JP6198194B2

JP6198194B2 - 表示装置

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Publication number: JP6198194B2
Application number: JP2014551083A
Authority: JP
Inventors: 敬斎藤; 裕美斎藤
Original assignee: 齋藤　敬; 齋藤敬
Priority date: 2012-12-05
Filing date: 2013-12-01
Publication date: 2017-09-27
Anticipated expiration: 2033-12-01
Also published as: WO2014087951A1; JPWO2014087951A1

Description

本発明は、１台で複数の画面サイズを持つ表示装置に関するものである。

広く普及している様々な携帯端末の表示装置にはこれまで数多くの技術開発が積み上げられてきており、美しく利便性の高いスマートな製品の登場に寄与してきた。さらに軽くて薄くて曲げられる可撓性ディスプレイが実用化され始めた。それらの事例を先行技術文献として示す。

特開２０１２−２２１６８号公報ＵＳ２００７／０１９６５７６Ａ１号公報ＧＢ２４８１３６７（Ａ）公報特開２００９−２３００７２号公報特開２００４−０４６７９２号公報特開２０１２−１１４７３９号公報特開２００６−２０８４２４号公報特開２０１１−１１２８９１号公報特開２００６−２８７９８２号公報

可撓性ディスプレイの可撓性を活かし、単一の表示装置でありながら、２画面を並べて合成したフルサイズでは無いシームレスなフルサイズの画面と、例えばその半分の小サイズの画面とを１枚のディスプレイを切り替えて使う、そのような表示装置の最も合理的な構成はどのようなものであろうか？そしてどちらのサイズで使う時も、表示とタッチ入力などの操作が安定して出来ねばならない。その構成を実現するための必要条件は何か？これらを解明し、必要条件具現化の要素技術を考案せねばならない。代表的な例はスマートフォンとタブレット（あるいはタブレットＰＣ）である。スマートフォンはポケットに入るほど小型であり、携帯に便利である。しかし表示面積は３.５〜５.５（表示画面の対角線の長さをインチで表現した数字）と狭く、アプリケーションによっては極めて見にくく使いにくい。一方タブレットは表示面積が７〜１１と広く、そのような問題はなく多様なアプリケーションに対応でき、美しい大画面で多くのユーザーを魅了している。しかしポケットに入れるにはあまりにも大きすぎて無理であり、携帯には不便極まりない。携帯に便利な小型サイズであって、必要に応じ大画面となる表示装置があれば、いわば一人二役をこなす新ジャンルの携帯端末を創出することができる。

複数の画面サイズを持つ表示装置への待望は、スマートフォン兼タブレットに限らない。たとえばタブロイド版サイズの薄型表示装置は、画面サイズが大きくタブロイド版新聞などを全面表示することができ、価値ある大きさである。しかしいわば約Ａ３サイズの大きな表示装置となり、持ち運ぶのはやっかいなものである。これが、もし半分に折りたたむことが出来ればＡ４サイズとなり、カバンに入れて持ち運ぶことが出来る。

一方、薄膜表示部材とその薄膜駆動部材とから成る可撓性ディスプレイの進歩は著しいものがある。引用文献１：特開2012-22168号公報に薄膜表示部材である有機ＥＬ画面を有する表示装置の例を、引用文献２：US2007/0196576A1号公報に薄膜駆動部材である薄膜ＴＦＴを有する表示装置の例を、引用文献３：GB2481367 (A) 公報に薄膜駆動部材である有機ＴＦＴを有する表示装置の例を見ることが出来る。最大の特徴は、いずれもディスプレイが薄くて軽くて可撓性（フレキシブル）であることである。この特徴を活かして壁掛けテレビのスクリーンや曲面広告などへの応用が期待されている。

可撓性ディスプレイの携帯端末への応用も提案されている。引用文献４の特開2009-230072号公報や引用文献５の特開2004-046792号公報にその例が見られる。課題は柔軟性の維持と可撓性ディスプレイの耐久性、特に折り曲げ耐性との両立である、と示唆している。そして解決策として、特開2009-230072号公報では『支持基板（１）と透明な表示基板（６）とを有するフレキシブルディスプレイ（２０）、および前記フレキシブルディスプレイの外側に設けられたダイラタント流体収容部材（１２）を具備すること』としている。ダイラタント流体がフレキシブルディスプレイの過剰な曲がりによる破損を防止するというものである。

引用文献５の特開2004-046792号公報で示唆されている１例は、図２の２aのような薄いシート状のディスプレイであって、使わないときは図２の２bのように丸めて携帯する、というような使い方である。しかし実際にはこのような使い方はかなり特殊な使い方であり、普遍的ではない。電車の中や歩行中、片手で持って情報を見ようとしても垂れ下がってしまい読みにくい。ましてやタッチ入力などはできない。唯一使えるのは机の上に広げた時のみである。冷静に考えてみると、“可撓性”が携帯機器で活かされるのは“丸められる”あるいは“折り曲げられる”が故に“携帯に便利”であるからである。決して“使うとき”に活かされる特長ではないのである。“使うとき”にはむしろある程度の剛性があり、片手で保持して水平に保つことができ、だから不自然さ無く画面を見ることができ、さらには“入力すること”が出来るのが肝要なのである。したがって、使うときには、“可撓性”はむしろあってはならない特性なのである。なお上述のように丸めて携帯するとしても、そのままでは折れてしまう懸念がある。おそらく筒に入れて持ち運ぶのであろう。これは必ずしも軽快なことではない。

可撓性ディスプレイの活かし方の中で、本発明の基本コンセプトである“１台で複数の画面サイズを持つ表示装置”の実現手段として図１のように“手に持てる筐体１０の上面にディスプレイ１を配し、必要に応じ何らかの方法でディスプレイを展開し大きくする”という使い方と構成は、極めて魅力的な製品を提供してくれるはずである。そして展開したディスプレイの表示スクリーンは適度の剛性を有し、垂れ下がったりしないものでなければならない。参考に折り畳み式携帯端末の先行技術文献を示す。引用文献６の特開2012-114739号公報であるが、これは２画面構成の折り畳み方式である。本発明の目的は、図１の展開して大きくした表示スクリーンのように、２画面を並べて合成したものではなくシームレスな単一画面の提供である。

小画面として使い、それを大画面にして使う方法は大きくは２方式が考えられる。第一の方式は、可撓性ディスプレイを小画面で使うときはその一部分を表示し、残りを丸めて格納しておく。大画面で使うときには格納したディスプレイを引き出す。これをＡ方式と呼称する。図３に平面図と断面図でもって示す。第二の方法は、小画面で使うときは折り畳んで使う、大画面で使うときには折り畳んだディスプレイを開いて使う。これをＢ方式と呼称する。Ｂ方式はさらに２つに分類できる。１つは画面側に折り畳む方式でＢ１方式と呼称し、図４に折り畳んだ画面を開こうとしている様子をもって示す。他の１つは画面と反対側の裏側に折り畳む方式でＢ２方式と呼称し、図５に折り畳んだ画面を開こうとしている様子をもって示す。

本発明はＢ２方式に関するものである。Ｂ方式における課題の１つは、曲げ箇所の柔軟性を維持しつつ、可撓性ディスプレイの性能が損なわれない最小の曲げ半径以下に曲げ折られ、破壊されることがないようにする手段の工夫である。最も信頼性の高い手段は、折り曲げ部分の内側に許容される曲率半径の２倍より大きい寸法（直径に相当する）の固形物を挟み込むことである。Ｂ１方式は内側が画面なので常設の固形物挟み込みはできない。折り曲げるたびに固形物を差し込むようなことは現実的ではない。したがって裏側から何らかの方策を取らねばならない。引用文献７の特開2006-208424号公報にその事例が見られる。Ｂ２方式は折り曲げ側が表示部では無く裏側なので、この裏側に常設の固形物を設けることが可能である。

Ｂ１方式をさらに考察すると、このような開き方かなり普遍的な開き方である、といえる。書籍がそうであり、折り畳み式の携帯電話がそうである。ごく自然な慣れ親しんだ開き方である。折り畳み式の殆どの提案がこの方式である。しかしこの発明の趣旨である小画面でも使い大画面でも使うことに関しては、Ｂ１方式では画面側に折り畳むのであるから、折りたたんで小画面で使おうとしても裏側が表に出てきており、表示はされない。開かない限り表示画面は出てこない。開けば小画面とはならない。常に開いて使うしかないため、小画面で使う用途には向かない。引用文献８の特開２０１１−１１２８９１号公報はＢ１方式としては極めて秀逸な工夫がなされているが、この点に関しては解を提供していない。折り畳んだ時現れる面にも画面を表示するための対応策は、開いた時の裏側＝閉じたとき表に出てくる面にも別途表示面を持たすことであろう。この画面は大画面表示の時は使わないとしても、である。このような構成は基本的に不経済である。これらの観点からＢ２方式がＢ１方式より合理的な概念であると考え、その具現化に的を絞った工夫が本発明の提案である。しかし具現化には課題が幾つかある。なおＡ方式にも固有の課題があり、本発明とは別なものとして検討されるものである。

Ｂ２方式の「可撓性ディスプレイを裏側に１８０度折り畳む」ことに関連する技術が特許文献９の特開２００６−２８７９８２号公報に見られる。その基本的な構成は同文献段落［００１７］に記載されているように、略平板状の電子回路用筐体１と携帯電話用電子回路やテレビ受信用電子回路の一部やその他の電子回路等を収容した略平板状の支持筐体２、３から成りたっている。
目的は３枚の筐体を開き机上等に立てて２と３で裏打ちされた可撓性ディスプレイを、手に持たず視聴することである。携帯電話として使うために折り畳む方向は表側でも裏側でもどちらも取りうるものである。折り畳んだ時は３枚の筐体の厚さとなる。折り畳んだ時、主たる表示部として機能する電子回路用筐体１の表示部は、支持筐体２あるいは３によって覆われるので使えない。そのために、被さった支持筐体２あるいは３の使用者に面する側となる裏面か表面にも、表示部を設けている。

Ｂ２方式の課題（１）：展開されたディスプレイを、所定の箇所で１８０度裏側に曲げて格納するのであるが、曲げ箇所が前述のごとく許容される最小の曲げ半径以下に曲げ折られ破壊されることが無いようにせねばならない。課題（２）：大画面として使った可撓性ディスプレイを裏側に折りたたんでで格納するとき、簡単に確実に格納位置に収まってほしい（Ｂ１方式でも共通する課題ではある）。単なる可撓性ディスプレイでは、紙のように丸まってしまい、両手で丁寧に全面に気を使いながらしまい込まねばならない。課題（３）：大画面表示として使う時、格納状態から開かれた可撓性ディスプレイは、水平な位置まで復元せねばならない。

課題（４）：表示装置への入力は“タッチ”と“音声”が主流である。ペン入力もタッチの範疇とする。ここで、表示装置本体に貼り付けられているディスプレイ上でのタッチ入力は全く問題ないが、大画面表示として展開された可撓性ディスプレイ上でのタッチ入力は、単に可撓性を有するディスプレイであると、タッチのたびに大きく揺れてしまい確実な入力の保証が得られない。（Ａ方式やＢ１方式でも同様の課題を持つ）

課題（５）：小画面での使用時は、折り畳まれたディスプレイの表面が表示装置の裏面を構成している。なにも手当てしなければ常に手のひらで触れられている。またポケットなどに入れての保管中も比較的デリケイトな可撓性ディスプレイがむき出しのままである。この裏側のディスプレイ面は、より好ましくは、保護したいところである。

本発明はこのＢ２方式を製品として実現するための基本構成の工夫に関わり、特にこれら５つの課題に対する技術的な解を提供するものである。

本発明における上記目的を達成するための課題解決手段は、携帯用機器の表示装置であって、その一部が携帯用機器筐体と一体となって筐体の上面を構成しさらに筐体上面を越え延伸して成る単一の可撓性ディスプレイを具備し、この可撓性ディスプレイは、少なくとも可撓性薄膜表示部材と表示部材の可撓性薄膜駆動部材と薄層支持基板とを積層して成り、延伸部分の所定の折り曲げ箇所では表示面の裏側に１８０度曲げることができる可撓性を有しもって筐体上面だけに表示面を有する小型携帯用機器になり、曲げた状態から復元し開けば可撓性ディスプレイの全面を使うシームレスな大画面表示携帯用機器になること、加えてこの所定の曲げ箇所では可撓性ディスプレイの性能が損なわれない最小曲げ半径以下には曲げ折られないようにする過剰曲がり防止部材と、可撓性とともに復元力を有する部材の支持部材あるいは曲げ畳めかつ復元して水平にする補助機構を具備すること、および他の延伸部分は大画面での使用時の水平維持と折り畳んだ時の筐体との合わさった厚さを最小化するための薄層かつ剛性を有する部材で裏打ちされている構成であること、を特徴とする携帯用機器の表示装置である。

その他の課題解決手段は、上記課題解決手段において、可撓性ディスプレイを曲げる箇所が、表示装置本体のいずれかの端部であることと、その端部が可撓性ディスプレイの性能が損なわれない曲げ半径の２倍以上の厚みであること、を特徴とする表示装置である。

さらなる課題解決手段は、上記課題解決手段において、表示装置本体裏面側に折り曲げられた可撓性ディスプレイの表面を保護する裏カバーを具備することを特徴とする表示装置である。

他の課題解決手段は、課題解決手段１および２において、表示装置の入力手段としてソフトキーボードを表示するときは、表示装置本体の筐体の上面に寄せて配置することを特徴とする表示装置である。

本発明の代表的な実施形態は、携帯性に優れたスマートフォンサイズの表示装置であり、そのサイズでの使用はもちろん、格納した表示面を開き展開してタブレットサイズの表示装置としても使うことが出来る、そのような従来にない新規な形態の携帯端末である。展開画面として使う時も垂れさがったり揺れ動いたりして使いにくいということはない。また、展開画面は格納し易く、曲げ折れ破壊が起こることもない構成である。本発明の基本概念や構成はスマートフォンサイズ兼タブレットサイズの表示装置だけでなく、より大きなサイズの表示装置においても適用することが出来る。サイズが１/２や１/３になるように折り畳むことが出来るので、持ち運びに便利である。加えて、展開して使う時もまるで１枚の表示面のように、折り畳み箇所の画面断絶も無くソリッド感も損なわれることが無いのである。表示部には薄膜可撓性ディスプレイを用いるので、基本的に軽量である。さらにはこの新規な形態は電子書籍端末としても効果的である。電子書籍端末は片手で持って読めるように、同時に少しでも大きな画面にしたい、という要請から、スマートフォンより少し大きくタブレットよりはかなり小さい大きさである。したがって文字サイズは小さく読みにくいと感じる人も多い。本発明により、１台でスマートフォンのようにポケットやハンドバッグに入れて、時にスマートフォンとして使い、時にタブレットとして使い、時に文字サイズの大きい電子書籍端末として使うことが出来のである。しかも大画面でも片手だけで保持し使うことが出来る。従来のように３台を持ち歩く必要もない。

小画面と大画面を切り換えて使える携帯端末機可撓性均一のディスプレイの携帯用途応用例丸めて格納するＡ方式画面側に折り畳み、本のように開く方式：Ｂ１方式画面の裏側に折り畳み、開く方式：Ｂ２方式過剰曲がり防止部材可撓性が単純に均一なディスプレイ、その格納の様子可撓性と剛性の２系統の支持基板から成るディスプレイ、その格納の様子展開表示した表示装置の平面図リブ付き支持基板２の斜視図可撓性ディスプレイ折り畳み箇所の断面図他の可撓性ディスプレイ折り畳み箇所の断面図及び中空構造タイプ棚受けブラケットを格納したところの断面図棚受けブラケットを機能させたところの断面図棒状棚受けブラケットを具備した表示装置の断面図棒状棚受けブラケット近傍の拡大図キックバネを具備した表示装置：表示面を展開した図キックバネを具備した表示装置：表示面を折り曲げた図裏カバーの開閉の様子を示す図ソフトキーボードを剛体上に配置した画面構成の例示薄型表示装置の片手保持用保持補助部材２段曲げ表示装置

本発明の典型的な実施形態を、本発明の特徴が端的に現れる携帯端末において詳述する。広く普及しているスマートフォンの画面サイズは、携帯性に優れた３.５〜５.５インチ程度の小型なものである。本発明の表示装置の基本サイズは、同様に携帯に便利な小型サイズであるが、ポケットに入ることおよび片手で持てる範囲内で、１例であるが、上記スマートフォンよりやや縦長の６.５インチとした。数字だけを見れば大きく見えるが、後述するようにその幅は片手で保持できるように幅狭を維持してある。このやや縦長形状は、展開した時の画面サイズを少しでもタブレットサイズとしても機能するよう、大きくするためである。このスマートフォンの画面から展開すると、画面サイズ８.８インチのほぼ正方形のタブレットサイズとなる。一般的なタブレットは７〜１０インチ程度のサイズなので、８.８インチは充分に大きな画面サイズである

基本的な構成は図１に示すように手帳のような小型の筐体１０の上面にディスプレイ１は設けられている。これはスマートフォンで一般化している形態である。そして本発明が目指すものは、このディスプレイを必要に応じて図１の右側の絵のように展開して使おう、というものである。これは従来からある図４のような“書籍のように開く”方式（前述のＢ１方式）ではなく、図５のように“裏側から開く”新規な構造・形態である。しかも開いた（展開した）画面は、折り畳み箇所に画面断絶がある“別々に分かれた２画面を並べて合成した大画面”ではなく、シームレスな１枚の大画面である。

実施形態は、前述の課題（１）の解決策として、所定の折り曲げ可能箇所の裏側に過剰曲がり防止部材を具備している。例えば性能が維持できる可撓性ディスプレイの最大曲率半径が４ｍｍであるなら、直径８ｍｍ以上の丸棒状の、あるいは相当品の過剰曲がり防止部材を設け、これに沿って曲げて格納するのである。たとえば図６の６aに示すように、番号６１-１の回転軸と６１-２の連結棒で成る機構を設けるのも一案である。（“回転軸過剰曲がり防止部材”と呼称することにする）。この図で１は開かれ展開した可撓性ディスプレイであり、その展開部分は剛性を有する支持基板２で裏打ちされている。所定曲げ箇所では、柔軟性・可撓性を有し曲がったり復元したりするヒンジ的な役割を持つ“ヒンジ的支持基板”３で筐体１０（図６では省いてある）と連結している。連結棒６１−２が復元時の水平維持のためにも機能している。他の方法の１つは、図６の６bで示すように、ヒンジ的支持基板３の裏側に断面で２山を有する空気パッド６２−１を貼り付けるものである。ここでヒンジ的支持基板３が曲げられると、番号６２−２（曲げられた空気パッド）のように空気パッドの２山が接触しそれ以上は曲がらなくなる。

あるいは図６の６cのようにヒンジ的支持基板３の裏側に、溝を有するゴムパッド６３−１をあてがうのも１案である。ゴムパッド６３−１は上記の可撓性ディスプレイの場合、硬度４０度のウレタンゴムシートを用い、厚さ４ｍｍ、溝の深さ２.５ｍｍ、その幅１.８ｍｍ、溝間隔１.５ｍｍで４個の溝数、全長１５ｍｍである。ゴム硬度と溝の深さは、折り畳む時の曲げやすさとストッパーとしての変形抵抗力を考慮して決められる。ヒンジ的支持基板３が曲げられると、番号６３−２（曲げられたゴムパッド）のようにゴムパッドが接触しそれ以上は曲がらなくなる。これらの過剰曲がり防止部材は一例であり、例えば引用文献４：特開2009-230072号公報記載の「ダイラタント流体」やその他の手段や機構の援用も出来よう。重要な点は、本発明が“画面の裏側に曲げる”方式であるから、過剰曲がり防止部材を曲げる内側である画面裏側に直接かつ常時設けることができる点である。書籍のように画像面側に折り曲げる方式（前述のＢ１方式）では、展開画面を見る時には当てがわれた過剰曲がり防止部材を取り除かねばならない。本発明の構成ではそのような非現実的なことをする必要がないのである。ただしこのＢ１方式でも、そのようなことを避ける工夫が提案されている。前述の再掲であるが、引用文献７の特開2006-208424号公報や引用文献８の特開2011-112891号公報である。

課題（２）の格納のしやすさに対する解決策について詳述する。展開したディスプレイは裏側に図７の７a、７bと順次折り畳んでいくのであるが、単に全体が均一な可撓性を有しているだけであると、前述のように簡単には折りたためない。全体的に丸まってしまうからである。図７の７aのように、一方の手で筐体を保持しつつもう片方の手で全面にわたりさするようになぞって折りこんで行かねばならない。それでも最終的には７ｂのように丸みが残り、形の定まらないままとなり、扱いに困るのである。

可撓性ディスプレイを表示面の裏側に折り曲げる典型的な所定の箇所は、図８の８aの１点鎖線で囲って示す筐体１０の側端部近傍である。この折り曲げ箇所の支持基板３の剛性は他の箇所の支持基板２の剛性より低く可撓性を有しておりヒンジ的に機能する、ことを要件としている。このように２系統の支持基板（剛性を有する支持基板と可撓性を有する支持基板）とすることによって、展開したディスプレイの端部のどこを押しても、点線で囲った折り曲げ箇所で安定的に曲がるのである。さらに押す手を筐体の下方に進めて行けば、図８の８bのようにきちんと折りたたまれて収まる。これは折り曲げ箇所の剛性が他の箇所の剛性より低いが故にその場所で形よく曲がることと、他の場所の剛性が相対的に高いことに由来している。この原理は昔から良く使われている。たとえば「ヒンジ付き蓋」等がお手本であろう。これを可撓性のあるディスプレイに援用するのである。そのうえでさらに、展開して使う時には図８の８cのように全画面が平面でありかつ揺れ動かないようにせねばならないのである。

具体的に数字を用いて詳述する。図９に、実施例の可撓性ディスプレイ１の画面を開いて大画面表示したところの平面図を示す。１０は表示装置本体の筐体であり、その短辺の長さをaで表してある。一点鎖線右側の２は大画面表示した画面の裏側の支持基板であり、その短辺の長さをbで表してある。筐体１０と支持基板２は一点鎖線で表したヒンジ的支持基板３で連結されており、その幅をcと表してある。ここがヒンジ的に働き、曲げられ復元されるところである。筐体１０および支持基板２の長辺の長さをdで表してある。eは小画面の対角長、fは大画面の対角長である。

支持基板２として、図１０の斜視図に示すようなリブ（番号４で示す）付きポリカーボネイト樹脂シートを用いた。厚さ０.２ｍｍ、幅ｂ＝７５ｍｍ、これが片持ち梁と見たときの梁の長さになる。縦の長さｄ=１６０ｍｍ、これが梁と見た時の幅になる。支持基板２の短辺に配したリブは幅１０ｍｍ、高さは外側で２.５ｍｍ（＝内側での突起高さ２.３ｍｍ）とした。リブ構造は支持基板２の重量を減らし所望の剛性を担保するための形状である。そしてヒンジ的支持基板３としてゴム硬度５０度で厚さ１.７ｍｍのシリコーンゴムを用いた。梁としての長さがc=１５ｍｍ、幅がd=１６０ｍｍである。ポリカーボネイトの比重は１.２３をヤング率は２４５０Ｎ/ｍｍ^2を用いた。シリコーンゴムの比重は１.２５でありヤング率は６.５Ｎ/ｍｍ^2である（共に製作品の実測値）。なおa＝８５ｍｍと設計した。ちなみにこの場合の画面サイズは折り畳んでスマートフォンとして使う時はe＝６.５インチ、開いてタブレットとして使う時はf＝８.８インチである。

折り畳む動作を模し、開いた時の大画面表示における支持基板２の自由端に１００ｇの下方への力Ｐを加えたとしてみる（実際はもう少し強い力で折り畳むのであるが）。片持ち梁の集中荷重時の撓みの公式δ＝Ｐｌ^3/３ＥＩを使って、梁の自由端における撓み量δ（ｍｍ)を算出する。Ｐは荷重(Ｎ)、ｌ（小文字のエル）は梁の長さ(本実施形態では７５ｍｍ)、Ｅはヤング率Ｎ/ｍｍ^2、Ｉ（大文字のアイ）は断面２次モーメントでｙｘ^3/１２(Ｎ/ｍｍ^4)で表される。この式でのｙは梁の幅（本実施形態では１６０ｍｍ）、ｘは梁の厚さ（本実施形態では０.２ｍｍ＋リブ２箇所の複合）である。ポリカーボネイト支持基板２のこの形状ではＩ=４９.９Ｎ/ｍｍ^4となる。これらの数値を使っての計算の結果は、ポリカーボネイト支持基板２の自重による撓みが０.０３０５ｍｍ、荷重１００ｇ＝０.９８Ｎによる撓みが１.１２７９ｍｍ、そして合計の撓み（δb）が１.１５８４ｍｍ…約１.２ｍｍである。

一方シリコーンゴムのヒンジ的支持基板３（長さ１５ｍｍ、幅１５０ｍｍ、厚さ１.７ｍｍ）では、同じ式を用いての計算で、I＝６６N/ｍｍ^4となり、ヒンジ的支持基板３の自重による撓みが０.０４９５ｍｍ、１００ｇの荷重由来の撓みが２.５８９３ｍｍ、合計の撓み（δｃ）が２.６３８８ｍｍ…約２.６ｍｍである。すなわち支持基板２の撓み量δbよりもこれに連結されたヒンジ的支持基板３の方の撓み量δｃが約２.２倍大きい、あるいは支持基板２の端部を持って折り畳む時、ヒンジ的支持基板３の箇所で無理なく良く曲がる、ということを示している。シリコーンゴムの他の選択肢として、ゴム硬度４０度（ヤング率４.１Ｎ/ｍｍ^2）で厚さ２.０ｍｍのものが、上述のゴム硬度５０度、厚さ１.７ｍｍ品と殆ど同じ撓み量を持つので、これを使うこともできる。

図１１に、可撓性ディスプレイ折り畳み箇所の断面図その１を示す。重要な点は、ヒンジ的支持基板３は表示装置の筐体１０に取り付けられているが、曲がる箇所およびその先の支持基板２と系合し支える箇所では、可撓性ディスプレイおよび支持基板２と離れている（接着されていない）ことである。図１１の１１aのブロック矢印３１で示す。板ゴムを曲げると、曲げる外側は伸び、内側は縮む。本装置の場合、曲げる外側に殆ど伸びない可撓性ディスプレイと支持基板２があり、これらと接着されているとゴムの外側面は突っ張ってしまい伸びない。したがって、ゴムは曲がるとき全厚さにわたり縮むのみである。よほど柔らかいゴムを使わない限り、両者の合成ヤング率あるいは合成撓み量は所望の値の領域にはならない。そしてそのような柔らかなゴムは復元力が弱い。図１１の１１aでは支持基板２にヒンジ的支持基板３の自由端の微小な動きを受けるガイド３２(後述の１３も同機能)を設け、横方向の動きにはフリーであり曲げ方向には連動するように両者を系合させてある。なお、図１１の１１ｃはヒンジ的支持基板３を曲げてディスプレイを折り畳んだところである。

図１２aにより好ましい実施形を示す。ガイド３２は、上述のように、横方向の動きには拘束されず曲げ方向には連動するように、ヒンジ的支持基板３と支持基板２を系合させる手段であるが、これを、両者が重なった先でシリコーンゴム板３の厚みを減らし、さらにその先の端部で支持基板２と接着する構成に代替する。この接着部を番号３４で示す。こうすることで、番号３５（伸縮吸収部と呼称することにする）で示すシリコーンゴム板３の厚みが薄くなっているところで曲げる・戻す時の伸縮を吸収し、シリコーンゴム板は剛直な可撓性ディスプレイと支持基板２に拘束されることなく、曲げの外側が伸び、所定のヤング率で機能する。ヒンジ的支持基板３の他の実施形を図１２bに示す。ヒンジ的支持基板３はソリッドなゴム板ではなく構造体と成っている。上面板３６と下面板３７が薄い複数の壁３８で支えられている中空構造である。これを下方に押す力Ｆ１が働いた時、タッチ入力程度の弱い力では壁群がつっ張っており支持基板としては変形しない。しかしＦ１が一定値を超えて強くなると、薄壁は押し曲げられる。いったん押し曲げられた壁（図１２cの曲がった壁３９）は押し曲げ力に対して極めて弱くなり、図１２cのように弱い力Ｆ２でもってヒンジ的支持基板３を曲げることが出来る。図示はしていないが、縦方向の壁構造に代え梁方向に水平に並んだ薄い凹状の板群を並べた構造も使える。凹状であるが故につっ張って平面を保っていた板は同様にＦ１が一定値を超えて強くなると、平板形状になり弱い力で曲げられる。

一般的にゴム材は（的確な材料選定が前提ではあるが）大きく曲げた後も拘束を開放すれば元の状態に復元する。しかし、最後のわずかなところからは復元速度が落ち、時間がかかる、あるいはタイムラグが起こる。これを避ける手段として、図１２の裏カバー５が機能する。すなわち、裏カバー５を閉じ、軽ロック機構５１にて筐体１０に留める。この時、番号５２で示す裏カバー５の先端部が、シリコーンゴム製ヒンジ的支持基板３のつけ根の少し先を押し上げる。これが、例えば本棚等で使われる“棚受け”の機能を発揮し、強制的にゴムの最後の復元を支援するのである。このタイムラグ改善の他の手段として、ヒンジ的支持基板３を水平から上方向にあおるように筐体１０に取り付ける、と言う考え方もある。例えば支持基板２の自由端で５ｍｍ程度水平から上になるように取り付けるのである。後述の、開いた部分のディスプレイの自重による下方への撓みを吸収することにも寄与する（後述の図１１の１１bのブロック矢印３３の説明を参照）。開いた大画面表示部分は、時間が経てば水平ではなくわずか上側に凹面にはなる。わずかな凸面よりは使いやすいのではなかろうか。ここでは手段の考え方を提供するが、あおるかどうか、あおるならその量をいくらにするかなどは、使用感との関係もあり設計事項的選択肢であろう。

折り曲げ箇所のヒンジ的支持基板３と展開した大画面の支持基板２の変形量の比の適切な範囲を規定するのはかなり厄介である。比が大きければ大きいほど、折りたたんで格納する動作には少ない力で確実な感触が得られる。しかしそうするには、普通にはヒンジ的支持基板３をより柔らかくすることになり、大画面展開時の操作安定性が損なわれる方向に行く。大画面展開時の操作安定性を重視すると、ヒンジ的支持基板３の剛性を上げ支持基板２の剛性もそれ以上に上げることになる。この場合折り畳み格納する動作により強い力を必要とする。多々試行しての感触ではヒンジ的支持基板３が支持基板２にたいして２倍以上柔らかければ違和感無く所定の折り曲げ箇所で曲がってくれる。この条件のもとで、スムーズな折り畳み感と復元性・大画面展開時の安定性とが両立する設計とすればよい。例えば、前述のようにゴム硬度５０度で厚さ１.７ｍｍのシリコーンゴムの場合、曲げ柔らかさ（撓み量）は、支持基板２の２.２倍あり、格納時の感触は極めてスムーズである。もし大画面展開時の操作安定性をより良くしたい、特にタッチ入力時の揺れ動きをもっと少なくしたい、というのであれば、例えば、シリコーンゴムの厚さを２.０ｍｍにし、支持基板２の中央にもう一本のリブを入れて剛性をさらに上げる、と言う組み合わせも可能である。

課題（３）は可撓性ディスプレイを展開して大画面として使うとき、展開したディスプレイは筐体上のディスプレイと平面を形成しなければならない、という要件である。ディスプレイの柔軟性を活かそうとして支持基板を曲がり易い部材で構成すると、図７の７aのように垂れ下がったりして見にくいのである。課題（４）は展開した大画面表示の時タッチ入力が可能なくらいの剛性を持っていなければならない、という要件である。所定曲げ箇所の支持基板をヒンジ的に使うため曲がり易い部材を使うことになる。そうすると図７の７cのようにタッチのたびに上下に揺れてしまうのである。これを防ごうとして剛性の高いヒンジ的支持基板を用いると、今度は折り畳みにくくなるのである。

柔軟性・適度の剛性・復元性等の多様な特性を必要とするヒンジ的支持基板材料として、ゴム材料の中に適する解があり、それを前述の実施形態で説明した。すなわちヒンジ的支持基板３にゴム硬度５０度厚さ１.７ｍｍ（あるいは４０度で２.０ｍｍ）のシリコーンゴムを用いた。前記リブ付きポリカーボネイト樹脂シートの支持基板２との組み合わせにおいて、シリコーンゴムは残留歪を見せることなくほぼ水平位置まで復元した。しかし実際には、展開したディスプレイの自由端で、復元時、約０.７５ｍｍの撓みを生じる。これは主に支持基板２の重さによる撓みである。実感では“水平”と思われたが、あらかじめ撓み分上向きに取り付ける工夫をした。図１１の１１bのブロック矢印３３で示す。予め支持基板２による負荷のない状態で、その自由端位置を上方に例えば１ｍｍ、少し過剰にあおるように取り付けるのである。また、自由端にタッチ入力を模して１０ｇの荷重を印加すると、ポリカーボネイト樹脂支持基板２とシリコーンゴムヒンジ的支持基板３の剛性の撓みが０.５ｍｍを示した。これは殆ど違和感のないわずかな変移量である。

課題（３）および（４）に応えるより積極的な解決策は、折り曲げ箇所に機械的補助機構を設ける構成とするものである。ここで機械的補助機構を“棚受けブラケット”と呼称することにする。図１３、図１４に表示装置の折り曲げ箇所近傍の断面図を示す。図１３は可撓性ディスプレイ１を折り曲げて格納したところの断面図である。可撓性ディスプレイ１は所定の折り曲げ箇所ではヒンジ的支持基板３に裏打ちされ、表示装置本体の筐体１０の端部に巻きつけられるようにして格納されている。支持基板２は、この図では重なっているので分かりにくいが後述する筐体１０の下部の支持基板２の格納スペースに収まっている。番号５は後述する裏カバーであり、番号５１で示す軽ロック機構によって筐体１０に系合している。

図１４に上記格納状態から可撓性ディスプレイを復元し展開したところを同じく断面図で示す。番号１１は上述の、筐体１０の下部の支持基板２の格納スペースである。番号６が“棚受けブラケット”である。この一端が、支持基板２のヒンジ的支持基板３（この事例では、厚さ０.２５ｍｍのポリプロピレン樹脂シートを用いた）との接点近傍に設けられた回転軸８と系合しており、他端は筐体１０に設けられたスライドガイド７に系合するスライド端子９となっている。可撓性ディスプレイを展開したところで、スライド端子９はスライドガイド７の落ち込み部に収まり、軽くその位置が保持される。こうして部材６が棚受けブラケットの機能を持つことになるのである。

可撓性ディスプレイを格納するときは、展開した可撓性ディスプレイの筐体１０と反対側を少し強く下方に押せば、支持基板２は剛性を有しているのでその力がスライド端子９に伝わり、スライドガイド７の落ち込み部からスライド端子９は外れ、スライドガイド７に沿って筐体１０の内部側にスライドしていき、最終的には図１３のように格納される。格納されたところで、支持基板端部に設けられた図示していないロック機構で、格納のための力を抜いた時も格納姿勢を維持できるようにしてある。ここで用いた厚さ０.２５ｍｍのポリプロピレン樹脂シートのヒンジ的支持基板３は、先のシリコーンゴムの項で用いたのと同じ計算で、１００ｇ印加時の撓みの量は約３.６ｍｍであり、ポリカーボネイト樹脂シートから成る支持基板２の撓み量１.２ｍｍより３倍大きく、したがって所定の曲げ箇所＝支持基板３の場所で曲げ易い。また、裏カバー５と棚受けブラケットが干渉しないように、後者は筐体１０の長手方向（図９のｄの方向）の両端に配し、裏カバー５の立ちあがり部はわずか切り欠いておく。この棚受けブラケットを具備することにより、ヒンジ的支持基板３の単独では選択肢の狭い材料選びの幅が広がる。

『大画面での使用時も軽い力では揺れ動かない軽度の剛性を展開したディスプレイは保持していること』を数字で規定するのも感性が関係してくるので明解にはしにくいところである。タッチ入力で触るときの下方への圧力は使用者の癖によって大きな差がある。またその時の許容される“揺れ動き感”も人によって異なる。しかし可撓性ディスプレイの自由端に１０ｇの１点荷重をかけたとき、自由端の撓み変化量が２ｍｍ以下である試作品では、数人の使用感は基本的には許容できる、望ましくは１ｍｍ以下であって欲しい、というものであった。本実施形態では、前述のように約０.５ｍｍである。

格好の過剰曲がり防止部材は曲がり箇所の裏側に位置する筐体１０の側端部である。筐体１０の側端部に丸みを持たせ、これに沿うようにヒンジ的支持基板３を曲げて行く。図１２、図１３、図１８参照。展開したディスプレイの他の部分は、支持基板２によってヒンジ的支持基板３より剛性が高くしてあるので、この曲げ箇所でスムーズに曲げることが出来る。最後は筐体１０の丸み側端部と反対側の側端部の下部に設けた支持基板２のロック機構（図示していない）と系合させ、折りたたみ格納は完了する。このように筐体１０の側端部を過剰曲がり防止部材として活用するのである。図６に示した各種の方式ともども、過剰曲がり防止部材を無理なく当接させることが出来るのが、本発明の“裏側への折り畳む構成”の大きなメリットである。

他の課題解決手段が提示する実施形態は、表示装置本体裏面側に折り曲
げられた可撓性ディスプレイの表面を保護するカバーを具備するというものであり、課題５への回答である。すなわち、折り畳まれたディスプレイの表面が携帯端末の裏面を構成しているが、そのままでは常に手のひらで触れられていることになる。保管中に傷が付く恐れもある。一部品増えるが可撓性ディスプレイむき出しは避けたいものである。保護カバーを設けることにより、格納時のディスプレイ面を保護できる。図１９の１９aは表示装置の小画面での使用持を示す。そこから、矢印（１）で示すように裏カバー５を表示装置本体の筐体１０から開いていくのである。次いで１９bの矢印（２）で示すように裏カバー５を開き、矢印（３）で示すように可撓性ディスプレイの展開部分（支持基板２と３で裏打ちされている）を開いていく。開き終わったら１９bの矢印（４）で示すように裏カバーを閉じる。１９cが裏カバーを完全に閉じた状態であり、そこで大画面表示として使うのである。

本発明の一態様にかかる表示装置の筐体１０は、寸法的には前述のように幅８.５ｍｍ、長さ１６０ｍｍであり、厚さは８ｍｍである。この中に携帯端末およびタブレットとして必要なロジックボード、通信関連のボード（モデムチップセットやＧＰＳのチップセット等を搭載したもの）、タッチスクリーン制御ＩＣ、カメラモジュール・コンポーネント、バッテリーパックなどが実装されている。厚さ８ｍｍは、現在得られる可撓性ディスプレイの性能が損なわれない曲げ半径４ｍｍの２倍（すなわち曲げた時の円弧の直径）から決めたものである。許容曲げ半径が２ｍｍなら筐体１０の厚さは４ｍｍで良い。また筐体１０の内容物も、表示に必要な最小限度の部材にし、残りは一緒に携帯する他の端末からワイヤレスで供給を受けることも選択肢の一つである。

可撓性ディスプレイ１は、少なくとも薄膜表示部材とその薄膜駆動部材とから成り、表面保護層、タッチ入力感応層、支持基板等が必要に応じ付加される。薄膜表示部材としては有機エレクトロルミネッセンス表示装置が代表的なものである。可撓性が求める性能を満たせば薄膜液晶セルを用いることも可能である。薄膜駆動部材としては有機ＴＦＴが代表的である（引用文献３：GB2481367 (A) 公報）。１００μm〜３００μmのプラスチックシート上にスパッタリングされた薄膜シリコンＴＦＴもある（引用文献２：US2007/0196576A1号公報）。さらに１２.５μmのポリイミド基板上に設けられたＴＦＴアレイ・シートの開発も報じられており許容曲げ半径が０.１〜０.３ｍｍと非常に小さく「くしゃくしゃに折り曲げても丸めても特性が劣化しない」と説明されている。これらからなる可撓性ディスプレイで、さらに小さな許容曲げ半径を目指した開発が進められていくであろう。

支持基板２の代表的な実施形態としてリブ付き厚さ０.２ｍｍのポリカーボネイト樹脂シートを示した。このヤング率は２４５０Ｎ／ｍｍ^2である。他の素材としてヤング率３１４０Ｎ／ｍｍ^2のアクリル樹脂や、ほぼ同等のヤング率のポリアセタール樹脂が使える。金属の代表例としてステンレス鋼板シートを検討した。０.１５ｍｍ厚の場合が、自由端への１００ｇ印加時の撓み量は１.６ｍｍで実施形態のポリカーボネイトの１.７ｍｍと同等である。しかし重量は１４ｇでありポリカーボネイト基板の７.２ｇに比し重い。コストも考慮に入れると、支持基板２の材料は、樹脂系が勝る。

これまでの実施形態は、可撓性ディスプレイの性能が損なわれない最小曲げ半径が４ｍｍのケースで説明してきた。今後これが例えば２ｍｍやそれ以下の進展を見せるであろう。過剰曲がり防止部材の厚みは、本発明の実施例に限定されることなく、採用する可撓性ディスプレイの性能が損なわれない最小曲げ半径の２倍以上でさえあれば、他の設計要素を加味して自由に設定できるものである。また、表示装置の縦および横の寸法も、これまでの実施形態では、それぞれ１６ｃｍ、８.５ｃｍのケースで説明してきた。この場合、スマートフォンサイズの狭い画面で６.５インチ、展開したタブレットサイズの広い画面で８.８インチの画面サイズであった。当然他のサイズの選択も可能である。例えば、縦・横を１４ｃｍ・７ｃｍと少し小型にすることも良いであろう。この場合、小画面は５.５インチ、大画面は７.３インチ程度となる。

本発明の基本概念は、繰り返しであるが、可撓性ディスプレイを閉じてスマートフォンサイズ、広げて展開してタブレットサイズというサイズ領域に限定されるものではない。例えば可撓性ディスプレイを閉じてＡ４、広げて展開してＡ３サイズという構成も単なる他の事例であるが有効な構成である。Ａ３サイズは新聞のタブロイド版に相当し、大画面として独自の存在感を有している。しかし通勤などで普通に使われているカバンには入らない。半分のＡ４サイズならカバンに入る。ここでも、本発明の基本概念が有効に機能するのである。

薄くて軽いことを最大の特徴とする可撓性ディスプレイである。大画面で特にその特徴が活かされる。そのなかで、曲面広告などへの応用は本発明とは別ジャンルである。持ち運びには丸めて筒状の容器に入れれば良い。しかし、使用時はどんな姿勢でもフラットであって欲しい、あるいは画面に触れても揺れ動かないで欲しい、しかも持ち運びは少しでも容易にしたい、という要求には本発明の概念が応えてくれる。カバンに入ることはあきらめるにしても、剛性があって曲げられないＡ２サイズの表示装置は、たとえ薄くて軽かろうが電車に持ち込んで運ぶのはかなり大がかりことである。大きさは４２ｃｍｘ５９.４ｃｍである。しかし半分のサイズのＡ３サイズ（２９.７ｃｍｘ４２ｃｍ）ならば体の幅よりは狭くなるので抱きかかえて電車に持ち込める。Ａ１サイズ（５９.４ｃｍｘ８４ｃｍ）でも、３つ折りにすれば幅は２８ｃｍになり同様に可能となる。

大型サイズの実施例を、図１５、図１６に示す。先ず図１５の１５aは、可撓性ディスプレイを折り畳んだところである。過剰曲がり防止部材は、一例として前述の空気パッド６２−１を使っている。次に１５bはこの可撓性ディスプレイを開いて平面に展開したところである。筐体１０のヒンジ的支持基板３側の端部に、棒状の棚受けブラケット１４の送り出しガイド１２を設ける。一方、可撓性ディスプレイに使用時のフラット性をもたらす軽量剛性支持板２のヒンジ的支持基板３側の端部に棚受けブラケット受け部材１３（前述の３２と同機能）を設ける。この表示装置がシンプルに表示機能に徹したものである場合、例えば電源も表示情報も全て別な装置から受け取るような場合、筐体１０は使わない。そのような場合は、筐体１０を軽量剛性支持板２に置きかえればよい。この場合は、棚受けブラケット送り出しガイド１２は、こちら側の剛性支持板２のヒンジ的支持基板３側の端部に設けられる。

図１６はヒンジ的支持基板３近傍の拡大図である。棚受けブラケット送り出しガイド１２の中にスライド移動可能な棒状の棚受けブラケット１４が格納されている。可撓性ディスプレイを展開したところ（１６a）で、この棒状棚受けブラケット１４をスライドさせて送り出し、対岸の棚受けブラケット受け部材１３の中の受け入れガイド１３−１に系合させる。これによって棚受けブラケットが機能する。すなわち展開した可撓性ディスプレイ１は、この棚受けブラケット１４と支持基板２によって平面を形成・維持するのである。なお、棚受けブラケット１４は、過剰曲がり防止部材６２−１と干渉しないように両端に配される。特に大型画面で、平面維持に両端の２か所では不足であれば、中央部や適宜な箇所に過剰曲がり防止部材を切り欠いて、追加配置すればよい。

折り曲げ箇所にばね部材を用いるのも一案である。例えば復元用キックバネ（ねじりばね）を設ける構成である。図１７に表示装置の折り曲げ箇所近傍の断面図にて、表示面を展開したところを示す。番号１５がキックバネであり、表示装置本体の筐体１０の両端部に装着されている。作用腕１７が支持基板２のリブ部分に設けられた作用腕のガイド筒１８に入り込んでいる。キックバネの他端１６は固定腕であり、筐体１０に固定されている。図１８は表示面を格納したところである。キックバネ１５の作用腕１７に連なるバネは巻き込まれその胴径は小さくなって力を吸収している。

ここで用いたキックバネの諸元は、ステンレス鋼線材で線径０.６５ｍｍ、コイル平均径６ｍｍ、有効巻数８巻き、これを芯金径４.６ｍｍに巻いたものである。作用腕１７の実効長さを１５ｍｍ、固定腕１６の長さを１０ｍｍ、無荷重時のねじれ角度を水平から１０度上方とし、折り曲げ角度を水平から１８０度とした。この１０度は支持基板２の重さがかかると、ちょうど０度となる角度として設計した。また１８０度に曲げる力はキックバネ１個で２.３Ｎ（約２３０ｇ）必要であり、バネ２個で約４６０ｇである。

実施形態はヒンジ的支持基板３にシリコーンゴムを用いた。他のゴム材料でも、柔軟性と適度の剛性の組み合わせは、必要とされるゴム硬度と厚さと梁としての長さ（可撓性ディスプレイの曲げ許容値から決まる）等との関係で設計すれば良い。ただし復元性（残留歪無しあるいは極少）の確保には使用するゴム材料の選択肢は限られる。ゴム物性としては圧縮永久ひずみ特性が優れたものが必要である。これらの観点から、シリコーンゴム以外ではウレタンゴム、クロロプレンゴム、イソプレンゴム等が適する。あるいは天然ゴムやブタジェンゴム等も使える可能性がある。

入力を大別すると、ソフトキーボード入力と、マウス入力における矢印のように操作対象を指示する入力に分けられる。タッチ入力方式の場合、大画面に展開して使う時はわずかではあるが揺れ動く。前述のようにヒンジ的支持基板３の柔軟性の適切な設計と剛性のある支持基板２の組み合わせ、あるいは棚受けブラケット等の補助機構を具備することで、最低限問題無いレベルは得られるが、さらに揺れ動きを軽減する方法がある。タッチ入力において、ソフトキーボード入力と操作対象を指示する入力の両者における力の入り具合を比較すると、どうしても前者のほうが大きくなる。特にフリック入力等はついつい力が入ってしまうものである。この点に着目し、ソフトキーボードを剛体上に配置するのである。すなわち大画面に展開して使う時の画面構成において、図２０の番号１９で示すように、ソフトキーボードを剛性の高い表示装置本体の筐体１０の上面に寄せて配置するのである。これはいわゆる親指入力にも対応しており、極めて合理的な配置である。従来のタブレットは両手で保持し操作することが前提であるので、このような画面配置は考慮されていない。そして必要に応じ操作対象を指示する入力を他方の手の指先で番号２０の様にタッチするのであるが、こちらのタッチする力はソフトキーボードへの入力に比しかなり弱いものであり、それだけ揺れ動きは少ないのである。同じ観点から、手書き入力を採用する装置では、表示装置本体の筐体１０の上面に入力領域を寄せて配置する画面配置とすれば良い。

可撓性ディスプレイの可撓性を効果的に活用し、ディスプレイを表示面の裏側に１８０度曲げて格納し例えばスマートフォンとして使う、そして元に戻して大画面のタブレットとして使う、そのような表示装置の新規な構成を提案し、実用に供するための課題・必要条件を明らかにし、解決策としての要素技術を考案してきた。将来非接触入力例えば目線入力の進化や、指などを画面に近接させるだけで入力できる技術等が使えるようにあるであろう。実際ＩＧＺＯを使った表示部駆動装置では、ＩＧＺＯの持つ極めてノイズの少ない特徴から、爪先を近接させると微弱ではあるが検出信号が現れる。爪先近接入力方式が予見できる。ノイズが大きい現在の表示部駆動装置では、近接ではＳＮ比が取れず検出はできない。これが可撓性も兼ね備えて実現された暁には、課題（４）のタッチ入力時の画面の揺れ動きは問題では無くなる。支持基板の組み合わせは、課題（２）折り畳み易さと課題（３）開かれたディスプレイの水平までの復元性のバランスから設計すれば良いことになる。

可撓性ディスプレイの許容曲げ半径は、現在４ｍｍのものが発表されているが、今後さらに小さくなっていくであろう。例えば、許容曲げ半径１.５ｍｍとなれば直径で３ｍｍである。表示装置本体の厚さも３ｍｍ程度の薄さにしなければ、せっかくの大きな曲率での曲げ可能な可撓性ディスプレイを使う意味が薄れる。この３ｍｍから、折り畳んだ支持基板２の厚さ分と筐体の外装の厚さを引くと、筐体内には表示に必要な必要最小限の部品しか内蔵させられない。なけなしの筐体厚みを少しでも内蔵スペースに回せるように、支持基板２の厚みを０.１ｍｍに減らす。リブの高さも最大値の１.５ｍｍとしその幅を１０ｍｍで設計すると、１００ｇ印加時の撓み量は５.５ｍｍである。これに対応させヒンジ的支持基板３は、硬度６０度で厚さ０.８ｍｍのシリコーンゴムとする。１００ｇ印加時の撓み量は１４.４ｍｍであり、支持基板２のそれの２倍強である。両者の合成復元量は水平から−１.５ｍｍであり、問題無い。１０ｇ印加時の合成撓み量は２.２ｍｍであり、タッチ入力時の揺れ動きは大きく、問題である。前述のソフトキーボード剛体上（筐体上）配置や非接触入力技術の援用が必要である。

１/２に折り曲げるだけでなく１/３に折り曲げることも可能である。図２２に示す。２か所に折り曲げ箇所を有する構成である。いずれも画面の裏側方向への折り曲げである。２２aが２画面とも折り畳んだスマートフォンサイズであり、２２bが第２画面だけを展開した中間サイズであり、２２cが第３画面まで展開したフルサイズ画面である。図２２では平面図と断面図を使用しているが便宜的に縮尺を違えている。断面図を見やすくするために大きくしてある。この例は、上記の曲げ折れ許容半径１.０ｍｍの可撓性ディスプレイを想定した設計である。第３画面の曲げ箇所は上記のゴム硬度６０度で厚さ１.１ｍｍのシリコーンゴムを用いた。中間画面用の曲げ箇所は、図１６の棒状棚受けブラケット１４を用いた。なお番号２２は、折り畳んだ画面の固定用部材である。

厚さが約５ｍｍ以下の薄型表示装置を大画面で使う時には新たな課題が生じる。表示装置の保持が出来るかどうかという問題である。前述の厚さ３ｍｍの筐体の場合、裏カバーを付けたとしても本体の厚さは４ｍｍ程度であり、指先をかけて持つことは難しくなる（スマートフォンサイズで使用するときは問題無い・・・図２１の２１a参照）。タブレットのように開いて大画面サイズで使う時は、図２１の２１bのように手のひらと親指で挟んで保持することになるが、操作は不安定である。裏カバーの表面に滑りにくい処理を施すとよいが不十分である。よりしっかり保持するためには、表示装置裏側に図２１の２１cの番号２１-１で示すような保持補助部材を設ける。２１cでは表示装置を裏返し上下を逆さまにした様子で示した。この保持補助部材は伸縮性のある帯カバーであり、図２１の２１dの番号２１-２のように指先を入れて使用する。この伸縮性のある帯カバーは手先あるいは指をしっかり保持するために、番号２１−３のように、両端と中央部で裏カバーに取り付けてある。形状は帯状に限らず裏側全面でも良いし、逆に２〜３の指を対象とした部分的配置でも良い。図示はしていないが、表示装置筐体の指先側の端部あるいは底部に折り畳み式の小片を設け、展開して大画面で使う時はこれを起こし、指先が掛かるようにする、このような保持補助部材も確実な保持を担保出来る。現在のタブレットが一層の軽量化と薄型化を進めてくると、片手保持でなおかつ片手入力が出来るという離れ業が望まれるはずである。この保持補助部材およびその基本コンセプトは、それを回避する要請にこたえる技術でもある。

これまで説明に用いた図は、右利きの人を前提にしたものであった。従来のスマートフォンでは問題無いが、タブレットサイズでの使用を考えたとき、左利きの使用者のために逆方向へのディスプレイ画面の展開が必要なこともある。だからといって左利き用の製品を別途作る必要はない。右手用の表示装置を上下逆さにして使えば良いのである。そのために姿勢を検知するセンサーを内蔵させ、装置の上下を検出し、画面を左手操作用あるいは右手操作用と切り換えるのである。

本発明は以上の実施形態に限定されることなく、『軽くて薄くて小型で携帯や片手保持に便利である。しかも広げて大画面として使うときも剛性がありしっかりした使い方が出来る。そのために可撓性があるディスプレイを用い表示画面の裏側に折り畳む、これを具現化した構造を有する表示装置』は、様々な製品設計の目的に応じて活用することが出来る。１段折りに限らず、２段折り３段折り、さらなる多段折も可能である。可撓性ディスプレイを構成する薄膜表示部材やその薄膜駆動部材も、また折り曲げ箇所の可撓性・柔軟性や他の箇所の剛性の許容値も実施例に限定されるものではなく、その製品の用途に応じ設計されるものである。

１可撓性ディスプレイ
２支持基板
３ヒンジ的支持基板
４リブ
５裏カバー
６棚受けブラケット
７スライドガイド
８回転軸
９スライド端子
１０表示装置本体の筐体
１１筐体に設けられた支持基板２の格納スペース
１２筐体に設けられた棚受けブラケット送り出しガイド
１３支持基板２に設けられた棚受けブラケットの受け部材
１３−１受け部材の中の受け入れガイド
１４棒状の棚受けブラケット
１５キックバネ
１６固定腕
１７作用腕
１８作用腕のガイド筒
１９ソフトキーボード画面
２０操作対象のタッチ入力
２１−１保持補助部材：非使用時
２１−２保持補助部材：使用時
２１−３保持補助部材の裏カバーへの取り付け部
２２畳んだ画面の固定用部材
３１ヒンジ的支持基板３と可撓性ディスプレイおよび支持基板２を離すことを示すブロック矢印
３２支持基板２に設けたヒンジ的支持基板３のガイド
３３ヒンジ的支持基板３を、撓み分上向きに取り付けたことを示すブロック矢印
３４ヒンジ的支持基板３の厚みを減らした先の接着部
３５ヒンジ的支持基板３の伸縮吸収部
３６中空構造タイプのヒンジ的支持基板３の上面板
３７同上の下面板
３８同上の薄壁
３９同上の曲げられた薄壁
５１裏カバーの軽ロック機構
６１−１回転軸過剰曲がり防止部材
６１−２連結棒
６２−１空気パッド
６２−２曲げられた空気パッド
６３−１ゴムパッド
６３−２曲げられたゴムパッド

Claims

携帯用機器の表示装置であって、その一部が携帯用機器筐体と一体となって筐体の上面を構成しさらに該筐体上面を越え延伸して成る単一の可撓性ディスプレイを具備し、該可撓性ディスプレイは、少なくとも可撓性薄膜表示部材と該表示部材の可撓性薄膜駆動部材と薄層支持基板とを積層して成り、延伸部分の所定の折り曲げ箇所では表示面の裏側に１８０度曲げることができる可撓性を有しもって筐体上面だけに表示面を有する小型携帯用機器になり、曲げた状態から復元し開けば可撓性ディスプレイの全面を使うシームレスな大画面表示携帯用機器になること、加えて該所定の曲げ箇所では可撓性ディスプレイの性能が損なわれない最小曲げ半径以下には曲げ折られないようにする過剰曲がり防止部材と、可撓性とともに復元力を有する部材の支持部材あるいは曲げ畳めかつ復元して水平にする補助機構を具備すること、および他の延伸部分は大画面での使用時の水平維持と折り畳んだ時の筐体との合わさった厚さを最小化するための薄層かつ剛性を有する部材で裏打ちされている構成であること、を特徴とする携帯用機器の表示装置