JP4282651B2 - 携帯端末装置 - Google Patents

Description

本発明は、携帯電話装置等の携帯端末装置に関し、さらに詳しくは、バックライト装置の光源に光源ランプの発光と蓄光材の発光を用い、低消費電力で高効率の発光を行うことができると共に装飾効果の優れた携帯端末装置に関する。

液晶表示装置は、携帯電話、パーソナルコンピュータ、カラーテレビ等の電子産業分野で幅広く利用されている。特に、携帯電話においてはその高機能化が著しく、消費電力の増大に伴う電池サイズの大型化のために携帯電話自体の大型化が進んでいる。しかしながら、消費者は携帯性、操作性の観点からこれ以上の大型化を望んでおらず、電池の高性能化とともに消費電力を削減することが求められている。

また、携帯電話を例にすると、地震や洪水等の災害発生時には電池を充電することもままならないため、消費電力の低減によって使用時間が増加することは救助を呼べるかどうかという生死に係わる問題ともなる。さらに、夜間の停電時等は暗闇になるため、放置された携帯電話を探し出すことが困難であることも多い。

図１２は、従来のエッジライト型バックライト装置を用いた液晶表示装置を示す断面図である。なお、図中の矢印の太さは、光量を表している。従来のエッジライト型バックライト装置を用いた液晶表示装置は、液晶パネル１、導光板２、管状の光源ランプ３、各構成部品を収納する筐体４等から構成されている。液晶パネル１は、一対の透明電極基板間に液晶が密封されている。導光板２は、アクリル樹脂等の導光性材料からなり、導光板２の液晶パネル１に面する前面に拡散板を設け、また背面に反射板を設ける。光源ランプ３は光量が調整可能な蛍光ランプ等からなる。

図１２に示す液晶表示装置において、導光板２の一側縁の端面に配置された光源ランプ３の発光による光は、導光板２、反射板、拡散板によって液晶パネル１の全面をむらなく照明し、液晶パネル１を透過して表示画面が視認される。ここで、光源ランプ３が発光した光は、ほぼ全量が液晶パネル１の裏面を照明する。

図１２に示すような液晶表示装置の消費電力を低減する手段の１つとして、蓄光材を利用することが知られている。蓄光材とは、自然光、人工光等から光エネルギーを吸収して、暗闇に光として放出する特性を有する素材であって、その例は、化学的に安定した酸化アルミニウム等の酸化物を母体とし、これに希土類元素等を添加した素材からなるものが知られている。最近の蓄光材は、３０分間直射日光に曝すことにより、その終期においては発光強度が低下するものの、７時間程度発光するものが実用化されている。

蓄光材を利用した液晶表示装置の具体例として、蓄光材を反射板に使用したもの（特許文献１）、蓄光材を導光体に使用したもの（特許文献２）、蓄光材を入射部材に使用したもの（特許文献３）、蓄光材を導光板裏面に使用したもの（特許文献４）、蓄光材をカラーフィルタに使用したもの（特許文献５）、蓄光材を蛍光体に使用したもの（特許文献６）、蓄光材を拡散板に使用したもの（特許文献７）等が知られている。

また、最近の携帯電話は、外観を使用者個人の嗜好に合わせるカスタマイズ性及びファッション性が重視され、携帯電話の外観を時と場合に応じデザインを様々に変更する、着せ替えパネルを用意することが必要となってきている。
特開平５−２７３５４８号公報 特開平７−２１８９１２号公報 特開平８−２６２４３９号公報 特開平９−１５９８３５号公報 特開平１１−２３８３４号公報 特開平１１−１７６３８６号公報 特開２０００−６７６２８号公報

本発明は、特に携帯端末装置における表示装置のバックライト装置において、光源ランプによる発光と蓄光材による発光を用い、光源ランプを点灯させなくても充分な明るさで視認可能とし、消費電力を大幅に低減し、携帯電話装置等の携帯端末装置の使用可能時間を延長すると共に、携帯電話装置等の機器を蓄光パネルで発光できるようにし、暗闇等十分な照明が得られない場合でも携帯電話装置等を探しやすくし、またカスタマイズ性、及びファッション性の自由度が高い携帯電話装置等の携帯端末装置を提供することを目的とする。

前記課題を達成するための第１の技術手段は、光源ランプと、端面から入射される前記光源ランプの発光を導き表示パネルを照射する導光板と、前記導光板の前記表示パネルと対向する面と反対側の面に蓄光パネルを設け、該蓄光パネルの発光を前記表示パネルに照射する表示装置を備えた携帯端末装置であって、前記蓄光パネルは、前記導光板と対向する面と反対側の面に装飾図柄や紋様を形成した透過パネルが積層され、当該図柄や紋様を携帯端末装置の筐体の外側に露出させて装着されている携帯端末装置を特徴とする。

第２の技術手段は、第１の技術手段の携帯端末装置において、前記蓄光パネルと前記透過パネルの間に蛍光パネルを介在させて積層していることを特徴とする。

第３の技術手段は、第１又は第２の技術手段の携帯端末装置において、前記蓄光パネルは前記筐体に対し着脱自在に装着されることを特徴とする。

第４の技術手段は、第１又は第２の技術手段の携帯端末装置において、前記蓄光パネルに積層される透過パネルは蓄光パネルに対して着脱自在であることを特徴とする。

本発明は、表示装置を照射する光源ランプの発光を導く導光板の一面に蓄光パネルを設けているので、光源ランプを点灯させなくても充分な明るさで表示パネルを視認可能となり、また蓄光パネルの発光に光源ランプの発光を組み合わせることによって蓄光パネルの減光時においても、表示パネルを充分に明るく照明することができ、消費電力を大幅に低減することができる。
しかも、蓄光パネルの外側面に図柄や紋様が形成された蛍光パネルや透過パネルが積層されて筐体の外側に露出させて装着されているので、蓄光パネルは光源ランプの発光を導光板を介して蓄光すると共に、外部の光も前記蛍光パネル及び／又は透過パネルを介して蓄光するので、蓄光量が増大し、消費電力の低減効果が大になる。

上記の蓄光パネルは筐体に着脱自在に取り付けられているので、それらを複数種用意しておくことで、携帯電話等の機器を着せ替え可能として、カスタマイズ性及びファッション性を向上することができる。蛍光パネル及び／または透過パネルを複数用意しても良く、着せ替えパネルが発光することで、暗闇等照明が乏しい場合でも放置された携帯電話等の機器が探しやすくなる。

以下、本発明の実施形態を図１〜図１１を参照して説明する。
図１は、バックライト装置を用いた液晶表示装置を示す断面図である。なお、図１以下において、図中の矢印の太さは、光量を表している。バックライト装置を用いた液晶表示装置は、液晶パネル１、導光板２、光源ランプ３、蓄光パネル５、各構成部品を収納する筐体４から構成されている。本バックライト装置は、図１２に示す従来の液晶表示装置のバックライト装置において、導光性材料からなる導光板２の液晶パネル１と反対側の面に蓄光パネル５が設けられている。蓄光パネル５の液晶パネル１と反対側の面は、筐体４に設けられた開口部から露出し、この面から外部光を取り入れ、蓄光パネル５は発光するためのエネルギーを蓄える。

図１は、蓄光パネル５が外部光を受光し、エネルギーを蓄えている様子を示し、十分にエネルギーを蓄え、発光強度が大きい場合には光源ランプ３を発光させずとも、蓄光パネル５の発光のみによって液晶パネル１を照明し、表示画面を視認することも可能である。

図２は、バックライト装置を用いた折りたたみ式携帯電話の外観を示す斜視図である。折りたたみ式携帯電話の場合、蓄光パネル５は液晶表示装置が収納される上部筐体に設けられ、図２（Ａ）に示すように、上部筐体の導光板２に対応する開口に嵌合するように設けられ、また図２（Ｂ）に示すように、蓄光パネル５が液晶パネル１より大きく、上部筐体の全面を覆うように張り合わせて設けることができる。これにより、蓄光パネル５の液晶パネル１と反対側の面全体から外部光を受光し、エネルギーを効率よく蓄積する。また、折りたたみ式携帯電話の筐体の開閉状態に無関係にエネルギーを蓄積することができる。

図３は、第１図のバックライト装置にハーフミラーを設けた液晶表示装置を示す断面図で、図３（Ａ）は、蓄光パネルの発光だけを使用した場合を示し、図３（Ｂ）は、光源ランプと蓄光パネルの発光を使用した場合を示す。このバックライト装置を用いた液晶表示装置は、液晶パネル１、導光板２、光源ランプ３、蓄光パネル５、各構成部品を収納する筐体４から構成され、蓄光パネル５の背面側、つまり蓄光パネル側の面にはハーフミラー６が形成されている。ハーフミラー６は、導光板２にコーティングされていても、またシート状のハーフミラーの場合、導光板２と蓄光パネル５間に挟み込む構成であってもよい。

導光板２の蓄光パネル側の面にはハーフミラー６が存在するため、光源ランプ３から導光板２に入射した光は、ハーフミラー６によって液晶パネル１方向へ反射し、また蓄光パネル５からの光はハーフミラー６を透過し、両者の光が液晶パネル１を照明する。図３（Ａ）は、光源ランプ３を点灯させずに、蓄光パネル５の発光だけを用いて液晶パネル１を照明して表示画面を視認する様子を示しており、蓄光パネル５が発光する光のうち、導光板２に向かう光と蓄光パネル５から外部に向かう光量は等量としている。光源ランプ３と蓄光パネル５の光量は必ずしも等量でなくともよい。

図３（Ｂ）は、図３（Ａ）の状態において光源ランプ３を点灯させた状態である。光源ランプ３の発光と蓄光パネル５の発光が等量で、ともに１００％であるので、光源ランプ３の発光はハーフミラー６によって導光板２方向に反射され全量（１００％）が導光板２に入射され、蓄光パネル５の発光の全量（１００％）が導光板２に入射されるので、光源ランプ３の発光量の２倍の光量（２００％）が液晶パネル１を照明することになる。

図４は、ハーフミラーを設けた他の例のバックライト装置を用いた液晶表示装置を示す断面図である。
図３で示すように、蓄光パネル５の発光は、導光板２に向かう光量と同量が蓄光パネル５から外部に放出される。そこで、このバックライト装置は、蓄光パネル５から外部に放出される光を反射させるため、蓄光パネル５の導光板２と反対側の面に、ハーフミラーのパネルや、塗料、透過／反射を切り替えられるパネルや塗料等からなる透過／反射制御部材７を設けたものである。

蓄光パネル５の導光板２と反対側の面に、ハーフミラーのパネルや塗料を設けることにより、蓄光パネル５から外部に向かう光は導光板２側に反射され、もともと導光板２に向かう光とともに蓄光パネル５の全発光量（１００％）が液晶パネル１を照明することになる。一方、外部側から蓄光パネル５を照射する光は、ハーフミラーを透過して蓄光パネル５にエネルギーを蓄積するのに使用される。

図５に示すバックライト装置は、図１に示すバックライト装置の導光板２の端部に明るさセンサ８を設け、光源ランプ３の発光と蓄光パネル５の発光による全発光量を検出し、例えば蓄光材の光量が減少したような場合にも、全発光量が一定になるように光源ランプ３の発光量を自動あるいは手動により制御する。これにより、利用者にとっては蓄光パネル５の減光に影響されずに、液晶表示装置の画面が一定の明るさで視認され、しかも省電力を実現することができる。

図５は、蓄光パネル５の発光が７０％に減少した状態を示しており、液晶パネル１に照射される光量が所定（１００％）の光量となるように、光源ランプ３からは不足分の３０％の光量が発光されるように制御している。この状態において、さらに蓄光パネル５の光量が減少し６０％になった場合に、明るさセンサ８は所定の光量の９０％であることを検出するので、制御装置は全発光量が１０％減少した分の光量を補うため、光源ランプ３の発光量を１０％増加させ、光源ランプの発光量が蓄光パネルの発光量に反比例するように制御する。なお、この場合において、動画や静止画等鮮やかな画面表示が望まれる場合等、アプリケーション毎に光源ランプを強制点灯させるよう制御してもよい。

図６は、蛍光フィルタを設けたバックライト装置を用いた液晶表示装置を示す断面図である。
図１〜図５に示すバックライト装置において、バックライト装置が液晶表示装置用であるときは、発光色は白色であることが望ましい。そのため、バックライト装置の蓄光パネル５が青色発光を行う蓄光材を用いるものである場合、青色発光を白色発光に変換する手段を備える。青色発光を白色発光に変換するには蛍光材料が用いられ、蓄光パネル５の導光板２側の表面に蛍光フィルタ９を設置する。蛍光フィルタ９の設置方法は、蓄光パネル５の表面に蛍光材料を印刷によって塗布したり、蛍光材料を含む薄膜を形成したり、蛍光材料を含むシートを積層したりすることができる。

図７は、蛍光フィルタの蛍光材料塗布パターン例を示す図である。
蛍光フィルタ９は、図７（Ａ）に示すように、蛍光材料の塗布部分と非塗布部分（透明部分）を市松模様とすることにより、蓄光パネル５の青色発光と蛍光フィルタ９の蛍光材料の黄色発光が混色されて白色発光になる。蛍光材料の塗布部分と非塗布部分（透明部分）の面積比率は、図７（Ａ）に示す蛍光フィルタでは１：１であるが、図７（Ｂ）に示すように３：１、図７（Ｃ）に示すようにさらに大きな比率とすることもできる。

蛍光材料の塗布部分と非塗布部分（透明部分）の面積比率は、透明部分の透過率や蛍光材料の発光効率に応じて、蓄光パネル５の青色発光と蛍光材料の黄色発光が混色したときに白色発光になるように適切に決定され、またパターン形状・大きさについては前記した市松模様に限らず様々なパターンが用いられるが、それぞれの部分に対する升目の数や升目の大きさを変化させて比率を調整することができる。

図８は、本発明におけるバックライト装置を用いた液晶表示装置を示す断面図である。本バックライト装置は、図６に示すバックライト装置おいて、蓄光パネル５から外部に放出される光についても白色発光とするものである。図６に示すバックライト装置では、蓄光パネル５から導光板２に向かう光は白色発光に変換されるものの、蓄光パネル５から外方へ放出される光は青色発光のままである。そこで、本発明のバックライト装置においては、蓄光パネル５の外方に第２の蛍光フィルタ１０を設け、さらに第２の蛍光フィルタ１０の外方に図柄や模様等が形成された光透過シートや光透過パネルからなる装飾材１１を設けるようにしている。

第２の蛍光フィルタ１０は、第５実施形態のバックライト装置で用いた蛍光フィルタ９と同様の構成でよく、このようにすると図柄や模様等が形成された光透過シートや光透過パネルからなる装飾材１１も白色発光によって照明することができる。また、第２の蛍光フィルタ１０の蛍光材料を蛍光フィルタ９で用いる蛍光材料と異なる適宜の材料とすることにより、蓄光パネル５の外部に放出される光を白色以外の任意の色の発光とすることができ、着せ替えパネルのデザインの自由度を大きくすることができる。

図９は、他の実施形態のバックライト装置を用いた液晶表示装置を示す断面図で、図９（Ａ）は、蓄光パネル等を固定的に設けた例を示し、図９（Ｂ）は、蓄光パネルを着脱可能に設けた例を示し、図９（Ｃ）は、装飾材を着脱可能に設けた例を示す。本実施形態のバックライト装置は、図９（Ａ）に示すように、蓄光パネル５の外側に図柄や模様等の印刷を行ったり、図柄や模様等が形成された透過シートや透過パネルからなる装飾を付着させたりして装飾材１１を形成することで、光源ランプを発光させずに蓄光パネル５の発光を利用して、明瞭な図柄や模様で携帯電話等の機器の外観を装飾しデザインすることができる。

図９（Ｂ）に示すバックライト装置は、図９（Ａ）に示すバックライト装置において、外側に図柄や模様等の印刷を行った蓄光パネル５、あるいは図柄や模様等が形成された透過シートや透過パネルからなる装飾材１１を付着させた蓄光パネル５を筐体４から取り外し、また筐体４に取り付けることができるように構成されている。異なるデザインの蓄光パネル５を複数種用意しておけば、蓄光パネル５が筐体４に着脱自在であることにより、利用者が好みに応じた携帯電話等の着せ替えが可能になる。

図９（Ｃ）に示すバックライト装置は、図９（Ａ）に示すバックライト装置において、図柄や模様等が形成された透過シートや透過パネルからなる装飾材１１を蓄光パネル５と別体として、筐体４から取り外し、また筐体４に取り付けることができるように構成されている。この例においても、異なるデザインの図柄や模様等が形成された装飾材１１を複数種用意しておけば、透過シートや透過パネルからなる装飾材１１が筐体４に着脱自在であることにより、利用者が好みに応じた携帯電話等の着せ替えが可能になる。

図１０は、バックライト装置を用いた液晶表示装置を使用した携帯電話の構成を示すブロック図である。
本発明に係る携帯電話装置は、図１０に示すように、携帯電話基地局と無線接続する通信部２２と、ダイヤル情報・機能設定を入力する操作部２３と、入力情報・各種設定状態を表示するための制御を行う表示制御部２４と、表示部２５と、光源ランプ制御部２６と、明るさセンサ部２７と、光源ランプ部２８と、記憶部２９と、電源部３０と、これらの各部を制御する主制御部２１とから構成されている。ここで、明るさセンサ部２７と光源ランプ部２８とは前記したバックライト装置における光源ランプ３と明るさセンサ８を設けた場合に対応している。

図１１は、バックライト装置において導光板から出る光量が所定値となるように自動制御する場合の処理を示すフロー図である。
バックライト装置において、光源ランプ３の発光と蓄光パネル５の発光によって液晶パネルが照明されているときの光量値を、明るさセンサ部２７によって計測することにより取得する（ステップ１）。次に、取得した現在の光量値から予め設定してある光量の所定値を減算し差分値を算出し（ステップ２）、差分値が０を超える場合（ステップ３−Ｙｅｓ）、差分値に応じて光源ランプ３の光量を減少させ（ステップ４）、ステップ１に戻る。ステップ３において、差分値が０を超えない場合（ステップ３−Ｎｏ）、差分値が０未満であるか否かをチェックし、０未満である場合（ステップ５−Ｙｅｓ）、差分値に応じて光源ランプ３の光量を増加させ（ステップ６）、ステップ１に戻る。また、ステップ５において、差分値が０未満でない場合（ステップ５−Ｎｏ）、そのままステップ１に戻る。以上の処理を繰り返すことにより、バックライト装置の発光量を設定した所定値にすることができる。なお、前記光量に関する所定値は、予め記憶部２９に記憶されており、使用者により適宜書き換え可能である。

以上の実施形態の説明においては、液晶表示装置用のバックライト装置について説明したが、液晶表示装置に限るものではなく、光を透過させる構造の表示装置であればあらゆる種類の表示装置に適用することができる。

バックライト装置を用いた液晶表示装置を示す断面図である。 バックライト装置を用いた折りたたみ式携帯電話の外観を示す斜視図である。 ハーフミラーを設けたバックライト装置を用いた液晶表示装置を示す断面図で、図３（Ａ）は、蓄光パネルの発光だけを使用した場合を示し、図３（Ｂ）は、光源ランプと蓄光パネルの発光を使用した場合を示す。 ハーフミラーを設けた他のバックライト装置を用いた液晶表示装置を示す断面図である。 明るさセンサを設けたバックライト装置を用いた液晶表示装置を示す断面図である。 蛍光フィルタを設けたバックライト装置を用いた液晶表示装置を示す断面図である。 蛍光フィルタの蛍光材料塗布パターン例を示す図である。 本発明のバックライト装置を用いた液晶表示装置を示す断面図である。 本発明の他の実施形態のバックライト装置を用いた液晶表示装置を示す断面図で、図９（Ａ）は、蓄光パネル等を固定的に設けた例を示し、図９（Ｂ）は、蓄光パネルを着脱可能に設けた例を示し、図９（Ｃ）は、装飾材を着脱可能に設けた例を示す。 バックライト装置を用いた液晶表示装置を使用した携帯電話の構成を示すブロック図である。 バックライト装置において導光板から出る光量が所定値となるように自動制御する処理を示すフロー図である。 従来のエッジライト型バックライト装置を用いた液晶表示装置を示す断面図である。

符号の説明

１…液晶パネル、２…導光板、３…光源ランプ、４…筐体、５…蓄光パネル、６…ハーフミラー、７…透過／反射制御部材、８…明るさセンサ、９…蛍光フィルタ、１０…第２の蛍光フィルタ、１１…装飾材、２１…主制御部、２２…通信部、２３…操作部、２４…表示制御部、２５…表示部、２６…光源ランプ制御部、２７…明るさセンサ部、２８…光源ランプ部、２９…記憶部、３０…電源部。

Claims (4)

1. 光源ランプと、端面から入射される前記光源ランプの発光を導き表示パネルを照射する導光板と、前記導光板の前記表示パネルと対向する面と反対側の面に蓄光パネルを設け、該蓄光パネルの発光を前記表示パネルに照射する表示装置を備えた携帯端末装置であって、
   前記蓄光パネルは、前記導光板と対向する面と反対側の面に装飾図柄や紋様を形成した透過パネルが積層され、当該図柄や紋様を携帯端末装置の筐体の外側に露出させて装着されていることを特徴とする携帯端末装置。
2. 請求項１に記載の携帯端末装置において、前記蓄光パネルと前記透過パネルの間に蛍光パネルを介在させて積層していることを特徴とする携帯端末装置。
3. 請求項１又は２に記載の携帯端末装置において、前記蓄光パネルは前記筐体に対し着脱自在に装着されることを特徴とする携帯端末装置。
4. 請求項１又は２に記載の携帯端末装置において、前記蓄光パネルに積層される透過パネルは蓄光パネルに対して着脱自在であることを特徴する携帯端末装置。

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