JP2013061436A - 液晶シャッタを備える電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】電子機器にデバイスを視覚的に露出させたり隠蔽したりする液晶シャッタを設ける。
【解決手段】液晶ディスプレイ８１を拡張した領域に液晶シャッタ１００を設ける。液晶シャッタ１００は、裏面偏光板１０３、裏面ガラス基板５７、セグメント電極１０５、液晶６５、対向電極６３、表面ガラス基板５７、シャッタ開口１７および表面偏光板１０３で構成されている。裏面偏光板の背後にはカメラ・モジュール１０１が配置されている。セグメント電極に印加する電圧を制御することで、カメラ・モジュールのレンズをシャッタ開口１７から視覚的に露出させたり隠蔽したりする。
【選択図】図２

Description

本発明は、デバイスを視覚的に露出させたり隠蔽したりする電子機器のシャッタ機構に関し、さらに詳細には信頼性に優れかつデザイン的な一体感を醸し出すことができるシャッタ機構に関する。

ノートブック型パーソナル・コンピュータ（ノートＰＣ）、タブレット型コンピュータ（タブレットＰＣ）、または多機能携帯電話（スマートフォン）などにはフラット・ディスプレイ・パネルとして液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）を使用するものがある。従来はＬＣＤの周囲にＬＣＤと筐体内面の隙間を隠すために樹脂で形成した縁枠を設けていたが、近年表示画面とその周囲の縁枠に相当する部分（縁枠領域）を含む全体を平坦なガラスで覆ういわゆるフラット・デザインを採用するものが多くなってきている。

たとえばフラット・デザインのＬＣＤを採用するタブレットＰＣでは、ガラス基板の縁枠領域に黒インクで印刷をしている。このようなタブレットＰＣは、縁枠部分の色が全体的に黒であることがデザイン的に好まれる傾向にある。したがって黒を基調とする縁枠の色の一体感を優先する場合には、縁枠部分に視覚的に露出することで機能するデバイスを設けることが困難であった。

特許文献１は、電源がオン状態およびオフ状態のいずれの場合であっても社名のような識別用の記号などの模様を表示することができる液晶表示装置を開示する。同文献には、模様を表示させる領域に部分的に光反射領域を設けさらにその部分の偏光板を一部除去することが記載されている。特許文献２は、利用者が周囲の明るさに応じてノーマリ−・ホワイト・モードとノーマリ−・ブラック・モードを切り換えることができる液晶表示装置を提供する。同文献には、偏光板を回転させて表示モードを切り換えることが記載されている。

特開２００９−１５７２９７号公報 特開２００８−９０１９号公報

フル・フラット・デザインの液晶ディスプレイであっても、縁枠の背後にカメラ・モジュールを配置する場合がある。その場合、カメラ・モジュールのレンズに光を取り入れるために、ガラス基板から縁枠のインクを部分的に除去して透過率を高めた開口を形成する必要がある。その結果、外側から開口の背後にあるレンズが白っぽくみえてしまい。縁枠との色彩上の一体感が損なわれてしまう。

またユーザは、カメラ・モジュールが動作していないときであっても開口が開いているとカメラ・モジュールが動作して意図しない撮影が行われているのではないかという不安を感じることもある。カメラ・モジュールを使用しないときに開口を閉じ、かつ開口と縁枠との色彩上の一体感を醸し出すためには、開口に黒の機械的なシャッタを設ける方法が考えられる。しかし、機械的なシャッタは開閉動作を電気的に制御する場合に信頼性を維持することが困難であったり、スペース上の制約があったり、およびコスト増の要因になったりするなどの問題がある。

そこで本発明の目的は、電子機器に信頼性の高いシャッタ機構を設けることにある。さらに本発明の目的は、デザイン上の一体感を維持しながら電子機器の表示画面の周囲に配置した縁枠にデバイスを設けることにある。さらに本発明の目的は、表示画面の周辺に設けた縁枠の利用性を高めることにある。さらに本発明の目的は、電子機器にカメラ・モジュールを設ける際に、ユーザにプライバシー上の安心感を与えることにある。さらに本発明の目的は、液晶シャッタを利用したデバイスの使用方法を提供することにある。

本発明の第１の態様は、アクティブ・マトリクス駆動方式の液晶パネルと、パネル透過率の制御が可能な液晶シャッタと、液晶シャッタの裏側に配置されたデバイスと、液晶シャッタのパネル透過率が第１の透過率と第１の透過率よりも高い第２の透過率のいずれかとなるように液晶の分子配列を制御する制御部とを有する電子機器を提供する。液晶シャッタは第１のパネル透過率となるように制御されたときは閉じたことに相当し、第２のパネル透過率となるように制御されたときは開いたことに相当する。

デバイスは液晶シャッタが開いて表側との間に光の経路が形成されたときに少なくとも一部が機能するデバイスとすることができる。デバイスは、表側の光を受光して機能するカメラ・モジュールまたは裏側から光を放射して機能する状態表示デバイスとすることができる。液晶シャッタは、使用するときだけデバイスを視覚的に露出させ、使用しないときには視覚的に隠蔽することができる。液晶シャッタは機械的な機構を含まないため、機械式シャッタに比べて信頼性が高く厚さ方向に余分なスペースを必要とせず消費電力も少ない。したがって機械式シャッタに比べて、カメラ・モジュールの撮影頻度が高いときに特に有利になる。

液晶シャッタは液晶パネルの液晶を充填する領域を拡張した領域に形成することができる。その結果、液晶シャッタを液晶パネルの製造プロセスの中で形成することができるため製造が容易になる。このとき液晶シャッタの電極をセグメント電極と液晶パネルの対向電極に連絡する対向電極で構成することができる。セグメント電極は画素マトリクスに比べて画素の開口率に起因したパネル透過率の低下がないので液晶シャッタが開いたときに高いパネル透過率を得る上で有利である。また、液晶シャッタの対向電極を独立させないで延長した液晶パネルの対向電極を利用すると、液晶シャッタの対向電極に対する配線を省略することができる。

液晶シャッタの電極を液晶パネルの駆動回路によりアクティブ・マトリクス駆動方式で制御される画素マトリクスの一部と延長した液晶パネルの対向電極で構成することができる。この場合は、液晶パネルの画素マトリクスを拡張して液晶シャッタの電極を形成することができるため製造プロセスが容易になり、かつ液晶シャッタの数が多くなってもその配置や形状に容易に対応できる。さらに液晶シャッタの開閉制御に、液晶パネルの制御回路を利用することができるのでセグメント電極の場合のように液晶パネルの制御回路とは別の制御回路を設ける必要がなくなる。

液晶シャッタは液晶パネルの表示画面の周囲に配置された縁枠の領域の中の部分的に透過率が高い領域に配置することができる。縁枠はガラス基板に印刷されたインクのパターンで形成することができる。縁枠を形成するガラス基板が液晶パネルの一部を構成する場合は、液晶パネル以外のガラス基板を除去することができるので、重量および厚さの点で有利になる。制御部はデバイスの使用状態に連動して液晶シャッタを制御することができる。

本発明の第２の態様は、アレイ基板と液晶とＣＦ基板とを含んで構成されアクティブ・マトリクス駆動方式の液晶パネルと、液晶パネルの表示画面の周囲に配置され部分的に透過率の高い領域を備える縁枠と、液晶パネルの裏面に配置された裏面偏光板と、液晶パネルの表面に配置された表面偏光板と、部分的に透過率の高い領域に配置されパネル透過率の制御が可能な液晶シャッタと、液晶シャッタの裏側に配置されたカメラ・モジュールと、液晶シャッタのパネル透過率が第１のパネル透過率と第１のパネル透過率よりも高い第２のパネル透過率のいずれかとなるように液晶の分子配列を制御する制御部とを有する電子機器を提供する。

液晶シャッタは、カメラ・モジュールを使用するときだけレンズを露出させ、使用しないときにはレンズを隠すことができるため、ユーザはカメラ・モジュールによる意図しない撮影に対する安心感を得ることができる。液晶シャッタの動作モードはノーマリ・ブラック・モードにすることができる。ノーマリ・ブラック・モードにすると、電子機器がパワー・オフ状態またはサスペンド状態のときに液晶シャッタが閉じるのでユーザの安心感を一層高めることができる。縁枠の色を黒にすれば、パワー・オフ状態、サスペンド状態、パワー・オン状態でカメラ・モジュールが停止している状態のいずれでも液晶シャッタが黒にみえるため、縁枠の色と液晶シャッタの色が同調したデザイン効果を得ることができる。

液晶シャッタにノーマリ・ブラック・モードを実現するためには、液晶シャッタの液晶表示方式を選択したり、偏光板の偏光軸を変更したりすることができる。液晶パネルの液晶表示方式にツイスト・ネマティック型を採用し、動作モードをノーマリ・ホワイト・モードとすることができる。このとき液晶シャッタの液晶を液晶パネルの液晶と同一のシール材の区画に充填し、液晶シャッタの液晶表示方式を液晶パネルと同様にツイスト・ネマティック型にすることができる。

そして、液晶シャッタは、液晶パネルの表面偏光板の偏光軸または裏面偏光板の変更軸と同一方向となるように配置した第１の偏光板と第１の偏光板と偏光軸が平行になるように配置した第２の偏光板を含むように構成することでノーマリ・ブラック・モードにすることができる。制御部は、カメラの動作に連動して液晶シャッタの開閉を制御すれば、ユーザを液晶シャッタの操作に関する煩わしさから解放することができるとともに、不用意に撮影されない安心感を与えることができる。制御部は液晶シャッタを第２のパネル透過率に制御する際にバックライトの輝度を液晶ディスプレイに画像を表示するときの最大輝度よりも一時的に上昇させることができる。

本発明の第３の態様は、アクティブ・マトリクス駆動方式の液晶パネルと、液晶パネルの表示画面の周囲に配置され部分的に透過率の高い領域を備える縁枠と、部分的に透過率の高い領域に配置されパネル透過率の制御が可能な液晶シャッタと、液晶シャッタの裏側に配置された状態示デバイスと、液晶シャッタのパネル透過率が第１のパネル透過率と第１のパネル透過率よりも高い第２のパネル透過率のいずれかとなるように液晶の分子配列を制御する制御部とを有する電子機器を提供する。

液晶シャッタは、状態表示デバイスを使用するときだけ表示部分を視覚的に露出させ、使用しないときには表示部分を視覚的に隠すことができるため縁枠の色に適応するデザインを実現することができる。液晶シャッタの動作モードをノーマリ・ホワイト・モードにすれば、パワー・オフ状態またはサスペンド状態でも動作させておきたい状態表示デバイスに適用することが可能になる。状態表示デバイスは電子機器の動作状態を表示するインディケータとしたり電子ペーパとしたりすることができる。

本発明により、電子機器に信頼性の高いシャッタ機構を設けることができた。さらに本発明により、デザイン上の一体感を維持しながら電子機器の表示画面の周囲に配置した縁枠にデバイスを設けることができた。さらに本発明により、表示画面の周辺に設けた縁枠の利用性を高めることができた。さらに本発明により、ユーザにプライバシー上の安心感を与えながら電子機器にカメラ・モジュールを設けることができた。
さらに本発明により、液晶シャッタを利用したデバイスの使用方法を提供することができた。

液晶ディスプレイと液晶シャッタを備える電子機器の平面図である 図１のＡ−Ａ矢視を示す断面図である。 シール材の内側に配置されたアレイ基板上の画素マトリクスとセグメント電極の平面図である。 電子機器の概略の構成を示す機能ブロック図である。 液晶パネルと液晶シャッタの電気的な構成を示す機能ブロック図である。 電子機器の動作状態と液晶シャッタの動作状態を説明する図である。 液晶シャッタの電極を画素マトリクスで構成する例を説明する図である。

図１は、液晶ディスプレイと液晶シャッタを備える電子機器の平面図で、図２は図１のＡ−Ａ矢視を示す断面図である。図３は、シール材の内側に配置されたアレイ基板上の画素マトリクスとセグメント電極の平面図である。電子機器１０は、タブレットＰＣ、多機能携帯電話、またはノートＰＣのディスプレイ側のユニットとすることができる。電子機器１０がノートＰＣの場合は、図示しないシステム側の筐体も含むことになる。表示画面１３の周囲には黒色の縁枠１５が形成されている。

縁枠１５の平面的な領域には、周囲よりも透過率が高い領域となっているシャッタ開口１７、１９が形成されている。シャッタ開口１７、１９の開閉は、シャッタ開口１７、１９の裏側に配置された液晶のパネル透過率を変化させて制御する。パネル透過率は導光板６９から裏面偏光板５３に入射した光が、液晶パネル８７および表面偏光板５５を透過して外に放射される割合をいう。なお、本明細書では、表示画面の方向を表側または表面といい、導光板６９の方向を裏側または裏面ということにする。

図２、図３において、液晶シャッタ１００は液晶ディスプレイ８１のアレイ基板８５とカラー・フィルタ（ＣＦ）基板８３を拡張して、その周囲をシール材６１で囲み、その中に液晶６５を注入することで液晶ディスプレイ８１と一体的に形成されている。液晶ディスプレイ８１と液晶シャッタ１００の複合体は筐体５２の内部に収納されている。液晶ディスプレイ８１は、バックライトＬＥＤ６７、バックライトＬＥＤ６７から側面に放射された光を多重反射させて面光源として裏面偏光板５３に放射する導光板６９、裏面偏光板５３、液晶パネル８７、および表面偏光板５５などで構成されている。

表面偏光板５５は液晶シャッタ１００を構成する領域まで延びている。裏面偏光板５３は、液晶ディスプレイ８１を構成する領域にだけ配置されている。表示画面１３の表面は表面偏光板５５で構成されている。表面偏光板５５の表面には必要に応じて保護用のコーティングを施すこともできる。液晶ディスプレイ８１は、表側に配置されるガラス基板と液晶パネル８７を構成する表面ガラス基板５１を兼用している。

ただし、本発明は表面偏光板５５の外側にさらに別のガラス基板を配置するような液晶ディスプレイに適用することもできる。液晶パネル８７は、アレイ基板８５、ＣＦ基板８３、アレイ基板８５とＣＦ基板８３の間に挟まれた液晶６５、液晶を封じ込めるシール材６１、およびアレイ基板８５とＣＦ基板８３の間隔を維持するスペーサ（図示せず。）などで構成されている。

アレイ基板８５は、裏面ガラス基板５７、画素マトリクス５９、および配向膜（図示せず。）などで構成されている。ＣＦ基板８３は表面ガラス基板５１、カラー・フィルタ５８、対向電極６３、および配向膜（図示せず。）などで構成されている。表面ガラス基板５１の裏面には黒色のインクによるスクリーン印刷で縁枠１５が形成されている。縁枠１５は、表面ガラス基板５１の表面に形成してもよい。縁枠１５は、液晶パネル８７の周辺部を隠す役割を果たしている。シャッタ開口１７、１９は、縁枠１５からインクを除去して形成している。したがって、表面偏光板５５の表面に相当する表示画面１３、縁枠１５、およびシャッタ開口１７、１９は見かけ上同一の表面上にあり物理的な一体感を醸し出している。

画素マトリクス５９は液晶ディスプレイ８１を構成する領域にだけ形成されているが、対向電極６３は液晶シャッタ１００を構成する領域まで延びている。すなわち、液晶シャッタ１００は液晶パネル８７の対向電極６３を延長して利用する。こうすることで、液晶シャッタ１００に単独で対向電極を設けるよりも電源回路２０５（図５参照）までの配線を省略することができるので都合がよい。

液晶ディスプレイ８１は、電気アドレス方式にアクティブ・マトリクス駆動を採用する。液晶ディスプレイ８１は、液晶表示形式にツイスト・ネマティック（ＴＮ）型を採用し、動作モードに画素電極に電圧が印加されないときにパネル透過率を最大にするノーマリ・ホワイト・モードを採用している。ＴＮ型では理論的に画素電極に電圧が印加されないときにパネル透過率を最小にするノーマリ・ブラック・モードを採用することもできるが、通常はコントラストに優れたノーマリ・ホワイト・モードを採用している。

アレイ基板８５の配向膜とＣＦ基板８３の配向膜は、画素電極に電圧が印加されないときの液晶分子の配列方向を決めるための溝が相互に直角になるようにラビング処理されている。表面偏光板５５の偏光軸はＣＦ基板８３の配向膜の溝方向に一致し、裏面偏光板５３の偏光軸はアレイ基板８５の配向膜の溝方向に一致する。すなわち、液晶ディスプレイ８１は、表面偏光板５５と表面偏光板５３の偏光軸が直角になるように配置されている。

液晶シャッタ１００は、液晶ディスプレイ８１と共通する要素とそれから独立した要素で構成されている。共通する要素は、裏面ガラス基板５７、液晶６５、対向電極６３、アレイ基板８５の配向膜、ＣＦ基板８３の配向膜、表面ガラス基板５１、および表面偏光板５５を含む。独立した要素は、裏面ガラス基板５７の下に配置された裏面偏光板１０３、セグメント電極１０５、および縁枠１５に形成されたシャッタ開口１７を含む。アレイ基板８５の配向膜は、セグメント電極１０５の上を越える位置まで延びており、ＣＦ基板の配向膜はシャッタ開口１７の上を越える位置まで延びており、ともに液晶ディスプレイ８１を構成する領域と同じ方向にラビングされている。

したがって、液晶シャッタ１００の液晶表示形式は液晶ディスプレイ８１と同様にＴＮ型となる。裏面偏光板１０３は表面偏光板５５に対して、偏光軸が平行になるように配置されており、液晶シャッタ１００はセグメント電極１０５に電圧が印加されないときにパネル透過率が最小になるノーマリ・ブラック・モードで動作する。液晶シャッタ１００は、シャッタ開口１７、１９の領域全体にわたって透過率が２値で制御されるため、ノーマリ・ブラック・モードを採用してもコントラストの問題を生じさせない。液晶シャッタ１００をノーマリ・ブラック・モードにするためには、裏面偏光板５３を液晶シャッタ１００の領域まで延ばし、表面偏光板５５を液晶ディスプレイ１５１の領域にだけ配置し、液晶シャッタ１００を構成する領域に裏面偏光板１０３の偏光軸と平行になる偏光板を配置してもよい。

裏面偏光板１０３の裏側にはカメラ・モジュール１０１が配置されている。カメラ・モジュール１０１は、イメージ・センサおよび画像処理回路などで構成され、被写体の像をディジタル・データに変換してシステム１５０（図４参照）に送る。シャッタ開口１７の形状は、カメラ・モジュール１０１のレンズが集光に支障のない範囲で最低の大きさにすることが望ましい。こうすることでシャッタ開口１７が開いたときにカメラ・モジュール１０１のレンズ以外の部分を縁枠１５の裏側に隠すことができる。

図３において、シール材６１で囲まれた領域は液晶ディスプレイ８１と液晶シャッタ領域１０２に区分されている。液晶シャッタ領域１０２において、セグメント電極１０５はシャッタ開口１７の下に配置され、セグメント電極１０７はシャッタ開口１９の下に配置される。セグメント電極１０５、１０７は、画素マトリクス５９の画素電極と同一のレイヤーに透明導電膜（ＩＴＯ）で形成されている。シャッタ制御回路２０７（図５参照）は、セグメント電極１０５と対向電極６３の間に交流電圧を印加することでシャッタ開口１７の開閉を制御し、セグメント電極１０７と対向電極６３の間に交流電圧を印加することでシャッタ開口１９の開閉を制御する。

液晶シャッタ１００の電極にセグメント電極１０５、１０７を使用すると、後に説明する画素マトリクスを使用する方法に比べて、画素の開口率に起因するパネル透過率の低下がないので有利である。セグメント電極１０７とシャッタ開口１９を含んで構成される液晶シャッタの構成は、裏面偏光板１０３の裏側に状態表示デバイス１５１（図４参照）を配置することを除いて液晶シャッタ１００と同である。したがって、以後の説明ではセグメント電極１０７とシャッタ開口１９を含んで構成される液晶シャッタの構造も液晶シャッタ１００ということにする。

シャッタ開口１７、１９を開くときは、シャッタ制御回路２０７がシャッタを開く間セグメント電極１０５、１０７と対向電極６３の間に個別に連続して交流電圧を印加する。この点で、液晶シャッタ１００の電気アドレス方式は、複数のエレメントで構成されたセグメント電極を、各エレメントに表示期間中個別に電圧を印加するスタティック駆動の範疇に含めることができる。

図４は、電子機器１０の概略の構成を示す機能ブロック図である。システム１５０は、ＣＰＵ、メイン・メモリ、チップセット、ＨＤＤ、および電源回路などのハードウェアと、ＯＳ、デバイス・ドライバ、アプリケーション・プログラムなどのソフトウェアで構成されている。システム１５０には、液晶ディスプレイ８１、液晶シャッタ１００、カメラ・モジュール１０１、および状態表示デバイス１５１が接続される。

電子機器１０は、すべての機能を発揮することができるパワー・オン状態、すべての機能が停止するパワー・オフ状態、一部の機能を維持したり短時間でパワー・オン状態に遷移したりすることができるサスペンド状態といった複数のパワー・ステートを備えている。液晶ディスプレイ８１、液晶シャッタ１００、カメラ・モジュール１０１、および状態表示デバイス１５１、は、パワー・オン状態のとき以外は電力が停止する。状態表示デバイス１５１はＬＥＤで構成されたインディケータとすることができる。状態表示デバイス１５１は、無線モジュールの動作状態、ＨＤＤに対するアクセス状態、バッテリィの充電状態などのように電子機器がパワー・オン状態のときに必要な情報を表示する。

図５は液晶パネル８７と液晶シャッタ１００の電気的な構成を示す機能ブロック図である。液晶パネル８７は、画素マトリクス５９、信号線駆動回路２０１、走査線駆動回路２０３、電源回路２０５、基準電圧回路２０７、および信号制御回路２０９を含んで構成されている。信号制御回路２０９は、システム１５０から受け取ったＲＧＢデータ信号から液晶パネル８７を動作させるために必要な制御信号を生成して、信号線駆動回路２０１および走査線駆動回路２０３に送る。基準電圧回路２０７は、階調電圧を生成するための複数の値の基準電圧を信号線駆動回路２０１に送る。電源回路２０５は、液晶ディスプレイ８１および液晶シャッタ１００に電力を供給し、さらに、画素マトリクス５９に基準電位を提供する。

画素マトリクス５９は、図では３×３の画素９１を示しているが実際には、画素規格に適合した複数の画素が走査信号線と表示信号線の交差部分に形成される。各画素９１は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）、画素電極、液晶容量、および補助容量などで構成される。液晶容量は、画素電極と電源回路２０５に接続された対向電極６３との間に形成される。補助容量は補助容量線６１で電源回路２０５に接続される。液晶ディスプレイ８１では、システム１５０から受け取ったＲＧＢデータ信号、同期信号、およびクロック信号に基づいて、信号線駆動回路２０１と走査線駆動回路２０３が画素マトリクスを線順次走査してＲＧＢデータ信号を各画素に書き込む。

液晶シャッタ１００においては、セグメント電極１０５、１０７がそれぞれシャッタ制御回路２０７に接続されている。セグメント電極１０５、１０７は対向電極６３との間に液晶を挟んで液晶容量を構成する。シャッタ制御回路２０７は液晶シャッタ１００の一部を構成し、電子機器１０がパワー・オン状態のときにシステム１５０からの指示に応じて、セグメント電極１０５、１０７に６０Ｈｚの交流電圧を印加したり停止したりする。液晶シャッタ１００の動作に交流電圧を使用するのは、画素マトリクス５９をフレーム反転駆動して液晶の劣化を防止するのと同じ理由である。したがって、セグメント電極１０５、１０７は、画素マトリクス５９とは独立した動作をする。セグメント電極１０５、１０７は、画素マトリクス５９のように線順次走査をすることがないので、補助容量を設ける必要がない。

シャッタ制御回路２０７は、信号線駆動回路２０１が画素電極に階調電圧を印加するのとは異なり、異なる透過率を得るための２つの電圧値のいずれかだけを印加する。２値の電圧は、階調電圧の中から選択した任意の２つの電圧値としてもよいが、本実施の形態ではパネル透過率を最大にする電圧値と最小にする電圧値のいずれかだけを印加する。シャッタ制御回路２０７はノーマリ・ブラック・モードの液晶シャッタ１００を開く間、セグメント電極１０５、１０７にパネル透過率を最大にする電圧を印加する。

［液晶シャッタの動作］
つぎに、液晶シャッタ１００の動作を説明する。図６は、電子機器１０の動作状態と液晶シャッタ１００の動作状態を説明する図である。図６（Ａ）は、電子機器１０がパワー・オフ状態またはサスペンド状態のときの動作状態を示し、図６（Ｂ）、（Ｃ）はパワー・オン状態のときの動作状態を示している。

システム１５０の電力がパワー・オフ状態またはサスペンド状態のときは、液晶ディスプレイ８１の電力が停止するため、図６（Ａ）に示すように、パワー・オフ状態の液晶ディスプレイ８１は表示画面１３が黒に近いグレーになる。液晶ディスプレイ８１がノーマリ・ホワイト・モードであるにもかかわらず表示画面１３が黒に近いグレーになっている理由は、カラー・フィルタ５８が表面から入射する光を吸収したり、カラー・フィルタ５８を透過した光がさらに導光板６９を透過して反射しなくなったりするためである。

またシステム１５０の電力がパワー・オフ状態またはサスペンド状態のときは、液晶シャッタ１００の電力も停止するため、ノーマリ・ブラック・モードの液晶シャッタ１００は閉じて黒になり、シャッタ開口１７、１９は色彩的に縁枠１５の色と同調する。ユーザはカメラ・モジュール１０１が配置されているシャッタ開口１７が閉じていることで不用意に撮影されないという安心感を得ることができる。

つぎに、図６（Ｂ）に示すようにシステム１５０がパワー・オン状態になると、液晶ディスプレイ８１および液晶シャッタ１００に電力が供給され表示画面１３には画像が表示される。状態表示デバイス１５１は、システム１５０がパワー・オン状態になると同時に動作を開始する。シャッタ制御回路２０７には、電子機器１０がパワー・オン状態になると同時に電力が供給される。システム２０７は、パワー・オン状態になったことに連動してシャッタ開口１９を開くためにシャッタ制御回路２０７に開信号を送る。

開信号を受け取ったシャッタ制御回路２０７は、セグメント電極１０７にパネル透過率を最大にする電圧を印加する。その結果、図６（Ｂ）に示すようにシャッタ開口１９の背後に配置された状態表示デバイス１５１が視覚的に露出してユーザがＬＥＤの発光状態を認識できるようになる。以後、シャッタ制御回路２０７はシステム１５０から閉信号を受け取るまでセグメント電極１０７に同じ電圧を印加し続ける。

この時点ではカメラ・モジュール１０１を使用しないので、システム１５０はシャッタ開口１７を閉じたままにしている。つづいて、ユーザがカメラ・モジュール１０１を使用するためにシステム１５０に指示する。システム１５０はカメラ・モジュール１０に動作信号を送るとともに、シャッタ開口１７を開くためにシャッタ制御回路２０７に開信号を送る。開信号を受け取ったシャッタ制御回路２０７は、セグメント電極１０５にパネル透過率を最大にする電圧を印加する。その結果、図６（Ｃ）に示すようにセグメント開口１７の背後に配置されたカメラ・モジュール１０１のレンズが視覚的に露出して撮影可能な状態になる。

システム１５０は、つづいてカメラ・モジュール１０１に撮影を開始するための信号を送る。システム１５０は撮影が終了するまで、シャッタ開口１７を開いた状態にする。ユーザは撮影が終了するとシステム１５０に指示する。システム１５０はカメラ・モジュール１０１の動作を停止するとともに、シャッタ開口１７を閉じるためにシャッタ制御回路２０７に閉信号を送る。閉信号を受け取ったシャッタ制御回路２０７はセグメント電極１０５にパネル透過率を最小にする電圧を印加する。このようにユーザがカメラ・モジュール１０１に対して撮影操作をする指示をシステムに行うと、シャッタ開口１７はそれに連動して開閉動作をする。

［撮影フラッシュ］
システム１５０は、カメラ・モジュール１０１の静止画像の撮影動作に連動して、表示画面１３を撮影フラッシュとして利用することもできる。バックライトＬＥＤ６７は、寿命を考慮して実用的な最大輝度を設定することになっているが、一時的であれば液晶ディスプレイ８１が画像を表示するときの最大輝度よりも高い輝度に設定することができる。

たとえば、表示画面１３の最大輝度を４００ｎｉｔとしたときに、静止画像の撮影のタイミングのときだけ表示画面１３の輝度が白表示で６００ｎｉｔになるようにバックライトＬＥＤ６５の電流を制御し、撮影が終了してから４００ｎｉｔに戻すようにすることができる。カメラ・モジュール１０１が静止画像を撮影するときは、シャッタ開口１７はそれに連動して開閉動作をするようになっている。したがって、バックライトＬＥＤ６７の輝度は、シャッタ開口１７の開閉のタイミングに合わせて制御することができる。

［他の実施態様］
本発明では、シャッタ開口１７、１９および縁枠１５に対して表面状態および色彩においてデザイン的な一体感を実現する。表面状態に関しては、シャッタ１００および縁枠１５を表面ガラス基板５１の内側に配置して表面が表示画面１３と同一平面上に存在するようにしている。ただし、本発明は、縁枠がガラス基板とは別部材で構成されている場合にも当該縁枠を切り抜いてシャッタ開口１７、１９を形成し、そこに液晶シャッタを配置した信頼性の高いシャッタ機構を実現することができる。

色彩に関しては、縁枠の色、液晶シャッタ１００の動作モード、および液晶シャッタ１００の裏側に配置されるデバイスの種類により同調のさせ方が異なってくる。デバイスがカメラ・モジュール１０１のときはパワー・オフ状態またはサスペンド状態のときにシャッタ開口１７が閉じることがユーザの安心感につながるので液晶シャッタの動作モードはノーマリ・ブラック・モードが望ましい。本実施の形態ではこの場合に、縁枠１５の色を黒にして電子機器１０がパワー・オフ状態またはサスペンド状態のときと、パワー・オン状態でシャッタ開口１７、１９が閉じている状態のときのいずれでも色彩上の一体感を醸し出すことができる。

デバイスが、パワー・オフ状態またはサスペンド状態のときに表示させる状態表示デバイスの場合は、液晶シャッタ１００の動作モードをノーマリ・ホワイト・モードにする必要がある。このような状態表示デバイスとしては、バッテリィの充電状態、電子機器のパワー・ステート、またはＡＣ／ＤＣアダプタの接続状態などを表示するインディケータがある。また、状態表示デバイスが黒白表示の電子ペーパの場合は、縁枠を白にするとパワー・オフ状態またはサスペンド状態のときに縁枠とシャッタ開口１９の内部の電子ペーパの背景の色を同一にして色彩上の一体感を醸し出すことができる。

上記実施の形態では、セグメント電極１０７にパネル透過率を最小にする電圧値と最大にする電圧値を印加してシャッタ開口１７、１９の開閉を制御したが、本発明はこれらとは異なる２値の電圧を印加することもできる。たとえば、縁枠の色がグレーの場合は、パネル透過率を最小にする電圧値に代えて縁枠の色に近い色となる電圧値を印加することもできる。

本実施の形態では液晶シャッタ１００を液晶ディスプレイ８１の要素と共通する要素を利用して構成する例を説明したが、本発明は液晶シャッタの要素をすべて液晶ディスプレイの要素から独立させることもできる。また液晶シャッタ１００の開閉制御をセグメント電極１０５、１０７によるスタティック駆動を例示して説明したが、アクティブ・マトリクス駆動を採用することもできる。

図７は、液晶シャッタにアクティブ・マトリクス駆動を採用する例を示す図である。液晶パネル２０１は、液晶シャッタ領域２０３を構成する領域まで画素マトリクス２１１が拡大して形成されている。液晶はシール材２０５で囲まれた領域に充電される。配向膜のラビング方向、偏光板の偏光軸の方向、シャッタ開口などは図２で説明したのと同じ構成にする。ただし、液晶シャッタ領域２０３には、カラー・フィルタ５８を設ける必要はない。液晶シャッタ領域２０３を構成する画素マトリクス２１１には、シャッタ開口１７に対応する位置に画素領域２０７を定義し、シャッタ開口１９に対応する位置には画素領域２０９を定義する。

信号制御回路２０９は、すべての画素について線順次走査を実行して液晶ディスプレイ２０１と液晶シャッタ領域２０３のパネル透過率を制御する。システム１５０は、画素領域２０７、２０９に囲まれた画素電極には、常に２値の階調電圧のいずれかを印加するようなＲＧＢデータ信号を信号制御回路２０９に送る。システム１５０は液晶シャッタ領域２０３に含まれる画素の中で、画素領域２０７、２０９以外の領域の画素電極には、常にパネル透過率が最小にする階調電圧を印加するようなＲＧＢデータ信号を信号制御回路２０９に送る。液晶シャッタの電極に画素マトリクス２１１を採用すれば、アレイ基板を製造するプロセスの延長で画素マトリクスを形成できるためシャッタ開口の数が多くなってもコストを抑えることができる。

また、システム１５０が信号制御回路２０９に供給するＲＧＢデータを変更するだけで任意の位置に任意の形状の液晶シャッタを形成することができる。さらに、信号制御回路２０９とは別にシャッタ制御回路２０７を設ける必要がない。本実施の形態では、液晶表示形式にノーマリ・ホワイト・モードで使用するＴＮ型を採用し、液晶シャッタには偏光板の偏光軸の方向を変更してノーマリ・ブラック・モードを採用したが、本発明は液晶ディスプレイおよび液晶シャッタの液晶表示形式にノーマリ・ブラック・モードで使用するＩＰＳ（In-Plane Switching）型またはＶＡ（Vertical Alignment）型を採用することもできる。

これまで本発明について図面に示した特定の実施の形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の効果を奏する限り、これまで知られたいかなる構成であっても採用することができることはいうまでもないことである。

１０ 電子機器
１３ 表示画面
１５ 縁枠
１７、１９ シャッタ開口
５１ 表面ガラス基板
５３、１０３ 裏面偏光板
５５ 表面偏光板
５７ 裏面ガラス基板
５８ カラー・フィルタ
５９ 画素マトリクス
６１ シール材
６３ 対向電極
６５ 液晶
６７ バックライトＬＥＤ
６９ 導光板
８１ 液晶ディスプレイ
８３ ＣＦ基板
８５ アレイ基板
８７ 液晶パネル
９１ 画素
１００ 液晶シャッタ
１０１ カメラ・モジュール
１０５、１０７ セグメント電極

Claims (20)

1. 前記アクティブ・マトリクス駆動方式の液晶パネルと、
   パネル透過率の制御が可能な液晶シャッタと、
   前記液晶シャッタの裏側に配置されたデバイスと、
   前記液晶シャッタのパネル透過率が第１のパネル透過率と該第１のパネル透過率よりも高い第２のパネル透過率のいずれかとなるように液晶の分子配列を制御する制御部と
   を有する電子機器。
2. 前記液晶シャッタは前記液晶パネルの液晶を充填する領域を拡張した領域に形成されている請求項１に記載の電子機器。
3. 前記液晶シャッタの電極がセグメント電極と延長した前記液晶パネルの対向電極で構成されている請求項２に記載の電子機器。
4. 前記液晶シャッタの電極が前記液晶パネルの駆動回路によりアクティブ・マトリクス駆動方式で制御される画素マトリクスの一部と延長した前記液晶パネルの対向電極で構成されている請求項２に記載の電子機器。
5. 前記液晶シャッタは前記液晶パネルの表示画面の周囲に配置された縁枠の領域の中の部分的に透過率が高い領域に配置されている請求項１から請求項４のいずれかに記載の電子機器。
6. 前記縁枠がガラス基板に印刷されたインクのパターンで形成されている請求項５に記載の電子機器。
7. 前記ガラス基板が前記液晶パネルの一部を構成する請求項６に記載の電子機器。
8. 前記制御部は前記デバイスの使用状態に連動して前記液晶シャッタを制御する請求項１から請求項７のいずれかに記載の電子機器。
9. アレイ基板と液晶とＣＦ基板とを含んで構成されアクティブ・マトリクス駆動方式の液晶パネルと、
   前記液晶パネルの表示画面の周囲に配置され部分的に透過率の高い領域を備える縁枠と、
   前記液晶パネルの裏面に配置された裏面偏光板と、
   前記液晶パネルの裏面に配置された表面偏光板と、
   前記部分的に透過率の高い領域に配置されパネル透過率の制御が可能な液晶シャッタと、
   前記液晶シャッタの裏側に配置されたカメラ・モジュールと、
   前記液晶シャッタのパネル透過率が第１のパネル透過率と該第１のパネル透過率よりも高い第２のパネル透過率のいずれかとなるように液晶の分子配列を制御する制御部と
   を有する電子機器。
10. 前記液晶シャッタの動作モードがノーマリ・ブラック・モードである請求項９に記載の電子機器。
11. 前記縁枠の色が黒である請求項１０に記載の電子機器。
12. 前記液晶パネルの動作モードがノーマリ・ホワイト・モードであり、前記液晶シャッタの液晶は前記液晶パネルの液晶と同一のシール材の区画に充填され、前記液晶シャッタは前記表面偏光板の偏光軸または前記裏面偏光板の偏光軸と偏光軸が同一方向となるように配置された第１の偏光板と該第１の偏光板と偏光軸が平行になるように配置された第２の偏光板を含む請求項１１に記載の電子機器。
13. 前記制御部は前記カメラ・モジュールの動作に連動して前記液晶シャッタを制御する請求項９から請求項１２のいずれかに記載の電子機器。
14. 前記制御部は前記液晶シャッタを前記第２のパネル透過率に制御する際にバックライトの輝度を前記液晶ディスプレイに画像を表示するときの最大輝度よりも一時的に上昇させる請求項１３に記載の電子機器。
15. アクティブ・マトリクス駆動方式の液晶パネルと、
    前記液晶パネルの表示画面の周囲に配置され部分的に透過率の高い領域を備える縁枠と、
    前記部分的に透過率の高い領域に配置されパネル透過率の制御が可能な液晶シャッタと、
    前記液晶シャッタの裏側に配置された状態表示デバイスと、
    前記液晶シャッタのパネル透過率が第１のパネル透過率と該第１のパネル透過率よりも高い第２のパネル透過率のいずれかとなるように液晶の分子配列を制御する制御部と
    を有する電子機器。
16. 前記液晶シャッタの動作モードがノーマリ・ホワイト・モードである請求項１５に記載の電子機器。
17. 前記状態表示デバイスが前記電子機器の動作状態を表示するインディケータまたは電子ペーパを含む請求項１５または請求項１６に記載の電子機器。
18. アクティブ・マトリクス駆動方式の液晶パネルを備える電子機器に設けられたデバイスの使用方法であって、
    前記液晶パネルの周囲に全体的に透過率が低い領域と部分的に透過率が高い領域を配置するステップと、
    前記部分的に透過率が高い領域にパネル透過率の制御が可能な液晶シャッタを配置するステップと、
    前記液晶シャッタの裏側にデバイスを配置するステップと、
    前記デバイスの使用状態に連動して前記液晶シャッタのパネル透過率が第１のパネル透過率または該第１のパネル透過率よりも高い第２のパネル透過率のいずれかとなるように制御するステップと
    を有する方法。
19. 前記デバイスがカメラ・モジュールで、前記液晶シャッタの電力が停止したときに前記パネル透過率が最小となる請求項１８に記載の方法。
20. 前記デバイスが前記電子機器の動作状態を表示するインディケータで、前記液晶シャッタの電力が停止したときに前記パネル透過率が最大となる請求項１８に記載の方法。

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