显示元件、背光源及使用该显示元件的便携式信息装置的制造方法
【专利说明】显示元件、背光源及使用该显示元件的便携式信息装置
[0001]相关串请的交叉引用
[0002]本申请基于日本专利申请N0.2014-209533，该日本专利申请的内容通过引入并入本文。
技术领域
[0003]本发明涉及显示元件，更具体地，涉及能够在第一面的方向、第二面的方面以及这两个方向之中电力切换其光出射方向的显示元件。另外，本发明还涉及包括显示元件而使得无论显示器的安装状态和使用状态如何，使用者都能够切换来自显示元件的光出射方向的便携式信息装置。
【背景技术】
[0004]现在，液晶元件作为使用液晶材料的显示面板，已经被广泛用于平面型显示元件。这种液晶元件已经被用于众多领域，这种液晶元件的应用产品的例子包括智能电话、便携式游戏机、平板电脑、笔记本型电脑、电视接收器。
[0005]然而，实际使用的平面型显示元件具有两个面(以下，为了说明的目的，称作“正面侧”和“背面侧”)。仅在正面侧显示图像，并且不能在背面侧进行显示操作(参照图8)。图8示出了使用液晶元件的情况。在液晶元件的情况下，在液晶元件801的背面设有背光源802，显示方向(光出射方向804)仅是两面的一个方向，由此液晶元件801被背光源802的光照射以进行显示操作。
[0006]由于显示元件仅在如上所述的一个方向上发光，使用这种显示元件的应用产品以光在一个方向上射出的条件下被设计。例如智能电话和平板电脑的被分类为便携式信息终端的产品中，以显示元件延伸在产品一侧的大致整个面而构成的信息终端(以下称作“板型终端”，参照图2A)，通常情况下不包括作为字符输入装置的键盘，因此不适于包括输入操作的目的。具有通常对可搬运的笔记本型电脑采用的并允许主要使用键盘进行输入操作的其他设计。具有这种设计的信息终端(以下，称作“翻开型终端”，参照图2B)设置为:在通常状态下，显示器和主体相互面对地折叠，并在需要时打开显示器进行使用。在使用翻开型终端的设计的情况下，在使用之前必须打开显示器。因此，翻开型终端不适于如板型终端在任何姿态下使用的目的，而基本上用于就坐姿态下。
[0007]如上所述，板型终端和翻开型终端双方均具有优点和缺点，将这两种类型的终端的优点结合的产品已经被实际应用。例如，具有采用将作为输入装置的键盘配置在板型终端的盖部上的结构的产品。但是，在使用具有这种结构的产品的情况下，较重的主体在竖立姿态下不稳定，并且具有在使用过程中引起倒塌等不良情况的可能性。因此，该产品不适于在膝盖上的作业等。
[0008]另一方面，当想要将翻开型终端像板型终端那样使用时，需要通过某种设备使显示器旋转180度。为了提供这种配置，已经提出以下的结构。
[0009]I)设有两个铰接件的结构，该两个铰接件包括使终端从关闭状态成为打开状态的铰接件以及用于使显示器旋转180度的铰接件；
[0010]2)以使终端从闭合状态成为打开状态，并使终端打开以使显示器旋转到主体的背面侧的方式设有两个铰接件的结构；以及
[0011]3)在主体的端部和显示器的中央部分别配置铰接件以使显示器旋转的结构。
[0012]在上述的任一情况下，需要附加地设置维持强度并包括用于电信号传输的复杂结构的至少一个铰接件。由于不可否认是的，与简单的翻开型便携式终端相比，上述任一情况为不合理的配置，因此存在强度下降和故障可能性增加的顾虑。而且，使用了具有复杂结构的特殊铰接件，导致成本提高。
[0013]这些问题是由于以下原因引起的。由于用于显示器的显示元件的光出射方向仅是来自正面侧的方向，当板型终端和翻开型终端的结合使用时，使显示器旋转的机构是必须的。
[0014]为了解决这些问题，翻开型终端用作基本结构，并且输出的光不仅从显示器的正面侧射出，还从显示器的背面侧射出。通过这种结构，即使在显示器重叠于主体的状态(板状态)下、或者在显示器打开的状态下使用置于主体上的例如键盘的输入装置的状态(翻开状态)下，使用者也能够观察显示图像。
[0015]作为能够从显示元件的正面侧、背面侧的任一者进行观察的上述液晶元件，专利文献(PTL)I公开了具有背光源被夹在液晶元件之间的结构的双面液晶元件。
[0016]图9示出光不仅从正面侧还从背面侧射出的情况下的基本结构图。图9示出使用液晶元件的情况的基本结构，并且该结构形成为将向两侧发光的背光源902设置在中央并夹在液晶元件901a、901b之间。通过这种结构，设置在中央的背光源902的光能够透过第一液晶元件90Ia和第二液晶元件90Ib，能够在一个背光源被液晶元件90la、90Ib共用的状态下进行使光出射到两侧(光出射方向904)的操作。
[0017]作为另一相关技术，已经提出了能够在光透射状态和光反射状态之间切换的元件。作为这种能够在光透射状态和光反射状态之间电力切换的元件，已知一种控光镜(以下，称作“控光元件”)。
[0018]该控光元件的基本结构例如是非专利文献(NPL) I的图4中所示的结构。控光元件的原理如NPL3和PTL2所述，由阿姆斯特丹自由大学的吉森教授等发现。根据该操作原理，诸如钇⑴和镧(La)的稀土的金属薄膜与氢键合，由此成为透明状态。在氢被除去之后，金属薄膜变化到具有金属光泽的状态(镜面状态)。在注入和除去氢时，钯作为催化剂起作用，因此在稀土金属薄膜的表面上形成略薄的钯层。
[0019]虽然控光元件使用氢气在透明状态和镜面状态之间切换，为了将控光元件作为电子装置使用，需要在不使用气体状态的氢的状态下将氢注入到金属层以及从金属层除去氢。另外，由于稀土金属的效率低下，后来对其他的金属膜进行了开发。
[0020]NPLl中公开的结构是如下的例子:通过采用在不使用气体的情况下能够将氢原子注入到镁-镍合金层并从镁-镍合金层去除氢原子的结构来实现全固体控光元件。NPLl记载了对于金属层可使用镁钛合金或镁铌合金。该控光元件需要大约几秒来改变其状态。但是，由于在约5V的直流下，这样的状态发生变化，因此在便携式信息装置等的情况下，即使在不能供给高电压的条件下，控光元件也能够进行操作。在作为本发明的目的之一的光反射方向变化时，大约几秒的状态变化时间不会产生任何问题。
[0021]全固体控光元件应用于显示装置的上述的常见实例包括如PTL3所述全固体控光元件应用于半透射型液晶元件的例子。PTL3记载了被构成为反射型液晶元件的元件。因此，控光元件在反射模式下用作镜子的一侧面向观察者。作为另一例，PTL6描述了控光元件用于在一个方向上显示和在双方向上显示之间切换显示的例子。在PTL6的结构中，设置为:在中央配置液晶元件，并在液晶元件夹在导光板和控光元件的对之间的状态下配置导光板(用于引导设置在端部的LED的光而以面状图案发光的部件)和控光元件的对。在该结构中，能够在显示元件的两个方向中的任意方向导引光。另外，出于不同应用的目的，PTL4记载了:装置配置为，通过配置作为显示元件的盖板玻璃的控光元件，在用于信息显示的状态和用作使观察者可观察自己的镜子的状态之间切换。根据PTL4，在表面上配置控光元件以阻断显示，由此提供镜子的功能。另外，虽然未应用于显示装置，但PTL5记载了控光元件作为投影显示的屏幕、用于漫反射一透射结构的常见示例。PTL5记载了散射一透射型控光元件和反射一透射型控光元件的组合。
[0022]引用文献列表
[0023]专利文献
[0024]【PTL I】
[0025]日本专利公开第4806215号
[0026][PTL 2】
[0027]US 专利第 5635729 号
[0028][PTL 3】
[0029]日本专利申请特开第2004-279669号
[0030][PTL 4】
[0031]日本专利申请特开第2004-258400号
[0032]【PTL 5】
[0033]日本专利申请特开第2012-173449号
[0034][PTL 6】
[0035]日本专利申请特开第2003-35893号
[0036]【非专利文献】
[0037]【NPL I】
[0038]吉村和记(Kazuki Yoshimura)，“能量利用率高的可切换的镜面玻璃的研发(Development of switchable mirror glass with high energy efficiency)，，，应用物理(Applied Physics)第 79 卷，第 628-632 页，2010
[0039]【NPL 2】
[0040]吉村和记(Kazuki Yoshimura)，“智能窗和可切换的镜的基础和应用(Foundat1nand Applicat1n of Smart Window and switchable mirror) ”，电子期刊(ElectronicJournal) N0.1376，技术研讨会资料，2012
[0041]【NPL 3】
[0042]J.N.赫伊伯特(J.N.Huiberts)等，“具有可切换的光学性能的钇和镧氢化物膜(Yttrium and lanthanum hydride films with switchable optical properties)，，，自