JP4108420B2 - 表示装置及び携帯型情報端末機器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、折り畳み可能な携帯電話やＰＤＡ等に用いて好適な両面表示可能な表示装置及びこの表示装置を備えた携帯型情報端末機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話機やＰＤＡ等の携帯型情報端末機器の分野では、表示装置を搭載して文字や画像或いは映像等の情報を表示可能なものが市販されおり、このような表示装置として、明るい屋外でも見やすく、又、消費電力を低減可能な反射型或いは半透過反射型の液晶表示装置を備えたものが広く用いられている。
また、このような携帯型情報端末機器の中でも特に携帯電話機の分野では、表示部が大きく且つコンパクトに収納可能な折り畳み式のものが普及している。
このような折り畳み式の携帯電話機では、通常、表示装置を内蔵した上部筐体と入力用キーボード等が備えられた下部筐体とがヒンジ部により連結され、携帯電話機を折り畳んだ状態で表示面が内側に収納されるようになっている。
【０００３】
ところで、上述のような折り畳み式の携帯電話機では、折り畳み状態において表示面が内側に隠れた状態となるため、折り畳み状態でも時刻情報やメールの着信情報等を確認できるように、携帯電話機の外装面側に補助表示部が設けられたものが多く採用されている。
【０００４】
このように上部筐体の内面側及び外装面側に表示面を設ける構造としては、例えば主表示部及び補助表示部毎に別個の透過型液晶パネルを設けた構造（特許文献１又は特許文献２参照）が提案されている。この表示装置では、図６Ａに示すように、バックライト３１０を挟んで主表示用の透過型液晶パネル３１０ｅと補助表示用の透過型液晶パネル３１０ｈとが一枚ずつ設けられており、各液晶パネル３１０ｅ，３１０ｈは一つ又は別々のドライバにより駆動されるようになっている。
【０００５】
また、他の構造として、例えば一枚の液晶パネルの一面側を主表示部３０１ｅとし、他面側を補助表示部３０１ｈとする構造（特許文献３又は特許文献４参照）が提案されている。この表示装置では、図６Ｂに示すように、一枚の液晶パネル３１１の表示領域が主表示領域３０１Ｅと補助表示領域３０１Ｈとの二つの領域に分けられ、各領域３０１Ｅ，３０１Ｈにおいて観察者側から見て液晶パネル３１１の背面側に反射層３１１ｅ，３１１ｈが設けられている。これにより、外光反射を利用した薄型且つ低消費電力な表示部を実現することができる。
【０００６】
さらに、他の構造として、例えば主表示領域及び補助表示領域に対してそれぞれバックライトを設けた構造（特許文献５参照）が提案されている。この表示装置では、図６Ｃに示すように、一枚の透過型液晶パネル３１２の表示領域が主表示領域３０１Ｅと補助表示領域３０１Ｈとの二つの領域に分けられ、各領域３０１Ｅ，３０１Ｈにおいて観察者側から見て液晶パネル３１２の背面側にバックライト３１２ｅ，３１２ｈがそれぞれ設けられている。これにより、液晶パネル３１２の枚数を一枚としながら、バックライトによって明るい表示が得られるようになっている。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００１−２９０４４５号公報
【特許文献２】
特開２０００−３３８４８３号公報
【特許文献３】
特開平１０−１９８２９１号公報
【特許文献４】
特開２０００−１９３９４６号公報
【特許文献５】
特開２００１−２９０４４５号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、バックライト３１０の両面側に液晶パネル３１０ｅ，３１０ｈを一枚ずつ設けた図６Ａに示す構成では、高価な液晶パネルやドライバが表示部の数だけ必要になり、高コストとなる。また、主表示部３０１ｅと補助表示部３０１ｈとが共に反射型液晶表示装置とされた図６Ｂに示す構成では、十分な外光を得られない暗所等での使用が困難であり、屋外での使用を前提とする携帯型情報端末機器用途には不向きである。さらに、液晶パネル３１２の両面側にバックライトを一枚ずつ設けた図６Ｃに示す構成では、表示部の厚みが厚くなるという課題があった。
本発明は、上述の課題に鑑み創案されたもので、照明装置を備えて暗所等での利用を可能としながら、表示部の厚みを薄くできるようにした、表示装置及び携帯型情報端末機器を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の表示装置は、液晶層を挟持して対向する第１基板と第２基板とを有する一の表示パネルの表示領域が、上記表示パネルの一面側を表示面とする第１表示領域と、上記表示パネルの他面側を表示面とする第２表示領域とを含む複数の領域に区画され、上記第１基板および上記第２基板の上記液晶層側の面には有機絶縁層と該有機絶縁層上に形成された反射層とが積層され、上記有機絶縁層の表面に凹凸が形成されていることにより上記反射層に入射した光が拡散反射されるようになっており、上記第１基板の上記反射層は上記第１表示領域に形成され、上記第２基板の上記反射層は上記第２表示領域に形成され、上記第１基板上の上記反射層は上記第２基板の上記反射層と平面視で重ならない領域に設けられ、
上記表示パネルの上記一面側又は上記他面側のいずれかに、上記第１表示領域と上記第２表示領域との双方を照明可能な照明手段が備えられたことを特徴とする。
本構成によれば、表示パネルの一方の面側に設けられた照明手段により第１表示領域と第２表示領域との双方を照明しているため、従来の表示装置に比べて部品点数を少なくできるとともに、薄型化が可能となる。
なお、上記照明手段としてフロントライトを用いることができる。
【００１０】
また、上記表示パネルを、上記照明手段が備えられた側を表示面とする上記第１表示領域または上記第２表示領域を半透過反射表示部とするとして構成してもよい。なお、第１表示領域を半透過表示部とし、第２表示領域を反射表示部又は半透過反射表示部とした場合、明るい屋外等で使用する場合に消費電力を低減することができる。
【００１１】
また、本発明の携帯型情報端末機器は、上述の表示装置を備えたことを特徴としている。本構成によれば、上述のような薄型の表示装置を内蔵することで携帯電話機をコンパクトな構造とすることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
［第１実施形態］
図１は本発明の第１実施形態に係る携帯型情報端末機器の一例としての携帯電話機の要部構成を示す断面図、図２はこの携帯電話機に内蔵された表示装置の斜視図、図３はこの表示装置の詳細構成を示す断面図、図４は携帯型上方端末機器の全体構成図である。なお、以下の全ての図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の膜厚や寸法の比率などは適宜異ならせてある。
【００１３】
図４に示すように、本実施形態の携帯電話機１は、表示部を備えた上部筐体１ａと、ダイヤル操作を行なうための入力用のキーボード１ｋ等が備えられた下部筐体１ｂとがヒンジ部１ｃにより展開自在に連結された構造となっている。
【００１４】
この上部筐体１ａには、図１に示すように、両面表示可能な表示装置２が内蔵されており、上部筐体１ａの内面１ｄ側には、後述する表示装置２の第１表示領域２ａに対応する位置に主表示用の表示窓１ｅが設けられ、上部筐体１ａを展開した状態において各種情報を表示できるようになっている。また、上部筐体１ａの外装面１ｇ側には、後述の第２表示領域２ｂに対応する位置に補助表示用の表示窓１ｈが設けられており、上部筐体１ａを閉じて主表示窓１ｅが隠れた状態であっても使用者が時刻等の情報を容易に把握できるようになっている。なお、表示装置２を保護するために、各表示窓１ｅ，１ｈにはそれぞれ透明な保護カバー１ｆ，１ｉが備えられている。
【００１５】
表示装置２は、図２，図３に示されるように、一の液晶パネル（表示パネル）２０と、この液晶パネル２０の一面側に配されたフロントライト（照明手段）１０とを備えて構成されている。
液晶パネル２０は、内面側に液晶層２３を挟持して対向するガラスやプラスチック等の透明な一対の基板２１，２２をシール材２４によって貼り合わせた構造となっている。なお、本明細書では、表示装置を構成する各部材の液晶層２３側の面を「内面」といい、それと反対側の面を「外面」という。
【００１６】
第２基板２２の内面には、有機絶縁層２８と、アルミニウム（Ａｌ）や銀（Ａｇ）等の高反射率の金属膜からなる反射層２９と、カラーフィルタ層Ｆとが順に形成されている。そして、このカラーフィルタ層Ｆ上には、透明電極２６がストライプ状に複数形成され、更に、この透明電極２６を覆うようにポリイミド等からなる配向膜が形成されている。
【００１７】
なお、有機絶縁層２８の表面には凹凸が形成されており、反射層２９に入射した光が拡散反射されるようになっている。また、この反射層２９には微小な孔部２９ａが多数形成されており、反射層２９は半透過反射層として機能する。この反射層２９には、引き回し配線（図示略）と同一の部材を使用し、引き回し配線を形成する際に同時に形成することが好ましく、これにより、工程数を減らすことができる。さらに、反射層２９はこの有機絶縁層２８上の一部の領域にのみ設けられており、この反射層２９が形成された領域が本発明の第２表示領域２ｂに対応し、反射層２９の形成されない領域が第１表示領域２ａに対応している。
【００１８】
一方、第１基板２１の内面には、上記透明電極２６と略直交するようにストライプ状の透明電極２７が複数形成され、この透明電極２７覆うようにポリイミド等からなる配向膜が形成されている。
【００１９】
各基板２１，２２に形成された配向膜にはラビング等の配向処理が施されており、この配向膜の配向規制力により、液晶層２３の液晶分子の向きは、電圧無印加時に基板２１，２２間で２７０度程度ねじれた状態となっている。また、基板２１，２２に形成された透明電極２６，２７はフレキシブルプリント回路（ＦＰＣ）３０に接続されており、ＦＰＣ３０に取り付けられた駆動回路３０ａによって、第１表示領域２ａと第２表示領域２ｂとが共に駆動制御されるようになっている。さらに、各基板２１，２２の外面側にはそれぞれ偏光板Ｐ１，Ｐ２が設けられており、各偏光板Ｐ１，Ｐ２の透過軸は例えば互いに直交するように配されている。
【００２０】
フロントライト１０は、液晶パネル２０の前面（上部筐体１ａの主表示窓１ｅ側）に配置されており、図２，図３に示すように、アクリル樹脂，ポリカーボネート樹脂，エポキシ樹脂等からなる平板状の透明な導光板１２と、この導光板１２の一側（図３では導光板１２の板面方向を左右方向とすると左側端面側）の側端面１２ａに配設された棒状の光源１３とから構成されている。
【００２１】
光源１３は、アクリル系樹脂やポリカーボネート樹脂等からなる四角柱状の導光部１３ａと、この導光部１３ａの長手方向両端に配設された白色ＬＥＤやＥＬ素子等の発光体１３ａ，１３ｂとから構成されている。
導光部１３ａの側面の内、導光板１２と反対側の面には、図示しない凹凸溝が形成されたプリズム面が形成されており、発光体１３ａ，１３ｂからこの導光部１３ａ内に導入された光をこのプリズム面で反射させて導光板１２の側端面１２ａに出射させるようになっている。
【００２２】
導光板１２は、液晶パネル２０に略平行に配されており、光源１３と対向する側端面１２ａが光の入射面とされ、液晶パネル２０に対向する内面側の面が出射面１２ｂとされている。また、この入射面１２ａから導入された光を出射面１２ｂ側に向けて落射させるために、導光板１２の外面（上部筐体１ａの主表示窓１ｅ側の面）には、一対の斜面１４ａ，１４ｂからなる楔形の溝１４が所定のピッチでストライプ状に複数形成されており、このような楔形の溝１４によって反射面１２ｃが構成されている。この溝１４の形状は、液晶パネル２０に落射される照明光の光量やパネル面内での照明光の均一性を高める形状とされ、例えば緩斜面部１４ａの出射面１２ｂに対する傾斜角は１°以上１０°以下の範囲に設定され、急斜面部１４ｂの出射面１４ｂに対する傾斜角は４１°以上４５°以下の範囲に設定されている。
【００２３】
次に、本実施形態の表示装置２の照明方法について図３を参照しながら説明する。
まず、フロントライト１０を点灯して光源１３から導光板１２の入射面１２ａに照明光を入射すると、照明光の一部１６ａは全反射により導光板１２内部を伝播し、伝播の途中で反射面１２ｃにより液晶パネル２０側に反射され、出射面１２ｂから第１表示領域２ａに向けて出射される。この出射光は液晶層２３によって光変調されて観察者Ｕ１に到達する。これにより、フロントライト１０の照明光をバックライトとして所定の透過表示が行われる。
【００２４】
また、導光板１２内を伝播した光の一部１６ｂは、反射面１２ｃに反射されて液晶パネル２０の第２表示領域２ｂに向けて出射される。この出射光は液晶層２３により光変調された後、第２基板２２の反射層２９により反射されて更に液晶層２３による光変調を受け、フロントライト１０側にいる観察者Ｕ２に到達する。これにより、フロントライト１０の照明光を利用した所定の反射表示が行われる。
【００２５】
一方、フロントライト１０を点灯しない場合、補助表示窓１ｈを介して液晶パネル２０の第２表示領域に入射した外光１６ｃは、液晶層２３を透過した後、第２基板の反射層２９によって反射され、観察者Ｕ２に到達する。これにより、外光を利用した所定の反射表示が行われる。
【００２６】
したがって、本実施形態の表示装置によれば、フロントライト１０は第１表示領域２ａにおいて液晶パネル２０を背面から照明するバックライトとして機能する一方、第２表示領域では液晶パネル２０を前面から照明する通常のフロントライトとして機能しており、液晶パネル２０の一面側に配された一のフロントライト１０によって二つの表示領域２ａ，２ｂを共に照明することができる。このため、本表示装置２では、液晶パネルの両面側に照明手段を一つずつ設けた従来のものに比べて、部品点数を少なくできるとともに、薄型化が可能となる。また、このような表示装置２を内蔵することで、上部筐体１ａを薄型化して携帯電話機１をコンパクトな構造とすることができる。
【００２７】
［第２実施形態］
図５は本発明の第２実施形態に係る表示装置の構成を示す断面図である。なお、図５に示す構成要素の内、図１〜図４に示した上記第１実施形態と同様の部位については同じ符号を付し、その説明を一部省略するとともに、図４を適宜流用して説明する。
【００２８】
本実施形態の表示装置１０２は、図４に示す携帯電話機の上部筐体１ａに内蔵されて主表示窓１ｅと補助表示窓１ｈとの双方に表示可能なものであり、図５に示すように、一の液晶パネル（表示パネル）２００と、この液晶パネル２００の一面側に配されたフロントライト（照明手段）１０とを備えて構成されている。液晶パネル２００は、内面側に液晶層２３を挟持して対向するガラスやプラスチック等の透明な一対の基板２１，２２をシール材２４によって貼り合わせた構造となっている。
【００２９】
第２基板２２の内面には有機絶縁層２８とカラーフィルタ層Ｆとが順に形成されている。そして、このカラーフィルタ層Ｆ上には、透明電極２６がストライプ状に複数形成され、更に、この透明電極２６を覆うようにポリイミド等からなる配向膜が形成されている。なお、有機絶縁層２８の表面には凹凸が形成されており、この有機絶縁層２８上の一部領域にアルミニウム（Ａｌ）や銀（Ａｇ）等の高反射率の金属膜からなる微小な孔部２９ａが多数形成された多孔性の反射層２９が形成されている。そして、この反射層２９が形成された領域が本発明の第２表示領域２ｂに対応している。
【００３０】
一方、第１基板２１の内面には、有機絶縁層１２８と、アルミニウム（Ａｌ）や銀（Ａｇ）等の高反射率の金属膜からなる反射層１２９と、絶縁層１２１とが順に形成されている。そして、この絶縁層１２１上には、上記透明電極２６と略直交するようにストライプ状の透明電極１２７が複数形成され、更に、この透明電極２６を覆うようにポリイミド等からなる配向膜が形成されている。なお、有機絶縁層１２８の表面には凹凸が形成されており、反射層１２９に入射した光が拡散反射されるようになっている。また、この反射層１２９には微小な孔部１２９ａが多数形成されており、反射層１２９は半透過反射層として機能する。さらに、この第１基板２１上の反射層１２９は、第２基板２２の反射層２９と平面視で重ならない領域に設けられており、この反射層１２９の形成された領域が本発明の第１表示領域２ａに対応している。
【００３１】
各基板２１，２２に形成された配向膜にはラビング等の配向処理が施されており、この配向膜の配向規制力により、液晶層２３の液晶分子の向きは、電圧無印加時に基板２１，２２間で２７０度程度ねじれた状態となっている。また、基板２１，２２に形成された透明電極２６，１２７は、上記第１実施形態と同様に、フレキシブルプリント回路（ＦＰＣ）３０に接続されており、ＦＰＣ３０に取り付けられた駆動回路３０ａによって、第１表示領域２ａと第２表示領域２ｂとが共に駆動制御されるようになっている。さらに、各基板２１，２２の外面側にはそれぞれ偏光板Ｐ１，Ｐ２が設けられており、各偏光板Ｐ１，Ｐ２の透過軸は例えば互いに直交するように配されている。
【００３２】
フロントライト１０は、上記第１実施形態と同様に、液晶パネル２００の前面（上部筐体１ａの主表示窓１ｅ側）に配置されており、その構成は上記第１実施形態と全く同じであるため、その説明を省略する。
【００３３】
次に、本実施形態の表示装置１０２の照明方法について図５を参照しながら説明する。
まず、フロントライト１０を点灯して光源１３から導光板１２の入射面１２ａに照明光を入射すると、照明光の一部１６ａは全反射により導光板１２内部を伝播し、伝播の途中で反射面１２ｃにより液晶パネル２００側に反射され、出射面１２ｂから第１表示領域２ａに向けて出射される。この出射光は第１基板２１の反射層１２９の孔部１２９ａを通って液晶層２３内に入り、この液晶層２３によって光変調されて観察者Ｕ１に到達する。これにより、フロントライト１０の照明光をバックライトとして所定の透過表示が行われる。
【００３４】
また、導光板１２内を伝播した光の一部１６ｂは、反射面１２ｃに反射されて液晶パネル２００の第２表示領域２ｂに向けて出射される。この出射光は液晶層２３により光変調された後、第２基板２２の反射層２９により反射されて更に液晶層２３による光変調を受け、フロントライト１０側にいる観察者Ｕ２に到達する。これにより、フロントライト１０の照明光を利用した所定の反射表示が行われる。
【００３５】
一方、フロントライト１０を点灯しない場合、主表示窓１ｅを介して液晶パネル２００の第１表示領域２ａに入射した外光１６ｄは、液晶層２３を透過した後、第１基板２１の反射層１２９によって反射され、観察者Ｕ１に到達する。また、補助表示窓１ｈを介して液晶パネル２００の第２表示領域に入射した外光１６ｃは、液晶層２３を透過した後、第２基板の反射層２９によって反射され、観察者Ｕ２に到達する。これにより、外光を利用した所定の反射表示が行われる。
【００３６】
したがって、本実施形態の表示装置でも、上記第１実施形態と同様に、液晶パネル２０の一面側に配された一のフロントライト１０によって二つの表示領域２ａ，２ｂを共に照明することができる。このため、本表示装置１０２では、液晶パネルの両面側に照明手段を一つずつ設けた従来のものに比べて、部品点数を少なくできるとともに、薄型化が可能となる。また、このような表示装置１０２を内蔵することで、上部筐体１ａを薄型化して携帯電話機１をコンパクトな構造とすることができる。また、第１表示領域２ａと第２表示領域２ｂとが共に半透過反射型の表示部として構成されているため、屋外等の明るい場所で使用する場合に、消費電力を低減できる。
【００３７】
なお、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
例えば、上述の各実施形態では、液晶パネル２０，２００をＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）型のカラー液晶パネルとして説明したが、このようなＳＴＮ型液晶パネルに代えて、通常のＴＮ型液晶パネルを用いてもよく、又、使用する液晶もネマティック液晶に限らず、スメクティック液晶や高分子液晶等を用いることも勿論可能である。また、モノクロ表示を行なう場合には、カラーフィルタ層Ｆを省略してもよい。
【００３８】
また、駆動方式も、上述の単純マトリクス方式に限らず、アクティブマトリクス方式を採用しても良い。
さらに、第２表示領域２ｂに形成された反射層２９を、多孔性の反射層とする代わりに、孔部２９のない完全な反射層とすることも可能である。
また、フロントライト１０を配置する位置は、第１基板２１側に限らず、第２基板２２側であってもよい。
【００３９】
【発明の効果】
以上、詳述したように本発明によれば、表示パネルの一方の面側に設けられた照明手段により第１表示領域と第２表示領域との双方を照明することで、従来の表示装置に比べて部品点数を少なくできるとともに、薄型化が可能となる。
また、このような薄型の表示装置を内蔵することで、携帯電話機をコンパクトな構造とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施形態に係る携帯電話機の要部断面図である。
【図２】 本発明の第１実施形態に係る携帯電話機に内蔵された表示装置の構成を示す斜視図である。
【図３】 本発明の第１実施形態に係る携帯電話機に内蔵された表示装置の構成を示すＡ−Ａ断面図である。
【図４】 本発明の第１実施形態に係る携帯電話機の概観を示す斜視図であり、図４Ａは操作面側から見た斜視図であり、図４Ｂは外装面側から見た斜視図である。
【図５】 本発明の第２実施形態に係る携帯電話機に内蔵された表示装置の構成を示す断面図であり、図２に対応する図である。
【図６】 従来の表示装置の概略構成を示す図であり、図６Ａはバックライトの両面側に一枚ずつ液晶パネルを設けた構成を示す図、図６Ｂは主表示と補助表示とを共に反射表示とした構成を示す図、図６Ｃは一枚の液晶パネルの両面側に一枚ずつバックライトを設けた構成を示す図である。
【符号の説明】
１ 携帯電話機（形態情報端末機器）
２ 表示装置
２ａ 第１表示領域
２ｂ 第２表示領域
１０ フロントライト（照明手段）
２０，２００ 液晶パネル（表示パネル）

Claims (3)

1. 液晶層を挟持して対向する第１基板と第２基板とを有する一の表示パネルの表示領域が、上記表示パネルの一面側を表示面とする第１表示領域と、上記表示パネルの他面側を表示面とする第２表示領域とを含む複数の領域に区画され、
   上記第１基板および上記第２基板の上記液晶層側の面には有機絶縁層と該有機絶縁層上に形成された反射層とが積層され、上記有機絶縁層の表面に凹凸が形成されていることにより上記反射層に入射した光が拡散反射されるようになっており、
   上記第１基板の上記反射層は上記第１表示領域に形成され、上記第２基板の上記反射層は上記第２表示領域に形成され、上記第１基板上の上記反射層は上記第２基板の上記反射層と平面視で重ならない領域に設けられ、
   上記表示パネルの上記一面側又は上記他面側のいずれかに、上記第１表示領域と上記第２表示領域との双方を照明可能な照明手段が備えられたことを特徴とする、表示装置。
2. 上記表示パネルが、上記照明手段が備えられた側を表示面とする上記第１表示領域または上記第２表示領域を半透過反射表示部とする液晶パネルであることを特徴とする、請求項１記載の表示装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の表示装置を備えたことを特徴とする、携帯型情報端末機器。

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