JP2007017575A - Image display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、表示モードとミラーモードとの2種類のモードを備えたミラー兼用の画像表示装置に関する。 The present invention relates to an image display apparatus that also serves as a mirror and has two types of modes, a display mode and a mirror mode.
近年、携帯電話装置や携帯情報端末装置等に使用される画像表示装置(以下、「ディスプレイ」と略称することもある)を、単なる画像表示装置として使用するだけではなく、鏡(ミラー)として使用できるように構成されたものが提案されている。即ち、このような画像表示装置は、表示モードとミラーモードとの2種類のモードを備え、画像表示装置として使用されない時には、鏡(ミラー)として使用される。 In recent years, an image display device (hereinafter sometimes abbreviated as “display”) used in a mobile phone device or a portable information terminal device is used not only as an image display device but also as a mirror. What has been configured to do so has been proposed. That is, such an image display device has two types of modes, a display mode and a mirror mode, and is used as a mirror when not used as an image display device.
図16は、従来のミラーを兼用した画像表示装置で使用されるディスプレイ部の概念を示す説明図である。
同図に示すように、前述の画像表示装置(以下、「ミラー兼用ディスプレイ」と呼称することもある)には、「第1の方式」として、利用者側から見てディスプレイ部の前面に、ハーフミラーを配置し、このハーフミラー越しにディスプレイ部を視認できるように構成し、ハーフミラーの光学特性(即ち、暗い方からは、明るい方を視認できるが、明るい方からは暗い方を視認できないという特性)を利用して、ディスプレイ部を、点灯、または消灯に切り替えることで、表示モードとミラーモードとを切り替える方式のものが知られている。
FIG. 16 is an explanatory diagram showing the concept of a display unit used in a conventional image display device that also serves as a mirror.
As shown in the figure, in the above-described image display device (hereinafter also referred to as “mirror combined display”), as the “first method”, on the front surface of the display unit as viewed from the user side, A half mirror is arranged so that the display part can be seen through the half mirror, and the optical characteristics of the half mirror (that is, from the darker side, the brighter side can be seen, but from the brighter side, the darker side cannot be seen. A method of switching between the display mode and the mirror mode by switching the display unit to on or off using a characteristic) is known.
この第1の方式は、ハーフミラーをディスプレイの前面(利用者側)に配置するだけの簡単な構成で、ミラー兼用ディスプレイを実現できる長所がある。
この第1の方式の具体例としては、例えば、特許文献1(特開2003−58067号公報)や、特許文献2(実用新案登録第3087539号公報)に開示されているように、ハーフミラーに、透過率と反射率が半々となるように銀等を塗布したもの、即ち、一般的なハーフミラーを採用したものがある。
This first method has an advantage that a mirror-use display can be realized with a simple configuration in which the half mirror is simply arranged on the front surface (user side) of the display.
Specific examples of the first method include, for example, a half mirror as disclosed in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2003-58067) and Patent Document 2 (Utility Model Registration No. 3087539). There are those in which silver or the like is applied so that the transmittance and the reflectance are halved, that is, a general half mirror is used.
また、特許文献3(特開2004−85590号公報)や、特許文献4(特開2004−86145号公報)に開示されているように、ハーフミラーに、特定の偏光を反射し、それ以外を透過する偏光板(反射型偏光板)を採用したものがある。 Further, as disclosed in Patent Document 3 (Japanese Patent Laid-Open No. 2004-85590) and Patent Document 4 (Japanese Patent Laid-Open No. 2004-86145), specific polarized light is reflected on the half mirror, and the others are Some employ a polarizing plate that transmits light (a reflective polarizing plate).
図17は、従来のミラーを兼用した画像表示装置で使用されるディスプレイ部の他の概念を示す説明図である。また、図18は、従来のミラーを兼用した画像表示装置で使用される反射型液晶パネルの構造を示す説明図である。
図17,18に示すように、前述のミラー兼用ディスプレイには、「第2の方式」として、利用者側から見て、ディスプレイ部の前面に透過モードと反射モードを備えた反射型液晶パネル(モード切替手段)を配置し、反射型液晶パネル越にディスプレイ部を視認できるように構成し、反射型液晶パネルを透過モードと反射モードに切り替えることで、表示モードとミラーモードとを切り替える方式のものも知られている。
FIG. 17 is an explanatory view showing another concept of a display unit used in a conventional image display device also serving as a mirror. FIG. 18 is an explanatory diagram showing the structure of a reflective liquid crystal panel used in an image display device that also serves as a conventional mirror.
As shown in FIGS. 17 and 18, the above-mentioned mirror-combined display has a reflection type liquid crystal panel having a transmission mode and a reflection mode on the front surface of the display unit as viewed from the user side as a “second method” ( Mode switching means), the display unit can be seen through the reflective liquid crystal panel, and the reflective liquid crystal panel is switched between the transmissive mode and the reflective mode to switch between the display mode and the mirror mode. Is also known.
前記第2の方式の具体例としては、例えば、特許文献5(特開2001−318374号公報)に開示されているように、図18に示される吸収型偏光板、制御電極、ガラス基盤、液晶層、ガラス基盤、制御基盤、反射型偏光板で構成された反射型液晶パネルを、ディスプレイ部の前面に配置し、この反射型液晶パネルを、表示モード時には透過モード、ミラーモード時には反射モードとすることで、前述の第1の方式の欠点である表示モードでの外光による画面の映り込みの抑制している。
しかしながら、上記背景技術で述べた従来の画像表示装置にあっては、前述の第1の方式の場合、ハーフミラーの反射特性が、表示モード、ミラーモードに関係なく一定であるため、外光による画面の映り込みが発生し、表示モードでの画像の表示品質が低下するという問題点があった。 However, in the conventional image display device described in the above background art, in the case of the above-described first method, the reflection characteristics of the half mirror are constant regardless of the display mode and the mirror mode. There is a problem that the screen is reflected and the display quality of the image in the display mode is deteriorated.
また、前述の第2の方式の場合、特定の偏光のみを透過する反射型液晶パネルを使用するため、ディスプレイ部に、エレクトロ・ルミネッセンス(以下、ELと呼称)等の自己発光型表示デバイスを採用した場合、反射型液晶パネルによって、ディスプレイ部からの光出力が減衰されて、表示画像が暗くなり、表示品質が低下するという問題点があった。なお、この表示画像の輝度の低下による表示品質の劣化を補おうとする場合には、ディスプレイ部の輝度を大きくする必要があるので、ディスプレイの消費電力を増加させるという問題点があった。 In the case of the second method described above, since a reflective liquid crystal panel that transmits only specific polarized light is used, a self-luminous display device such as electroluminescence (hereinafter referred to as EL) is adopted for the display unit. In this case, there is a problem that the light output from the display unit is attenuated by the reflective liquid crystal panel, the display image becomes dark, and the display quality is deteriorated. In order to compensate for the deterioration in display quality due to the decrease in the luminance of the display image, it is necessary to increase the luminance of the display unit, which increases the power consumption of the display.
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、ミラーとの兼用を実現するために、ディスプレイ部の利用者側に、透過状態と、全反射を利用した反射状態との2つのモードの切り替えを実現する光スイッチを配設することで、ミラーとの兼用を可能にすると共に表示画像の輝度を低下させない画像表示装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and in order to realize the combined use of a mirror, a transmission state and a reflection state using total reflection are provided on the user side of the display unit. An object of the present invention is to provide an image display device that can be used as a mirror and does not reduce the luminance of a display image by providing an optical switch that realizes switching between two modes.
本発明は、上記した従来の画像表示装置の課題に鑑みてなされたものであり、利用者側から見たディスプレイパネルの前面に、表示モードとミラーモードとで光学特性を変化させる光スイッチを配設した画像表示装置であって、前記光スイッチは、第1の屈折率を有する第1層と、第2の屈折率を有する第2層と、前記第1層と第2層とに同時に電界を印加するための電極とを備え、前記電極に電界を印加した時に、前記第1層から前記第2層に入射する光の臨界角を変化させることを特徴とする画像表示装置を提供するものである。 The present invention has been made in view of the problems of the conventional image display device described above, and an optical switch that changes optical characteristics between the display mode and the mirror mode is arranged on the front surface of the display panel as viewed from the user side. The optical switch includes a first layer having a first refractive index, a second layer having a second refractive index, and an electric field applied simultaneously to the first layer and the second layer. And an electrode for applying light, and an image display device characterized by changing a critical angle of light incident on the second layer from the first layer when an electric field is applied to the electrode It is.
また、前記画像表示装置において、前記光スイッチの前記第1層と前記第2層との境界面に、凹凸が設けられたことを特徴とする。 The image display device is characterized in that an unevenness is provided on a boundary surface between the first layer and the second layer of the optical switch.
また、前記画像表示装置において、前記光スイッチの前記第1層と前記第2層との境界面に、鋸歯状の凹凸が設けられたことを特徴とする。 In the image display device, serrated irregularities are provided on a boundary surface between the first layer and the second layer of the optical switch.
また、前記画像表示装置において、前記光スイッチの前記第1層と前記第2層との境界面に、円錐形状または角錐形状の凹凸が設けられたことを特徴とする。 The image display device is characterized in that conical or pyramidal irregularities are provided on a boundary surface between the first layer and the second layer of the optical switch.
また、前記画像表示装置において、前記光スイッチの前記第1層と前記第2層との境界面に、円錐台形状または角錐台形状の凹凸が設けられたことを特徴とする。 The image display device is characterized in that a frustoconical shape or a truncated pyramid shape is provided on a boundary surface between the first layer and the second layer of the optical switch.
また、前記画像表示装置において、前記光スイッチの前記第1層と前記第2層との境界面に、半球形状の凹凸が設けられたことを特徴とする。 The image display device is characterized in that hemispherical irregularities are provided on a boundary surface between the first layer and the second layer of the optical switch.
また、前記画像表示装置において、前記光スイッチの第1層と第2層の境界面に設けられた前記凹凸の形状をなす前記鋸歯、前記円錐、前記角錐、前記円錐台、前記角錐台、または前記半球(球の一部を平面で切り出したもの)のいずれか1つの傾斜面の傾き角(光スイッチの第1層と第2層の境界面を基準面とした場合に、前記基準面と光スイッチの第1層と第2層の境界面に設けられた凹凸の側面と、前記基準面に対する法線の成す角度)の大きさを、前記光スイッチの反射モード時の臨界角以上としたことを特徴とする。 Further, in the image display device, the sawtooth, the cone, the pyramid, the truncated cone, the truncated pyramid, or the truncated cone having the shape of the unevenness provided on the boundary surface between the first layer and the second layer of the optical switch, The angle of inclination of any one of the hemispheres (a part of the sphere cut out in a plane) (when the boundary surface between the first layer and the second layer of the optical switch is used as a reference surface, The size of the uneven surface provided on the boundary surface between the first layer and the second layer of the optical switch and the angle formed by the normal to the reference plane is set to be equal to or larger than the critical angle in the reflection mode of the optical switch. It is characterized by that.
また、前記画像表示装置において、前記光スイッチの前記第1層と前記第2層との境界面に設けられた前記鋸歯状の凹凸の1周期分の幅が、前記ディスプレイパネルの1画素分の幅より短いことを特徴とする。 In the image display device, a width of one period of the serrated irregularities provided on a boundary surface between the first layer and the second layer of the optical switch is equivalent to one pixel of the display panel. It is shorter than the width.
さらに、前記画像表示装置において、前記光スイッチの前記第1層と前記第2層との境界面に設けられた前記凹凸の形状をなす前記円錐、前記角錐、前記円錐台、前記角錐台、または前記半球のいずれか1つの底面の寸法が、前記ディスプレイパネルの1画素分の寸法よりも小さいことを特徴とする。 Furthermore, in the image display device, the cone, the pyramid, the truncated cone, the truncated pyramid, or the truncated pyramid having the shape of the unevenness provided on the boundary surface between the first layer and the second layer of the optical switch, The size of one bottom surface of the hemisphere is smaller than the size of one pixel of the display panel.
以上説明したように、本発明の画像表示装置によれば、反射型液晶パネルの代わりに、透過状態と、全反射を利用した反射状態との2つのモードを実現する光スイッチを、電界を印加することで屈折率が変化する材料(例えば、ニオブ酸リチウム(LiNbO3)、タンタル酸リチウム(LiTaO3)、または液晶等)を用いて構成すると共に、この光スイッチを、ディスプレイ部の利用者側に配置しているので、表示時モードでのディスプレイ部の光出力の透過率を、従来の方式に比較して大きくすることが可能となり、ディスプレイ部の光出力の減衰に起因する輝度低下による表示品質の劣化を小さくできる効果がある。 As described above, according to the image display device of the present invention, an electric field is applied to an optical switch that realizes two modes of a transmissive state and a reflective state using total reflection instead of a reflective liquid crystal panel. And using a material whose refractive index changes (for example, lithium niobate (LiNbO3), lithium tantalate (LiTaO3), or liquid crystal), and this optical switch is arranged on the user side of the display unit Therefore, it is possible to increase the transmittance of the light output of the display unit in the display mode as compared with the conventional method, and the display quality is reduced due to the luminance decrease due to the attenuation of the light output of the display unit. There is an effect of reducing deterioration.
また、ディスプレイ部の光出力の減衰が小さくなるので、従来のように、表示モードでの表示品質の劣化を補うためにディスプレイの輝度を上げる処置が不要となり、ディスプレイ部の消費電力を抑制できるという効果がある。 In addition, since the attenuation of the light output of the display unit is reduced, it is not necessary to increase the display brightness in order to compensate for the deterioration in display quality in the display mode as in the past, and the power consumption of the display unit can be suppressed. effective.
以下、本発明の画像表示装置の最良の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, an image display device according to an embodiment of the invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施形態に係る画像表示装置の表示部の全体構造を示す外観図である。
同図において、本実施形態の画像表示装置の表示部は、画像が表示されるディスプレイ部5(請求項1記載のディスプレイパネル)と、光のスイッチングを行う光スイッチ6と、を具備する。
光スイッチ6は、電力を供給するための上部の電極1と、後述するディスプレイ部5の前面に積層された屈折率n1の第1層2と、第1層2の下部に積層された屈折率n2の第2層3と、電力を供給するための下部の電極4と、を備える。
FIG. 1 is an external view showing the overall structure of a display unit of an image display apparatus according to an embodiment of the present invention.
In the figure, the display unit of the image display apparatus according to the present embodiment includes a display unit 5 (display panel according to claim 1) on which an image is displayed, and an optical switch 6 that switches light.
The optical switch 6 includes an upper electrode 1 for supplying power, a
この光スイッチ6の電極1と電極2との間に電界を印加することで、光源(図示は省略)からの光が第1層2から第2層3に入射した場合の臨界角θ(屈折率の異なる媒質の境界において、光の全反射が発生する角度)が変化し、表示モード/ミラーモードの切り替えを行う構成となっている。
By applying an electric field between the electrode 1 and the
(光スイッチの第1の構成例)
図2は、図1に示す光スイッチ(主要部)のサイズを含めた拡大構造を示す模式図である。
同図に例示する光スイッチ6の構造では、光スイッチ6の第1層2と第2層3との境界面に設ける凹凸の形状を、鋸歯状としている。より具体的には、光スイッチ6を構成する第1層2と第2層3との境界面は、各山あるいは谷の間隔(距離)が、a(単位は省略する)の鋸歯状構造となっている。なお、図2では、この光スイッチ6の鋸歯状の凹凸の形状寸法を拡大表示している。
(First configuration example of optical switch)
FIG. 2 is a schematic diagram showing an enlarged structure including the size of the optical switch (main part) shown in FIG.
In the structure of the optical switch 6 illustrated in the figure, the shape of the unevenness provided on the boundary surface between the
図3は、図2に示す光スイッチの表示モード時における光路を示す模式図である。
また、表示モード(透過モード)時では、光スイッチ6を構成する第1層2の屈折率n1と、第2層3の屈折率n2とが、ほぼ同一となるように構成されているので、ディスプレイ部5からの出力光(第2層3側への入射光)は、第1層2と第2層3との境界面を透過する。よって、使用者は、光スイッチ6を介してディスプレイ部5の表示を見ることができる。
FIG. 3 is a schematic diagram showing an optical path in the display mode of the optical switch shown in FIG.
In the display mode (transmission mode), the refractive index n1 of the
図4は、図2に示す光スイッチの反射モード時における光路を示す模式図である。
同図に示すように、反射モード時(以下、「ミラーモード時」と呼称する)には、光スイッチ6の第1層2と第2層3との鋸歯状の境界面で、利用者側の正面からの入射光が全反射して、利用者側に戻される。
FIG. 4 is a schematic diagram showing an optical path in the reflection mode of the optical switch shown in FIG.
As shown in the figure, at the time of reflection mode (hereinafter referred to as “mirror mode”), the user side at the serrated interface between the
図4に示すように、ミラーモード時において、鋸歯状の各面の傾きを45度とし、光が第1層2側の正面から入射した場合、すなわち、光が第1層2と第2層3との境界面に対して45度の角度(θ1=45度=π/4ラジアン)で入射した場合で、かつ、谷の角度が直角である場合には、光スイッチ6を構成する第1層2の屈折率n1を、n1≧(n2/sin(π/4))なる条件を満たすように変化させることによって、第1層2と第2層3との境界面で2回全反射した後、光の入射した方向に戻る。この時、ディスプレイ部5を、休止状態(ディスプレイ部5からの出力光が無い状態)とすることで、光スイッチ6を鏡として使用することができる。
As shown in FIG. 4, in the mirror mode, when the inclination of each serrated surface is 45 degrees and light is incident from the front on the
なお、この例の場合、ミラーモード時の光スイッチ6の第1層2側への入射光は、複数回反射した上で入射側に戻る。このため、1回の反射で入射側に光が戻る通常の鏡とは異なり、入射点と出射点の位置が異なる。この入射点と出射点の位置が異なることが、視覚的な違和感を生じさせる可能性がある。この問題を回避するため、前記鋸歯状構造の各山あるいは谷の間隔aは、前記入射点と出射点の位置の違いを使用者が認知できない程度の長さにすることが望ましい。より具体的には、間隔aを、本発明の画像表示装置のディスプレイ部5の1画素の一辺の長さ以下とすることが望ましい。
In the case of this example, incident light on the
(光スイッチの第2の構成例)
図5は、本発明の実施形態に係る画像表示装置の光スイッチの他の1例としての構造を示す斜視図である。
同図に例示する光スイッチ6の構造では、第1層2と第2層3との境界面に設けた凹凸の形状を、四角錐としている。なお、図5では、この光スイッチ6の四角錐の形状寸法を拡大表示している。
(Second configuration example of optical switch)
FIG. 5 is a perspective view showing a structure as another example of the optical switch of the image display apparatus according to the embodiment of the present invention.
In the structure of the optical switch 6 illustrated in the figure, the shape of the unevenness provided on the boundary surface between the
図6は、図5に示す光スイッチ(主要部)のサイズを含めた拡大構造を示す模式図である。
表示モード時(光路の図示は省略)には、光スイッチ6の第1層2と第2層3との屈折率はほぼ同一であるため、境界面を鋸歯状とした構造(図2に例示した構造)と同様に、ディスプレイ部からの出力光(第2層3側から入射する光)は、第1層2と第2層3との境界面を透過する。よって、使用者は、光スイッチ6を介してディスプレイ部5の表示を見ることができる。
FIG. 6 is a schematic view showing an enlarged structure including the size of the optical switch (main part) shown in FIG.
In the display mode (the optical path is not shown), since the refractive index of the
図7は、図5に示す光スイッチのミラーモード時における光路を示す模式図である。
図7に示すように、ミラーモード時において、四角錐の各面の傾きを45度とし、光が第1層2側の正面から入射した場合、すなわち、光が第1層2と第2層3との境界面に対して45度の角度(θ1=45度)で入射した場合で、かつ、谷の角度が直角である場合には、光スイッチ6を構成する第1層2の屈折率n1を、n1≧(n2/sin(π/4))なる条件を満たすように変化させることによって、第1層2と第2層3との境界面で2回全反射した後、光の入射した方向に戻る。この時、ディスプレイ部5を、休止状態(ディスプレイ部5からの出力光が無い状態)とすることで、光スイッチ6を鏡として使用することができる。
FIG. 7 is a schematic diagram showing an optical path in the mirror mode of the optical switch shown in FIG.
As shown in FIG. 7, in the mirror mode, when the inclination of each surface of the quadrangular pyramid is 45 degrees and light is incident from the front on the
図5に例示する光スイッチ6の構造では、四角錐の4つの側面を反射に使用するため、鋸歯状の凹凸の2面だけを反射に用いる構造(図2に例示する構造)に比べて、光の反射効率が向上する。 In the structure of the optical switch 6 illustrated in FIG. 5, since the four side surfaces of the quadrangular pyramid are used for reflection, compared to the structure (structure illustrated in FIG. 2) in which only two surfaces of the serrated irregularities are used for reflection, Light reflection efficiency is improved.
なお、この例の場合、ミラーモード時に光スイッチ6の第1層2側への入射光は、複数回の反射した上で入射側に戻る。このため、1回の反射で入射側に光が戻る通常の鏡とは異なり入射点と出射点の位置が異なる。この入射点と出射点の位置が異なることが、視覚的な違和感を生じさせる可能性がある。この問題を回避するため、前記四角錐の底面の寸法(図6)は、前記入射点と出射点の位置の違いを使用者が認知できない程度の大きさに設計することが望ましい。より具体的には、前記底面の寸法を1画素分の寸法以下とすることが望ましい。
In the case of this example, incident light on the
(光スイッチの第3の構成例)
図8は、本発明の実施形態に係る画像表示装置の光スイッチの他の1例としての構造を示す斜視図である。
同図に例示する光スイッチ6の構造では、第1層2と第2層3との境界面に設けた凹凸の形状を、円錐台としている。なお、図8では、この光スイッチ6の円錐台の形状寸法を拡大表示している。
(Third configuration example of optical switch)
FIG. 8 is a perspective view showing a structure as another example of the optical switch of the image display device according to the embodiment of the present invention.
In the structure of the optical switch 6 illustrated in the figure, the shape of the unevenness provided on the boundary surface between the
図9は、図8に示す光スイッチ(主要部)のサイズを含めた拡大構造を示す模式図である。図10は、図8に示す光スイッチの表示モード時における光路を示す模式図である。 FIG. 9 is a schematic diagram showing an enlarged structure including the size of the optical switch (main part) shown in FIG. FIG. 10 is a schematic diagram showing an optical path in the display mode of the optical switch shown in FIG.
図10に示すように、表示モードの際には、第1層2と第2層3の屈折率はほぼ同一であるため、境界面を鋸歯状とした構造(図2に例示する構造)と同様に、ディスプレイ部5からの出力光(第2層3側から入射する光)は、第1層2と第2層3の境界面を透過する。このため、使用者は、光スイッチ6を介してディスプレイ部5の表示を見ることができる。
As shown in FIG. 10, in the display mode, the refractive index of the
図11は、図8に示す光スイッチのミラーモード時における光路を示す模式図である。
図11に示すように、ミラーモード時において、円錐台の側面の傾きを60度とし、光が第1層2側の正面から入射した場合、すなわち、光が第1層2と第2層3との境界面に対して60度の角度(θ1=60度=π/3ラジアン)で入射した場合には、光スイッチ6を構成する第1層2の屈折率n1を、n1≧(n2/sin(π/3))なる条件を満たすように変化させることによって、第1層2と第2層3との境界面で3回全反射した後、光の入射した方向に戻る。この時、ディスプレイ部5を、休止状態(ディスプレイ部5からの出力光が無い状態)とすることで、光スイッチ6を鏡として使用することができる。
FIG. 11 is a schematic diagram showing an optical path in the mirror mode of the optical switch shown in FIG.
As shown in FIG. 11, in the mirror mode, when the inclination of the side surface of the truncated cone is 60 degrees and light is incident from the front surface on the
図8に例示する光スイッチ6の構造では、第1層2側の正面から入射した光を、3回の反射を経て入射側に戻すため、第1層2側の正面から入射した光を、2回の反射を経て入射側に戻す前述の構成例(図2、及び図5)に比べて、臨界角が大きくなる傾向にある。光スイッチを構成する第1層2の屈折率n1の変化量(表示モード時とミラーモード時における変化量)を小さくすることができる。このため、光スイッチ6の第1層2を形成する媒質については、その選択の幅を広げることができる。
In the structure of the optical switch 6 illustrated in FIG. 8, in order to return the light incident from the front on the
この例では、ミラーモード時に、光スイッチ6の第1層2側への入射光は、複数回反射した上で入射側に戻る。このため、1回の反射で入射側に光が戻る通常の鏡とは異なり、入射点と出射点の位置が異なる。この入射点と出射点の位置が異なることが、視覚的な違和感を生じさせる可能性がある。この問題を回避するため、前記円錐台の底面の寸法(図9参照)は、前記入射点と出射点の位置の違いを使用者が認知できない程度の大きさに設計することが望ましい。より具体的には、前記底面の寸法を1画素分の寸法以下とすることが望ましい。
In this example, incident light to the
(光スイッチの第4の構成例)
図12は、本発明の実施形態に係る画像表示装置の光スイッチの他の1例としての構造を示す斜視図である。
同図に例示する光スイッチ6の構造では、光スイッチの第1層2と第2層3との境界面に設けた凹凸の形状を、半球としている。なお、図12では、この光スイッチ6の半球の形状寸法を拡大表示している。
(Fourth configuration example of optical switch)
FIG. 12 is a perspective view showing a structure as another example of the optical switch of the image display device according to the embodiment of the present invention.
In the structure of the optical switch 6 illustrated in the figure, the shape of the unevenness provided on the boundary surface between the
図13は、図12に示す光スイッチ(主要部)のサイズを含めた拡大構造を示す模式図である。図14は、図12に示す光スイッチの表示モード時における光路を示す模式図である。 FIG. 13 is a schematic diagram showing an enlarged structure including the size of the optical switch (main part) shown in FIG. FIG. 14 is a schematic diagram showing an optical path in the display mode of the optical switch shown in FIG.
表示モード時には、第1層2と第2層3の屈折率はほぼ同一であるため、境界面を鋸歯状とした構造(図2に例示する構造)と同様に、ディスプレイ部5からの出力光(第2層3側への入射光)は、第1層2と第2層3との境界面を透過する。このため、使用者は、光スイッチ6を介してディスプレイ部5の表示を見ることができる。
In the display mode, the
図15は、図12に示す光スイッチのミラーモード時における光路を示す模式図である。
同図に示すように、ミラーモード時には、第1層2側への入射光は、第1層2と第2層3との境界面で複数回全反射した後、光の入射した方向に戻ることになる。この時、ディスプレイ部5を休止状態(ディスプレイ部5からの出力光が無い状態)とすることで、光スイッチ6を鏡として使用することができる。
FIG. 15 is a schematic diagram showing an optical path in the mirror mode of the optical switch shown in FIG.
As shown in the figure, in the mirror mode, the incident light on the
この例では、ミラーモード時に光スイッチの第1層2側への入射光は、複数回反射した上で入射側に戻る。このため、1回の反射で入射側に光が戻る通常の鏡とは異なり、入射点と出射点の位置が異なることになり、この入射点と出射点の位置が異なることが、視覚的な違和感を生じさせる可能性がある。この問題を回避するため、前記半球の底面の寸法(図13)は、前記入射点と出射点の位置の違いを使用者が認知できない程度の大きさに設計することが望ましい。より具体的には、前記底面の寸法を1画素分の寸法以下とすることが望ましい。
In this example, incident light to the
前記の各構成例では、表示モード時とミラーモード時に、光スイッチ6の第1層2の屈折率n1の大きさが変化する場合を挙げて、それぞれの機能を説明した。しかしながら、光スイッチ6の第1層2と第2層3の屈折率(n1,n2)が、各々、前述の表示モード時とミラーモード時の条件に合うのであれば、表示モード時とミラーモード時とで屈折率が変化する箇所は、必ずしも第1層2の媒質だけと限定する必要は無い。必要に応じて、第2層3の媒質の屈折率を表示モード時とミラーモード時とで変化するように構成してもよいし、若しくは第1層2と第2層3の両方の屈折率が、表示モード時とミラーモード時とで変化するように構成してもよい。
In each of the above-described configuration examples, the respective functions are described by giving the case where the magnitude of the refractive index n1 of the
1,4 電極
2 第1層
3 第2層
5 ディスプレイ部
6 光スイッチ
1, 4
Claims (9)
前記光スイッチは、第1の屈折率を有する第1層と、第2の屈折率を有する第2層と、前記第1層と第2層とに同時に電界を印加するための電極とを備え、
前記電極に電界を印加した時に、前記第1層から前記第2層に入射する光の臨界角を変化させることを特徴とする画像表示装置。 An image display device in which an optical switch that changes an optical characteristic between a display mode and a mirror mode is disposed on the front surface of a display panel viewed from a user side,
The optical switch includes a first layer having a first refractive index, a second layer having a second refractive index, and an electrode for simultaneously applying an electric field to the first layer and the second layer. ,
An image display device, wherein a critical angle of light incident on the second layer from the first layer is changed when an electric field is applied to the electrode.
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KR101406120B1 (en) * | 2012-06-29 | 2014-06-12 | 인텔렉추얼디스커버리 주식회사 | Mirror display apparatus |
US9383589B2 (en) | 2014-02-04 | 2016-07-05 | Samsung Display Co., Ltd. | Display device |
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