JP5168977B2

JP5168977B2 - 平面表示装置

Info

Publication number: JP5168977B2
Application number: JP2007084473A
Authority: JP
Inventors: 浩東山
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 2007-03-28
Filing date: 2007-03-28
Publication date: 2013-03-27
Anticipated expiration: 2027-03-28
Also published as: JP2008242217A

Description

この発明は、面発光照射パネルを用いた平面表示装置（フラットパネルディスプレイ：Flat Panel Display）に関する。

近年、液晶表示パネル等のフラットパネルディスプレイが携帯電話機等のモバイル機器のディスプレイとして多用されている。

モバイル機器のディスプレイに対しては小型薄型化が極めて厳しく要求され、したがって、そのような要求に対応するため、例えば液晶表示モジュールにおいては、モジュールの厚さの大半を占めるガラス基板の薄肉化が進められている。

特に、特許文献１に示すような携帯電話機のディスプレイとして用いられているメインとサブの液晶表示パネルを備えた両面ディスプレイモジュールにおいては、モジュールの薄型化する上でガラス基板の薄肉化が要求されている。
特開２００４−８７４０９号公報

しかし、液晶表示パネルにおけるガラス基板の薄肉化を進めると、モジュール全体の曲げ強度等の機械的強度が低下し、モバイル機器のディスプレイとして使用される際に壊れ易いという問題が生じる。

特に両面ディスプレイモジュールにおいては、各ディスプレイ毎に表示窓を設けるためにケースの強度が低下しており、各表示パネルの基板の薄肉化による機械的強度の低下が、前記表示パネルの割れを発生させる要因となっている。

本発明の目的は、機械的強度を低下させることなく薄型化した平面表示装置を提供することである。

第１の発明の請求項１に記載された平面表示装置は、強化ガラスからなる実質的に透明な導光板の端面に光源が配置されてなり、前記導光板の端面から入射した前記光源からの射出光を、両方の主面から面状に出射させる両面発光照射パネルと、前記導光板の一方の光出射面に配置された光学シート積層体と、前記導光板の他方の光出射面に接触して配置され、透明な強化ガラスを含むベースシートの一方の表面に薄膜金属被膜が形成されてなる半透過反射シートと、前記導光板の一方の光出射面側に前記光学シート積層体を介して対向配置された第１の画像表示パネルと、前記導光板の他方の光出射面側に前記半透過反射シートを介して対向配置された第２の画像表示パネルと、前記両面発光照射パネルに対して前記第１の画像表示パネルおよび前記第２の画像表示パネルを所定位置に対向させて保持するフレームケースと、を有し、前記半透過反射シートと前記導光板とをフレームケースにインサート成形して一体化することを特徴とするものである。

参考発明の平面表示装置によれば、機械的強度が充分な平面表示装置を得ることができる。

また、第１の発明の平面表示装置によれば、画像表示パネルの薄型化されると共に、強度が充分な両面表示方式の平面表示装置が得られる。

図１は、参考発明の一実施形態としての液晶表示モジュールを示す模式的断面図である。
本実施形態の液晶表示モジュールは、モジュールの表裏両面に表示面を備えた両面表示型で、矩形枠体をなすフレームケース１内に面発光照射パネル２を挟みメイン液晶表示パネル３とサブ液晶表示パネル４とが所定の間隔を保って重ね配置されてなる。

フレームケース１は、樹脂材料を用いて例えばインジェクション法等により平面形状が矩形をなす枠体に樹脂成形されてなる。

フレームケース１における深さ方向の略中間部に、面発光照射パネル２が配設されている。面発光照射パネル２は、サイドライト型両面発光方式の照射パネルで、矩形をなす透明な導光板２１の一端面に、点光源としてのＬＥＤ（Light-Emitting Diode）２２が配置され、導光板２１のメイン液晶表示パネル３に対向させる前面２１１には光学シート積層体２３が設置され、反対側の後面２１２には半透過反射シート２４が設置されてている。

ここで、導光板２１は、透明な強化ガラス板からなる。強化ガラス板は、ガラス表面に強い応力を残存させること、或いはガラス表面を硬化させることにより、通常のガラスより大きな曲げ応力に耐えられるように加工したガラス板であり、その加工方法としては化学強化法と物理強化法がある。本実施形態の導光板２１のような薄肉ガラス板は、通常、化学強化法により加工されている。

導光板２１の一対の主面つまり前面２１１と後面２１２には、図示されていないが、内部伝播光を反対側の主面に内面反射させるためのドットパターンがそれぞれ形成されている。これらドットパターンは、材料として例えば透明なＵＶ（紫外線）硬化型樹脂等を用い、スクリーン印刷等により塗布形成されており、ドットの径や分布密度は、照射対象であるメインとサブの各液晶表示パネル３、４に対しそれぞれ面状光を均一に出射できるように設定されている。

また、図２に示されるように、導光板２１の光を入射させる側の端面には、ＬＥＤ２２を収容設置するための凹部２１３が形成されている。本実施形態では、光源として２個のＬＥＤ２２を設置するために、導光板２１の光入射側端面には２個の凹部２１３が中央に対し左右均等に配設されている。

上述のように形成された強化ガラスからなる導光板２１は、フレームケース１にインサート成形されている。すなわち、フレームケース１を成形する際に所定の形状に形成された強化ガラスからなる導光板２１を所定位置にインサートして成形することにより、図２（ｂ）に示されるように導光板２１の周縁部がフレームケース１の深さ中間部に埋設された一体成形品を形成している。

このように矩形枠体をなすフレームケース１に強化ガラスからなる導光板２１をインサート成形法により一体化して設置することにより、導光板２１が枠体の補強梁として機能し、フレームケース２の構造強度が増大する。その結果、フレームケース１が外力に対して変形し難くなる。

インサート成形された導光板２１のメイン液晶表示パネル３に対向させる前面２１１には、調光部材としての光学シート積層体２３が設置されている。光学シート積層体２３は、拡散シート２３１、第１プリズムシート２３２、及び第２プリズムシート２３３が、光出射面２１１上に順次積層されてなる。第１、第２プリズムシート２３２、２３３は、共に、複数の断面が直角三角形をなす突条（不図示）が微細ピッチで平行に延在形成されたものであり、それぞれの突条を互いに直交させる配置で重畳載置されている。

導光板の前面２１１の光入射側端部には、光学シート積層体２３に隣接させて、２個のＬＥＤ２２がＣＯＦ（Chip On Film）方式により直接搭載されたＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）２５が設置されている。このＦＰＣ（以下、光源用ＦＰＣという）２５は、図２に示されるように、２個のＬＥＤ２５を対応する凹部２１３内に収容設置した状態で前記光入射側端部に貼着され、入力側端部はフレームケース１の外に引き出されている。

フレームケース１にインサート成形されている導光板２１の後面２１２には、半透過反射シート２４が貼着されている。半透過反射シート２４は、導光板後面２１２から外部に出射し入射した光の一部を透過させると共に残りの一部を反射させるもので、本実施形態では、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート：polyethylene terephthalate）等からなる透明ベースシートの表面に薄膜金属皮膜を蒸着して形成されたものを用いている。

上述のように構成された両面発光照射パネル２の前面側には、メイン液晶表示パネル３が所定の間隔を保って設置されている。メイン液晶表示パネル３は、一対の矩形をなす薄肉ガラス基板３１、３２を、図示しない枠状シール材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３１、３２の各対向面（以下、内面という）間に液晶を封入して、構成されている。ガラス基板３１、３２の各外面には、一対の前、後偏光板３３、３４がそれぞれ貼着されている。

ガラス基板３１、３２のうちの一方のガラス基板３２には、一端部をガラス基板３１の対応する端面よりも外側へ突出させて、突出部３２１が形成されている。この突出部３２１の表面（電極形成面の延長面）には、図示されていないが両基板３１、３２の各電極に導通接続されているリード配線やそれらの各接続端子及び駆動信号入力用配線等が配設され、液晶駆動回路素子としてのドライバチップ５がＣＯＧ（Chip On Glass）方式により搭載されている。

上述した突出部３２１の駆動信号入力用配線の接続端子列には、駆動制御信号供給用のフレキシブル配線基板（以下、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuit Board）という）６が導通接合されている。このＦＰＣ６は、フレームケース１の外に引き出されている。

両面発光照射パネル２の後面側には、サブ液晶表示パネル４を支持するためのリテーナ７が、フレームケース１に嵌合装着されている。このリテーナ７は、板金を加工して形成され、支持するサブ液晶表示パネル４に対応させて光照射窓７１が穿設されている。

サブ液晶表示パネル４は、上記メイン液晶表示パネル３を平面的に略１／２程度に縮小したものであり、同様に、一対のガラス基板４１、４２を液晶を挟持させて接合し、ガラス基板４１、４２の各外面に一対の偏光板４３、４４を貼着して構成され、基板突出部４２１にはドライバチップ８がＣＯＧ搭載され、その突出部端部には駆動制御信号供給用ＦＰＣ９が導通接合されフレームケース１の外に引き出されている。そして、このサブ液晶表示パネル４は、その表示領域をリテーナ７の光照射窓７１に整合させた配置で、例えば粘着テープ等によりリテーナ７に固定設置されている。

ここで、本実施形態の液晶表示モジュールにおける照明作用について説明する。
図１において、一対のＬＥＤ２２から射出された光は、対向する端面部から導光板２１内に入射し、前、後面２１１、２１２で内面反射されつつ伝播し、その際に凹凸パターンにより拡散反射されて導光板２１外に出射する。

後面２１２に入射しその凹凸パターンで内面反射されて前面２１１から出射した光は、光学シート積層体２３３を透過することによって輝度分布が均一で正面輝度の高い面状照射光となり、メイン液晶表示パネル３に照射される。この後面２１２に入射した光のうち、導光板２１の外に出射した光は、対面設置された半透過反射シート２４により一部は反射されて導光板２１内に再入射させられ、メイン液晶表示パネル３の照射光に供せられる。

前面２１１に入射しその凹凸パターンで内面反射されて後面２１２から出射した光は、半透過反射シート２４に入射しその一部が透過する。この透過光と前述した後面２１２で内面反射されずに出射し半透過反射シート２４を透過した光のうち、リテーナ７の光照射窓７１を通過した光が、サブ液晶表示パネル４の照射光となる。半透過反射シート２４に入射し反射された光は、導光板２１に再入射させられ、メイン液晶表示パネル３の照射光に供せられる。なお、半透過反射シート２４を透過しリテーナ７で光照射窓７１を通過せずに反射される光のうちの一部は、半透過反射シート２４を透過し、導光板２１に再入射させられ、メイン液晶表示パネル３の照射光に供せられる。

このように、一対のＬＥＤ２２から射出された光は、導光板２１の前後両主面２１１、２１２に設けられた凹凸パターンや半透過反射シート２４を介することにより、メイン、サブ両液晶表示パネル３、４に対し、それぞれが所期の品質の表示を行うのに必要な光量比に分けて利用効率良く照射される。

以上のように、本実施形態の液晶表示モジュールによれば、両面発光照射パネル２の導光板２１を強化ガラスで形成し、これを矩形枠体をなすフレームケース１にインサート成形により一体化して設置したから、矩形枠体構造のフレームケース１の構造強度が増大し、両面表示型であるにも拘わらず、メインとサブの両液晶表示パネル３、４の各ガラス基板を薄肉化してモジュール全体を薄型化すると共に充分な強度を確保することができる。

次に、第１の発明の一実施形態としての液晶表示モジュールについて、図３に基づき説明する。なお、上記実施形態と同一の構成要素については同一の符号を付して、その説明を省略する。

図３に示した液晶表示モジュールは、上記実施形態と同様の両面表示型であるが、両面発光照射パネル３０の導光板３０１とは別個に、フレームケース１０を補強するための透明な強化ガラスからなる補強板２０を設けたものである。

フレームケース１０は、メイン液晶表示パネル３と両面発光照射パネル３０を収容するためのメイン収容室１０１と、サブ液晶表示パネル４を収容するサブ収容室１０２が２段重ねに形成された２重箱型をなしている。これら、メインとサブの両収容室１０１、１０２を区切る仕切り板１０３には、連通窓１０３１が穿設されている。

メイン収容室１０１の底部には、透明な強化ガラスからなる補強板２０がインサート成形によりフレームケース１０に一体的に設置されている。したがって、補強板２０の周縁部はメイン収容室１０１の底部側壁に埋設されている。

両面発光照射パネル３０では、ポリカーボネイト等の透明樹脂で形成された導光板３０１の、光を入射させる端面に一対のＬＥＤ３０２が配置され、導光板３０１のメイン液晶表示パネル３に対向させる前面３０１１には光学シート積層体３０３が設置され、反対側の後面３０１２には半透過反射シート３０４が設置されている。

一対のＬＥＤ３０２は、上記実施形態と同様に光入射側端面に形成された一対の凹部３０１内に収容設置されているが、それらＬＥＤ３０２がＣＯＦ搭載された光源用ＦＰＣ３０５は、導光板後面３０１２の光入射側端部に半透過反射シート３０４に隣接させて設置され、フレームケース１０内においてメイン液晶表示パネル３に接合されている駆動液晶制御信号供給用ＦＰＣ６に導通接続されている。

本実施形態の半透過反射シート３０４は、透明な樹脂フィルムシート上に金属をメッキ或いは蒸着してなる反射膜を選択配置したものであり、入射光のうちの反射膜に入射した光を反射膜で反射し反射膜間の透明部に入射する光を透過させる。

光学シート積層体３０３は、上記実施形態の光学シート積層体２３（図１参照）と同様に、拡散シート３０３１、第１プリズムシート３０３２、及び第２プリズムシート３０３３が、光出射面３０１１上に順次積層されてなる

以上のように構成された本実施形態の液晶表示モジュールによれば、両面表示型液晶表示モジュールのフレームケース１０を補強する補強板２０として、導光板３０１とは別個に、透明強化ガラス板をインサート成形法によってフレームケース１０に一体的に設置したから、上記実施形態のような強化ガラスからなる特殊な導光板を用いることなく、フレームケース１０の構造強度を増大することができる。これにより、所望の光学機能を備えた樹脂製導光板３０１を用い、薄型化と共に充分な構造強度を備えた両面表示型の液晶表示モジュールを容易に得ることができる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。
例えば、図１に示した実施形態における半透過反射シート２４に替え、図４に示すように、透明な薄板の強化ガラスからなるベースシート４０１の一方の表面に薄膜金属被膜４０２を蒸着してなる半透過反射シート４０を用い、この半透過反射シート４０と強化ガラスからなる導光板２１をフレームケース５０にインサート成形して一体化してもよい。この場合のフレームケース５０は、図３に示した実施形態におけるフレームケース１０と同様に２重箱型に形成することができる。これにより、フレームケース５０の構造強度が、導光板２１と半透過反射シート４０からなる２重の強化ガラスからなる一体化補強梁と２重箱構造により一層増大され、薄型化が促進されるとともに構造的により堅牢な両面表示型液晶表示モジュールが得られる。

また、第１の発明の構成つまり強化ガラスからなる導光板をフレームケースにインサート成形する構成は、両面表示型の平面表示装置に限らず、通常の片面表示型の平面表示装置にも有効に適用可能である。

加えて、第１及び第２の発明は、共に、画像表示パネルが液晶表示パネルである場合に限らず、面発光照射パネルを光源として用いる液晶表示装置以外の他の平面表示装置に広く適用できることは、勿論である。

参考発明の一実施形態としての液晶表示モジュールを示す模式的断面図である。（ａ）は上記液晶表示モジュールにおける特定部位の構成を示す部分斜視図、（ｂ）は前記特定部位の設置状態を示す平面図である。第１の発明の一実施形態としての液晶表示モジュールを示す模式的断面図である。本発明の他の実施形態を示す模式的断面図である。

符号の説明

１フレームケース（矩形枠型）
２両面発光照射パネル
２１導光板（強化ガラス製）
３メイン液晶表示パネル
４サブ液晶表示パネル
５、８ドライバチップ
６、９ＦＰＣ（駆動制御信号供給用）
７リテーナ
１０フレームケース（二重箱型）
２０補強板
３０両面発光照射パネル
３０１導光板（透明樹脂製）
４０半透過反射シート
４０１ベースシート（透明強化ガラス製）
４０２薄膜金属被膜

Claims

強化ガラスからなる実質的に透明な導光板の端面に光源が配置されてなり、前記導光板の端面から入射した前記光源からの射出光を、両方の主面から面状に出射させる両面発光照射パネルと、
前記導光板の一方の光出射面に配置された光学シート積層体と、
前記導光板の他方の光出射面に接触して配置され、透明な強化ガラスを含むベースシートの一方の表面に薄膜金属被膜が形成されてなる半透過反射シートと、
前記導光板の一方の光出射面側に前記光学シート積層体を介して対向配置された第１の画像表示パネルと、
前記導光板の他方の光出射面側に前記半透過反射シートを介して対向配置された第２の画像表示パネルと、
前記両面発光照射パネルに対して前記第１の画像表示パネルおよび前記第２の画像表示パネルを所定位置に対向させて保持するフレームケースと、
を有し、
前記半透過反射シートと前記導光板とをフレームケースにインサート成形して一体化することを特徴とする平面表示装置。