JP5169193B2 - 発光表示ユニット及びそれを備えた電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、発光表示ユニット及びそれを備えた電子機器に関する。

図８は本発明に関連する携帯端末機器を示す図であり、図８（ａ）はその携帯端末機器の全体を示す斜視図、図８（ｂ）はその携帯端末機器の表示部の図８（ａ）におけるＸ−Ｘ線に沿った断面を示す断面図である。

図８に示す携帯端末機器５０は、ユーザーによって操作される操作キー（不図示）を備えた本体部５０ａと、表示ディスプレイ（不図示）を備えた表示部５０ｂとを有している。本体部５０ａと表示部５０ｂとはヒンジ部５０ｃを介して互いに回動可能であり、携帯端末機器５０は、本体部５０ａと表示部５０ｂとが開いた状態（不図示）と、図８（ａ）に示すように閉じた状態とに変形可能である。

図８（ａ）に示すように閉じた状態のときに携帯端末機器５０の外側に配置される表示部５０ｂのカバー５１には、マトリクス状に配置された複数の導光孔５２が形成されている。図８（ａ）に示す例では、縦に７つ、横に７つで合計４９つの導光孔５２が形成されている。

図８（ｂ）を参照すると、表示部５０ｂの内部には、複数のＬＥＤ(Light-Emitting Diode)５４が搭載されたフレキシブル基板５５と、そのフレキシブル基板５５が接続された基板５６とが収容されている。フレキシブル基板５５上の各ＬＥＤ５４の周囲には、各ＬＥＤ５４の高さよりも高く形成された弾性体５３が設けられている。さらに、フレキシブル基板５５上の弾性体５３とカバー５１の裏面との間には、透明なポリカーボネート樹脂からなり射出成形によって成形された導光部材５７が設けられている。これらのＬＥＤ５４と導光部材５７とによって、発光表示ユニットが構成されている。

基板５６には、複数のＬＥＤ５４の点灯駆動制御を行うとともに、表示部５０ｂに備えられた表示ディスプレイの画面表示の駆動制御を行う制御回路（不図示）が構成されている。なお、図８（ｂ）では表示ディスプレイの図示を省略している。

フレキシブル基板５５上の複数のＬＥＤ５４は、カバー５１にマトリクス状に配置された複数の導光孔５２にそれぞれ対向する位置に配置されている。したがって、本例では、フレキシブル基板５５上には導光孔５２と同じ数の４９個のＬＥＤ５４が搭載されている。また、導光部材５７のカバー５１に対向する面には、カバー５１の複数の導光孔５２にはめ込まれる複数の凸部５７ａが形成されている。

上述した携帯端末機器５０によれば、ＬＥＤ５４から発せられた光は、導光部材５７によってそのＬＥＤ５４に対向配置された導光孔５２へ導かれ、その導光孔５２を通ってカバー５１の外に出射される。このように、各導光孔５２は、カバー５１の表面に文字や記号等を表示するための画素として機能する。そして、基板５６の制御回路（不図示）によって各ＬＥＤ５４の駆動制御を行い、各導光孔５２から出射される光の強度や色を調節することにより、マトリクス状に配置された複数の導光孔５２によってカバー５１の表面に文字や記号等が表示される。

上述した携帯端末機器は、例えば特許文献１に開示されている。
特開２００７−２０６５７７号公報

上述したように、図８（ｂ）に示した導光部材５７は透明なポリカーボネート樹脂からなり、通常は射出成形によって作製される。ポリカーボネート樹脂を射出成形によって成形する場合、一般に成形品の厚みは０．５ｍｍ程度が限界であるとされている。そのため、実際上、ポリカーボネート樹脂を射出成形することで作製される導光部材５７の厚みを０．５ｍｍよりも薄くすることはできない。

そこで本発明は、電子機器の厚みを小さくすることを可能にする発光表示ユニット及びそれを備えた電子機器を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の電子機器は、マトリクス状に配置された複数の発光素子と、透光性を有する弾性材料からなる弾性体フィルムと、透光性を有し前記弾性体フィルムを支持する第１のフィルムとを備え、前記弾性体フィルムが前記複数の発光素子と相対する向きに配置されたシートユニットと、を有する発光表示ユニットを内部に収容し、かつ前記各発光素子に対向する位置に複数の導光孔が形成されたカバーを有している。前記第１のフィルムの少なくとも前記各発光素子に対向する領域に光散乱膜が形成され、前記第１のフィルムの前記カバーに対向する面の上には、透光性を有し各々の前記導光孔内に挿入された複数の導光部材が設けられている。

本発明によれば、電子機器の厚みを小さくすることが可能になる。

次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する。

（第１の実施例）
図１は本発明の第１の実施例に係る携帯端末機器の外観を示す図であり、図１（ａ）はその携帯端末機器の開いた状態を示す斜視図、図１（ｂ）はその携帯端末機器の閉じた状態を示す斜視図である。

図１に示す本実施例の携帯端末機器１は、ユーザーによって操作される操作キー２ａを備えた本体部２と、表示ディスプレイ３ａを備えた表示部３とを有している。本体部２と表示部３とはヒンジ部４を介して互いに回動可能であり、携帯端末機器１は、本体部２と表示部３とが開いた状態（図１（ａ））と、本体部２と表示部３とが閉じた状態（図１（ｂ））とに変形可能である。このように、携帯端末機器１はいわゆる折り畳み式の携帯端末機器である。

図１（ｂ）に示すように閉じた状態のときに携帯端末機器１の外側に配置される表示部３のカバー５には、マトリクス状に配置された複数の導光孔５ａが形成されている。図１（ｂ）に示す例では、縦に７つ、横に７つで合計４９つの導光孔５ａが形成されている。ただし、図１（ｂ）に示す例では、図８に示した構成に比べて導光孔５ａ同士の配置間隔が狭くなっている。

図２（ａ）は、図１に示した携帯端末機器の表示部の、図１（ｂ）におけるＡ−Ａ線に沿った断面を示す断面図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）に示した表示部の内部構造を拡大して示す断面図である。

図２（ａ）を参照すると、表示部３の内部には、発光素子として複数のＬＥＤ６が搭載されたフレキシブル基板７と、そのフレキシブル基板７が接続された基板８とが収容されている。フレキシブル基板７上の複数のＬＥＤ６は、カバー５にマトリクス状に配置された複数の導光孔５ａにそれぞれ対向する位置に配置されている。したがって、本例では、導光孔５ａと同じ数の４９個のＬＥＤ６がフレキシブル基板７上に搭載されている。さらに、フレキシブル基板７上に搭載された複数のＬＥＤ６とカバー５の裏面との間には、ＬＥＤ６から出射される光を導光孔５ａを通じてカバー５の外部に導くシートユニット１０が配置されている。これらのＬＥＤ６とシートユニット１０とによって、発光表示ユニットが構成されている。

基板８には、複数のＬＥＤ６の点灯駆動制御を行うとともに、表示部３に備えられた表示ディスプレイ３ａの画面表示の駆動制御を行う制御回路（不図示）が構成されている。なお、図２（ａ）及び図２（ｂ）では表示ディスプレイ３ａの図示を省略している。

続いて、図２（ｂ）を参照してシートユニット１０の構成について説明する。

シートユニット１０は、フレキシブル基板７上に配置されたＬＥＤ６に近い方から、透光性を有する弾性材料で構成された弾性体フィルム１１と、弾性体フィルム１１を支持するために弾性体フィルム１１に一体的に設けられた第１のフィルム１２と、第１のフィルム１２に対向配置された第２のフィルム１４とを備えている。第１及び第２のフィルム１２，１４は透光性を有する材料で構成されている。シートユニット１０は、弾性体フィルム１１がフレキシブル基板７上のＬＥＤ６に相対する向きで表示部３のカバー５内に配置されている。

第２のフィルム１４の下面のうち、少なくとも各々のＬＥＤ６に対向する領域には光散乱膜１４ａが形成されている。第１のフィルム１２と第２のフィルム１４とは、それらの周囲縁の一部あるいは全周が第１の両面テープ１３によって互いに貼り合わされている。さらに、第２のフィルム１４は、その周囲縁の一部あるいは全周が第２の両面テープ１５によってカバー５の裏面に貼り付けられている。

なお、第１及び第２のフィルム１２，１４は、例えば透明なポリカーボネートからなるシート材によって構成することができる。弾性体フィルム１１は、例えばシリコーンゴムからなるシート材によって構成することができる。また、光散乱膜１４ａは、白色や灰色などの透光性を有する塗料を第２のフィルム１４に印刷したり、あるいは、第２のフィルム１４の表面に粗面化処理を施したりすることによって構成することができる。本例では、第１のフィルム１２及び弾性体フィルム１１の厚さがそれぞれ０．１ｍｍ、第２のフィルム１４の厚さが０．１ｍｍ、各両面テープ１３，１５の厚さがそれぞれ０．０３ｍｍであり、それらを合わせたシートユニット１０の全体の厚さは０．３６ｍｍである。

上述した本実施例の携帯端末機器１によれば、ＬＥＤ６から発せられた光は、弾性体フィルム１１及び第１のフィルム１２を透過し、さらに第２のフィルム１４の下面に形成された光散乱膜１４を透過する。ＬＥＤ６からの光は、光散乱膜１４ａを透過する際に光散乱膜１４ａによって散乱させられて散乱光となる。そして、光散乱膜１４ａを透過して散乱光となったＬＥＤ６からの光は、第２のフィルム１４を透過し、そのＬＥＤ６に対向するカバー５の導光孔５ａを通ってカバー５の外に出射される。したがって、基板８の制御回路（不図示）によって各ＬＥＤ６の発光駆動制御を行い、マトリクス状に配置された導光孔５ａの各々から出射される光の強度や色を調節することにより、カバー５の表面に文字や記号等が表示される。

また、上述したように本実施例におけるシートユニット１０の全体の厚さは０．３６ｍｍであり、これは図８を参照して説明した導光部材５７の厚み（０．５ｍｍ）よりも薄い。したがって、本実施例によれば、カバー５の厚みをシートユニット１０が図７に示した導光部材５７よりも薄くなった分だけ薄くすることが可能になり、ひいては携帯端末機器１のさらなる薄型化に寄与することができる。

さらに、上述したように、シートユニット１０の複数のＬＥＤ６に対向する側には弾性体フィルム１１が配置されている。そのため、携帯端末機器１に衝撃が加えられたり、携帯端末機器１の本体部２に内蔵されたバイブレーションモータ（不図示）によって携帯端末機器１が振動させられたりしたときには、弾性体フィルム１１がＬＥＤ６に対する緩衝部材として機能する。したがって、そのような衝撃や振動によってＬＥＤ６やフィルム１２が損傷することを防ぐことができる。さらには、バイブレーションモータ（不図示）による振動によってシートユニット１０がＬＥＤ６に小刻みに衝突していわゆるビビリ音が発生することを防ぐことができる。

加えて、本実施例ではシートユニット１０の第１のフィルム１２に弾性体フィルム１１が一体的に備えられているため、図８に示した構成のようにフレキシブル基板７の各ＬＥＤ６の周囲に弾性体を設ける必要がない。そのため、ＬＥＤ６同士の配置間隔を小さくすることが可能である。したがって、ＬＥＤ６の数が図７に示した構成と同じであれば、ＬＥＤ６の配置スペースをその配置スペースよりも小さくすることができるため、表示部３内におけるＬＥＤ６以外の電気部品の実装スペースをより広く確保することができる。あるいは、表示部３内におけるＬＥＤ６以外の電気部品の実装スペースが図８に示した構成と同じであれば、より多くのＬＥＤ６を表示部３に備えることができるため、より詳細な文字や記号等をカバー５の表面に表示することが可能になる。さらに、各ＬＥＤ６の周囲に弾性体を設ける必要がないので、発光表示ユニットの組み立てに要する手間を少なくすることができる。

なお、上述した各フィルム１１，１２，１４や各両面テープ１３，１５の厚さは上記の寸法に限定されるものではなく、それらの強度評価などにおいて不都合がなければさらに薄くすることも可能である。また、上記では第２のフィルム１４の下面に光散乱膜１４ａが形成されている例について説明したが、光散乱膜１４ａは第２のフィルム１４の上面に形成されていてもよい。

さらに、上記ではＬＥＤ及び導光孔５ａをマトリクス状に配置する例を説明したが、それらを他の任意の形態に配置してもよい。さらには、上記では発光素子としてＬＥＤ６を用いる例を挙げて説明したが、他の光源手段を発光素子として用いることもできる。

（第２の実施例）
図３は、本発明の第２の実施例に係る携帯端末機器における表示部を示す断面図である。

図３に示すように、表示部３の内部にはシートユニット２０が設けられている。本実施例では、第２のフィルム２４の上面に、透光性を有する複数の導光部材２６が設けられている。導光部材２６は、ＵＶ硬化性樹脂２７（図４参照）や、ポリカーボネートの成形品（図５参照）等によって構成することができる。各々の導光部材２６は、カバー５にマトリクス状に配置された複数の導光孔５ａにそれぞれ対向する位置に配置され、各導光孔５ａ内に挿入されている。各導光部材２６の上面、言い換えれば各導光部材２６の第２のフィルム２４に対する遠位端に形成される面は、カバー５の表面と実質的に同一な面を形成している。

なお、図３に示すシートユニット２０における弾性体フィルム２１、第１のフィルム２２および第１及び第２の両面テープ２３，２５の構成は、図２を参照して説明した第１の実施例の構成と同様であるため、それらに関する説明は省略する。

ここで、図４及び図５を参照して、第２のフィルム２４の上面に複数の導光部材２６を設ける工程について説明する。

＜第１の工程＞
図４は、第２のフィルムの上面に複数の導光部材を設ける工程を示す図である。

まず、図４（ａ）に示すように、下面に光散乱膜２４ａが形成された第２のフィルム２４を用意する。なお、光散乱膜２４ａは、第２のフィルム２４が表示部３内に配置されたときにＬＥＤ６に対向する領域に形成されている。

次に、図４（ｂ）に示すように、第２のフィルム２４の上面に型枠２８を配置する。型枠２８は、第２のフィルム２４の上面に形成すべき複数の導光部材２６に対応する位置に、導光部材２６を形成する際の型となるキャビティ２８ａが複数形成されている。

続いて、図４（ｃ）に示すように、型枠２８の複数のキャビティ２８ａ内にＵＶ硬化性樹脂２７を流し込み、各々のキャビティ２８ａをＵＶ硬化性樹脂２７で満たす。ＵＶ硬化性樹脂２７は、紫外線（ＵＶ光）が照射されるまでは液状であるが、紫外線が照射されると硬化する性質を有している。そして、各キャビティ２８ａ内のＵＶ硬化性樹脂２７に向けて紫外線（ＵＶ光）を照射し、ＵＶ硬化性樹脂２７を硬化させる。

その後、型枠２８を第２のフィルム２４の上方に取り除くことにより、図４（ｄ）に示すように、第２のフィルム２４の上面に、ＵＶ硬化性樹脂２７からなる導光部材２６が設けられる。

＜第２の工程＞
図５は、第２のフィルムの上面に複数の導光部材を設ける他の工程を示す図である。

まず、図５（ａ）に示すように、下面に光散乱膜２４ａが形成された第２のフィルム２４を用意する。なお、光散乱膜２４ａは、第２のフィルム２４が表示部３内に配置されたときにＬＥＤ６に対向する領域に形成されている。

次に、図５（ｂ）に示すように、第２のフィルム２４の上面の各光散乱膜２４ａに対向する位置に、透明なＵＶ硬化性樹脂２７を塗布あるいは滴下させて付着させる。上記と同様に、ＵＶ硬化性樹脂２７は、紫外線（ＵＶ光）が照射されるまでは液状であるが、紫外線が照射されると硬化する性質を有している。

続いて、図５（ｃ）に示すように、ＵＶ硬化性樹脂２７を付着させた位置に導光部材２６を位置合わせして、ポリカーボネートの成形品である導光部材２６を第２のフィルム２４の上面に密着させる。このとき、第２のフィルム２４と導光部材２６との間に空気層が形成されないように留意する。その後、第２のフィルム２４と導光部材２６との接合部に向けて紫外線（ＵＶ光）を照射し、その接合部にあるＵＶ硬化性樹脂２７を硬化させる。以上の工程により、導光部材２６が第２のフィルム２４の上面に一体的に固定される。

再び図３を参照すると、上述したように、本実施例では、第２のフィルム２４に一体的に設けられた透明な導光部材２６がカバー５の導光孔５ａの中に挿入され、導光部材２６の上面がカバー５の表面と実質的に同一な面を形成している。そのため、ＬＥＤ６から出射された光を導光部材２６によってカバー５の表面まで導くことができ、ＬＥＤ６から発せられる光をカバー５の外部から見たときの視認性を向上させることができる。

なお、図３では第２のフィルム２４の下面に光散乱膜２４ａが形成されている例について示したが、光散乱膜２４ａは第２のフィルム２４の上面に形成されていてもよい。この場合、光散乱膜２４ａは第２のフィルム２４の上面と導光部材２６との間に位置する。

また、第２のフィルム２４の上面に複数の導光部材２６を設ける方法は上述した方法に限定されるものではない。例えば、上述の方法とは逆に、導光部材２６の第２のフィルム２４に取り付けられる面にＵＶ硬化性樹脂２７を付着させた後に、その導光部材２６を導光部材２６の所定の位置に密着させてもよい。

（第３の実施例）
図６は、本発明の第３の実施例に係る携帯端末機器における表示部を示す断面図である。

図６に示すように、本実施例におけるシートユニット３０は、フレキシブル基板７上に配置されたＬＥＤ６に近い方から、透光性を有する弾性体材料で構成された弾性体フィルム３１と、弾性体フィルム３１を支持するために弾性体フィルム３１に一体的に設けられた透光性を有するフィルム３２とを備えている。シートユニット３０は、弾性体フィルム３１がフレキシブル基板７上のＬＥＤ６に相対する向きで表示部３のカバー５内に配置されている。フィルム３２は、その周囲縁の一部あるいは全周が両面テープ３３によってカバー５の裏面に貼り付けられている。さらに、フィルム３２の上面のうち、少なくとも各々のＬＥＤ６に対向する領域には光散乱膜３２ａが形成されている。

本実施例におけるシートユニット３０は、図２に示した第２のフィルム１４及び第１の両面テープ１３が省略され、かつ光散乱膜３２ａがフィルム３２の上面に形成されている点において、図２に示したシートユニット１０と相違している。本実施例におけるシートユニット３０は、第２のフィルム１４及び第１の両面テープ１３が省略されている分だけ図２に示したシートユニット１０よりも薄く構成することができるため、携帯端末機器１の薄型化により一層寄与することが可能である。

なお、図６ではフィルム３２の上面に光散乱膜３２ａが形成されている例について示したが、光散乱膜３２ａはフィルム３２の下面に形成されていてもよい。この場合、光散乱膜３２ａはフィルム３２と弾性体フィルム３１との間に位置する。

さらに、フィルム３２の上には、図３等を参照して説明した第２の実施例と同様に複数の導光部材が設けられていてもよい。

また、上記ではフィルム３２の少なくとも各々のＬＥＤ６に対向する領域に光散乱膜３２ａが形成されている例を示したが、図７に示すように、フィルム３２には光散乱膜３２ａが必ずしも形成されていなくてもよい。

（その他）
上記の各実施例では電子機器の一例として携帯端末機器を例に挙げて説明したが、本発明は、そのような携帯端末機器のみならず、ＰＤＡ(Personal Digital Assistants)、ノート型パーソナルコンピュータ等を含む種々の電子機器に適用することができる。

本発明の第１の実施例に係る携帯端末機器の外観を示す図である。 図（ａ）は図１に示した携帯端末機器の表示部の図１（ｂ）におけるＡ−Ａ線に沿った断面を示す断面図であり、図（ｂ）は図（ａ）に示した表示部の内部構造を拡大して示す断面図である。 本発明の第２の実施例の携帯端末機器における表示部を示す断面図である。 図３に示したシートユニットにおける第２のフィルムの上面に複数の導光部材を設ける工程を示す模式図である。 図３に示したシートユニットにおける第２のフィルムの上面に複数の導光部材を設ける他の工程を示す模式図である。 本発明の第３の実施例の携帯端末機器における表示部を示す断面図である。 図６に示したシートユニットの変形例を示す図である。 本発明に関連する携帯端末機器を示す図である。

符号の説明

１ 携帯端末機器
２ 本体部
２ａ 操作キー
３ 表示部
３ａ 表示ディスプレイ
４ ヒンジ部
５ カバー
５ａ 導光孔
６ ＬＥＤ
７ フレキシブル基板
８ 基板
１０，２０，３０ シートユニット
１１，２１，３１ 弾性体フィルム
１２，２２ 第１のフィルム
１３，２３ 第１の両面テープ
１４，２４ 第２のフィルム
１５，２５ 第１の両面テープ
１４ａ，２４ａ，３２ａ 光散乱層
２６ 導光部材
２７ ＵＶ硬化性樹脂
３２ フィルム
３３ 両面テープ

Claims (2)

1. マトリクス状に配置された複数の発光素子と、
   透光性を有する弾性材料からなる弾性体フィルムと、透光性を有し前記弾性体フィルムを支持する第１のフィルムとを備え、前記弾性体フィルムが前記複数の発光素子と相対する向きに配置されたシートユニットと、
   を有する発光表示ユニットを内部に収容し、かつ前記各発光素子に対向する位置に複数の導光孔が形成されたカバーを有し、
   前記第１のフィルムの少なくとも前記各発光素子に対向する領域に光散乱膜が形成され、前記第１のフィルムの前記カバーに対向する面の上には、透光性を有し各々の前記導光孔内に挿入された複数の導光部材が設けられている電子機器。
2. 前記各導光部材の前記第１のフィルムに対する遠位端に形成された面は、前記カバーの表面と実質的に同一な面を形成している、請求項１に記載の電子機器。

Images