特開2016-18212(P2016-18212A)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2015.5.11 β版

知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」

▶ ザ・スウォッチ・グループ・リサーチ・アンド・ディベロップメント・リミテッドの特許一覧
特開2016-182122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
<>
  • 特開2016018212-2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 図000003
  • 特開2016018212-2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 図000004
  • 特開2016018212-2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 図000005
  • 特開2016018212-2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 図000006
  • 特開2016018212-2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 図000007
< >
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】特開2016-18212(P2016-18212A)
(43)【公開日】2016年2月1日
(54)【発明の名称】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
(51)【国際特許分類】
   G09F 9/46 20060101AFI20160105BHJP
   G02F 1/1347 20060101ALI20160105BHJP
   G02F 1/1335 20060101ALI20160105BHJP
   G02F 1/13357 20060101ALI20160105BHJP
   H01L 51/50 20060101ALI20160105BHJP
   H05B 33/02 20060101ALI20160105BHJP
   G02B 5/30 20060101ALI20160105BHJP
【FI】
   G09F9/46 Z
   G02F1/1347
   G02F1/1335 510
   G02F1/13357
   H05B33/14 A
   H05B33/02
   G02B5/30
【審査請求】有
【請求項の数】11
【出願形態】OL
【全頁数】16
(21)【出願番号】特願2015-127294(P2015-127294)
(22)【出願日】2015年6月25日
(31)【優先権主張番号】14175864.9
(32)【優先日】2014年7月4日
(33)【優先権主張国】EP
(31)【優先権主張番号】14181607.4
(32)【優先日】2014年8月20日
(33)【優先権主張国】EP
(71)【出願人】
【識別番号】506425538
【氏名又は名称】ザ・スウォッチ・グループ・リサーチ・アンド・ディベロップメント・リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100064621
【弁理士】
【氏名又は名称】山川 政樹
(74)【代理人】
【識別番号】100098394
【弁理士】
【氏名又は名称】山川 茂樹
(72)【発明者】
【氏名】ミシェル・サガルドワイビュリュ
【テーマコード(参考)】
2H149
2H189
2H191
3K107
5C094
【Fターム(参考)】
2H149AA15
2H149AA18
2H149AB01
2H149BA02
2H149DA04
2H149EA03
2H149EA19
2H149EA22
2H189AA21
2H189AA64
2H189CA36
2H189HA16
2H189JA05
2H189JA08
2H189JA10
2H189KA14
2H189LA07
2H189LA16
2H189LA17
2H189LA20
2H189LA22
2H191FA22X
2H191FA22Z
2H191FA25Z
2H191FA30X
2H191FA30Z
2H191FA71Z
2H191FA81Z
2H191FD09
2H191FD35
2H191GA23
2H191HA06
2H191HA09
2H191HA11
2H191LA21
2H191LA40
2H191NA05
2H191PA44
2H191PA59
3K107AA01
3K107BB03
3K107BB07
3K107CC14
3K107CC31
3K107DD02
3K107EE26
5C094AA01
5C094BA27
5C094BA43
5C094DA03
5C094ED14
5C094FA02
5C094HA03
(57)【要約】
【課題】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。
【解決手段】携帯用物品のためのディスプレイアセンブリ。上記ディスプレイアセンブリ(1;100;200)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;102;202)を含み、第2の発光性ディスプレイデバイス(6;104;204)は第1の反射性ディスプレイデバイス(2;102;202)の下側に配置される。
【選択図】図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
携帯用物品のためのディスプレイアセンブリ(1;100;200)であって、
前記ディスプレイアセンブリ(1;100;200)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;102;202)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(6;104;204)は、前記第1の反射性ディスプレイデバイス(2;102;202)の下側に配置される、ディスプレイアセンブリ。
【請求項2】
前記第1の反射性ディスプレイデバイス(2;102;202)は、接着層(44;130;252)を用いて前記第2の発光性ディスプレイデバイス(6;104;204)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。
【請求項3】
前記接着層(44;130;152)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。
【請求項4】
前記第1の反射性ディスプレイデバイス(2;102)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液晶ディスプレイセル(8;102)を含むこと;及び
前記第2の発光性ディスプレイデバイス(6;104)は、発光性有機発光ダイオードディスプレイセル(30:104)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(30:104)は、前記ディスプレイセルが光を放出するオン状態と、前記ディスプレイセル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ること
を特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載のディスプレイアセンブリ。
【請求項5】
前記反射性液晶ディスプレイセル(8)は、吸収性上側偏光子(22)と反射性下側偏光子(26)との間に配置されること;並びに
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)は、前記反射性下側偏光子(26)と前記発光性ディスプレイセル(30)との間に配置されること
を特徴とする、請求項4に記載のディスプレイアセンブリ。
【請求項6】
前記反射性下側偏光子(26)及び前記吸収性偏光子(48)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5に記載のディスプレイアセンブリ。
【請求項7】
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)は、前記反射性液晶ディスプレイセル(102)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(104)は、反射性下側電極(128)を含むこと
を特徴とする、請求項4に記載のディスプレイアセンブリ。
【請求項8】
前記第1の反射性ディスプレイデバイス(202)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上側液晶ディスプレイセル(206)を含むこと;及び
前記第2のディスプレイデバイス(204)は、下側液晶ディスプレイセル(228)を含み、前記下側液晶ディスプレイセル(228)は、前記ディスプレイセルが吸収性である状態と、前記ディスプレイセルが、前記液晶ディスプレイセル(228)の下側に配置されたバックライトデバイス(230)が放出した光を通過させることができる状態との間で切り替えられるよう配設されること
を特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載のディスプレイアセンブリ。
【請求項9】
吸収性偏光子(220)は、前記上側液晶ディスプレイセル(206)の上面に配置されること;及び
反射性偏光子(224)は、前記上側液晶ディスプレイセル(206)の下面に配置され、吸収性偏光子(248)は前記下側液晶ディスプレイセル(228)の下面に接着されること
を特徴とする、請求項8に記載のディスプレイアセンブリ。
【請求項10】
吸収性偏光子(244)は、前記下側液晶ディスプレイセル(228)の上面に配置されることを特徴とする、請求項9に記載のディスプレイアセンブリ。
【請求項11】
前記反射性偏光子(224)及び前記吸収性偏光子(244)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9又は10に記載のディスプレイアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
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。
【背景技術】
【0002】
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。
【0003】
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。
【0004】
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。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
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。
【課題を解決するための手段】
【0006】
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。
【0007】
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。
【0008】
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。
【0009】
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。
【0010】
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。
【0011】
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。
【0012】
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。
【0013】
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。
【図面の簡単な説明】
【0014】
図1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2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4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。
【発明を実施するための形態】
【0015】
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。
【0016】
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。
【0017】
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。
【0018】
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。
【0019】
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。
【0020】
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。
【0021】
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。
【0022】
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。
【0023】
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。
【0024】
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。
【0025】
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。
【0026】
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。
【0027】
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。
【0028】
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。
【0029】
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。
【0030】
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。
【0031】
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。
【0032】
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。
【0033】
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。
【0034】
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。
【0035】
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。
【0036】
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。
【0037】
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。
【0038】
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。
【0039】
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。
【0040】
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。
【0041】
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。
【0042】
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。
【0043】
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。
【0044】
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。
【0045】
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。
【0046】
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。
【0047】
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。
【0048】
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。
【0049】
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。
【0050】
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。
【0051】
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。
【0052】
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。
【0053】
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。
【符号の説明】
【0054】
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
図1
図2
図3
図4
図5