(57)【要約】【課題】透明ディスプレイにおいて、その機能を損なうことなく、比較的簡便な手段で光源による画面の光ムラを軽減する。【解決手段】液晶パネル１４と重ね合わされて表示画面を構成する透明パネル部材１２は、表示部１１と、この表示部１１につながり画面位置から一段下がった段差部１３とを含む。透明パネル部材１２の段差部１３に配置された少なくとも１個の光源１５と、表示部１１の表示画面とその対向する面以外に、光源１５からの光を拡散させるシボ加工１７等の拡散手段を設けた。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶パネルと、
この液晶パネルと重ね合わされて表示画面を構成する表示部とこの表示部につながり、画面位置から一段下がった段差部とを含む透明パネル部材と、
前記透明パネル部材の段差部に配置された少なくとも１個の光源と、
前記表示部の表示画面とその対向する面以外の部分に設けられた、前記光源からの光を拡散させる拡散手段と
を備えた液晶モジュール。
【請求項２】
前記光源は前記段差部に設けられた凹部内に配置され、前記拡散手段は、前記凹部の、少なくとも前記光源の光が入射する面にシボ加工を施したことを含む請求項１に記載の液晶モジュール。
【請求項３】
前記光源は前記段差部に設けられた凹部内に配置され、前記拡散手段は、前記凹部の、少なくとも前記光源の光が入射する面を湾曲させたことを含む請求項１または２に記載の液晶モジュール。
【請求項４】
前記拡散手段は、前記透明パネル部材の前記表示部の少なくとも１側面にシボ加工を施したことを含む請求項１〜３のいずれかに記載の液晶モジュール。
【請求項５】
前記光源として複数の光源を前記段差部に設けられた複数の凹部内にそれぞれ配置し、前記拡散手段は、当該複数の光源の光の射出方向を異ならせたことを含む請求項１〜４のいずれかに記載の液晶モジュール。
【請求項６】
前記複数の光源の光の射出方向を前記表示部に向かう方向以外の方向とした請求項５に記載の液晶モジュール。
【請求項７】
前記複数の光源の配置および光の射出方向を左右対称形とした請求項５または６に記載の液晶モジュール。
【請求項８】
前記光源は前記段差部に設けられた凹部内に配置され、前記拡散手段は、前記凹部の、少なくとも前記光源の光が入射する前方に形成された円柱状の界面を含む請求項１〜７のいずれかに記載の液晶モジュール。
【請求項９】
前記拡散手段は、前記透明パネル部材の前記段差部から前記表示部への立ち上がり開始部分にアール部を形成したことを含む請求項１〜８のいずれかに記載の液晶モジュール。
【請求項１０】
前記拡散手段は、さらに、前記透明パネル部材の前記段差部から前記表示部への立ち上がり終了部分にアール部を形成したことを含む請求項９に記載の液晶モジュール。
【請求項１１】
前記液晶パネルは高分子分散型液晶を用いた請求項１〜１０のいずれかに記載の液晶モジュール。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれかに記載の液晶モジュールを表示デバイスとして用い、前記表示部に対応する筐体の背面領域を透明または空白とした電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、いわゆる透明ディスプレイを構成する液晶モジュールおよびこれを用いた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、フラットパネル状の表示デバイスとして、液晶パネルを利用した液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）が広く利用されている。液晶パネルは液晶組成物を用いて、光源からの光や外光を部分的に遮断したり透過させたりすることによって表示を実現する。
【０００３】
表示デバイスの照明を行うための光源としてバックライトを使用する場合には、その背面に設けた不透明な光拡散板へ光源からの光を導くことにより光を拡散し、背面からディスプレイ全体を均一に照らすことができる（特許文献１参照）。このような不透明な拡散板によれば光を効率的に拡散できるため、光源のみが明るく見えたり、ディスプレイの一部が明るかったり、暗かったりするような光ムラが起こることを防ぐことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−１００１１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、近年、表示ＯＮのときはディスプレイに情報が表示され、ＯＦＦのときはディスプレイ背面が透けて見える、いわゆる透明ディスプレイが開発されている。このような透明ディスプレイの中で高分子分散型液晶(ポリマーネットワーク液晶)を用いたものが実用されるレベルとなってきている。高分子分散型液晶は、印加される電圧がＯＦＦ状態において入光される光を散乱させ、印加される電圧がＯＮ状態において光をそのまま通過させる特性を有する。
【０００６】
このような透明ディスプレイは、屋外などの外光が強いところでは入光が多く散乱しやすいので表示が見やすい。しかし、透明ディスプレイでは光の拡散が十分に行えないので、光ムラなどが起こりやすい。特に、環境が暗くなると入光が少なく散乱しにくくなり、画面に表示される情報が見えにくくなる問題がある。
【０００７】
高分子分散型液晶に対して暗い環境でも見えやすくするためには、上述したような一般的なバックライトまたはフロントライトなどによる照明を行えば解決可能である。しかし、ディスプレイの背面に不透明な拡散板を配置すると透明ディスプレイは実現できない。このため、不透明な拡散板は、ディスプレイの前面であれ後面であれ、使用することができない。
【０００８】
本発明はこのような背景においてなされたものであり、透明ディスプレイにおいて、その機能を損なうことなく、比較的簡便な手段で光源による画面の光ムラを軽減することを提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明による液晶モジュールは、液晶パネルと、この液晶パネルと重ね合わされて表示画面を構成する表示部とこの表示部につながり、画面位置から一段下がった段差部とを含む透明パネル部材と、前記透明パネル部材の段差部に配置された少なくとも１個の光源と、前記表示部の表示画面とその対向する面以外の部分に設けられた、前記光源からの光を拡散させる拡散手段とを備えたものである。
【００１０】
画面位置から一段下がった段差部に光源を配置することは、光源を隠す部材などの配置に好都合である。また、このような段差部に起因する光ムラは拡散手段による光の拡散により軽減される。この拡散手段は表示部の表示画面とその対向する面以外の部分に設けられるので、透明ディスプレイとしての機能時にその機能を損なうことがない。
【００１１】
前記拡散手段の具体例としては、後述する実施の形態において詳述するとおりである。
【００１２】
本願発明による電子機器は、この液晶モジュールを表示デバイスとして用い、表示部に対応する筐体の背面領域を透明または空白としたものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、導光板の表面状態や形態等に工夫を凝らすことにより、透明ディスプレイの機能を損なうことなく、光源による画面の光ムラを軽減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の電子機器の一例としての携帯電話端末の外観を示した図である。
【図２】透明ディスプレイの説明図である。
【図３】透明ディスプレイにおける光ムラとしての横ムラの説明図である。
【図４】横ムラの要因として考えられる、導光板の導光状態を模式的に示した図である。
【図５】透明ディスプレイにおける他の光ムラとしての縦スジの説明図である。
【図６】透明ディスプレイにおけるさらに他の光ムラとしての光源ムラの説明図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態の説明図である。
【図８】光源が複数存在する場合の第１の実施の形態の変形例を示した図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態の説明図である。
【図１０】光源が複数存在する場合の第２の実施の形態の変形例を示した図である。
【図１１】本発明の第３の実施の形態の説明図である。
【図１２】光源が複数存在する場合の第３の実施の形態の変形例を示した図である。
【図１３】本発明の第４の実施の形態の説明図である。
【図１４】本発明の第５の実施の形態の説明図である。
【図１５】本発明の第６の実施の形態の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の好適な実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１６】
図１に、本発明の電子機器の一例としての携帯電話端末１００の外観を示している。図１（ａ）は正面側が見える斜視図、図１（ｂ）は背面側が見える斜視図である。
【００１７】
携帯電話端末（以下、単に端末ともいう）１００は、いわゆるストレート型の端末であり、筐体３０の正面側に液晶モジュール１０を有し、その下部に操作部２０を有する。液晶モジュール１０の一部を構成する透明パネル部材としての導光板１２は、その背後の液晶パネル（図１には現れていない）と重ね合わされて表示画面を構成する表示部１１を含む。導光板１２の材質としては例えばアクリルなどの合成樹脂、ガラス等を利用することができる。導光板１２は、段差部１３（図１では操作部２０の背後に隠れている）を含む。この段差部１３は、表示部１１につながっており、画面位置から一段下がった面を有する。この導光板１２は、本実施の形態では後述する光源から発生する光を画面全体に導く機能を有する。
【００１８】
この端末１００の液晶パネルは、表示部１１に対応する筐体の背面領域に透明の窓部４０を有する。これにより、導光板１２の背後に配置されている液晶パネルの表示状態によって表示画面を通して向こう側が透視できる透明ディスプレイを構成している。本実施の形態における液晶パネルは、高分子分散型液晶を用いたものである。窓部４０は、空白でもよいが、導光板１２と同様の透明なパネル部材で構成することができる。図示しないが、例えば掌や指を端末の背後に回して、端末を保持した状態で画面を見ると掌や指が画像の隙間から見える。
【００１９】
また、図２（ａ）（ｂ）に示すように、端末１００の表側の表示部１１に表示された画像は、裏側の窓部４０から左右反転した鏡像として見ることができる。
【００２０】
本実施の形態の内容を説明する前に、種々の光ムラとして、横ムラ、縦スジ、光源ムラについて説明する。本実施の形態では、液晶パネルの前面側から液晶パネルを照らすフロントライトを前提として説明する。但し、液晶パネルの背面側から液晶パネルを照らすバックライトの場合にも本発明は同様に適用可能である。
【００２１】
図３は、透明ディスプレイにおける光ムラとしての横ムラの説明図である。
【００２２】
上述したように、透明ディスプレイにおいては表示画面に重なる拡散板などを使うことができない。そのため、画面全体を例えば同じ明るさの白色ベタ表示を行う際に、導光板１２で光源の光で表示部１１の画面全体を均等に照らそうとしても、図示に示すような横ムラが発生する。このような横ムラの発生する要因は、導光板１２が段違い構造になっているため、光の反射により光が集まる部分と光が集まらない部分ができてしまうことにある。
【００２３】
なお、図３に示した要素２１は液晶パネルを駆動するための信号を与えるためのフレキシブル基板を示している。
【００２４】
図４は横ムラの要因として考えられる、導光板１２の導光状態を模式的に示したものである。この導光板１２は説明のために概略を示したものであり、その細部の形状や各部の比率は実際のものとは異なる。上述したように、液晶モジュール１０の導光板１２の背面には液晶パネル１４が配置される。前述したように、液晶モジュール１０の一部を構成する導光板１２は、表示部１１につながり、その画面位置から一段下がった段差部１３を有している。この段差部１３の内部に光源１５が配置される。本発明では光源１５として１個以上の発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いている。
【００２５】
図４から分かるように、段差部１３内の光源１５から表示部１１側へ射出された光は、導光板１２の内部を直接的に表示部１１の表面へ到達する直射光と、導光板の内面で１回以上反射されて表面に到達する反射光がある。これにより、図３に示したように、表示画面の上下方向の位置によって光量が異なる。これが上記のような横ムラの要因であると推測される。
【００２６】
例えば、光源に近い導光板表面の下端部には光源からの直射光が当たらず、反射光のみが当たるため暗くなる。段差部での反射光と直射光の両方が当たる部分は、反射光のみが当たる部分よりも明るくなる。直射光と導光板の上端面からの反射光が得られる部分も明るくなる。直射光と導光板の上端面からの反射光が得られる部分では、上端面の面処理によって反射光の強度が変わるので、段差部１３の反射光と直射光の両方が当たる部分よりも明るくなる場合もあれば、暗くなる場合もある。実際には、何度も反射を行う光路も多いために、前記のように単純ではない。いずれにせよ、本発明で問題としている横ムラの要因は、導光板１２の段差が主要因となっていると考えられる。
【００２７】
図５は、透明ディスプレイにおける他の光ムラとしての縦スジの説明図である。この縦スジは、光源１５（この例では４個）の各々から射出された光が直接的に導光板１２の表面に当たることにより生じると考えられる。すなわち、光源から発生した光を十分拡散させることができないまま、その光が導光板１２の中を通ることにより起こる。導光板１２はそれ自体が透明であることから光の拡散にはあまり寄与することができない。そのため、図５に示すように光路がそのまま見えることになり、これが縦スジの光ムラとなる。
【００２８】
図６は、透明ディスプレイにおけるさらに他の光ムラとしての光源ムラの説明図である。この図は液晶モジュール１０の側面図である。液晶パネル１４に重ね合わされた導光板１２は、外側の拡大部１２ａと内側の取り付け部１２ｂとを有する。拡大部１２ａは表示画面を構成する部分である。取り付け部１２ｂは、筐体３０（すなわち背面側筐体部分）を取り付けるための部分である。本実施の形態では、この拡大部１２ａと取り付け部１２ｂは同一の透明材料で一体成形されたものである。取り付け部１２ｂの下端側が拡大部１２ａより下方へ延出して段差部１３を形成している。
【００２９】
光源ムラの要因は、前記縦スジとほとんど同じである。すなわち、十分拡散させることができなかった光源から発せられた光が、導光板１２内でも拡散されず、導光板１２の側端面において光源の光が直接見えてしまうことが要因である。導光板１２の側端面を隠すことが可能であれば光ムラとしては問題にならないが、本実施の形態のように、デザイン的な問題で導光板１２の端面を隠すことができないこともある。そのような場合には、光ムラとして問題になる。
【００３０】
このように各種の要因による光ムラはＬＣＤ表示の見栄えに大きな影響を与えるものであり、画面全体が均一に光る方が望ましいことは言うまでもない。
【００３１】
透明ディスプレイを実現しつつ光ムラを低減する方法としては、光学解析を行い、ＬＣＤを保護するための導光板に光が拡散するような模様をつける、などの方法がある。しかし、光学解析を行う場合にはかなりのコストがかかり、また光拡散させるために、ディスプレイの透明度にも大きな影響が及ぶ。
【００３２】
なお、導光板１２の段差を無くしフラットにしてしまえば横ムラについては解決する。しかし、導光板１２の段差を無くした場合には、段差部１３に配置される光源を隠すためのキャビネット（本例では操作部を構成する部材の上端）が表示面より前方へ突出し、端末の外観上、逆に段差が生じてしまう。
【００３３】
また、導光板１２の段差を無くし、導光板１２の下に隠したいものがある個所をキャビネットで隠さずに、その箇所にのみ着色するなどの方法も考えられる。しかし、その場合、コストや他の素材上の色と色を合わせる必要などにより、実際には難しいことが多い。
【００３４】
以下、光ムラを改善するための、光源からの光を拡散させる拡散手段について説明する。
【００３５】
図７は、本発明の第１の実施の形態の説明図である。図７（ｂ）は導光板１２の段差部１３側を背面から見た図であり、図７（ａ）はそのａ−ａ矢視断面図である。図の例では、導光板１２の段差部１３に設けられた凹部１６内に光源１５としてのＬＥＤが配置され、少なくともその光の入射される側の内壁面１７にシボ加工を施している。「シボ加工」とは、被加工材料の表面に模様を付ける加工を言い、例えば、皮革模様、木目、岩目、砂目、梨地、布目、幾何学模様等、微細な凹凸を付加する加工をいう。当該壁面に拡散板を貼る方法も考えられる。但し、拡散板のコストや、貼りずれなどを考慮すれば、アクリル等の素材面を直接加工して、その部材と一体で作る方が有利である。光源１５から放射された光をこのようなシボ加工を施した壁面に入射させることにより、入射された光を拡散させることができる。凹部１６は本実施の形態では導光板１２の背面側に設けたが表面側に設けてもよい。あるいは、表面側から背面側まで貫通した透孔であってもよい。凹部１６を表面側に設ける場合あるいは貫通した透孔とする場合には、表面側に別途遮光のための部品を設けてもよい。
【００３６】
図８（ａ）（ｂ）は、光源が複数存在する場合の第１の実施の形態の変形例を示したものである。図８（ａ）の例は、複数（この例では４個）の光源１５に対して１対１に複数の凹部１６を設けたものである。図８（ｂ）の例は、複数の光源１５に共通に１個の凹部１６を設けたものである。
【００３７】
図９は、本発明の第２の実施の形態の説明図である。この例では、透明パネル部材１２の段差部１３に設けられた凹部１６内に光源１５としてのＬＥＤが配置され、少なくともその光の入射される側の内壁面１８を光源１５に向けて凸状に湾曲させたものである。逆に、光源１５向けて凹状に湾曲させてもよい。光源１５から放射された光をこのような湾曲した壁面に入射させることにより、入射された光を拡散させることができる。
【００３８】
図１０は、光源が複数存在する場合の第２の実施の形態の変形例を示したものである。この例では、複数の光源１５に対して１対１に複数の凹部１６を設けている。
【００３９】
図１１は、本発明の第３の実施の形態の説明図である。図１１（ｂ）は導光板１２の段差部１３側を背面から見た図であり、図１１（ａ）はそのａ−ａ矢視断面図である。この例では、段差部１３の凹部１６内に設けた光源１５の光射出方向の前方に円筒状の界面を構成する円筒空洞１９を設けたものである。このような円筒状の界面に光源１５からの光を入射させることにより、光を拡散させることができる。
【００４０】
図１２は、光源が複数存在する場合の第３の実施の形態の変形例を示したものである。この例では、複数の光源１５の各々に対して、その前方に円筒空洞１９を設けている。
【００４１】
図１３は、本発明の第４の実施の形態の説明図である。この実施の形態では、複数の光源１５をそれぞれ段差部に設けられた複数の凹部１６内に配置し、当該複数の光源１５の光の射出方向を異ならせたものである。これにより、光源１５からの光を拡散させることができる。また、この構成では、複数の光源１５の光の射出方向を表示部に向かう方向以外の方向としている。さらに、複数の光源１５の配置および光の射出方向を左右対称形としている。例えば、本来の表示部１１へ向かう方向を基準（０度）として、この例では計４個の光源１５のうち、内側の２個については９０度外側方向に傾け、外側の２個については内側方向へ１３５度傾けている。これにより、光源１５からの光を拡散させるとともに、左右方向の明るさの均衡を図ることができる。
【００４２】
この構成は、透明ディスプレイを実現するためには不透明な拡散板を十分に使用することができないため、ある程度、光量を犠牲にして光ムラを低減させるものである。
【００４３】
図１４は、本発明の第５の実施の形態の説明図である。図１４（ａ）に示した例では、拡散手段として、導光板１２の段差部１３から表示部１１への立ち上がり開始部分にアール加工を施してアール部１１ａを形成したものである。なお、表示部１１の上下方向の長さＬ１と、光源１５から当該立ち上がり縁までの距離Ｌ２は、アール部１１ａがない場合のそれらと同じである。この構成により光源１５からの光が、表示部１１の下端部２５に導かれやすくなる。その結果、図３で説明した横ムラが改善される。なお、光源１５の位置を表示部１１の側へより近づけて配置することにより画面下部へ到達する光量の増加を図ることができるが、体裁面（表示画面）から光源１５が直接見えないようにするためにはある程度以上の距離Ｌ２が必要である。したがって、両条件を勘案して光源１５の位置を定めることが望ましい。
【００４４】
図１４（ｂ）に示した例では、アール部１１ａに加えて、さらに、導光板１２の段差部１３から表示部１１への立ち上がり終了部分にもアール部１１ｂを形成している。
【００４５】
図１５は、本発明の第６の実施の形態の説明図である。上述したシボ加工は、光源の配置された凹部の内壁に設けたが、さらに、導光板１２の表示部表面とその裏側面以外の部分（すなわち、透明ディスプレイとしての表示の支障にならない部分）に設けてもよい。そのような部分としては、導光板１２の上端面Ｕ１，Ｕ２、側端面Ｓ１，Ｓ２、下端面Ｂ１，Ｂ２等が挙げられる。
【００４６】
これらの拡散手段により光源からの光を拡散することにより、上述したような各種の光ムラを低減することができる。
【００４７】
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、上記で言及した以外にも種々の変形、変更を行うことが可能である。例えば、上述した各種の実施の形態およびその変形例は、それらの２以上の任意の可能な組み合わせを採用することができる。例えば、図９に示した湾曲部１８や図１１に示した円筒空洞１９の壁面にもシボ加工を施してもよい。図１１の円筒空洞１９は、図７は図９の凹部１６の表示部側に設けてもよい。図１４に示したアール部はすべての他の実施の形態と併用可能である。図１５に示した構成もすべての他の実施の形態と併用可能である。
【００４８】
凹部１６はその全周囲を内壁に囲まれた構成のみを示したが、その一部が外部に開放された構成であってもよい。
【００４９】
携帯電話端末はいわゆるストレート型のもののみを示したが、上側筐体と下側筐体からなる折り畳み型やスライド型の端末にも本発明を適用することが可能である。その場合、一方の筐体（例えば上側筐体）が透明ディスプレイを備えることになる。
【符号の説明】
【００５０】
１０…液晶モジュール、１１…表示部、１１ａ，１１ｂ…アール部、１２…導光板（透明パネル部材）、１３…段差部、１４…液晶パネル、１５…光源（ＬＥＤ）、１６…凹部、１７，１８…内壁面、１９…円筒空洞、２０…操作部、２１…要素、２５…下端部、３０…筐体、４０…窓部、１００…携帯電話端末
【図１】
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【図２】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図１５】
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