JP2007304350A - 電気光学装置及び電子機器 - Google Patents

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Abstract

【課題】表示光の有無に関わらず容易に観察モードとミラーモードとを切り替えることができる電気光学装置、及び当該電気光学装置を用いた電子機器を提供すること。
【解決手段】液晶表示装置1は、表示面16において表示を行う液晶表示モジュール2と、反射偏光子を内蔵したタッチパネルモジュール3とがヒンジ部49によって連結されてなる。ヒンジ部49は2軸ヒンジを構成する。液晶表示モジュール2内の偏光板の透過軸28tと、タッチパネルモジュール3内の反射偏光子の透過軸90tとは、タッチパネルモジュール3を閉じたときに、その表裏に応じて平行又は直交のいずれかの関係となる。上記2つの透過軸28t,90tが平行となるときは表示面16の表示が視認され、直交するときは表示光の有無に関わらず液晶表示装置1は鏡として機能する。
【選択図】図3

Description

本発明は、液晶表示装置等といった電気光学装置に関する。また、本発明は、その電気光学装置を用いて構成される電子機器に関する。
表示面側に偏光板を有する液晶表示装置等の電気光学装置においては、表示面に反射偏光子を重ねることで鏡(ミラー)としての機能を付加できることが知られている(例えば特許文献1参照)。すなわち、上記液晶表示装置において偏光板の透過軸と反射偏光子の透過軸とを平行に配置することにより、偏光板及び反射偏光子を透過した表示光を観察者に視認させる観察モードと、反射偏光子によって反射した外光を観察者に視認させるミラーモードとを切り替えて使用することができる。
特開2004−85590号公報
しかしながら、上記液晶表示装置においてミラーモードを実現するためには、液晶表示装置内の補助光源を消灯するなどして表示光が反射偏光子に到達しないようにしなければならないという問題点がある。ミラーモードにおいて表示光があると、当該表示光が反射偏光子を透過して外光の反射光を打ち消してしまうからである。一方で、偏光板の透過軸と反射偏光子の透過軸とが直交するような配置とすれば、表示光の有無に関わらず常にミラーモードが実現されるが、この場合は偏光板を透過した表示光が反射偏光子を透過できずに表示が行えなくなってしまうという問題点がある。
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、表示光の有無に関わらず容易に観察モードとミラーモードとを切り替えることができる電気光学装置、及び当該電気光学装置を用いた電子機器を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明の電気光学装置は、画像を表示する表示面側に偏光板を有する電気光学パネルを備えた第1の筐体と、反射偏光子を備え、当該反射偏光子と平面的に重なる領域の少なくとも一部が透光性を有する平板状の第2の筐体と、前記第1の筐体と前記第2の筐体とを連結するヒンジ部であって、前記表示面に平行な第1の軸を中心として可動させることにより、前記第2の筐体を、前記表示面を覆う閉位置と、前記表示面を外部へ露出させる開位置との間で開閉可能に支持するとともに、前記第1の軸に垂直でありかつ前記反射偏光子と平行な第2の軸を中心として前記第2の筐体を回転可能に支持するヒンジ部と、を備える電気光学装置であって、前記偏光板の透過軸及び前記反射偏光子の透過軸は、前記第1の軸に平行な方向及び垂直な方向のいずれとも異なる向きに設定されていることを特徴とする。
上記電気光学装置は、いわゆる2軸ヒンジを構成するヒンジ部を有するので、以下のような動作が可能である。すなわち、第2の筐体を、当該第2の筐体の第1の面を外部に露出させた第1の閉位置から第1の軸を中心として回転させることにより、開位置に位置させることができる。また、当該開位置から第2の筐体を第2の軸を中心に180度回転させれば、第2の筐体が表裏逆となった状態の開位置に位置させることができる。この状態から第1の軸を中心として回転させて第2の筐体を閉じれば、当該第2の筐体の第2の面を外部に露出させた第2の閉位置に位置させることができる。すなわち、第2の筐体は、第1の閉位置とすることもできるし、これとは表裏が逆の状態である第2の閉位置とすることもできる。
そして、第2の筐体に備えられた反射偏光子の透過軸と、第1の筐体に備えられた偏光板の透過軸は、第1の軸に平行な方向及び垂直な方向のいずれとも異なる向きに設定されていることから、上記2つの透過軸がなす相対角(2通りの相対角のうち、0度以上90度以下のものを指す)は、第2の筐体が第1の閉位置にある場合と第2の閉位置にある場合とで必ず異なるようになる。ここで、第2の筐体を、上述した2通りの閉位置のうち上記相対角が小さくなる閉位置とすることにより、観察モードが実現される。これは、相対角が小さい場合は、偏光板を透過した電気光学パネルの表示光が反射偏光子を透過しやすく、観察者が表示光を視認しやすいためである。一方、第2の筐体を、相対角が大きくなる閉位置とすることにより、ミラーモードが実現される。これは、相対角が大きい場合は、偏光板を透過した表示光が反射偏光子で遮光(反射)されやすいため、表示光の有無にかかわらず、観察者が外光の反射偏光子による反射光を視認しやすいためである。したがって、観察者は、第2の筐体を第1の閉位置と第2の閉位置との間で変位させることによって、容易に観察モードとミラーモードとを切り替えることができる。このように、上記構成によれば、表示光の有無に関わらず容易に観察モードとミラーモードとを切り替えることができる電気光学装置が得られる。
上記電気光学装置において、前記反射偏光子の透過軸は、前記第2の筐体が、当該第2の筐体の第1の面を外部に露出させた第1の閉位置にあるときには前記偏光板の透過軸と略平行となり、当該第2の筐体の第2の面を外部に露出させた第2の閉位置にあるときには前記偏光板の透過軸と略直交することが好ましい。
このような構成によれば、第2の筐体が第1の閉位置にある場合(観察モードに対応)において電気光学パネルの表示光を最も効率良く取り出すことができるとともに、第2の筐体が第2の閉位置にある場合(ミラーモードに対応)において表示光を最も効率良く遮光(反射)し、外光の反射光の視認性を向上させることができる。すなわち、上記構成によれば、観察モード及びミラーモードのいずれについても良好な視認性を実現することができる。
上記電気光学装置において、前記反射偏光子の透過軸及び前記偏光板の透過軸は、いずれも前記第1の軸に対して相対的に45度の角度をなすことが好ましい。
このような構成によれば、第2の筐体を第1の閉位置と第2の閉位置との間で変位させることによって、反射偏光子の透過軸と偏光板の透過軸とがなす相対角を、0度又は90度のいずれかにすることができる。相対角が0度となる場合(観察モードに対応)において電気光学パネルの表示光を最も効率良く取り出すことができるとともに、相対角が90度となる場合(ミラーモードに対応)において表示光を最も効率良く遮光(反射)し、外光の反射光の視認性を向上させることができる。すなわち、上記構成によれば、観察モード及びミラーモードのいずれについても良好な視認性を実現することができる。
上記電気光学装置においては、前記電気光学パネルに光を入射させる照明装置を有し、前記第2の筐体が前記第1の閉位置にある状態において、前記照明装置から射出された光が前記電気光学パネルに入射し、前記第2の筐体を透過して観察される観察モードと、前記照明装置から光が射出されず、観察側から前記反射偏光子に入射した光が前記反射偏光子で反射されて観察されるミラーモードと、を備えることが好ましい。
このような構成によれば、反射偏光子の透過軸と偏光板の透過軸とがなす相対角が小さくなるような閉位置に第2の筐体が位置している場合、すなわち観察モードに好適な場合においても、ミラーモードを実現することができる。
上記電気光学装置において、前記第2の筐体は、前記反射偏光子に平行に配置された透光性を有する入力手段を備えることが好ましい。
このような構成によれば、反射偏光子の透過軸と偏光板の透過軸とがなす相対角が小さくなるような閉位置に第2の筐体が位置している場合、すなわち観察モードに好適な場合に、電気光学パネルの表示を観察しながら入力手段による入力を行うことができる。
本発明の電子機器は、上記電気光学装置を有することを特徴とする。
このような構成の電子機器によれば、電気光学装置に含まれる第2の筐体を第1の閉位置と第2の閉位置との間で変位させることによって、表示光の有無に関わらず容易に観察モードとミラーモードとを切り替えることができる。
以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。なお、以下に示す各図においては、各構成要素を図面上で認識され得る程度の大きさとするため、各構成要素の寸法や比率を実際のものとは適宜に異ならせてある。
(液晶表示装置の全体的な構成)
図1から図5は、いずれも本発明に係る電気光学装置としての液晶表示装置1の斜視図である。これらに示す液晶表示装置1は、第1の筐体としての液晶表示モジュール2と、第2の筐体としての平板状のタッチパネルモジュール3とを有する。液晶表示モジュール2は、その内部に電気光学パネルとしての液晶パネル4(図6参照)を含んでおり、タッチパネルモジュール3は、その内部に入力手段としてのタッチパネル31(図7参照)を含んでいる。液晶表示モジュール2とタッチパネルモジュール3はヒンジ部49によって連結されている。ヒンジ部49は、いわゆる2軸ヒンジを構成する。
(液晶表示モジュール2の構成及び機能)
まず、液晶表示モジュール2について説明する。図6は、液晶表示モジュール2の一実施形態を分解状態で示している。この液晶表示モジュール2は、電気光学パネルとしての液晶パネル4と、液晶パネル4に付設された照明装置6と、液晶パネル4及び照明装置6を支持するフレーム8とを有する。液晶パネル4の1つの辺部には駆動用IC5が実装されている。また、駆動用IC5が実装された液晶パネル4の辺の辺端には配線基板としてのFPC(Flexible Printed Circuit)基板7が接続されている。
液晶表示モジュール2は、また、第1外装ケース9aと第2外装ケース9bとを有し、これらは互いに結合して外装ケース9を構成する。そして、その外装ケース9の中に、液晶パネル4及び照明装置6がフレーム8によって支持された状態で収容される。この液晶表示モジュール2に関しては、矢印Cが描かれた側が観察側である。第1外装ケース9aの端部にはヒンジ部49の構成要素である第1ブラケット19a及び第2ブラケット19bが設けられている。
照明装置6は、光源としてのLED(Light Emitting Diode)11と、透光性の樹脂によって形成された導光体12とを有する。LED11から発生した光は導光体12の光入射面12aを通して導光体12の内部へ導入され、そして光射出面12bから面状の光として外部へ射出される。矢印Cで示す観察側から見て導光体12の背面には光反射層13が設けられる。また、導光体12の光射出面12bには光拡散層14が設けられる。照明装置6は、矢印Cで示す観察方向から見て液晶パネル4の裏側に配置されていて、バックライトとして機能する。なお、導光体12の光射出面12bの上には、必要に応じて、光拡散層14以外の他の光学特性を備えた層を設けることもできる。また、光源は、LED11以外の点状光源や、冷陰極管等といった線状光源によって構成することもできる。
液晶パネル4は、矢印Cで示す観察側から見て長方形又は正方形の第1基板21と第2基板22とを枠状のシール材23によって貼り合わせて形成する。第1基板21と第2基板22との間には間隙、いわゆるセルギャップが形成され、その中に電気光学物質としての液晶が封入されて液晶層24を構成する。
第1基板21及び第2基板22は、例えば、透光性のガラス、透光性のプラスチック等によって形成される。そして、第1基板21の外側表面には、位相差板27a及び偏光板28aが、それぞれ、貼着等によって装着される。また、第2基板22の外側表面には、位相差板27b及び偏光板28bが、それぞれ、貼着等によって装着される。なお、第1基板21及び第2基板22の表面には、必要に応じて、その他適宜の光学要素を用いることもできる。なお、偏光板28aが、本発明における「偏光板」に対応する。偏光板28aは、透過軸28t(図1参照)に平行な偏光成分を透過し、透過軸28tに直交する偏光成分を吸収する光学部材である。
液晶パネル4は矢印Cで示す観察側の表面、すなわち表示面16に文字、数字、図形等といった像を表示するものであり、その表示面16のうち像が表示される領域が表示領域Voである。そのような液晶パネル4は、本実施形態の場合、任意の表示モードによって構成できる。例えば、液晶駆動方式でいえば、単純マトリクス方式及びアクティブマトリクス方式のいずれであっても良い。また、液晶モードの種別でいえば、TN(Twisted Nematic)、STN(Super Twisted Nematic)、負の誘電率を持つ液晶で成る垂直配向モード、その他の任意の液晶を用いることができる。また、採光方式でいえば、透過型、反射型、半透過反射型のいずれであっても良い。なお、本実施形態では、液晶パネル4に照明装置6を付設しているので、採光方式としては透過型又は半透過反射型ということになる。
単純マトリクス方式とは、各画素に能動素子を持たず、走査電極とデータ電極との交差部が画素又はドットに対応し、駆動信号が直接に印加されるマトリクス方式である。この方式に対する液晶モードとしては、TN又はSTNが用いられる。次に、アクティブマトリクス方式とは、画素又はドットごとに能動素子が設けられ、書き込み期間では能動素子がON状態となってデータ電圧が書き込まれ、他の期間では能動素子がOFF状態になって電圧が保持されるマトリクス方式である。この方式で使用する能動素子には3端子型と2端子型がある。3端子型の能動素子には、例えば、TFT(Thin Film Transistor)がある。また、2端子型の能動素子には、例えば、TFD(Thin Film Diode)がある。
上記のような液晶パネル4において、カラー表示を行う場合には、第1基板21又は第2基板22にカラーフィルタが設けられる。カラーフィルタは、特定の波長域の光を選択的に透過するフィルタである。具体的には、3原色であるB(青色)、G(緑色)、R(赤色)の1色ずつを第1基板21又は第2基板22上の各ドットに対応させて所定の配列、例えばストライプ配列、デルタ配列、モザイク配列で並べる。
第2基板22は、対向基板である第1基板21の外側へ張り出す張出し部25を有する。上記の駆動用IC5は、この張出し部25の第1基板21側の表面上に、例えばACF(Anisotropic Conductive Film:異方性導電膜)26を用いたCOG(Chip On Glass)技術によって実装される。駆動用IC5は、複数個、本実施形態では3個実装されている。これらの駆動用IC5は、液晶パネル4の電極に走査信号及びデータ信号を出力して液晶パネル4を駆動する。
FPC基板7は、張出し部25の辺端部に、例えばACF26を用いて接続される。このFPC基板7には、液晶パネル4を駆動するために必要となる複数の回路部品が実装され、さらに、各回路部品を接続して回路を構成する複数の配線がパターニングによって形成される。また、FPC基板7には入力用端子7aが設けられ、この入力用端子7aに外部の入力用機器(例えば、携帯情報端末等といった電子機器の制御回路や、タッチパネル)の出力用端子が接続される。入力用機器から出力された信号は、FPC基板7を介して液晶パネル4の駆動用IC5に入力され、液晶パネル4の表示に供される。
フレーム8は、照明装置収容部8aと、液晶パネル係止片8bとを有する。このフレーム8は、例えば、プラスチックを材料として成形加工によって形成できる。照明装置収容部8aは、フレーム8の内側に設けられた空間であり、この空間内に導光体12が収容される。また、液晶パネル係止片8bは、フレーム8の四隅に設けられていて、矢印Cで示す観察側へ延びている。液晶パネル4は、これら液晶パネル係止片8bの内側に嵌合することにより、フレーム8に収容されて支持される。
第1外装ケース9aは液晶パネル4の表示面16を覆うように設けられる。この第1外装ケース9aには開口17が設けられ、液晶パネル4によって表示面16内に実現される表示をこの開口17を通して視認することができる。表示面16内で表示が行われる領域が表示領域Voである。第2外装ケース9bは、矢印Cで示す観察側から見てフレーム8の裏側に設けられる。これら第1外装ケース9a及び第2外装ケース9bは、例えば、ステンレス鋼等といった金属によって形成される。
液晶表示モジュール2を製造する際には、上記の液晶パネル4及び照明装置6をフレーム8に収容し、FPC基板7を矢印Dで示すように曲げて照明装置6の光反射層13に当接又は近接させる。このように液晶パネル4と照明装置6とフレーム8とを組み立てた状態で、これらを第1外装ケース9aと第2外装ケース9bとによって挟むようにして覆う。こうして、液晶表示モジュール2が形成される。
(タッチパネルモジュール3の構成及び機能)
次に、液晶表示装置1を構成するタッチパネルモジュール3について説明する。図7は、タッチパネルモジュール3を分解状態で示している。また、図8は、図7のE−E線に従った断面構造を示している。図7において、タッチパネルモジュール3は、入力手段としてのタッチパネル31と、反射偏光子90及びその保護部材91と、第1外装ケース32aと、第2外装ケース32bとを有する。タッチパネル31の一辺には配線基板34が接続されている。第1外装ケース32aと第2外装ケース32bは互いに結合して入力手段用ケースとしての外装ケース32を構成する。
タッチパネル31は、矢印Fで示す入力側に位置する前基板41と、入力側から見て前基板41の背面側に位置する後基板42とを有する。これらの基板41,42は、枠状の接着材43によって貼り合わされている。前基板41は、例えば、透光性のプラスチック等を用いて厚さ0.1〜0.2mm程度のフィルム状に形成される。また、後基板42は、例えば、透光性のガラス、透光性のプラスチック等によって形成される。
前基板41のうち後基板42に対向する面には、平板状の面電極44aが設けられている。この面電極44aは、前基板41の面積よりも少し小さい面積の入力領域Vi内の全域に均一な厚さで設けられている。この面電極44aの4辺のうちの互いに対向する一対の辺の近傍に、当該辺と略平行に一対の低抵抗電極45aが設けられている。
他方、後基板42のうちの前基板41に対向する面には、平板状の面電極44bが設けられている。この面電極44bは、前基板41側の面電極44aと略同じ領域内の全域に均一な厚さで設けられている。この面電極44bの4辺のうち前基板41上の低抵抗電極45aが設けられた辺と直角の位置関係にある一対の辺の近傍に、当該辺と略平行に一対の低抵抗電極45bが設けられている。
面電極44a,44b及び低抵抗電極45a,45bは、例えば、ITO(Indium Tin Oxide)等といった透光性の導電材を用いて形成される。前基板41上で面電極44aが設けられた入力領域Viが、入力者すなわち観察者が、自らの指によって又は適宜の入力器具(図示せず)を用いて、位置を指示するために押す領域、すなわち入力領域である。
図8において、矢印Fで示す入力側(すなわち、図6において矢印Cで示す観察側)から見て遠い側の面電極44bのうち近い側の面電極44aに対向する面の上には、ドット状の突起46が複数個設けられている。これらの突起46は面電極44bの上にランダム(すなわち、無秩序)に設けられている。これらの突起46は、面電極44aと面電極44bとの隙間を維持するためのスペーサとして機能する。
後基板42のうちの低抵抗電極45bが設けられた側の辺の端部には配線基板34が接続される。この配線基板34は、例えば、FPC基板等といった可撓性を持った基板によって形成される。この配線基板34を介して低抵抗電極45bに、例えばタッチパネル制御回路(図示せず)が接続される。このタッチパネル制御回路は電圧発生回路及び電圧測定回路を有する。本実施形態においてタッチパネル制御回路は図6のFPC基板7に実装される。したがって、図8の配線基板34は、図6のFPC基板7の入力用端子7aに接続される。
矢印Fで示す入力側から見て後基板42の背面側には、反射偏光子90及び保護部材91がこの順に配置されている。反射偏光子90は、入射した光のうち、透過軸90t(図7参照)に平行な偏光成分を透過し、透過軸90tに直交する偏光成分を反射する光学部材である。保護部材91は、透光性を有するプラスチックフィルムであり、反射偏光子90を保護する役割を果たす。
図7において、第1外装ケース32aはタッチパネル31の入力面36を覆うように設けられる。この第1外装ケース32aには、タッチパネル31の入力領域Viと同じか、それよりも少し広い面積の開口33aが設けられる。オペレータ、すなわち入力者は、その開口33aを通してタッチパネル31の入力面36の適所を押すことができる。また、第1外装ケース32aの端部には、図1のヒンジ部49の構成要素である軸部材としてのピン35bが設けられている。ピン35bは、その軸が反射偏光子90のなす平面と平行になるように設けられる。
第2外装ケース32bは、タッチパネル31を挟んで第1外装ケース32aの反対側に設けられる。この第2外装ケース32bにも、タッチパネル31の入力領域Viと同じか、それよりも少し広い面積の開口33bが設けられる。この開口33bと上記開口33aとの間の構成要素はいずれも透光性を有し、開口33a(開口33b)に入射した光は、タッチパネルモジュール3の全体を透過して開口33b(開口33a)から射出される。
なお、開口33a,33bの形状は、本実施形態に示すものに限られない。開口33a,33bは、反射偏光子90と平面的に重なる領域の少なくとも一部に形成されていればよく、液晶表示装置1の用途に応じて種々の形状とすることができる。
第1外装ケース32a及び第2外装ケース32bは、例えば、金属、プラスチック等によって形成される。金属としては、例えばステンレス鋼を使用できる。第1外装ケース32aと第2外装ケース32bとは、図8に示すように、互いに結合して1つの外装ケース32を構成する。タッチパネル31はその外装ケース32の中に収容される。こうして、タッチパネルモジュール3が形成される。
図7において、配線基板34にタッチパネル制御回路(図示せず)が接続されることは既述した。このタッチパネル制御回路は、後基板42側の一対の低抵抗電極45b間に所定の電圧を印加するとともに前基板41側の一対の低抵抗電極45a間の電圧を測定する第1のタイミングと、前基板41側の低抵抗電極45a,45a間に所定の電圧を印加するとともに後基板42側の低抵抗電極45b,45b間の電圧を測定する第2のタイミングとを、互いに時間的に重ならないように個別に実現する。
上記の第1のタイミングにおいて、後側の面電極44bには、図7中のy方向に沿って直線的に電圧が変化する均一な電圧降下が発生し、y方向の座標位置が等しい部位同士は略同じ電位となるような電圧分布が形成される。このときに液晶表示モジュール2(図1参照)の表示領域Voに対応するタッチパネルモジュール3の入力領域Vi内において前基板41内のある点状部位が押されると、前側の面電極44aと後側の面電極44bとが点状領域で接触する。これにより、押された部位に対応する位置における面電極44bの電圧を前側の面電極44aを通してタッチパネル制御回路によって測定することができる。この測定された電圧値は、前基板41が押された部位のy方向の座標位置と相関しているため、タッチパネル制御回路は押された部位のy方向の位置を検出したことになる。
また、前側の低抵抗電極45a間に所定の電圧を印加して後側の低抵抗電極45b間の電圧を測定する第2のタイミングが到来すると、前側の面電極44aにはx方向に沿って均一な電圧降下が発生し、直線的に電圧が変化する電圧部分が形成される。タッチパネル制御回路は、前基板41が押された部位に対応する位置における前側の面電極44aの電圧を後側の面電極44bを通して検出できる。これにより、押された部位のx方向の位置を検出できる。
上述したタッチパネル制御回路に関する第1のタイミングと第2のタイミングとを短時間の間で繰り返して切り換えることにより、タッチパネル制御回路は押された部位のy方向の位置座標及びx方向の位置座標を検出することができる。
(ヒンジ部49の構成及び機能)
図1のヒンジ部49は、図6において第1外装ケース9aに設けられた第1ブラケット19a、軸部材としてのピン35aを有する第2ブラケット19b、及び図7において第1外装ケース32aに設けられた軸部材としてのピン35bによって形成される。図6において、第2ブラケット19bには穴37bが設けられている。この穴37bに図7のピン35bが嵌合することにより、タッチパネルモジュール3と液晶表示モジュール2とが連結される。
第1ブラケット19aには穴37aが設けられており、この穴37aに第2ブラケット19bのピン35aが嵌合することにより、第1ブラケット19aと第2ブラケット19bとが結合される。より詳しくは、第2ブラケット19bは、図1に示す液晶表示モジュール2の表示面16に平行な第1の軸S1を中心として第1ブラケット19aに対して回転可能に結合される。したがって、第2ブラケット19bに結合されたタッチパネルモジュール3は、第1の軸S1を中心として液晶表示モジュール2に対して回転可能に連結される。タッチパネルモジュール3を液晶表示モジュール2に対して第1の軸S1を中心として相対的に回転させることにより、例えば図1に示す第1の閉位置や、図2に示す開位置に位置させることができる。
ここで、閉位置とは、タッチパネルモジュール3が液晶表示モジュール2の表示面16を覆う位置をいい、そのうち第1の閉位置とは、液晶表示モジュール2の表示面16を覆う位置であって、タッチパネルモジュール3の第1の面(図7において前基板41が露出する側)が外部に露出した状態の閉位置をいう。以下では、タッチパネルモジュール3が閉位置(第1の閉位置)にあるときの液晶表示装置1の状態を閉状態(第1の閉状態)とも呼ぶ。また、開位置とは、液晶表示モジュール2の表示面16が外部へ露出されるようなタッチパネルモジュール3の位置をいう。以下では、タッチパネルモジュール3が開位置にあるときの液晶表示装置1の状態を開状態とも呼ぶ。なお、図1から図5においては、タッチパネルモジュール3の表裏を判別するために、タッチパネルモジュール3の第1の面には符号Aが、第2の面(図7において保護部材91が露出する側)には符号Bが付されている。
上記した第2ブラケット19bとピン35bとは、ピン35bの軸に平行な第2の軸S2(図6参照)を中心に回転可能に結合されている。したがって、タッチパネルモジュール3は、第2の軸S2を中心としても液晶表示モジュール2に対して回転可能に連結されている。例えば、タッチパネルモジュール3を図2に示す開位置から第2の軸S2を中心として回転させて、図3のような中間的な開位置に位置させることもできるし、図4に示すように、図2に対して表裏逆の状態の開位置に位置させることもできる。ここで、第2の軸S2は、第1の軸S1に対して常に垂直であるとともに、タッチパネルモジュール3内の反射偏光子90の面に対して常に平行である。
さらに、図4の状態からタッチパネルモジュール3を第1の軸S1を中心に回転させて閉じれば、タッチパネルモジュール3を図5に示すような第2の閉位置に位置させることができる。ここで、第2の閉位置とは、タッチパネルモジュール3の第2の面が外部に露出した状態の閉位置をいう。また、以下では、タッチパネルモジュール3が第2の閉位置にあるときの液晶表示装置1の状態を第2の閉状態とも呼ぶ。
このように、タッチパネルモジュール3は、2つの回転軸を有する2軸ヒンジとしてのヒンジ部49の機能によって、第1の閉位置、開状態、第2の閉位置の間で自由に位置を変えることができる。なお、ブラケット19a,19b及びピン35a,35bの周りには、必要に応じて、その他の適宜の構成要素を付加的に設けることができる。また、ヒンジ部49は本実施形態のような構造に限られず、必要に応じて種々の構造を採用できる。
(偏光板28a及び反射偏光子90の透過軸)
次に、偏光板28a及び反射偏光子90の透過軸について説明する。図1においては、偏光板28aの透過軸28t及び反射偏光子90の透過軸90tが、それぞれ破線の矢印及び実線の矢印で示されている。図1に示す第1の閉状態においては、透過軸28tと透過軸90tとは平行になっており、いずれも第1の軸S1に対して相対的に45度の角度をなすように設定されている。
図2から図5においても、それぞれ透過軸28t,90tが矢印で示されている。ここで、図5に示す第2の閉状態においては、透過軸28tと透過軸90tとは直交する。これは、第1の閉状態と第2の閉状態とでは、第2の軸S2を中心としてタッチパネルモジュール3が表裏逆となっているためである。
(液晶表示装置の全体的な動作)
以下、上記構成よりなる液晶表示装置1の動作について説明する。液晶表示装置1は、タッチパネルモジュール3を用いて入力を行いながら液晶表示モジュール2の表示面16上の表示を観察する第1観察モードと、入力操作を行うことなく表示面16の表示を観察するだけの第2観察モードと、入力や観察は行わずに鏡として使用するミラーモード等といった各種のモードの下で使用される。以下、各モードを個別に説明する。
(第1観察モード)
このモードを実現しようとする場合、観察者は、タッチパネルモジュール3を図1に示す第1の閉位置に置く。このとき、タッチパネル31に電力が供給され、タッチパネル31が電源オン状態となる。また、タッチパネルモジュール3の入力領域Viと液晶表示モジュール2の表示領域Voが互いに重なる位置関係となるとともに、偏光板28aの透過軸28tと反射偏光子90の透過軸90tとは互いに平行となる。
ここで、図9を用いて、液晶表示装置1が図1に示す第1の閉状態にあるときの表示機能について説明する。図9は、液晶表示装置1の構成要素のうち、反射偏光子90、液晶パネル4(特に偏光板28a,28b)、照明装置6に着目し、これらの層間距離を拡大して示した模式図である。
図9(a)は、照明装置6が発光し、液晶パネル4による表示が行われている状態を示している。ここで、照明装置6を始点とし、他の構成要素を透過して描かれている白抜きの矢印95は、照明装置6において発光した光及び液晶パネル4の表示光を表す。偏光板28aの透過軸28tと反射偏光子90の透過軸90tとが互いに平行となることから、偏光板28aを透過した液晶パネル4の直線偏光の表示光は反射偏光子90をそのまま透過し、観察者に視認される。一方、反射偏光子90の表面で反射している白抜きの破線の矢印96は、外光を表す。ただし、液晶パネル4の表示が行われているときは、その表示光が外光の反射光を打ち消すため、外光の反射光は視認されにくい。以上から、第1の閉状態において液晶パネル4による表示が行われている場合は、観察者は、液晶表示装置1の表示領域Voにおいて液晶パネル4による表示を視認する。
そして、観察者が何らかの入力操作を行う必要が生じた場合、観察者は、タッチパネルモジュール3を通して液晶表示モジュール2の表示を観察しながら、自らの指によって、あるいは適宜の入力器具を用いて、タッチパネルモジュール3の入力領域Vi内の所望の点状位置を押す。タッチパネルモジュール3内のタッチパネル31(図7参照)は押された位置をx−y座標内の位置として検出し、必要に応じてその検出結果を液晶表示モジュール2のための制御回路あるいは液晶表示装置1を制御するホスト制御部へ向けて出力する。
このように、第1観察モードでは、観察者は、液晶表示モジュール2の表示を観察することができるとともに、タッチパネルモジュール3を用いた入力を行うことができる。
一方、図9(b)は、第1観察モードにありながら照明装置6が発光せず、液晶パネル4による表示が行われていないときの状態を示している。このとき、観察者は液晶パネル4からの光を視認せず、外光の反射偏光子90による反射光のみを視認する。したがって、第1の閉状態において照明装置6が非発光となっている場合は、観察者は、液晶表示装置1の表示領域Voを鏡として認識する。すなわち、第1観察モードにおいて照明装置6を非発光とすることによって、入力や観察は行わずに液晶表示装置1を鏡として使用するミラーモードに移行することができる。
なお、液晶表示装置1をミラーモードに移行させるためには、照明装置6を非発光とする以外に、照明装置6を発光した上で液晶パネル4において黒表示等の低輝度の表示を行ってもよい。このとき、照明装置6からの光は液晶パネル4において大部分が遮光されるので、観察者は液晶パネル4からの光を視認せず、外光の反射偏光子90による反射光のみを視認する。すなわち、液晶表示装置1の表示領域Voを鏡として認識する。また、液晶パネル4の一部の領域のみを低輝度の表示とし、その領域のみを部分的に鏡として機能させることもできる。
(第2観察モード)
このモードを実現しようとする場合、観察者は、タッチパネルモジュール3を図2から図4に示すような開位置に置く。このとき、タッチパネル31(図7参照)への電力の供給が遮断され、タッチパネル31が電源オフ状態となる。こうすると、液晶表示モジュール2の表示面16が大きく開放されて外部へ露出する。観察者はこの状態で表示面16に表示される像を観察する。このとき、観察者はタッチパネルモジュール3を通さずに直接表示面16を観察することができるので、液晶表示モジュール2によって実現される表示を鮮明に視認できる。
また、開位置にあるタッチパネルモジュール3には反射偏光子90が備えられているので、外光が当該反射偏光子90によって反射される。このため、観察者はタッチパネルモジュール3を鏡として認識する。このように、第2観察モードにおいては、液晶表示モジュール2における表示を観察しながら、タッチパネルモジュール3を鏡として使用することもできる。
なお、第2観察モードにおいては必ずしも上記したようにタッチパネル31の電源をオフにする必要はないが、電源オフ状態とすることでタッチパネル31における電力の消費をより少なくすることができる。また、ヒンジ部49は、タッチパネルモジュール3を開位置で固定して保持する機能を有することが望ましい。こうすれば、開位置に置かれたタッチパネルモジュール3を観察者が保持する必要が無くなる。
(ミラーモード)
液晶表示モジュール2及びタッチパネルモジュール3のどちらも使用しない場合、又は液晶表示装置を鏡として使用したい場合は、観察者は、タッチパネルモジュール3を図5に示す第2の閉位置へ置く。このとき、タッチパネル31(図7参照)への電力の供給が遮断され、タッチパネル31が電源オフ状態となる。また、偏光板28aの透過軸28tと反射偏光子90の透過軸90tとが互いに直交する位置関係となる。
ここで、図10を用いて、液晶表示装置1が図5に示す第2の閉状態にあるときの表示機能について説明する。図10は、液晶表示装置1の構成要素のうち、反射偏光子90、液晶パネル4(特に偏光板28a,28b)、照明装置6に着目し、これらの層間距離を拡大して示した模式図である。
図10に示すように、照明装置6からの発光(矢印95)があり、当該光が液晶パネル4を透過している場合であっても、その光は反射偏光子90によって遮光(反射)されるので観察者には視認されない。なお、照明装置6が非発光である場合は、観察者は当然に液晶パネル4からの光を視認しない。一方、反射偏光子90に入射する外光(矢印96)は、反射偏光子90によって反射されて観察者に視認される。したがって、観察者は、液晶表示装置1の表示領域Voを鏡として認識する。このように、タッチパネルモジュール3を第2の閉位置においたミラーモードにおいては、照明装置6の発光又は非発光に関わらず、すなわち液晶パネル4の表示光の有無に関わらず、観察者は液晶表示装置1を鏡として使用することができる。
また、タッチパネルモジュール3は、液晶表示モジュール2の表示面16を保護するためのカバーとしても機能する。
以上のように、観察者は、タッチパネルモジュール3を変位させることにより、上記各モードのうち任意のモードで液晶表示装置1を使用することができる。特に、照明装置6が常に発光して表示光がある場合であっても、タッチパネルモジュール3を第1の閉位置と第2の閉位置との間で変位させることにより、容易に観察モードとミラーモードとを切り替えることができる。当該切り替えに際し、液晶表示装置1の内部で照明装置6の発光/非発光を切り替える必要がないため、液晶表示装置1の回路構成を簡略化させることができる。
(電子機器)
以下、本発明に係る電子機器を実施形態を挙げて説明する。なお、この実施形態は本発明の一例を示すものであり、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。
図11は、本発明に係る電子機器の一実施形態をブロック図で示している。また、図12は、図11のブロック図で示す電子機器の一例である携帯情報端末機70を示している。図11に示す電子機器は、液晶表示装置1と、これを制御する制御回路60とを有する。制御回路60は、表示情報出力源64、表示情報処理回路66、電源回路67及びタイミングジェネレータ68によって構成される。そして、液晶表示装置1は、液晶パネル4及び駆動回路65を備えた液晶表示モジュール2と、タッチパネル31を備えたタッチパネルモジュール3とを有する。
表示情報出力源64は、ROM(Read Only Memory)やRAM(Random Access Memory)等といったメモリや、各種ディスク等といったストレージユニットや、ディジタル画像信号を同調出力する同調回路等を備え、タイミングジェネレータ68により生成される各種のクロック信号に基づいて、所定フォーマットの画像信号等といった表示情報を表示情報処理回路66に供給する。
表示情報処理回路66は、増幅・反転回路や、ローテーション回路や、ガンマ補正回路や、クランプ回路等といった周知の各種回路を備え、入力した表示情報の処理を実行して、画像信号をクロック信号CLKとともに駆動回路65へ供給する。ここで、駆動回路65は、走査線駆動回路やデータ線駆動回路とともに、検査回路等を総称したものである。また、電源回路67は、上記の各構成要素に所定の電源電圧を供給する。
図11のブロック図に示した電子機器は、例えば、図12(a)及び(b)に示した携帯情報端末機70として構成される。この携帯情報端末機70は、上記した液晶表示モジュール2及びタッチパネルモジュール3を有する液晶表示装置1を内部に備えている。すなわち、携帯情報端末機70は、液晶表示モジュール2を筐体の内側に備えた本体部73と、タッチパネルモジュール3とがヒンジ部49において開閉可能に支持されている。図12(a)はタッチパネルモジュール3を開位置に置いた開状態を示しており、図12(b)はタッチパネルモジュール3を閉位置(第1の閉位置又は第2の閉位置)に置いた閉状態を示している。
ここで、タッチパネルモジュール3を用いて入力操作を行うか行わないかは、タッチパネルモジュール3を開閉することによって切替えられる。このため、図11に示すように、この電子機器には、タッチパネルモジュール3の開閉状態を検出する開閉検出回路69が含まれる。
図12の携帯情報端末機70において、タッチパネルモジュール3を用いて入力操作を行う場合には、図12(a)の開位置から図12(b)の閉位置(第1の閉位置)へタッチパネルモジュール3を移動させる。こうすると、図11の開閉検出回路69によってタッチパネルモジュール3の閉状態が検出され、タッチパネル31が動作して、例えば図12(b)の入力用ペン78によって入力領域Viにおいて入力操作が可能になる。
一方、タッチパネルモジュール3を用いて入力を行わない場合には、図12(b)の閉位置から図12(a)の開位置へタッチパネルモジュール3を移動させる。こうすると、図7の開閉検出回路69によってタッチパネルモジュール3の開状態が検出され、タッチパネル31(図7参照)の動作が終了する。なお、この携帯情報端末機70における入力操作は、タッチパネル31以外にも、本体部73に設けられた入力用ボタン76を用いて行うことができる。
携帯情報端末機70においても、液晶表示装置1と同様に、タッチパネルモジュール3の位置によって各種モードを切り替えて使うことができる。すなわち、タッチパネルモジュール3を第1の閉位置に置くことによって第1観察モードとすることができ、タッチパネルモジュール3を開位置に置くことによって第2観察モードとすることができ、またタッチパネルモジュール3を第2の閉位置に置くことによってミラーモードとすることができる。
また、液晶表示装置1は、タッチパネルモジュール3を開状態に置くことによってタッチパネル31のメンテナンス作業を容易に行うことができるようになっている。したがって、この液晶表示装置1を用いた図12の携帯情報端末機70においても、タッチパネルモジュール3を図12(a)の開状態に置くことにより、メンテナンス作業を容易に行うことができる。
本発明の電子機器の実施形態としては、以上に説明した携帯情報端末機70の他にも、携帯電話機、パーソナルコンピュータ、液晶テレビ、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話機、POS端末器等が挙げられる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態に対しては、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で様々な変形を加えることができる。変形例としては、例えば以下のようなものが考えられる。
(変形例1)
上記実施形態では、本発明の第2の筐体として、反射偏光子90及びタッチパネル31を有するタッチパネルモジュール3を用いている。しかしながら、液晶表示装置1が、表示光の有無に関わらず容易に観察モードとミラーモードとを切り替える機能を備えるためには、第2の筐体は少なくとも反射偏光子90を有していればよい。
図13に、タッチパネルモジュール3に代わる第2の筐体の他の態様である筐体3Aの断面図を示す。この図に示すように、筐体3Aは、前基板41と後基板42とに挟まれて配置された反射偏光子90を有し、これらが第1外装ケース32a及び第2外装ケース32bからなる外装ケース32の中に収容されてなる。前基板41及び後基板42は、いずれも透光性を有するガラス基板やプラスチック基板等から構成できる。反射偏光子90の透過軸90tは、第1の実施形態と同様に、第1の軸S1に対して相対的に45度の角度をなすように設定される(図1参照)。
このような構成の筐体3Aを用いた液晶表示装置1は、入力機能を備えないことを除けば第1の実施形態と同様に動作する。すなわち、筐体3Aを第1の閉位置とする第1観察モードにおいては、液晶パネル4の表示を筐体3Aを通して観察できるとともに、この状態で照明装置6を非発光とすればミラーモードに移行することができる。また、筐体3Aを開位置とする第2観察モードにおいては、液晶パネル4の表示を直接観察できるとともに、筐体3A自体は鏡として機能する。また、筐体3Aを第2の閉位置とするミラーモードにおいては、液晶パネル4の表示光の有無に関わらず液晶表示装置1を鏡として使用することができる。
したがって、本変形例の場合でも、筐体3Aを第1の閉位置と第2の閉位置との間で変位させることにより、照明装置6が発光して表示光がある場合であっても、容易に観察モードとミラーモードとを切り替えることができる。
第2の筐体は、上記以外にも様々な態様とすることができる。具体的には、透光性を有する部材であれば、反射偏光子90に重ねて種々の部材を配置することができる。例えば、第2の筐体には、反射偏光子90とともに、上記したタッチパネル31以外にも、保護ガラス、フロントライト、液晶パネル、位相差板、偏光板、紫外線吸収フィルム、視野角調整フィルム等が含まれていてもよい。また、これらと反射偏光子90との積層の順序は、必要に応じて自由に定めることができる。
(変形例2)
上記実施形態においては、偏光板28aの透過軸28t及び反射偏光子90の透過軸90tはいずれも第1の軸S1に対して相対的に45度の角度をなすように設定されているが、本発明はこれに限定する趣旨ではなく、透過軸28t,90tは、第1の軸S1に平行な方向及び垂直な方向のいずれとも異なる向きに設定されていればよい。こうした構成においては、上記透過軸28t,90tがなす相対角(2通りの相対角のうち、0度以上90度以下のものを指す)は、タッチパネルモジュール3が第1の閉位置にある場合と第2の閉位置にある場合とで必ず異なるようになる。
ここで、照明装置6が発光して液晶表示モジュール2の表示が行われている状態でタッチパネルモジュール3を第1の閉位置と第2の閉位置との間で変位させると以下のようになる。すなわち、タッチパネルモジュール3が、上記相対角が大きくなる閉位置にあるときの表示は、上記相対角が小さくなる閉位置にあるときの表示より暗くなる。これは、偏光板28aを透過した表示光のより多くの成分が反射偏光子90によって遮光(反射)されるためである。このとき、表示光による表示が暗くなる分、外光の反射光の視認性は向上するので、観察者はミラーモードとして認識する。これに対し、上記相対角が小さくなる閉位置での表示は相対的に明るくなるので、観察者はこの状態を観察モードとして認識する。このように、観察者は、第2の筐体を第1の閉位置と第2の閉位置との間で変位させることによって、表示光の有無に関わらず容易に観察モードとミラーモードとを切り替えることができる。
ここで、第1の閉位置における上記相対角と第2の閉位置における上記相対角との差は、より大きいことが好ましく、理想的には相対角の差は90度となるのが好ましい。相対角の差が90度に近付くほど、観察モードとミラーモードとの機能の差が明らかとなり、メリハリのある表示を行うことができる。すなわち、観察モードにおいては上記相対角が略0度となり、液晶パネル4による表示をより鮮明に視認することができる。そして、ミラーモードにおいては上記相対角が略90度となって、表示光が遮断されて外光の反射光の視認性が向上する。
(変形例3)
本発明は、上記実施形態に示した液晶表示装置1以外にも、表示面側に偏光板を有する電気光学パネルを備えた種々の電気光学装置に適用することができる。例えば、外光反射の低減等の目的で表示面側に偏光板が配置された有機EL(Electro Luminescence)パネルを備えた有機EL装置等に適用することができる。
本発明の電気光学装置としての液晶表示装置の斜視図(第1の閉状態)。 本発明の電気光学装置としての液晶表示装置の斜視図(開状態)。 本発明の電気光学装置としての液晶表示装置の斜視図(開状態)。 本発明の電気光学装置としての液晶表示装置の斜視図(開状態)。 本発明の電気光学装置としての液晶表示装置の斜視図(第2の閉状態)。 図1の液晶表示装置で用いられる液晶表示モジュールを分解状態で示す斜視図。 図1の液晶表示装置で用いられるタッチパネルモジュールを分解状態で示す斜視図。 図7のE−E線に従った断面図。 (a)及び(b)は、液晶表示装置の表示機能を説明するための模式図。 液晶表示装置の表示機能を説明するための模式図。 本発明に係る電子機器の一実施形態を示すブロック図。 図11に示す電子機器の一例としての携帯情報端末機の斜視図であって、(a)は開状態を示し、(b)は閉状態を示す。 本発明の変形例に係る第2の筐体の断面図。
符号の説明
1…電気光学装置としての液晶表示装置、2…第1の筐体としての液晶表示モジュール、3…第2の筐体としてのタッチパネルモジュール、3A…第2の筐体としての筐体、4…電気光学パネルとしての液晶パネル、6…照明装置、16…表示面、19a…第1ブラケット、19b…第2ブラケット、28a,28b…偏光板、28t…偏光板の透過軸、31…入力手段としてのタッチパネル、49…ヒンジ部、70…電子機器としての携帯情報端末機、90…反射偏光子、90t…反射偏光子の透過軸、S1…第1の軸、S2…第2の軸、Vi…入力領域、Vo…表示領域。

Claims (6)

  1. 画像を表示する表示面側に偏光板を有する電気光学パネルを備えた第1の筐体と、
    反射偏光子を備え、当該反射偏光子と平面的に重なる領域の少なくとも一部が透光性を有する平板状の第2の筐体と、
    前記第1の筐体と前記第2の筐体とを連結するヒンジ部であって、前記表示面に平行な第1の軸を中心として可動させることにより、前記第2の筐体を、前記表示面を覆う閉位置と、前記表示面を外部へ露出させる開位置との間で開閉可能に支持するとともに、前記第1の軸に垂直でありかつ前記反射偏光子と平行な第2の軸を中心として前記第2の筐体を回転可能に支持するヒンジ部と、を備える電気光学装置であって、
    前記偏光板の透過軸及び前記反射偏光子の透過軸は、前記第1の軸に平行な方向及び垂直な方向のいずれとも異なる向きに設定されていることを特徴とする電気光学装置。
  2. 請求項1に記載の電気光学装置であって、
    前記反射偏光子の透過軸は、前記第2の筐体が、当該第2の筐体の第1の面を外部に露出させた第1の閉位置にあるときには前記偏光板の透過軸と略平行となり、当該第2の筐体の第2の面を外部に露出させた第2の閉位置にあるときには前記偏光板の透過軸と略直交することを特徴とする電気光学装置。
  3. 請求項2に記載の電気光学装置であって、
    前記反射偏光子の透過軸及び前記偏光板の透過軸は、いずれも前記第1の軸に対して相対的に45度の角度をなすことを特徴とする電気光学装置。
  4. 請求項2に記載の電気光学装置であって、
    前記電気光学パネルに光を入射させる照明装置を有し、
    前記第2の筐体が前記第1の閉位置にある状態において、
    前記照明装置から射出された光が前記電気光学パネルに入射し、前記第2の筐体を透過して観察される観察モードと、
    前記照明装置から光が射出されず、観察側から前記反射偏光子に入射した光が前記反射偏光子で反射されて観察されるミラーモードと、を備えることを特徴とする電気光学装置。
  5. 請求項1から4のいずれか一項に記載の電気光学装置であって、
    前記第2の筐体は、前記反射偏光子に平行に配置された透光性を有する入力手段を備えることを特徴とする電気光学装置。
  6. 請求項1から5のいずれか一項に記載の電気光学装置を有することを特徴とする電子機器。
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