JPH1115397A - 折畳式表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】液晶ディスプレイを塑性変化させることなく折
り畳んで小さい面積に収納する。 【解決手段】本装置は液晶表示素子分が柔軟な素材から
なるＴＦＴアレイ基板１と対向基板２とスペーサー３と
シール材４ａ及び４ｂと液晶６からなる液晶表示素子分
とこれを塑性変形無しに折り畳むための曲げガイドロー
ラー部分５ａ、５ｂとから構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は折り畳み収納機能を
有する折畳式表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置（ＬＣＤ）は携帯端末機
器、映像装置などの表示部に用いられる。これを使用す
る際の表示面積は大型化ほど作業性が向上する一方で、
これを収納する際、携行できるようにできるだけ小型化
することが望ましい。この目的のため、表示部が容易に
変形しないガラス基板等で構成される液晶表示装置は、
表示部を分割し、互いをヒンジ等で接続することにより
収納時の形状を小型化している。しかし、分割された複
数の表示部分をヒンジで接続する構造の液晶表示装置で
は、ヒンジ部分で表示部分が存在しないため表示が不可
能であり、分割しない構造の液晶表示装置に対し、画面
が一部切れる等の表示特性が劣化するといった問題があ
った。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】表示部分が折り畳み収
納機能を有する従来のガラス基板を使用した液晶表示装
置は、表示部分がヒンジで接続する構造のため、ヒンジ
部分で表示が不可能なため、表示特性が極めて悪いとい
う問題があった。本発明は、上記問題点に鑑みてなされ
たもので、収納時の形状を小型化できる長所を損なうこ
となく、ヒンジに起因する表示特性の劣化のない新型構
造の折畳式表示装置を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の折畳式表示装置は、折り曲げ自在で対向
する第１及び第２の基板と、この第１及び第２の基板間
に形成された表示用の画素と、前記第１及び第２の基板
間を一定の間隔に保持するスペーサーと、前記第１の基
板及び第２の基板を張り合わせる接合材とを有する表示
素子を備え、この表示素子を一定の曲率半径で接触して
折り畳むガイド手段を具備する。請求項２の折畳式表示
装置は、マトリックス状に配置された画素電極が表面に
形成された折り曲げ自在な第１の基板と、この第１の電
極と対向配置された対向電極が表面に形成された折り曲
げ自在な第２の基板と、前記第１及び第２の基板間を一
定の間隔に保持するスペーサーと、前記第１及び第２の
基板間に挟持された液晶と、前記第１及び第２の基板間
に形成された前記液晶のシール材とを有する液晶表示素
子を備え、この液晶表示素子を一定の曲率半径で接触し
て折り畳むガイド手段を具備することを特徴とする。

【０００５】請求項３の折畳式表示装置は、請求項２に
おいて、前記表示素子の折り畳み回数を偶数とし、かつ
隣り合う折り畳み部分の折り畳み方向が逆方向であるこ
とを特徴とする。

【０００６】請求項４の折畳式表示装置は、請求項２に
おいて、前記表示素子の対向する２つの辺が互いに逆方
向に引っ張り力が加えられる方向に応力を加える引っ張
り機構を具備することを特徴とする。

【０００７】請求項５の折畳式表示装置は、請求項２に
おいて、前記第１及の基板の厚みをt1、曲げ弾性率をE
1、曲げ強さをF1、曲げの曲率半径をR1とし、前記第２
の基板の厚みをt2、曲げ弾性率をE2、曲げ強さをF2、曲
げの曲率半径をR2とした場合の、前期曲率半径R1がR1≧
t1×E1/F1 なる関係を満たし、かつ前期曲率半径R2がR2
≧t2×E2/F2 である関係を満たすことを特徴とする。

【０００８】特に、ガイド手段は、ガイドローラーを設
け、表示素子を折り畳む際に、表示素子がガイドローラ
ーを巻き込むように、ガイドローラーを設置することが
望ましい。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、発明の実施の形態を図面を
参照しながらより具体的にした実施例によって説明す
る。 （実施例１）図１に本発明の折畳式の液晶表示装置にお
いて、液晶表示素子１０が２つに折り畳まれ収納された
状態の断面図を示す。液晶表示素子１０はマトリクス状
に配置された画素電極とこの各画素毎に駆動ＴＦＴが配
置された（図示せず）ＴＦＴアレイ基板１と対向電極と
して全面電極（図示せず）をもつ対向基板２と、この基
板間の間隙を保つためのスペーサーと３と、液晶シール
４ａ、４ｂと、基板１、２間に封入された液晶６からな
る。液晶シール４ａ、４ｂは液晶表示素子を折り曲げた
際に変形する必要から一定の弾力性のある材料が望まし
くシリコンゴム、ゴム系樹脂とエポキシ樹脂の組成物等
が良い。この液晶表示素子はその中央でガイドローラー
５と密着するように奇数箇所この場合は１箇所で折り畳
まれ、折り畳み部分の曲率半径がガイドローラーと等し
くなり、これより塑性変形を生じない。ここで、基板
１、２は緩やかな極率によって折り曲げられる必要か
ら、プラスチック基板であることが望ましい。この材質
として、ポリエチレンテレフタレート樹脂、アクリル樹
脂等が強度、表示特性の劣化の少なさ、再現性等の面か
ら望ましい。このガイドローラー曲率半径は一定値以上
あることが望ましい。これを図７を用いて以下に説明す
る。基板１が折り畳まれ、その微少部分を、曲率半径R1
の弧ABとし、その中点をＮとする。曲率半径の中心O に
対してＮと対称な位置にある点をＣとする。直線ＣＮは
長さが２R1であり、弧ＡＢを含む円の直径となる。ま
た、弧ＡＢに対応する弦ＡB の中点をＭとした場合、弦
ＡＢと直線ＣＮとは、Ｍにおいて直角に交わる。三角形
ＣＮＢと三角形ＣＭＢと三角形ＢＭＮは直角三角形であ
り、互いに相似の関係にある。このためＣＭ：ＭＢ＝Ｂ
Ｍ：ＭＮなる関係がある。ＭＮの長さをd、ＭＢの長さ
をＬ/2とすれば、2R1 ―d ：L/2=L/2:d となり、R1》d
とすればd2を２次の微少変数として無視でき R1=L2/8d … … (1) となる。一方JIS K 6911の規定によるプラスチックの曲
げ試験において、長さＬ、厚さt1なる平板、平板に垂直
方向のたわみ量の許容値d と、曲げ強さF1と、弾性率E1
との関係は、その定義から F1/E1=6t1 ×d/L2 … … （2) なる関係にある。

【００１０】よって上式(1)(2)から塑性変形のない曲げ
の最大曲率半径R1は R1=3t1×E1/4F1 … … (3) となる。基板となる物質の曲げ強さ、弾性率および厚み
等の、ばらつきを考えた場合でも、少なくとも基板１の
任意の部分でその曲率半径が R1≧t1×E1/F1 … … (4) なる関係を保つように折りたためば、基板が瀬性変形を
を生じることがない。この再、折り畳み形状を薄くする
ために、基板の厚さが薄く、曲げ弾性率が小さく、曲げ
強さが大きいほどよい。基板２に関しても、上記(4) 式
を変形し、任意の部分でその曲率半径が、 R2≧t2×E2/F2 … … (5) なる関係を保つように折りたためば、基板が瀬性変形を
を生じることがない。ここで、円筒形のガイドローラー
5 を巻き込むように、基板１を内側に基板２が外側にな
るよう折り畳み、スペーサーの半径をr とした場合、ガ
イドローラーの半径Ｒを R1=R … … (6) かつ R2=R+t1+2r … … (7) が満足するように決定すればよい。また、ガイドローラ
ーの極率半径が問題となる断面形状であるが、ここでは
円筒形のもの採用したが、表示素子と接触する曲面が上
述した一定置以上の極率半径を持つ条件さえ整えば、形
状が楕円柱、半円柱であってもさらには多角形の角柱で
あってもがどの部分が上述した式で規定される一定の極
率であれば図１で説明した実施例と同様の効果を奏する
ことができる。

【００１１】以上の構成によって、折り畳み時にガイド
ローラーを液晶表示素子に接触させることで、折り畳み
部が塑性変形せず故障に至ることがない。また、このよ
うな液晶表示素子の折り畳み機構を用いることで、液晶
表示素子は使用時、収納時に関わらず張った状態とな
り、表示特性を劣化させることなく収納時に必要な面
を、表示面積よりも小さくすることができる。また、容
易に変形する基板で構成される液晶表示装置では、液晶
表示素子をガイドローラー無しで折り畳む際にその折り
畳み部分の曲率半径が小さくなり塑性変形を生じるとい
った問題があったがこの塑性変形を防止することがで
き、耐久性を向上することができる。さらに、折り畳み
に際して、液晶表示素子を構成する２つの基板の両端の
のべ長さは、表示部を構成する２つの基板で異なること
となり、その結果基板端部分のシール材に剪断力がかか
るため装置が故障しやすいといった問題点があったが、
この問題解決し液晶の漏洩防止を図り表示の劣化のない
信頼性の高い液晶表示装置を得ることができる。この液
晶表示素子は、アクティブマトリクス型のものを採用し
ているが、これに限るものではなく他のアクティブマト
リクス型基板例えばＴＦＴの代わりに薄膜ダイオードを
採用しても、或いはＴＦＴと画素電極、対向電極の代わ
りに走査線及び信号線で置き換える単純マトリクス型に
しても実施例で得られる作用効果においては変わりな
い。

【００１２】（実施例２）図２は実施例２を説明する液
晶表示装置の断面図である。以下の実施例の説明では実
施例１と異なる部分を中心に説明することとし、同一部
分は同一番号付しその詳細は省略する。この実施例２
が、実施例１と異なる点は、２枚の基板で液晶を挟んだ
実施例１と同様の液晶表示素子が偶数カ所で互いに異な
る方向に折り曲げられた点と、折り畳むために設けられ
たリンク機構を有する点である。図２に示すようにガイ
ドローラー５ａ、５ｂによって、液晶表示素子１０を３
つ折りにしている。

【００１３】図３、図４、図５に表示部を折り畳むため
のリンク機構を示す。図３は液晶表示素子を広げた収納
した状態の装置側面図、図４は液晶表示素子を収納した
状態の装置側面図であり、図中左側が正面、右側が背面
となる。図５は液晶表示素子を広げた状態の背面図であ
る。

【００１４】図２で説明した液晶表示素子１０は基板に
引っ張り応力を与えるためのピン１６ａ、１６ｂによっ
て緩やかに固定される。リンク１２ａはピン１６ａと１
７ａに緩やかに固定される。リンク１３はピン１７ａと
１７ｂに緩やかに固定される。リンク１２ｂはピン１６
ｂと１７ｂに緩やかに固定される。ピン１６ａとピン１
７ａ間とピン１７ａとピン１７ｂ間とピン１７ｂとピン
１６ｂ間との距離の合計は、液晶表示部に上下方向の引
っ張り力を与える理由から液晶表示素子の縦方向の長さ
よりも短くならない長さにする。バネ２０ａは、その両
端を一方がリンク１２ａ上のピン１６ａとピン１７ａ間
に設けられた穴に接続され、また他方をリンク１３上の
リンクピン１７ａよりピン１７ｂと反対側に設けられた
穴に接続される。バネ２０ｂは、その両端を一方がリン
ク１２ｂ上のピン１６ｂとピン１７ｂ間に設けられた穴
に接続され、また他方をリンク１３上のリンクピン１７
ｂよりピン１７ａと反対側の穴に接続される。

【００１５】このバネとリンク機能により液晶表示素子
は常に張った状態にあり装置使用時に平面形状が維持さ
れる。ピン１２ａと台１４はピン１６ａにより止めら
れ、必要に応じて液晶表示素子１０が自由回転できるよ
うにし、使用時も必要に応じて表示部１０の角度を変更
できるようになっている。

【００１６】リンク１１ａは、ピン１６ａ接続され、互
いに引き合う向きでリンク１１ａ、１２ａにとりつけら
れた磁石１８ａ、１９ａにより、リンク１２ａと重なる
位置に向けて力が働きローラー５ａが表示状態で液晶表
示素子に密着する様になっている。これによりリンク１
２ａに対し、リンク１３を時計方向に回転させたとき
に、自動的にガイドローラーが内側に折り込まれ、液晶
表示素子がガイドローラー５ａを巻き込むように折り畳
める。

【００１７】リンク１１ｂは、ピン１６ｂ接続され、互
いに引き合う向きでリンク１１ｂ、１２ｂにとりつけら
れた磁石１８ｂ、１９ｂにより、リンク１２ａと重なる
位置に向けて力が働きガイドローラー５ｂは液晶表示素
子に密着する様になっている。リンク１１ｂをリンク１
２ｂに対し反時計回りに回転させると同様にガイドロー
ラー５ｂは液晶表示素子に密着し、リン１３に対し、リ
ンク１２ｂを反時計方向に回転させたときに、自動的に
ガイドローラー５ｂが内側に折り込まれ、液晶表示素子
がガイドローラーを巻き込むように折り畳める。

【００１８】図４は、上記で示された方法で本発明の液
晶表示素子を折り畳んだ時の装置側面図であり、図中の
部品番号は図３に対応する。図５は上記で示された本発
明の液晶表示素子を開いた状態での装置背面図であり、
図中の部品番号は図３に対応する。この様にすること
で、実施例１と同様の効果を奏することに加え、さらに
折り畳んだ場合でも液晶表示素子１０のＴＦＴ基板１と
対向基板２との差が発生せず、シール材４ａ、４ｂに横
方向のずれが発生しないことが可能である。これによっ
て、液晶表示素子の基板において折り畳み部分の長さの
合計が、表面側も裏面側も等しくなるため、周辺部分の
長さがそろい、折り畳んだときのセルの破壊が生じな
い。また、折り畳み箇所を２カ所とすることで、収納時
の厚さが、折り畳み箇所が１カ所である場合と収納時の
厚さがほぼ同様で、面積を2/3 とすることが可能であ
る。ここでは、折り畳み箇所を２カ所としたが、これ以
上折り畳み箇所を増設することで効果の度合い例えば携
帯時の占有面積等はより顕著となることは言うまでもな
い。

【００１９】（実施例３）本実施例が、実施例２と異な
る点は、表示素子を液晶表示素子の代わりにフィールド
エミッション型表示素子にした点であり、その他の構成
は実施例２と同一である。この表示素子を図６の断面図
に沿って説明する。

【００２０】６１、６２はプラスチック基板であり、こ
のプラスチック基板６２上にはエミッタ６０が形成され
ている。このエミッタ６０と対向する位置のプラスチッ
ク基板６１表面に共通電極が形成されている。６３はプ
ラスチック基板６１、６２の間隔を一定に保つための絶
縁膜のスペーサーであり、真空若しくは低圧下保持され
る放電領域６８を各エミッタ毎に分離形成する隔離壁も
兼ねている。６７はエミッタからの電子の放出量を制御
するためのゲートである。６４は放電領域６８の真空度
を保持するためのシール材である。６９は電子の衝突に
よって発光する蛍光物質である。このフィールドエミッ
ション型表示装置では、ゲートの印加によって放出量を
制御された電子が蛍光物質６９に照射され際に蛍光物質
６９が発光する原理によって表示が可能になる。一点破
線で囲まれた領域である微笑真空管が１つの表示用の画
素として働きこれが紙面の奥行き方向にも存在する２次
元配列で画像の表示も可能になる。このようなフィール
ドエミッション型表示素子によっても実施例１と同様の
効果を得ることができる。

【００２１】

【発明の効果】上記構成によって、表示特性を劣化させ
ることなく収納時に必要な面を、表示面積よりも小さく
することができ、従って、収納時の形状を小型化できる
長所を損なうことなく、ヒンジに起因する表示特性の劣
化のない新型構造の液晶表示装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例１の表示部がガイドローラー
に接するように収納された状態の液晶表示装置の断面図

【図２】 本発明の実施例２の表示部が偶数回折り畳ま
れて収納された状態の液晶表示装置の断面図

【図３】 本発明の実施例２の液晶表示素子を折り畳む
ためのリンク機構を示す装置側面図

【図４】 本発明の実施例２の液晶表示素子を開いて支
持するためのリンク機構を示す装置側面図

【図５】 本発明の実施例２の液晶表示素子を開いて支
持するためのリンク機構を示す装置背面図

【図６】本発明の実施例３のフィールドエミッション表
示素子の断面図

【図７】本発明の実施例1 の基板の微少部分のたわみと
曲率半径との関係を示す図

【符号の説明】

１…ＴＦＴアレイ基板 ２…対向基板 ３…スペーサー電極 ３ａ，４ｂ…シール材 ５，５ａ，５ｂ…折り曲げガイドローラー １０…液晶表示素子 １１ａ，１１ｂ…ガイドローラー支持リンク １２ａ，１２ｂ，１３…液晶表示素子支持リンク １５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂ，１７ａ，１７ｂ…ピ
ン １９ａ、１９ｂ…磁石 ２０ａ、２０ｂ…バネ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】折り曲げ自在で対向する第１及び第２の基
   板と、この第１及び第２の基板間に形成された表示用の
   画素と、前記第１及び第２の基板間を一定の間隔に保持
   するスペーサーと、前記第１の基板及び第２の基板を張
   り合わせる接合材とを有する表示素子を備え、この表示
   素子を一定の曲率半径で接触して折り畳むガイド手段を
   具備することを特徴とする折畳式表示装置。
2. 【請求項２】マトリックス状に配置された画素電極が表
   面に形成された折り曲げ自在な第１の基板と、この第１
   の電極と対向配置された対向電極が表面に形成された折
   り曲げ自在な第２の基板と、前記第１及び第２の基板間
   を一定の間隔に保持するスペーサーと、前記第１及び第
   ２の基板間に挟持された液晶と、前記第１及び第２の基
   板間に形成された前記液晶のシール材とを有する液晶表
   示素子を備え、この液晶表示素子を一定の曲率半径で接
   触して折り畳むガイド手段を具備することを特徴とする
   折畳式表示装置。
3. 【請求項３】前記液晶表示素子の折り畳み回数を偶数と
   し、かつ隣り合う折り畳み部分の折り畳み方向が逆方向
   であることを特徴とする請求項２記載の折畳式表示装
   置。
4. 【請求項４】前記液晶表示素子の対向する２つの辺が互
   いに逆方向に引っ張り力が加えられる方向に応力を加え
   る引っ張り機構を具備することを特徴とする請求項２記
   載の折畳式表示装置。
5. 【請求項５】前記第１及の基板の厚みをt1、曲げ弾性率
   をE1、曲げ強さをF1、曲げの曲率半径をR1とし、前記第
   ２の基板の厚みをt2、曲げ弾性率をE2、曲げ強さをF2、
   曲げの曲率半径をR2とした場合の、前期曲率半径R1がR1
   ≧t1×E1/F1 なる関係を満たし、かつ前期曲率半径R2が
   R2≧t2×E2/F2 である関係を満たすことを特徴とする請
   求項２記載の折畳式表示装置。