JP2013218008A

JP2013218008A - 表示装置

Info

Publication number: JP2013218008A
Application number: JP2012086241A
Authority: JP
Inventors: Tomoyuki Shishido; 智之宍戸; Hideki Aiba; 英樹相羽
Original assignee: JVCKenwood Corp
Current assignee: JVCKenwood Corp
Priority date: 2012-04-05
Filing date: 2012-04-05
Publication date: 2013-10-24

Abstract

【課題】カラー映像の透過率を変更できる表示装置を提供する。
【解決手段】発光パネル１０は、透明な平板状であり、それぞれ三色の光を発する複数の発光素子Ｘを有し、複数の発光素子Ｘが走査されることにより映像を表示する。第１タイミングコントロール回路１３は、第１映像信号に応じて、所定の走査周波数で複数の発光素子Ｘを走査するよう制御する。調光パネル２０は、透明な平板状であり、それぞれ透過率を変更する複数の変調素子Ｙを有し、複数の変調素子Ｙが複数の発光素子Ｘに対応するように、発光パネル１０の背面に設けられ、複数の変調素子Ｙが走査されることにより映像を表示する。第２タイミングコントロール回路２３は、第２映像信号に応じて、所定の走査周波数と同期して複数の変調素子Ｙを走査するよう制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、背景を透過する表示装置に関する。

液晶ディスプレイの背面側に設けられるミラーやバックライト等の遮蔽物を取り除くことで、背景を透過させる表示装置が知られている（特許文献１参照）。

例えば、バックライト等の遮蔽物を備えず、背景を透過させるカラー液晶ディスプレイを、自動販売機の、陳列された商品やサンプルの前面に透明板の代わりに設置することで、内部の商品やサンプルを展示するとともに映像を表示する表示装置が提案されている。このような背景を透過させる表示装置は、様々な用途への応用が考えられている。

特開２００１−１６０８４９号公報

上述のような表示装置は、偏光板を用いた液晶パネルの性質上、背景を透過させないようにするには、黒にするしかなく、映像を黒以外のカラーで表示する場合、必ず背景が透けて見えてしまう。
本発明は、上記問題を鑑み、カラー映像の透過率を変更できる表示装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の態様は、透明な平板状であり、それぞれ三色の光を発する複数の画素となる発光素子（Ｘ）を有し、前記複数の発光素子（Ｘ）が走査されることにより映像を表示する発光パネル（１０）と、第１映像信号に応じて、所定の走査周波数で前記複数の発光素子（Ｘ）を走査するよう制御する第１タイミングコントロール回路（１３）と、透明な平板状であり、それぞれ透過率を変更する複数の画素となる変調素子（Ｙ）を有し、前記複数の変調素子（Ｙ）が前記複数の発光素子（Ｘ）に対応するように、前記発光パネル（１０）の背面に設けられ、前記複数の変調素子（Ｙ）が走査されることにより映像を表示する調光パネル（２０）と、第２映像信号に応じて、前記所定の走査周波数と同期して前記複数の変調素子（Ｙ）を走査するよう制御する第２タイミングコントロール回路（２３）とを備える表示装置であることを要旨とする。
また、本発明の態様に係る表示装置において、前記複数の変調素子（Ｙ）は、モノクロームの映像を表示することができる。
また、本発明の態様に係る表示装置において、前記複数の変調素子（Ｙ）は、それぞれ、１画素あたりの領域が分割されていない構成とすることができる。
また、本発明の態様に係る表示装置において、前記発光パネル（１０）は、有機ＥＬディスプレイからなることができる。

本発明によれば、カラー映像の透過率を変更できる表示装置を提供できる。

本発明の実施の形態に係る表示装置の基本的な構成を説明するブロック図である。本発明の実施の形態に係る表示装置の構造を説明する模式的な断面図である。本発明の実施の形態に係る表示装置が備える発光パネルの画素を説明する模式的な図である。本発明の実施の形態に係る表示装置が備える調光パネルの画素を説明する模式的な図である。本発明の実施の形態に係る表示装置が備える発光パネルの動作を説明する図である。本発明の実施の形態に係る表示装置が備える発光パネルの動作を説明する図である。本発明の実施の形態に係る表示装置が備える調光パネルの動作を説明する図である。本発明の実施の形態に係る表示装置が備える調光パネルの動作を説明する図である。本発明の実施の形態に係る表示装置の動作を説明する図である。本発明の実施の形態に係る表示装置の動作を説明する図である。

次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。但し、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。

また、以下に示す実施の形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。

（表示装置）
本発明の実施の形態に係る表示装置は、図１に示すように、発光する画素により映像を表示する発光パネル１０と、発光パネル１０を駆動するゲートドライバ１１及びソースドライバ１２と、ゲートドライバ１１及びソースドライバ１２の駆動を制御する第１タイミングコントロール回路１３と、透過率を変更する画素により映像を表示する調光パネル２０と、調光パネル２０を駆動するゲートドライバ２１及びソースドライバ２２と、ゲートドライバ２１及びソースドライバ２２の駆動を制御する第２タイミングコントロール回路２３とを備える。

発光パネル１０は、図２に示すように、調光パネル２０の前面に設けられる。発光パネル１０は、透明電極ガラス基板１０１、電子注入層１０２、電子輸送層１０３、発光層１０４、正孔輸送層１０５、正孔注入層１０６、透明電極ガラス基板１０７が、順に積層されてなる。発光パネル１０は、例えば、矩形平板状の透明な有機ＥＬディスプレイである。本発明の実施の形態において、「透明」とは、透過率１００％で完全に透明である必要はなく、背景が透けて見えるように実質的に透明と見なすことができる状態をいう。

透明電極ガラス基板１０１，１０７は、表面に透明な電極が複数設けられる。透明電極ガラス基板１０１，１０７の電極に電圧が印加されることにより、電子注入層１０２に注入され、電子輸送層１０３に輸送された電子と、正孔注入層１０６により注入され、正孔輸送層１０５に輸送された正孔とが、発光層１０４において再結合し、対応する箇所の発光層の有機分子が発光する。透明電極ガラス基板１０１，１０７の電極間の電圧の印加は、例えば、透明電極ガラス基板１０１に設けられた複数の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）により行われる。

調光パネル２０は、発光パネル１０の背面に設けられる。調光パネル２０は、偏光フィルム２０１、ＴＦＴガラス基板２０２、液晶層２０３、透明電極ガラス基板２０４、偏光フィルム２０５が、順に積層されてなる。調光パネル２０は、例えば、矩形平板状の透明な液晶ディスプレイである。

ＴＦＴガラス基板２０２は、表面にＴＦＴが複数設けられる。透明電極ガラス基板２０４は、例えばガラスからなり、表面に透明電極が複数設けられる。液晶層２０３の両面には、図示を省略した配向膜が設けられており、配向膜は、ＴＦＴガラス基板２０２及び透明電極ガラス基板２０４により電圧が印加されない場合、液晶層２０３を配向する。ＴＦＴガラス基板２０２及び透明電極ガラス基板２０４に電圧が印加される場合、液晶が電圧により配向され、これにより画素毎に調光パネル２０の透過率を変更できる。液晶が電圧により完全に配向する場合、調光パネル２０の透過率を０にすることができる。調光パネル２０は、偏光フィルム２０１，２０５、液晶の配向等により、電圧が印加されない場合に調光パネルの透過率を０にするような構成とすることも可能である。透過率は、ＴＦＴガラス基板２０２及び透明電極ガラス基板２０４に印加される電圧の強弱により、例えば、８ビット（０〜２５５）の階調表現が可能である。

発光パネル１０が有する複数の発光素子である発光画素Ｘは、図３に示すように、１画素あたりについて、３色のカラーフィルタと、カラーフィルタに対応する３系統の電極が設けられる。発光画素Ｘは、例えば、赤色、緑色、青色の三色の光をそれぞれ発することにより、フルカラーの光を発することができる。発光画素Ｘは、それぞれ異なる材料からなる発光層１０４を採用することにより三色の光を発するようにしてもよい。

調光パネル２０が有する複数の変調素子である画素Ｙは、図４に示すように、１画素あたりについて、カラー表示のための複数色のカラーフィルタが不要なので、領域が分割されていない。よって、調光パネル２０は、カラーフィルタによる透過光の減衰を抑制し、更に、異なる色のカラーフィルタを分割するマスクも不要であるので、１画素あたりの開口率を向上し、調光パネル２０全体の透過率が高い。また、１画素あたりに１系統の電極があればよく、カラー液晶ディスプレイと比べて製造が容易である。また、視野角改善等の理由により、１画素あたりの領域を分割し、配向方向を分割することがあるが、カラーフィルタを備える場合も同様であり、結果としてカラーフィルタを備える場合と比べると透過率が高くなる。

発光パネル１０と調光パネル２０とは、複数の発光画素Ｘと複数の画素Ｙとが、平面パターン上、それぞれ互いに重畳するように対応して、互いに接合されている。

第１タイミングコントロール回路１３は、外部から第１映像信号ｄ_１及び同期信号ｓ_１を入力し、第１映像信号ｄ_１が示す映像を発光パネル１０に表示させるように、ゲートドライバ１１及びソースドライバ１２に、それぞれ制御信号ｇｄ_１，ｓｄ_１を入力する。第１タイミングコントロール回路１３は、第１映像信号ｄ_１に応じて、同期信号ｓ_１が示す所定の走査周波数で、発光パネル１０の複数の発光画素Ｘを走査するよう、ゲートドライバ１１及びソースドライバ１２を制御する。ゲートドライバ１１及びソースドライバ１２は、それぞれ制御信号ｇｄ_１，ｓｄ_１に応じて、発光パネル１０複数の発光画素Ｘを走査する。同期信号ｓ_１は、第１タイミングコントロール回路１３及び第２タイミングコントロール回路２３の画像スキャンタイミングを画像データ転送タイミングと同期させる。

発光パネル１０は、第１タイミングコントロール回路１３の制御に応じて、複数の発光画素Ｘがゲートドライバ１１及びソースドライバ１２に走査されることにより、第１映像信号ｄ_１が示す映像をフルカラーで表示する。

第２タイミングコントロール回路２３は、外部から第２映像信号ｔ_１及び同期信号ｓ_１を入力し、第２映像信号ｔ_１が示す映像を調光パネル２０に表示させるように、ゲートドライバ２１及びソースドライバ２２に、それぞれ制御信号ｇｄ_２，ｓｄ_２を入力する。第２タイミングコントロール回路２３は、第２映像信号ｔ_１に応じて、同期信号ｓ_１が示す所定の走査周波数で、調光パネル２０の複数の画素Ｙを走査するよう、ゲートドライバ２１及びソースドライバ２２を制御する。ゲートドライバ２１及びソースドライバ２２は、それぞれ制御信号ｇｄ_２，ｓｄ_２に応じて、第１タイミングコントロール回路１３の走査周波数と同期して調光パネル２０の複数の画素Ｙを走査する。

調光パネル２０は、第２タイミングコントロール回路２３の制御に応じて、複数の画素Ｙがゲートドライバ２１及びソースドライバ２２に走査されることにより、第２映像信号ｔ_１が示す映像をモノクロームで表示する。

例えば、図５に示すように、バックライト等の遮蔽物を取り除いたカラー液晶ディスプレイ２０ｐが、画面の領域Ｒを赤く表示する場合、観察者Ｐが観察する画面は、図６に示すように、領域Ｒの奥に存在する背景Ｑが透けて見えるものとなる。このとき、観察者Ｐに背景Ｑを透かせて見せたくない場合、図７、図８に示すように、領域Ｂを黒く表示する（透過率を０にする）必要があり、黒以外のカラー表示では、必ず背景が透けて見えてしまう。

本発明の実施の形態に係る表示装置は、透過率を選択的に変更する調光パネル２０の前面に、発光することでフルカラー表示する発光パネル１０が設けられている。よって、図９に示すように、調光パネル２０の一部を黒く表示した領域Ｂと重畳するように、発光パネル１０の領域Ｒを赤く表示した場合、観察者Ｐは、図１０に示すように、背景Ｑを透過せず赤く表示された領域Ｒ_Ｂを観察することができる。

例えば、本発明の実施の形態に係る表示装置は、自動販売機の、陳列された商品やサンプルの前面に設置された透明板の代わりに採用されることができる。これにより、商品のイメージ映像を調光パネル２０の透過率１００％（最大値）で、背景の商品を見せながら発光パネル１０に表示し、商品を説明する文字テロップは透過率０％の白い文字、重要部を赤い文字等として観測者からの視認性を向上させることができる。従来のフルカラー表示が可能な透ける文字では視認性が悪く、透過率０％にするには黒い文字しか選択できず、色を使った効果的な演出はできない。

本発明の実施の形態に係る表示装置によれば、発光パネル１０の背面に、透過率を選択的に変更可能な調光パネル２０が設けられているので、背景を透過させたくない領域を、透過率０％、フルカラーで表示することができる。背景を透過させた状態でフルカラーの映像を表示する場合、調光パネル２０の透過率を１００％（最大値）とすることで、発光パネル１０がフルカラー表示した映像を、背景が透過された状態で表現できる。調光パネル２０の透過率は、調光パネル２０の画素毎に８ビット（０〜２５５）の階調表現でコントロールできる。

また、本発明の実施の形態に係る表示装置によれば、調光パネルの走査周波数が、発光パネル１０の走査周波数と同期しているので、動画像を適切に表示することができる。

（その他の実施の形態）
上記のように、本発明の実施の形態を記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面は本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

既に述べた実施の形態においては、調光パネル２０の全面を黒く表示することにより、通常のカラー表示装置として使用することができる。また、調光パネル２０の両面側に発光パネル１０を設けるようにしてもよい。

また、既に述べた実施の形態においては、第１タイミングコントロール回路１３及び第２タイミングコントロール回路２３は、発光パネル１０、調光パネル２０の少なくとも一方の映像が静止画である場合、第１タイミングコントロール回路１３及び第２タイミングコントロール回路２３に同じ同期信号ｓ_１を入れる必要がなくなり、それぞれ同期信号ｓ_１，ｓ_２と分けても良い。静止画であっても、静止画をいくつか切り替えるような場合、画像切り替わりが同期するので共通の同期信号ｓ_１を使うことが望ましい。

このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。

１０発光パネル
１１ゲートドライバ
１２ソースドライバ
１３第１タイミングコントロール回路
２０調光パネル
２０ｐカラー液晶ディスプレイ
２１ゲートドライバ
２２ソースドライバ
２３第２タイミングコントロール回路
１０１透明電極ガラス基板
１０２電子注入層
１０３電子輸送層
１０４発光層
１０５正孔輸送層
１０６正孔注入層
１０７透明電極ガラス基板
２０１偏光フィルム
２０２ＴＦＴガラス基板
２０３液晶層
２０４透明電極ガラス基板
２０５偏光フィルム

Claims

透明な平板状であり、それぞれ三色の光を発する複数の画素となる発光素子を有し、前記複数の発光素子が走査されることにより映像を表示する発光パネルと、
第１映像信号に応じて、所定の走査周波数で前記複数の発光素子を走査するよう制御する第１タイミングコントロール回路と、
透明な平板状であり、それぞれ透過率を変更する複数の画素となる変調素子を有し、前記複数の変調素子が前記複数の発光素子に対応するように、前記発光パネルの背面に設けられ、前記複数の変調素子が走査されることにより映像を表示する調光パネルと、
第２映像信号に応じて、前記所定の走査周波数と同期して前記複数の変調素子を走査するよう制御する第２タイミングコントロール回路と
を備えることを特徴とする表示装置。
前記複数の変調素子は、モノクロームの映像を表示することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
前記複数の変調素子は、それぞれ、１画素あたりの領域が分割されていないことを特徴とする請求項１または２に記載の表示装置。
前記発光パネルは、有機ＥＬディスプレイからなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の表示装置。