JP5045006B2 - 両面表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、一対の表示パネルが背中合わせに設けられた両面表示装置に関する。

近年の携帯電話機やＰＤＡ（Personal Digital Assistance）等のモバイル機器には、シェル開閉構造のものが多く、そのようなシェル開閉構造の機器における見開き式ディスプレイとして、特許文献１に示されるようにメインとサブの表示パネルを備えた両面表示装置が多用されている。
特開２００４−７８０４７号公報

上述したようにメインとサブの一対の表示パネルを備えるディスプレイモジュールでは、個々の表示パネルがそれぞれ保持するフレームやそれらを収容するケースを基準にして取り付けられる。しかし、それらフレームやケースを製造する上での寸法精度のアップには、自ずと限界がある。

このため、フレームやケースの仕上がり寸法に応じて、前記メイン又はサブの表示パネルとそれを保持するケースとの間にある程度の位置ずれが生じることは避けられない。そして、それら個々の表示パネルの位置ずれが、各表示パネル相互の相対位置のずれを発生させる。このメイン表示パネルとサブ表示パネルの相対位置は、取り付け後に調整することが困難であった。

本発明の目的は、一対の表示パネルの相対位置を容易且つ正確に調整することができる両面表示装置を提供することである。

本発明の両面表示装置は、第１および第２の表示パネルと、
光源モジュールと、
前記第１の表示パネルおよび前記光源モジュールを収容保持する第１のフレームと、
前記第２の表示パネルを収容保持する第２のフレームと、
前記第１のフレームと前記第２のフレームとを結合する結合部材と、を備え、
前記第１および第２のフレームは、該第１および第２のフレームに収容保持された前記第１および第２の表示パネルの各表示面が外側に向くように、前記第１および第２の表示パネルの前記各表示面とは反対側の面同士が互いに対向するように、且つ、前記第１の表示パネルと前記第２の表示パネルとの間に前記光源モジュールが介在するように配置されていて、
前記結合部材は、可撓性弾性材料からなり、前記第１のフレームと前記第２のフレームとの間に介在するように、前記第２のフレームのうちの前記第１のフレームに対向する面の外周辺に沿って、枠状に設けられていて、
前記第１のフレームは、前記第２のフレームに対向する面に立設された枠状壁が設けられていて、
前記第２のフレームは、前記第１のフレームの前記枠状壁に対して相対移動可能に設けられていることを特徴とするものである。

本発明の両面表示装置によれば、一対の表示パネルがそれぞれの表示パネルの表面と平行な方向に移動可能に結合されているから、各表示パネル相互の相対位置を取り付け後に容易且つ正確に調整でき、その結果、各表示パネルを収容し或いは保持するケースやフレームの寸法の許容幅を大きくすることができて製造が容易となる。

図１の（ａ）は本発明の一実施形態としての両面液晶表示モジュールを示す模式的断面図で、（ｂ）はそのＱ部を拡大して示した部分拡大断面図であり、図２は上記両面液晶表示モジュールを外装ケースを省略して示す背面図である。

図１（ａ）に示されるように、本両面液晶表示装置の外装ケースは、扁平な直方体をなす箱の天板を除去した形状の収納ケース１に、底板を除去した同形状のカバーケース２が、嵌装されてなる。これら両ケース１、２は、共に金属板を加工して形成されている。カバーケース２の天板２０１と収納ケース１の底板１０１には、それぞれ、表示を観察するための第１表示窓２０２と第２表示窓１０２が穿設されている。

上記外装ケース内には、第１フレーム３と第２フレーム４が重ねて配置されている。第１フレーム３は、収納ケース１の収容スペースの略全面を占める外形面積を備え、共に外形が扁平な直方体をなす前室３ａとこれより面積の小さい後室３ｂとが２段に重設されてなる。すなわち、直方体の空間を囲む枠体をなす側板３０１の所定高さ位置に、その内面全周にわたって段差３０２が形成され、この段差３０２を境界として、前室３ａと後室３ｂとが２段に重設されている。後室３ｂの底板３０３には、前述した第２表示窓１０２と略同面積で同一形状の矩形をなす光照射窓３０４が、その第２表示窓１０２に対向する位置に穿設されている。そして、底板３０３の外面には、上記光照射窓３０４を囲んで、その光照射窓３０４の縁辺から所定距離隔てた位置に、枠状壁３０５（図２参照）が矩形状に立設されている。このような構造を備えた第１フレーム３が、本実施形態では材料としてポリカーボネート（ＰＣ：Poly Carbonate）樹脂を用い樹脂成形される。

第２フレーム４は、外形面積及び深さが共に上記第１フレーム３の略半分程度の大きさの矩形箱状に形成され、その第１フレーム３に対向する側とは反対側の主表面が除去されて開放されている。この第２フレーム４は、第１フレーム３の枠状壁３０５内で、その壁内面から所定距離隔てた位置に設置されている。第２フレーム４の天板４０１には、前記第１フレーム３の光照射窓３０４に対向させて、それと略同じ形状で同じ大きさの光照射窓４０２が穿設されている。この第２フレーム４は、上記第１フレームと同じ樹脂材料つまりポリカーボネート樹脂を用いて樹脂成形される。

上述した第１フレーム３と第２フレーム４は、枠状をなす結合部材５により結合されている。結合部材５は、硬質ゴム等の弾性可撓性材料で形成され、本実施形態ではフレーム材料のポリカーボネート樹脂との親和性に富むサーモプラスチック・ポリエステル・エラストマ（Thermoplastic Polyester Elastomer）を用いて樹脂成形されている。そして、この枠状をなす結合部材５は、図１（ｂ）に示す断面形状を備え、第２フレーム４における天板４０１の外周縁に沿って植設可能な大きさの矩形枠体に形成されている。

ここで、上述した第１フレーム３と第２フレーム４とが結合部材５で結合されたフレーム結合体は、第１フレーム３と第２フレーム４を成形する際に予め樹脂成形された矩形枠体をなす結合部材５をインサートするインサート成形法により形成されている。ここで、第１、第２フレーム３、４の樹脂材料のポリカーボネート樹脂と結合部材５の材料のサーモプラスチック・ポリエステル・エラストマとは、インサート成形の際の材料の親和性に優れた材料の組合せであるから、結合部材５が強固に植設され且つ寸法精度の高いフレーム結合体が得られる。

第１フレーム３の前室３ａには、第１液晶表示パネル６が収納設置されている。第１液晶表示パネル６は、電極（不図示）が形成された一対のガラス基板６０１、６０２を、それぞれの電極形成面を対向させて枠状シール材（不図示）により所定の間隙を保って接合し、枠状シール材で囲まれたガラス基板６０１、６０２間に液晶（不図示）を封入して、構成されている。ガラス基板６０１、６０２の液晶封入側とは反対側の各外面には、一対の前、後偏光板６０３、６０４がそれぞれ貼着されている。この第１液晶表示パネル６は、液晶に高電界を印加したオン状態において明表示が得られるノーマリーホワイトモードに構成されている。

第１液晶表示パネル６における一対のガラス基板６０１、６０２の面積は、表示面側となる前側ガラス基板６０１よりも後側ガラス基板６０２の方が大きく、これら大きさの異なるガラス基板６０１、６０２は後側ガラス基板６０２の一縁辺が前側ガラス基板６０１の対応する縁辺から突出する配置で接合されている。この後側ガラス基板６０２の突出縁部には、各電極から引き出された配線とその各端部の接続端子（不図示）が配設されて駆動回路部が形成されており、これら駆動回路部には駆動回路素子としてのドライバＬＳＩ７がＣＯＧ（Chip On Glass）方式により直接搭載されている。そして、この駆動回路部の入力端子エリアには、フレキシブル配線基板 （ＦＰＣ：Flexible Printed Circuit８が導通接合されている。

第１フレーム３の後室３ｂ内には、サイドライト型の面発光バックライトモジュール９が収納設置されている。本実施形態の面発光バックライトモジュール９は、メインの照射対象である第１液晶表示パネル６平面外形に大略対応した矩形をなす透明な導光板９０１の一方の短手辺端面に、点光源としての発光ダイオード（以下、ＬＥＤ（Light-Emitting Diode）という）９０２が設置され、導光板９０１の第１液晶表示パネル６に対向させる前面９０１１とは反対側の後面９０１２に半透過反射シート９０３が設置されてなる。そして、導光板９０１の後面９０１２には、ＬＥＤ９０２から射出され導光板９０１内に入射した光を前面９０１１に向けて均一に反射させるための同心円状の凹凸パターン（不図示）が形成されている。

本実施形態の半透過反射シート９０３は、実質的に透明なＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート：polyethylene terephthalate）フィルム上にアルミニウム薄膜層或いは銀薄膜層を形成してなり、入射光のうちの一部分を反射させ、残りの一部分を透過させるものである。なお、半透過反射シートとしては、ハーフミラーシートも適用可能である。

導光板９０１の前面９０１１上には、輝度分布が均一で正面輝度の高い面状照射光を得るために、光拡散シートやプリズムシートを積層してなる光学シート積層体（不図示）が設置されている。

一方、第２フレーム４内には、第２液晶表示パネル１１が収納保持されている。この第２液晶表示パネル１１は、第１液晶表示パネル９とは、平面積が略１／２程度に小さく且つ表示モードがノーマリーブラックモードである点で、構成が異なっているが、その他は略同様に構成されている。

すなわち、一対のガラス基板１１１、１１２間に液晶（不図示）が挟持され、これら両ガラス基板１１１、１１２の各外面には、偏光板１１３、１１４がそれぞれ貼着されている。そして、液晶に低電界が印加されるオフ状態時において暗表示がなされるように、液晶材料、配向膜（不図示）の配向処理方向、及び偏光板１１５、１１６の各光学軸の配置等が設定されている。

上記第２液晶表示パネル１１における一方の大面積ガラス基板１１２の突出縁部には、ドライバＬＳＩ１２がＣＯＧ搭載され、駆動信号入力用のフレキシブル配線基板１３が導通接合されている。このフレキシブル配線基板１３は、第２フレーム４を越えて枠状壁３０５の外部に引き出されている。

図２に示されるように、第１フレーム３の底板３０１の背面で、枠状壁３０５に隣接するエリアには、駆動制御回路基板１４が設置されている。この駆動制御回路基板１４は、本実施形態の両面液晶表示モジュール全体の駆動を制御するものであり、図示されていない各種ＬＳＩや抵抗素子或いはコンデンサ等の電子回路部品ならびにフレキシブル配線基板導通接合用のコネクタ１５、１６等が搭載されている。コネクタ１５には第１液晶表示パネル６に一端部が導通接合されて背面側に折り返されたフレキシブル配線基板８の他端部が挿着され、コネクタ１６には第２液晶表示パネル１１に一端部が導通接合されているフレキシブル配線基板１３の他端部が挿着され、各フレキシブル配線基板８、１３が駆動制御回路基板１４に導通接合されている。なお、フレキシブル配線基板１３は、コネクタ１６に挿着された状態で、図１（ａ）に示されるように適量撓む程度の長さを備えている。

そして、枠状壁３０５には、一対の長手壁部にそれぞれ２箇所及び一対の短手壁部にそれぞれ１箇所の合計６箇所に、ネジ孔３０５１がそれぞれ設けられている。各長手壁部に設けられた２個のネジ孔３０５１は、それぞれ、長手壁の中央から等距離の位置に対向側長手壁のネジ孔３０５１に対向させて配設されている。各短手壁に設けられた１個のネジ孔３０５１は、それぞれ、各短手壁の中央から互いに反対側へ等長離隔した位置に配設されている。これらネジ孔３０５１は、各素孔を第１フレーム３をインサート成形する際に一括形成しておき、成形後にネジ溝をそれぞれ切削加工することにより形成されている。しかし、これに限らず、各ネジ孔３０５１を備えるナットを用意し、これら６個のナットと前述した結合部材５及び第１、第２フレーム３、４を同時にインサート成形してもよい。

６個のネジ孔３０５１には、突当てネジ１７がそれぞれ螺入されている。この６個の突当てネジ１７の各先端を第２フレーム４の外面に当接させ、この当接位置を個々に調節することにより、第２フレーム４と一体にこれに収納されている第２液晶表示パネル１１の第１フレーム３の背面上の位置、つまり第１液晶表示パネル６に対する相対位置、を調整することができる。

上述のように構成された両面液晶表示モジュールを製造するには、まず、第１、第２フレーム３、４の結合部材５によるフレーム結合体をインサート成形により製造し、６個のネジ孔３０５１を切削加工する。

次に、第１フレーム３内の後室３ｂ内に面発光バックライトモジュール９を設置した後、前室３ａ内に第１液晶表示パネル６にフレキシブル配線基板８が接合されたモジュールを設置する。この設置作業においては、各モジュールを後室３ｂ、前室３ａ内にガイドとする壁面に沿わせて装填し、その装填された位置で例えば両面粘着テープ（不図示）等の接着部材を用い固着するだけでよい。

次いで、面発光バックライトモジュール９及び第１液晶表示パネル６が設置された第１フレーム３を反転させ、その背面に結合されている第２フレーム４内に第２液晶表示パネル１１のフレキシブル配線基板１３が接合されているモジュールを同様に設置し、その隣接エリアに駆動制御回路基板１４を設置する。そして、第１液晶表示パネル６に接合されているフレキシブル配線基板８を背面側に折り返し、その端部を駆動制御回路基板１４上のコネクタ１５に挿着し、第２液晶表示パネル１１に接合されているフレキシブル配線基板１３をコネクタ１６に挿着する。

この段階において、第２液晶表示パネル１１の第１液晶表示パネル６に対するパネル面方向における相対位置を点検する。この点検に際しては、位置基準として適切な例えば、第１、第２フレーム３、４の各照射窓３０４、４０２の整合具合を目視或いはカメラを用いた画像認識等の方法によりチェックする。このとき、各照射窓３０４、４０２の整合具合がずれていたら、その整合具合を観察しつつ、６個の突当てネジ３０５１を適宜手動で廻して、各照射窓３０４、４０２同士を正規の整合状態に位置させる。この際、フレキシブル配線基板１３は前述したように長さが長めに設定され適度に撓ませてコネクタ１６に挿着されているから、フレキシブル配線基板１３がコネクタ１３に挿着されていても調整作業に支障を及ぼすことはない。これにより、第２液晶表示パネル１１の第１液晶表示パネル６に対する配置の調整が終了する。この後は、両表示パネル６、１１の相対位置の調整が完了した組立体を収納ケース１に収納し、これにカバーケース２を嵌装することにより、本実施形態の両面液晶表示モジュールが完成する。

次に、上述のように構成された両面液晶表示モジュールの作用動作について説明する。
ＬＥＤ９０２から射出された光は、導光板９０１内にその対向する端面から入射し、導光板９０１内を伝播するうちに後面９０１２の同心円状凹凸パターンに入射する。この入射光のうちの前面９０１１に向けて反射された光は、前面９０１１から面状に出射される。出射された光は光学シート積層体（不図示）を透過することにより、輝度分布が均一で正面輝度の高い面状照射光となって第１液晶表示パネル６に照射される。

後面９０１２に入射した光の内、導光板９０１外に出射した光は、半透過反射シート９０３に入射し、ここで、一部は導光板９０１側に反射され、残りの一部が半透過反射シート９０３を透過する。半透過反射シート９０３で反射された光は、導光板９０１内に再入射し第１液晶表示パネル６の照射光となる。また、半透過反射シート９０３を透過した光は、第２液晶表示パネル１１の照射光となる。

上述したバックライトモジュール９による照明の下、まず、メインディスプレイの第１液晶表示パネル６により表示を行う場合は、第２液晶表示パネル１１をオフ状態の暗表示にする。これにより、半透過反射シート９０３を透過し、照射窓３０４、４０２を通過して第２液晶表示パネル１１に入射した光が吸収される。また、自然光等の外光で第２表示窓１０２から第２液晶表示パネル１１に入射した光も、吸収されて第１液晶表示パネル６側に出射されることはない。

その結果、第１液晶表示パネル６では、外光が第２液晶表示パネル１１を介して混入されず、導光板９０１の前面９０１１から出射されて光学シート積層体（不図示）を透過した、輝度分布が均一で正面輝度が高い面状照射光により、むらの無い高度な品質の表示が安定して得られる。

一方、第２液晶表示パネル１１により表示を行う場合は、この第２液晶表示パネル１１をオン状態とすればよい。これにより、導光板９０１外に出射して半透過反射シート９０３を透過し、照射窓３０４、４０２を通過した光によりノーマリーブラック表示が得られる。なお、このとき、第１液晶表示パネル６は、例えばシェル開閉型携帯電話機の両面ディスプレイに適用されている場合のように閉じられて使用者に観察されない状態が通常であるから、省エネルギーの点からオフ状態（明表示）としておくことが好ましい。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、第１のフレームと第２フレーとを結合する結合部材がそれらフレームと一体にインサート成形することにより植設されているが、これに限らず、結合部材を双方のフレームに設けた嵌合孔に嵌入することにより両フレームを結合する構成とすることも可能である。

また、第２の表示パネルを調整された位置に固定する手段としては、上記実施形態における突当てネジによる手段に限らず、例えば外装ケースとの間にスペーサを介装する構成等の他の種々の手段の適用が可能である。

加えて、本発明は、第１、第２の各表示パネルが液晶表示パネルである場合に限らず、有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス：electro-luminescence）表示パネル等の他のフラットパネルディスプレイである場合や、一方が液晶表示パネルで他方が有機ＥＬ表示パネルのように異なる方式のフラットパネルディスプレイを組み合わせた場合等にも、広く適用できることは勿論である。

（ａ）は本発明の一実施形態としての両面液晶表示モジュールを示した模式的断面図で、（ｂ）はそのＱ部を拡大して示す部分拡大断面図である。 上記両面液晶表示モジュールを外装ケースを省略して示す背面図である。

符号の説明

１ 収納ケース
２ カバーケース
３ 第１フレーム
３０５ 枠状壁
４ 第２フレーム
５ 結合部材
６ 第１液晶表示パネル
７、１２ ドライバＬＳＩ
８、１３ フレキシブル配線基板
９ 面発光バックライトモジュール
９０１ 導光板
９０３ 半透過反射シート
１１ 第２液晶表示パネル
１４ 駆動制御回路基板
１５、１６ コネクタ
１７ 突当てネジ

Claims (5)

1. 第１および第２の表示パネルと、
   光源モジュールと、
   前記第１の表示パネルおよび前記光源モジュールを収容保持する第１のフレームと、
   前記第２の表示パネルを収容保持する第２のフレームと、
   前記第１のフレームと前記第２のフレームとを結合する結合部材と、を備え、
   前記第１および第２のフレームは、該第１および第２のフレームに収容保持された前記第１および第２の表示パネルの各表示面が外側に向くように、前記第１および第２の表示パネルの前記各表示面とは反対側の面同士が互いに対向するように、且つ、前記第１の表示パネルと前記第２の表示パネルとの間に前記光源モジュールが介在するように配置されていて、
   前記結合部材は、可撓性弾性材料からなり、前記第１のフレームと前記第２のフレームとの間に介在するように、前記第２のフレームのうちの前記第１のフレームに対向する面の外周辺に沿って、枠状に設けられていて、
   前記第１のフレームは、前記第２のフレームに対向する面に立設された枠状壁が設けられていて、
   前記第２のフレームは、前記第１のフレームの前記枠状壁に対して相対移動可能に設けられていることを特徴とする両面表示装置。
2. 前記第１のフレームの前記枠状壁には複数の雌ネジ孔が穿設され、
   前記雌ネジ孔に螺入された複数の雄ネジをさらに備え、
   前記複数の雄ネジの各先端面が前記第２のフレームの外面に当接することによって、前記第２のフレームが前記第１のフレームに対して固定されることを特徴とする請求項１に記載の両面表示装置。
3. 前記第２のフレーム対する前記複数の雄ネジの当接位置を個々に調節することによって、前記結合部材によって前記第１のフレームに結合された前記第２のフレームが、前記第１および第２の表示パネルの各表示面に平行な方向に、前記第１のフレームの前記枠状壁に対して相対移動可能に結合されていることを特徴とする請求項２に記載の両面表示装置。
4. 前記第１の表示パネルは樹脂材料からなる第１のフレーム内に収容保持され、前記第２の表示パネルは前記樹脂材料と同じ樹脂材料からなる第２のフレーム内に収容保持され、前記第１のフレームと前記第２のフレームに前記結合部材をインサートするインサート成形法により一体成形されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の両面表示装置。
5. 前記樹脂材料はポリカーボネート樹脂であり、前記結合部材はサーモプラスチック・ポリエステル・エラストマからなることを特徴とする請求項４に記載の両面表示装置。

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