射性的半透过层的液晶板时，可以在第一液晶板502上得到良好的辨认。
另外，在这种结构的情况下，也可以不在第二液晶板102的上侧设置第三块偏光板104(吸收型偏光板)。
在这些实施方式中，液晶板驱动方式不论是无源矩阵式，有源矩阵式都可以。显示模式用正常白色模式作了说明。用正常黑色模式也同样可以实现。
(第三个实施方式图7，图8)以下，说明本发明的液晶显示装置的第三个实施方式。图7为导光板和光源的侧视图，图8为用于说明该液晶显示装置的显示功能的示意性截面的说明图。
在第三个实施方式中，与上述第二个实施方式的不同点只是导光板。在第1，第二个实施方式中，在导光板112上使用了在丙烯酸板的一个表面上，以一定间距形成数微米厚的棱镜。这样的导光板一般要求高的加工精度。在第三个实施方式中使用一般制造容易，成品率提高，可用简单的加工制作的导光板。
如图7所示，导光板801在丙烯酸材料中混入有孔玻璃珠，将具有散射性能的材料作成薄的楔子形状。光源114与上述各个实施方式相同，使用LED阵列，将发出的光从导光板801的长度方向的厚度厚的端面801c射入。导光板801的特征为，引导从光源114入射的光束，并利用有孔玻璃珠801a和丙烯酸的折射率差而散射，向上下两方向射出。
这个实施方式的液晶显示装置的结构，由于可将图5的导光板112置换为图7所示的导光板801，其结构说明省略。
利用图8，说明其显示功能。在图8中，各个箭头的不同意义与图4的说明相同。
图8的导光板801，将从光源114发出的光，从一个端面801c入射，一边向另一端面的方向引导，一边如上所述地向上下两个方向射出。即从光源114入射的光束401散射，在向偏光分离器110的方向射出光束401a的同时，也向半透过反射板120的方向射出光束401b。这时，光束401a与第二个实施方式同样，成为两块液晶板的照射光。另一方面，光束401b中的一部分光束900透过半透过反射板120，成为第二液晶板102的照射光。由半透过反射板120反射的光束901再次返回导光板801。当透过导光板801，入射在偏光分离器110上时，与透过偏光轴平行的偏光成分透过，成为第一液晶板502的照射光。与反射偏光轴平行的偏光成分被反射再次透过导光板120，返回至半透过反射板120。反复这样进行，同时，具有光束901中的与偏光分离器110的透过偏光轴或第三块偏光板104的偏光轴平行的成分透过，作为第一液晶板502或第二液晶板102的照射光利用。
这样，从导光板801的上下表面射出的光束401a，401b都不被吸收，分别作为两块液晶板502，102的照射光而使用。来自辨认侧A的外来光的光束406，和来自辨认侧B的外来光的光束404分别入射情况下的功能，与第二个实施方式相同，省略其说明。
另外，在本实施方式中，使用加入有孔玻璃珠的丙烯酸材料作为导光板801的材料，但不限于此。作为这个实施方式的导光板801，可以原样地利用大多数普通导光板。例如，可以原样地利用在透明板的两面或一个面上进行压纹加工进行散射的方式，或按楔子形进行印刷，修正亮度不均匀的方式等。
(第4个实施方式图9)下面说明本发明的液晶显示装置的第4个实施方式。图9为表示省略了偏光分离器或它与半透过反射板的液晶显示装置的概略情况的立体图。
第4个实施方式的基本结构可用第1～第3个实施方式中任何一个的结构实现，现在，作为与第1个实施方式相同的结构来说明。
与第一个实施方式的液晶显示装置不同的是，第二液晶板102的大小(这个例子中为宽度)，比第一液晶板小。由于这样，第二液晶板102的显示面积比第一液晶板的显示面积小。
在这种情况下，由于第二液晶板102作为第一液晶板101的辅助物使用(与图13的现有例子中说明的液晶显示装置1102相同)，其大小在大多数情况下都比较小。这时，在第一个实施方式中，光源114按照第一液晶板101的显示面积进行照射，当用显示面积小的第二液晶板102显示时，浪费的光多。由于第二液晶板102作为辅助的使用，因此必需减小其电力消耗。
在本实施方式中，通过熄灭不需要部分的光源，来减小浪费的电力消耗。
其中，第一液晶板101采用与第一个实施方式相同的半透过型的液晶板，第二液晶板102的结构与第一个实施方式相同，但板的大小不同。即；它为与第一液晶板101的长边方向尺寸相同，而短边方向的宽度约为1/3的细长形状的液晶板。第二液晶板102作为辅助液晶板，由10×100个点左右的象素数构成，主要用于传达时间，和向使用者传达简易的信息。接近导光板112的端面112c的光源114由三个发光元件，在这个例子中为作为发光二极管LED的LED11，12，13构成。光束15～17表示从各个LED射出至导光板112上的光束。
在图9中，在从辨认侧A辨认第一液晶板101的情况下，将光源114中的三个LED11～13全部点亮。这时，导光板112从其端面112c全部反射光束15～17，将光引导至全部表面上，同时如根据图4所述那样，在光束401的路径上，从导光板射出，又如光束402那样，成为第一液晶板101的照射光。
其次，在从辨认侧B辨认第二液晶板102的情况下，光源114的3个LED中熄灭两侧的LED11和LED13，只点亮中心的1个LED12。这时，从图9所示的各个LED射出的光束15～17内，只有光束16射出，入射至导光板112。在导光板112内，入射的光束，按照图4所示的光束401的轨迹射出。这时，光束401只在LED12的照射范围内存在。在图9中，以导光板112的中央为中心，照射全部宽度的1/3宽度范围，即全面积的1/3左右的面积。由于导光板112为透明的材料，入射光可以较直地前进，因此可以大致均匀地照射1/3宽度的部分。
如图4所述那样，光束401由偏光分离器110反射，成为光束403，成为第二液晶板102的照射光，这时，由于第二液晶板102配置在图面中央，几乎可均匀地照射至全部表面，因此，在辨认侧B可以看到清晰的显示。在这种情况下，由于点亮的LED为1个，消耗的电力减少至将3个LED全部电亮时的1/3。
在这个实施方式中，LED的个数取3个，但个数不限于此。可以与各个液晶板的大小一致，以得到所希望的特性地来设定。另外，多个发光元件不限于LED，可以使用微型灯，EL元件，其他各种发光元件。即使在这种情况下，通过选择多个发光元件点亮，可得到与这个另外，如上所述，在这个例子中说明了在与第一个实施方式结构相同的液晶显示装置中使用的情况，在与第二，第三个实施方式结构相同的液晶显示装置中使用，也可得到相同的效果。
(第5个实施方式图10～图12)其次，说明本发明的液晶显示装置的第5个实施方式。
图10为用于说明该液晶显示装置的显示功能的、与图8相同的示意性截面的说明图。图11表示省略了两个偏光分离器的结构的概略情况的立体图，图12为表示图10中的第二，第三块偏光板和第1，第2个偏光分离器的各个偏光轴的配置关系的说明图。
这个液晶显示装置的结构，与图8所示的第三个实施方式的液晶显示装置几乎完全相同，但在第二液晶板102和导光板801之间，配置具有与偏光分离器110同样的反射偏光轴和透过偏光轴的第二个偏光分离器130，代替半透过反射板120。偏光分离器110与上述各个实施方式中的偏光分离器相同。因与第二个偏光分离器130的关系，以下称为“第一个偏光分离器”。
又如图11所示，将第二液晶板102的宽度减小至第一液晶板502的宽度的1/3左右，使第二液晶板102的显示面积为第一液晶板502的1/3左右。另外，由作为多个发光元件的三个LED11～13构成光源114，除了不将导光板112作成楔形的导光板801，和用第一液晶板101代替不设置半透过层的液晶板502以外，与图9所示的第4个实施方式的结构相同。
现在，利用图12来说明这个实施方式的液晶显示装置中的第二偏光板105，第一个偏光分离器110和第三块偏光板104的光学配置。图12与图3相同，对与图3相同的偏光轴用相同的符号表示，省略其说明。但是，301为第一个偏光分离器110的透过偏光轴，302为反射偏光轴。
这里，重新表示第二个偏光分离器130的透过偏光轴305，以及与它垂直的反射偏光轴306。如图12所示，第二个偏光分离器130的透过偏光轴305和反射偏光轴306，分别与第一个偏光分离器110的透过偏光轴301和反射偏光轴垂直配置。
因此，第二偏光板105的透过偏光轴303与第一个偏光分离器110的透过偏光轴301平行，第三块偏光板104的透过偏光轴304，与第二个偏光分离器130的透过偏光轴305平行。这时，第二偏光板105的透过偏光轴303，和第三块偏光板104的透过偏光轴304垂直。如上这样配置各个偏光板和各个偏光分离器。这时，配置第一偏光板103和第4块偏光板106，使各液晶显示板103，502成为正常白色模式。
在图10所示的这个实施方式的显示功能中，与根据图8说明的第三个实施方式的显示功能不同的是入射至第二个偏光分离器130的光束中，与该透过偏光轴305平行的振动方向的直线偏光成分透过，与反射偏光轴306平行的振动方向的直线偏光成分反射。
因此，在图10中，从光源114入射至导光板801上的光束401中，射出至第一个偏光分离器110的光束401a中，与该透过偏光轴平行的偏光成分透过，成为光束700，还可透过正常白色模式的第一液晶板502，向辨认侧A射出。另外，与第一个偏光分离器110的反射偏光轴平行的偏光成分被反射，成为光束703，透过导光板801，由于它是与透过偏光轴平等的直线偏光，也可透过第二个偏光分离器130，还可透过正常白色模式的第二液晶板102，射出至辨认侧B。
利用第二个偏光分离器130，可将入射光束401中，射出至第二个偏光分离器130的光束401b，同样分割成与该透过偏光轴平行的偏光成分的光束903，和与反射偏光轴平行的偏光成分的光束904，再分别射出至辨认侧B或辨认侧A。
在从辨认侧B入射的光束404中，透过第二液晶板102的光束706全部透过第二个偏光分离器130，由第一个偏光分离器110反射返回，射出至辨认侧B。
从辨认侧A入射的光束406中，透过第一液晶板502的光束701全部透过第一个偏光分离器110，由第二个偏光分离器130反射返回，射出至辨认侧A。
因此，与利用图8说明的第一个实施方式的情况相同，利用点亮光源114的光，再利用从辨认侧A或B的入射光，可以由各液晶板502，102进行显示，可以得到清晰的显示。
另外，将构成作为图11所示的光源114的多个发光元件的LED11～13，根据在第二液晶板502，102中，用于显示的显示面积，使其全部或只一部分LED点亮，可以实现充分清晰的显示，同时可降低电力消耗。
在这种情况下，同样可得到第4个实施方式的说明后面所述的各种变更。
产业上利用的可能性如上所述，采用本发明，在将两块液晶板背对配置，在两个面上可以显示的液晶显示装置中，可以减薄厚度，提高装备该液晶板的电子机器的携带性，同时，可提高背灯的光的利用效率，减少电力消耗。特别是，如果利用多个发光元件构成光源，根据显示液晶板的显示面积，改变发光的个数，可能降低电力消耗。
本发明的液晶显示装置，可作为折叠式的移动电话的显示部，或各种便携式电子机器，特别是希望进行两面显示的电子机器的显示装置使用。
权利要求
1.一种液晶显示装置，它将分别用两片透明基板夹住液晶层的液晶单元为主体的第一和第二液晶板相互背对地配置，可以分别辨认该第一和第二液晶板，其特征为，在所述第一液晶板和第二液晶板之间配置导光板，与该导光板的至少一个端面邻接地配置光源，在所述第一液晶板和所述导光板之间配置偏光分离器，从所述导光板射出的光被所述偏光分离器分离成两个偏光，一个偏光向所述第一液晶板射出，另一个偏光通过所述导光板向所述第二液晶板射出。
2.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征为，所述第一液晶板和所述第二液晶板在所述各液晶单元的两侧配置偏光板，所述偏光分离器具有使振动方向互相垂直的一种直线偏光成分透过的透过偏光轴，以及将另一种直线偏光成分反射的反射偏光轴，所述透过偏光轴大致与面向所述第一液晶板的所述偏光分离器一侧的偏光板的透过偏光轴一致，所述反射偏光轴大致与面向所述第二液晶板的所述导光板一侧的偏光板的透过偏光轴一致。
3.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征为，在所述第二液晶板和所述导光板之间配置半透过反射板，所述偏光分离器将从所述导光板射出的光分离成两种偏光，一种偏光向着所述第一液晶板射出，另一种偏光通过所述导光板和所述半透过反射板向着所述第二液晶板射出。
4.如权利要求3所述的液晶显示装置，其特征为，所述第一液晶板和所述第二液晶板在所述各液晶单元的两侧配置偏光板，所述偏光分离器具有使振动方向互相垂直的一种直线偏光成分透过的透过偏光轴，以及将另一种直线偏光成分反射的反射偏光轴，所述透过偏光轴大致与面向所述第一液晶板的所述偏光分离器一侧的偏光板的透过偏光轴一致，所述反射偏光轴大致与面向所述第二液晶板的所述半透过反射板一侧的偏光板的透过偏光轴一致。
5.如权利要求1～4中任一项所述的液晶显示装置，其特征为，由多个发光元件构成所述光源，当用所述第一液晶板显示时和用所述第二液晶板显示时，发光的发光元件数目不相同。
6.如权利要求5所述的液晶显示装置，其特征为，所述第二液晶板的显示面积比所述第一液晶板的显示面积小。
7.如权利要求6所述的液晶显示装置，其特征为，在用所述第一液晶板显示的情况下，使所述多个发光元件全部发光，在用所述第二液晶板显示的情况下，只使所述多个发光元件中足够照射该第二液晶板的显示面积的个数发光。
8.一种液晶显示装置，它将分别用两片透明基板夹住液晶层的液晶单元为主体的第一和第二液晶板相互背对地配置，可以分别辨认该第一和第二液晶板，其特征为，在所述第一液晶板和第二液晶板之间配置导光板，在该导光板的至少一个端面上邻接地配置光源，在所述第一液晶板和所述导光板之间配置第一偏光分离器，在所述第二液晶板和所述导光板之间配置第二偏光分离器，将从所述导光板射出的光由所述第一、第二偏光分离器分别分离成两种偏光，该各一种偏光向所述第一液晶板射出，各另一种偏光向所述第二液晶板射出，由多个发光元件构成所述光源，当用所述第一液晶板显示时和用所述第二液晶板显示时，发光的发光元件数目不相同。
9.如权利要求8所述的液晶显示装置，其特征为，所述第一液晶板和所述第二液晶板在所述液晶单元的两侧配置偏光板，所述第一和第二偏光分离器分别具有使振动方向互相垂直的一种直线偏光成分透过的透过偏光轴，以及将另一种直线偏光成分反射的反射偏光轴，该透过偏光轴互相垂直，所述第一偏光分离器的透过偏光轴，大致与面向所述第一液晶板的该第一偏光分离器一侧的偏光板的透过偏光轴一致，所述第二偏光分离器的透过偏光轴，大致与面向所述第二液晶板的该第二偏光分离器一侧的偏光板的透过偏光轴一致。
10.如权利要求8或9所述的液晶显示装置，其特征为，所述第二液晶板的显示面积比所述第一液晶板的显示面积小。
11.如权利要求10所述的液晶显示装置，其特征为，在用所述第一液晶板显示的情况下，使所述多个发光元件全部发光，在用所述第二液晶板显示的情况下，只使所述多个发光元件中足够照射该第二液晶板的显示面积的个数发光。
全文摘要
将分别以液晶单元(107，108)作为主体的第一和第二液晶板(101，102)相互背对配置，可以辨认各液晶板(101，102)。在第一液晶板(101)和第二液晶板(102)之间配置导光板(112)，与其一个端面(112c)邻近，配置光源(114)，在第一液晶板(101)和导光板(112)之间配置偏光分离器(110)。这样，从导光板(112)射出的光，由偏光分离器(110)分离成两个偏光，一个偏光向着第一液晶板(101)射出，另一个偏光通过导光板(112)，向第二液晶板(102)射出。因此，可以使两面显示的液晶显示装置变薄，而且可减少电力消耗。
文档编号G02F1/13357GK1639618SQ0281904
公开日2005年7月13日 申请日期2002年9月27日 优先权日2001年9月28日
发明者秋山贵 申请人:西铁城时计株式会社