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特開2024-172102表示装置、電子機器、時計及び表示装置の製造方法
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(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】P2024172102
(43)【公開日】2024-12-12
(54)【発明の名称】表示装置、電子機器、時計及び表示装置の製造方法
(51)【国際特許分類】
   G04G 9/00 20060101AFI20241205BHJP
【FI】
G04G9/00 301Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】14
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023089623
(22)【出願日】2023-05-31
(71)【出願人】
【識別番号】000001443
【氏名又は名称】カシオ計算機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001254
【氏名又は名称】弁理士法人光陽国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】池田 大輔
(72)【発明者】
【氏名】並木 幸二
【テーマコード(参考)】
2F002
【Fターム(参考)】
2F002AA06
2F002AB02
2F002AC01
2F002EA01
2F002EB03
2F002EB08
(57)【要約】
【課題】透過型の液晶パネルを備える場合に、液晶パネルの下方に配置される内部構造の視認性を向上させる。
【解決手段】表示装置1が、透明電極に液晶材料21が挟み込まれた液晶層20と、液晶層20の視認側に配置される上偏光板25と、液晶層20の非視認側に配置される下偏光板26と、を含む透過型の液晶パネル2を備えている。そして、液晶層20の非視認側に配置される下偏光板26の非視認側の面には、モスアイ構造を有するフィルム3が配置されている。
【選択図】図2
【特許請求の範囲】
【請求項1】
透明電極に液晶材料が挟み込まれた液晶層と、前記液晶層の視認側に配置される上偏光板と、前記液晶層の非視認側に配置される下偏光板と、を含む透過型の液晶パネルを備え、
前記下偏光板の非視認側の面に、モスアイ構造を有するフィルムが配置されている、
ことを特徴とする表示装置。
【請求項2】
前記フィルムは長尺なシートから切り出され、前記長尺なシートの長手方向が、前記上偏光板の偏光軸に対して45度となる向きで配置される、
ことを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
【請求項3】
前記液晶パネルの非視認側に、光源及び導光板を含むバックライトユニットを備え、
前記バックライトユニットの前記導光板には、前記光源からの距離にかかわらず均一のドットパターンが形成されている、
ことを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
【請求項4】
透過型の液晶パネルと、
前記液晶パネルの非視認側に配置され、光源及び導光板を含むバックライトユニットと、
を備え、
前記バックライトユニットの前記導光板には、前記光源からの距離にかかわらず均一のドットパターンが形成されている、
ことを特徴とする表示装置。
【請求項5】
前記液晶パネルは、透明電極に液晶材料が挟み込まれた液晶層と、前記液晶層の視認側に配置される上偏光板と、前記液晶層の非視認側に配置される下偏光板と、を含み、
前記下偏光板の非視認側の面に、モスアイ構造を有するフィルムが配置されている、
ことを特徴とする請求項4に記載の表示装置。
【請求項6】
前記フィルムは長尺なシートから切り出され、前記長尺なシートの長手方向が、前記上偏光板の偏光軸に対して45度となる向きで配置される、
ことを特徴とする請求項5に記載の表示装置。
【請求項7】
前記液晶パネルの非視認側に配置された基板を備え、
前記基板は、基材に形成された配線パターンの視認側にメッキ層が設けられている、
ことを特徴とする請求項1又は請求項4に記載の表示装置。
【請求項8】
前記メッキ層の視認側の少なくとも一部の領域には、レジスト層が設けられており、
前記メッキ層は、前記レジスト層を介して視認可能である、
ことを特徴とする請求項7に記載の表示装置。
【請求項9】
前記メッキ層は、前記配線パターンの視認側の全幅に亘って設けられており、
前記メッキ層の前記配線パターンの幅方向の少なくとも一部を覆うように前記レジスト層が設けられている、
ことを特徴とする請求項8に記載の表示装置。
【請求項10】
前記基板上には、集積回路が搭載されており、
前記基板上の前記集積回路に対応する箇所にのみ、前記集積回路を覆うように遮光用カバーが配置される、
ことを特徴とする請求項7に記載の表示装置。
【請求項11】
前記遮光用カバーには、視認側に装飾が施される、
ことを特徴とする請求項10に記載の表示装置。
【請求項12】
請求項1又は請求項4に記載の表示装置を含む、
ことを特徴とする電子機器。
【請求項13】
請求項1又は請求項4に記載の表示装置と、
前記表示装置を収容するケースと、
を備えることを特徴とする時計。
【請求項14】
基材上に配線パターンを形成する第1工程と、
前記第1工程の後に、前記配線パターンに対応してメッキ層を形成する第2工程と、
前記第2工程の後に、前記メッキ層上の少なくとも一部にレジスト層を形成する第3工程と、
を含むことを特徴とする表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、表示装置、電子機器、時計及び表示装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、時計等のモジュール(電子機器)として、内部を視認できるように構成したスケルトン方式の表示装置を備えるものが知られている。
例えば、特許文献1には、アナログ方式で時刻を表示する指針(特許文献1において、短針及び長針)よりも上方に液晶表示素子を備え、適宜液晶表示素子を透過状態に設定することで液晶表示素子よりも下方(非視認側)に配置されている指針の動き等を透視することのできる時計が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2021-148565号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、特許文献1に記載されているような従来の技術では、単に液晶表示素子よりも下方(非視認側)に配置されている構造を視認可能とするだけであり、透過性、視認性等を十分に考慮したものとはいえなかった。
【0005】
本発明はこうした課題を解決するためのものであり、透過型の液晶パネルを備える場合に、液晶パネルの下方に配置される内部構造の視認性を向上させることができる表示装置、電子機器、時計及び表示装置の製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
前記課題を解決するために、本発明に係る表示装置は、
透明電極に液晶材料が挟み込まれた液晶層と、前記液晶層の視認側に配置される上偏光板と、前記液晶層の非視認側に配置される下偏光板と、を含む透過型の液晶パネルを備え、
前記下偏光板の非視認側の面に、モスアイ構造を有するフィルムが配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、透過型の液晶パネルを備える場合に、透過型の液晶パネルを備える場合に、液晶パネルの下方に配置される内部構造の視認性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
図1】実施形態における時計の正面図である。
図2】実施形態におけるモジュールの要部分解斜視図である。
図3】実施形態におけるモジュールの模式的な要部断面図である。
図4】液晶パネルの模式的な要部側面図である。
図5】本実施形態におけるモスアイ構造を有するフィルムを構成するシートが巻回されたシートロールを模式的に示す斜視図である。
図6図5に示すシートから切り出されたフィルム単体を示す平面図である。
図7】実施形態におけるバックライトユニットの平面図である。
図8】実施形態における基板の一部分の模式的断面図である。
図9】従来の基板の一部分の模式的断面図である。
図10】実施形態における液晶パネルの一変形例を示す模式的な平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
図1から図9を参照しつつ、本発明に係る表示装置、電子機器、時計及び表示装置の製造方法の一実施形態について説明する。本実施形態では電子機器が時計200(図示例では、腕時計)に設けられるモジュール100である場合を例とし、表示装置1がこのモジュール100に設けられている場合を例示して説明する。
なお、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。
【0010】
[構成]
図1は、本実施形態における時計の正面図である。
図1に示すように、本実施形態における時計200は、外装ケース201と外装ケース201内に収容された電子機器であるモジュール100を有している。
外装ケース201は、例えばバイオマスプラスチック、エンジニアリング・プラスチック、スーパーエンジニアリング・プラスチック等の比較的硬質の合成樹脂や、チタンやステンレス鋼(SUS)等の金属材料で形成されている。なお、本体ケースを形成する材料はここに例示したものに限定されない。例えば各種セラミック等で形成されていてもよい。
【0011】
外装ケース201の外側面であって図1における上下位置(アナログ時計における12時位置と6時位置)には、図示しないバンドが取り付けられる一対のバンド取付け部202が設けられている。
また、図示は省略するが、外装ケース201の図1における左右側部等には、ユーザが各種入力操作を行う各種操作ボタン(押ボタンやりゅうず等)が設けられている。また外装ケース201には、ベゼル等の外装部品が取り付けられていてもよい。
【0012】
外装ケース201は、少なくとも厚み方向の上部(時計における視認側、表面側)が開口する中空の短柱形状に形成されており、内部の中空部分は本実施形態における電子機器であるモジュール100等を収納する収納空間を構成している。
図2は、図1に示す時計に設けられるモジュールの要部分解斜視図であり、図3は、図2に示すモジュールの模式的な要部断面図である。なお以下において、後述する表示装置1が設けられている時計200を視認する方向(図3において上から下に向かう方向、図中白抜き矢印で示す)を「視認方向D」とする。また以下の説明において、視認側(表面側)とは図3における視認方向Dの上側であり、非視認側(裏面側)とは視認方向Dの下側とする。
【0013】
本実施形態のモジュール100は、表示装置1、基板5等を含んでいる。
具体的にはモジュール100は、図2に示すように、第1のハウジング101と第2のハウジング102とを備えている。第1のハウジング101及び第2のハウジング102は、例えば各種の合成樹脂等によりほぼ円盤状に形成されている。
図2及び図3に示すように、第1のハウジング101と第2のハウジング102との間には、表示装置1、基板5等が挟み込まれるようにして設けられている。
【0014】
本実施形態では、第2のハウジング102の裏面側(図3において下側、モジュール100を時計200の外装ケース201内に組み込んだ際に非視認側となる側)に、基板押え部材103が配置される。基板押え部材103は時計200の視認側に向って立設された係止爪部103aを有している。表示装置1、基板5等を挟み込んだ状態で第1のハウジング101と第2のハウジング102とを嵌め合わせたあと、基板押え部材103を取り付けることで係止爪部103aが第1のハウジング101に係止され、第1のハウジング101、第2のハウジング102、表示装置1、基板5等が一体化される。
また第2のハウジング102の裏面側には、ボタン電池等であるバッテリ104が配置されており、バッテリ104は、バッテリ押さえ部材105が取り付けられることで所定の位置に係止される。
【0015】
本実施形態の表示装置1は、液晶パネル2及びバックライトユニット4等を含んでおり、バックライトユニット4により発せられた光を部分的に遮ったり透過させたりすることによって、時刻や各種の情報等を表示させるようになっている。
より具体的には、表示装置1は以下のような構成を有する。
【0016】
図4は、図3に示す表示装置のうち液晶パネルを示す模式的な側面図である。
図4に示すように、まず液晶パネル2は、透明な液晶材料(液晶組成物)21が2枚の透明基板22の間に挟まれた液晶層20を有している。液晶層20において、液晶材料21の周囲に封止剤23が設けられている。これにより2枚の透明基板22の間に挟まれた液晶材料21が封止剤23によって封止され、液晶材料21が漏れ出さないようになっている。
各透明基板22の内側全面には図示しない透明電極が形成されており、液晶材料21は透明電極に挟み込まれた状態となっている。透明基板22の端部には、透明電極の接続部24が露出している。この接続部24には、コネクタ部材6の一端側が接続されている。コネクタ部材6の他端側は、後述する基板5の接続端子部55と電気的に接続されている。
【0017】
図示は省略するが、2枚の透明基板22の各透明電極の内側には、例えばポリイミド材料からなる配向膜が配置されており、透明電極に印加される電圧に応じて液晶材料21の配向状態を切り替えることができるようになっている。
図2に示すように、液晶パネル2には、透明電極に電圧が印加されたときに、時刻や日付等の所定の表示が行われる点灯パターン部(図示せず)が設けられている。液晶材料21の配向状態が切り替えられることで、点灯パターン部に適宜時刻を示す数字等が表示される。
【0018】
液晶層20の視認側(図3において上側)には上偏光板25が配置され、液晶層20の非視認側(図3において下側)には下偏光板26が配置されている。
このように液晶パネル2は、液晶層20が上下2つの偏光板(上偏光板25、下偏光板26)に挟まれた構成となっている。
なお、下偏光板26として何を用いるかによって液晶パネル2で点灯表示される点灯パターン部の点灯時の色調を選択することができる。
本実施形態では、背景の透過性と液晶パネル2における表示のコントラストを両立させるべく、下偏光板26として「ヨウ素系透過型偏光板」を採用している。下偏光板26を「ヨウ素系透過型偏光板」とすることにより、液晶パネル2で点灯表示される点灯パターン部の点灯時の色調を黒色とし、背景を透明とすることができる。
【0019】
また本実施形態では、下偏光板26の非視認側(図3において下側、裏面側)の面に、フィルム3が配置されている。フィルム3は、モスアイ構造を有するフィルムである。
モスアイ構造を有するフィルムとは、蛾の目(モスアイ)が持つ微細な突起構造を模倣した表面構造を有するフィルムである。具体的には、例えば高さ数100nm程度の小突起が100nm程度の周期(ピッチ)で形成されることにより、フィルム3の表面に連続した凹凸形状が設けられている。モスアイ構造を有するフィルム3としては、例えばモスマイト(登録商標)フィルム等を用いることができる。
【0020】
フィルム3は、このような微細突起構造(モスアイ構造)を有することにより、当該フィルム3に光が入射すると、連続的にその屈折率を変化させる複屈折効果により反射を抑制することができる。このため、モスアイ構造を有するフィルムは、一般的には反射防止フィルムとして用いられる。
またフィルム3は、微細突起構造(モスアイ構造)を有することによる別の特徴として、直線偏光が通過すると変更方向が自然光に近いランダムな方向になるという性質を有している。
【0021】
モスアイ構造を有するフィルム3は、ロール状に巻回されたシート30から配置する対象(本実施形態では、下偏光板26)の形状に合わせて型抜きすることで切り出される。
図5は、モスアイ構造を有するフィルムを構成するシートが巻回されたシートロールを模式的に示す斜視図である。図5において、シート30からフィルム3を切り出す際のフィルム3の配置例を破線で示している。図5において、シートロール(ロール状のシート30)の回転中心軸を「Ax」と示す。シート30は、通常回転中心軸Axと直交するロールの周方向に沿う延伸方向(Machine Direction、本実施形態において吸収軸方向、図5等において「MD方向」とする)に延伸されながら生成される。
【0022】
図6は、図5に示すシートから切り出されたフィルム単体を示す平面図である。
本実施形態においてモスアイ構造を有するフィルム3は、フィルム3におけるシート製造時のMD方向が、上偏光板25の偏光軸(図6において「Pa」とする。)に対して45度となる向きで下偏光板26の非視認側(図3において下側、裏面側)の面に配置される。
【0023】
また図2等に示すように、液晶パネル2の非視認側(表示装置1における下側・裏面側)には、バックライトユニット4が設けられている。
図7は、バックライトユニットを示す平面図である。
図7に示すように、バックライトユニット4は、フレーム41と、フレーム41に嵌め込まれた導光板42と、光源43とを含んでいる。
【0024】
フレーム41は、液晶パネル2の形状に対応する形状に構成された枠体であり、導光板42を保持している。導光板42は例えば透明な樹脂材料(ポリカーボネート等)を射出成型することで形成されている。またフレーム41の一端(図示例では左側部)には、光源43が配置されている。光源43は、例えばLEDである。
導光板42は、液晶パネル2のほぼ全面に対応する形状の板状の部材である。導光板42には、全面にドットパターンが形成されている。導光板42にドットパターンを形成する手法は特に限定されない。例えば導光板42を成型する際にドットパターンもともに成型してもよいし、板状に射出成型したのちレーザ加工等によってドットパターンを形成してもよい。
【0025】
導光板42にドットパターンが形成されていることにより、光源43から導光板42に入射した光はランダムに反射・拡散され、導光板42全体が面発光する。そしてバックライトユニット4から照射された光は、面発光光(バックライト光)として液晶パネル2に入射する。
なお、従来導光板42は、光源43に近いほど光量が十分に得られる分ドットパターンがまばら(疎)に形成され、光源43から遠いほどわずかな光量でも十分に拡散させ明るさを確保するためにドットパターンを密に設ける、というように場所によってドットの配置に疎密が設けられていた。
【0026】
これに対して本実施形態の導光板42は、光源43からの距離にかかわらずほぼ均一のドットパターンが形成されている。
具体的には、ドットパターンを構成するドットのサイズは従来と同程度に維持しつつ、全体的にほぼ均一のピッチでドットが形成されている。
すなわち、本実施形態における導光板42のドットパターンは、従来例のように光源43からの距離で疎密を設けた場合に中間となる程度のドットのばらつき具合で全体がほぼ均一となるように適宜調整される。
【0027】
図7では、導光板42の領域b部分を拡大してフレーム41外にドットパターン例を模式的に図示している。なお、本実施形態の導光板42では、領域bよりも光源43に近い部分(図7中、領域aと示す部分)でも、領域bよりも光源43から遠い部分(図7中、領域cと示す部分)でも、拡大した場合のドットパターンは領域bと同様となっている。
すなわち、本実施形態では、導光板42のうち光源43に近い領域aでは従来よりも多少ドットが密となり、導光板42のうち光源43から遠い領域cでは従来よりも多少ドットが疎となっている。
【0028】
従来は、透過型の液晶パネルでなければ、前述のように、導光板42のうち光源43に近い領域ほどドットが疎であり、光源43から遠い領域になるほどドットが密にある。しかし、本実施形態のような透過型の液晶パネル2では、導光板42のドットパターンによって曇りガラス調の外観となり、基板5がぼやけて見えてしまうという問題が生じる。即ち、本実施形態のような透過型の液晶パネル2においては、表示部の基板透過性にムラができることを意味する。そこで、ドットパターンについてはドットサイズを維持しつつ均一ピッチとすることで、従来よりもドット密度を減らし、導光板の透過性を向上させている。
【0029】
基板5は、時計200が各種動作を行うための図示しない各種電子部品を搭載している。また基板5はこれらの電子部品を接続する配線パターン52、電極等を有している。電子部品としては、例えば、マイコン等のメインIC(集積回路)56、外付けの記憶部(フラッシュメモリなど)、大容量のコンデンサ、通信や計測などの各種機能動作に係る時計モジュール、水晶振動子等が含まれ得る。
基板5には、バッテリ104から電力供給がなされ、各電子部品等を動作させる。例えば、メインIC56は、水晶振動子の発振に応じたクロック信号を利用して時刻(日付情報を含んでいてもよい)を計数する。また、メインIC56は、表示装置1の液晶パネル2の表示画面に時刻等の表示を行わせる。基板5は、複数層を有する積層基板であってもよい。
【0030】
図8は、実施形態における基板の一部分の模式的断面図であり、図9は、従来の基板の一部分の模式的断面図である。
図8及び図9に示すように、基板5、5aには、基材51の表面に銅箔(Cu)で配線パターン52、52aが設けられている。また基板5、5aには、配線パターン52、52a間でショートすることを防ぐために絶縁層としてレジスト層54、54aが設けられる。
図9に示すように、従来の基板5aは、銅箔等の導体で配線パターン52aを設けた後、絶縁性のレジストインクによってレジスト層54aを形成し、そのあとでレジスト層54aが設けられずに配線パターン52aが外部に露出している部分に腐食防止等のために金(Au)メッキ層53aを設けていた。
【0031】
これに対して、本実施形態の基板5では図8に示すように、銅箔等の導体で設けられた配線パターン52の上に金メッキ層53が配置され、この金メッキ層53の上から少なくとも当該金メッキ層53を透過又は半透過させるレジスト層54が設けられている。即ち、金メッキ層53がレジスト層54を介して視認可能である。
レジスト層54は一般的に色調が深緑色であるが、配線パターン52とレジスト層54との間に金メッキ層53が配置されることで、レジスト層54が配線パターン52の上に直に乗る場合と比べてレジスト層54の下に金メッキ層53が透けて見え、基板5の色合いを明るく見せることができる。なお、レジスト層54を形成するレジストインクとして黄色や白色といった明るい色調のものを採用してもよい。レジスト層54自体の色を明るい色に変更することによっても液晶パネル2等を含む表示装置1を介して時計200の内部を見た場合の基板5の全体的な視認性を向上させることができる。
【0032】
また本実施形態における基板5の上には、図2及び図3に示すようにメインIC(集積回路)56が搭載されており、メインIC(集積回路)56に対応する箇所には、メインIC(集積回路)56を覆うように遮光用カバー7が配置されている。
集積回路は紫外線等の外光に非常に弱く、わずかな光の侵入により誤動作や消費電流の増加等、不具合につながるおそれがある。このため、基板5搭載される電子部品のうち、少なくともメインIC(集積回路)56については、遮光用カバー7を設けて外光を遮る構成とする。
【0033】
なお、遮光用カバー7は紫外線等の外光を遮ることができるものであればよく、遮光用カバー7を形成する材料等は特に限定されない。
また遮光用カバー7の大きさ、形状、設けられる範囲は、メインIC(集積回路)56を覆うことができればよい。例えば遮光用カバー7はメインIC(集積回路)56の視認側を覆うプレート状のものでもよいし、メインIC(集積回路)56を視認側及び側面側を囲むように覆うものであってもよい。メインIC(集積回路)56に施されるポッティング等まで遮光用カバー7により覆い隠す構成としてもよい。ポッティング等まで隠す構成とすれば外部から視認した際の意匠性が向上する。
また、基板5等の内部構成を外部から視認できるようにする観点からは、遮光用カバー7はメインIC(集積回路)56よりもわずかに大きな範囲を覆うようにし、できるだけ配線パターン52等、遮光の必要性の低い部材を覆い隠さないようにすることが好ましい。
【0034】
なお遮光対象であるメインIC(集積回路)56等の配置位置にもよるが、例えば図1から図3に示す例では遮光用カバー7は基板5のほぼ中央部に配置される。このように液晶パネル2を介して基板5を視認したときに特に目立つ位置に遮光用カバー7が配置される場合には、遮光用カバー7は、意匠性に優れたものであることが好ましい。
このため、例えば遮光用カバー7を金色等の金属で形成したり、金色等にメッキしてもよい。また、遮光用カバー7の表面(視認側の面)に各種の模様やロゴマーク、刻印等の装飾を施し、よりデザイン性、意匠性を高めてもよい。
【0035】
[作用]
時計200を組み立てる際には、まず表示装置1を含む電子機器であるモジュール100を組み立てる。
モジュール100に設けられる基板5は、図8に示すように、基材51の上(図8では基材51の表裏及び側面)に銅箔等の導体の層(図8において「Cu層」)を設け、その上に金メッキを施す等により金メッキ層53(図8において「Au層」)を形成する。その後、配線回路に応じてエッチング処理等を行い、配線パターン52部分のみ「Cu層」及び金メッキ層53(「Au層」)を残す配線パターニングを行う。さらにその後、「Cu層」及び金メッキ層53の上からレジスト層54を形成する。
【0036】
これにより配線パターン52部分ではレジスト層54の下に金メッキ層53(「Au層」)が透けて見え、Cu層で構成されている配線パターン52部分が明るく見える。そして基板5全体としても色味を明るくすることができ、液晶パネル2等を含む表示装置1を介してみても良好な透過性・視認性を確保することができる。なお、基板5の表面の周縁部等、電子部品や配線に影響しない部分に各種の模様やロゴマーク、刻印等の装飾を施してもよい。
【0037】
基板5に配線パターン52等が設けられたら、基板5上の所定の位置(例えば基板5の視認側の面の中央部等)にメインIC(集積回路)56等の電子部品を搭載する。
そして、メインIC(集積回路)56等の遮光が必要な電子部品に対応する箇所にのみ、遮光用カバー7を配置する。遮光用カバー7は、その表面(視認側の面)にメッキを施したり、各種の模様やロゴマーク、刻印等を施す装飾を行ってもよい。例えば図1及び図2に示す例では、遮光用カバー7の視認側の面に星型のマークを装飾として施している。
【0038】
次に透過型の液晶パネル2を有する表示装置1を組み立てる。
表示装置1のバックライトユニット4は、透明な樹脂を射出成型することで形成された導光板42をフレーム41に取り付け、フレーム41の一端に光源43を配置することで構成する。
バックライトユニット4を面発光させるために、導光板42には全面にドットパターンが形成される。しかし、ドットパターンが多いと導光板42が曇りガラス調の外観となり、表示装置1を介して内部を見た場合に、基板5がぼやけて見える等、バックライトユニット4よりも奥側(非視認側)の内部構造(例えば基板5等)の透過性・視認性が低下する。特に従来のように光源43に近い部分と光源43から遠い部分とでドットパターンに疎密を設けた場合、ドットが密に設けられている側とまばらな部分とで内部の透過性、基板5等の見え方にむらが生じてしまう。
【0039】
そこで、本実施形態の導光板42のドットパターンはドットサイズを維持しつつ、ドットのピッチを全体的にほぼ均一とし、光源43からの距離に関わりなくドットの疎密を一定とする。導光板42のドットパターンが全体にほぼ均一であることにより、導光板42を含む表示装置1を介して時計200の内部を見た場合に透過性にむらが生じない。
これにより、液晶パネル2に面発光光を入射させるバックライトユニット4としての機能を維持しつつ、導光板42の透過性を高めて基板5等の内部構造の透過性・視認性を向上させることができる。
【0040】
また表示装置1の液晶パネル2は、液晶層20の上に上偏光板25を配置し、液晶層20の下に下偏光板26を配置して、上下から液晶層20を挟み込んだ構成とする。
偏光板のうち下偏光板26には「ヨウ素系透過型偏光板」を採用する。これにより、液晶パネル2で点灯表示される点灯パターン部の点灯色を黒色とし、背景を透明として、背景の透過性と液晶パネル2における表示のコントラストを両立させることができる。このため表示装置1の表示の視認性が向上する。
【0041】
さらに下偏光板26の下面(非視認側の面)側にモスアイ構造を有するフィルム3を配置する。このときフィルム3におけるシート製造時のMD方向が、上偏光板25の偏光軸(図6において「Pa」とする。)に対して45度となる向きとなるようにする。
前述のように、バックライトユニット4の導光板42は射出成型により製造されるが、この成型時に生じる内部応力(残留応力)により、偏光板(上偏光板25、下偏光板26)を介して導光板42を見た場合に虹模様(光学歪)が外観に現れる。
この点、モスアイ構造を有するフィルム3は直線偏光が通過すると無偏光(方向がランダム)の自然光に近い状態になるという性質を有している。このため、フィルム3におけるシート製造時のMD方向が、上偏光板25の偏光軸Paに対して45度となる向きで下偏光板26の下面(非視認側の面)側に配置することにより、導光板42の内部応力(残留応力)に起因して外観に現れる虹模様(光学歪)を軽減することができる。
【0042】
このようにして組み立てた液晶パネル2の非視認側にバックライトユニット4を配置し、表示装置1が完成したら、液晶パネル2の透明電極の接続部24と基板5の接続端子部55とをコネクタ部材6を介して接続する。
さらに第1のハウジング101と第2のハウジング102との間に、表示装置1及び基板5を挟み込み、基板押え部材103を取り付けて一体化させる。そしてバッテリ104をバッテリ押さえ部材105によって第2のハウジング102の非視認側に係止させ、モジュール100が完成する。
本実施形態では、このモジュール100を外装ケース201内に収容することで時計200が完成する。
【0043】
これにより、視認側から時計200を見たときに液晶パネル2等を含む表示装置1を透過して内部の基板5等の構造を見ることができる。また、液晶パネル2に表示される時刻等の表示も良好に視認することができる。
【0044】
[効果]
以上のように本実施形態における表示装置1は、透明電極に液晶材料21が挟み込まれた液晶層20と、液晶層20の視認側に配置される上偏光板25と、液晶層20の非視認側に配置される下偏光板26と、を含む透過型の液晶パネル2を備えており、下偏光板26の非視認側の面には、モスアイ構造を有するフィルム3が配置されている。
液晶パネル2よりも非視認側に設けられるバックライトユニット4の導光板42は透明樹脂の射出成型により形成される。このため、形成時に生じる内部応力(残留応力)により、偏光板(上偏光板25、下偏光板26)を介して導光板42を見た場合に虹模様(光学歪)が外観に現れる。
この点、モスアイ構造を有するフィルム3を設けることで視認した場合に気にならない程度にまで虹模様(光学歪)の発生を抑えることができ、表示装置1を見た場合の見栄え、外観性が向上する。これにより、透過型の液晶パネル2を備える場合に、液晶パネル2の下方に配置される内部構造の視認性を向上させることができる。
【0045】
また本実施形態のフィルム3は長尺なシート30から切り出され、長尺なシートの長手方向が、上偏光板25の偏光軸Paに対して45度となる向きで配置される。
これにより、モスアイ構造を有するフィルム3を配置した際に、導光板42の射出成型に生じる内部応力(残留応力)に起因する虹模様(光学歪)の発生を効果的に抑えることができる。
【0046】
また表示装置1は、液晶パネル2の非視認側に、光源43及び導光板42を含むバックライトユニット4を備え、バックライトユニット4の導光板42には、光源43からの距離にかかわらず均一のドットパターンが形成されている。特に本実施形態では液晶パネル2が透過型の液晶パネルとなっている。
これにより、導光板42を含む表示装置1を介して基板5等の内部構造を見た場合に全体の透過性が一定となり、むらのない見やすい状態となる。
【0047】
また本実施形態の表示装置1は、液晶パネル2の非視認側に配置された基板5を備え、基板5は、基材51に形成された配線パターン52の視認側にメッキ層(実施形態において金メッキ層53)が設けられている。
そして、メッキ層(実施形態における金メッキ層53)の視認側の少なくとも一部の領域には、レジスト層54が設けられており、メッキ層(金メッキ層53)は、レジスト層54を介して視認可能である。
メッキ層(実施形態における金メッキ層53)は、配線パターン52の視認側の全幅に亘って設けてもよく、メッキ層(金メッキ層53)の配線パターン52の幅方向の少なくとも一部を覆うようにレジスト層54が設けられていてもよい。
【0048】
このように、基材51上に形成された配線パターン52に対応して金メッキ層53が形成され、金メッキ層53の上から少なくとも金メッキ層53を透過又は半透過させるレジスト層54が形成された場合には、少なくとも配線パターン52が形成されている部分ではレジスト層54の下に金メッキ層53が配置されている状態となる。
レジスト層54の下に金メッキ層53が透けて見えることで基板5全体の色調が明るくなり、表示装置1が透過型の液晶パネル2を備える場合において、液晶パネル2等を介して液晶パネル2の下方に配置される基板5等の内部構造を見た場合の透過性に優れる。このため視認側から表示装置1を見た場合に時刻表示等の液晶表示の下方に基板5上に形成されている配線パターン52等の内部構造を良好に視認することができ、配線パターン52の機能美等を見て楽しむことができる。
また基板5全体の色調が明るくなることで液晶パネル2における表示の視認性も向上する。
【0049】
また本実施形態の基板5上には、メインIC(集積回路)56が搭載されており、基板5上のメインIC(集積回路)56に対応する箇所にのみ、メインIC(集積回路)56を覆うように遮光用カバー7が配置される。
メインIC(集積回路)56は紫外線等の外光に弱く、外光に晒されると誤作動等の不具合を生じるおそれがある。透過型の液晶パネル2の下方に視認可能に基板5を配置した場合、基板5上のメインIC(集積回路)56に対する外光による影響が大きくなる。
この点、メインIC(集積回路)56を遮光用カバー7によって遮光することで、液晶パネル2を透過させて基板5を見ることができる構成とした場合にも基板5上のメインIC(集積回路)56を外光から保護して誤作動等の不具合の発生を回避することができる。
【0050】
また本実施形態の遮光用カバー7には、視認側に装飾が施されてもよい。
この場合には、透過型の液晶パネル2を介して基板5を見たときに遮光用カバー7に施された装飾を楽しむことができ、意匠性に優れる。
【0051】
またモジュール100等の電子機器が本実施形態の表示装置1を備える場合には、透過型の液晶パネル2を透過して内部の基板5等の内部構造を見ることができ、例えば基板5上に形成された配線パターン52等の機能美を外観として楽しむことができる。
【0052】
また時計200が本実施形態の表示装置1を備える場合にも、透過型の液晶パネル2を透過して内部の基板5等の構造を見ることができ、配線パターン52等の機能美を外観として楽しむことができる意匠性に優れた時計200を演出することができる。
【0053】
[変形例]
なお、以上本発明の実施形態について説明したが、本発明は、かかる実施形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲で、種々変形が可能であることは言うまでもない。
【0054】
例えば図10に示すように、液晶パネル2の透明基板22等に、液晶パネル2の点灯パターン部(図示せず)に対応して透過印刷部29を設けてもよい。
すなわち、透過型の液晶パネル2を用いて液晶パネル2よりも下方(非視認側)に配置されている基板5等を表示装置1(及び表示装置1を備えるモジュール100や時計200)の外観として見せる場合に、点灯パターン部に対応する部分やその周辺に点灯パターン部が点灯した際の点灯色(点灯時の色調、例えば本実施形態では黒色)とは異なる色調で、背景が透過するように透過印刷を行う。
このように透過印刷部29を設けることにより、点灯パターン部周辺の色調を安定化させることができ、点灯パターン部周辺の背景と点灯パターン部における表示(点灯色)とのコントラストを向上させて、点灯パターン部に表示される時刻表示等の視認性を向上させることが期待できる。
なお、透過印刷部29は、透明基板22等への印刷で設ける場合に限定されない。例えば液晶パネル2の下面(非視認側の面)等に点灯色(例えば黒色)とは異なる色調のフィルを貼着等により配置してもよい。
【0055】
また本実施形態では透過型の液晶パネル2を備える場合に、液晶パネル2の下方に配置される内部構造として基板5表面の構造を例示したが、液晶パネル2を透過して視認可能とする内部構造は基板5表面の構造に限定されない。
また本実施形態の基板5では、配線パターン52の上に金メッキ層53が配置されるとしたが、この構成に限らない。例えば、配線パターン52の上に銀メッキ層を配置する等、金以外の材料でメッキを施しても良い。
本実施形態のように透過型の液晶パネル2が存在しない場合でも、例えば光を透過する色付きの裏蓋、または視認側の色付きの透過部材を介して基板5を見た場合の視認性を向上できる。
【0056】
また本実施形態は、表示装置1を有する電子機器であるモジュール100が時計200に適用された場合を例示したが、電子機器は時計のモジュールに限定されない。
表示装置1は、透過型の液晶パネル2を組み込んで各種の表示を行う機器であれば適用が可能であり、例えば各種のスマートウォッチ、スポーツウォッチの他、心拍計、血圧計等、時刻や各種データを表示するような電子機器に広く適用することができる。
【0057】
以上本発明のいくつかの実施形態を説明したが、本発明の範囲は、上述の実施の形態に限定するものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲とその均等の範囲を含む。
【符号の説明】
【0058】
1 表示装置
2 液晶パネル
20 液晶層
21 液晶材料
22 透明基板
23 封止剤
24 接続部
25 上偏光板
26 下偏光板
29 透過印刷部
3 モスアイ構造を有するフィルム
4 バックライトユニット
41 フレーム
42 導光板
43 光源
5 基板
52 配線パターン
53 金メッキ層
54 レジスト層
55 接続端子部
56 メインIC(集積回路)
6 コネクタ部材
7 遮光用カバー
100 モジュール(電子機器)
101 第1のハウジング
102 第2のハウジング
103 基板押え部材
103a 係止爪部
104 バッテリ
105 バッテリ押さえ部材
200 時計
201 外装ケース(ケース)
202 バンド取付け部
D 視認方向
Pa 偏光軸
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10