JP2020170104A - 電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】照明品位の低下を抑制することが可能な照明装置が組み込まれた電子機器を提供する。【解決手段】液晶パネルＰＮＬと、液晶パネルを照明する照明装置ＩＬと、を備え、照明装置は、第１開口部ＯＰ１を有し、液晶パネルに対向する第１導光板ＬＧ１と、第１導光板に対向する第１光源と、第１開口部内に設けられ、液晶パネルに対向する第１主面２Ｂと、第１主面の反対側の第２主面２Ａと、第１主面と第２主面との間に位置する側面２Ｆと、を有する第２導光板ＬＧ２と、側面に対向する発光面２Ｉを有する第２光源ＥＭ２と、側面と発光面との間に位置し、第２光源からの光の波長を変換する波長変換素子ＴＳと、を備えている電子機器１００。【選択図】図３

Description

本発明の実施形態は、電子機器に関する。

近年、表示部及びカメラを同一面側に備えたスマートフォン等の電子機器が広く実用化されている。このような電子機器では、カメラが表示部の外側に設けられており、カメラを設置するためのスペースを確保する一方で、表示部の外側の額縁幅を縮小する要望が高まっている。
また、鮮明な写真を撮影可能とすることが要望されている。

特開２０１７−４０９０８号公報

本実施形態の目的は、照明品位の低下を抑制することが可能な照明装置が組み込まれた電子機器を提供することにある。

本実施形態によれば、
液晶パネルと、前記液晶パネルを照明する照明装置と、を備え、前記照明装置は、第１開口部を有し、前記液晶パネルに対向する第１導光板と、前記第１導光板に対向する第１光源と、前記第１開口部内に設けられ、前記液晶パネルに対向する第１主面と、前記第１主面の反対側の第２主面と、前記第１主面と前記第２主面との間に位置する側面と、を有する第２導光板と、前記側面に対向する発光面を有する第２光源と、前記側面と前記発光面との間に位置し、前記第２光源からの光の波長を変換する波長変換素子と、を備えている電子機器が提供される。
本実施形態によれば、
液晶パネルと、光照射装置と、を備え、前記液晶パネルは液晶層を有する表示部を有し、前記光照射装置は、前記液晶パネルに光を照射する第１導光板と、前記第１導光板に光を照射する第１光源と、前記液晶パネルに光を照射する第２導光板と、前記第２導光板に光を照射する第２光源と、前記第２光源からの光の波長を変換する波長変換素子を有し、前記第１導光板は、前記表示部と重なる開口を有し、前記開口内に前記第２導光板が設けられ、前記第２光源の発光面に重ねて前記波長変換素子が配置され、前記波長変換素子は、前記第２導光板と前記発光面との間に位置している電子機器が提供される。

図１は、一実施形態の照明装置を備えた電子機器の一構成例を示す分解斜視図である。 図２は、図１に示した照明装置の平面図である。 図３は、図２に示したＡ−Ｂ線に沿った電子機器の断面図である。 図４は、図３に示した液晶パネルの一構成例を示す平面図である。 図５は、図４に示した画素ＰＸ１を含む液晶素子の断面図である。 図６は、図４に示した画素ＰＸ２を含む液晶素子の断面図である。 図７は、上記実施形態の電子機器の一部を示す断面図であり、電子機器の駆動方法を説明するための図である。

以下、本実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、開示はあくまで一例に過ぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は、説明をより明確にするため、実際の態様に比べて、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同一又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する詳細な説明を適宜省略することがある。

図１は、一実施形態の照明装置ＩＬを備えた電子機器１００の一構成例を示す分解斜視図である。
図１に示すように、第１方向Ｘ、第２方向Ｙ、及び、第３方向Ｚは、互いに直交しているが、９０度以外の角度で交差していてもよい。

照明装置ＩＬは、導光板ＬＧ１と、導光板ＬＧ２と、複数の光源ＥＭ１と、光源ＥＭ２と、ケースＣＳと、を備えている。このような照明装置ＩＬは、例えば、図１において破線で簡略化して示す液晶パネルＰＮＬを照明するものである。照明装置ＩＬは、液晶パネルＰＮＬに光を照射する光照射装置とも言える。

導光板ＬＧ１は、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙによって規定されるＸ−Ｙ平面と平行な平板状に形成されている。導光板ＬＧ１は液晶パネルＰＮＬに対向している。導光板ＬＧ１は、側面Ｓ１と、側面Ｓ１の反対側の側面Ｓ２と、開口部ＯＰ１と、内面ＩＦと、を有している。側面Ｓ１及びＳ２はそれぞれ第１方向Ｘに沿って延出している。例えば、側面Ｓ１及びＳ２は、第１方向Ｘ及び第３方向Ｚによって規定されるＸ−Ｚ平面と平行な面である。開口部ＯＰ１は、導光板ＬＧ１を第３方向Ｚに沿って貫通した貫通孔である。なお、開口部ＯＰ１は、側面Ｓ２において側面Ｓ２から側面Ｓ１に向かって窪んだノッチでもよい。開口部ＯＰ１は、第２方向Ｙにおいて、側面Ｓ１及びＳ２との間に位置し、側面Ｓ１よりも側面Ｓ２に近接している。内面ＩＦは、開口部ＯＰ１により露出した面である。
複数の光源ＥＭ１は、第１方向Ｘに沿って間隔をおいて並んでいる。光源ＥＭ１の各々は、配線基板Ｆ１に実装され、配線基板Ｆ１と電気的に接続されている。光源ＥＭ１は、例えば蛍光体を有する発光ダイオード（ＬＥＤ）であり、白色の照明光を出射する。

導光板ＬＧ２は、主面２Ａと、主面２Ａの反対側の主面２Ｂと、主面２Ａと主面２Ｂとの間に位置する側面２Ｓと、を有している。主面２Ａ及び２Ｂは、Ｘ−Ｙ平面と平行な面である。主面２Ｂは、液晶パネルＰＮＬに対向している。導光板ＬＧ２は、第３方向Ｚにおいて、開口部ＯＰ１に重なっている。光源ＥＭ２は、配線基板Ｆ２に実装され、配線基板Ｆ２と電気的に接続されている。図示した例では、光源ＥＭ２は１個であるが、複数の光源ＥＭ２が間隔をおいて並んでいてもよい。光源ＥＭ２は、例えば蛍光体を有さないＬＥＤであり、青色の照明光を出射する。後述する光源ＥＭ２の発光面２Ｉは、一例として、０．３ｍｍ×０．３ｍｍ以下の面積である。

ケースＣＳは、導光板ＬＧ１及びＬＧ２、並びに光源ＥＭ１及びＥＭ２を収容している。ケースＣＳは、側壁Ｗ１乃至Ｗ４と、底板ＢＰと、開口部ＯＰ２及びＯＰ３と、突部ＰＰと、を有している。側壁Ｗ１及びＷ２は、第１方向Ｘに沿って延出し、互いに対向している。側壁Ｗ３及びＷ４は、第２方向Ｙに沿って延出し、互いに対向している。開口部ＯＰ２及びＯＰ３は、それぞれ底板ＢＰを第３方向Ｚに沿って貫通した貫通孔である。開口部ＯＰ２及びＯＰ３は、第３方向Ｚにおいて、開口部ＯＰ１に重なっている。開口部ＯＰ３は、例えば、配線基板Ｆ２を通すための貫通孔である。突部ＰＰは、第３方向Ｚに沿って底板ＢＰから液晶パネルＰＮＬに向かって突出し、開口部ＯＰ２を囲むように設けられている。

このような照明装置ＩＬを組み込んだ電子機器１００は、受光素子ＰＡを備えている。受光素子ＰＡは、第３方向Ｚにおいて、開口部ＯＰ２に重なるように設けられている。受光素子ＰＡは、配線基板Ｆ３に実装され、配線基板Ｆ３と電気的に接続されている。なお、受光素子ＰＡは、光源ＥＭ２と共通の配線基板Ｆ２と電気的に接続されていてもよい。受光素子ＰＡと光源ＥＭ２とが共通の配線基板Ｆ２に接続されると、コネクタの個数を削減することができ、配線基板を設けるスペースを縮小することができる。

液晶パネルＰＮＬは、導光板ＬＧ１に重なるとともに、開口部ＯＰ１において導光板ＬＧ２、光源ＥＭ２、配線基板Ｆ２、及び、受光素子ＰＡにも重なっている。

図２は、図１に示した照明装置ＩＬの平面図である。なお、配線基板Ｆ１の図示を省略している。
図２に示すように、ケースＣＳの開口部ＯＰ２及びＯＰ３は、導光板ＬＧ１の開口部ＯＰ１の内側に位置している。図示した例では、開口部ＯＰ１及びＯＰ２は、いずれも平面視で円形であるが、長円形状や多角形などの他の形状であってもよい。

照明装置ＩＬは、さらに、波長変換素子ＴＳ、プリズムシートＰＳ１及び光反射材ＲＭ１を備えている。図２において拡大して示すように、波長変換素子ＴＳ、プリズムシートＰＳ１、光反射材ＲＭ１、配線基板Ｆ２、光源ＥＭ２、導光板ＬＧ２及び受光素子ＰＡは、開口部ＯＰ１の内側に位置している。受光素子ＰＡは開口部ＯＰ２の内側に位置している。配線基板Ｆ２、光源ＥＭ２、波長変換素子ＴＳ、プリズムシートＰＳ１及び導光板ＬＧ２は、光反射材ＲＭ１の内側に位置している。光反射材ＲＭ１は、導光板ＬＧ２の側面２Ｓを囲んでいる。

光源ＥＭ２は、側面２Ｓに対向する発光面２Ｉを有している。光源ＥＭ２は、導光板ＬＧ２に光を照射する。導光板ＬＧ２は、平面視で略円形である。図示した例では、導光板ＬＧ２は、側面２Ｓにおいて発光面２Ｉに対向する入光面２Ｆを有している。入光面２Ｆは、例えば、第１方向Ｘ及び第３方向Ｚによって規定されるＸ−Ｚ平面と平行な面である。導光板ＬＧ２は、透過領域ＴＡと、透過領域ＴＡを囲む拡散領域ＳＡとを有している。透過領域ＴＡは受光素子ＰＡに重なり、拡散領域ＳＡは受光素子ＰＡに重なっていない。

波長変換素子ＴＳ及びプリズムシートＰＳ１は、発光面２Ｉと入光面２Ｆ（側面２Ｓ）との間に位置している。波長変換素子ＴＳは、光源ＥＭ２から出射された光を吸収して吸収した光の波長よりも長波長の光を発光するものである。プリズムシートＰＳ１は、波長変換素子ＴＳによって変換された光を第２方向Ｙの向きに集光するものである。波長変換素子ＴＳは、発光材料として、例えば量子ドットを含むが、これに限らず、蛍光や燐光を発するものを含んでいてもよい。

一例では、光源ＥＭ２は、紫外線波長の光（励起光）を出射する。波長変換素子ＴＳは、励起光を吸収して、青色、緑色、及び、赤色にそれぞれ発光し、白色の照明光を生成する。
他の例では、光源ＥＭ２は、青色波長の光（励起光）を出射する。波長変換素子ＴＳは、励起光を吸収して黄色に発光する。したがって、変換光である黄色光と、無変換光である青色光とが混合された白色の照明光が生成される。

光源ＥＭ１は、導光板ＬＧ１の側面Ｓ１とケースＣＳの側壁Ｗ１との間に配置され、側面Ｓ１に対向している。光源ＥＭ１は、導光板ＬＧ１に光を照射する。一例として、光源ＥＭ１から出射された白色の照明光は、側面Ｓ１から導光板ＬＧ１に入射し、導光板ＬＧ１の内部を第２方向Ｙに沿って側面Ｓ１から側面Ｓ２に向かって進行する。

図３は、図２に示したＡ−Ｂ線に沿った電子機器１００の断面図である。ここでは、液晶パネルＰＮＬ、受光素子ＰＡ、及び、照明装置ＩＬを含む第２方向Ｙに沿った電子機器１００の断面を示している。
図３に示すように、照明装置ＩＬは、さらに、反射シートＲＳ、拡散シートＳＳ、プリズムシートＰＳ２、プリズムシートＰＳ３、光反射材ＲＭ２、光反射材ＲＭ３及びテープＴＰ１を備えている。

反射シートＲＳ、導光板ＬＧ１、拡散シートＳＳ、プリズムシートＰＳ２及びＰＳ３は、第３方向Ｚに沿ってこの順に配置され、ケースＣＳに収容されている。ケースＣＳは、金属製のケースＣＳ１と、樹脂製の台座ＣＳ２とを備えている。台座ＣＳ２は、ケースＣＳ１とともに突部ＰＰを形成している。拡散シートＳＳ、プリズムシートＰＳ２及びＰＳ３の各々は、開口部ＯＰ１に重なる開口部ＯＰ４を有している。反射シートＲＳは、開口部ＯＰ１に重なる開口部ＯＰ５を有している。図示した例では、ケースＣＳの突部ＰＰは、開口部ＯＰ１及びＯＰ５それぞれの内側に位置している。

導光板ＬＧ２は、液晶パネルＰＮＬと受光素子ＰＡとの間に位置している。テープＴＰ１は、配線基板Ｆ２と突部ＰＰとの間に位置している。テープＴＰ１は、例えば両面が粘着面である両面テープである。テープＴＰ１は、配線基板Ｆ２と突部ＰＰとを貼り合せ、配線基板Ｆ２を突部ＰＰに固定している。光反射材ＲＭ２は、突部ＰＰと導光板ＬＧ２との間に位置している。光反射材ＲＭ２は、拡散領域ＳＡに重なり、光源ＥＭ２及び導光板ＬＧ２の主面２Ａそれぞれに対向している。光反射材ＲＭ２は、例えば多層膜構造のポリエステル系樹脂で形成され、光を反射するフィルムである。

波長変換素子ＴＳは発光面２Ｉに接している。図示した例では、波長変換素子ＴＳは、第２方向において発光面２Ｉに重なっている。プリズムシートＰＳ１は、入光面２Ｆに接している。光反射材ＲＭ３は、拡散領域ＳＡに重なり、主面２Ｂと液晶パネルＰＮＬとの間に位置している。光反射材ＲＭ３は、開口部ＯＰ２に重なる開口部ＯＰ６を有している。光反射材ＲＭ３は、例えば白色のポリエチレンテレフタレートによって形成され、導光板ＬＧ２内を進行していく光のうち拡散領域ＳＡによって拡散された光の輝度を向上するものである。

配線基板Ｆ２は、光源ＥＭ２と光反射材ＲＭ１との間に位置している。配線基板Ｆ２は、開口部ＯＰ３を通って、ケースＣＳの下面側に延出している。

光反射材ＲＭ１は、配線基板Ｆ２と導光板ＬＧ１との間及び導光板ＬＧ１と導光板ＬＧ２との間に位置している。光反射材ＲＭ１は、配線基板Ｆ２、反射シートＲＳ、導光板ＬＧ１、拡散シートＳＳ、プリズムシートＰＳ２及びＰＳ３のそれぞれから離れている。光反射材ＲＭ１は、液晶パネルＰＮＬに対向する端部ＲＥ１と、端部ＲＥ１の反対側の端部ＲＥ２と、を有している。図示した例では、端部ＲＥ１は、開口部ＯＰ４の内側に位置している。端部ＲＥ２は、底板ＢＰに接している。導光板ＬＧ１の内面ＩＦ及び導光板ＬＧ２の側面２Ｓは、端部ＲＥ１から端部ＲＥ２に向かう方向（第３方向Ｚ）において、端部ＲＥ１と端部ＲＥ２との間に位置している。光反射材ＲＭ１は、例えば光反射材ＲＭ２と同一材料によって形成されている。なお、光反射材ＲＭ１において、導光板ＬＧ１の内面ＩＦに対向する面を黒色に着色してもよい。

偏光板ＰＬ１、液晶パネルＰＮＬ、偏光板ＰＬ２、及び、カバーガラスＣＧは、第３方向Ｚに沿ってこの順に配置され、第３方向Ｚに沿って進行する光に対して、光学的なスイッチ機能を備えた液晶素子ＬＣＤを構成している。テープＴＰ２は、例えば、透明または白色の両面粘着テープであり、照明装置ＩＬと液晶素子ＬＣＤとを接着している。本実施形態において、テープＴＰ２は、偏光板ＰＬ１とプリズムシートＰＳ３とを接着している。図示した例では、テープＴＰ２は、光反射材ＲＭ１、配線基板Ｆ２及び光反射材ＲＭ３に接していない。

液晶パネルＰＮＬは、基板主面に沿った横電界を利用する表示モード、基板主面の法線に沿った縦電界を利用する表示モード、基板主面に対して斜め方向に傾斜した傾斜電界を利用する表示モード、さらには、上記の横電界、縦電界、及び、傾斜電界を適宜組み合わせて利用する表示モードに対応したいずれの構成を備えていてもよい。ここでの基板主面とは、Ｘ−Ｙ平面に平行な面である。
液晶パネルＰＮＬは、画像を表示する表示部ＤＡと、表示部ＤＡを囲む非表示部ＮＤＡと、を備えている。液晶パネルＰＮＬは、第１基板ＳＵＢ１と、第２基板ＳＵＢ２と、液晶層ＬＣと、シールＳＥと、を備えている。シールＳＥは、非表示部ＮＤＡに位置し、第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２とを接着するとともに、液晶層ＬＣを封止している。

以下、第１基板ＳＵＢ１及び第２基板ＳＵＢ２の主要部について説明する。第１基板ＳＵＢ１は、絶縁基板１０と、配向膜ＡＬ１と、を備えている。第２基板ＳＵＢ２は、絶縁基板２０と、カラーフィルタＣＦと、遮光層ＢＭＡと、透明層ＯＣと、配向膜ＡＬ２と、を備えている。
絶縁基板１０及び２０は、ガラス基板や可撓性の樹脂基板などの透明基板である。配向膜ＡＬ１及びＡＬ２は、液晶層ＬＣに接している。
カラーフィルタＣＦ、遮光層ＢＭＡ、及び、透明層ＯＣは、絶縁基板２０と液晶層ＬＣとの間に位置している。なお、図示した例では、カラーフィルタＣＦは、第２基板ＳＵＢ２に設けられたが、第１基板ＳＵＢ１に設けられてもよい。
遮光層ＢＭＡは、非表示部ＮＤＡに位置している。表示部ＤＡと非表示部ＮＤＡとの境界Ｌは、例えば、遮光層ＢＭＡの内端（表示部ＤＡ側の端部）によって規定される。シールＳＥは、遮光層ＢＭＡと重なる位置に設けられている。
カラーフィルタＣＦの詳細については、ここでは省略するが、カラーフィルタＣＦは、例えば、赤画素に配置される赤色フィルタ、緑画素に配置される緑色フィルタ、及び、青画素に配置される青色フィルタを備えている。また、カラーフィルタＣＦは、白画素に配置される透明樹脂層を備えている場合もある。透明層ＯＣは、カラーフィルタＣＦ及び遮光層ＢＭＡを覆っている。透明層ＯＣは、例えば、透明な有機絶縁層である。

表示部ＤＡは、カラーフィルタＣＦが配置された領域Ａ１と、カラーフィルタＣＦが配置されていない領域Ａ２と、を有している。領域Ａ２は、導光板ＬＧ１の開口部ＯＰ１に重なっている。透明層ＯＣは、領域Ａ１及びＡ２にわたって配置され、領域Ａ１においてはカラーフィルタＣＦに接し、領域Ａ２においては絶縁基板２０に接している。配向膜ＡＬ１と配向膜ＡＬ２とは、領域Ａ１及びＡ２にわたって設けられている。

本実施形態において、受光素子ＰＡは、一例としてカメラである。なお、受光素子ＰＡは、一例として、可視光を検出するもの、赤外線を検出するもの、検出対象物の近接をセンシングする近接センサ、検出対象物から反射された赤外線を検出する検出素子などや、それぞれを組み合わせたものでもよい。電子機器１００は、受光素子ＰＡの代わりに、又は受光素子ＰＡに加えて、発光素子を備えていてもよい。この発光素子としては、検出対象物に向けて赤外線を投射する投射素子が挙げられる。
受光素子ＰＡは、ケースＣＳの開口部ＯＰ２に重なるように設けられ、突部ＰＰに囲まれた内側に位置している。受光素子ＰＡは、第３方向Ｚにおいて、カバーガラスＣＧ、偏光板ＰＬ２、液晶パネルＰＮＬ、偏光板ＰＬ１、及び、導光板ＬＧ２に重なっている。なお、受光素子ＰＡのうち、一部、或いは、すべては、第３方向Ｚにおいて、液晶パネルＰＮＬの表示部ＤＡと重なっている。つまり、液晶パネルＰＮＬと受光素子ＰＡとを有する電子機器１００において、電子機器１００の使用者からみて、受光素子ＰＡが液晶パネルＰＮＬの奥側に設けられていればよい。

図示した受光素子ＰＡと表示部ＤＡとの位置関係に注目すると、受光素子ＰＡは、領域Ａ２に重なっている。つまり、カラーフィルタＣＦは、受光素子ＰＡに重なっていない。
受光素子ＰＡは、例えば、少なくとも一つのレンズを含む光学系２と、イメージセンサ（撮像素子）３と、ケース４と、を備えている。ケース４は、光学系２及びイメージセンサ３を収容している。光学系２は、液晶パネルＰＮＬとイメージセンサ３との間に位置している。イメージセンサ３は、カバーガラスＣＧ、偏光板ＰＬ２、液晶パネルＰＮＬ、偏光板ＰＬ１、及び、導光板ＬＧ２を介して受光する。例えば、受光素子ＰＡは、カバーガラスＣＧ、偏光板ＰＬ２、表示部ＤＡ、偏光板ＰＬ１、及び、導光板ＬＧ２を介して透過した可視光（例えば、４００ｎｍ〜７００ｎｍの範囲の光）を受光する。偏光板ＰＬ１の吸収軸及び偏光板ＰＬ２の吸収軸が互いに直交している場合、液晶素子ＬＣＤの液晶層ＬＣを透過する光の波長をλとした時、液晶層ＬＣのリタデーションがほぼゼロまたはλに相当する場合、液晶素子ＬＣＤの透過率が最小となる。このため、受光素子ＰＡで撮影する際には、液晶層ＬＣのリタデーションは、ゼロより大きくλより小さく設定される。リタデーションが約λ／２の場合には、液晶素子ＬＣＤの透過率は最大となる。

偏光板ＰＬ１は、絶縁基板１０に接着されている。偏光板ＰＬ２は、絶縁基板２０に接着されている。偏光板ＰＬ２は、透明接着層ＡＤによって、カバーガラスＣＧに接着されている。偏光板ＰＬ１及びＰＬ２は、領域Ａ１及びＡ２にわたって配置されている。なお、液晶素子ＬＣＤは、必要に応じて位相差板、散乱層、反射防止層などを備えていてもよい。

また、液晶層ＬＣが外部からの電界等の影響を受けないようにするため、偏光板ＰＬ２と絶縁基板２０との間に透明導電膜を設ける場合がある。透明導電膜は、インジウム・ティン・オキサイド（ＩＴＯ）やインジウム・ジンク・オキサイド（ＩＺＯ）等の透明な酸化物導電体からなる。受光素子ＰＡにセンサを用い、透明導電膜が赤外線の透過率の低下を招く場合には、センサと重なる領域Ａ２に透明導電膜が形成されていない領域を設けることで、可視光の透過率の低減を抑制することが可能となる。透明導電膜が形成されていない領域を領域Ａ２より広くすることも可能である。赤外線の透過率が問題とならない可視光用の受光素子ＰＡと重なる箇所では、透明導電膜を形成してもよい。酸化物導電体よりも赤外線の透過率の高い導電性樹脂を透明導電膜として用いる場合は、受光素子ＰＡと重なる領域に透明導電膜を設けることが可能である。

また、偏光板ＰＬ１又は偏光板ＰＬ２に、超複屈折フィルムを備えることも可能である。超複屈折フィルムは、直線偏光が入射したときに透過光を非偏光化（自然光化）することが知られており、被写体に偏光を発するものが含まれていても違和感なく撮影が可能となる。例えば、受光素子ＰＡの被写体に電子機器１００等が映り込んだ場合に、電子機器１００からは直線偏光が出射されているので、偏光板ＰＬ１及びＰＬ２と、被写体となっている電子機器１００の偏光板との角度との関係で、受光素子ＰＡに入射する被写体の電子機器１００の明るさが変化し、撮影時に違和感を生ずるおそれがある。しかしながら、偏光板ＰＬ１及びＰＬ２に超複屈折フィルムを備えることで、違和感を生じさせる明るさの変化を抑えることが可能である。

超複屈折性を示すフィルムとしては、例えば東洋紡（株）のコスモシャイン（登録商標）などが好適に用いられる。ここで超複屈折性とは、可視域、例えば５００ｎｍの光に対する面内方向のリタデーションが８００ｎｍ以上のものを言う。

照明装置ＩＬのうち、反射シートＲＳ、導光板ＬＧ１、拡散シートＳＳ、プリズムシートＰＳ１及びＰＳ２、光源ＥＭ１、並びに配線基板Ｆ１は、主照明部を構成し液晶パネルＰＮＬに光を照射している。一方、照明装置ＩＬのうち、導光板ＬＧ２、波長変換素子ＴＳ、プリズムシートＰＳ３、光源ＥＭ２、及び配線基板Ｆ２は、副照明部を構成し液晶パネルＰＮＬに光を照射している。

図４は、図３に示した液晶パネルＰＮＬの一構成例を示す平面図である。図４において、液晶層ＬＣ及びシールＳＥは、異なる斜線で示している。受光素子ＰＡの外形を破線で示している。
図４に示すように、表示部ＤＡは、ノッチを含まない略四角形の領域であるが、４つの角が丸みを有していてもよく、四角形以外の多角形や円形であってもよい。表示部ＤＡは、シールＳＥで囲まれた内側に位置している。

液晶パネルＰＮＬは、表示部ＤＡにおいて、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙにマトリクス状に配列された複数の画素ＰＸを備えている。表示部ＤＡにおける各画素ＰＸは、同一の回路構成を有している。図４において拡大して示すように、各画素ＰＸは、スイッチング素子ＳＷ、画素電極ＰＥ、共通電極ＣＥ、液晶層ＬＣ等を備えている。スイッチング素子ＳＷは、例えば薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）によって構成され、走査線Ｇ及び信号線Ｓと電気的に接続されている。走査線Ｇには、スイッチング素子ＳＷを制御するための制御信号が供給される。信号線Ｓには、制御信号とは異なる信号として、映像信号が供給される。画素電極ＰＥは、スイッチング素子ＳＷと電気的に接続されている。液晶層ＬＣは、画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとの間に生じる電界によって駆動されている。容量ＣＰは、例えば、共通電極ＣＥと同電位の電極、及び、画素電極ＰＥと同電位の電極の間に形成される。

配線基板６は、第１基板ＳＵＢ１の延出部Ｅｘに実装され、電気的に接続されている。ＩＣチップ７は、配線基板６に実装され、配線基板６に電気的に接続されている。なお、ＩＣチップ７は、延出部Ｅｘに実装され、延出部Ｅｘに電気的に接続されていてもよい。ＩＣチップ７は、例えば、画像表示に必要な信号を出力するディスプレイドライバなどを内蔵している。配線基板６は、折り曲げ可能なフレキシブルプリント基板である。

表示部ＤＡにおいて、受光素子ＰＡに重ならない画素ＰＸ１は、図３に示した領域Ａ１の画素に相当し、カラーフィルタＣＦを備えている。つまり、画素ＰＸ１は、赤、緑、青のいずれかの色を表示することができる。また、画素ＰＸ１が白画素である場合には、画素ＰＸ１は、白（または透明）、グレー、黒のいずれかを表示することができる。画素ＰＸ１は、表示部ＤＡにおいて、導光板ＬＧ１と重なる領域の全体にわたって配置されている。また、画素ＰＸ１は、領域Ａ２のうち、受光素子ＰＡと重ならない領域に配置されてもよい。

表示部ＤＡにおいて、受光素子ＰＡに重なる画素ＰＸ２は、図３に示した領域Ａ２の画素に相当し、カラーフィルタＣＦを備えていない。つまり、画素ＰＸ２は、モノクロ表示画素であり、白（または透明）、グレー、黒のいずれかを表示することができる。理想的には、画素ＰＸ２は、受光素子ＰＡのレンズを含む光学系２と、平面視で重なるものであるが、受光素子ＰＡのケース４と重なっていてもよい。

また、受光素子ＰＡは、液晶パネルＰＮＬに重なっている。詳しくは、受光素子ＰＡは、液晶パネルＰＮＬの表示部ＤＡに重なっている。したがって、表示部ＤＡを拡大することができる。また、非表示部ＮＤＡに受光素子ＰＡを設置するためのスペースを設ける必要がないため、非表示部ＮＤＡの額縁幅を縮小することができる。

図５は、図４に示した画素ＰＸ１を含む液晶素子ＬＣＤの断面図である。ここでは、偏光板ＰＬ１と偏光板ＰＬ２との間に、横電界を利用する表示モードに対応した液晶パネルＰＮＬを備えた液晶素子ＬＣＤについて説明する。
図５に示すように、第１基板ＳＵＢ１は、絶縁基板１０と配向膜ＡＬ１との間に、絶縁層１１及び１２と、共通電極ＣＥと、画素電極ＰＥと、を備えている。なお、図４に示した走査線Ｇ、信号線Ｓ、及び、スイッチング素子ＳＷは、例えば、絶縁基板１０と共通電極ＣＥとの間に位置している。共通電極ＣＥは、絶縁層１１の上に位置し、絶縁層１２によって覆われている。画素電極ＰＥは、絶縁層１２の上に位置し、配向膜ＡＬ１によって覆われている。画素電極ＰＥの各々は、絶縁層１２を介して、共通電極ＣＥと対向している。共通電極ＣＥ及び画素電極ＰＥは、インジウム・ティン・オキサイド（ＩＴＯ）やインジウム・ジンク・オキサイド（ＩＺＯ）などの透明な導電材料によって形成されている。画素電極ＰＥは、線状電極であり、共通電極ＣＥは、複数の画素ＰＸ１にわたって共通に設けられた平板状の電極である。なお、画素電極ＰＥを平板状の電極とし、画素電極ＰＥと液晶層ＬＣとの間に線状の共通電極を設ける構造であってもよい。絶縁層１１は、詳述しないが、無機絶縁層及び有機絶縁層を含んでいる。絶縁層１２は、例えば、シリコン窒化物等の無機絶縁層である。

第２基板ＳＵＢ２において、遮光層ＢＭＢは、図３に示した非表示部ＮＤＡの遮光層ＢＭＡと一体的に形成されている。カラーフィルタＣＦは、赤色フィルタＣＦＲ、緑色フィルタＣＦＧ、及び、青色フィルタＣＦＢを含んでいる。緑色フィルタＣＦＧは、画素電極ＰＥと対向している。赤色フィルタＣＦＲ及び青色フィルタＣＦＢも、それぞれ図示しない他の画素電極ＰＥと対向している。

液晶素子ＬＣＤを駆動する駆動部ＤＲ１は、例えば、図４に示した走査線Ｇと電気的に接続された走査線駆動回路、及び、信号線Ｓと電気的に接続された信号線駆動回路を含んでいる。駆動部ＤＲ１は、表示部ＤＡの各画素ＰＸに対して、画像表示に必要な信号を出力し、液晶素子ＬＣＤの透過率を制御する。液晶素子ＬＣＤの透過率は、液晶層ＬＣに印加される電圧の大きさに応じて制御される。
例えば、画素ＰＸ１において、液晶層ＬＣに電圧が印加されていないオフ状態では、液晶層ＬＣに含まれる液晶分子ＬＭは、配向膜ＡＬ１及びＡＬ２の間で所定の方向に初期配向している。このようなオフ状態では、図１に示した光源ＥＭ１から画素ＰＸ１に導光された光は、偏光板ＰＬ１及びＰＬ２によって吸収される。このため、液晶素子ＬＣＤは、オフ状態の画素ＰＸ１において、黒を表示する。
一方、液晶層ＬＣに電圧が印加されたオン状態では、液晶分子ＬＭは、画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとの間に形成された電界により初期配向方向とは異なる方向に配向し、その配向方向は電界によって制御される。このようなオン状態では、画素ＰＸ１に導光された光の一部は、偏光板ＰＬ１及びＰＬ２を透過する。このため、液晶素子ＬＣＤは、オン状態の画素ＰＸ１において、カラーフィルタＣＦに応じた色を表示する。
上記の例は、オフ状態で黒を表示する所謂ノーマリーブラックモードに相当するが、オン状態で黒を表示する（オフ状態で白を表示する）ノーマリーホワイトモードが適用されてもよい。

図６は、図４に示した画素ＰＸ２を含む液晶素子ＬＣＤの断面図である。
図６に示すように、画素ＰＸ２は、図５に示した画素ＰＸ１と比較して、第２基板ＳＵＢ２がカラーフィルタＣＦ及び遮光層ＢＭＢを備えていない点で相違している。すなわち、透明層ＯＣは、画素電極ＰＥの直上において、絶縁基板２０に接している。なお、透明層ＯＣの厚みを調整するため、透明層ＯＣと絶縁基板２０との間に、透明樹脂層を設けてもよい。

液晶素子ＬＣＤの画素ＰＸ２における透過率は、画素ＰＸ１と同様に、駆動部ＤＲ１により制御される。すなわち、液晶素子ＬＣＤは、液晶層ＬＣに電圧が印加されていないオフ状態の画素ＰＸ２において、画素ＰＸ１と同様に、最小透過率となり、黒を表示する。
一方、液晶層ＬＣに電圧が印加されたオン状態では、画素ＰＸ２に導光された光の一部は、偏光板ＰＬ１及びＰＬ２を透過する。液晶素子ＬＣＤは、オン状態の画素ＰＸ２において、最大透過率の場合に、白を表示する、あるいは、透明状態となる。また、上記の通り、液晶素子ＬＣＤは、最小透過率と最大透過率との間の中間透過率となるように制御され、グレーを表示する場合もありうる。なお、図６では、共通電極ＣＥが平板状に形成されているが、画素ＰＸ２については、共通電極ＣＥに開口を設ける構成であってもよい。また、画素電極ＰＥを共通電極ＣＥよりも絶縁基板１０側に設ける構成の場合は、画素電極ＰＥに開口を設けてもよい。更には、画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとを線状電極としてもよい。この場合、線状の画素電極ＰＥと線状の共通電極ＣＥとを同一の層に設けることも可能である。また、画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとを絶縁層を介して別層に設けることも可能である。液晶層ＬＣを用いて液晶レンズを形成する場合、平板状の電極と線状の電極とでレンズを形成するよりも、線状の画素電極ＰＥと線状の共通電極ＣＥとレンズを形成した場合の方がレンズ特性の自由度を高めることが可能となる。

図７は、上記実施形態の電子機器１００の一部を示す断面図であり、電子機器１００の駆動方法を説明するための図である。図７では、電子機器１００の主要部のみ図示し、光源ＥＭ２から出射される照明光が青色の場合について説明する。
図７に示すように、光源ＥＭ２は駆動部ＤＲ２によって制御され、受光素子ＰＡは駆動部ＤＲ３によって制御されている。

導光板ＬＧ２の主面２Ｂは、拡散領域ＳＡにおいて、凸凹面である。例えば、主面２Ｂは、拡散領域ＳＡにおいて、ドットパターンを有している。ただし、ドットパターン以外で凹凸面を形成してもよい。光源ＥＭ２から出射された光は、波長変換素子ＴＳによって青色から白色に変換され、プリズムシートＰＳ３によって第２方向Ｙの向きに集光され、入光面２Ｆから導光板ＬＧ２に入射され、導光板ＬＧ２内を進行する。導光板ＬＧ２内を進行していく光のうち、拡散領域ＳＡにおける主面２Ｂに進行した光の一部は拡散され、主面２Ｂと液晶素子ＬＣＤとの間に進行していく。拡散領域ＳＡにおける主面２Ａに進行し、主面２Ａから出射された光は図３に示した光反射材ＲＭ２によって反射され、再び導光板ＬＧ２に入射される。導光板ＬＧ２内を進行していく光のうち、透過領域ＴＡにおける光は、主面２Ａ及び２Ｂにおいて反射され、導光板ＬＧ２内を進行していく。導光板ＬＧ２内を進行していく光のうち、側面２Ｓから出射された光は、図３に示した光反射材ＲＭ１によって反射され、再び導光板ＬＧ２に入射される。

次に、駆動部ＤＲ１乃至ＤＲ３による制御例について説明する。
受光素子ＰＡを使用する時には、駆動部ＤＲ１は、液晶素子ＬＣＤにおいて少なくとも領域Ａ２が透明状態となるように制御する。望ましくは、液晶層ＬＣのリタデーションが約λ／２に設定され、液晶素子ＬＣＤの透過率が最大となるように制御される。
駆動部ＤＲ２は、光源ＥＭ２が消灯されるように制御する。
駆動部ＤＲ３は、受光素子ＰＡを制御して、液晶素子ＬＣＤ及び導光板ＬＧ２を介して受光する。例えば、受光素子ＰＡがカメラの場合はカメラで撮影をし、受光素子ＰＡがセンサの場合は、センサでセンシングする。このような制御により、カメラによる撮影、あるいは、センサによるセンシングに際して、光源ＥＭ２からの照明光の影響を受けることはない。また、光反射材ＲＭ１が導光板ＬＧ１と導光板ＬＧ２との間に設けられているため、受光素子ＰＡが起動時に、光源ＥＭ１から出射された照明光が、導光板ＬＧ１内を進行し、導光板ＬＧ２に入射されることを抑制することができる。

受光素子ＰＡを使用しない時には、図２に示した光源ＥＭ１から出射された照明光は、導光板ＬＧ１を介して、液晶パネルＰＮＬの領域Ａ１を照明する。しかしながら、光源ＥＭ１から出射された照明光は、導光板ＬＧ１を介して、領域Ａ２を照明しにくい。駆動部ＤＲ２が、光源ＥＭ２を点灯するように制御する。これにより、光源ＥＭ２から出射された照明光は、導光板ＬＧ２によって、液晶素子ＬＣＤの領域Ａ２を照明する。したがって、照明装置ＩＬにおいて、導光板ＬＧ１に開口部ＯＰ１を設けたことに起因する照明光の輝度の不均一性を緩和することができる。そして、照明装置ＩＬは、領域Ａ１及びＡ２を選択的に照明することができる。そのため、液晶パネルＰＮＬを照明する領域を選択することが可能な照明装置ＩＬを得ることができる。また、駆動部ＤＲ１が領域Ａ２の画素ＰＸ２を制御することにより、領域Ａ２に画像を表示することができる。

本実施形態において、導光板ＬＧ１は第１導光板に相当し、導光板ＬＧ２は第２導光板に相当し、光源ＥＭ１は第１光源に相当し、光源ＥＭ２は第２光源に相当し、主面２Ｂは第１主面に相当し、主面２Ａは第２主面に相当し、開口部ＯＰ１は第１開口部に相当し、開口部ＯＰ２は第２開口部に相当し、光反射材ＲＭ３が第１光反射材に相当し、光反射材ＲＭ１が第２光反射材に相当し、光反射材ＲＭ２が第３光反射材に相当し、端部ＲＥ１は第１端部に相当し、端部ＲＥ２は第２端部に相当する。

本実施形態によれば、照明装置ＩＬは、領域Ａ１及びＡ２を選択的に照明することができる。液晶パネルＰＮＬは、領域Ａ２にて開口していない。液晶パネルＰＮＬは、領域Ａ１及びＡ２の両方にて、画素ＰＸを有している。画像を表示する際、照明装置ＩＬは、領域Ａ１及び領域Ａ２の両方を照明することができる。領域Ａ１だけではなく領域Ａ２においても、画像を表示することができる。受光素子ＰＡの起動時には、照明装置ＩＬは、領域Ａ１を照明し、領域Ａ２を照明しない。そのため、照明装置ＩＬは、受光素子ＰＡの機能を阻害しないように制御することができる。

また、波長変換素子ＴＳが導光板ＬＧ２の側面２Ｓと光源ＥＭ２の発光面２Ｉとの間に位置している。光源ＥＭ２から出射された青色の照明光は、波長変換素子ＴＳによって白色の光に変換され、波長変換素子ＴＳによって変換された白色の光が側面２Ｓから導光板ＬＧ２に入射され、白色の光が導光板ＬＧ２内を進行する。これにより、液晶素子ＬＣＤの領域Ａ２を白色の光によって照明することができる。また、光源ＥＭ１から出射された白色の照明光は、導光板ＬＧ１内を進行し、導光板ＬＧ１によって液晶素子ＬＣＤの領域Ａ１を照明する。したがって、照明装置ＩＬにおいて、光源ＥＭ２が蛍光体を有さず白色でない照明光を出射することに起因する領域Ａ２における照明光の色度と領域Ａ１における照明光の色度との差を緩和することができ、照明装置ＩＬの照明品位の低下を抑制することができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、照明品位の低下を抑制することが可能な照明装置が組み込まれた電子機器を提供することができる。

なお、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
例えば、導光板ＬＧ２の拡散領域ＳＡにおいて、凸凹面は、主面２Ｂではなく、主面２Ａに形成されていてもよい。又は、導光板ＬＧ２の拡散領域ＳＡにおいて、凸凹面は、主面２Ｂ及び主面２Ａの両方に形成されていてもよい。また、凸凹面は、側面２Ｓのうち入光面２Ｆ以外の面に形成されていてもよい。
上述した実施形態は、液晶表示装置に限らず、各種の電子機器に適用可能である。

１００…電子機器 ＰＮＬ…液晶パネル ＩＬ…照明装置 ＰＡ…受光素子
ＣＳ…ケース ＥＭ…光源 ＬＧ…導光板 ＴＳ…波長変換素子 ＲＭ…光反射材
ＰＰ…突部 ＩＦ…内面 ２Ａ、２Ｂ…主面 ２Ｓ…側面 ＯＰ…開口部

Claims (11)

1. 液晶パネルと、
   前記液晶パネルを照明する照明装置と、を備え、
   前記照明装置は、
   第１開口部を有し、前記液晶パネルに対向する第１導光板と、
   前記第１導光板に対向する第１光源と、
   前記第１開口部内に設けられ、前記液晶パネルに対向する第１主面と、前記第１主面の反対側の第２主面と、前記第１主面と前記第２主面との間に位置する側面と、を有する第２導光板と、
   前記側面に対向する発光面を有する第２光源と、
   前記側面と前記発光面との間に位置し、前記第２光源からの光の波長を変換する波長変換素子と、を備えている電子機器。
2. さらに、前記第１開口部内に設けられ、前記液晶パネル及び前記第２導光板に重なり、前記液晶パネル及び前記第２導光板を介して受光する受光素子を備え、
   前記第２導光板は、前記液晶パネルと前記受光素子との間に位置し、前記受光素子に重なる透過領域と、前記受光素子に重ならない拡散領域とを有している請求項１に記載の電子機器。
3. 前記照明装置は、さらに、前記拡散領域に重なり、前記第１主面と前記液晶パネルとの間に位置する第１光反射材を備えている請求項２に記載の電子機器。
4. 前記照明装置は、さらに、前記液晶パネルに対向する第１端部と、前記第１端部の反対側の第２端部と、を有し、前記側面を囲む第２光反射材を備え、
   前記第１導光板は、前記第１開口部により露出した内面を有し、
   前記内面及び前記側面は、前記第１端部から前記第２端部に向かう方向において、前記第１端部と前記第２端部との間に位置している請求項２に記載の電子機器。
5. 前記照明装置は、さらに、前記受光素子が設けられた第２開口部を有し前記第２主面に対向する底板と、前記底板から前記液晶パネルに向かって突出し前記第２開口部を囲む突部と、を有し、前記第１導光板、前記第２導光板、前記第１光源及び前記第２光源を収容するケースと、前記突部と前記第２主面との間に位置する第３光反射材と、を備えている請求項２に記載の電子機器。
6. 前記第２光源は、青色を発光するＬＥＤである請求項１に記載の電子機器。
7. 液晶パネルと、
   光照射装置と、を備え、
   前記液晶パネルは液晶層を有する表示部を有し、
   前記光照射装置は、
   前記液晶パネルに光を照射する第１導光板と、
   前記第１導光板に光を照射する第１光源と、
   前記液晶パネルに光を照射する第２導光板と、
   前記第２導光板に光を照射する第２光源と、
   前記第２光源からの光の波長を変換する波長変換素子と、を有し、
   前記第１導光板は、前記表示部と重なる開口部を有し、
   前記開口部内に前記第２導光板が設けられ、
   前記第２光源の発光面に重ねて前記波長変換素子が配置され、
   前記波長変換素子は、前記第２導光板と前記発光面との間に位置している電子機器。
8. さらに、受光素子を有し、
   前記受光素子は、前記開口部内に設けられ、前記液晶パネル及び前記第２導光板と重なる請求項７に記載の電子機器。
9. 前記受光素子は、可視光を検出するカメラである請求項８に記載の電子機器。
10. 前記受光素子と前記第２光源とは、共通の配線基板に接続される請求項８に記載の電子機器。
11. 前記第２光源は、青色を発光するＬＥＤである請求項７に記載の電子機器。

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