WO2008078485A1 - 表示装置 - Google Patents

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WO2008078485A1
WO2008078485A1 PCT/JP2007/072702 JP2007072702W WO2008078485A1 WO 2008078485 A1 WO2008078485 A1 WO 2008078485A1 JP 2007072702 W JP2007072702 W JP 2007072702W WO 2008078485 A1 WO2008078485 A1 WO 2008078485A1
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WO
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layer
liquid crystal
display device
crystal cell
light
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PCT/JP2007/072702
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English (en)
French (fr)
Inventor
Takashi Akiyama
Original Assignee
Citizen Holdings Co., Ltd.
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Publication date
Application filed by Citizen Holdings Co., Ltd. filed Critical Citizen Holdings Co., Ltd.
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133553—Reflecting elements
    • G02F1/133555—Transflectors
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133618—Illuminating devices for ambient light
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04M—TELEPHONIC COMMUNICATION
    • H04M1/00—Substation equipment, e.g. for use by subscribers
    • H04M1/02—Constructional features of telephone sets
    • H04M1/22—Illumination; Arrangements for improving the visibility of characters on dials

Definitions

  • the present invention relates to a display device.
  • a lighting switch composed of an operation pad on which characters, figures, etc. are printed, an EL sheet, a switch layer, etc. is known (eg, patent document)
  • Fig. 1 shows such an illumination switch.
  • Figure 1 (a) shows the case where the illumination switch is lit
  • Figure 1 (b) shows the AA 'cross section of (a)
  • Figure 1 (c) shows that the illumination switch is not illuminated. Show the case
  • Figure 1 (d) shows the A A 'cross section of (c).
  • the illumination switch shown in Fig. 1 is a mask 1 with numbers, a sheet-like key operation pad 2, an adhesive layer 3, a spacer 4, an adhesive layer 5, an EL sheet 6, an adhesive layer 7, It consists of a base 8, fixed contacts 9, movable contacts 10, etc.
  • a key-like keypad can be pressed by the user's finger.
  • the controller controls the drive to cause the EL sheet 6 to emit light, and the emitted light M 1 from the EL sheet 6 causes the number of the mask 1 to be displayed.
  • the inner side of the light source is configured to emit light (see Figure 1 (a) and (b)).
  • the optical shirt evening cell 2 3 9 consists of an optical shirt evening cell 2 3 9 and a back light cell 2 8 9 etc.
  • the optical cell 2 3 9 is made non-transmissive and the light cell 2 8 9 is turned on.
  • Patent Document 2 0 0 is known (e.g., Patent Document 2) o
  • the reflection of the light 2 2 8 becomes inconspicuous when the back light 2 3 8 is not lit.
  • a mask layer 250 is provided between the optional cell 239 and the backlit cell 289.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2 0 0 1-2 7 3 8 3 1 (Fig. 1 5)
  • Patent Document 2 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2 0 0 0-3 1 0 9 4 9 (Fig. 2) Disclosure of the Invention
  • the optical shirt evening cell 2 3 9 uses PDLC (polymer-dispersed liquid crystal) fine plastic layer 2 3 0 material, it becomes opaque and transparent in the non-transmissive state. It becomes transparent in the over state.
  • the thickness of the PDLC optical tanning material 230 must be several tens of meters, and accordingly the driving voltage also needs to be several tens of volts.
  • a TN liquid crystal cell capable of low voltage drive instead of the optional shirt cell 239.
  • the visible light IJ power, TN liquid crystal cell, mask layer, etc. When arranged in the order of the light emitting layer, the mask layer is visible due to external light, and the defect is observed that the mask layer is observed black, while it is reflected on the surface of the light emitting layer through the opening of the mask layer. It is thought that light is caused by returning to the viewing side.
  • the above problems can be observed from the oblique direction of the TN liquid crystal cell or using a brass snack substrate for the substrate of the TN liquid crystal cell A
  • Another object of the present invention is to provide a display device which makes it possible to make the opening of the mask layer inconspicuous at the time of lighting and non-lighting by using a liquid crystal cell.
  • the display device comprises a light emitting layer provided with a light emitting surface, a first polarizing layer provided on the light emitting surface side of the light emitting layer, and a light emitting layer opposite to the first polarizing layer.
  • a liquid crystal cell provided and controllable to be in a transmission state and a non-transmission state and maintained in the transmission state when the light emitting layer emits light; and a liquid crystal cell provided on the opposite side of the first polarizing layer with respect to the liquid crystal cell.
  • a mask layer provided between the first and second polarization layers.
  • the mask layer is provided between the liquid crystal cell and the first polarizing layer, between the liquid crystal cell and the second polarizing layer, or in the liquid crystal cell. It is preferred that the
  • the segment area in the liquid crystal cell in which the transmission state and the non-transmission state are controlled is larger than the opening of the mask layer and selectively emits light corresponding to the segment area of the light emitting layer. It is preferable that the area be set larger than the segment area. This is to facilitate the alignment of the liquid crystal cell, the mask layer and the light emitting layer.
  • the display device preferably further comprises a switch layer disposed on the opposite side of the light emitting surface of the light emitting layer for generating an input signal. This is to facilitate the operation input.
  • the display device preferably further includes a key operation layer disposed on the opposite side of the liquid crystal cell with respect to the second polarizing layer. This is to facilitate operation input.
  • a mask layer When a mask layer is provided inside the polarizing layer, when the liquid crystal cell is in the non-transmission state, part of linearly polarized light that has passed through the polarizing layer on the viewing side is reflected by the mask layer and passes through the polarizing layer on the viewing side as it is. I will return to the viewing side.
  • a mask layer is provided inside the polarizing layer, part of linearly polarized light passing through the polarizing layer on the viewing side in the non-transmission state of the liquid crystal cell and passing through the opening of the mask layer is the light emitting layer. It is reflected on the surface, passes through the polarizing layer on the viewing side, and returns to the viewing side.
  • the external light reflected by the light emitting layer is greatly attenuated since the polarization direction is parallel to the absorption axis of the first polarizing layer. That is, compared with the case where the mask layer is provided on the outside of the polarization layer, when the mask layer is provided on the inside of the polarization layer, the external light reflected back from the mask layer is increased, and the surface of the light emitting layer is As a result of the reduction of ambient light that is reflected back, there is almost no difference between the ambient light and the effect that the opening of the mask layer is not noticeable.
  • Fig. 1 (a) shows the case where the illumination switch is lit
  • Fig. 1 (b) is a cross-sectional view taken along the line AA 'of Fig. 1 (a)
  • Fig. 1 (c) shows the illumination switch
  • 1 (d) is a cross-sectional view taken along the line AA 'of FIG. 1 (c).
  • FIG. 2 (a) is a front view of a display apparatus 100 according to the present invention
  • FIG. 2 (b) is a cross-sectional view taken along the line B B 'of FIG. 2 (a).
  • FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the liquid crystal cell, the light shielding layer and the light emitting layer.
  • FIG. 4 (a) is a front view of another display device 300 according to the present invention, and FIG. 4 (b) is a cross-sectional view of B B 'of FIG. 4 (a).
  • FIG. 5 (a) is a front view of still another display device 400 according to the present invention
  • FIG. 5 (b) is a cross-sectional view of B B ′ of FIG. 5 (a).
  • FIG. 2 is a view showing an example in which the display apparatus 100 according to the present invention is applied to a ten key of a mobile phone.
  • Figure 2 (a) is a front view
  • Figure 2 (b) is a cross-sectional view of B B 'of Figure 2 (a).
  • the display device 100 is a sheet-like key operation pad 1 1, a second polarizing layer 1 2, a liquid crystal cell 40, a mask layer 16, a first polarizing layer 1 7, a light emitting layer 1 8, It is composed of a stack layer 19 and so on.
  • a sheet-like key operation pad 1 1 is a transparent plastic film layer having projections 2 1 to 2 9 corresponding to the numbers 1 to 9, and each of the projections 2 1 to 2 9 is a mobile phone. It is projected outside from the outer frame 20 of the telephone.
  • the transmission axes of the second polarizing layer 12 and the first polarizing layer 17 are arranged at an angle of about 90 degrees to each other.
  • the liquid crystal cell 40 has a configuration in which a liquid crystal layer 14 is sandwiched between a first flexible transparent substrate 13 and a second flexible transparent substrate 15.
  • the liquid crystal layer 14 is composed of a TN (twisted nematic) type liquid crystal, but may be composed of a liquid crystal other than P D L C, for example, a S TN (supper twisted nematic) type liquid crystal.
  • the mask layer 16 is a thin film sheet layer in which only the inner part of the number is transparent (opening) and the others are colored in black (mask part).
  • the light emitting layer 18 has a light emitting surface S, and is composed of an EL sheet capable of switching the light emitting location for each area.
  • the EL sheet includes a transparent electrode layer, a light emitting layer, an insulating layer, and a back electrode. Includes layers etc.
  • the light emitting layer 18 is configured to be able to selectively emit light only at locations corresponding to the respective numbers in response to a drive signal from a control unit (not shown).
  • the light emitting layer 18 may be either an organic EL sheet or an inorganic EL sheet, or a light guide sheet using an LED light source or the like.
  • the switch layer 19 senses the pressure by mechanical, capacitive, etc. when any of the protrusions 2 1 to 2 9 is pressed (see the arrow 30 in FIG. 2 (b)). To generate an input signal and transmit it to a control unit (not shown). That is, the sensing portion 3 1 corresponding to the convex portion 2 1, the sensing portion 3 2 corresponding to the convex portion 2 2, and the sensing portion 3 3 corresponding to the convex portion 2 3 are arranged in the switch layer 19. . For example, when mechanically detecting pressure, as shown in Figure 1, a set of fixed contacts and movable contacts should be provided at each sensing point.
  • FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the liquid crystal cell, the light shielding layer and the light emitting layer.
  • the convex portion 21 of the sheet-like key operation pad 11 is shown, but the same applies to the other convex portions 22 to 29.
  • Convex With respect to part 21 the liquid crystal cell 40 has segments 40-1 in the shape of the numeral 1 as shown in FIG. 3 and segment 40-1 is the numeral in mask layer 16 It has a square area that is larger than a 1-shaped opening 1 6-1.
  • the light emitting layer 18 has a selective light emitting region 1 8 ⁇ 1 that is sufficiently wider than the opening 16 ⁇ 1 of the mask layer 16.
  • the liquid crystal cell 40 has at least nine segments 4 0-:! Corresponding to the numbers 1 to 9.
  • the transmission control of the segment part is performed by applying a predetermined voltage to the electrodes corresponding to each segment from the drive control unit (not shown). That is, the segment part is controlled to the transparent state and the non-transparent state.
  • the portion corresponding to the convex portion 2 1 (corresponding to the numeral 1) of the light emitting layer 1 8 selectively emits light (when the display device 100 is lit)
  • the segment 4 0 0 of the liquid crystal cell 4 0 Is controlled to the transparent state.
  • the first polarizing layer 17 Of the light emitted from the light emitting region 18-1 of the light emitting layer 18, light having a polarization direction parallel to the transmission axis of the first polarizing layer 17 is the first polarizing layer 17 and the mask layer 16 The light passes through the opening of the liquid crystal cell 40 and enters the segment 4 0 -1 in the transmission state of the liquid crystal cell 4 0.
  • segment 40-1 of liquid crystal cell 40 When segment 40-1 of liquid crystal cell 40 is in the transmission state, the polarization direction of light incident on liquid crystal cell 40 is twisted by about 90 degrees depending on the alignment direction of the liquid crystal molecules of liquid crystal layer 14 Emit from cell 4 0.
  • the light emitted from the liquid crystal cell 4 0 has its polarization direction parallel to the transmission axis of the second polarizing layer 12 and passes through the second polarizing layer 1 2.
  • the light passing through the second polarizing layer 12 passes through the sheet-like key pad 11 and is emitted to the outside of the display device 100 (M 2). Therefore, as shown in FIG. 2 (a), the user sees that only the inside of the numeral 1 emits light.
  • the segment 40 of the liquid crystal cell 40 0 1 Since the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 14 are homeotropically aligned and lose their optical rotation, they are controlled to the non-transmissive state.
  • Outside light L 2 incident from the outside of the display device 100 passes through the key-like keypad pad 1 1 and enters the second polarizing layer 1 2.
  • the external light L 2 only light having a polarization direction that is ideally parallel to the transmission axis of the second polarizing layer 12 passes through the second polarizing layer 1 2, and linearly polarized light remains unchanged as the first light Absorbed by polarizing layer 17
  • a part of the outside light L 2 reaches the light emitting layer 18, a part of which is reflected, and a part of which is returned to the viewing side.
  • outside light N 3 ideally passes through the second polarizing layer 12 and is absorbed by the mask layer 16, but in reality, a part of the outside light N 2 is Is reflected, and part of it returns to the viewing side.
  • the mask layer 16 is black, the reflectance to outside light N 3 is small. If the mask layer 16 is disposed on the outside of the first polarizing layer 17 with respect to the liquid crystal cell 40, the light reflected from the mask layer 16 can be ignored. However, when the mask layer 16 is disposed inside the first polarizing layer 17 with respect to the liquid crystal cell 40 as in the display device 100, the light is reflected from the mask layer 16. The amount of ambient light N3 returning to the viewing side increases, and the difference with the reflected light of the ambient light L2 returning from the surface of the light emitting layer 18 to the viewing side becomes small. Therefore, the opening of the mask layer 16 becomes inconspicuous.
  • FIG. 4 is a view showing an example in which another display device 300 according to the present invention is applied to a numeric keypad of a mobile phone.
  • Figure 4 (a) is a front view
  • Figure 4 (b) is a BB 'cross section of Figure 4 (a).
  • the same components as in FIG. 2 will be assigned the same reference numerals and descriptions thereof will be omitted.
  • the difference between the display device 200 shown in FIG. 4 and the display device 1 00 shown in FIG. 2 is that in the display device 2 00 shown in FIG. It is only the point disposed between 2 and the liquid crystal cell 40.
  • the mask layer 201 is the same material as the mask layer 16 described above, and only the placement location is different.
  • the portion corresponding to the convex portion 2 1 (corresponding to the numeral 1) of the light emitting layer 18 selectively emits light (when the display device 200 is lit)
  • the segments 4 0 1 of the liquid crystal cell 4 0 are controlled to the transmission state.
  • the segment 4 0 of the liquid crystal cell 4 0 1 is controlled to the non-transmissive state because the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 14 are aligned in the homeopic direction and lose their optical rotation.
  • external light L 3 incident from the outside passes through the sheet-like key operation pad 1 1 and is incident on the second polarizing layer 1 2.
  • the external light L 3 only light having a polarization direction that is ideally parallel to the transmission axis of the second polarizing layer 12 passes through the second polarizing layer 12, and the linearly polarized light remains the first polarizing layer Absorbed by seven.
  • part of the outside light L 3 reaches the light emitting layer 18, part of it is reflected, and part of it returns to the viewing side.
  • outside light N 3 ideally passes through the second polarizing layer 1 2 and is absorbed by the mask layer 20 1, but in reality, one of the outside light N 3 is The part is reflected by the mask layer 201, and part of it is returned to the viewing side.
  • the mask layer 20 1 is black. Because of that, the reflectance to outside light N 3 is small.
  • the display device 200 When the display device 200 is disposed on the inner side of the first polarizing layer 17 with respect to the mask layer 201 and the liquid crystal cell 40 as in the case of the display unit 200, the light is reflected from the mask layer 201 and viewed.
  • the ambient light N3 returning to the side increases, and the difference with the reflected light of the ambient light L3 returning from the surface of the light emitting layer 18 to the viewing side becomes small. Therefore, even in the display device 200, the opening of the mask layer 201 is not noticeable.
  • FIG. 5 is a view showing an example in which still another display device 300 according to the present invention is applied to a keypad of a mobile phone.
  • Figure 5 (a) is a front view
  • Figure 5 (b) is a cross-sectional view of B B 'of Figure 5 (a).
  • the same components as in FIG. 2 are assigned the same reference numerals and descriptions thereof will be omitted.
  • the difference between the display device 300 shown in FIG. 5 and the display device 100 shown in FIG. 2 is that in the display device 300 shown in FIG. 5, the mask layer 304 is in the liquid crystal cell 40. It is only the point placed at.
  • the liquid crystal cell 4 0 is a liquid crystal between the first flexible transparent substrate 13, the second flexible transparent substrate 15 and the seal member 3 06.
  • Layer 14 is sandwiched.
  • the segment electrode 30 1 and the first alignment film 302 are provided on the first flexible transparent substrate 13, and the segment electrode 30 1 and the first alignment film 30 2 are provided on the first flexible transparent substrate 13. Evening)
  • An electrode 305, a mask layer 304 and a second alignment film 303 are provided.
  • the portion corresponding to the convex portion 2 1 (corresponding to the numeral 1) of the light emitting layer 18 selectively emits light (when the display device 300 is lit)
  • the segments 40-1 of the liquid crystal cell 40 are controlled to be in the transmission state.
  • the segment 40 0 of the liquid crystal cell 40 1 is controlled to the non-transmissive state because the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer 14 have home-optical pick orientation and lose their optical rotation. Be done.
  • external light L 4 incident from the outside passes through the sheet-like key operation pad 1 1 and is incident on the second polarizing layer 1 2.
  • the external light L4 only light having a polarization direction that is ideally parallel to the transmission axis of the second polarizing layer 12 passes through the second polarizing layer 12 and the linearly polarized light remains the first polarizing layer Absorbed by seven.
  • a part of the outside light L 4 reaches the light emitting layer 18, a part of which is reflected, and a part of which is returned to the viewing side.
  • the ambient light N 4 ideally passes through the second polarizing layer 12 and is absorbed by the mask layer 304. In reality, one of the ambient light N 4 The part is reflected by the mask layer 304 and part of it is returned to the viewing side. Since the mask layer 304 is black, the reflectance to the external light N 4 is small.
  • the external light N 4 reflected from the mask layer 304 and returned to the viewing side is The difference with the reflected light of the outside light L 4 that increases and returns from the surface of the light emitting layer 18 to the viewing side becomes small. Therefore, even in the display device 300, the opening of the mask layer 304 becomes inconspicuous.

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Abstract

本発明の目的は、液晶セルを利用して、点灯時及び非点灯時において、マスク層の開口部を目立たなくすることを可能とする表示装置を提供することである。 本発明の表示装置は、光出射面を備えた発光層（１８）と、前記発光層の前記光出射面側に設けられた第１偏光層（１７）と、前記発光層に対して前記第１偏光層の反対側に設けられ、透過状態と非透過状態に制御可能であって、前記発光層が発光される場合に透過状態に維持される液晶セル（４０）と、前記液晶セルに対して前記第１偏光層の反対側に設けられた第２偏光層（１２）と、前記第１偏光層と第２偏光層の間に設けられたマスク層（１６）と、を有する。 本発明の表示装置は、携帯電話のテンキーに応用できる。

Description

表示装置 技術分野
本発明は、 表示装置に関する。 明
背景技術
文字や図形等を印刷した操作パッ ド、 E Lシー ト及びスィ ッチ層 等から構成される照光スィ ッチが知ら書れている （例えば、 特許文献
1 )
図 1 に 、 このような照光スィ ッチを示す 。 図 1 ( a ) は照光スィ ッチが点灯している場合を示し、 図 1 ( b ) は （ a ) の A A '断面 図を示し 、 図 1 ( c ) は照光スィ ツチが非点灯している場合を示し
、 図 1 ( d ) は （ c ) の A A '断面図を示している。
図 1 に示す照光スィ ッチは、 数字をかたどったマスク 1 、 シー 卜 状のキー操作パッ ド 2、 接着層 3、 スぺーサ 4、 接着層 5、 E Lシ 一卜 6、 接着層 7、 ベース 8、 固定接点 9 、 可動接点 1 0等から構 成される また、 ユーザの指によって、 シ一卜状のキ一操作パッ ド
2が押圧されて、 可動接点 1 0が固定接点 9 と接触すると、 入力信 号が、 不図示の制御部へ入力される。
また 、 照光スィ ッチが点灯されている場合には、 不図示の制御部 から駆動制御されて E Lシー 卜 6が発光し、 E Lシ一卜 6からの発 光光 M 1 によってマスク 1 の数字の内側が発光するように構成され ている (図 1 ( a ) 及び （ b ) 参照） 。 照光スィ ッチが非点灯され ている場合には、 E Lシー 卜 6 は発光しない状態に維持される （図
1 ( c ) 及び （ d ) ) C 照光スィ ッチが非点灯されている場合には、 マスク 1の数字の内 側は暗い状態とされていることが好ましい。 しかしながら、 外部か ら照光スィ ッチのマスク 1 の開口部 （数字の内側部分） を通過して 内部に侵入した外光 L 1 は、 E Lシー ト 6の表面で反射し、 再度マ スク 1の開口部を通過して照光スィ ッチの外部へ出射する （図 1 ( d ) ) 。 したがつて 、 マスク 1 の数字の内側は、 完全に暗い状能、と することがでさず、 照光スィ ッチが点灯されている場合と、 非ハ占、ヽ灯 されている場口とで 、 高いコン 卜ラス 卜差を得ることが難しかつた
。 したがつて 、 特に照光スィ ッチが明るい場所にある場合には 、 ュ 一ザにとって 、 ハ占、ヽ灯しているスイ ッチと点灯されていないスィ ッナ の区別が明確ではないという不具合があった。
そこで、 オプティカルシャツ夕セル 2 3 9 とバックライ トセル 2 8 9等から構成され、 バックライ トセル 2 8 9の非点灯時にはォプ ティカルセル 2 3 9を非透過状態とし、 ノ ックライ トセル 2 8 9の 点灯時にはオプティカルセル 2 3 9 を透過状態とするディスプレイ
2 0 0が知られている （例えば、 特許文献 2 ) o また、 上 己アイス プレイ 2 0 0では、 バックライ トセル 2 8 9の非点灯時にパ'ックラ ィ トセル 2 8 9の反射を目立たなくするために、 ォプティカリレシャ ッ夕セル 2 3 9 とバックライ トセル 2 8 9 との間にマスク層 2 5 0 が設けられている。
特許文献 1 ： 特開 2 0 0 1 — 2 7 3 8 3 1号公報 （図 1 5 ) 特許文献 2 ： 特開 2 0 0 0 — 3 1 0 9 4 9号公報 （図 2 ) 発明の開示
上記のディスプレイ 2 0 0では、 オプティカルシャツ夕セル 2 3 9に P D L C (polymer-dispersed liquid crystal)才プティカリレ ' シャ ツ夕材料 2 3 0を利用しているため、 非透過状態で白濁、 透 過状態で透明となる。 しかしながら、 充分な白濁状態を得るために は、 P D L Cオプティカル · シャツ夕材料 2 3 0の厚さを数十 m としなければならず、 それに伴って駆動電圧も数十 Vとする必要が あった。
そこで 、 ォプティカルシャツ夕セル 2 3 9 に代わつて 、 低電圧駆 動が可能な T N液晶セルを利用することが考えられる しかしなが ら、 視認仴 IJ力、ら T N液晶セル、 マスク層、 発光層という順番で配 置すると 、 外光によってマスク層が見えてしま とい 不具合があ つた o れは、 マスク層が黒く観察される一方 マスク層の開口部 を介して発光層の表面で反射した光が視認側に戻ることによって引 き起こされるものと考えられる。 上記不具合は T N液晶セルを斜 めから観察したり、 T N液晶セルの基板にブラスナック基板を用い たり した A
口 に 、 特に顕著である。
そこで 、 本発明では、 上記問題点を解消する とが可能な表示装 置を提供することを目的とする。
また、 本発明では、 液晶セルを利用して、 点灯時及び非点灯時に おいて、 マスク層の開口部を目立たなくすることを可能とする表示 装置を提供することを目的とする。
本発明に係る表示装置は、 光出射面を備えた発光層と、 発光層の 光出射面側に設けられた第 1偏光層と、 発光層に対して前記第 1偏 光層の反対側に設けられ且つ透過状態と非透過状態に制御可能であ つて発光層が発光される場合に透過状態に維持される液晶セルと、 液晶セルに対して第 1偏光層の反対側に設けられた第 2偏光層と、 第 1及び第 2偏光層の間に設けられたマスク層を有することを特徴 とする。
また、 本発明に係る表示装置では、 マスク層は、 液晶セルと第 1 偏光層との間、 液晶セルと第 2偏光層との間、 又は液晶セル内に設 けられていることが好ましい。
さらに、 本発明に係る表示装置は、 液晶セルにおける透過状態と 非透過状態とが制御されるセグメン ト領域が、 マスク層の開口部よ り大きく、 発光層のセグメン ト領域に対応する選択的発光領域が、 セグメン ト領域より大きく設定されていることが好ましい。 液晶セ ル、 マスク層及び発光層のァライメン トを容易に行えるようにする ためである。
さ らに、 本発明に係る表示装置は、 発光層の光出射面の反対側に 配置される入力信号を発生するためのスィ ッチ層を更に有すること が好ましい。 操作入力を容易に行わせるためである。
さらに、 本発明に係る表示装置は、 第 2偏光層に対して液晶セル の反対側に配置されたキー操作層を更に有することが好ましい。 操 作入力を容易に行わせるためである。
偏光層の内側にマスク層を設けた場合には、 液晶セルが非透過状 態では視認側の偏光層を通過した直線偏光の一部がマスク層で反射 され、 そのまま視認側の偏光層を通過して視認側に戻ってく る。 ま た、 偏光層の内側にマスク層を設けた場合には、 液晶セルが非透過 状態では視認側の偏光層を通過し且つマスク層の開口部を通過した 直線偏光の一部が発光層の表面で反射され、 そのまま視認側の偏光 層を通過して視認側に戻ってく る。 しかしながら、 発光層で反射す る外光は、 偏光方向が第一偏光層の吸収軸と平行なので大きく減衰 する。 即ち、 偏光層の外側にマスク層を設ける場合に比べ、 偏光層 の内側にマスク層を設けた場合には、 マスク層から反射して戻って く る外光が増加し、 発光層の表面で反射して戻ってく る外光が減少 する結果、 それぞれの外光との差がほとんどなくなり、 マスク層の 開口部が目立たないという作用効果を奏する。 なお、 マスク層の反 射率も第一偏光層の反射率も極わずかであるので、 マスク層及び発 光層の表面で反射して戻ってく る外光による、 表示装置全体のコン トラス 卜の低下は少ない。 図面の簡単な説明
図 1 ( a ) は照光スィ ッチが点灯している場合を示す図であり、 図 1 ( b) は図 1 ( a ) の AA '断面図であり、 図 1 ( c ) は照光 スィ ッチが非点灯している場合を示す図であり、 図 1 ( d ) は図 1 ( c ) の A A '断面図である。
図 2 ( a ) は本発明に係る表示装置 1 0 0の正面図であり、 図 2 ( b ) は図 2 ( a ) の B B '断面図である。
図 3は、 液晶セル、 遮光層及び発光層との関係を示す図である。 図 4 ( a ) は本発明に係る他の表示装置 3 0 0の正面図であり、 図 4 ( b ) は図 4 ( a ) の B B '断面図である。
図 5 ( a ) は本発明に係る更に他の表示装置 4 0 0の正面図であ り、 図 5 ( b ) は図 5 ( a ) の B B '断面図である。 発明を実施するための最良の形態
以下図面を参照して、 本発明に係る表示装置について説明する。 図 2は、 本発明に係る表示装置 1 0 0を携帯電話のテンキーに応 用 した例を示した図である。 図 2 ( a ) は正面図であり、 図 2 ( b ) は図 2 ( a ) の B B '断面図である。
表示装置 1 0 0は、 シー ト状のキー操作パッ ド 1 1、 第 2の偏光 層 1 2、 液晶セル 4 0、 マスク層 1 6、 第 1の偏光層 1 7、 発光層 1 8、 スィ ッチ層 1 9等から構成される。
シ一 卜状のキー操作パッ ド 1 1 は、 数字の 1〜 9に対応する凸部 2 1〜 2 9を有した、 透明なプラスチックフィルム層であり、 各凸 部 2 1〜 2 9は携帯電話機の外枠 2 0から外部に突出されている。 第 2の偏光層 1 2及び第 1の偏光層 1 7の透過軸は、 お互いに約 9 0度傾いた状態に配置されている。
液晶セル 4 0は、 第 1の可撓性透明基板 1 3 と第 2の可撓性透明 基板 1 5 との間に、 液晶層 1 4を挟持する構成を有している。 液晶 層 1 4は、 T N (twisted nematic)型の液晶から構成されているが 、 P D L C以外の液晶、 例えば、 S TN (supper twisted nematic ) 型の液晶によって構成されても良い。
マスク層 1 6は、 数字の内側部分のみ透明 （開口部） で、 他は黒 色に着色されている （マスク部） 薄膜シー ト層である。
発光層 1 8は、 光出射面 Sを有し、 エリア毎に発光箇所を切替可 能な E Lシー トから構成されており、 E Lシー トは、 透明電極層、 発光層、 絶縁層、 背面電極層等を含んでいる。 発光層 1 8は、 不図 示の制御部からの駆動信号に応じて、 各数字に対応する箇所のみを 選択的に発光できるように構成されている。 なお、 発光層 1 8は、 有機 E Lシー ト及び無機 E Lシー トの何れであっても良いし、 L E D光源等を利用した導光シー トであっても良い。
スィ ッチ層 1 9は、 凸部 2 1〜 2 9の何れかが押圧された場合に (図 2 ( b ) の矢印 3 0参照） 、 機械的、 静電容量的等によって、 押圧を感知して、 入力信号を発生し、 不図示の制御部へ送信するこ とができるように構成されている。 即ち、 凸部 2 1 に対応する感知 箇所 3 1、 凸部 2 2に対応する感知箇所 3 2、 凸部 2 3に対応する 感知箇所 3 3等がスィ ッチ層 1 9に配置されている。 例えば、 機械 的に押圧を感知する場合には、 図 1 に示すように、 固定接点及び可 動接点の組を各感知箇所に設けるようにする。
図 3は、 液晶セル、 遮光層及び発光層との関係を示す図である。 図 3では、 シー ト状のキー操作パッ ド 1 1の凸部 2 1の部分につ いて示しているが、 他の凸部 2 2〜 2 9についても同様である。 凸 部 2 1 に関して、 液晶セル 4 0は、 図 3 に示すような、 数字の 1 の 形のセグメン ト 4 0— 1 を有しており、 セグメン ト 4 0 — 1 はマス ク層 1 6 における数字 1 の形の開口部 1 6— 1 より大きな正方形の 領域を有している。 また、 発光層 1 8は、 マスク層 1 6の開口部 1 6 _ 1 より十分に広い選択的な発光領域 1 8 — 1 を有している。 液晶セル 4 0 は、 前述したように、 少なく とも、 数字 1〜 9 に対 応する 9つのセグメン ト 4 0— ：！〜 4 0— 9 を有しており、 各セグ メン 卜に対応する電極に所定の電圧を不図示の駆動制御部から印加 することによって、 セグメン ト部分の透過制御を行う。 即ち、 セグ メン ト部分を透過状態と非透過状態に制御する。
以下、 図 2 ( b ) を参照して、 表示装置 1 0 0の点灯時と非点灯 時の機能について説明する。
発光層 1 8 の凸部 2 1 (数字の 1 に対応） に対応する箇所が選択 的に発光した場合 （表示装置 1 0 0の点灯時） 、 液晶セル 4 0のセ グメン ト 4 0 _ 1 は、 透過状態に制御される。
発光層 1 8の発光領域 1 8— 1から出射した光の内、 第 1 の偏光 層 1 7 の透過軸と平行な偏光方向を有する光は、 第 1 の偏光層 1 7 及びマスク層 1 6 の開口部を通過して、 液晶セル 4 0 における透過 状態のセグメン ト 4 0— 1 に入射する。 液晶セル 4 0のセグメン ト 4 0— 1が透過状態の場合、 液晶セル 4 0 に入射した光の偏光方向 は、 液晶層 1 4の液晶分子の配向方向によって約 9 0度捻られて、 液晶セル 4 0から出射する。 したがって、 液晶セル 4 0 を出射した 光は、 その偏光方向が第 2 の偏光層 1 2の透過軸と平行となり、 第 2の偏光層 1 2 を透過する。 第 2の偏光層 1 2 を通過した光は、 シ ー ト状のキー操作パッ ド 1 1 を通過して表示装置 1 0 0の外部に出 射される （M 2 ) 。 したがって、 図 2 ( a ) に示す様に、 数字の 1 の内側のみが発光しているようにユーザに視認されることとなる。 発光層 1 8の凸部 2 2 (数字の 2 に対応） に対応する箇所が発光 していない場合 （表示装置 1 0 0の非点灯時） 、 液晶セル 4 0のセ グメン ト 4 0 — 1 は、 液晶層 1 4の液晶分子がホメォトロピック配 向し旋光性を失うので、 非透過状態に制御される。
表示装置 1 0 0の外部から入射した外光 L 2 は、 シ一 卜状のキー 操作パッ ド 1 1 を通過し、 第 2の偏光層 1 2 に入射する。 外光 L 2 は、 理想的には第 2の偏光層 1 2の透過軸と平行な偏光方向を有す る光のみが第 2の偏光層 1 2 を通過し、 直線偏光のまま第 1 の偏光 層 1 7で吸収される。 しかしながら、 現実的には、 外光 L 2の一部 が発光層 1 8 に達し、 その一部が反射され、 その一部が視認側に戻 つてく る。 同様に、 外光 N 3 は、 理想的には第 2の偏光層 1 2 を通 過し、 マスク層 1 6で吸収されることとなるが、 現実的には、 外光 N 2の一部が反射され、 その一部が視認側に戻ってく る。 なお、 マ スク層 1 6は黒色であるので、 外光 N 3 に対する反射率は小さい。 仮にマスク層 1 6 を、 液晶セル 4 0 に対して第 1偏光層 1 7 の外 側に配置した場合には、 マスク層 1 6からの反射光は無視できる。 しかしながら、 表示装置 1 0 0のように、 マスク層 1 6が、 液晶セ ル 4 0 に対して第 1偏光層 1 7の内側に配置されている場合には、 マスク層 1 6から反射されて視認側に戻ってく る外光 N 3が増加し 、 発光層 1 8の表面から視認側に戻ってく る外光 L 2の反射光との 差が僅かとなる。 したがって、 マスク層 1 6の開口部が目立たなく なる。
上記の表示装置 1 0 0 において、 液晶セル 4 0 は、 セグメン ト 4 0 - 1 に駆動電圧を印加しないとき透過状態となるノーマリ一ホヮ イ トモー ドのタイプを採用した。 しかしながら、 液晶セル 4 0 は、 セグメン ト 4 0— 1 に駆動電圧を印加しない時に非透過状態となる ノーマリーブラックモー ドのタイプを採用することもできる。 図 4は、 本発明に係る他の表示装置 3 0 0 を携帯電話のテンキー に応用した例を示した図である。 図 4 ( a ) は正面図であり、 図 4 ( b ) は図 4 ( a ) の B B '断面図である。 図 4において、 図 2 と 同じ構成には同じ番号を付して、 説明を省略する。
図 4 に示す表示装置 2 0 0 と、 図 2の示す表示装置 1 0 0 との差 異は、 図 4に示す表示装置 2 0 0 において、 マスク層 2 0 1 が、 第 2の偏光層 1 2 と液晶セル 4 0 との間に配置されている点のみであ る。 なお、 マスク層 2 0 1 は、 前述したマスク層 1 6 と同じ材質で あって、 配置箇所が異なるだけである。
図 4に示す表示装置 2 0 0 においても、 発光層 1 8の凸部 2 1 ( 数字の 1 に対応） に対応する箇所が選択的に発光した場合 （表示装 置 2 0 0の点灯時） 、 液晶セル 4 0のセグメン ト 4 0 _ 1 は、 透過 状態に制御される。 また、 発光層 1 8 の凸部 2 2 (数字の 2 に対応 ) に対応する箇所が発光していない場合 （表示装置 2 0 0の非点灯 時） 、 液晶セル 4 0のセグメン ト 4 0— 1 は、 液晶層 1 4の液晶分 子がホメオト口ピック配向し旋光性を失うので、 非透過状態に制御 される。
図 4に示す表示装置 2 0 0 においても、 外部から入射した外光 L 3 は、 シー ト状のキー操作パッ ド 1 1 を通過し、 第 2の偏光層 1 2 に入射する。 外光 L 3 は、 理想的には第 2の偏光層 1 2の透過軸と 平行な偏光方向を有する光のみが第 2の偏光層 1 2 を通過し、 直線 偏光のまま第 1 の偏光層 1 7で吸収される。 しかしながら、 現実的 には、 外光 L 3の一部が発光層 1 8 に達し、 その一部が反射され、 その一部が視認側に戻ってく る。 同様に、 外光 N 3は、 理想的には 第 2の偏光層 1 2 を通過し、 マスク層 2 0 1 で吸収されることとな るが、 現実的には、 外光 N 3の一部がマスク層 2 0 1反射され、 そ の一部が視認側に戻ってく る。 なお、 マスク層 2 0 1 は黒色である ので、 外光 N 3 に対する反射率は小さい。
表示装置 2 0 0のように、 マスク層 2 0 1 力 液晶セル 4 0 に対 して第 1偏光層 1 7 の内側に配置されている場合には、 マスク層 2 0 1から反射されて視認側に戻ってく る外光 N 3が増加し、 発光層 1 8の表面から視認側に戻ってく る外光 L 3の反射光との差が僅か となる。 したがって、 表示装置 2 0 0 においても、 マスク層 2 0 1 の開口部が目立たなくなる。
図 5 は、 本発明に係る更に他の表示装置 3 0 0 を携帯電話のテン キーに応用した例を示した図である。 図 5 ( a ) は正面図であり、 図 5 ( b ) は図 5 ( a ) の B B '断面図である。 図 5 において、 図 2 と同じ構成には同じ番号を付して、 説明を省略する。
図 5 に示す表示装置 3 0 0 と、 図 2の示す表示装置 1 0 0 との差 異は、 図 5 に示す表示装置 3 0 0 において、 マスク層 3 0 4が、 液 晶セル 4 0内に配置された点のみである。
図 5 ( b ) に示されるように、 液晶セル 4 0 は、 第 1 の可撓性透 明基板 1 3、 第 2の可撓性透明基板 1 5及びシール部材 3 0 6の間 に、 液晶層 1 4が挟持されている。 また、 第 1 の可撓性透明基板 1 3上にはセグメン ト電極 3 0 1 と第 1 の配向膜 3 0 2が設けられ、 第 2の可撓性透明基板 1 5上には対向 （ベ夕） 電極 3 0 5、 マスク 層 3 0 4及び第 2の配向膜 3 0 3が設けられている。
図 5 に示す表示装置 3 0 0 においても、 発光層 1 8の凸部 2 1 ( 数字の 1 に対応） に対応する箇所が選択的に発光した場合 （表示装 置 3 0 0の点灯時） 、 液晶セル 4 0のセグメン ト 4 0 — 1 は、 透過 状態に制御される。 また、 発光層 1 8の凸部 2 2 (数字の 2 に対応 ) に対応する箇所が発光していない場合 （表示装置 3 0 0の非点灯 時） 、 液晶セル 4 0のセグメン ト 4 0 _ 1 は、 液晶層 1 4の液晶分 子がホメオ ト口ピック配向し旋光性を失うので、 非透過状態に制御 される。
図 4に示す表示装置 3 0 0 においても、 外部から入射した外光 L 4は、 シー ト状のキー操作パッ ド 1 1 を通過し、 第 2の偏光層 1 2 に入射する。 外光 L 4は、 理想的には第 2の偏光層 1 2 の透過軸と 平行な偏光方向を有する光のみが第 2の偏光層 1 2 を通過し、 直線 偏光のまま第 1 の偏光層 1 7で吸収される。 しかしながら、 現実的 には、 外光 L 4の一部が発光層 1 8 に達し、 その.一部が反射され、 その一部が視認側に戻ってく る。 同様に、 外光 N 4は、 理想的には 第 2の偏光層 1 2 を通過し、 マスク層 3 0 4で吸収されることとな るカ^ 現実的には、 外光 N 4の一部がマスク層 3 0 4で反射され、 その一部が視認側に戻ってく る。 なお、 マスク層 3 0 4は黒色であ るので、 外光 N 4に対する反射率は小さい。
表示装置 3 0 0のように、 マスク層 3 0 4が、 液晶セル 4 0内に 配置されている場合には、 マスク層 3 0 4から反射されて視認側に 戻ってく る外光 N 4が増加し、 発光層 1 8の表面から視認側に戻つ てく る外光 L 4の反射光との差が僅かとなる。 したがって、 表示装 置 3 0 0 においても、 マスク層 3 0 4の開口部が目立たなくなる。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 光出射面を備えた発光層と、
前記発光層の前記光出射面側に設けられた第 1偏光層と、 前記発光層に対して前記第 1偏光層の反対側に設けられ、 透過状 態と非透過状態に制御可能であって、 前記発光層が発光される場合 に透過状態に維持される液晶セルと、
前記液晶セルに対して前記第 1偏光層の反対側に設けられた第 2 偏光層と、
前記第 1及び第 2偏光層の間に設けられたマスク層と、
を有することを特徴とする表示装置。
2 . 前記マスク層は、 前記液晶セルと前記第 1偏光層との間に設 けられている、 請求項 1 に記載の表示装置。
3 . 前記マスク層は、 前記液晶セルと前記第 2偏光層との間に設 けられている、 請求項 1 に記載の表示装置。
4 . 前記マスク層は、 前記液晶セル内に設けられている、 請求項 1 に記載の表示装置。
5 . 前記液晶セルにおける透過状態と非透過状態とが制御される セグメン ト領域が、 前記マスク層の開口部より大きく、 前記発光層 の前記セグメン ト領域に対応する選択的発光領域が、 前記セグメン ト領域より大きく設定されている、 請求項 1 に記載の表示装置。
6 . 前記発光層の前記光出射面の反対側に配置される入力信号を 発生するためのスィ ッチ層を更に有する、 請求項 1 に記載の表示装 置。
7 . 前記第 2偏光層に対して前記液晶セルの反対側に配置された キー操作層を更に有する、 請求項 1 に記載の表示装置。
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