JP2001147432A

JP2001147432A - 液晶表示素子の照明構造

Info

Publication number: JP2001147432A
Application number: JP33212899A
Authority: JP
Inventors: Toshiro Yukinari; 俊郎行成
Original assignee: Kawaguchiko Seimitsu Co Ltd; Kawaguchiko Seimitsu KK
Current assignee: Kawaguchiko Seimitsu Co Ltd; Kawaguchiko Seimitsu KK
Priority date: 1999-11-24
Filing date: 1999-11-24
Publication date: 2001-05-29

Abstract

(57)【要約】【課題】液晶表示素子のデジタル表示領域を明るく照
明する構造を得る。【解決手段】文字や数字等の表示部分を有して外部か
ら見えるところのデジタル表示領域と見えないところの
遮蔽領域を構成してなる液晶表示素子と、該液晶表示素
子のデジタル表示領域側である上ガラス基板上の遮蔽領
域に設けたエレクトロルミネッセンスと、該エレクトロ
ルミネッセンスを設けた上ガラス基板と対向する下ガラ
ス基板の下面側に設けた反射体とで構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エレクトロルミネ
ッセンス（以下、ＥＬと云う）を用いた液晶表示素子の
夜間などのデジタル表示を照明する照明構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示素子を使って数字や文字等のデ
ジタル表示をする携帯時計や携帯電話等において、夜間
などの暗いときにその表示を照明するためにＥＬをその
バックライトとして用いているものがある。例えば、携
帯時計にあっては、このＥＬを使った液晶表示素子のバ
ックライト構造は概ね図４及び図５に示す構造を取って
いる。図４はバックライト構造を取るデジタル携帯時計
の外観を示す斜視図である。図５は図４における表示部
の要部断面図を示すものである。

【０００３】図４より、この時計の表示部は、ケース１
内に取り付かれて、開口部ｍを有する遮蔽化粧板３と、
この遮蔽化粧板３の開口部ｍから見えてデジタル表示領
域Ｍを持つ液晶表示素子４とから構成される。また、こ
のデジタル表示領域Ｍは月、日、曜日、時、分、秒等の
数字、文字等の表示を表示する表示部分ｐとその表示部
分の周りの背景部分ｑとで構成している。そして、この
表示部を覆う形で風防ガラス２がケース１に嵌着されて
いる。

【０００４】また、図５より、遮蔽化粧板３の下面側に
は液晶表示素子４と半透過反射板５、ＥＬ６が順次積層
された構成になっている。そして液晶表示素子４のデジ
タル表示領域ＭをＥＬ６が照明するバックライト構造に
なっている。尚、この携帯時計には図示していないがケ
ース１内に納まってＥＬ６の下面側に液晶表示素子４及
びＥＬ５を駆動する駆動回路基板や電池等が内蔵されて
いる。

【０００５】上記遮蔽化粧板３はデジタル表示領域Ｍ以
外の部分を見えないように遮蔽するために設けるもの
で、薄い金属板等で形成される。その上面はメッキ、塗
装、印刷等が施されて化粧表示板に仕立てられている。
その中央部には開口部ｍが設けられて、その開口部ｍか
らは液晶表示素子４のデジタル表示領域Ｍが覗いて見え
る。

【０００６】遮蔽化粧板３の下面側に設けられる液晶表
示素子４は、透明で対向して設けられた上下のガラス基
板４ａ,４ｂと、その上下のガラス基板４ａ,４ｂのそれ
ぞれの内面に形成された透明電極４ｃ,４ｄと、対向し
た上下のガラス基板４ａ,４ｂの僅かの隙間に封入され
る液晶４ｅと、液晶４ｅを封入する封止部材４ｆとで構
成されている。ここでの液晶４ｅは電圧無印加状態で白
濁状態を呈し、印加状態で透明状態を呈するＰＮＬＣＤ
（ポリマーネットワーク液晶）型液晶を使用している。
尚、図示はしていないが、液晶４ｅが封入された上下の
ガラス基板４ａ,４ｂとの僅かな隙間には透明なガラス
ボール或いは透明なプラスチックボールからなるスペー
サボールが配設されており、上下のガラス基板４ａ、４
ｂが５〜１０μｍの隙間をもって平行に対向している。
また、透明電極４ｃ、４ｄからは電圧印加用の導通パタ
ーンが上下のガラス基板４ａ、４ｂの一部の外縁部にま
で延設されている。対向して形成された透明電極４ｃ、
４ｄ部分が文字や数字等を表示する表示部分ｐを構成
し、透明電極４ｃ、４ｄの形成されていない部分で表示
部分ｐの周りの部分が背景部分ｑを構成する。

【０００７】液晶表示素子４の下に設けられる半透過反
射板５は透過と反射の両方の機能を持った反射板であ
る。透明なガラスや樹脂フィルム等にアルミ金属等を僅
かの厚みに蒸着等して形成される。

【０００８】半透過反射板５の下に設けられるＥＬ６
は、上層より透明基体６ａ、透明電極６ｂ、発光体層６
ｃ、誘電体層６ｄ、背面電極６ｅを積層し、絶縁層６ｆ
で覆った構造を取る。尚、図示はしていないが透明電極
６ｂ、背面電極６ｅからは電圧印加用の導通パターンが
一部の外縁部にまで延設される。ここで、透明基体６ａ
はガラスやＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィ
ルム等が選択される。透明電極６ｂは酸化インジウムに
酸化錫をドーピングして得られたＩＴＯ粉末を真空蒸着
して形成される。発光体層６ｃは硫化亜鉛を発光母体と
して微量の金属やハロゲン元素の附活剤をドーピングし
て得られた粉末発光体を例えばシアノエチル化合物等の
高誘電樹脂バインダーに分散して塗料化して印刷方法な
どで形成される。誘電体層６ｄはチタン酸バリウムを高
誘電樹脂バインダーに分散して塗料化して印刷方法など
で形成される。この誘電体層６ｄは誘電率を高める機能
と光を反射する機能を果たす。背面電極６ｅは銀や黒鉛
等の導電性粉末をペースト化して印刷方法などで形成さ
れる。絶縁層６ｆはＰＥＴフィルムやフッ素樹脂塗料膜
等で形成される。

【０００９】このＥＬ６は透明電極６ｂと背面電極６ｅ
に所定の電圧を印可すると発光体層６ｃが発光し、この
発光した光が透明電極６ｂ、透明基体６ａを透過して上
面側に放射される。

【００１０】上記構造を取る液晶表示素子４、半透過反
射板５、ＥＬ６は支持枠を介してケース１の内部にそれ
ぞれ取り付けられる。また、図中のものはそれぞれ分離
した構成を取っているものであるが接着剤を介して一体
的に構成することもできる。

【００１１】上記バックライト構造におけるデジタル表
示領域Ｍの表示状態は次のようになる。昼間の明るいと
き等におけるＥＬ非点灯時は、液晶表示素子４の透明電
極４ｃ、４ｄの形成された文字や数字等を表示する表示
部分ｐは電圧の印加により液晶４ｅが透明になっている
ので、外光が透過して半透過反射板５に入射する。半透
過反射板５は透過と反射の両方の機能を持っているの
で、これによって反射した外光は再び透明状態の液晶４
ｅを透過して外表面に放射される。このときの表示部分
ｐは半透過反射板５の色調が現れてくる。一方、表示部
分以外の背景部分ｑ即ち透明電極４ｃ、４ｄが形成され
ていない部分は、液晶４ｅが白濁状態であるので乳白色
の色調が現れる。従って、デジタル表示領域Ｍの表示
は、乳白色の背景の中に半透過反射板５の色調を持った
文字や数字等の表示が現れる。

【００１２】夜間等の暗いときにおけるＥＬ点灯時は、
ＥＬ６の発光した光が透過と反射の両機能を持つ半透過
反射板５を透過して液晶表示素子４に入射する。液晶表
示素子４の表示部分ｐは液晶４ｅが透明になっているの
で透過して外表面に放射される。このときの表示部分ｐ
は半透過反射板５の色調を帯びて明るく照明される。一
方、表示部分以外の背景部分ｑは、半透過反射板５を透
過したＥＬ６の光は白濁状態の液晶４ｅによって散乱・
反射が起こり、液晶表示素子４の上表面には現れてこな
い。従って、デジタル表示領域Ｍの表示は暗つぽい背景
の中に明るく照明され半透過反射板５の色調を帯びた文
字や数字等の表示が現れる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上記のバックライト構
造は、液晶表示素子とＥＬとの間に半透過反射板を設け
た構造である。そして、半透過反射板に透過と反射の両
方の機能を持たせるものであるため、反射率が高いと逆
に透過率が低くなりＥＬの透過光が弱いものとなり夜間
の照明が不十分なものとなる。また、逆に反射率が低い
と昼間の表示が不鮮明なものとなる。従って、昼間の表
示明るさと夜間のＥＬ発光照明明るさとの両方を調整持
たせるところで半透過反射板の透過・反射率を設定して
いる。このようなことから、昼間の表示も十分に鮮明で
明るく、夜間のＥＬ照明も十分に明るいと云う状態では
なかった。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は上記問題に鑑み
て成されたもので、その目的とするところは明るく鮮明
な表示を得ると共に明るいＥＬ照明構造を提供すること
にある。

【００１５】そして、この課題を達成する請求項１に係
る発明は、対向する上下のガラス基板の内面に電極が形
成されて封止部材を介して液晶が封入され、文字、数字
等の表示部分を有して外部から見えるところのデジタル
表示領域と見えないところの遮蔽領域を構成して成る液
晶表示素子と、該液晶表示素子のデジタル表示領域側で
ある上ガラス基板上の遮蔽領域に設けたエレクトロルミ
ネッセンスと、該エレクトロルミネッセンスを設けた上
ガラス基板と対向する下ガラス基板の下面側に設けた反
射体とで構成したことを特徴とするものである。

【００１６】また、請求項２に係る発明は、前記上ガラ
ス基板上の遮蔽領域に設けたエレクトロルミネッセンス
は、その遮蔽領域の一部分に設けたことを特徴とするも
のである。

【００１７】また、請求項３に係る発明は、前記上ガラ
ス基板上の遮蔽領域に設けたエレクトロルミネッセンス
は、上ガラス基板と一体的に設けたことを特徴とするも
のである。

【００１８】また、請求項４に係る発明は、前記下ガラ
ス基板の下側に設けた反射体は、下ガラス基板と一体的
に設けたことを特徴とするものである。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態として、以下
実施例に基づいて詳細に説明する。図１及び図２に示す
ものは本発明の第１実施例に係わるもので、デジタル時
計に使われる液晶表示素子の照明構造を示すものであ
る。図１はデジタル時計の表示部の要部断面図、図２は
ＥＬ取付側から見た斜視図である。尚、従来の技術で説
明した従来例と同じ構成を取るものは同一符号を付して
説明する。

【００２０】図１より、この液晶表示素子の照明構造
は、遮蔽化粧板３の下面側にＥＬ１６、液晶表示素子
４、反射体１５が積層した構造を取る。また、本実施例
では遮蔽化粧板３、ＥＬ１６、液晶表示素子４、反射体
１５は一体構造になっているものである。また、ＥＬ１
６は遮蔽化粧板３の遮蔽領域に隠れて配設されており、
図２より、液晶表示素子４のデジタル表示領域側の遮蔽
（見えない）領域の全域に渡って設けられている。

【００２１】遮蔽化粧板３は従来例と同様にデジタル表
示領域Ｍ以外の部分を遮蔽するために設けるもので、デ
ジタル表示領域Ｍの所に開口部ｍを形成した薄い金属板
や遮蔽領域に塗装などを施して内部が見えないようにし
たガラス板等が利用される。

【００２２】次に、ＥＬ１６は液晶表示素子４のデジタ
ル表示領域Ｍ側即ち上面側に配設されて、デジタル表示
領域Ｍの部分は開口部ｎが設けられている。また、この
ＥＬ１６は液晶表示素子４の上から見えない部分即ち遮
蔽領域Ｎの全域に渡って帯状に設けられているものであ
る。このＥＬ１６は上層より絶縁層１６ｆ、背面電極１
６ｅ、誘電体層１６ｄ、発光体層１６ｃ、透明電極１６
ｂ、透明基体１６ａが積層した構造を取り、絶縁層１６
ｆと透明基体１６ａで背面電極１６ｅ〜透明電極１６ｂ
を封入する構造を取っている。また、図示はしていない
が背面電極１６ｅと透明電極１６ｂからは電圧印加用の
導通パターンが外縁部まで延設されている。このＥＬ１
６の上記構成要素は従来例と全く同じであるのでその詳
細の説明は省略する。このＥＬ１６に所定の電圧を印加
して発光させたとき、その発光した光はその下面側に配
設した液晶表示素子４に放射する。

【００２３】液晶表示素子４は従来例と全く同じ構成
で、対向して設けた透明な上下のガラス基板４ａ、４ｂ
のそれぞれの内面に透明電極４ｃ、４ｄを形成し、フリ
ットガラス等の封止部材４ｆを介して液晶４ｅを封入し
た構造を取るものである。また、液晶４ｅは従来例と同
様、電圧無印加状態で白濁状態を呈し、印加状態で透明
になるＰＮＬＣＤ型液晶を使用している。従って、文字
や数字等の表示をする表示部分ｐを構成するところの透
明電極４ｃ、４ｄが形成されたところの液晶は電圧印加
時には透明になり、背景部分ｑを含むそれ以外のところ
の液晶は白濁状態を呈している。また、上下のガラス基
板４ａ、４ｂは透明なガラスで、表面凹凸のない平滑で
光沢のあるガラス板が使用され、ガラススクライブ装置
でもってスクライブした後切断して形成されるのでその
切断面も凹凸が殆どない非常に綺麗な面に仕上がってい
る。

【００２４】液晶表示素子４の下面側に一体的に設けら
れた反射体１５は反射率の高いものが好ましく、アルミ
金属膜や銀金属膜等が好ましく利用できる。金属膜を利
用する場合は金属箔の貼付け方法や金属蒸着方法等で形
成できる。また、金属膜にカラー塗膜を施すと表示部分
ｐのカラー表示も可能となる。

【００２５】上記構造を取る液晶表示素子の照明構造
は、夜間等の暗い時にＥＬ１６を発光させると、その発
光した光は液晶表示素子４の上ガラス基板４ａに向かっ
て放射する。ここで、ＥＬ１６が液晶表示素子４の遮蔽
領域Ｎに設けられており、この領域は液晶４ｅが白濁状
態にあるのでＥＬ１６の発光した光は上ガラス基板４ａ
を透過して白濁した液晶４ｅに入射する。そして、白濁
した液晶４ｅによって散乱・反射が起こり、再びＥＬ１
６側に反射される光と上ガラス基板４ａ内を走査する光
に分かれる。ＥＬ１６側に反射される光はＥＬ１６の誘
電体層１６ｄによって再び液晶表示素子４側に反射され
てくる。このようにしてＥＬ１６の発光した光の多くの
光量は上ガラス基板４ａ内を走査することになる。そし
て、ＥＬ１６と遮蔽化粧板３に設けられたデジタル表示
領域Ｍである開口部から外に放射される。上ガラス基板
４ａの切断端面は凹凸の殆どない綺麗な面になっている
ので、ガラス基板内を走査する光は切断境界面で一部は
反射され、一部は外部に放射される。しかしながら、デ
ジタル表示領域Ｍの面積が切断端面面積より非常に大き
いこと、一部の光は反射されること等からして切断境界
面から外部に放射される光量は非常に少なく、多くの光
量がデジタル表示領域Ｍから放射されることになる。

【００２６】また、液晶表示素子４の透明電極４ｃ、４
ｄの形成された表示部分ｐにあっては、液晶４ｅが透明
であるためここに放射されるＥＬ１６の光は反射体１５
で反射されて外に放射される。しかも、反射体１５の反
射率が非常に高いので非常に多くの光量が反射されて外
に放射される。従って、表示部分ｐは反射体１５の色調
を帯びて明るく照明される。

【００２７】また、背景部分ｑにあっては白濁状態の液
晶４ｅによっての反射光が外に放射されるので白色を帯
びて明るく照明される。このことより、デジタル表示領
域Ｍの部分は非常に明るく照明されることになる。

【００２８】一方、昼間等の明るい時のＥＬ１６の非点
灯時においては、開口部を通してデジタル表示領域Ｍに
入射する光は、表示部分ｐでは反射率の高い反射体１５
によって多くの反射光が戻ってくる。また、背景部分ｑ
では白濁した液晶４ｅによって反射した光が戻ってく
る。従って、明るい乳白色を呈する背景の中に反射体１
５の色調を持った明るく鮮明な表示が現れる。

【００２９】このように、本実施例の液晶表示素子の照
明構造にあっては、反射体に非常に反射率の高い反射体
を使用することができて非常に高い反射効率を得ること
ができるので、ＥＬの発光した非常に多くの光をデジタ
ル表示領域から外部に放射することができる。そして、
明るく表示領域を照明する。また、昼間にあっても明る
く鮮明な表示が得られる。

【００３０】本実施例では、液晶は電圧無印加状態で白
濁状態を呈し、印加状態で透明状態を呈するＰＮＬＣＤ
型液晶を使用したが、電圧無印加状態で透明状態を呈
し、印加状態で白濁状態を呈するＤＳＭ（ダイナミック
スキャッタリング液晶）型液晶を使用すれば表示部分及
び背景部分は上記ＰＮＬＣＤ型液晶とは全く逆の色調を
伴った明るい照明が得られる。

【００３１】次に、図３に示すものは本発明の第２実施
例に係る液晶表示素子の照明構造を示すもので、ＥＬ取
付側から見た斜視図である。この照明構造の前述した第
１実施例と異なる所は、帯状のＥＬ２６が図中左右に分
かれて２つ設けられていることである。従って、液晶表
示素子４のデジタル表示領域Ｍ側にある遮蔽領域Ｎの一
部が露出状態にある。

【００３２】液晶表示素子の大きさに制限があって広い
遮蔽領域が取れない場合などは上記構造を取ることがで
きる。

【００３３】ここでのＥＬ２６は液晶表示素子４の上面
側にあって、図中左右の遮蔽領域Ｎ1、Ｎ2に帯状のＥＬ
２６が２個設けられている。そして、このＥＬ２６の構
造は前述の第１の実施例の図１で示した構造と全く同じ
構造を取っていて、発光する光は何れも液晶表示素子４
側に放射される。液晶表示素子４の上面側の点線内はデ
ジタル表示領域Ｍを示していて、前後の遮蔽領域Ｎ4、
Ｎ3は液晶表示素子４が露出している。

【００３４】また、ここでの液晶表示素子４及びその下
に設けた反射体１５は前述の第１実施例と全く同じ構成
を取っているものである。

【００３５】上記に示すの照明構造にあっては、ＥＬ２
６の発光した光は液晶表示素子４のデジタル表示領域Ｍ
と遮蔽領域Ｎ3、Ｎ4から放射される。従って、デジタル
表示領域Ｍから放射される光の量は少し少ないものとな
ってその明るさは前述の第１実施例のものより少し落ち
る。しかしながら、ＥＬ２６の発光した光の利用効率は
少し落ちるが、従来例から比較すると格段の明るさは得
られるものである。

【００３６】尚、上記構造にあって、液晶表示素子４の
遮蔽領域Ｎ3、Ｎ4 に反射板を取り付けるとそこからの
光の放射が防止でき、デジタル表示領域からの放射に集
中させることができる。このようにすると更に明るい照
明が得られる。

【００３７】以上述べた２つの実施例は、何れも遮蔽化
粧板、ＥＬ、液晶表示素子、反射体を接着剤等を介して
一体化したものである。それぞれ僅かの隙間を設けて分
離した構造を取ることもできるが、しかしながら一体化
することによって、隙間からの光の漏れをなくして発光
した多くの光量をデジタル表示領域に集中させることが
できるので照明を明るくする。また、全体的にその厚み
を薄くでき、デジタル時計自体を薄型化することができ
る。また、前もってユニット化できるので組立工数を少
なく押さえることもできると云う効果を得ることができ
る。

【００３８】また、本実施例でのＥＬではデジタル表示
領域に開口部を設けたが、特に開口部に限定するもので
はなく、光が透過する透光部であっても同じ効果が得ら
れるものである。従って、開口部に位置する所に透明な
樹脂を印刷等で埋め込んで形成したＥＬでも良いもので
ある。

【００３９】また、実施例は何れもデジタル時計を例に
取って説明したが、液晶表示素子が使われる電話や各種
事務機器、或いはゲーム機等についても全く同様に適用
できるものである。

【００４０】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の液
晶表示素子の照明構造は、ＥＬの発光した光量を非常に
多く利用できるので非常に明るい照明が得られる。

【００４１】また、反射体に非常に反射率の高い材料が
使用できるので高い反射率の基で明るく鮮明な表示が得
られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係わるデジタル時計の表
示部の要部断面図。

【図２】図１におけるＥＬ取付側から見た斜視図。

【図３】本発明の第２実施例に係わるＥＬ取付側から見
た斜視図。

【図４】従来のバックライト構造を取るデジタル時計の
外観を示す斜視図。

【図５】図４における表示部の要部断面図。

【符号の説明】

３遮蔽化粧板４液晶表示素子４ａ上ガラス基板４ｂ下ガラス基板４ｃ、４ｄ透明電極４ｅ液晶４ｆ封止部材１５反射体１６、２６エレクトロルミネッセンスＭデジタル表示領域Ｎ、Ｎ1、Ｎ2、Ｎ3、Ｎ4 遮蔽領域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2F002 AA06 AB02 AB03 AB06 AC01 EA01 EA04 EB03 EF01 EF02 EH04 2H089 HA04 HA40 QA05 QA16 RA02 TA13 TA18 2H091 FA16Z FA34X FA44X FB08 FC02 FC12 FD14 FD15 HA02 JA02 LA16 5G435 AA02 AA03 BB12 DD14 EE23 FF03 FF13 GG25 LL07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】対向する上下のガラス基板の内面に電極
が形成されて封止部材を介して液晶が封入され、文字、
数字等の表示部分を有して外部から見えるところのデジ
タル表示領域と見えないところの遮蔽領域を構成して成
る液晶表示素子と、該液晶表示素子のデジタル表示領域
側である上ガラス基板上の遮蔽領域に設けたエレクトロ
ルミネッセンスと、該エレクトロルミネッセンスを設け
た上ガラス基板と対向する下ガラス基板の下面側に設け
た反射体とで構成したことを特徴とする液晶表示素子の
照明構造。
【請求項２】前記上ガラス基板上の遮蔽領域に設けた
エレクトロルミネッセンスは、その遮蔽領域の一部分に
設けたことを特徴とする請求項１記載の液晶表示素子の
照明構造。
【請求項３】前記上ガラス基板上の遮蔽領域に設けた
エレクトロルミネッセンスは、上ガラス基板と一体的に
設けたことを特徴とする請求項１又は２記載の液晶表示
素子の照明構造。
【請求項４】前記下ガラス基板の下側に設けた反射体
は、下ガラス基板と一体的に設けたことを特徴とする請
求項１記載の液晶表示素子の照明構造。