JP2016033602A

JP2016033602A - 表示装置

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Publication number: JP2016033602A
Application number: JP2014156518A
Authority: JP
Inventors: 口博関; Hiroshi Sekiguchi; 後　藤　正　浩; Masahiro Goto; 藤正浩後
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2014-07-31
Filing date: 2014-07-31
Publication date: 2016-03-10
Anticipated expiration: 2034-07-31
Also published as: JP6379818B2

Abstract

【課題】透視性が高い表示装置を提供する。【解決手段】表示装置１０は、透明なベース部３０と、ベース部３０内に設けられた複数の光拡散部４０と、を有する表示層２０を有する表示板１１と、表示板１１内を表示板１１の板面に平行な第１方向ｄ１における一側から他側に進むようになる光を当該表示板１１に投射する光源装置１５と、を有し、光源装置１５は、光を射出する光源１６と、光源１６からの光の進行方向を変化させる走査装置１７と、を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、透視性を有する表示板に画像が表示される表示装置、とりわけ表示板の透明性が高い表示装置に関する。

特許文献１には、２枚の透明基板の間にポリマー層と液晶層とが配置された高分子分散型液晶（ＰＤＬＣ）を有する液晶表示装置が開示されている。この液晶表示装置のＰＤＬＣでは、片面に透明電極が形成された２枚の透明基板の間に、二色性色素が液晶ポリマー中に分散され、液晶ポリマーの架橋反応により二色性色素がホメオトロピックに配向されたポリマー相と、ポリマー相の架橋前に液晶ポリマー内に充填され液晶分子と二色性色素とが混合された液晶相と、が配置されている。そして、２枚の透明基板の間に電圧が印加されたときに液晶相の液晶分子がホメオトロピックに配向されることで、液晶相と周囲のポリマー相との屈折率のマッチングが取れ、ＰＤＬＣが透明状態となる。

特開２０００−１７１７８３号公報

特許文献１に開示された液晶表示装置では、２枚の透明基板にそれぞれ透明電極が形成されている。透明電極としては一般的にＩＴＯ（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ）などの透明導電膜が用いられる。しかしながら、ＩＴＯなどの透明導電膜は電気抵抗（表面電気抵抗率）が高く、その一方で、電気抵抗を適正範囲まで下げるべく厚膜化すると透明性が低下する。

本発明は、以上の点を考慮してなされたものであり、表示板の透視性が高い表示装置を提供することを目的とする。

本発明による表示装置は、
透明なベース部と、前記ベース部内に設けられた複数の光拡散部と、を有する表示層を有する表示板と、
前記表示板内を前記表示板の板面に平行な第１方向における一側から他側に進むようになる光を当該表示板に投射する光源装置と、を有し、
前記光源装置は、光を射出する光源と、前記光源からの光の進行方向を変化させる走査装置と、を有する。

本発明による表示装置において、複数の光拡散部は、第１方向に配列され、各光拡散部は、表示層の板面に平行且つ前記第１方向と非平行な第２方向へ延びていてもよい。

本発明による表示装置において、複数の光拡散部は、第１方向に配列され、前記第１方向と表示層の法線方向との両方に平行な主切断面において、前記第１方向に沿った前記光拡散部の幅ｗに対する、前記表示層の法線方向に沿った前記光拡散部の高さｈの比は、１より大きくてもよい。

本発明による表示装置において、複数の光拡散部は、第１方向に配列され、前記第１方向と表示層の法線方向との両方に平行な主切断面において、光源装置から前記表示層のベース部へ入射した光の進行方向が、前記第１方向に対してなす角度は、４５°未満であってもよい。

本発明による表示装置において、表示板を保持する枠体を、さらに有し、前記枠体は、光源装置の光源を支持していてもよい。

本発明による表示装置において、表示層の法線方向に沿った光拡散部の高さは、各光拡散部間で一定でなくてもよい。

本発明による表示装置において、表示層に隣接して配置された低屈折率層を、さらに備え、前記低屈折率層の屈折率は、ベース部の屈折率よりも低くされていてもよい。

本発明による表示装置において、低屈折率層の表示層に対面する側とは反対側に配置されたカバー層を、さらに備え、前記低屈折率層は、前記カバー層と、前記表示層と、を接合する接合層であってもよい。

本発明による表示装置において、カバー層は、表示層のベース部よりも高い耐擦傷性を有していてもよい。

本発明による表示装置において、複数の光拡散部が、第１方向に沿って配列され、前記第１方向に隣り合ういずれか二つの光拡散部が、当該二つの光拡散部の前記第１方向に沿った離間間隔ｄと、表示層の法線方向に沿った当該二つの光の光拡散部の高さｈ_１，ｈ_２と、ベース部の屈折率ｎ_１と、前記ベース部に隣接する層の屈折率ｎ_２とが、次の条件を満たしていてもよい。
ｔａｎ（ａｒｃｓｉｎ（ｎ_２／ｎ_１））≦ｄ／（ｈ_１＋ｈ_２）

本発明によれば、透視性が高い表示装置を提供することができる。

図１は、本発明の一実施の形態を説明するための図であって、表示装置を示す縦断面図である。図２は、表示板および光源装置を示す部分斜視図である。図３は、表示板および光源を示す平面図である。図４は、図１の表示板を示す縦断面部分拡大図である。図５は、表示板の一変形例を示す縦断面図である。図６は、表示板の他の変形例を示す縦断面図である。図７は、表示板のさらに他の変形例を示す縦断面図である。図８は、図７の表示板を示す縦断面部分拡大図である。

以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。なお、本件明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。

本明細書において、「板」、「シート」、「フィルム」の用語は、呼称の違いのみに基づいて、互いから区別されるものではない。例えば、「表示板」はシートやフィルムと呼ばれ得るような部材をも含む概念であり、したがって、「表示板」は、「表示シート」や「表示フィルム」と呼ばれる部材と、呼称の違いのみにおいて区別され得ない。

また、「板面（シート面、フィルム面）」とは、対象となる板状（シート状、フィルム状）の部材を全体的かつ大局的に見た場合において対象となる板状部材（シート状部材、フィルム状部材）の平面方向と一致する面のことを指す。

さらに、本明細書において用いる、形状や幾何学的条件並びにそれらの程度を特定する、例えば、「平行」、「直交」、「同一」等の用語や長さや角度の値等については、厳密な意味に縛られることなく、同様の機能を期待し得る程度の範囲を含めて解釈することとする。

図１〜図４は、本発明による一実施の形態を説明するための図である。このうち図１は、本実施の形態の表示装置を示す縦断面図である。図２は、表示板および光源装置を示す部分斜視図である。図３は、表示板および光源を示す平面図である。図４は、図１の表示板を示す縦断面部分拡大図である。なお、図１及び図４に示された断面は、図３のＡ−Ａ線に沿った断面を示している。

表示装置１０は、例えば動画、静止画、文字情報や、これらの組み合わせで構成された映像を表示する装置であり、室内、車両内または屋外において、広告、プレゼンテーション、テレビジョン映像、各種情報の表示等、様々な用途に使用され得る。図１に示すように、表示装置１０は、表示板１１と、光を表示板１１に投射する光源装置１５と、を有している。また、図１に二点鎖線で示すように、表示装置１０は、表示板１１を保持し、且つ、光源装置１５を支持する枠体１９を有している。以下、光源装置１５及び表示板１１の構成について順に説明する。

まず、光源装置１５について説明する。光源装置１５は、光を射出する光源１６と、光源１６から射出された光の進行方向を変化させる走査装置１７とを有する。図１に示された例では、光源装置１５の光源１６および走査装置１７の両方が、枠体１９に支持されている。光源１６としては、直進性の高い光、例えばレーザ光等を射出するものが例示できる。とりわけ、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）のレーザ光源を有するものが好ましい。このようなレーザ光源によれば、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の組み合わせによって所望の色を再現することができる。

走査装置１７は、光源１６から射出された光の進行方向を経時的に変化させるものである。走査装置１７としては、例えばミラーやプリズムを有するものが例示できる。図２に示された例では、走査装置１７は、第１の回動軸線ＲＡ１および第１の回動軸線ＲＡ１と交差する第２の回動軸線ＲＡ２の両方を軸として回動可能なミラー１８を有している。とりわけ、図示された例では、第１の回動軸線ＲＡ１と第２の回動軸線ＲＡ２とは直交している。また、ミラー１８は、第１の回動軸線ＲＡ１周りおよび第２の回動軸線ＲＡ２周りのそれぞれ所定の角度範囲内において周期的に回動するように、図示しない駆動装置によって駆動される。そして、ミラー１８が第１軸線ＲＡ１および第２軸線ＲＡ２の両方を軸として回動可能であるため、光源１６から射出され、走査装置１７で進行方向を変えられた光の、表示板１１の入光面１１ｃ１への入射点は、二次元的に移動可能となる。このような走査装置の具体例としては、ＭＥＭＳミラー、ポリゴンミラー等を挙げることができる。

とりわけ図示された例では、ミラー１８の反射面上のうちの光源光を投射される点または微小領域Ｐｅ上を、第１軸線ＲＡ１および第２軸線ＲＡ２の両方が通過している。このため、ミラー１８の向きに依存することなく、光源装置１５は、光源１６からの光の入射位置に一致するミラー１８上の一つの光出射点Ｐｅから、表示板１１に向けて光を射出する。すなわち、光源装置１５からの光は、光出射点Ｐｅを発散点とする仮想発散光束に含まれる一光路を辿るようにして、表示板１１に向けて進む。

次に表示板１１について説明する。図示された表示板１１は、平板状に形成され、一対の対向する主面として第１主面１１ａ及び第２主面１１ｂを有している。図示された例では、第１主面１１ａが、表示装置１０の第１表示面１０ａを形成し、第２主面１１ｂが、第２表示面１０ｂを形成している。

図示する例において、平板状の表示板１１は、平面視において四角形形状に形成されている。したがって、一対の主面である第１主面１１ａ及び第２主面１１ｂも、四角形形状に形成され、且つ、表示板１１の一対の主面１１ａ，１１ｂ間に画成される側面は四つの面を含んでいる。表示板１１の板面に沿って延びる第１方向ｄ１に対向する二つの側面のうち光源装置１５側の側面、すなわち第１方向ｄ１において一側に位置する側面が、入光側側面１１ｃをなし、他方の側面、すなわち第１方向ｄ１において他側に位置する側面が入光側側面１１ｃに対向する反対側側面１１ｄをなしている。また、入光側側面１１ｃのうち、第２主面１１ｂ側に、光源装置１５からの光が入射する入光面１１ｃ１が画成されている。図示された例では、表示板１１の入光面１１ｃ１は平面で形成されている。第１方向ｄ１と、表示板１１の板面に対する法線方向と、の両方に平行な主切断面において、入光面１１ｃ１の法線方向は、第１方向ｄ１に対して所定の角度をなすように傾斜している。

図１〜図３に示すように、入光側側面１１ｃに対面して光源装置１５が設けられている。図１及び図２に示すように、光源装置１５の光源１６から射出され、走査装置１７で進行方向を曲げられた光は、表示板１１の入光側側面１１ｃの入光面１１ｃ１に入射する。そして、入光面１１ｃ１から表示板１１に入射した光Ｌ１１〜Ｌ１７は、第１方向（導光方向）ｄ１に沿って反対側側面１１ｄに向け、概ね第１方向（導光方向）ｄ１に沿って表示板１１内を進むようになる。

表示板１１は、一対の対向する主面２０ａ，２０ｂを含む平板状の表示層２０を有している。表示層２０は、その第１主面２０ａが表示板１１の第１主面１１ａに近接する側に位置し且つその第２主面２０ｂが表示板１１の第２主面１１ｂに近接する側に位置するよう、配置されている。

表示層２０は、一対の対向する主面をなす第１主面３０ａ及び第２主面３０ｂを有したベース部３０と、ベース部３０内に設けられた光拡散部４０と、を有している。図示された例において、ベース部３０の第１主面３０ａには、第１方向ｄ１に間を開けて複数の溝３５が形成されている。光拡散部４０は、溝３５内に設けられている。ベース部３０は、表示板１１の外輪郭に対応して、平面視四角形形状の板状部材として形成されている。図示された例において、光拡散部４０は、ベース部３０の対応する溝３５を埋めるようにして当該溝３５の内部に配置されている。そして、表示層２０の第１主面２０ａは、ベース部３０の第１主面３０ａと光拡散部４０の端面とによって形成され、表示層２０の第２主面２０ｂは、ベース部３０の第２主面３０ｂによって形成されている。

ベース部３０の一対の主面３０ａ，３０ｂ間に、四つの側面が形成されている。ベース部３０の、第１方向ｄ１に対向する二つの側面のうち光源装置１５側の側面、すなわち第１方向ｄ１において一側に位置する側面が、入光側側面３０ｃをなし、他方の側面、すなわち第１方向ｄ１において他側に位置する側面が、入光側側面３０ｃに対向する反対側側面３０ｄをなしている。また、入光側側面３０ｃのうち、第２主面３０ｂ側に、光源装置１５からの光が入射する入光面３０ｃ１が形成されている。図示された例では、ベース部３０の入光面３０ｃ１は平面で形成されている。

第１方向ｄ１と、ベース部３０の板面に対する法線方向と、の両方に平行な主切断面において、入光面３０ｃ１の法線方向は、第１方向ｄ１に対して所定の角度をなして傾斜している。これにより、光源装置１５から入光面３０ｃ１へ入射する光は、入光面３０ｃ１の法線方向に近い方向から入射する。すなわち、光源装置１５から入光面３０ｃ１への光の入射方向と、入光面３０ｃ１の法線方向と、がなす角度、すなわち入射角度が小さくなる。したがって、光源装置１５から入光面３０ｃ１へ入射する光の、ベース部３０と当該ベース部３０に隣接する領域との界面での反射が抑制され、また屈折角度も低減される。

このような入光面３０ｃ１の傾斜角度は、例えば、以下のようにして決定され得る。第１方向ｄ１と、ベース部３０の板面に対する法線方向と、の両方に平行な主切断面において、光源装置１５の走査装置１７の光出射点Ｐｅから出射し、第１方向ｄ１に沿って入光側側面１１ｃから最も離れた、すなわち反対側側面１１ｄに最も近い光拡散部４０１へ照射される光Ｌ１１の、入光面３０ｃ１への入射点を第１の入射点Ｐ１とする。また、主切断面において、光源装置１５から出射し、第１方向ｄ１に沿って入光側側面１１ｃに最も近い光拡散部４０７へ照射される光Ｌ１７の、入光面３０ｃ１への入射点を第２の入射点Ｐ２とする。そして、主切断面における線分Ｐ１Ｐ２の垂直二等分線上に、光源装置１５の走査装置１７の光出射点Ｐｅが配置されるように、入光面３０ｃ１の傾斜角度を決定することができる。言い換えると、線分Ｐ１Ｐ２を底辺とし、線分ＰｅＰ１および線分ＰｅＰ２を等辺とする二等辺三角形が形成されるように、入光面３０ｃ１の傾斜角度を決定することができる。

ベース部３０は、光源装置１５からの光を導光する部位であることから、高い透過率を有した材料、例えば、透明な樹脂材料から形成される。一方、光拡散部４０は、入射光を拡散させる機能を有した層であり、拡散した光は映像を形成する映像光として表示層２０から出射するようになる。

このような光拡散部４０は、図４に示すように、樹脂材料からなる主部４０ａと、主部４０ａ中に分散された拡散成分４０ｂと、を有するように構成され得る。ここで、拡散成分とは、反射や屈折等によって、光の進路方向を変化させる機能を発揮し得る成分のことである。拡散成分として、金属化合物、気体を含有した多孔質物質、金属化合物を周囲に保持した樹脂ビーズ、白色微粒子、さらには、単なる気泡が例示される。拡散成分をなす白色粒子として、酸化チタンが添加されたアクリル樹脂粒子を例示することができる。このアクリル樹脂粒子は、光拡散部内に５％以上３０％以下の重量％で含有することができる。白色粒子の平均粒径（平均直径）は、例えば、１μｍ以上１０μｍ以下とすることができる。また、光拡散部が白色粒子を含有することができるよう、光拡散部の前記第１方向に沿った幅ｗ（図３および図４参照）を、白色粒子の平均粒径（平均直径）以上とすることができる。

なお、図示された光拡散部４０は、ベース部３０の溝３５内に形成されてベース部３０とともに四角形薄板状の表示層２０をなす。したがって、各光拡散部４０は、溝３５に対応した形状及び配置にて構成されている。このため、以下においては、光拡散部４０の形状および配置を代表として説明し、これにより、溝３５の形状および配置についても説明したこととする。

図１〜図４に示すように、複数の光拡散部４０は、第１方向ｄ１に配列されている。各光拡散部４０は、配列方向である第１方向ｄ１と非平行な方向に延びている。とりわけ図示された例では、図２及び図３に示すように、各光拡散部４０は、第１方向ｄ１と直交する第２方向ｄ２に直線状に延びている。また、各光拡散部４０は、その長手方向に直交する断面、すなわち第２方向ｄ２に直交する断面において矩形形状となっている。また、光拡散部４０の断面をなす矩形形状の一対の面は、表示板１１の板面への法線方向ｎｄに沿って延びている。

図示された例において、第１方向ｄ１に沿った光拡散部４０の幅ｗ（図４参照）は、表示層２０に含まれる複数の光拡散部４０の間で一定となっている。さらに、第１方向ｄ１に隣り合う二つの光拡散部４０の当該第１方向ｄ１に沿った離間間隔ｄも、表示層２０に含まれる複数の光拡散部４０の間で、一定となっている。したがって、第１方向ｄ１に沿った光拡散部４０のピッチ（ｗ＋ｄ）も、表示層２０に含まれる複数の光拡散部４０の間で、一定となっている。このような構成によれば、ベース部３０と異なる透過率を有していることからベース部３０と区別して視認されやすくなる光拡散部４０を、目立たなくさせることができる。なお、図１〜図４に示された例では、表示板１１の板面への法線方向ｎｄに沿った光拡散部４０の高さｈも、表示層２０に含まれる複数の光拡散部４０の間で一定となっている。

以上のような表示層２０の具体的な寸法は、一例として次のように設定され得る。まず、表示層２０の板面への法線方向ｎｄに沿った厚さを、２ｍｍ以上１０ｍｍ以下とすることができる。また、第１方向ｄ１に沿った光拡散部４０の幅ｗを、１μｍ以上２０μｍ以下とすることができる。さらに、隣り合う二つの光拡散部４０の第１方向ｄ１に沿った離間間隔ｄを、５０μｍ以上５００μｍ以下とすることができる。さらに、表示層２０の板面への法線方向ｎｄに沿った光拡散部４０の高さｈを、１μｍ以上５０μｍ以下とすることができる。また、第１方向ｄ１に沿った光拡散部４０の幅ｗに対する、表示層２０の板面への法線方向ｎｄに沿った光拡散部４０の高さｈの比（ｈ／ｗ）、すなわち光拡散部４０のアスペクト比を０．１以上１０以下とすること、好ましくは１より大きくすることができる。光拡散部４０のアスペクト比が高い場合、表示板１１の板面への法線方向ｎｄに沿った光拡散部４０の投影面積を小さくしながら、表示板１１内にある程度の体積で光拡散部４０を含ませることが可能となる。すなわち、図３に示すように、法線方向ｎｄから表示板１１を観察した際に、光拡散部４０が目立ってしまうことを防止しながら、光拡散部４０が取出要素として有効に機能することを可能にすることができる。

以上のような構成からなる表示層２０は、一具体例として、次のようにして製造され得る。まず、ベース部３０を、例えば、電子線、紫外線等の電離放射線の照射により硬化する特徴を有するエポキシアクリレート等の硬化性材料を用いて、作製する。次に、硬化することによって光拡散部４０の主部をなすようになる硬化性材料と、光拡散部４０の拡散成分と、を含んだ未硬化で液状の組成物を用いて、光拡散部４０を作製する。硬化することによって光拡散部４０の主部をなすようになる硬化性材料として、電離放射線により硬化する特徴を有するウレタンアクリレート等の硬化性材料を用いることができる。まず、先に形成されたベース部３０上に組成物を供給する。その後、ベース部３０の溝３５の内部に、ドクターブレードを用いながら、組成物を充填しつつ、該溝３５外に溢出した余剰分の組成物を掻き落としていく。なお、掻き落としきれないことを原因としてベース部３０の主面上へ拡散成分が残留することを回避するため、拡散成分の粒径は、１μｍ以上であることが好ましく、また、溝３５の幅の５０％以下となっていることが好ましい。その後、溝３５内の組成物に電離放射線を照射して硬化させることにより、光拡散部４０が形成される。これにより、ベース部３０及び光拡散部４０を有する表示層２０が作製される。

次に、以上のような構成からなる表示装置１０及び表示板１１の作用について説明する。

まず、図１に示すように、光源１６から射出された光、例えばレーザ光は、走査装置１７で進行方向を変えられ、入光面３０ｃ１を介して表示層２０のベース部３０内に入射する。このとき、第１方向ｄ１と、ベース部３０の板面に対する法線方向と、の両方に平行な主切断面において、入光面３０ｃ１の法線方向が、第１方向ｄ１に対して所定の角度をなして傾斜していると、入光面３０ｃ１へ入射するレーザ光の入射方向と入光面３０ｃ１の法線方向とがなす角度が小さくなる。したがって、光源装置１５からベース部３０へ入射するレーザ光は、入光面３０ｃ１での反射を抑制され高い透過率で表示板１１内に入ることができ、また屈折により大きく光路を変更することはない。そして、表示層２０のベース部３０へ入射したレーザ光Ｌ１１〜Ｌ１７は、各光拡散部４０へ向かって、ベース部３０の入光側側面３０ｃと反対側側面３０ｄとを結ぶ導光方向、とりわけ図示された例では第１方向ｄ１へ進んでいく。

表示層２０内には、第１方向ｄ１に間隔をあけて光拡散部４０が設けられている。光拡散部４０は、ベース部３０の溝３５内に形成され、表示層２０の法線方向ｎｄに沿って表示層２０の第１主面２０ａから表示層２０内に延び出している。表示層２０のベース部３０内を進むレーザ光は、この光拡散部４０に入射する。そして、図１に示すように、ベース部３０内を進むレーザ光は、光拡散部４０に入射して、光拡散部４０での拡散機能によって拡散する。

この結果、或る位置に配置された光拡散部４０で拡散された光は、当該或る位置の近傍において、表示層２０の第１主面２０ａを介して表示層２０から出射するようになる。このような拡散光は、第１表示面１０ａをなす第１主面１１ａを介して表示板１１から映像光の一部として出射し、当該或る位置の近傍における映像を形成する。

なお、第１方向ｄ１と表示層１１の法線方向ｎｄとの両方に平行な主切断面において、光源装置１５から表示層１１のベース部３０へ入射した光の進行方向が、第１方向ｄ１に対してなす角度を、４５°未満とすることができる。好ましくは、２０°未満とすることができる。

図３は、図１及び図２に示された表示板１１及び光源装置１５を、表示装置１０の第１表示面１０ａを形成する、表示板１１の第１主面１１ａの側から見た図である。この表示板１１を用いて映像を表示するには、まず、光源装置１５の光源１６から射出されたレーザ光の進行方向を走査装置１７で変化させ、入光面１１ｃ１，３０ｃ１を介して、各光拡散部４０のいずれかの領域、例えば、第１方向ｄ１に沿って入光側側面１１ｃ，３０ｃから最も離れた、すなわち反対側側面１１ｄ，３０ｄに最も近い光拡散部４０１の第２方向ｄ２に沿った一方側端部の領域ａ１１へ照射する。照射されたレーザ光は光拡散部４０１で拡散され、表示層２０の第１主面２０ａを介して表示層２０から出射する。このとき、走査装置１７から照射されたレーザ光は、拡散部４０１で第２方向ｄ２にも拡散されるので、領域ａ１１全体から拡散光が出射するようになる。これにより、観察者は、光拡散部４０１の領域ａ１１に、当該領域ａ１１へ照射されたレーザ光に対応した色を視認し得る。

次に、光源装置１５の光源１６から射出されたレーザ光の進行方向を走査装置１７で変化させ、光拡散部４０１の領域ａ１１の、第２方向ｄ２に沿った一方側とは反対側の他方側から隣接する領域ａ１２へ照射する。照射されたレーザ光は光拡散部４０１で拡散され、表示層２０の第１主面２０ａを介して表示層２０から出射する。このとき、領域ａ１２全体から拡散光が出射し、観察者は、光拡散部４０１の領域ａ１２に、当該領域ａ１２へ照射されたレーザ光に対応した色を視認し得る。

これを、さらに光拡散部４０１の第２方向ｄ２に沿った他方側から隣接する領域ａ１３，ａ１４・・・と光拡散部４０１の第２方向ｄ２の他方側端部まで繰り返し、次に、光拡散部４０１に、第１方向ｄ１の入光側側面１１ｃ，３０ｃ側から隣接する光拡散部４０２，４０３・・・４０７と同様に繰り返す。ここで、光拡散部４０の各領域に照射する、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各レーザ光源の出力を調整することで、各領域から表示層２０の第１主面２０ａを介して表示層２０から出射する拡散光の色および強度をそれぞれ所望の色および強度とすることができる。

なお、光源装置１５の走査装置１７において、ミラーを赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各光源に対応して複数設け、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各光源から射出されたレーザ光の進行方向をそれぞれの色に対応したミラーで変え、各色のレーザ光をそれぞれ光拡散部４０の各領域に照射して所望の色および強度の拡散光を得るようにしてもよい。また、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各光源から射出されたレーザ光をプリズム等で合成して所望の色の光を生成してから、走査装置１７で進行方向を変え、光拡散部４０の各領域に照射して所望の色および強度の拡散光を得るようにしてもよい。

以上のようにして、光拡散部４０の各領域をそれぞれ表示装置１０の各画素として、表示板１１に映像を表示することができる。

以上のような本実施の形態によれば、表示装置１０は、透明なベース部３０と、ベース部３０内に設けられた複数の光拡散部４０と、を有する表示層２０を有する表示板１１と、表示板１１内を表示板１１の板面に平行な第１方向ｄ１における一側から他側に進むようになる光を当該表示板１１に投射する光源装置１５と、を有し、光源装置１５は、光を射出する光源１６と、光源１６からの光の進行方向を変化させる走査装置１７と、を有している。このような表示装置１０によれば、表示板１１の透視性の高い表示装置１０を提供することができる。

また、表示板１１の透視性が高いことにより、観察者は、映像の表示中も表示装置１０の向こう側の空間をよく視認することができる。これにより、観察者からは、映像が何もない空間に浮かび上がるように観察される。この表示装置を、例えば店舗におけるショーウィンドウやショーケースのように、空間を一方側と他方側に仕切る仕切部材に用いると、客や通行者からは、店舗内やショーケース内を観察しながら、その手前に広告や各種情報の映像が表示されることになり、アイキャッチ効果の高い表示を行うことができる。また、この表示装置を、例えば自動車のフロントガラスに用いると、フロントガラスをスピードメーター等の情報やナビゲーションの情報等の映像を表示するヘッドアップディスプレイとして使用することができる。

なお、上述した本実施の形態では、観察者が表示装置１０の第１表示面１０ａ側から表示板１１を観察し、映像を視認する例について説明したが、表示装置１０の第２表示面１０ｂ側から表示板１１を観察しても映像が視認できる。表示装置１０を第２表示面１０ｂ側から観察した場合は、第１表示面１０ａ側から観察した場合に視認できる映像を裏返しにした映像が視認できる。

また、上述した本実施の形態に対して様々な変更を加えることが可能である。以下、図面を適宜参照しながら、変形例について説明する。以下の説明および以下の説明で用いる図面では、上述した実施の形態と同様に構成され得る部分について、上述の実施の形態における対応する部分に対して用いた符号と同一の符号を用いることとし、重複する説明を省略する。

上述した実施の形態において、表示板１１の板面への法線方向ｎｄに沿った光拡散部４０の高さｈが、表示層２０に含まれる複数の光拡散部４０の間で一定となっていたが、これに限られない。図５に示すように、表示層２０の板面への法線方向ｎｄに沿った光拡散部４０の高さｈが、各光拡散部４０間で一定でなくてもよい。例えば、少なくとも一つの光拡散部４０の表示板１１の板面への法線方向ｎｄに沿った高さｈは、当該一つの光拡散部４０よりも第１方向ｄ１において一側（入光面１１ｃ１の側）に位置する少なくとも一つの他の光拡散部４０の表示板１１の板面への法線方向ｎｄに沿った高さｈよりも低くなっていてもよい。さらに、一つの光拡散部４０の表示板１１の板面への法線方向ｎｄに沿った高さｈは、当該一つの光拡散部４０よりも第１方向ｄ１において一側（入光面１１ｃ１の側）に位置する他の光拡散部４０の表示板１１の板面への法線方向ｎｄに沿った高さ以下であってもよい。

また、図５に示すように、第１方向ｄ１と、表示板１１の板面に対する法線方向ｎｄと、の両方に平行な主切断面において、少なくとも一つの光拡散部４０の第１方向ｄ１に直交する面のうち第１方向ｄ１の一側の面の、ベース部３０の第１主面３０ａ側の端部Ｍと、当該一つの光拡散部４０よりも第１方向ｄ１において一側に隣接する他の光拡散部４０の第１方向ｄ１に直交する面のうち第１方向ｄ１の他側の面の、ベース部３０の第２主面３０ｂ側の端部Ｎと、を結ぶ直線ＭＮを第１方向ｄ１の一側に延長した線上に、光源装置１５の走査装置１７の光出射点Ｐｅが配置されるようにしてもよい。

図５に示された例では、第１方向ｄ１に沿って配置された複数の光拡散部４０のうちの最も光源装置１５に近接する側、すなわち第１方向ｄ１における一側、に位置する光拡散部４１７以外のすべての光拡散部４１１〜４１６の表示板１１の板面への法線方向ｎｄに沿った高さｈ１１〜ｈ１６が、当該光拡散部４１１〜４１６よりも第１方向ｄ１において一側に隣接する他の光拡散部４０（４１２〜４１７）の表示板１１の板面への法線方向ｎｄに沿った高さｈ（ｈ１２〜ｈ１７）よりも低くなっている。

また、図５に示された例では、第１方向ｄ１と、表示板１１の板面に対する法線方向ｎｄと、の両方に平行な主切断面において、第１方向ｄ１に沿って配置された複数の光拡散部４０のうちの最も光源装置１５に近接する側、すなわち第１方向ｄ１における一側、に位置する光拡散部４１７以外のすべての光拡散部４１１〜４１６の第１方向ｄ１に直交する面のうち第１方向ｄ１の一側の面の、ベース部３０の第１主面３０ａ側の端部Ｍ１〜Ｍ６と、当該光拡散部４１１〜４１６よりも第１方向ｄ１において一側に隣接する他の光拡散部４１２〜４１７の第１方向ｄ１に直交する面のうち第１方向ｄ１の他側の面の、ベース部３０の第２主面３０ｂ側の端部Ｎ２〜Ｎ７と、を結ぶ直線Ｍ１Ｎ２〜Ｍ６Ｎ７をそれぞれ第１方向ｄ１の一側に延長した線上に、光源装置１５の走査装置１７の光出射点Ｐｅが配置されている。

このような表示装置１０によれば、光源装置１５の走査装置１７からベース部３０の入光面３０ｃ１を介してベース部３０に入射した光が、１つの光拡散部４０と当該光拡散部４０に隣接する他の光拡散部４０との間に位置するベース部３０の第１主面３０ａから出射して観察者に視認されたり、第１主面３０ａで反射した光が他の光拡散部４０へ入射して拡散光を出射し、当該光が意図しない表示面１０ａ，１０ｂの領域において観察者に視認されたりすることを抑制することができる。また、特定の光拡散部４０に照射するためにベース部３０に入射した光の当該特定の光拡散部４０への入射を、その手前にある他の光拡散部４０が阻害することを抑制することができる。したがって、表示装置１０において表示される映像の解像度の低下を効果的に抑制することができる。

他の変形例を図６に示す。図６に示されているように、複数の光拡散部４０が、第１方向ｄ１に配列され、且つ、ベース部３０の表示板１１の板面に対する法線方向ｎｄにおいて、第１主面３０ａと第２主面３０ｂとの間に配置されている。

このような表示装置１０によれば、光拡散部４０がベース部３０の一対の主面３０ａ，３０ｂのいずれにも露出していないので、表示板１１の清掃等が行いやすく、メンテナンス性に優れる。

さらに他の変形例を図７および図８に示す。ベース部３０の入光側側面３０ｃのうち、第１主面３０ａ側に、光源装置１５からの光が入射する入光面３０ｃ２が画成されている。図示された例では、ベース部３０の入光面３０ｃ２は平面で形成されている。また、第１方向ｄ１と、ベース部３０の板面に対する法線方向と、の両方に平行な主切断面において、入光面３０ｃ１の法線方向は、第１方向ｄ１に対して所定の角度を有して傾斜している。

このような表示装置１０によれば、光源装置１５からベース部３０の入光面３０ｃ２を介してベース部３０内に入射した光（例えばＬ２１，Ｌ２３，Ｌ２５）を、ベース部３０の一対の主面３０ａ，３０ｂにおいて、反射、とりわけベース部３０とベース部３０に隣接する層との屈折率差に起因した全反射を繰り返すことによって、ベース部３０の入光側側面３０ｃと反対側側面３０ｄとを結ぶ導光方向、とりわけ図示された例では第１方向ｄ１へ導光し、所望の光拡散部（例えば４２１，４２３，４２５）へ照射することができる。したがって、表示板１１の厚みを効果的に薄くすることができる。

また、この場合、表示層２０の第１主面２０ａの側から表示層２０に第１低屈折率層４５及び第１カバー層４６を積層し、第２主面２０ｂの側から表示層２０に第２低屈折率層４７及び第２カバー層４８を積層することがより好ましい。

表示層２０の一対の主面２０ａ，２０ｂに隣接して配置された第１低屈折率層４５及び第２低屈折率層４７は、表示層２０のベース部３０よりも低い屈折率を有した層である。ここで説明する表示板１１では、表示層２０のベース部３０と低屈折率層４５，４７との界面での反射、とりわけ屈折率差に起因した全反射により、光を導光することを期待している。このため、低屈折率層４５，４７の屈折率は、表示層２０のベース部４５の屈折率よりも、０．０３以上低くなっていることが好ましく、０．０６以上低くなっていることがより好ましい。なお、図示された例において、低屈折率層４５，４７は、粘着剤や接着剤等からなる接合層として形成されており、カバー層４６，４８を表示層２０に貼合するための層として機能している。

一方、第１カバー層４６及び第２カバー層４８は、表示板１１の一対の主面１１ａ，１１ｂを画成する層である。このようなカバー層４６，４８は、例えば、表示層２０や低屈折率層４５，４７よりも耐擦傷性に優れたハードコート層として形成され得る。なお、本件明細書で言及する耐擦傷性は、ＪＩＳＫ５６００−５−４（１９９９年）に準拠して実施される鉛筆硬度試験での試験結果に基づいて評価される。

なお、第１低屈折率層４５、第１カバー層４６、第２低屈折率層４７及び第２カバー層４８は、すべてを設ける必要はなく、一部の１または複数の層を設けるようにしてもよい。

また、図７に示された例において、ベース部３０の一対の主面３０ａ，３０ｂのそれぞれにおいて全反射を繰り返すことによる導光を実現可能とするため、第１方向ｄ１に隣り合ういずれか二つの光拡散部４０が、当該二つの光拡散部４０の第１方向ｄ１に沿った離間間隔ｄと、当該二つの光の光拡散部４０の表示層２０の法線方向ｎｄに沿った高さｈ_１，ｈ_２と、表示層２０のベース部３０の屈折率ｎ_１と、光拡散部４０が設けられている面２０ａの側から表示層２０に隣接する層４５の屈折率ｎ_２と、を用いた次の式（ａ）を満たすようになっていることが好ましい。
ｔａｎ（ａｒｃｓｉｎ（ｎ_２／ｎ_１））≦ｄ／（ｈ_１＋ｈ_２）・・・式（ａ）

隣接層（図示された例では第１低屈折率層）４５とベース部３０との界面での全反射臨界角度θ_ｔは「ａｒｃｓｉｎ（ｎ_２／ｎ_１）」となる。この全反射臨界角度θ_ｔが、図８における角度θ_ａ（＝ａｒｃｔａｎ（ｄ／（ｈ_１＋ｈ_２）））よりも大きくなると、図８に示された二つの光拡散部４０の間となる位置において、ベース部３０の第１主面３０ａで全反射した光は、必ず、他側に位置する高さｈ_２の光拡散部４０へ入射して、ベース部３０内での導光を継続することができなくなる。したがって、第１方向ｄ１に隣り合ういずれか二つの光拡散部４０が、
ａｒｃｓｉｎ（ｎ_２／ｎ_１）≦ａｒｃｔａｎ（ｄ／（ｈ_１＋ｈ_２））
を満たす。すなわち式（ａ）を満たす。さらに好ましくは、第１方向ｄ１に隣り合う任意の二つの光拡散部４０が、すべて、式（ａ）を満たす。

なお、以上において上述した実施の形態に対するいくつかの変形例を説明してきたが、当然に、複数の変形例を適宜組み合わせて適用することも可能である。

１０表示装置
１０ａ第１表示面
１０ｂ第２表示面
１１表示板
１１ａ表示板の第１主面
１１ｂ表示板の第２主面
１５光源装置
１６光源
１７走査装置
１９枠体
２０表示層
２０ａ表示層の第１主面
２０ｂ表示層の第２主面
３０ベース部
３０ａベース部の第１主面
３０ｂベース部の第２主面
３５溝
４０光拡散部
４０ａ主部
４０ｂ拡散成分
４５第１低屈折率層
４６第１カバー層
４７第２低屈折率層
４８第２カバー層

Claims

透明なベース部と、前記ベース部内に設けられた複数の光拡散部と、を有する表示層を有する表示板と、
前記表示板内を前記表示板の板面に平行な第１方向における一側から他側に進むようになる光を当該表示板に投射する光源装置と、を有し、
前記光源装置は、光を射出する光源と、前記光源からの光の進行方向を変化させる走査装置と、を有する、表示装置。
前記複数の光拡散部は、前記第１方向に配列され、
各光拡散部は、前記表示層の板面に平行且つ前記第１方向と非平行な第２方向へ延びている、請求項１に記載の表示装置。
前記複数の光拡散部は、前記第１方向に配列され、
前記第１方向と前記表示層の法線方向との両方に平行な主切断面において、前記第１方向に沿った前記光拡散部の幅ｗに対する、前記表示層の法線方向に沿った前記光拡散部の高さｈの比は、１より大きい、請求項１または２に記載の表示装置。
前記複数の光拡散部は、前記第１方向に配列され、
前記第１方向と前記表示層の法線方向との両方に平行な主切断面において、前記光源装置から前記表示層の前記ベース部へ入射した光の進行方向が、前記第１方向に対してなす角度は、４５°未満である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の表示装置。
前記表示板を保持する枠体を、さらに有し、
前記枠体は、前記光源装置の前記光源を支持している、請求項１〜４のいずれか一項に記載の表示装置。
前記表示層の法線方向に沿った前記光拡散部の高さは、各光拡散部間で一定ではない、請求項１〜５のいずれか一項に記載の表示装置。
前記表示層に隣接して配置された低屈折率層を、さらに備え、
前記低屈折率層の屈折率は、前記ベース部の屈折率よりも低い、請求項１〜６のいずれか一項に記載の表示装置。
前記低屈折率層の前記表示層に対面する側とは反対側に配置されたカバー層を、さらに備え、
前記低屈折率層は、前記カバー層と、前記表示層と、を接合する接合層である、請求項７に記載の表示装置。
前記カバー層は、前記表示層の前記ベース部よりも高い耐擦傷性を有している、請求項８に記載の表示装置。
前記複数の光拡散部が、前記第１方向に沿って配列され、
前記第１方向に隣り合ういずれか二つの光拡散部が、当該二つの光拡散部の前記第１方向に沿った離間間隔ｄと、前記表示層の法線方向に沿った当該二つの光の光拡散部の高さｈ_１，ｈ_２と、前記ベース部の屈折率ｎ_１と、前記ベース部に隣接する層の屈折率ｎ_２とが、次の条件を満たす、請求項１〜９のいずれか一項に記載の表示装置。
ｔａｎ（ａｒｃｓｉｎ（ｎ_２／ｎ_１））≦ｄ／（ｈ_１＋ｈ_２）