スピーカ一体型表示装置
【課題】薄型で、かつ大きな音声出力を得ることができるスピーカ一体型表示装置を提供する。
【解決手段】筐体２２と、透明基板２４を透過して表示される表示部３２を有し、弾性部材２０により筐体２２に弾性的に支持された表示装置１２と、表示装置１２の表示部３２の形成面側および筐体２２に設けた励振装置１８と上記表示装置１２を振動板として構成されるスピーカとを備えている。励振装置１８は可動コイル１４と磁石１６とを含む構成、あるいは磁歪振動子、電気歪振動子あるいは圧電振動子等を用いた構成、表示装置１２を静電的に振動させる静電型でもよい。
【解決手段】筐体２２と、透明基板２４を透過して表示される表示部３２を有し、弾性部材２０により筐体２２に弾性的に支持された表示装置１２と、表示装置１２の表示部３２の形成面側および筐体２２に設けた励振装置１８と上記表示装置１２を振動板として構成されるスピーカとを備えている。励振装置１８は可動コイル１４と磁石１６とを含む構成、あるいは磁歪振動子、電気歪振動子あるいは圧電振動子等を用いた構成、表示装置１２を静電的に振動させる静電型でもよい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置とスピーカとを備えた携帯電話等の電子機器に使用されるスピーカ一体型表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話やノートパソコン等を含む携帯型電子機器に代表される小型電子機器においては、高機能化と同時にさらなる小型、薄型化が要求されている。このため、これらに搭載される電子部品についても、小型、薄型化の開発が進められてきた。しかしながら、個々の電子部品を単純に小型化するだけでは、電子機器の小型、高機能化の要求に対して対応できなくなりつつあり、回路基板中に半導体チップ等の種々の電子部品を内蔵する複合化や種々の機能を１つに集積するマルチチップモジュールの開発が行われている。
【０００３】
一方、これらの電子機器の多くは、使用者に対して画像による情報の伝達だけでなく、音声による情報の伝達の機能を有するものが多い。このため、これらの電子機器では、液晶ディスプレイ等の表示装置とスピーカとがそれぞれ設置されている。そして、これらは別々の位置に配置されていることから、これらを複合化することでさらなる小型化を図ることが要望されている。また、例えば携帯電話では、テレビ電話としての機能も搭載されるようになっており、画像が表示される領域と音が放射される位置とが異なると、使用者は違和感を覚えやすい。さらに、複数の人が同じ携帯電話の画面を見る場合には、より出力の大きなスピーカも要望されている。これらの要求に対して、平面型スピーカを搭載することが検討されている。
【０００４】
例えば、音声入力方式の電子時計において、マイクとスピーカとを兼用する透明なスピーカを表示装置と一体とした構成が示されている。このようにスピーカとマイクとを兼用するスピーカを表示装置上に設けることで、従来腕時計本体に設けていた通常のマイクやスピーカの設置スペースを不要とすることができる（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
さらに、画像を表示する表示パネルと、表示パネルを保護するための透明パネルと、電気信号に応じて振動板を振動させることにより音を放射する電気機械音響変換器と、表示パネルと透明パネルとの間に形成された空間に電気機械音響変換器から放射された音を伝達する音響伝達部材とを備え、透明パネルが音響伝達部材により電気機械音響変換器から空間に伝達された音によって振動可能なように構成されたスピーカシステムが提案されている。このような構成とすることで、例えば液晶表示装置の表示面上にスピーカの振動部分を配置可能としている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
また、携帯電話等のように小型化が特に要求される電子機器では、表示装置である液晶パネルと、その保護パネルで、かつスピーカとしても機能する振動板との間に密閉状態に近い空気の層が形成されると、低域の音の励振効率が低下するという問題がある。この問題を解決するために、ケースと、このケースに保持された表示装置と、この表示装置の上方で、かつこの表示装置との間にほぼ密封された空間を形成しながら保持された透光性の保護パネルと、この保護パネルの周辺部を上記ケースに結合させる弾性結合部材と、上記保護パネルおよび上記ケースの間に設置され、この保護パネルに撓み振動を励振する励振装置とを備えたパネル型スピーカも示されている（例えば、特許文献３参照）。
【特許文献１】特開２００２−２８１５９７号公報
【特許文献２】特開２００３−１７９９８８号公報
【特許文献３】特開２００４−３３６４０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記第１の例では、表示装置に対して一定の空間を設けてマイクも兼用するスピーカが配置されている。また、スピーカは透明振動板と透明固定電極板との間にも空間が設けられている。このため、スピーカと表示装置との全体の厚みが厚くなる。また、この一体型構成においては、表示装置の表示面上に設けたスピーカは、透明電極が形成された透明フィルムを透明振動板とし、同様に透明電極が形成されたガラス基板を透明固定電極板としている。このため、表示装置の表示部の光はスピーカにより吸収され、輝度が小さくなる。このため、充分な輝度を得ようとすると、例えば液晶の場合にはバックライトの輝度を大きくすることが必要になる。このために、消費電力が大きくなり、携帯電子機器への使用には適さない。
【０００８】
また、上記第２の例では、液晶等の画像を表示する表示装置の表示面上には、透明パネルが設けられているのみであるので、光透過率が従来に比べて低下することはないが、表示装置と透明パネルとの間の空間に音響波を伝播させるための機構が複雑となる。
【０００９】
さらに、上記第３の例では、液晶等の表示装置の表示面を保護するために通常設けられている透明な保護パネルを振動させるので、光透過率が従来に比べて低下することはない。しかし、この構成においては、表示装置もケースに弾性結合部材を介して結合されており、保護パネルの撓み振動と同時に表示装置も振動するように構成するため、全体の装置構成が複雑となる。
【００１０】
本発明は上記課題を解決するためのもので、表示装置自体または表示装置に一体的に取り付けた振動板を振動させて平面型スピーカを構成することで、さらに薄型で、かつ大きな音声出力を得ることができるスピーカ一体型表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明のスピーカ一体型表示装置は、筐体と、透明基板を透過して表示される表示部を有し、弾性部材により筐体に弾性的に支持された表示装置と、表示装置の表示部の形成面側および筐体に設けた励振装置と上記表示装置を振動板として構成されるスピーカとを備えている。
【００１２】
また、上記構成において、励振装置は可動コイルと磁石とを含み構成され、可動コイルは表示装置の表示部の形成面側に固定され、磁石は筐体に固定されていてもよい。
【００１３】
このような構成とすることにより、表示装置を振動板とすることができるので、大きな音声出力を表示装置と同じ領域から出力することが可能となる。これにより、違和感なく画像と音声を楽しむことができる。さらに、大きな音声出力が得られるので、複数の人が同時に携帯電話等で画像を楽しむこともできる。さらに、表示装置がスピーカの振動板を兼ねるので、全体を非常に薄型にすることができる。なお、励振装置としては、可動コイルと磁石とを用いた構成だけでなく、磁歪振動子、電気歪振動子あるいは圧電振動子等を用いた構成でもよい。あるいは、表示装置を静電的に振動させる静電型でもよい。
【００１４】
また、上記構成において、透明保護パネルが表示装置の表示面側に、設定した空間を介してさらに筐体に固定されており、筐体または透明保護パネルには１つ以上の開口部が設けられ、開口部からスピーカの音声が出力されるようにしてもよい。
【００１５】
このような構成とすることにより、このスピーカ一体型表示装置の搭載された電子機器が落下等の衝撃を受けても、透明保護パネルにより表示装置が破損することを防止できる。
【００１６】
また、本発明のスピーカ一体型表示装置は、透明基板を透過して表示される表示部を有する表示装置と、表示装置の表示部の形成面側に、設定した間隔を設けて配置された振動板を含み構成されるスピーカと、スピーカの振動板に対して設定された間隔を保持して表示装置とスピーカとを収納し、かつ表示装置の外周領域に接する領域の少なくとも一部に開口部を有する筐体とを備えた構成からなる。
【００１７】
このような構成とすることにより、表示装置の裏面側に設けた振動板を有するスピーカから音声を出力し、開口部から外部に出力することができる。この振動板は表示装置とほぼ同じ大きさにすることができるので、大きな音声出力を得ることができる。また、表示装置の外周領域に開口部を設けているので、画像と音声とがほぼ同じ領域から出力されるので違和感のない視聴が可能となる。
【００１８】
また、上記構成において、スピーカは、固定電極層と、固定電極層に対向し、設定された間隔を保持して配置された振動電極層とにより構成され、振動電極層を振動板とし、かつ表示装置の表示部の形成面側に固定電極層が固定されていてもよい。
【００１９】
このような構成とすることにより、表示装置は比較的剛性の大きな透明基板を用いることができる。また、表示装置に一体的に形成された固定電極層と振動電極層とにより静電型のスピーカを構成するが、振動板となる振動電極層を非常に薄くすることができる。この結果、静電型スピーカとして、低音域から高音域までの幅広い音域を良好な応答性を有して出力させることができる。
【００２０】
また、上記構成において、スピーカは、表示装置の表示部の形成面側に一定の間隔を保持して固定された圧電振動板からなる構成であってもよい。このような構成とすることにより、表示装置の裏面側に表示装置とほぼ同じ形状の圧電振動板からなるスピーカを配置することができるので、大きな音声出力を容易に得ることができる。
【００２１】
また、上記構成において、透明保護パネルが表示装置の表示面側に、設定した空間を介してさらに筐体に固定されていてもよい。このような構成とすることにより、このスピーカ一体型表示装置の搭載された電子機器が落下等の衝撃を受けても、透明保護パネルにより表示装置が破損することを防止できる。
【００２２】
また、上記構成において、表示装置の表示部は自発光素子からなるものであってもよい。この場合に、自発光素子はＥＬ素子としてもよい。あるいは、表示装置の表示部は反射型液晶からなる構成としてもよい。
【００２３】
このような構成とすることにより、表示装置の表示部が形成されている面上には、励振装置の一部や振動板を配置することができる。また、透過型液晶表示装置のようなバックライトが不要であることから、全体を薄型にすることができる。さらに、ＥＬ素子とした場合には、表示装置全体をより軽量化することもできる。これにより、表示装置を振動板としても低音域から高音域までの幅広い音域を応答性よく出力することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明のスピーカ一体型表示装置によれば、表示装置とスピーカとを一体化することで、従来の構成に比べて薄型化が可能となり、かつ表示装置の表示部と同じ領域から音声を出力することができるので、より自然で違和感のない画像表示が可能となるという大きな効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。なお、同じ要素については同じ符号を付しており説明を省略する場合がある。
【００２６】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態にかかるスピーカ一体型表示装置の構成を説明する図である。本実施の形態では、携帯電話を例として、この携帯電話に搭載した場合について説明する。図１において、（ａ）は携帯電話１の概要を示す斜視図、（ｂ）は本実施の形態のスピーカ一体型表示装置１０の断面図、（ｃ）は表示装置１２の構成を示す断面図である。
【００２７】
図１に示すように、携帯電話１のケース２には、本実施の形態のスピーカ一体型表示装置１０、キーボード４およびマイクロホン６や、さらに図示しないカメラ機能等が搭載されている。また、ケース２の内部には、上記装置を制御する制御回路や通信回路等を含む種々の電子回路が内蔵されている。そして、ケース２は、ヒンジ８により折り曲げる構成となっている。本実施の形態のスピーカ一体型表示装置１０が搭載された携帯電話１は、このスピーカ一体型表示装置１０以外については、一般的な構成と同じとしてもよいので詳細な説明は省略する。
【００２８】
携帯電話１に搭載されている本実施の形態のスピーカ一体型表示装置１０は、図１（ｂ）に示すような構成からなる。すなわち、スピーカ一体型表示装置１０は、筐体２２と、透明基板２４を透過して表示される表示部３２を有し、弾性部材２０により筐体２２に弾性的に支持された表示装置１２と、表示装置１２の表示部３２の形成面側および筐体２２に設けた励振装置１８と表示装置１２を振動板として構成されるスピーカとを備えている。
【００２９】
さらに、本実施の形態では、励振装置１８は可動コイル１４と磁石１６とを含み構成されている。そして、可動コイル１４は表示装置１２の表示部３２の形成面側に固定され、磁石１６は筐体２２に固定されている。
【００３０】
さらに、図１（ｂ）、（ｃ）を用いて詳細に説明する。表示装置１２は、図１（ｂ）に示すように弾性部材２０により、その全周が筐体２２に対して弾性支持されている。この弾性部材２０は、本実施の形態ではダンパーとしても作用する。励振装置１８は、可動コイル１４と磁石１６とで構成される励振方式であり、可動コイル１４は表示装置１２に固定されている。また、磁石１６は筐体２２に固定されている。この励振装置１８は、表示装置１２の少なくとも対向する２辺に設けて同時に駆動させるように設定されている。なお、全周にわたって設けてもよい。
【００３１】
また、表示装置１２の表示部３２に電気信号を与えるためのフレキシブル配線（図示せず）が表示装置１２から引き出されており、携帯電話１の制御回路（図示せず）に接続されている。さらに、励振装置１８の可動コイル１４に電気信号を与えるためのフレキシブル配線（図示せず）も、同様に制御回路に接続されている。
【００３２】
図１（ｃ）の表示装置１２の構成を示す断面図からわかるように、本実施の形態では透明基板２４の一方の面上に表示部３２が形成されている。この表示部３２は、本実施の形態では、例えば有機ＥＬ素子からなり、透明基板２４面上に、透明導電層２６、有機ＥＬ層２８および裏面側電極層３０が積層され、かつそれぞれについて所定のパターン形状に加工されている。このような加工を行った表示部３２に制御回路（図示せず）からフレキシブル配線（図示せず）を介して電気信号を入力すれば、画像表示あるいは文字表示を行うことができる。さらに、表示部３２を湿度から保護するための保護膜３４が、表示部３２を覆うように形成されている。なお、この保護膜３４は、絶縁性で、かつ耐湿性の良好な樹脂材料や無機材料を印刷方式や蒸着方式等を用いて形成することにより作製できる。あるいは、樹脂シートを接着剤により接着してもよい。さらには、これらを複合した構成としてもよい。
【００３３】
透明基板２４は、透明なプラスチック基板であってもよいし、ガラス基板であってもよい。ただし、できるだけ軽量にするために、その板厚は、例えば０．０５ｍｍ〜０．３ｍｍ程度とすることが望ましい。なお、この表示装置１２においては、透明基板２４を介して表示部３２の画像を見ることができる。
【００３４】
以上のような構成とすることにより、表示装置１２で表示を行いながら、同時にこの表示装置１２を振動板として可動コイル１４と磁石１６とから構成される励振装置１８により振動させることで音声も出力することができる。したがって、画像の表示と音声出力とが同じ領域から出力されるので、違和感なく画像を楽しむことができる。さらに、平面型のスピーカであるので大きな音声出力を得ることができるので、複数の人が同時に音声と画像とを視聴することができる。
【００３５】
なお、表示装置１２で表示のみ、あるいは表示しないで音声のみ出力することも当然可能である。
【００３６】
さらに、本実施の形態のスピーカ一体型表示装置１０は、表示装置１２の表示部３２としてＥＬ素子を用いているので、全体に薄型で、かつ軽量にすることができる。この結果、低音域から高音域まで幅広く音声を出力することができる。さらに、音声出力の応答性も良好であるので、音の歪等の少ない良好な音質を得ることができる。
【００３７】
なお、表示部３２の有機ＥＬ層２８は低分子タイプであってもよいし、高分子タイプであってもよい。さらに、無機ＥＬであってもよい。また、透明導電層２６は、ＩＴＯ膜を用いることが好ましいが、透明で、かつ抵抗の小さな材料であれば同様に使用可能である。さらに、裏面側電極層３０は、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）等の金属薄膜を用いることが好ましいが、ＩＴＯ膜等の透明導電膜を用いることもできる。
【００３８】
図２は、本実施の形態の第１の変形例のスピーカ一体型表示装置３６の構成を示す断面図である。この第１の変形例のスピーカ一体型表示装置３６は、励振装置１８を表示装置１２の中央領域に配置したことが特徴である。すなわち、励振装置１８は、本実施の形態のスピーカ一体型表示装置１０と同じ構造で、表示装置１２に可動コイル１４が固定されており、磁石１６は筐体２２に固定されている。ただし、この励振装置１８を表示装置１２のほぼ中央領域に配置している。
【００３９】
このように配置することにより、励振装置１８を小型にすることが可能となる。なお、励振装置１８は、１つのみでなくてもよい。例えば、２箇所以上に配置して、それぞれを同期させて励振させるようにしてもよい。このような励振を行うことで、より音域を広げることができるだけでなく、大きな音声出力を得ることもできる。なお、弾性部材２０を励振装置１８の近傍に配置してもよい。
【００４０】
図３は、本実施の形態の第２の変形例のスピーカ一体型表示装置４２の構成を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）はＡ−Ａ線に沿って切断した断面図である。この第２の変形例のスピーカ一体型表示装置４２は、表示面側に設定した空間を介して透明保護パネル４８が、さらに筐体４６に固定されており、透明保護パネル４８には１つ以上の開口部４８ａが設けられており、開口部４８ａからスピーカの音声が出力される。
【００４１】
この第２の変形例のスピーカ一体型表示装置４２では、表示装置１２と励振装置１８については、本実施の形態のスピーカ一体型表示装置１０と同じであるが、表示装置１２の表示面側に一定の間隔を有して透明保護パネル４８を設けている点に特徴がある。透明保護パネル４８には、開口部４８ａが設けられているので、表示装置１２より大きくなる。このために、筐体４６も透明保護パネル４８の形状に合せて大きくしている。さらに、表示装置１２を弾性的に保持する弾性部材４４を表示装置とほぼ平行に配置している。なお、弾性部材４４は必ずしも平行に配置する必要はなく、図１（ｂ）に示すような配置としてもよい。
【００４２】
このような構成とすることにより、表示装置１２が直接露出することがないため、携帯電話等に搭載されて落下等の衝撃を受けても表示装置１２の破損を防止できる。また、音声は、例えば、図３（ａ）に示すように２箇所に設けた開口部４８ａから出力するようにすれば、より大きな音声出力を得ることができる。
【００４３】
なお、この第２の変形例のスピーカ一体型表示装置４２においても、第１の変形例のスピーカ一体型表示装置３６と同様の構成とすることができる。さらに、開口部４８ａを表示装置１２の外周領域となる透明保護パネル４８に設けているが、表示装置１２の表示面となる領域に設けてもよい。
【００４４】
また、第１の変形例および第２の変形例を含む本実施の形態のスピーカ一体型表示装置では、励振装置を可動コイルと磁石とによる電磁方式として説明したが、例えば静電型としてもよい。静電型方式の場合には、表示装置の表示部の形成面側に第１の電極層を設け、この第１の電極層に対向し、一定の間隔を保持して第２の電極層を設ける。そして、この第２の電極層を筐体に固定して固定電極層とし、第１の電極層が設けられている表示装置を振動板とするように電圧を印加すれば、静電型のスピーカを構成することができる。なお、第２の電極層は筐体に直接設けてもよい。表示装置を、例えば薄い透明なプラスチック基板上に有機ＥＬ素子を形成した場合等では、軽量化も可能であるので静電型の振動板とすることもできる。
【００４５】
（第２の実施の形態）
図４は、本発明の第２の実施の形態にかかるスピーカ一体型表示装置５０の構成を説明する図である。本実施の形態においても、携帯電話を例として、この携帯電話に搭載した場合について説明する。図４において、（ａ）スピーカ一体型表示装置５０の平面図、（ｂ）はそのＢ−Ｂ線に沿って切断した断面図、（ｃ）はスピーカ５２を一体化した表示装置１２の構成を示す断面図である。
【００４６】
本実施の形態のスピーカ一体型表示装置５０は、透明基板２４を透過して表示される表示部３２を有する表示装置１２と、表示装置１２の表示部３２の形成面側に、設定した間隔を設けて配置された振動板５８を含み構成されるスピーカ５２と、スピーカ５２の振動板５８に対して設定された間隔を保持して表示装置１２とスピーカ５２とを収納し、かつ表示装置１２の外周領域に接する領域の少なくとも一部に開口部６２ａを有する筐体６２とを備えている。
【００４７】
さらに、スピーカ５２は、固定電極層５４と、固定電極層５４に対向し、設定された間隔を保持して配置された振動電極層とにより構成され、この振動電極層を振動板５８とし、かつ表示装置１２の表示部３２の形成面側に固定電極層５４が固定されている。
【００４８】
さらに、図４を用いて詳細に説明する。スピーカ５２と一体で構成される表示装置１２は、図４（ｂ）に示すように筐体６２に固定されている。表示装置１２の外周領域に接する領域の筐体６２には、開口部６２ａが複数形成されている。スピーカ５２および表示装置１２は、振動板５８が筐体６２に対して一定の間隔を有するようにして取り付けられている。
【００４９】
なお、表示装置１２の表示部３２に電気信号を与えるためのフレキシブル配線（図示せず）が表示装置１２から引き出されており、携帯電話の制御回路（図示せず）に接続されている。さらに、スピーカ５２を構成する固定電極層５４と振動板（振動電極層）５８に対して、電気信号を与えるためのフレキシブル配線（図示せず）も、同様に制御回路に接続されている。
【００５０】
つぎに、図４（ｃ）を用いてスピーカ５２と表示装置１２との一体構成について説明する。本実施の形態においても、表示装置１２は第１の実施の形態で説明した表示装置と同じ構成である。すなわち、透明基板２４の一方の面上に表示部３２が形成されている。この表示部３２は、本実施の形態でも、例えば有機ＥＬ素子からなり、透明基板２４面上に、透明導電層２６、有機ＥＬ層２８および裏面側電極層３０が積層され、かつそれぞれについて所定のパターン形状に加工されている。このような加工を行った表示部３２に制御回路（図示せず）からフレキシブル配線（図示せず）を介して電気信号を入力すれば、画像表示あるいは文字表示を行うことができる。さらに、表示部３２を湿度から保護するための保護膜３４が、表示部３２を覆うように形成されている。なお、この保護膜３４は、絶縁性で、かつ耐湿性の良好な樹脂材料や無機材料を印刷方式や蒸着方式等により形成することができる。あるいは、樹脂シートを接着剤により接着してもよい。さらには、これらを複合した構成としてもよい。
【００５１】
透明基板２４は、透明なプラスチック基板であってもよいし、ガラス基板であってもよい。本実施の形態では、表示装置１２を振動させる構成ではないため、その板厚については特に制約はない。ただし、携帯型電子機器に使用するために、できるだけ軽量で、かつ薄型とすることが望ましい。なお、この表示装置１２においては、透明基板２４を介して表示部３２の画像を見ることができる。
【００５２】
さらに、本実施の形態の場合には、表示装置１２の絶縁性の保護膜３４上にスピーカ５２が一体的に固定されている。このスピーカ５２は、表面に導電層５６が形成された固定電極層５４と振動板５８である振動電極層とがスペーサ６０により固定された構造からなる。そして、このスピーカ５２は、表示装置１２に接着剤等により固定されている。
【００５３】
固定電極層５４は、樹脂シートの表面にアルミニウム（Ａｌ）や銅（Ｃｕ）等をスパッタリングにより形成した導電層５６からなる。しかし、このような構成に限定されない。例えば、ステンレスや銅（Ｃｕ）等の金属シートでもよい。振動板５８についても同様で、例えば表面に電極膜が形成された樹脂シートでもよいし、あるいは金属シートでもよい。ただし、電圧を印加したときに応答性よく振動することが要求されるので、軽量で、かつ薄く、しかもヤング率の大きな材料を用いることが望ましい。例えば、２μｍ〜１０μｍの厚みのチタン（Ｔｉ）やボロン（Ｂ）からなるシートや、２μｍの厚みを有するポリイミドシート上に５０ｎｍ程度の厚みでアルミニウム（Ａｌ）膜を形成したものを用いてもよい。
【００５４】
なお、固定電極層５４と振動板５８との間隔は、５μｍ〜１００μｍ程度の範囲で、かつ全面にわたって均一な間隔とすることが要求される。したがって、固定電極層５４と振動板５８とをスペーサ６０に対して取り付ける場合には、特に振動板５８に撓みやたるみ等が生じないようにすることが要求される。
【００５５】
このような構成のスピーカ５２を表示装置１２に、例えば接着剤により接着して固定すれば、スピーカ５２を表示装置１２と一体的に構成することができる。
【００５６】
なお、表示装置１２の保護膜３４上に直接固定電極層となる導電層を、例えばスパッタリング等により形成してもよい。この場合には、保護膜３４上に形成した導電層が固定電極層となる。導電層を形成後、スペーサを取り付け、さらに振動板となる振動電極層をスペーサに固定すれば、スピーカ５２が表示装置１２と一体的に形成された構成が得られる。
【００５７】
本実施の形態では、図４（ｂ）からわかるように、表示装置１２は振動せず、スピーカ５２の振動板５８が振動する。このために、筐体６２と振動板５８との間には、一定の間隔を設けている。さらに、この空間から開口部６２ａに向けて、振動により発生した音響波が伝わり、開口部６２ａから外部に出力される。
【００５８】
以上のような構成とすることにより、表示装置１２で表示を行いながら、同時にスピーカ５２により音声を出力することができる。したがって、画像の表示と音声出力とが同じ領域から出力されるので、違和感なく画像を楽しむことができる。さらに、平面型のスピーカであり、大きな音声出力を得ることができるので、複数の人が同時に音声と画像とを視聴することができる。
【００５９】
なお、表示装置１２で表示のみ、あるいは表示しないで音声のみ出力することも当然可能である。
【００６０】
さらに、本実施の形態のスピーカ一体型表示装置５０は、表示装置１２の表示部３２としてＥＬ素子を用いているので、全体に薄型で、かつ軽量にすることができる。また、スピーカ５２の振動板５８は非常に薄くすることが可能であるので、低音域から高音域まで幅広く音声を出力することができる。さらに、音声出力の応答性も良好であるので、音の歪等の少ない良好な音質を得ることができる。
【００６１】
なお、表示部３２の有機ＥＬ層２８は低分子タイプであってもよいし、高分子タイプであってもよい。さらに、無機ＥＬであってもよい。また、透明導電層２６は、ＩＴＯ膜を用いることが好ましいが、透明で、かつ抵抗の小さな材料であれば同様に使用可能である。さらに、裏面側電極層３０は、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）等の金属薄膜を用いることが好ましいが、ＩＴＯ膜等の透明導電膜を用いることもできる。
【００６２】
なお、本実施の形態では静電型のスピーカを用いた構成について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、図５に示すような圧電型スピーカを用いてもよい。図５は、本実施の形態の変形例のスピーカ一体型表示装置における表示装置１２とスピーカ６４の構成を示す断面図である。
【００６３】
図５において、表示装置１２の構成は本実施の形態の表示装置１２と同じであるので説明を省略する。この変形例のスピーカ一体型表示装置のスピーカ６４は、表示装置１２の表示部３２の形成面側に一定の間隔を保持して固定された圧電振動板６６からなる。この圧電振動板６６は、スペーサ６８により表示装置１２の表示部３２の形成面側に固定されている。さらに、圧電振動板６６は、例えばバイモルフ構造であってもよい。圧電振動板６６に対して電気信号を与えるためのフレキシブル配線（図示せず）が引き出され、例えば携帯電話の制御回路に接続されている。また、筐体等については、本実施の形態のスピーカ一体型表示装置５０と同じであるので説明を省略する。このような圧電型のスピーカ６４を用いることで、より大きな音声出力を得ることができる。
【００６４】
なお、本実施の形態では、表示装置１２が直接露出する構成としたが、第１の実施の形態の第２の変形例で示すように、表示装置１２の面上に透明保護パネルを配置して、この透明保護パネルまたは筐体に開口部を設ける構成としてもよい。このような構成とすれば、表示装置を衝撃等に対して保護することができる。
【００６５】
なお、第１の実施の形態と第２の実施の形態では、表示装置の表示部が有機ＥＬ素子の場合を例として説明したが、無機ＥＬ素子でもよい。さらに、反射型液晶でもよい。反射型液晶を用いた場合でも同様の構成とすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明のスピーカ一体型表示装置は、表示装置とスピーカ機能とを一体化しているので、全体を非常に薄くすることができる。また、平面型スピーカであることから大きな音声出力と表示部領域と同じ領域から音を出力することができるので、動画像等も表示する携帯電話等の携帯電子機器分野に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかるスピーカ一体型表示装置の構成を説明する図で、（ａ）は携帯電話の概要を示す斜視図、（ｂ）はスピーカ一体型表示装置の断面図、（ｃ）は表示装置の構成を示す断面図
【図２】同実施の形態の第１の変形例のスピーカ一体型表示装置の構成を示す断面図
【図３】同実施の形態の第２の変形例のスピーカ一体型表示装置の構成を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）はＡ−Ａ線に沿って切断した断面図
【図４】本発明の第２の実施の形態にかかるスピーカ一体型表示装置の構成を説明する図で、（ａ）スピーカ一体型表示装置の平面図、（ｂ）はＢ−Ｂ線に沿って切断した断面図、（ｃ）はスピーカを一体化した表示装置の構成を示す断面図
【図５】同実施の形態の変形例のスピーカ一体型表示装置における表示装置とスピーカの構成を示す断面図
【符号の説明】
【００６８】
１ 携帯電話
２ ケース
４ キーボード
６ マイクロホン
８ ヒンジ
１０，３６，４２，５０ スピーカ一体型表示装置
１２ 表示装置
１４ 可動コイル
１６ 磁石
１８ 励振装置
２０，４４ 弾性部材
２２，４６，６２ 筐体
２４ 透明基板
２６ 透明導電層
２８ 有機ＥＬ層
３０ 裏面側電極層
３２ 表示部
３４ 保護膜
４８ 透明保護パネル
４８ａ，６２ａ 開口部
５２，６４ スピーカ
５４ 固定電極層
５６ 導電層
５８ 振動板（振動電極層）
６０，６８ スペーサ
６６ 圧電振動板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置とスピーカとを備えた携帯電話等の電子機器に使用されるスピーカ一体型表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話やノートパソコン等を含む携帯型電子機器に代表される小型電子機器においては、高機能化と同時にさらなる小型、薄型化が要求されている。このため、これらに搭載される電子部品についても、小型、薄型化の開発が進められてきた。しかしながら、個々の電子部品を単純に小型化するだけでは、電子機器の小型、高機能化の要求に対して対応できなくなりつつあり、回路基板中に半導体チップ等の種々の電子部品を内蔵する複合化や種々の機能を１つに集積するマルチチップモジュールの開発が行われている。
【０００３】
一方、これらの電子機器の多くは、使用者に対して画像による情報の伝達だけでなく、音声による情報の伝達の機能を有するものが多い。このため、これらの電子機器では、液晶ディスプレイ等の表示装置とスピーカとがそれぞれ設置されている。そして、これらは別々の位置に配置されていることから、これらを複合化することでさらなる小型化を図ることが要望されている。また、例えば携帯電話では、テレビ電話としての機能も搭載されるようになっており、画像が表示される領域と音が放射される位置とが異なると、使用者は違和感を覚えやすい。さらに、複数の人が同じ携帯電話の画面を見る場合には、より出力の大きなスピーカも要望されている。これらの要求に対して、平面型スピーカを搭載することが検討されている。
【０００４】
例えば、音声入力方式の電子時計において、マイクとスピーカとを兼用する透明なスピーカを表示装置と一体とした構成が示されている。このようにスピーカとマイクとを兼用するスピーカを表示装置上に設けることで、従来腕時計本体に設けていた通常のマイクやスピーカの設置スペースを不要とすることができる（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
さらに、画像を表示する表示パネルと、表示パネルを保護するための透明パネルと、電気信号に応じて振動板を振動させることにより音を放射する電気機械音響変換器と、表示パネルと透明パネルとの間に形成された空間に電気機械音響変換器から放射された音を伝達する音響伝達部材とを備え、透明パネルが音響伝達部材により電気機械音響変換器から空間に伝達された音によって振動可能なように構成されたスピーカシステムが提案されている。このような構成とすることで、例えば液晶表示装置の表示面上にスピーカの振動部分を配置可能としている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
また、携帯電話等のように小型化が特に要求される電子機器では、表示装置である液晶パネルと、その保護パネルで、かつスピーカとしても機能する振動板との間に密閉状態に近い空気の層が形成されると、低域の音の励振効率が低下するという問題がある。この問題を解決するために、ケースと、このケースに保持された表示装置と、この表示装置の上方で、かつこの表示装置との間にほぼ密封された空間を形成しながら保持された透光性の保護パネルと、この保護パネルの周辺部を上記ケースに結合させる弾性結合部材と、上記保護パネルおよび上記ケースの間に設置され、この保護パネルに撓み振動を励振する励振装置とを備えたパネル型スピーカも示されている（例えば、特許文献３参照）。
【特許文献１】特開２００２−２８１５９７号公報
【特許文献２】特開２００３−１７９９８８号公報
【特許文献３】特開２００４−３３６４０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記第１の例では、表示装置に対して一定の空間を設けてマイクも兼用するスピーカが配置されている。また、スピーカは透明振動板と透明固定電極板との間にも空間が設けられている。このため、スピーカと表示装置との全体の厚みが厚くなる。また、この一体型構成においては、表示装置の表示面上に設けたスピーカは、透明電極が形成された透明フィルムを透明振動板とし、同様に透明電極が形成されたガラス基板を透明固定電極板としている。このため、表示装置の表示部の光はスピーカにより吸収され、輝度が小さくなる。このため、充分な輝度を得ようとすると、例えば液晶の場合にはバックライトの輝度を大きくすることが必要になる。このために、消費電力が大きくなり、携帯電子機器への使用には適さない。
【０００８】
また、上記第２の例では、液晶等の画像を表示する表示装置の表示面上には、透明パネルが設けられているのみであるので、光透過率が従来に比べて低下することはないが、表示装置と透明パネルとの間の空間に音響波を伝播させるための機構が複雑となる。
【０００９】
さらに、上記第３の例では、液晶等の表示装置の表示面を保護するために通常設けられている透明な保護パネルを振動させるので、光透過率が従来に比べて低下することはない。しかし、この構成においては、表示装置もケースに弾性結合部材を介して結合されており、保護パネルの撓み振動と同時に表示装置も振動するように構成するため、全体の装置構成が複雑となる。
【００１０】
本発明は上記課題を解決するためのもので、表示装置自体または表示装置に一体的に取り付けた振動板を振動させて平面型スピーカを構成することで、さらに薄型で、かつ大きな音声出力を得ることができるスピーカ一体型表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明のスピーカ一体型表示装置は、筐体と、透明基板を透過して表示される表示部を有し、弾性部材により筐体に弾性的に支持された表示装置と、表示装置の表示部の形成面側および筐体に設けた励振装置と上記表示装置を振動板として構成されるスピーカとを備えている。
【００１２】
また、上記構成において、励振装置は可動コイルと磁石とを含み構成され、可動コイルは表示装置の表示部の形成面側に固定され、磁石は筐体に固定されていてもよい。
【００１３】
このような構成とすることにより、表示装置を振動板とすることができるので、大きな音声出力を表示装置と同じ領域から出力することが可能となる。これにより、違和感なく画像と音声を楽しむことができる。さらに、大きな音声出力が得られるので、複数の人が同時に携帯電話等で画像を楽しむこともできる。さらに、表示装置がスピーカの振動板を兼ねるので、全体を非常に薄型にすることができる。なお、励振装置としては、可動コイルと磁石とを用いた構成だけでなく、磁歪振動子、電気歪振動子あるいは圧電振動子等を用いた構成でもよい。あるいは、表示装置を静電的に振動させる静電型でもよい。
【００１４】
また、上記構成において、透明保護パネルが表示装置の表示面側に、設定した空間を介してさらに筐体に固定されており、筐体または透明保護パネルには１つ以上の開口部が設けられ、開口部からスピーカの音声が出力されるようにしてもよい。
【００１５】
このような構成とすることにより、このスピーカ一体型表示装置の搭載された電子機器が落下等の衝撃を受けても、透明保護パネルにより表示装置が破損することを防止できる。
【００１６】
また、本発明のスピーカ一体型表示装置は、透明基板を透過して表示される表示部を有する表示装置と、表示装置の表示部の形成面側に、設定した間隔を設けて配置された振動板を含み構成されるスピーカと、スピーカの振動板に対して設定された間隔を保持して表示装置とスピーカとを収納し、かつ表示装置の外周領域に接する領域の少なくとも一部に開口部を有する筐体とを備えた構成からなる。
【００１７】
このような構成とすることにより、表示装置の裏面側に設けた振動板を有するスピーカから音声を出力し、開口部から外部に出力することができる。この振動板は表示装置とほぼ同じ大きさにすることができるので、大きな音声出力を得ることができる。また、表示装置の外周領域に開口部を設けているので、画像と音声とがほぼ同じ領域から出力されるので違和感のない視聴が可能となる。
【００１８】
また、上記構成において、スピーカは、固定電極層と、固定電極層に対向し、設定された間隔を保持して配置された振動電極層とにより構成され、振動電極層を振動板とし、かつ表示装置の表示部の形成面側に固定電極層が固定されていてもよい。
【００１９】
このような構成とすることにより、表示装置は比較的剛性の大きな透明基板を用いることができる。また、表示装置に一体的に形成された固定電極層と振動電極層とにより静電型のスピーカを構成するが、振動板となる振動電極層を非常に薄くすることができる。この結果、静電型スピーカとして、低音域から高音域までの幅広い音域を良好な応答性を有して出力させることができる。
【００２０】
また、上記構成において、スピーカは、表示装置の表示部の形成面側に一定の間隔を保持して固定された圧電振動板からなる構成であってもよい。このような構成とすることにより、表示装置の裏面側に表示装置とほぼ同じ形状の圧電振動板からなるスピーカを配置することができるので、大きな音声出力を容易に得ることができる。
【００２１】
また、上記構成において、透明保護パネルが表示装置の表示面側に、設定した空間を介してさらに筐体に固定されていてもよい。このような構成とすることにより、このスピーカ一体型表示装置の搭載された電子機器が落下等の衝撃を受けても、透明保護パネルにより表示装置が破損することを防止できる。
【００２２】
また、上記構成において、表示装置の表示部は自発光素子からなるものであってもよい。この場合に、自発光素子はＥＬ素子としてもよい。あるいは、表示装置の表示部は反射型液晶からなる構成としてもよい。
【００２３】
このような構成とすることにより、表示装置の表示部が形成されている面上には、励振装置の一部や振動板を配置することができる。また、透過型液晶表示装置のようなバックライトが不要であることから、全体を薄型にすることができる。さらに、ＥＬ素子とした場合には、表示装置全体をより軽量化することもできる。これにより、表示装置を振動板としても低音域から高音域までの幅広い音域を応答性よく出力することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明のスピーカ一体型表示装置によれば、表示装置とスピーカとを一体化することで、従来の構成に比べて薄型化が可能となり、かつ表示装置の表示部と同じ領域から音声を出力することができるので、より自然で違和感のない画像表示が可能となるという大きな効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。なお、同じ要素については同じ符号を付しており説明を省略する場合がある。
【００２６】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態にかかるスピーカ一体型表示装置の構成を説明する図である。本実施の形態では、携帯電話を例として、この携帯電話に搭載した場合について説明する。図１において、（ａ）は携帯電話１の概要を示す斜視図、（ｂ）は本実施の形態のスピーカ一体型表示装置１０の断面図、（ｃ）は表示装置１２の構成を示す断面図である。
【００２７】
図１に示すように、携帯電話１のケース２には、本実施の形態のスピーカ一体型表示装置１０、キーボード４およびマイクロホン６や、さらに図示しないカメラ機能等が搭載されている。また、ケース２の内部には、上記装置を制御する制御回路や通信回路等を含む種々の電子回路が内蔵されている。そして、ケース２は、ヒンジ８により折り曲げる構成となっている。本実施の形態のスピーカ一体型表示装置１０が搭載された携帯電話１は、このスピーカ一体型表示装置１０以外については、一般的な構成と同じとしてもよいので詳細な説明は省略する。
【００２８】
携帯電話１に搭載されている本実施の形態のスピーカ一体型表示装置１０は、図１（ｂ）に示すような構成からなる。すなわち、スピーカ一体型表示装置１０は、筐体２２と、透明基板２４を透過して表示される表示部３２を有し、弾性部材２０により筐体２２に弾性的に支持された表示装置１２と、表示装置１２の表示部３２の形成面側および筐体２２に設けた励振装置１８と表示装置１２を振動板として構成されるスピーカとを備えている。
【００２９】
さらに、本実施の形態では、励振装置１８は可動コイル１４と磁石１６とを含み構成されている。そして、可動コイル１４は表示装置１２の表示部３２の形成面側に固定され、磁石１６は筐体２２に固定されている。
【００３０】
さらに、図１（ｂ）、（ｃ）を用いて詳細に説明する。表示装置１２は、図１（ｂ）に示すように弾性部材２０により、その全周が筐体２２に対して弾性支持されている。この弾性部材２０は、本実施の形態ではダンパーとしても作用する。励振装置１８は、可動コイル１４と磁石１６とで構成される励振方式であり、可動コイル１４は表示装置１２に固定されている。また、磁石１６は筐体２２に固定されている。この励振装置１８は、表示装置１２の少なくとも対向する２辺に設けて同時に駆動させるように設定されている。なお、全周にわたって設けてもよい。
【００３１】
また、表示装置１２の表示部３２に電気信号を与えるためのフレキシブル配線（図示せず）が表示装置１２から引き出されており、携帯電話１の制御回路（図示せず）に接続されている。さらに、励振装置１８の可動コイル１４に電気信号を与えるためのフレキシブル配線（図示せず）も、同様に制御回路に接続されている。
【００３２】
図１（ｃ）の表示装置１２の構成を示す断面図からわかるように、本実施の形態では透明基板２４の一方の面上に表示部３２が形成されている。この表示部３２は、本実施の形態では、例えば有機ＥＬ素子からなり、透明基板２４面上に、透明導電層２６、有機ＥＬ層２８および裏面側電極層３０が積層され、かつそれぞれについて所定のパターン形状に加工されている。このような加工を行った表示部３２に制御回路（図示せず）からフレキシブル配線（図示せず）を介して電気信号を入力すれば、画像表示あるいは文字表示を行うことができる。さらに、表示部３２を湿度から保護するための保護膜３４が、表示部３２を覆うように形成されている。なお、この保護膜３４は、絶縁性で、かつ耐湿性の良好な樹脂材料や無機材料を印刷方式や蒸着方式等を用いて形成することにより作製できる。あるいは、樹脂シートを接着剤により接着してもよい。さらには、これらを複合した構成としてもよい。
【００３３】
透明基板２４は、透明なプラスチック基板であってもよいし、ガラス基板であってもよい。ただし、できるだけ軽量にするために、その板厚は、例えば０．０５ｍｍ〜０．３ｍｍ程度とすることが望ましい。なお、この表示装置１２においては、透明基板２４を介して表示部３２の画像を見ることができる。
【００３４】
以上のような構成とすることにより、表示装置１２で表示を行いながら、同時にこの表示装置１２を振動板として可動コイル１４と磁石１６とから構成される励振装置１８により振動させることで音声も出力することができる。したがって、画像の表示と音声出力とが同じ領域から出力されるので、違和感なく画像を楽しむことができる。さらに、平面型のスピーカであるので大きな音声出力を得ることができるので、複数の人が同時に音声と画像とを視聴することができる。
【００３５】
なお、表示装置１２で表示のみ、あるいは表示しないで音声のみ出力することも当然可能である。
【００３６】
さらに、本実施の形態のスピーカ一体型表示装置１０は、表示装置１２の表示部３２としてＥＬ素子を用いているので、全体に薄型で、かつ軽量にすることができる。この結果、低音域から高音域まで幅広く音声を出力することができる。さらに、音声出力の応答性も良好であるので、音の歪等の少ない良好な音質を得ることができる。
【００３７】
なお、表示部３２の有機ＥＬ層２８は低分子タイプであってもよいし、高分子タイプであってもよい。さらに、無機ＥＬであってもよい。また、透明導電層２６は、ＩＴＯ膜を用いることが好ましいが、透明で、かつ抵抗の小さな材料であれば同様に使用可能である。さらに、裏面側電極層３０は、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）等の金属薄膜を用いることが好ましいが、ＩＴＯ膜等の透明導電膜を用いることもできる。
【００３８】
図２は、本実施の形態の第１の変形例のスピーカ一体型表示装置３６の構成を示す断面図である。この第１の変形例のスピーカ一体型表示装置３６は、励振装置１８を表示装置１２の中央領域に配置したことが特徴である。すなわち、励振装置１８は、本実施の形態のスピーカ一体型表示装置１０と同じ構造で、表示装置１２に可動コイル１４が固定されており、磁石１６は筐体２２に固定されている。ただし、この励振装置１８を表示装置１２のほぼ中央領域に配置している。
【００３９】
このように配置することにより、励振装置１８を小型にすることが可能となる。なお、励振装置１８は、１つのみでなくてもよい。例えば、２箇所以上に配置して、それぞれを同期させて励振させるようにしてもよい。このような励振を行うことで、より音域を広げることができるだけでなく、大きな音声出力を得ることもできる。なお、弾性部材２０を励振装置１８の近傍に配置してもよい。
【００４０】
図３は、本実施の形態の第２の変形例のスピーカ一体型表示装置４２の構成を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）はＡ−Ａ線に沿って切断した断面図である。この第２の変形例のスピーカ一体型表示装置４２は、表示面側に設定した空間を介して透明保護パネル４８が、さらに筐体４６に固定されており、透明保護パネル４８には１つ以上の開口部４８ａが設けられており、開口部４８ａからスピーカの音声が出力される。
【００４１】
この第２の変形例のスピーカ一体型表示装置４２では、表示装置１２と励振装置１８については、本実施の形態のスピーカ一体型表示装置１０と同じであるが、表示装置１２の表示面側に一定の間隔を有して透明保護パネル４８を設けている点に特徴がある。透明保護パネル４８には、開口部４８ａが設けられているので、表示装置１２より大きくなる。このために、筐体４６も透明保護パネル４８の形状に合せて大きくしている。さらに、表示装置１２を弾性的に保持する弾性部材４４を表示装置とほぼ平行に配置している。なお、弾性部材４４は必ずしも平行に配置する必要はなく、図１（ｂ）に示すような配置としてもよい。
【００４２】
このような構成とすることにより、表示装置１２が直接露出することがないため、携帯電話等に搭載されて落下等の衝撃を受けても表示装置１２の破損を防止できる。また、音声は、例えば、図３（ａ）に示すように２箇所に設けた開口部４８ａから出力するようにすれば、より大きな音声出力を得ることができる。
【００４３】
なお、この第２の変形例のスピーカ一体型表示装置４２においても、第１の変形例のスピーカ一体型表示装置３６と同様の構成とすることができる。さらに、開口部４８ａを表示装置１２の外周領域となる透明保護パネル４８に設けているが、表示装置１２の表示面となる領域に設けてもよい。
【００４４】
また、第１の変形例および第２の変形例を含む本実施の形態のスピーカ一体型表示装置では、励振装置を可動コイルと磁石とによる電磁方式として説明したが、例えば静電型としてもよい。静電型方式の場合には、表示装置の表示部の形成面側に第１の電極層を設け、この第１の電極層に対向し、一定の間隔を保持して第２の電極層を設ける。そして、この第２の電極層を筐体に固定して固定電極層とし、第１の電極層が設けられている表示装置を振動板とするように電圧を印加すれば、静電型のスピーカを構成することができる。なお、第２の電極層は筐体に直接設けてもよい。表示装置を、例えば薄い透明なプラスチック基板上に有機ＥＬ素子を形成した場合等では、軽量化も可能であるので静電型の振動板とすることもできる。
【００４５】
（第２の実施の形態）
図４は、本発明の第２の実施の形態にかかるスピーカ一体型表示装置５０の構成を説明する図である。本実施の形態においても、携帯電話を例として、この携帯電話に搭載した場合について説明する。図４において、（ａ）スピーカ一体型表示装置５０の平面図、（ｂ）はそのＢ−Ｂ線に沿って切断した断面図、（ｃ）はスピーカ５２を一体化した表示装置１２の構成を示す断面図である。
【００４６】
本実施の形態のスピーカ一体型表示装置５０は、透明基板２４を透過して表示される表示部３２を有する表示装置１２と、表示装置１２の表示部３２の形成面側に、設定した間隔を設けて配置された振動板５８を含み構成されるスピーカ５２と、スピーカ５２の振動板５８に対して設定された間隔を保持して表示装置１２とスピーカ５２とを収納し、かつ表示装置１２の外周領域に接する領域の少なくとも一部に開口部６２ａを有する筐体６２とを備えている。
【００４７】
さらに、スピーカ５２は、固定電極層５４と、固定電極層５４に対向し、設定された間隔を保持して配置された振動電極層とにより構成され、この振動電極層を振動板５８とし、かつ表示装置１２の表示部３２の形成面側に固定電極層５４が固定されている。
【００４８】
さらに、図４を用いて詳細に説明する。スピーカ５２と一体で構成される表示装置１２は、図４（ｂ）に示すように筐体６２に固定されている。表示装置１２の外周領域に接する領域の筐体６２には、開口部６２ａが複数形成されている。スピーカ５２および表示装置１２は、振動板５８が筐体６２に対して一定の間隔を有するようにして取り付けられている。
【００４９】
なお、表示装置１２の表示部３２に電気信号を与えるためのフレキシブル配線（図示せず）が表示装置１２から引き出されており、携帯電話の制御回路（図示せず）に接続されている。さらに、スピーカ５２を構成する固定電極層５４と振動板（振動電極層）５８に対して、電気信号を与えるためのフレキシブル配線（図示せず）も、同様に制御回路に接続されている。
【００５０】
つぎに、図４（ｃ）を用いてスピーカ５２と表示装置１２との一体構成について説明する。本実施の形態においても、表示装置１２は第１の実施の形態で説明した表示装置と同じ構成である。すなわち、透明基板２４の一方の面上に表示部３２が形成されている。この表示部３２は、本実施の形態でも、例えば有機ＥＬ素子からなり、透明基板２４面上に、透明導電層２６、有機ＥＬ層２８および裏面側電極層３０が積層され、かつそれぞれについて所定のパターン形状に加工されている。このような加工を行った表示部３２に制御回路（図示せず）からフレキシブル配線（図示せず）を介して電気信号を入力すれば、画像表示あるいは文字表示を行うことができる。さらに、表示部３２を湿度から保護するための保護膜３４が、表示部３２を覆うように形成されている。なお、この保護膜３４は、絶縁性で、かつ耐湿性の良好な樹脂材料や無機材料を印刷方式や蒸着方式等により形成することができる。あるいは、樹脂シートを接着剤により接着してもよい。さらには、これらを複合した構成としてもよい。
【００５１】
透明基板２４は、透明なプラスチック基板であってもよいし、ガラス基板であってもよい。本実施の形態では、表示装置１２を振動させる構成ではないため、その板厚については特に制約はない。ただし、携帯型電子機器に使用するために、できるだけ軽量で、かつ薄型とすることが望ましい。なお、この表示装置１２においては、透明基板２４を介して表示部３２の画像を見ることができる。
【００５２】
さらに、本実施の形態の場合には、表示装置１２の絶縁性の保護膜３４上にスピーカ５２が一体的に固定されている。このスピーカ５２は、表面に導電層５６が形成された固定電極層５４と振動板５８である振動電極層とがスペーサ６０により固定された構造からなる。そして、このスピーカ５２は、表示装置１２に接着剤等により固定されている。
【００５３】
固定電極層５４は、樹脂シートの表面にアルミニウム（Ａｌ）や銅（Ｃｕ）等をスパッタリングにより形成した導電層５６からなる。しかし、このような構成に限定されない。例えば、ステンレスや銅（Ｃｕ）等の金属シートでもよい。振動板５８についても同様で、例えば表面に電極膜が形成された樹脂シートでもよいし、あるいは金属シートでもよい。ただし、電圧を印加したときに応答性よく振動することが要求されるので、軽量で、かつ薄く、しかもヤング率の大きな材料を用いることが望ましい。例えば、２μｍ〜１０μｍの厚みのチタン（Ｔｉ）やボロン（Ｂ）からなるシートや、２μｍの厚みを有するポリイミドシート上に５０ｎｍ程度の厚みでアルミニウム（Ａｌ）膜を形成したものを用いてもよい。
【００５４】
なお、固定電極層５４と振動板５８との間隔は、５μｍ〜１００μｍ程度の範囲で、かつ全面にわたって均一な間隔とすることが要求される。したがって、固定電極層５４と振動板５８とをスペーサ６０に対して取り付ける場合には、特に振動板５８に撓みやたるみ等が生じないようにすることが要求される。
【００５５】
このような構成のスピーカ５２を表示装置１２に、例えば接着剤により接着して固定すれば、スピーカ５２を表示装置１２と一体的に構成することができる。
【００５６】
なお、表示装置１２の保護膜３４上に直接固定電極層となる導電層を、例えばスパッタリング等により形成してもよい。この場合には、保護膜３４上に形成した導電層が固定電極層となる。導電層を形成後、スペーサを取り付け、さらに振動板となる振動電極層をスペーサに固定すれば、スピーカ５２が表示装置１２と一体的に形成された構成が得られる。
【００５７】
本実施の形態では、図４（ｂ）からわかるように、表示装置１２は振動せず、スピーカ５２の振動板５８が振動する。このために、筐体６２と振動板５８との間には、一定の間隔を設けている。さらに、この空間から開口部６２ａに向けて、振動により発生した音響波が伝わり、開口部６２ａから外部に出力される。
【００５８】
以上のような構成とすることにより、表示装置１２で表示を行いながら、同時にスピーカ５２により音声を出力することができる。したがって、画像の表示と音声出力とが同じ領域から出力されるので、違和感なく画像を楽しむことができる。さらに、平面型のスピーカであり、大きな音声出力を得ることができるので、複数の人が同時に音声と画像とを視聴することができる。
【００５９】
なお、表示装置１２で表示のみ、あるいは表示しないで音声のみ出力することも当然可能である。
【００６０】
さらに、本実施の形態のスピーカ一体型表示装置５０は、表示装置１２の表示部３２としてＥＬ素子を用いているので、全体に薄型で、かつ軽量にすることができる。また、スピーカ５２の振動板５８は非常に薄くすることが可能であるので、低音域から高音域まで幅広く音声を出力することができる。さらに、音声出力の応答性も良好であるので、音の歪等の少ない良好な音質を得ることができる。
【００６１】
なお、表示部３２の有機ＥＬ層２８は低分子タイプであってもよいし、高分子タイプであってもよい。さらに、無機ＥＬであってもよい。また、透明導電層２６は、ＩＴＯ膜を用いることが好ましいが、透明で、かつ抵抗の小さな材料であれば同様に使用可能である。さらに、裏面側電極層３０は、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）等の金属薄膜を用いることが好ましいが、ＩＴＯ膜等の透明導電膜を用いることもできる。
【００６２】
なお、本実施の形態では静電型のスピーカを用いた構成について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、図５に示すような圧電型スピーカを用いてもよい。図５は、本実施の形態の変形例のスピーカ一体型表示装置における表示装置１２とスピーカ６４の構成を示す断面図である。
【００６３】
図５において、表示装置１２の構成は本実施の形態の表示装置１２と同じであるので説明を省略する。この変形例のスピーカ一体型表示装置のスピーカ６４は、表示装置１２の表示部３２の形成面側に一定の間隔を保持して固定された圧電振動板６６からなる。この圧電振動板６６は、スペーサ６８により表示装置１２の表示部３２の形成面側に固定されている。さらに、圧電振動板６６は、例えばバイモルフ構造であってもよい。圧電振動板６６に対して電気信号を与えるためのフレキシブル配線（図示せず）が引き出され、例えば携帯電話の制御回路に接続されている。また、筐体等については、本実施の形態のスピーカ一体型表示装置５０と同じであるので説明を省略する。このような圧電型のスピーカ６４を用いることで、より大きな音声出力を得ることができる。
【００６４】
なお、本実施の形態では、表示装置１２が直接露出する構成としたが、第１の実施の形態の第２の変形例で示すように、表示装置１２の面上に透明保護パネルを配置して、この透明保護パネルまたは筐体に開口部を設ける構成としてもよい。このような構成とすれば、表示装置を衝撃等に対して保護することができる。
【００６５】
なお、第１の実施の形態と第２の実施の形態では、表示装置の表示部が有機ＥＬ素子の場合を例として説明したが、無機ＥＬ素子でもよい。さらに、反射型液晶でもよい。反射型液晶を用いた場合でも同様の構成とすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明のスピーカ一体型表示装置は、表示装置とスピーカ機能とを一体化しているので、全体を非常に薄くすることができる。また、平面型スピーカであることから大きな音声出力と表示部領域と同じ領域から音を出力することができるので、動画像等も表示する携帯電話等の携帯電子機器分野に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかるスピーカ一体型表示装置の構成を説明する図で、（ａ）は携帯電話の概要を示す斜視図、（ｂ）はスピーカ一体型表示装置の断面図、（ｃ）は表示装置の構成を示す断面図
【図２】同実施の形態の第１の変形例のスピーカ一体型表示装置の構成を示す断面図
【図３】同実施の形態の第２の変形例のスピーカ一体型表示装置の構成を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）はＡ−Ａ線に沿って切断した断面図
【図４】本発明の第２の実施の形態にかかるスピーカ一体型表示装置の構成を説明する図で、（ａ）スピーカ一体型表示装置の平面図、（ｂ）はＢ−Ｂ線に沿って切断した断面図、（ｃ）はスピーカを一体化した表示装置の構成を示す断面図
【図５】同実施の形態の変形例のスピーカ一体型表示装置における表示装置とスピーカの構成を示す断面図
【符号の説明】
【００６８】
１ 携帯電話
２ ケース
４ キーボード
６ マイクロホン
８ ヒンジ
１０，３６，４２，５０ スピーカ一体型表示装置
１２ 表示装置
１４ 可動コイル
１６ 磁石
１８ 励振装置
２０，４４ 弾性部材
２２，４６，６２ 筐体
２４ 透明基板
２６ 透明導電層
２８ 有機ＥＬ層
３０ 裏面側電極層
３２ 表示部
３４ 保護膜
４８ 透明保護パネル
４８ａ，６２ａ 開口部
５２，６４ スピーカ
５４ 固定電極層
５６ 導電層
５８ 振動板（振動電極層）
６０，６８ スペーサ
６６ 圧電振動板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体と、
透明基板を透過して表示される表示部を有し、弾性部材により前記筐体に弾性的に支持された表示装置と、
前記表示装置の前記表示部の形成面側および前記筐体に設けた励振装置と前記表示装置を振動板として構成されるスピーカとを備えたことを特徴とするスピーカ一体型表示装置。
【請求項２】
前記励振装置は可動コイルと磁石とを含み構成され、
前記可動コイルは前記表示装置の前記表示部の形成面側に固定され、前記磁石は前記筐体に固定されていることを特徴とする請求項１に記載のスピーカ一体型表示装置。
【請求項３】
透明保護パネルが、前記表示装置の表示面側に、設定した空間を介してさらに前記筐体に固定されており、
前記筐体または前記透明保護パネルには１つ以上の開口部が設けられ、前記開口部から前記スピーカの音声が出力されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のスピーカ一体型表示装置。
【請求項４】
透明基板を透過して表示される表示部を有する表示装置と、
前記表示装置の前記表示部の形成面側に、設定した間隔を設けて配置された振動板を含み構成されるスピーカと、
前記スピーカの前記振動板に対して設定された間隔を保持して前記表示装置と前記スピーカとを収納し、かつ前記表示装置の外周領域に接する領域の少なくとも一部に開口部を有する筐体とを備えたことを特徴とするスピーカ一体型表示装置。
【請求項５】
前記スピーカは、固定電極層と、前記固定電極層に対向し、設定された間隔を保持して配置された振動電極層とにより構成され、前記振動電極層を前記振動板とし、かつ前記表示装置の前記表示部の形成面側に前記固定電極層が固定されていることを特徴とする請求項４に記載のスピーカ一体型表示装置。
【請求項６】
前記スピーカは、前記表示装置の前記表示部の形成面側に一定の間隔を保持して固定された圧電振動板からなることを特徴とする請求項４に記載のスピーカ一体型表示装置。
【請求項７】
透明保護パネルが、前記表示装置の表示面側に、設定した空間を介してさらに前記筐体に固定されていることを特徴とする請求項４から請求項６までのいずれか１項に記載のスピーカ一体型表示装置。
【請求項８】
前記表示装置の前記表示部は、自発光素子からなることを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれか１項にスピーカ一体型表示装置。
【請求項９】
前記自発光素子は、ＥＬ素子からなることを特徴とする請求項８に記載のスピーカ一体型表示装置。
【請求項１０】
前記表示装置の前記表示部は、反射型液晶からなることを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれか１項にスピーカ一体型表示装置。
【請求項１】
筐体と、
透明基板を透過して表示される表示部を有し、弾性部材により前記筐体に弾性的に支持された表示装置と、
前記表示装置の前記表示部の形成面側および前記筐体に設けた励振装置と前記表示装置を振動板として構成されるスピーカとを備えたことを特徴とするスピーカ一体型表示装置。
【請求項２】
前記励振装置は可動コイルと磁石とを含み構成され、
前記可動コイルは前記表示装置の前記表示部の形成面側に固定され、前記磁石は前記筐体に固定されていることを特徴とする請求項１に記載のスピーカ一体型表示装置。
【請求項３】
透明保護パネルが、前記表示装置の表示面側に、設定した空間を介してさらに前記筐体に固定されており、
前記筐体または前記透明保護パネルには１つ以上の開口部が設けられ、前記開口部から前記スピーカの音声が出力されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のスピーカ一体型表示装置。
【請求項４】
透明基板を透過して表示される表示部を有する表示装置と、
前記表示装置の前記表示部の形成面側に、設定した間隔を設けて配置された振動板を含み構成されるスピーカと、
前記スピーカの前記振動板に対して設定された間隔を保持して前記表示装置と前記スピーカとを収納し、かつ前記表示装置の外周領域に接する領域の少なくとも一部に開口部を有する筐体とを備えたことを特徴とするスピーカ一体型表示装置。
【請求項５】
前記スピーカは、固定電極層と、前記固定電極層に対向し、設定された間隔を保持して配置された振動電極層とにより構成され、前記振動電極層を前記振動板とし、かつ前記表示装置の前記表示部の形成面側に前記固定電極層が固定されていることを特徴とする請求項４に記載のスピーカ一体型表示装置。
【請求項６】
前記スピーカは、前記表示装置の前記表示部の形成面側に一定の間隔を保持して固定された圧電振動板からなることを特徴とする請求項４に記載のスピーカ一体型表示装置。
【請求項７】
透明保護パネルが、前記表示装置の表示面側に、設定した空間を介してさらに前記筐体に固定されていることを特徴とする請求項４から請求項６までのいずれか１項に記載のスピーカ一体型表示装置。
【請求項８】
前記表示装置の前記表示部は、自発光素子からなることを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれか１項にスピーカ一体型表示装置。
【請求項９】
前記自発光素子は、ＥＬ素子からなることを特徴とする請求項８に記載のスピーカ一体型表示装置。
【請求項１０】
前記表示装置の前記表示部は、反射型液晶からなることを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれか１項にスピーカ一体型表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００７−１１０３８２（Ｐ２００７−１１０３８２Ａ）
【公開日】平成１９年４月２６日（２００７．４．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２９８６２５（Ｐ２００５−２９８６２５）
【出願日】平成１７年１０月１３日（２００５．１０．１３）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年４月２６日（２００７．４．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１０月１３日（２００５．１０．１３）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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