JP2010122481A

JP2010122481A - 携帯端末及び表示装置

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Publication number: JP2010122481A
Application number: JP2008296361A
Authority: JP
Inventors: Hitomaro Togo; 仁麿東郷
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2008-11-20
Filing date: 2008-11-20
Publication date: 2010-06-03

Abstract

【課題】表示装置と保護カバーのギャップを狭くしてもニュートンリング等が発生せず、見やすい表示装置を有し、薄い携帯端末装置を実現する。
【解決手段】携帯端末装置は、表示装置２と、表示装置２の表面に位置する保護カバー１と、表示装置２の表面上に設けた第一の低反射手段３と、保護カバー１の裏面上に設けた第二の低反射手段４を有し、第一の低反射手段３と第二の低反射手段４の両方、またはいずれか一方が、透明な材質からなる微細凹凸構造を有し、第一の低反射手段３と第二の低反射手段４の表面同士が近接されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、携帯電話や無線端末などの表示装置に関するものである。

携帯電話などの携帯端末装置を屋外で使用する場合には、外光が表示装置（ディスプレイ）に反射するため見にくくなっていた。

携帯端末装置の表示装置の表面には物理的な保護を目的とした保護カバーが存在していた。

従来は、表示装置と上記保護カバーの間は空気層であるために、表示装置表面と保護カバーの表と裏側の少なくとも３つの光反射面が存在し、外光の反射が大きくなって表示画面が見にくい大きな原因となっていた。

この課題を解決するために、携帯端末の表示装置とアクリルなどの材質の保護カバー裏面の間に、アクリルとほぼ同じ屈折率の透明樹脂を充填することにより、表示装置表面と保護カバー裏面の光反射を低減する方法が考案されていた（例えば特許文献１参照）。

また、上記の透明樹脂の充填の代わりに、表示装置表面と保護カバー裏面や表面に単層または多層膜からなる無反射（アンチリフレクション、ＡＲ）コーティングを施すことにより、外光の反射を抑制していた（例えば特許文献２参照）。

図１０には、従来の反射対策方法である、ＡＲコートを用いた表示装置と保護カバーの構造を示す。表示装置と保護カバーの間は、接触することで表示装置に応力が加わったり、低反射機能が失われないように空気層によって隙間が空いている。

また、空気と異なる屈折率を有する材料の表面の反射を抑制する方法として、表面を微細な凹凸構造を形成することで実現する方法がある（例えば特許文献３参照）。

図３には微細凹凸構造の一例を示す。ここで凹凸構造は可視光波長と同等以下の微細構造である。微細凹凸構造は、多層膜などの無反射コーティング（ＡＲコート）に比べて反射率が低く、反射率の波長依存性および入射角度依存性が少ないという特長を有している。
特開平５−１１２３９号公報特開平６−３３１９７３号公報特開２００６−１３０８４１号公報

従来の樹脂充填による反射対策方法は、表示装置と保護カバーを樹脂で貼り合せる工程に時間がかかっていた。また、ガラス材料からなる表示装置とアクリル材料からなる保護カバーの熱膨張率の差が大きいことから、剥がれを抑制するためには樹脂の厚さを厚くする必要があった。

また、表示装置と保護カバーともに無反射（ＡＲ）コーティングを行う従来の反射対策方法では、表示装置と保護カバーの隙間をゼロするとＡＲコートの機能が失われることから、隙間を大きくする必要があった。

また、表示装置と保護カバーの間の隙間が狭いと、ＡＲコーティング面のわずかな反射光による干渉縞（ニュートンリングなど）が発生して表示装置が見にくい原因となっていた。そこで、干渉縞を見にくくするためには、経験的に上記の隙間を少なくともおよそ１００ミクロン以上にする必要があった。これは最大の可視光波長のおよそ１００倍程度に相当する。

さらに、上記隙間が１００ミクロン以上と大きくなることから、保護カバーを指などで押したときに、表示装置の表面にほぼ点状の荷重がかかることによって、表示装置を劣化させる原因となっていた。表示装置が液晶の場合は特に押し圧が強いと表示部が劣化して変色するという課題があるため、必要以上に大きな押し圧がかからないようにすることが必要である。

本発明は上記課題を解決するもので、表示装置と保護カバーのギャップを狭くしてもニュートンリング等が発生せず見やすい表示装置を有し、薄い携帯端末装置を実現することを目的とする。

次に、上記の課題を解決するための手段について述べる。

本発明の携帯端末装置は、表示装置と、前記表示装置の表面に位置する保護カバーと、前記表示装置の表面上に設けた第一の低反射手段と、前記保護カバーの裏面上に設けた第二の低反射手段を有し、前記第一の低反射手段と前記第二の低反射手段の両方、またはいずれか一方が、透明な材質からなる微細凹凸構造を有し、前記第一の低反射手段と前記第二の低反射手段の表面同士が近接されている。

また、本発明の携帯端末装置は、前記第一の低反射手段の最上点を含み表示装置と平行な第一の平面と第二の低反射手段の最上点を含み前記保護カバー裏面と平行な前記第二の平面の間隔がゼロ以上１００ミクロン以下の隙間を有するものを含む。

また、本発明の携帯端末装置は、前記第一の平面と前記第二の平面の間隔が可視光波長の１００倍以下の隙間を有するものを含む。

また、本発明の携帯端末装置は、前記微細凹凸構造は弾力性のある透明粘着材料により、前記表示装置表面または、前記保護カバー裏面に固定されているものを含む。

また、本発明の携帯端末装置は、前記第一の低反射手段または前記第二の低反射手段のうち、前記微細凹凸構造を有していない前記低反射手段は、アンチリフレクションコーティングであるものを含む。

また、本発明の表示装置は、携帯端末装置用の表示装置であって、当該表示装置の表面に位置する保護カバーと、当該表示装置の表面上に設けた第一の低反射手段と、前記保護カバーの裏面上に設けた第二の低反射手段を有し、前記第一の低反射手段と前記第二の低反射手段の両方、またはいずれか一方が、透明な材質からなる微細凹凸構造を有し、前記第一の低反射手段と前記第二の低反射手段の表面同士が近接されている。

本発明によれば、表示装置の表面または、保護カバーの裏面に微細凹凸構造からなる低反射手段を有し、表示装置と保護カバーのギャップを例えば約１００ミクロン以下にすることで、ニュートンリングなどを発生することなく低反射性能を維持し、屋外でも見やすい表示装置を有する薄い携帯端末装置が実現できる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１の携帯端末装置の表示装置２の概略構成図である。

液晶などの表示装置２の表面に第一の低反射手段３、保護カバー１の裏面に第二の低反射手段４を有していて、表示装置２と保護カバー１の反射が抑制されている。

携帯端末装置としては、具体的には、例えば、携帯電話機、ＰＨＳ、インターネットマシンなどの無線を用いて通信を行う端末である無線通信端末などが挙げられる。

なおここでは、表示装置２表面と保護カバー１裏面の反射対策に関して説明するが、保護カバー１の表面にもＡＲ（アンチリフレクション）コートなどの反射対策を施せば、より視認性の優れた携帯端末装置が実現できる。以下では、保護カバー１の表面の反射対策に関しての説明は省略する。

なお、本発明の実施の形態１では、特に屋外で使用される頻度が多い携帯端末装置に限定して説明するが、テレビやカーナビゲーションなどの表示装置２を有する装置においても有効である。

図２は、表示装置２と保護カバー１の詳細構造図を示す。保護カバー１の裏面にはＡＲコート５が施されている。ＡＲコート５は単層型や多層型のものがあるがいずれでも構わない。本実施の形態１では、単層型のＡＲコート５の場合について説明する。保護カバー１の材料はアクリルやガラスなどが用いられるが、アクリル材料の方が安価で加工しやすいという利点がある。

表示装置２の表面上に、微細凹凸構造を有する微細凹凸構造フィルム６を透明樹脂７で貼り合せる。透明樹脂７としてはＵＶ硬化接着剤や透明粘着シートを用いてもよい。

さらに、その表示装置２をプラスチック材料などからなる携帯端末の筐体９内に固定したのち、図のように保護カバー１を筐体９上の粘着剤８を用いて固定する。

図３には、微細凹凸構造の拡大図を示す。微細凹凸構造は図３に示すように、約１ミクロン以下のサイズの三角錘状のナノ構造体１０が樹脂フィルム１１上に埋め尽くされるように形成されている。１ミクロン以下の微小なサイズであることから、可視光はナノ構造体１０で反射することはなくその平均的な屈折率しか認識できない。従って、ナノ構造は均一で正確な三角錘である必要はなく、先端部が細い形状の構造であればよい。

なお、ナノ構造体１０の製造方法は、特許文献３に記載されているように微細凹凸構造を有する金型を用いて安価に製造する技術が開発されている。

また、上記の微細凹凸構造は樹脂フィルム１１上に形成されたものであるが、代わりにナノ構造体１０が表示装置２の表面上に直接形成されたものでも構わない。

図４にはナノ構造と単層のＡＲコート５の拡大図と屈折率の変化を示す。ナノ構造は樹脂の屈折率（約１．５）から空気の屈折率（１．０）まで徐々に変化することから、無反射の機能を有することが知られている。一方、単層のＡＲコート５は屈折率が√１．５（１．５の平方根）の材料からなる。

ナノ構造の最先端部を通りフィルムに平行な平面とＡＲコート５表面のギャップ（図のｂ−ｃ間）をゼロにしたとしてもＡＲコート５の外側の屈折率が１のままであることから、ＡＲコート５の低反射特性が維持される。すなわち、微細凹凸構造とＡＲコート５のギャップはゼロにしても低反射特性が維持される。

一方、図１１に示す従来のＡＲコート５を用いた低反射構造では、表示装置２と保護カバー１のＡＲコート５のギャップ（図のｂ−ｃ間）をゼロにすると、ＡＲコート５の外側の屈折率が√１．５になるためＡＲコート５の低反射機能が失われる。そのため、従来はギャップをゼロにすることができなかった。

また、従来は反射率が完全にゼロではないＡＲコート５であったために、空気層のギャップを約１００ミクロン以下にすると、表示装置２と保護カバー１の反射光が干渉して干渉縞（ニュートンリング）を形成し、表示装置２を見にくくしていた。

ＡＲコート５を多層膜にすることによりＡＲコート５の反射率をさらに低減することは可能だが、製造工程が複雑になり、非常に高価になっていた。

従って、従来のＡＲコート５の反射対策では、空気層のギャップを１００ミクロン以下にすることが困難であった。

これに対して、本発明ではＡＲコート５の代わりに、ＡＲコート５よりも低反射のナノ構造を用いていることから、干渉縞が生じにくいことから１００ミクロン以下にしても表示装置２が見にくくなることはない。

また、図５（１）に示すように、空気層のギャップを大きくしたために、保護カバー１を指などで押したときに表示装置２にかかる応力が集中することが課題となっていたが、図５（２）に示す本発明の実施の形態１ではギャップをゼロにすることができるため、表示装置２にかかる応力を分散することで圧力が低減でき、押し圧による表示装置２の劣化を少なくすることができた。

また、微細凹凸構造フィルム６と表示装置２の貼り合せに弾力性のある樹脂粘着剤８を用いているため、表示装置２にかかる外部応力がさらに分散することで、表示装置２の劣化をより少なくすることができた。

以上のように、低反射の微細凹凸構造フィルム６により表示装置２と保護フィルムのギャップを１００ミクロン以下にすることができ、薄型で、しかも表示装置２の反射が少なく屋外の視認性が高い携帯端末装置が実現できる。

（実施の形態２）
図６に実施の形態２の携帯端末装置の表示装置２の概略構成図である。実施の形態１との違いは、微細凹凸構造フィルム６を保護カバー１側に付けている点である。

微細凹凸構造フィルム６を透明樹脂７を用いて保護カバー１の裏面に固定する。固定方法は実施の形態１と同様のため説明を省略する。

次に、上記の保護カバー１を筐体９内に置かれた表示装置２の上に粘着剤８を用いて固定する。表示装置２の表面にはＡＲコート５がコーティングされている。

表示装置２のＡＲコート５と微細凹凸構造フィルム６の最先端との間のギャップは、実施の形態１と同様に約１００ミクロン以下にすることで、薄型化を実現できる。また、ギャップを小さくしても低反射機能が失われることなく、実施の形態１と同様、外部応力に対して表示装置２の劣化も少なくすることができる。

なお、実施の形態２は、実施の形態１とほぼ同じ部品で構成されていることから、コストや性能はほぼ同等である。

（実施の形態３）
図７は、実施の形態３の携帯端末装置の表示装置２の概略構成図である。上記実施の形態２との違いは、微細凹凸構造フィルム６の代わりに保護カバー１上に微細凹凸構造を直接形成している点である。その他は実施の形態２と同様のため説明は省略する。

ナノ構造体１０は、例えば特許文献３に記載されているように微細凹凸構造を有する金型を用いて、アクリル材料の表面に形成することができる。

（実施の形態４）
図８は、実施の形態４の携帯端末装置の表示装置２の概略構成図である。実施の形態４は、表示装置２表面と保護カバー１裏面の反射をともにナノ構造体１０を用いて低減する構造である。

表示装置２の表面上に微細凹凸構造フィルム６を透明樹脂７を用いて貼り合せる。次に表示装置２を携帯端末の筐体９内に固定したのち、裏面上に微細凹凸構造が形成された微細凹凸構造付き保護カバー１２１を粘着剤８を用いて筐体９に固定する。

図９（１）にはナノ構造体１０の拡大図と屈折率の変化を示す。各ナノ構造体１０の最先端部同士のギャップ（ｂ−ｃ間）がゼロになっても各ナノ構造体１０の低反射特性は維持できる。

図９（２）にはナノ構造体１０が重なった状態の屈折率変化を示す。この場合も屈折率の変化は図に示すように屈折率が滑らかに変化することから、低反射性能が維持されることがわかる。

実施の形態１から３ではＡＲコート５を併用していたが、本実施の形態４ではナノ構造体１０のみを用いていることから低反射特性が優れており、視認性がさらに向上する。

なお、微細凹凸構造付き保護カバー１２１の代わりに、図６と同様の微細凹凸構造フィルム６を透明樹脂７で貼り合せた保護カバー１を用いることもできる。

また、表示装置２上に貼られた微細凹凸構造フィルム６の代わりにナノ構造体１０が表示装置２の表面上に直接形成されたものでも構わない。

本発明の携帯端末装置は、表示装置と保護カバーを近接させても、干渉縞を発生することなく低反射性能を維持し、屋外でも見やすい表示装置を有し、薄型であるので、携帯電話機等の携帯端末装置として有用である。

本発明の実施の形態１の携帯端末装置の表示装置２の概略構成図本発明の実施の形態１の表示装置２の詳細構成図本発明の実施の形態１の微細凹凸構造を示す図本発明の実施の形態１の表示装置２と保護カバー１間の屈折率の関係を示す図（１）従来の表示装置２にかかる外部応力の様子を示す図（２）本発明の実施の形態１の表示装置２にかかる外部応力の様子を示す図本発明の実施の形態２の携帯端末装置の表示装置２の概略構成図本発明の実施の形態３の携帯端末装置の表示装置２の概略構成図本発明の実施の形態４の携帯端末装置の表示装置２の概略構成図（１）本発明の実施の形態４の表示装置２と保護カバー１間の屈折率を示す図（２）本発明の実施の形態４の表示装置２と保護カバー１が近接したときの屈折率を示す図従来の反射対策済みの表示装置２と保護カバー１の概略構成図従来の反射対策済みの表示装置２と保護カバー１間の屈折率を示す図

符号の説明

１保護カバー
２表示装置
３第一の低反射手段
４第二の低反射手段
５ＡＲコート
６微細凹凸構造フィルム
７透明樹脂
８粘着剤
９筐体
１０ナノ構造体
１１樹脂フィルム
１２微細凹凸構造付き保護カバー

Claims

表示装置と、前記表示装置の表面に位置する保護カバーと、前記表示装置の表面上に設けた第一の低反射手段と、前記保護カバーの裏面上に設けた第二の低反射手段を有し、前記第一の低反射手段と前記第二の低反射手段の両方、またはいずれか一方が、透明な材質からなる微細凹凸構造を有し、前記第一の低反射手段と前記第二の低反射手段の表面同士が近接されていることを特徴とする携帯端末装置。
前記第一の低反射手段の最上点を含み表示装置と平行な第一の平面と第二の低反射手段の最上点を含み前記保護カバー裏面と平行な前記第二の平面の間隔がゼロ以上１００ミクロン以下の隙間を有することを特徴とする、請求項１記載の携帯端末装置。
前記第一の平面と前記第二の平面の間隔が可視光波長の１００倍以下の隙間を有することを特徴とする、請求項１記載の携帯端末装置。
前記微細凹凸構造は弾力性のある透明粘着材料により、前記表示装置表面または、前記保護カバー裏面に固定されていることを特徴とする、請求項１記載の携帯端末装置。
前記第一の低反射手段または前記第二の低反射手段のうち、前記微細凹凸構造を有していない前記低反射手段は、アンチリフレクションコーティングであることを特徴とする、請求項１記載の携帯端末装置。
携帯端末装置用の表示装置であって、当該表示装置の表面に位置する保護カバーと、当該表示装置の表面上に設けた第一の低反射手段と、前記保護カバーの裏面上に設けた第二の低反射手段を有し、前記第一の低反射手段と前記第二の低反射手段の両方、またはいずれか一方が、透明な材質からなる微細凹凸構造を有し、前記第一の低反射手段と前記第二の低反射手段の表面同士が近接されていることを特徴とする表示装置。