JP6293094B2 - ２つの重なったディスプレイデバイスを含むディスプレイアセンブリ - Google Patents

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Description

本発明は、２つの重なったディスプレイデバイスを含む、ディスプレイアセンブリに関する。より具体的には、本発明は、腕時計等の携帯用物品の内部に収容するよう構成された上記のようなディスプレイアセンブリに関する。
液晶ディスプレイデバイス又は有機発光ダイオードディスプレイデバイス等のアクティブデジタルディスプレイデバイスによって表示される情報の可読性は、環境光条件に大いに左右される。いくつかのデジタルディスプレイデバイスの場合、表示された情報は、明るく照らされた環境では良好な状態で読むことができるが、暗い環境では読むのが困難である。反対に、他のカテゴリのデジタルディスプレイデバイスは、薄暗がり又は暗闇において良好な品質の表示を提供するが、これは白昼に事実上使用できない。
例えば、半透過型液晶ディスプレイセル、即ち反射現象を用いて大量の太陽光の中で視認でき、バックライトデバイスを使用することにより、透過によって夜でも視認できる情報を表示できる液晶セルについて考えたい。このような半透過型液晶ディスプレイセルは、太陽光を可能な限り良好に反射できるように最適化されており、従ってこれは、明るい条件での表示情報の良好な可読性を保証する。しかしながら、このような半透過液晶ディスプレイセルが太陽光を可能な限り良好に反射できるようにするためには、上記セルの透過効率は大幅に制限される。従って、表示された情報を薄暗がりでも読むことができるように、バックライトデバイスを作動させるが、バックライトデバイスが生成する光の大部分は、吸収現象で失われる。よってエネルギ効率は不十分である。更に、液晶セルが表示する情報の光学的品質は、視野角に大きく左右される。
有機発光ダイオードディスプレイデバイス等の発光性ディスプレイデバイスは、光学的品質が視野角に左右されないため、液晶ディスプレイセルよりも優れた光学的品質を有する。それにも関わらず、これらの高品質発光性ディスプレイデバイスでは反射性動作モードは不可能である。したがってこれらが表示する情報は屋内又は暗闇で極めて読み取り易いが、ひとたび屋外で見ると読むのが困難になる。この問題を克服するために、発光性ディスプレイデバイスに供給される電流の量を増大させて、最低レベルの可読性を保証する必要がある。更に、通常使用条件においてでさえ、このような発光性ディスプレイデバイスは、反射性液晶ディスプレイセルよりも多くの電流を使用する。発光性ディスプレイデバイスの電力消費は、例えば１年以上持続することが通常求められるバッテリを唯一のエネルギ源とする時計において、発光性ディスプレイデバイスを常にオンのままとすることができないほどのものである。
本発明の目的は、明るく照らされた環境及び暗い環境の両方で適切に動作する、腕時計等の携帯用物品のためのディスプレイアセンブリを提供することによって、上述の問題及びその他の問題を克服することである。
この目的のために、本発明は、携帯用物品のためのディスプレイアセンブリに関し、上記ディスプレイアセンブリは、観察者側に配置された第１の反射性ディスプレイデバイスを含み、この第１のディスプレイデバイスは、オフになっている場合の透明な状態と、オンになっている場合の反射性状態との間で切り替え可能であり、第２の発光性ディスプレイデバイスは、上記第１の反射性ディスプレイデバイスの下側に配置される。
本発明の補助的な特徴によると、反射性ディスプレイデバイスは発光性ディスプレイデバイスに接着される。
本発明の別の特徴によると、反射性ディスプレイデバイスは、接着剤フィルム又は液体接着層を用いて発光性ディスプレイデバイスに接着される。
これらの特徴の結果として、本発明は、環境光条件とは無関係に最適な様式で動作する、腕時計等の携帯用物品のためのディスプレイアセンブリを提供する。白昼においては、情報は好ましくは反射性ディスプレイデバイスによって表示されることになる。実際には、この反射性ディスプレイデバイスは、情報の表示に日光を利用しており、エネルギ効率が高い。従って常にオンのままとすることができ、情報の良好な可読性を提供する。対照的に、薄暗がり又は暗闇では、情報は発光性ディスプレイデバイスによって表示されることになる。このような発光性ディスプレイデバイスは、反射性ディスプレイデバイスよりも多くの電流を使用するが、これによって表示される情報は、夜間又は暗闇において、特に視野角の影響を受けない極めて良好な光学的特性を有するものとして視認できる。
本発明の第１の変形実施形態によると、第１のディスプレイデバイスは反射性液晶ディスプレイセルを含み、第２のディスプレイデバイスは発光性有機発光ダイオードディスプレイセルを含む。
本発明の第２の変形実施形態によると、第１のディスプレイデバイスは反射性液晶ディスプレイセルを含み、第２のディスプレイデバイスは、その下側にバックライトデバイスが配設された、透過性液晶ディスプレイセルを含む。
これらの特徴及びその他の特徴の結果として、本発明は、情報を常に、低い電気的エネルギ消費で簡潔にかつ読み取り易く表示できる、ディスプレイアセンブリを提供する。特に本発明は、暗闇であっても視認できる大量の情報を表示できるディスプレイアセンブリを提供する。
本発明のその他の特徴及び利点は、本発明によるディスプレイアセンブリのいくつかの例示的実施形態に関する以下の詳細な説明から、更に明らかになるであろう。これらの例は、添付の図面を参照して、単なる非限定的な例示として挙げられている。
図１は、本発明によるディスプレイアセンブリの第１の実施形態の断面図であり、これは、有機発光ダイオードディスプレイセルに接着された反射性液晶ディスプレイセルを含む。 図２Ａ〜図２Ｄは、図１に示すディスプレイアセンブリの動作モードの概略図であり、図２Ａは、液晶ディスプレイセル及び有機発光ダイオードディスプレイセルが共にオフである場合、図２Ｂは、液晶ディスプレイセルがオフ、有機発光ダイオードディスプレイセルがオンである場合、図２Ｃは、液晶ディスプレイセルがオン、有機発光ダイオードディスプレイセルがオフである場合、図２Ｄは、液晶ディスプレイセル及び有機発光ダイオードディスプレイセルが共にオンである場合を示す。 図３は、図１に示す本発明によるディスプレイアセンブリの変形実施形態の断面図であり、ここでは単偏光子液晶ディスプレイセルが有機発光ダイオードディスプレイセルに接着されている。 図４Ａ〜図４Ｄは、図３に示すディスプレイアセンブリの動作モードの概略図であり、図４Ａは、単偏光子液晶ディスプレイセル及び有機発光ダイオードディスプレイセルが共にオフである場合、図４Ｂは、単偏光子液晶ディスプレイセルがオフ、有機発光ダイオードディスプレイセルがオンである場合、図４Ｃは、単偏光子液晶ディスプレイセルがオン、有機発光ダイオードディスプレイセルがオフである場合、図４Ｄは、単偏光子液晶ディスプレイセル及び有機発光ダイオードディスプレイセルが共にオンである場合を示す。 図５は、本発明によるディスプレイアセンブリの第２の実施形態の断面図であり、これは、バックライト付き透過性液晶ディスプレイセルに接着された反射性液晶ディスプレイセルを含む。
本発明は、白昼及び薄暗がり又は暗闇の両方において情報を読み取り易く表示でき、かつ電気的エネルギ消費が最適であるディスプレイアセンブリを提供する、という一般発明概念に由来するものである。この目的を達成するために、本発明は、ディスプレイデバイスが透明となるオフ状態と、ディスプレイデバイスが環境光を反射できるオン状態との間で切り替えられるよう配設された表示デバイスを、発光性ディスプレイデバイスと組み合わせることを教示する。反射性ディスプレイデバイスは典型的には液晶ディスプレイセルであり、発光性ディスプレイデバイスは典型的には有機発光ダイオードディスプレイセル、又はバックライトデバイスが連動する透過性液晶ディスプレイセルである。白昼における情報の表示のためには反射性ディスプレイデバイスの使用が好ましく、これは太陽光の反射によって、低い電気的エネルギ消費で情報をはっきりと読み取り易く表示できる。薄暗がり又は暗闇における情報の表示のためには、発光性ディスプレイデバイスの使用が好ましい。発光性ディスプレイデバイスの、特にコントラスト及び色彩再現性に関して優れた光学的特性により、このような発光性ディスプレイデバイスは、大量の情報を極めて読み取り易く表示できる。特に、表示された情報の可読性は視野角に左右されない。更に、薄暗がり又は暗闇にも関わらず、表示された情報の良好な可読性を保証したまま、上記発光性ディスプレイデバイスのエネルギ消費を有意に削減できる。従って、極めて低いエネルギ消費で情報を常に表示できる、積層体の頂部に配置された反射性ディスプレイデバイスと、薄暗がり又は暗闇において必要な情報を極めて読み取り易く表示できる、積層体の底部に配置された発光性ディスプレイデバイスとを含む、ディスプレイアセンブリが提供される。
図１は、本発明によるディスプレイアセンブリの第１の実施形態の断面図である。全体を通して参照番号１で表されているこのディスプレイアセンブリは、観察者４の側に配置された第１の反射性ディスプレイデバイス２と、第１の反射性ディスプレイデバイス２の下側に配設された第２の発光性ディスプレイデバイス６とを含む。
本発明によると、第１の切り替え状態では反射性、第２の切り替え状態では透明となる第１の反射性ディスプレイデバイス２は、液晶ディスプレイセル８を含む。この液晶ディスプレイセル８は、限定するものではないが、観察者４の側に配置された前方基板１０と、前方基板１０から離間してこれと平行に延在する後方基板１２とを含む。これら２つの前方基板１０及び後方基板１２は、ガラス又はプラスチック等の透明な材料で作製される。これら２つの前方基板１０及び後方基板１２は、密閉フレーム１４によって互いに接合され、上記密閉フレーム１４は、液晶１６を内包するための閉鎖容積の範囲を画定し、上記液晶１６の光学的特性は、前方基板１０の下面に配設された透明電極１８と、後方基板１２の上面に配設された透明対電極２０との間の特定のクロスポイントに適切な電圧を印加することによって修正される。電極１８及び対電極２０は、インジウム−亜鉛酸化物、又はＩＴＯとして知られるインジウム−スズ酸化物といった、透明かつ導電性の材料で作製される。
本発明の場合、ねじれネマティック方式（ｔｗｉｓｔｅｄ ｎｅｍａｔｉｃ：ＴＮ）、超ねじれネマティック方式（ｓｕｐｅｒ ｔｗｉｓｔｅｄ ｎｅｍａｔｉｃ：ＳＴＮ）又は垂直配向型（ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙ ａｌｉｇｎｅｄ：ＶＡ）といった液晶位相のいずれを想定してよい。同様に、直接アドレス指定、アクティブマトリクスアドレス指定又はパッシブマトリクスアドレス指定といったあらゆるアドレス指定スキームを想定してよい。
接着層２４を用いて、吸収性偏光子２２を前方基板１０の上面に接着する。この接着層２４は、接着フィルム又は液体接着層として形成してよい。吸収性偏光子２２を液晶ディスプレイセル８上に接着するために使用される接着剤は、正反射又は乱反射のいずれが必要かに応じて、透明であるか又は僅かに拡散性であってよい。吸収性偏光子２２は、例えばヨウ素系又は染料タイプの偏光子であってよい。
接着層２８を用いて、反射性偏光子２６を後方基板１２の下面に接着する。上記接着層２８は、正反射又は乱反射のいずれが必要かに応じて、透明であるか又は僅かに拡散性であってよい。反射性偏光子２６は、ワイヤグリッド偏光子タイプのものであってよい。また反射性偏光子２８は、強め合う又は弱め合う干渉の効果によって偏光反射又は透過を引き起こす、米国の企業である３Ｍ（登録商標）社が販売している反射型偏光性フィルム（ｄｕａｌ ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ ｆｉｌｍ：ＤＢＥＦ）又はＡＰＦ偏光子といった、一連の複屈折性層からなる偏光子であってもよい。
また本発明によると、第２の発光性ディスプレイデバイス６は、これ以降「ＯＬＥＤ」と呼ばれる有機発光ダイオードを備えた、発光性ディスプレイセル３０を含む。このＯＬＥＤディスプレイセル３０は、ガラス又はプラスチック材料製の透明基板３２と、上記基板３２から離間して平行に延在する封止カバー３４とを含む。基板３２及び封止カバー３４は、密閉フレーム３６によって互いに接合され、上記密閉フレーム３６は、全体を通して参照番号３８で表される発光層の積層体を内包するための空気及び湿気から遮断された閉鎖容積の範囲を画定する。例えばインジウム−スズ酸化物即ちＩＴＯで作製された上側透明電極４０と、アルミニウム若しくは銀、カルシウム、又はアルミニウム若しくは銀とカルシウム、リチウム若しくはマグネシウムとの金属合金といった材料を使用して作製された下側反射性電極４２とは、発光層３８の積層体の各側に構成される。
液晶ディスプレイセル８は、観察者４から見てＯＬＥＤセル３０の上側に配置される。好ましくは液晶ディスプレイセル８は、接着フィルム又は液体接着層で形成された透明接着層４４を用いて、ＯＬＥＤセル３０上に接着される。本発明によるディスプレイアセンブリ１の光学的品質を損なうことになる２つのセルの間での迷光反射の問題を回避するために、液晶ディスプレイセル８をＯＬＥＤ３０上に接着することが好ましい。
吸収性偏光子４８及び１／４波長板５０で形成された円偏光子４６を、液晶ディスプレイセル８とＯＬＥＤセル３０との間に挿入する。この円偏光子４６の目的は、環境光を吸収することによって、ＯＬＥＤセル３０がオフに切り替えられたときにＯＬＥＤセル３０に黒色の外観を与えることである。１／４波長板５０は、接着層５１を用いて基板３２に固定される。
本発明の補助的な特徴によると、液晶ディスプレイセル８の反射性偏光子２６の透過軸は、ＯＬＥＤディスプレイセル３０の円偏光子４６に属する吸収性偏光子４８の透過軸に対して平行に配向される。このようにすることで、液晶ディスプレイセル８が透過モードである場合に、ＯＬＥＤディスプレイセル３０が放出した直線偏光線が液晶ディスプレイセル８を通過する。反対に、液晶ディスプレイセル８を通過することによってＯＬＥＤディスプレイセルに到達する環境光は、円偏光子４６によって円偏光される。この光はその後反射性の下側電極４２によって反射され、円偏光の回転方向の反転、及び円偏光子４６による光の吸収が引き起こされる。よって、本発明によるディスプレイアセンブリ１は、観察者４にとっては黒色に見える。
図２Ａ〜２Ｄは、液晶ディスプレイセル８又はＯＬＥＤディスプレイセル３０が使用中であるか使用中でないかに応じた、本発明によるディスプレイアセンブリ１の動作モードを、概略的に示す。これ以降、液晶ディスプレイセル８はねじれネマティック方式セルであるものと仮定する。この例は、液晶ディスプレイセル８がねじれネマティック方式のものであれば、本発明によるディスプレイアセンブリ１の動作を説明し易いことを理由として、単なる非限定的な例示として挙げるものである。しかしながら液晶ディスプレイセル８は、超ねじれネマティック方式又は垂直配向型といった別のタイプのものであってよいことを理解されたい。
より具体的には、図２Ａでは、液晶ディスプレイセル８及びＯＬＥＤディスプレイセル３０は共にオフに切り替えられている。従って液晶ディスプレイセル８は透明である。参照番号５２で表される環境光は、吸収性偏光子２２によって直線偏光される。環境光５２は続いて、液晶ディスプレイセル８を通過する際に９０°回転される。反射性偏光子２６の透過軸は、吸収性偏光子２２の透過軸が延在する方向に対して垂直な方向に延在しているため、反射性偏光子２６は環境光５２に修正を与えることなくこれを通過させ、環境光５２はＯＬＥＤディスプレイセル３０の方向へと伝播する。環境光５２は、ＯＬＥＤディスプレイセル３０に進入する前に、円偏光子４６によって円偏光される。最後に環境光５２はＯＬＥＤディスプレイセル３０を通過し、ＯＬＥＤディスプレイセル３０において反射性の下側電極４２で反射される。反射性下側電極４２へと反射された後、光の円偏光の回転方向は反転され、これにより光は円偏光子４６によって吸収される。よって、ディスプレイアセンブリ１は、観察者４にとっては黒色に見える。
図２Ｂでは、液晶ディスプレイセル８はオフされており、ＯＬＥＤディスプレイセル３０はオンされている。従って液晶ディスプレイセル８は透明であり、ＯＬＥＤディスプレイセル３０が放出した光を通過させる。
より具体的には、吸収性偏光子２２によって直線偏光された環境光５２は、反射性液晶ディスプレイセル８を通過する際に９０°回転され、続いて環境光５２は、吸収性偏光子２２の透過軸に対して垂直な透過軸を有する反射性偏光子２６によって修正されることなく透過する。環境光５２は続いて円偏光子４６によって円偏光され、円偏光子４６は、吸収性偏光子４８の透過軸が反射性偏光子２６の透過軸に対して平行に配向されていることにより、光を吸収することなく透過させる。最後に、環境光５２はＯＬＥＤディスプレイセル３０に進入する。ＯＬＥＤディスプレイセル３０において、環境光５２は透明下側電極４２によって反射される。この反射の瞬間、光の円偏光の回転方向は反転され、これにより、光が円偏光子４６を再び通過する際に、光は円偏光子４６によって吸収される。更に、ＯＬＥＤディスプレイセル３０が放出する光の半分は、吸収性偏光子４８に吸収され、その一方で、反射性偏光子２６の透過軸が、円偏光子４６に属する吸収性偏光子４８の透過軸に対して平行に配向されているため、直線偏光された光の残りの半分はまず、修正されることなく反射性偏光子２６を通過する。液晶ディスプレイセル８を通過する際、偏光線は９０°回転され、これによって、光の偏光方向は最終的に、吸収性偏光子２２の透過軸に対して平行となり、光は吸収されることなく吸収性偏光子２２を横断する。従って、表示される情報は暗色の背景上で明るく見える。
図２Ｃでは、液晶ディスプレイセル８は反射モードでオンにされ、ＯＬＥＤディスプレイセル３０はオフに切り替えられる。従って液晶ディスプレイセル８は環境光５２を反射し、液晶ディスプレイセル８が表示する情報は、ＯＬＥＤディスプレイセル３０が提供する暗色の背景上で明るく見える。液晶ディスプレイセル８の明るいピクセルとＯＬＥＤディスプレイセル３０の暗色の背景との間のコントラストにより、情報を極めて読み取り易く表示できる。
より具体的には、液晶ディスプレイセル８の切り替えられていない領域において、吸収性偏光子２２によって直線偏光された環境光５２は、液晶ディスプレイセル８を通過する際に９０°回転され、吸収性偏光子２２の透過軸に対して垂直な透過軸を有する反射性偏光子２６によって修正されることなく透過する。環境光５２は続いて円偏光子４６によって円偏光され、円偏光子４６は、吸収性偏光子４８の透過軸が反射性偏光子２６の透過軸に対して平行に配向されていることにより、光を吸収することなく透過させる。最後に、環境光５２はＯＬＥＤディスプレイセル３０に進入し、このＯＬＥＤディスプレイセル３０において、環境光５２は透明下側電極４２によって反射される。その瞬間、円偏光の回転方向は反転され、これにより、光が円偏光子４６を再び通過する際に、光は円偏光子４６によって吸収される。更に、液晶ディスプレイセル８の切り替えられた領域において、環境光５２は、吸吸収性偏光子２２によって直線偏光された後、修正されることなく液晶ディスプレイセル８を通過し、これによって、環境光５２の偏光方向は、反射性偏光子２６の透過軸に対して垂直となり、従って上記偏光子２６の反射軸に対して平行となる。その結果環境光５２は、反射性偏光子２６によって液晶ディスプレイセル８の方向に反射される。液晶ディスプレイセル８の切り替えられた領域において、液晶分子は、環境光５２が液晶ディスプレイセル８を再び通過する際に環境光５２の偏光方向を修正せず、従って環境光５２はその逆行中に吸収性偏光子２２によって吸収されず、ディスプレイアセンブリ１の反射モードが可能となる。
図２Ｄでは、液晶ディスプレイセル８は反射モードでオンにされており、ＯＬＥＤディスプレイセル３０はオンに切り替えられている。この場合、ＯＬＥＤディスプレイセル３０が放出した光は、液晶ディスプレイセル８の、情報が表示されるアクティブ領域において、吸収性偏光子２２によって吸収される。より具体的には、環境光５２は吸収性偏光子２２によって直線偏光され、その後、修正されることなく、液晶ディスプレイセル８の切り替えられた領域を通過する。吸収性偏光子２２の透過軸は、反射性偏光子２６の透過軸に対して垂直であるため、環境光５２は反射性偏光子２６によって反射され、修正されることなく、液晶ディスプレイセル８の切り替えられた領域を再び通過する。最後に環境光５２は、吸収されることなく吸収性偏光子２２を通過し、観察者４によって知覚できるようになり、これにより液晶ディスプレイセル８は反射モードで情報を表示できる。残りの環境光５２に関しては、これは吸収性偏光子２２によって直線偏光され、続いて液晶ディスプレイセル８の、切り替えられていない領域を通過する。環境光５２が上記領域を通過すると、環境光５２の偏光方向は９０°回転され、これにより、液晶ディスプレイデバイス８から光が出る際に、その偏光方向は反射性偏光子２６の透過軸に対して平行となる。続いてこの光は、修正されることなく反射性偏光子２６を通過し、そして円偏光子４６によって円偏光される。次に環境光５２はＯＬＥＤディスプレイセル３０に進入し、このＯＬＥＤディスプレイセル３０において、環境光５２は透明下側電極４２によって反射される。その瞬間、円偏光の回転方向は反転され、これにより、光が円偏光子４６を再び通過する際に、光は円偏光子４６によって吸収される。更に、ＯＬＥＤディスプレイセル３０が放出する光の半分は、吸収性偏光子４８に吸収され、その一方で、反射性偏光子２６の透過軸が吸収性偏光子４８の透過軸に対して平行であるため、ＯＬＥＤディスプレイセル３０が放出する光の残りの半分は、吸収性偏光子４８を通過して直線偏光された後、修正されることなく反射性偏光子２６を通過する。液晶ディスプレイセル８のオンにされた領域では、光は修正されることなく通過し、そしてその偏光方向が吸収性偏光子２２の透過軸に対して垂直であるため、吸収性偏光子２２によって吸収される。しかしながら、液晶ディスプレイセル８のオフにされた領域では、光の偏光方向は９０°回転され、これによりこの光は吸収されることなく吸収性偏光子２２を通過して、観察者４によって知覚できるようになる。
図３は、図１に図示した本発明によるディスプレイアセンブリ２の変形実施形態の断面図である。全体を通して一般参照番号１００で示されている、図３に示すディスプレイアセンブリは、ＯＬＥＤディスプレイセル１０４の上側に配置された液晶ディスプレイセル１０２を含む。液晶ディスプレイセル１０２は単偏光子セルであり、その液晶は垂直配向されている。液晶ディスプレイセル１０２は、観察者４の側に配設された前方基板１０６と、前方基板１０６から離間して平行に延在する後方基板１０８とを含む。前方基板１０６及び後方基板１０８は、密閉フレーム１１０によって互いに接合され、上記密閉フレーム１１０は、垂直に配向された液晶１１２を内包するための閉鎖容積の範囲を画定する。透明電極１１４は前方基板１０６の底面に配設され、透明対電極１１６は後方基板１０８の上面に配設される。
ＯＬＥＤディスプレイセル１０４は、ガラス又はプラスチック材料製の透明基板１１８と、上記基板１１８から離間して平行に延在する封止カバー１２０とを含む。基板１１８及び封止カバー１２０は、密閉フレーム１２２によって互いに接合され、上記密閉フレーム１２２は、発光層１２４の積層体を内包するための空気及び湿気から遮断された閉鎖容積の範囲を画定する。透明な上側電極１２６及び反射性の下側電極１２８は、発光層１２４の積層体の各側に構成される。
観察者４から見て、液晶ディスプレイセル１０２はＯＬＥＤディスプレイセル１０４の上側に配置される。液晶ディスプレイセル１０２は好ましくは、接着フィルム又は液体接着層で形成された接着層１３０を用いて、ＯＬＥＤディスプレイセル１０４上に接着される。液晶ディスプレイセル１０２をＯＬＥＤディスプレイセル１０４上に接着するために使用される接着剤は、正反射又は乱反射のいずれが必要かに応じて、透明であるか又は僅かに拡散性であってよい。
最後に、吸収性偏光子１３４及び１／４波長板１３６で形成された円偏光子１３２を、透明接着層１３８を用いて液晶ディスプレイセル１０２上に接着する。
一般に環境光は、吸収性偏光子１３４及び１／４波長板１３６で形成されたアセンブリを通過すると円偏光される。オフ状態では、液晶は光の偏光を修正しない。従って円偏光された光は液晶ディスプレイセル１０２及びＯＬＥＤディスプレイセル１０４を通って伝播し、反射性の下側電極１２８へと反射される。反射性の下側電極１２８上で反射した瞬間、光の円偏光の回転方向は反転され、これにより、光が円偏光子１３２を再び通過する際に、光は上記円偏光子１３２によって吸収される。従ってディスプレイアセンブリ１００は黒色に見える。
液晶ディスプレイセル１０２の選択した電極に電場を印加すると、液晶は再配向され、光の偏光を修正し、これにより上記円偏光は、ＯＬＥＤディスプレイセル１０４の反射性下側電極１２８上で反射した瞬間に直線状となる。反射性下側電極１２８によって反射された光は、その逆行中に吸収性偏光子１３４によって吸収されず、これによりディスプレイアセンブリ１００の反射モードが可能となる。
図４Ａ〜４Ｄは、液晶ディスプレイセル１０２又はＯＬＥＤディスプレイセル１０４が使用中であるか使用中でないかに応じた、図３に示したディスプレイアセンブリ１００の動作モードを、概略的に示す。より具体的には、図４Ａでは、液晶ディスプレイセル１０２及びＯＬＥＤディスプレイセル１０４は共にオフに切り替えられている。従って液晶ディスプレイセル１０２は透明であり、環境光５２の偏光を修正しない。環境光５２は、円偏光子１３２によって円偏光されると、修正されることなく、液晶ディスプレイセル１０２及びＯＬＥＤディスプレイセル１０４を通過し、その後反射性下側電極１２８上で反射される。反射性下側電極１２８上で反射した瞬間、光の円偏光の回転方向は反転され、これにより、光が円偏光子１３２を再び通過する際に光は吸収される。従ってディスプレイアセンブリ１００は黒色に見える。
図４Ｂでは、液晶ディスプレイセル１０２はオフされており、ＯＬＥＤディスプレイセル１０４はオンされている。環境光５２は円偏光子１３２によって円偏光され、修正されることなく液晶ディスプレイセル１０２及びＯＬＥＤディスプレイセル１０４を通過し、その後反射性下側電極１２８によって反射される。その瞬間、光の円偏光の回転方向は反転され、これにより、光が円偏光子１３２を再び通過する際に、光は円偏光子１３２によって吸収される。反対に、ＯＬＥＤディスプレイセル１０４が放出した光は液晶ディスプレイセル１０２及び円偏光子１３２を通過して、観察者４によって知覚できるようになる。従って、ＯＬＥＤディスプレイセル１０４によって表示される情報は暗色の背景上に表示される。
図４Ｃでは、液晶ディスプレイセル１０２は反射モードでオンにされ、ＯＬＥＤディスプレイセル１０４はオフに切り替えられる。液晶ディスプレイセル１０２の切り替えられていない領域において、環境光５２は円偏光子１３２によって円偏光され、修正されることなく液晶ディスプレイセル１０２及びＯＬＥＤディスプレイセル１０４を通過し、その後反射性下側電極１２８によって反射される。その瞬間、円偏光の回転方向は反転され、これにより、光が円偏光子１３２を再び通過する際に、光は円偏光子１３２によって吸収される。液晶ディスプレイセル１０２の切り替えられた領域において、液晶分子は環境光５２の円偏光を修正し、これにより、ＯＬＥＤディスプレイセル１０４の反射性下側電極１２８上で環境光５２が反射される瞬間に、この円偏光は直線状となる。従って、反射性下側電極１２８によって反射された光はその逆行中に吸収性偏光子１３４によって吸収されず、ディスプレイアセンブリ１００の反射モードが可能となる。
図４Ｄでは、液晶ディスプレイセル１０２及びＯＬＥＤディスプレイセル１０４は共にオンにされている。液晶ディスプレイセル１０２の切り替えられた領域において、反射性下側電極１２８によって反射された環境光５２は吸収性偏光子１３４によって吸収されず、観察者４によって知覚できるようになり、これにより液晶ディスプレイセル１０２は反射モードで情報を表示できる。更に、ＯＬＥＤディスプレイセル１０４が放出した光は液晶ディスプレイセル１０２及び円偏光子１３２を通過して、観察者４によって知覚できるようになる。
図３に示す本発明によるディスプレイアセンブリ１００を製造するために、ねじれネマティック方式又は超ねじれネマティック方式といった、液晶分子の他の配向の態様も想定してよいことに留意しておくことが重要である。
図５は、本発明によるディスプレイアセンブリの第２の実施形態の断面図である。全体を通して一般参照番号２００で表されるこのディスプレイアセンブリは、観察者４の側に配置された第１の反射性ディスプレイデバイス２０２と、第１の反射性ディスプレイデバイス２０２の下側に配設された第２の発光性ディスプレイデバイス２０４とを含む。
本発明によると、第１の切り替え状態では反射性、第２の切り替え状態では透過性となる第１の反射性ディスプレイデバイス２０２は、上側液晶ディスプレイセル２０６を含む。ねじれネマティック方式、超ねじれネマティック方式又は垂直配向型といったあらゆる液晶位相を想定してよい。同様に、直接アドレス指定、アクティブマトリクスアドレス指定又はパッシブマトリクスアドレス指定といったあらゆるタイプのアドレス指定スキームを想定してよい。
この上側液晶ディスプレイセル２０６は、観察者４の側に配置された前方基板２０８と、前方基板２０８から離間してこれと平行に延在する後方基板２１０とを含む。これら２つの前方基板２０８及び後方基板２１０は、ガラス又はプラスチック等の透明な材料で作製される。前方基板２０８及び後方基板２１０は、密閉フレーム２１２によって互いに接合され、上記密閉フレーム２１２は、液晶２１４を内包するための閉鎖容積の範囲を画定し、上記液晶２１４の光学的特性は、前方基板２０８の下面に配設された電極２１６と、後方基板２１０の上面に配設された対電極２１８との間の特定のクロスポイントに適切な電圧を印加することによって修正される。電極２１６及び対電極２１８は、インジウム−スズ酸化物又はインジウム−亜鉛酸化物といった、透明かつ導電性の材料で作製される。
透明接着層２２２を用いて、吸収性偏光子２２０を前方基板２０８の上面に接着する。この透明接着層２２２は、接着フィルム又は液体接着層として形成してよい。吸収性偏光子２２０は、例えばヨウ素系又は染料タイプの偏光子であってよい。接着層２２６を用いて、反射性偏光子２２４を後方基板２１０の下面に接着する。この接着層２２６は、正反射又は乱反射のいずれが必要かに応じて、透明であるか又は僅かに拡散性であってよい。反射性偏光子２２４は、ワイヤグリッド偏光子タイプのものであってよい。また反射性偏光子２２４は、反射型偏光性フィルム（ＤＢＥＦ）又はＡＰＦタイプの偏光子であってもよい。これらの偏光子は共に米国の企業である３Ｍ（登録商標）社によって販売されている。
また本発明によると、第２の発光性ディスプレイデバイス２０４は、バックライトデバイス２３０が連動する下側透過性液晶ディスプレイセル２２８を含む。下側液晶ディスプレイセル２２８は、透過モードと吸収モードとの間で切り替えることができる。ねじれネマティック方式、超ねじれネマティック方式又は垂直配向型といったあらゆる液晶位相を想定してよい。同様に、直接アドレス指定、アクティブマトリクスアドレス指定又はパッシブマトリクスアドレス指定といったあらゆるアドレス指定スキームを想定してよい。この下側液晶ディスプレイセル２２８は、透過モードにおいてバックライトデバイス２３０から最大量の光を通過させるよう、そして吸収モードにおいて可能な限り大量の光をブロックするよう最適化され、これによって優れたコントラストを提供する。
より具体的には、下側液晶ディスプレイセル２２８は、観察者４の側に配置された前方基板２３２と、前方基板２３２から離間してこれと平行に延在する後方基板２３４とを含む。これら前方基板２３２及び後方基板２３４は、ガラス又はプラスチック等の透明な材料で作製される。前方基板２３２及び後方基板２３４は、密閉フレーム２３６によって互いに接合され、上記密閉フレーム２３６は、液晶２３８を内包するための閉鎖容積の範囲を画定する。前方基板２３２の下面に電極２４０を配設し、後方基板２３４の上面に対電極２４２を配設する。これら電極２４０及び対電極２４２は、インジウム−スズ酸化物（ＩＴＯ）等の透明かつ導電性の材料で作製される。
透明接着層２４６を用いて、吸収性偏光子２４４を前方基板２３２の上面に接着する。この透明接着層２４６は、接着フィルム又は液体接着層として形成してよい。透明接着層２５０を用いて、反射性偏光子２４８を後方基板２３４の下面に接着する。
本発明によると、上側液晶ディスプレイセル２０６は、下側液晶ディスプレイセル２２８の上側に配置される。好ましくは上側液晶ディスプレイセル２０６は、透明接着層２５２を用いて、下側液晶ディスプレイセル２２８上に接着される。その結果、ディスプレイアセンブリ２００の光学的品質を損なうことになる２つのディスプレイセルの間での迷光反射の問題が回避される。
最後に、バックライトデバイス２３０を下側液晶ディスプレイセル２２８の下側に配置する。このバックライトデバイス２３０は、１つ又は複数の光源２５６が放出した光が投入される導光体２５４を含む。導光体２５４は、導光体２５４の下側に配置された反射性フィルム２６０と、１つの光増強フィルム２５８又は複数の光増強フィルム２５８の組み合わせとの間に配置され、上記光増強フィルム２５８は例えば、ＢＥＦ（ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ ｆｉｌｍ：輝度上昇フィルム）タイプの拡散フィルム及び／若しくは分光フィルム、又はＤＢＥＦ（反射型偏光性フィルム）若しくはＡＰＦタイプの反射性偏光子である。反射性フィルム２６０と、導光体２５４の上面に配設された抽出構造体とによって、光源２５６が放出して導光体２５４に投入された光は、導光体２５４から上方へと抽出され、下側液晶ディスプレイセル２２８及び上側液晶ディスプレイセル２０６を順次通過する。
本発明の特徴によると、上側液晶ディスプレイセル２０６の反射性偏光子２２４の透過軸は、下側液晶ディスプレイセル２２８の吸収性偏光子２４４の透過軸に対して平行である。ある変形例によると、下側液晶ディスプレイセル２２８の吸収性偏光子２４４を省略でき、これにより、空間及び製造コストの節約を達成できる。しかしながら、この吸収性偏光子２４４を使用すると、発光モードでの表示コントラストを確実に改善できるため有利である。
本発明は上述の実施形態に限定されないこと、及び当業者は、添付の請求項によって定義されるような本発明の範囲から逸脱することなく、様々な単純な改変及び変更を想定できることは言うまでもない。
１ ディスプレイアセンブリ
２ 第１の反射性ディスプレイデバイス
４ 観察者
６ 第２の発光性ディスプレイデバイス
８ 液晶ディスプレイセル
１０ 前方基板
１２ 後方基板
１４ 密閉フレーム
１６ 液晶
１８ 透明電極
２０ 透明対電極
２２ 吸収性偏光子
２４ 接着層
２６ 反射性偏光子
２８ 接着層
３０ 発光性ディスプレイセル
３２ 基板
３４ 封止カバー
３６ 密閉フレーム
３８ 発光層
４０ 上側透明電極
４２ 下側反射性電極
４４ 透明接着層
４６ 円偏光子
４８ 吸収性偏光子
５０ １／４波長板
５１ 接着層
５２ 環境光
１００ ディスプレイアセンブリ
１０２ 液晶ディスプレイセル
１０４ ＯＬＥＤディスプレイセル
１０６ 前方基板
１０８ 後方基板
１１０ 密閉フレーム
１１２ 液晶
１１４ 透明電極
１１６ 透明対電極
１１８ 基板
１２０ 封止カバー
１２２ 密閉フレーム
１２４ 発光層
１２６ 上側透明電極
１２８ 下側反射性電極
１３０ 接着層
１３２ 円偏光子
１３４ 吸収性偏光子
１３６ １／４波長板
１３８ 接着層
２００ ディスプレイアセンブリ
２０２ 第１の反射性ディスプレイデバイス
２０４ 第２の発光性ディスプレイデバイス
２０６ 上側液晶ディスプレイセル
２０８ 前方基板
２１０ 後方基板
２１２ 密閉フレーム
２１４ 液晶
２１６ 電極
２１８ 対電極
２２０ 吸収性偏光子
２２２ 透明接着層
２２４ 反射性偏光子
２２６ 接着層
２２８ 下側液晶ディスプレイセル
２３０ バックライトデバイス
２３２ 前方基板
２３４ 後方基板
２３６ 密閉フレーム
２３８ 液晶
２４０ 電極
２４２ 対電極
２４４ 吸収性偏光子
２４６ 透明接着層
２４８ 吸収性偏光子
２５０ 透明接着層
２５２ 透明接着層
２５４ 光導体
２５６ 光源
２５８ 光増強フィルム
２６０ 反射性フィルム

Claims (6)

  1. 携帯用物品のためのディスプレイアセンブリであって、
    前記ディスプレイアセンブリは、観察者の側に配置された第１の反射性ディスプレイデバイスを含み、
    前記第１の反射性ディスプレイデバイスは、オフになっている場合の透明な状態と、オンになっている場合の反射性状態との間で切り替え可能であり、
    第２の発光性ディスプレイデバイスは、前記第１の反射性ディスプレイデバイスの下側に配置され、
    さらに、吸収性偏光子及び１／４波長板で形成された円偏光子を含み、
    前記第１の反射性ディスプレイデバイスは、吸収性上側偏光子と反射性下側偏光子との間に配置され反射性状態と透明な状態との間で切り替えられるよう配設された反射性液晶ディスプレイセルを含み、
    前記第２の発光性ディスプレイデバイスは、発光性有機発光ダイオードディスプレイセルを含み、
    前記発光性有機発光ダイオードディスプレイセルは、前記第２の発光性ディスプレイデバイスが光を放出するオン状態と、前記第２の発光性ディスプレイデバイスが光を放出しないオフ状態との間で切り替えられるよう配設され、
    前記円偏光子は、前記反射性状態にある前記反射性液晶ディスプレイセルと前記オフ状態にある前記発光性有機発光ダイオードディスプレイセルとの間の明暗の差が大きく、かつ前記オンの状態と前記オフの状態とにある前記発光性有機発光ダイオードディスプレイセル間の明暗の差が大きくなるように、前記反射性下側偏光子と前記発光性有機発光ダイオードディスプレイセルとの間に配置されている、ディスプレイアセンブリ。
  2. 前記第１の反射性ディスプレイデバイスは、接着層を用いて前記第２の発光性ディスプレイデバイスに接着されることを特徴とする、請求項１に記載のディスプレイアセンブリ。
  3. 前記接着層は、接着フィルム又は液体接着層で形成されることを特徴とする、請求項２に記載のディスプレイアセンブリ。
  4. 前記反射性下側偏光子及び前記吸収性偏光子はそれぞれ透過軸を有すること；並びに
    前記透過軸は互いに対して平行であること
    を特徴とする、請求項１に記載のディスプレイアセンブリ。
  5. 携帯用物品のためのディスプレイアセンブリあって、
    前記ディスプレイアセンブリは、観察者の側に配置された第１の反射性ディスプレイデバイスを含み、
    前記第１の反射性ディスプレイデバイスは、オフになっている場合の透明な状態と、オンになっている場合の反射性状態との間で切り替え可能であり、
    第２の発光性ディスプレイデバイスは、前記第１の反射性ディスプレイデバイスの下側に配置され、
    さらに、吸収性偏光子及び１／４波長板で形成された円偏光子を含み、
    前記第１の反射性ディスプレイデバイスは、反射性状態と透明な状態との間で切り替えられるよう配設された反射性液晶ディスプレイセルを含み、
    前記第２の発光性ディスプレイデバイスは、発光性有機発光ダイオードディスプレイセルを含み、
    前記発光性有機発光ダイオードディスプレイセルは、前記第２の発光性ディスプレイデバイスが光を放出するオン状態と、前記第２の発光性ディスプレイデバイスが光を放出しないオフ状態との間で切り替えられるよう配設され、
    前記円偏光子は、前記反射性状態にある前記反射性液晶ディスプレイセルと前記オフの状態にある前記発光性有機発光ダイオードディスプレイセルとの間の明暗の差が大きく、かつ前記オンの状態と前記オフの状態とにある前記発光性有機発光ダイオードディスプレイセル間の明暗の差が大きくなるように、前記反射性液晶ディスプレイセルの前面に配置されること；並びに
    前記発光性有機発光ダイオードディスプレイセルは、反射性下側電極を含むこと
    を特徴とする、ディスプレイアセンブリ。
  6. 前記第１の反射性ディスプレイデバイスは、ねじれネマティック方式、超ねじれネマティック方式又は垂直配向型の反射性液晶ディスプレイセルであることを特徴とする、請求項１または５に記載のディスプレイアセンブリ。
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