JP2016224199A - 画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】多様性のある画像表示を行う画像表示装置を提供すること。
【解決手段】複数枚の導光板５５０ｄ〜５５０ｇと、複数枚の導光板の各々に対応した複数の光源５５０ｄ１〜５５０ｇ１とからなる複数の面発光源と、複数の面発光源の１つもしくは複数をバックライトとして、画像表示可能な透過型の表示パネル５５０ｅとを備える。各導光板は、それぞれ光源の点灯により発光する発光領域５５０ｄ４〜５５０ｇ４と、光源を点灯しても発光しない非発光領域５５０ｄ３〜５５０ｇ３と、を備え、各導光板が備える各発光領域５５０ｄ４〜５５０ｇ４は、正面視において、導光板ごとに異なる形態とされている。
【選択図】図５

Description

本発明は、画像の表示を行う画像表示装置に関する。

画像を表示する画像表示装置として、面発光源をバックライトとして画像表示可能な液晶表示パネルとを備えた液晶表示装置が知られている（特許文献１参照）。

特開２００７−２６４１８３号公報

特許文献１に記載されるような従来の画像表示装置は、表示パネル全体をムラなく明るく照明することで、表示パネル全体に画像を表示するものであった。そのため、画像の表示の見せ方の観点からすると、多様性に乏しかった。

そこで、本発明は、このような事情を鑑みてなされたものであり、その目的は、多様性のある画像表示を行う画像表示装置を提供することにある。

請求項１に係る画像表示装置は、上記課題を解決するために、
複数の面発光源と、
前記複数の面発光源の１つもしくは複数をバックライトとして、画像表示可能な透過型の表示パネルと、
を備え、
各面発光源は、発光領域と非発光領域とを備え、
前記各面発光源が備える前記各発光領域は、正面視において、面発光源ごとに異なる形態とされており、
いずれの面発光源に切り替える面発光源切替手段を備え、
前記面発光源切替手段による面発光源の切り替えにより、前記透過型の表示パネルの表示形態を切り替える、
ことを特徴とする。

請求項１に係る画像表示装置によれば、画像表示可能な透過型の表示パネルのバックライトとしての複数枚の面発光源のうちの１つを選択的に発光させると、各面発光源は、発光領域と非発光領域と、を備えているため、発光領域に対応する部分の画像が容易に視認されることになる。また、非発光領域を通じて透過型の表示パネルの後方が視認可能であり、そのため、今までにない新鮮味のある画像表示を行うことができる。

また、各面発光源が備える各発光領域は、正面視において、面発光源ごとに異なる形態とされているため、複数の面発光源を１つずつ選択的に切り替えて発光させると、各面発光源の各発光領域の形態が切り替わる。そのため、発光領域の形態に対応する表示パネルに表示される部分的画像の形態が変化して、表示パネルにて画像を視認できる表示領域の形状や大きさを変えることができ、部分的画像自体の中味（見える箇所）を変化させて見せることができる。そのため、今までにない多様性のある画像表示を行うことができる。

さらに、複数の面発光源を発光させると、発光させた面発光源の各発光領域が合わさることになり、各発光領域に対応する表示パネルに表示される部分的画像の見える部分が拡がる。そのため、今までにない新鮮味と多様性のある画像表示を行うことができる。また、逆に、複数の面発光源を発光させた状態から１つの面発光源の発光を停止すると、発光領域が小さくなるため、発光領域に対応する表示パネルに表示される部分的画像の見える部分が縮小する。そのため、今までにない新鮮味と多様性のある画像表示を行うことができる。

また、発光させる面発光源を切り替えるだけで、表示パネルに表示される画像の表示形態を変化させることができる。そのため、表示パネルの画像データをそのまま変更しなくても表示される画像の表示形態を変化させることができ、画像表示のための制御が複雑なものにならずに済む。

液晶表示モジュールの基本構成を示す模式的断面図である。 液晶表示モジュールにおける液晶表示パネルの構成を示す部分拡大図である。 液晶表示モジュールにおける照明装置の構成を示す図である。 導光板ユニットの外観の一例を示す斜視図である。 （Ａ）図４に示す導光板ユニットを前面から見た場合の構成例を示す前面分解斜視図であり、（Ｂ）液晶シャッタの原理説明図である。 図４に示す導光板ユニットを後面から見た場合の外観の一例を示す斜視図である。 図６に示す導光板ユニットを後面から見た場合の構成例を示す後面分解斜視図である。 導光板ユニットの断面構成の一例を示す断面図である。 画像表示装置の電気系統を示す要部ブロック図である。 画像表示装置における導光板を発光させたときに視認される液晶パネルの表示状態を示しており、（Ａ）第１の導光板のみを面発光した場合を示す正面図、（Ｂ）第２の導光板のみを面発光した場合を示す正面図、（Ｃ）第３の導光板のみを面発光した場合を示す正面図である。 図１０のつづきを示す図であり、（Ａ）第１の導光板及び第２の導光板を面発光した場合を示す正面図、（Ｂ）正面視において第１の導光板の発光領域の一部を第２の導光板の発光領域に重複させて配設したときに、第１の導光板及び第２の導光板を面発光した場合を示す正面図である。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。まず、液晶表示モジュールの基本構成について説明する。図１は液晶表示モジュールの基本構成を示す模式的断面図であり、図２は液晶表示モジュールにおける液晶表示パネルの構成を示す部分拡大図である。また、図３は液晶表示モジュールにおける照明装置の構成を示す図である。

図１に示されるように、本液晶表示モジュールの筐体は、扁平な直方体をなす箱の天板を除去した形状の収納ケース１に、底板を除去した同形状のカバーケース２が、嵌装されてなる。これら両ケース１、２は、共に金属板を加工して形成されている。カバーケース２の天板２０１には、表示を観察するための表示窓２０２が穿設されている。

上記筐体内には、フレーム３が配置されている。本実施形態のフレーム３は、共に空間外形が扁平な直方体をなす前室３ａと後室３ｂとが２段に重設されてなる。すなわち、直方体の空間を囲む枠体をなす側板３０１の所定高さ位置に、その内面全周にわたって仕切り棚３０２が突設され、この仕切り棚３０２を境界として、前室３ａと後室３ｂとが２段に重設され、これら前室３ａと後室３ｂは、仕切り棚３０２で囲まれた空間により連通されている。

フレーム３の前室３ａには、液晶表示パネル４が収納されている。本実施形態の液晶表示パネル４は、アクティブマトリクス方式の液晶表示パネルであり、平面外形が矩形をなす液晶セル５を挟んで表示の観察側となる前側に、同様の矩形をなす前位相差板６と前偏光板７がそれぞれ順次配置され、その後側に、同じく矩形をなす後位相差板８と後偏光板９がそれぞれ順次配置されてなる。

液晶セル５では、図２に示されるように、一対の前ガラス基板５１、後ガラス基板５２が、枠状シール材(不図示)により所定の間隙を保ち接合され、これら前、後ガラス基板５１、５２間の枠状シール材で囲まれた空間内には液晶が封入されて液晶層５３が形成されている。

接合された一対の前、後ガラス基板５１、５２のうちの一方の前ガラス基板５１の対向面(内面)には、画素を画定するためのブラックマスク５４が設置されている。ブラックマスク５４には、形成すべき画素に対応させて複数の開口がマトリックス配置で形成されている。

ブラックマスク５４の各開口には、赤、緑、青の３種類のカラーフィルタ５５Ｒ、５５Ｇ、５５Ｂが所定の配置でそれぞれ設置され、カラーフィルタ層５５が形成されている。ここで、各カラーフィルタ５５Ｒ、５５Ｇ、５５Ｂは、各開口よりも全周にわたり適長幅だけ大きい面積を備えており、周縁部をブラックマスク５４の開口縁部に重畳させて設置されている。

赤、緑、青の各色カラーフィルタ５５Ｒ、５５Ｇ、５５Ｂからなるカラーフィルタ層５５には、各色カラーフィルタ５５Ｒ、５５Ｇ、５５Ｂを一括して覆う一枚膜状の透明導電膜からなる共通電極５６が被着されている。そして、共通電極５６の表面には、液晶分子の配向を規制する前水平配向膜５７が一様に被着されている。

一方、後ガラス基板５２の内面には、前述した各ブラックマスク５４の開口に対応させて、透明導電膜からなる複数の画素電極５８が同様にマトリックス配置で設置されている。各画素電極５８には、スイッチング用能動素子としての薄膜トランジスタ５９が、それぞれ設置接続されている。なお、各薄膜トランジスタ５９を介して画素電極５８を作動させるためのゲート、ドレイン、及びソースの各配線や各配線間の絶縁膜等の図示は省略されている。そして、全ての画素電極５８及び薄膜トランジスタ５９等を覆って後水平配向膜６１が一様に被着されている。

上述のように配向処理された前、後水平配向膜５７、６１によって挟持された液晶層５３の各液晶分子６０は、電界が印加されていない初期状態においては、両水平配向膜５７、６１それぞれに施された配向処理方向５７ａ、６１ａに沿った配向規制力を受けている。

図１に戻って、本例の液晶セル５における一対のガラス基板５１、５２の大きさは、表示面側となる前ガラス基板５１よりも後ガラス基板５２の方が大きく、これら大きさの異なるガラス基板５１、５２は後ガラス基板５２の一縁辺が前ガラス基板５１の対応する縁辺から突出する配置で接合されている。後ガラス基板５２の突出縁辺５２ａには、各電極から引き出された配線とその各端部の接続端子(不図示)が配設されて駆動回路部が形成されており、この駆動回路部には駆動回路素子としてのドライバＬＳＩ１１がＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）搭載されている。そして、この駆動回路部の先端縁に設けられている入力端子列には、フレキシブル配線基板（ＦＰＣ：Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）１２が導通接合されている。

フレーム３の後室３ｂ内には、サイドライト型の面状照明装置１３が収容されている。本実施形態のサイドライト型の面状照明装置１３は、照射対象の液晶表示パネル４に大略対応した矩形をなす透明な導光板１４の一端面１４１に、点光源としての発光ダイオード（以下、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ−Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）という）１５がその光射出面を密接させて設置され、導光板１４の液晶表示パネル４に対向させる前面１４２とは反対側の後面１４３には光反射シート１６が設置されて、構成されている。導光板１４の光反射シート１６が設置された後面１４３には、ＬＥＤ１５から射出され一端面１４１から導光板１４内に入射した光を前面１４２に向けて反射させるための同心円状の凹凸パターン（不図示）が形成されている。

本実施形態では図３に示されるように２個のＬＥＤ１５、１５が配置されており、これらＬＥＤ１５、１５は、各光射出面を導光板１４の一端面１４１に密接させた状態で、フレキシブル配線基板１７上にＣＯＦ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｆｉｌｍ）方式により直接搭載されている。

各ＬＥＤ１５は、それぞれ、図３に示されるように、赤、緑、青の各波長光を射出する赤、緑、青の各色ＬＥＤチップ１５ｒ、１５ｇ、１５ｂからなり、各色ＬＥＤチップ１５ｒ、１５ｇ、１５ｂから射出される赤、緑、青の各波長光が混色された白色光が出射される三波長型白色点光源である。各色ＬＥＤチップ１５ｒ、１５ｇ、１５ｂから射出される赤、緑、青の各波長光の強度は、各ＬＥＤチップ１３ｒ、１３ｇ、１３ｂの駆動電流を制御することにより調整される。

図１に示されるように、導光板１４の前面１４２には、光拡散シート１８とプリズムシート１９が、その順序で重畳設置されている。光拡散シート１８は導光板１４から面状に出射される照射光の輝度分布を均一化するために、プリズムシート１９は照射光の出射方向を正面方向に揃えるために、それぞれ設置されている。

そして、上述のように構成された面状照明装置１３は、後室３ｂ内の所定位置に、背面パネル２１に支持された状態で収納されている。背面パネル２１は、フレーム後室３ｂの底面を閉じる配置で、フレーム３に嵌合装着されている。

背面パネル２１の後面側で収納ケース１における底板１０１の内面には、駆動制御回路基板２２が設置されている。この駆動制御回路基板２２は、本液晶表示モジュール全体の駆動を制御するものであり、液晶表示パネル４の駆動制御回路やＬＥＤ１５の駆動制御回路が設けられている。したがって、この駆動制御回路基板２２には、前述した液晶表示パネル４の後ガラス基板５２の突出縁辺５２ａの先端部に導通接合され、ＬＥＤ１５がＣＯＦ搭載されているフレキシブル配線基板１７が半田接合により導通接続されているフレキシブル配線基板１２が、コネクタ２３を介して電気接続されている。

ここで、ＬＥＤ１５の駆動制御回路は、図３に示されるように、各ＬＥＤ１５を定電流駆動するＬＥＤドライバ回路２２１と、制御演算部２２２及びメモリ２２３からなる。このメモリ２２３に書き込まれたデータに基づき、各色ＬＥＤチップ１５ｒ、１５ｇ、１５ｂを駆動すべき電流値が制御演算部２２２により演算され、各ＬＥＤチップ１５ｒ、１５ｇ、１５ｂがＬＥＤドライバ回路２２１を介して駆動制御される。

以上に説明した液晶表示モジュールは、バックライトとしての導光板１４が１枚のものであった。

［画像表示装置５５０］
以下に説明する画像表示装置５５０は、複数枚の導光板（複数枚の面発光源に相当する）と、複数枚の導光板の各々に対応した複数の光源と、複数の面発光源の１つもしくは複数をバックライトとして、画像表示可能な透過型の表示パネルと、を備えている。

以下、本実施例の画像表示装置５５０について、主として図４乃至図９を参照して詳細に説明する。ます、図４は画像表示装置の外観の一例を示す斜視図であり、図５（Ａ）は図４に示す画像表示装置を前面から見た場合の構成例を示す前面分解斜視図であり、（Ｂ）は液晶シャッタの原理説明図である。また、図６は図４に示す画像表示装置を後面から見た場合の外観の一例を示す斜視図であり、図７は、図６に示す画像表示装置を後面から見た場合の構成例を示す後面分解斜視図である。さらに、図８は画像表示装置の断面構成の一例を示す断面図である。また、図９は画像表示装置の電気系統を示す要部ブロック図である。

画像表示装置５５０は、図４乃至図７に示すように全体として平板状の箱部材である。画像表示装置５５０は、図４の前面斜視図に示すように正面に表示領域となるべき開口部が形成された平板形状のフレーム５５０ｃに、図６の後面斜視図に示すように透明な裏蓋５５０ｌが着脱可能に取り付けられている。フレーム５５０ｃは、その上端面及び下端面は平坦な面で構成されている一方、その両側面には突起部が形成されている。

この画像表示装置５５０を分解すると、図５の前面分解斜視図及び図７の後面分解斜視図に示すようにフレーム５５０ｃと裏蓋５５０ｌとの間に、液晶パネル５５０ｅ、スペーサ５５０ｓ、第１の導光板５５０ｄ、液晶シャッタＡ、スペーサ５５０ｓ、第２の導光板５５０ｆ、液晶シャッタＢ、スペーサ５５０ｓ、第３の導光板５５０ｇ及び液晶シャッタＣがほぼ平行となるように配列している。なお、詳細は後述するが、これら各導光板５５０ｄ、５５０ｆ、５５０ｇは、例えば、上下面などの端面から入射された光をその内部で反射させて拡散することにより、その表面から均一な光を出射するパネルの一種である。

液晶パネル５５０ｅは、図５及び図７に示すように透明な矩形の平板状部材であり、その上端面及び下端面に各々２つの取付部５５０ｅ１，５５０ｅ２によってフレーム５５０ｃ内に固定されている。液晶パネル５５０ｅは、その矩形の平板状部材の表面に沿って薄く広がる矩形の液晶部５５０ｅ３、及び、その矩形の周囲を包囲する形状の透明パネル５５０ｅ４を備えている。

液晶部５５０ｅ３は、基本的な構成は図２において説明したように、互いの偏光方向を所定の角度（例えば直角）とした２枚の偏光層を備えていると共に、これら２枚の偏光層の間に、多数の液晶分子が配列された液晶層を備えている。なお、配向膜などその他の構成については説明を省略する。液晶部５５０ｅは、例えば、図９に示す表示制御基板４７３による通電状態の制御に応じて、上記多数の液晶分子の配列状態を制御することにより光の透過量が制御される。この液晶部５５０ｅ３は、例えば、三原色に相当する透明な複数のドット毎に設けられた一対の透明電極への通電状態に応じてそれら各部分における各液晶分子の配列が変わり、それら複数のドット毎に、一方の偏光層を通過した光が他方の偏光層を通過する光量を調整することができる。

第１の導光板５５０ｄは、平板状の透明パネルであって、その透明パネルの上端面に導光板上装飾基板５５０ｄ１（一方の光源）が設けられていると共に、その透明パネルの下端面に導光板下装飾基板５５０ｄ２（他方の光源）が設けられている。

第１の導光板５５０ｄは、導光板上装飾基板５５０ｄ１及び／または導光板下装飾基板５５０ｄ２の光源の点灯により、内部に光が入射された際に正面から見た場合、例えば、左右方向における当該平板状の透明パネルの中央部よりも右側に偏った領域に面発光源としての発光領域５５０ｄ４が形成されるように、その透明パネルの裏面（背面）における発光領域５５０ｄ４に多数の反射部が加工形成されている。本例では、発光領域５５０ｄ４は、円形状とされている。

また、第１の導光板５５０ｄでは、平板状の透明パネルの発光領域５００ｄ４以外の領域は、反射部が形成されていないため、上記光源を点灯しても発光しない非発光領域５５０ｄ３とされている。

第１の導光板５５０ｄにおいては、導光板上装飾基板５５０ｄ１から出力された光（第１の光）がその上端面から入射されて透明パネルの内部を進みながら、上述のように透明パネルの裏面（背面）に形成した多数の反射部において反射し、主として正面から円形状となって出力される。一方、導光板下装飾基板５５０ｄ２から出力された光（第２の光）がその下端面から入射されて透明パネルの内部を進みながら多数の反射部で反射して円形状となって主として正面から出力される。

即ち、第１の導光板５５０ｄは、上述のように左右方向の右側において円形状をなした発光領域５５０ｄ４から正面方向（フレーム５５０ｃの方向）に面発光するのである。これにより、液晶パネル５５０ｅには、第１の導光板５５０ｄの右側で面発光された円形状の光が入射されることになり、正面から見た場合、液晶パネル５５０ｅの制御態様に応じて液晶パネル５５０ｅの右側において円形状の内側部分に絵柄（画像）を容易に視認することができるようになる。

液晶シャッタＡ〜Ｃは、シート状をなし、例えば、ネマティック液晶の小滴（カプセルと呼びます）が分散した透明なポリマー・フィルムを２枚の透明導電膜付きポリエステル・フィルムに挟んでなり、電圧が印加されていない状態では、棒状の分子として表される液晶はカプセルの内壁に沿って並ぶことで、入射した光は、ポリマーと液晶の屈折率の違いおよび液晶の複屈折性によってカプセルの表面や内部で屈折し、その結果、光は直進できず散乱し、液晶シャッタＡ〜Ｃは不透明に見える（拡散状態）。また、電圧が印加されると、液晶分子が電圧を印加した方向と平行に並ぼうとし、電極に対して垂直に配列することで、屈折率がポリマーのそれと一致する液晶であれば、カプセルの界面がないのに等しい状態となり、その結果、光は散乱せず直進し、液晶シャッタＡ〜Ｃは透明に見えることになる（非拡散状態）。

図５（Ｂ）は、液晶シャッタＡを一例として液晶シャッタの原理を説明する図である。液晶シャッタＡは、第１の導光板５５０ｄの後面に沿うようにして第１の導光板５５０ｄの背後に配置され、第１の導光板５５０ｄの円形状の発光領域５５０ｄ４の背後で大きさおよび形状に対応する円形状のセグとその他の領域に対応するその他セグの２セグメントで構成される。液晶シャッタＡの場合、発光領域５５０ｄ４を発光させるときには、円形状のセグ部分に電圧を印加せずに拡散状態（乳白色）とする。この場合、乳白色のセグ部分に一部の光が反射して前方に向けられる。これによっても、液晶パネル５５０ｅの右側において円形状の内側部分が背後から照明されることになり、発光領域５５０ｄ４と他の部分との境界が明確になる。そのため、液晶パネル５５０ｅにおける絵柄（画像）をより一層はっきり視認できるようになる。一方、発光領域５５０ｄ４を発光させないときには、円形状のセグ部分に電圧を印加して透過する光を拡散しない非拡散状態（透明）とする。

第２の導光板５５０ｆは、平板状の透明パネルであって、その透明パネルの上端面に導光板上装飾基板５５０ｆ１（一方の光源）が設けられていると共に、その透明パネルの下端面に導光板下装飾基板５５０ｆ２（他方の光源）が設けられている。

第２の導光板５５０ｆは、導光板上装飾基板５５０ｆ１及び／または導光板下装飾基板５５０ｆ２の光源の点灯により、内部に光が入射された際に正面から見た場合、例えば、左右方向における当該平板状の透明パネルの中央部の領域に面発光源としての発光領域５５０ｆ４が形成されるように、その透明パネルの裏面（背面）における発光領域５５０ｆ４に多数の反射部が加工形成されている。本例では、発光領域５５０ｆ４は、三角形状とされている。

また、第２の導光板５５０ｆでは、平板状の透明パネルの発光領域５００ｆ４以外の領域は、反射部が形成されていないため、上記光源を点灯しても発光しない非発光領域５５０ｆ３とされている。

第２の導光板５５０ｆにおいては、導光板上装飾基板５５０ｆ１から出力された光（第１の光）がその上端面から入射されて透明パネルの内部を進みながら、上述のように透明パネルの裏面（背面）に形成した多数の反射部において反射し、主として正面から三角形状となって出力される。一方、導光板下装飾基板５５０ｆ２から出力された光（第２の光）がその下端面から入射されて透明パネルの内部を進みながら多数の反射部で反射して三角形状となって主として正面から出力される。

即ち、第２の導光板５５０ｆは、上述のように左右方向の中央部において三角形状をなした発光領域５５０ｆ４から正面方向（フレーム５５０ｃの方向）に面発光するのである。これにより、液晶パネル５５０ｅには、第２の導光板５５０ｆの中央部で面発光された三角形状の光が入射されることになり、正面から見た場合、液晶パネル５５０ｅの制御態様に応じて液晶パネル５５０ｅの中央部において三角形状の内側部分に絵柄（画像）を容易に視認することができるようになる。

液晶シャッタＢは、第２の導光板５５０ｆの後面に沿うようにして第２の導光板５５０ｆの背後に配置され、図示を省略しているが、第２の導光板５５０ｆの三角形状の発光領域５５０ｆ４の背後で、かつ大きさおよび形状に対応する三角形状のセグとその他の領域に対応するその他セグの２セグメントで構成される。液晶シャッタＢの場合、発光領域５５０ｆ４を発光させるときには、三角形状のセグ部分に電圧を印加せずに拡散状態（乳白色）とする。この場合も、乳白色のセグ部分に一部の光が反射して前方に向けられる。これによっても、液晶パネル５５０ｅの中央部において三角形状の内側部分が背後から照明されることになり、発光領域５５０ｆ４と他の部分との境界が明確になる。そのため、液晶パネル５５０ｅにおける絵柄（画像）をより一層はっきり視認できるようになる。一方、発光領域５５０ｆ４を発光させないときには、三角形状のセグ部分に電圧を印加して透過する光を拡散しない非拡散状態（透明）とする。

第３の導光板５５０ｇは、平板状の透明パネルであって、その透明パネルの上端面に導光板上装飾基板５５０ｇ１（一方の光源）が設けられていると共に、その透明パネルの下端面に導光板下装飾基板５５０ｇ２（他方の光源）が設けられている。

第３の導光板５５０ｇは、導光板上装飾基板５５０ｇ１及び／または導光板下装飾基板５５０ｇ２の光源の点灯により、内部に光が入射された際に正面から見た場合、例えば、左右方向における当該平板状の透明パネルの中央部よりも左側に偏った領域に面発光源としての発光領域５５０ｇ４が形成されるように、その透明パネルの裏面（背面）における発光領域５５０ｇ４に多数の反射部が加工形成されている。本例では、発光領域５５０ｇ４は、矩形状とされている。

また、第３の導光板５５０ｇでは、平板状の透明パネルの発光領域５００ｇ４以外の領域は、反射部が形成されていないため、上記光源を点灯しても発光しない非発光領域５５０ｇ３とされている。

第３の導光板５５０ｇにおいては、導光板上装飾基板５５０ｇ１から出力された光（第１の光）がその上端面から入射されて透明パネルの内部を進みながら、上述のように透明パネルの裏面（背面）に形成した多数の反射部において反射し、主として正面から矩形状となって出力される。一方、導光板下装飾基板５５０ｇ２から出力された光（第２の光）がその下端面から入射されて透明パネルの内部を進みながら多数の反射部で反射して矩形状となって主として正面から出力される。

即ち、第３の導光板５５０ｇは、上述のように左右方向の左側において矩形状をなした発光領域５５０ｇ４から正面方向（フレーム５５０ｃの方向）に面発光するのである。これにより、液晶パネル５５０ｅには、第３の導光板５５０ｇの左側で面発光された矩形状の光が入射されることになり、正面から見た場合、液晶パネル５５０ｅの制御態様に応じて液晶パネル５５０ｅの左側において矩形状の内側部分に絵柄（画像）を容易に視認することができるようになる。

液晶シャッタＣは、第３の導光板５５０ｇの後面に沿うようにして第３の導光板５５０ｆの背後に配置され、図示を省略しているが、第３の導光板５５０ｇの矩形状の発光領域５５０ｇ４の背後で、かつ大きさおよび形状に対応する矩形状のセグとその他の領域に対応するその他セグの２セグメントで構成される。液晶シャッタＣの場合、発光領域５５０ｇ４を発光させるときには、矩形状のセグ部分に電圧を印加せずに拡散状態（乳白色）とする。この場合、乳白色のセグ部分に一部の光が反射して前方に向けられる。これによっても、液晶パネル５５０ｅの左側において矩形状の内側部分が背後から照明されることになり、発光領域５５０ｇ４と他の部分との境界が明確になる。そのため、液晶パネル５５０ｅにおける絵柄（画像）をより一層はっきり視認できるようになる。一方、発光領域５５０ｇ４を発光させないときには、矩形状のセグ部分に電圧を印加して透過する光を拡散しない非拡散状態（透明）とする。

以上のように、例えば正面側から順に配列している第１の導光板５５０ｄ、第２の導光板５５０ｆ及び第３の導光板５５０ｇのいずれを面発光させるかに応じて、画像表示装置５５０の液晶パネル５００ｅにおいて視認される画像の場所を左右方向において移動させることができる。また、見える画像の場所が変わる毎に液晶パネル５００ｅにおいて視認されるその画像内容も変化するのである。また、何れの導光板を発光させるかによって、液晶パネル５５０ｅにて画像を視認できる表示領域の形状や大きさを変えることができる。

さらに詳しく画像表示装置５５０の構造について説明すると、画像表示装置５５０は、図８の部分断面斜視図に示すようにフレーム５５０ｃの前面に形成された開口部から、図示しない薄い透明パネルを介して液晶パネル５５０ｅの一部が表示領域として露出している。フレーム５５０ｃに裏蓋５５０ｌを装着することによって形成される画像表示装置５５０の内部には、上述のように、液晶パネル５５０ｅの表面に沿って設けられた第１の導光板５５０ｄ、液晶シャッタＡ、第２の導光板５５０ｆ、液晶シャッタＢ、第３の導光板５５０ｇ及び液晶シャッタＣが各スペーサ５５０ｓを介して互いに平行となるように配置している。

画像表示装置５５０に内蔵されている第１の導光板５５０ｄには、図８の部分断面図に示すように、上端面に、基材５５０ｄ５に多数のＬＥＤ５５０ｄ６が実装された導光板上装飾基板５５０ｄ１が設けられていると共に、図８においては図示を省略しているが、下端面に、同様に基材に多数のＬＥＤが実装された導光板下装飾基板５５０ｄ２が設けられている。これら導光板上装飾基板５５０ｄ１及び導光板下装飾基板５５０ｄ２は、図９に示す制御基板４７１の制御による通電状態に応じて各ＬＥＤ５５０ｄ６が光を出力する。これらの光は、第１の導光板５５０ｄの内部を通して反射され、前述のように円形状の発光領域５５０ｄ４から液晶パネル５５０ｅに向けて（上記正面方向に相当）に出力される。このように反射された光によって使用者の目には、液晶パネル５５０ｅの制御態様に応じて、この液晶パネル５５０ｅを通して、例えば絵柄として視認されるようになる。

第１の導光板５５０ｄは、導光板上装飾基板５５０ｄ１及び導光板下装飾基板５５０ｄ２に設けられた各ＬＥＤ５５０ｄ６が発光していない状態（通常の状態）では、使用者側から液晶パネル５５０ｅにあらわされた装飾絵柄のドットを視認し難い状態となっている。これら導光板上装飾基板５５０ｄ１及び導光板下装飾基板５５０ｄ２は、制御基板４７１（図９）によって制御されている。

第２の導光板５５０ｆは、発光領域５５０ｆ４の位置と形状を除き、ほぼ同様の構成であり、面発光する平板状の透明パネルであって、その透明パネルの上端面に、基材５５０ｆ５に多数のＬＥＤ５５０ｆ６が実装された導光板上装飾基板５５０ｆ１（一方の光源）が設けられていると共に、図８においては図示を省略しているが、下端面に、同様に基材に多数のＬＥＤが実装された導光板下装飾基板５５０ｆ２（他方の光源）が設けられている。これら導光板上装飾基板５５０ｆ１及び導光板下装飾基板５５０ｆ２は、制御基板４７１（図９）によって制御されている。また、先述の液晶シャッタＡ〜Ｃも、拡散状態（乳白色）と非拡散状態（透明）とが制御基板４７１（図９）の制御によって切換可能とされている。

一方、第３の導光板５５０ｇも、発光領域５５０ｆ４の位置と形状を除き、ほぼ同様の構成であり、面発光する平板状の透明パネルであって、その透明パネルの上端面に、基材５５０ｇ５に多数のＬＥＤ５５０ｇ６が実装された導光板上装飾基板５５０ｇ１（一方の光源）が設けられていると共に、図８においては図示を省略しているが、下端面に、同様に基材に多数のＬＥＤが実装された導光板下装飾基板５５０ｇ２（他方の光源）が設けられている。これら導光板上装飾基板５５０ｇ１及び導光板下装飾基板５５０ｇ２は、制御基板４７１（図９）によって制御されている。

また、本実施形態では、透過型の液晶パネル５５０ｅの表示領域のうち、液晶パネル５５０ｅに何も画像などの絵柄が表示されていない領域については、液晶パネル５５０ｅが透過型であり、液晶シャッタＡ〜Ｃも非拡散状態（透明）とされていると、裏蓋５５０１も透明であるため、使用者は、この領域と対応する透過型の液晶パネル５５０ｅの後方、つまり画像表示装置５５０の後方に存在するものを見ることができる。

なお、図９に示すように、電源基板４７５から、液晶部５５０ｅ、導光板上装飾基板５５０ｄ１及び導光板下装飾基板５５０ｄ２、導光板上装飾基板５５０ｆ１及び導光板下装飾基板５５０ｆ２、導光板上装飾基板５５０ｇ１及び導光板下装飾基板５５０ｇ２、制御基板４７１、表示制御基板４７３に各作動電源が供給されるようになっている。また、表示制御基板４７３は制御基板４７１からの動作信号を受けると液晶部５５０ｅに所定の画像データをセットする。

画像表示装置５５０は以上のような構成であり、このような構成の画像表示装置５５０を用いた表示の一例について図１０〜図１１を用いて簡単に説明する。図１０（Ａ）に示すように、第１の導光板５５０ｄのみを面発光した場合は、第１の導光板５５０ｄの左右方向の右側において円形状をなした発光領域５５０ｄ４から正面方向（フレーム５５０ｃの方向）に面発光する。これにより、液晶部５５０ｅ３には、第１の導光板５５０ｄの右側で面発光された円形状の光が入射されることになる。正面から見た場合、液晶部５５０ｅ３の制御態様に応じて液晶パネル５５０ｅの右側において円形状の内側部分に絵柄（画像）を視認することができるようになる。

この例では、液晶部５５０ｅ３の中央やや右寄りに画像データとして星形画像が表示されるようにセットされており、発光領域５５０ｄ４の正面方向に対応する星形画像の一部画像（右部分画像）が使用者に視認されるものの、発光領域５５０ｄ４以外の非発光領域５５０ｄ３の正面方向に対応する星形画像の左部分画像の殆どが使用者に対して非視認状態とされている。先に説明したように、液晶パネル５５０ｅが透過型であって液晶シャッタも透明とされ、裏蓋５５０１も透明であるため、非発光領域５５０ｄ３を通じて、液晶パネル５５０ｅの後方、つまり画像表示装置５５０の後方に存在するものを視認することができる。

このように、図１０（Ａ）以下において、画像データについては、使用者に視認される部分を実線で示し、使用者に対して非視認状態とされている部分を破線で示している。

図１０（Ｂ）では、第２の導光板５５０ｆのみを面発光した場合を示しており、第２の導光板５５０ｆの左右方向の中央において三角形状をなした発光領域５５０ｆ４から正面方向（フレーム５５０ｃの方向）に面発光する。これにより、液晶部５５０ｅ３には、第２の導光板５５０ｆの中央で面発光された三角形状の光が入射されることになる。正面から見た場合、液晶部５５０ｅ３の制御態様に応じて液晶パネル５５０ｅの中央において三角形状の内側部分に絵柄（画像）を容易に視認することができるようになる。

この例では、発光領域５５０ｆ４の正面方向に対応する星形画像の一部画像（左部分の先端画像）が使用者に視認されるものの、発光領域５５０ｆ４以外の非発光領域５５０ｆ３の正面方向に対応する星形画像の殆どが使用者に対して非視認状態とされている。

図１０（Ｃ）では、第３の導光板５５０ｇのみを面発光した場合を示しており、第３の導光板５５０ｇの左右方向の左側において矩形状をなした発光領域５５０ｇ４から正面方向（フレーム５５０ｃの方向）に面発光する。これにより、液晶部５５０ｅ３には、第３の導光板５５０ｇの左側で面発光された矩形状の光が入射されることになる。正面から見た場合、液晶部５５０ｅ３の制御態様に応じて液晶パネル５５０ｅの左側において矩形状の内側部分に絵柄（画像）を容易に視認することができるようになる。

この例では、発光領域５５０ｇ４の正面方向に対応する星形画像の一部画像（中央から左側の部分画像）が使用者に視認されるものの、発光領域５５０ｇ４以外の非発光領域５５０ｇ３の正面方向に対応する星形画像（右部分画像）は使用者に対して非視認状態とされている。

このように、画像表示可能な透過型の液晶パネル５５０ｅのバックライトとしての複数（本例では３枚）の導光板５５０ｄ〜５５０ｇのうちの１つを選択的に発光させると、各導光板５５０ｄ〜５５０ｇは、それぞれ光源の点灯により発光する発光領域５５０ｄ４〜５５０ｇ４と、光源を点灯しても発光しない非発光領域５５０ｄ３〜５５０ｇ３と、を備えているため、発光領域５５０ｄ４〜５５０ｇ４に対応する部分の画像が容易に視認されることになる。そのため、今までにない新鮮味のある画像表示を行うことができる。

また、各導光板５５０ｄ〜５５０ｇが備える各発光領域５５０ｄ４〜５５０ｇ４は、正面視において、導光板５５０ｄ〜５５０ｇ毎に異なる位置に配置されているため、複数の導光板５５０ｄ〜５５０ｇを１つずつ選択的に切り替えて発光させると、各導光板５５０ｄ〜５５０ｇの各発光領域５５０ｄ４〜５５０ｇ４に対応する液晶パネル５５０ｅに表示される部分的画像の位置が移動したり、部分的画像自体の中味（見える箇所）を変化させて見せることができる。また、何れの導光板を発光させるかによって、液晶パネル５５０ｅにて画像を視認できる表示領域の形状や大きさを変えることができる。そのため、今までにない多様性のある画像表示を行うことができる。

さらに、複数の導光板５５０ｄ〜５５０ｇを一緒に発光させると、発光させた導光板の各発光領域が合わさることになり、各発光領域に対応する表示パネルに表示される部分的画像の見える部分が拡がる。

図１１（Ａ）では、一例として、第１の導光板５５０ｄと第２の導光板５５０ｆとを一緒に面発光した場合を示しており、第１の導光板５５０ｄの左右方向の右側において円形状をなした発光領域５５０ｄ４と、第２の導光板５５０ｆの左右方向の中央において三角形状をなした発光領域５５０ｆ４とから正面方向（フレーム５５０ｃの方向）に向けて面発光する。これにより、液晶部５５０ｅ３には、第１の導光板５５０ｄの右側で面発光された円形状の光と、第２の導光板５５０ｆの中央で面発光された三角形状の光とが入射されることになる。正面から見た場合、液晶部５５０ｅ３の制御態様に応じて液晶パネル５５０ｅの中央及び右側において三角形状の内側部分と円形状の内側部分に絵柄（画像）を視認することができるようになる。

この例では、発光領域５５０ｆ４の正面方向に対応する星形画像の一部画像（中央から左側の先端部分画像）と、発光領域５５０ｄ４の正面方向に対応する星形画像の一部画像（右部分画像）の両方が使用者に視認される。しかしながら、発光領域５５０ｆ４及び発光領域ｄ４以外の非発光領域の正面方向に対応する星形画像（略中央の部分画像）は使用者に対して非視認状態とされている。

このように、複数の導光板５５０ｄ〜５５０ｇの２つ以上（全てでもよい）を選択して一緒に発光させると、発光させた導光板の各発光領域が合わさることになり、各発光領域に対応する表示パネルに表示される部分的画像の見える部分が拡がる。そのため、今までにない新鮮味と多様性のある画像表示を行うことができる。

また、逆に、複数の導光板を発光させた状態から１つの導光板の発光を停止すると、発光領域が小さくなるため、発光領域に対応する液晶パネルに表示される部分的画像の見える部分が縮小する。そのため、今までにない新鮮味と多様性のある画像表示を行うことができる。

一例として、図１１（Ａ）に示した第１の導光板５５０ｄと第２の導光板５５０ｆとを一緒に面発光した状態から、第２の導光板５５０ｆの発光を停止すると、図１０（Ａ）に示した第１の導光板５５０ｄのみが面発光した状態となる。

また、発光させる導光板５５０ｄ〜５５０ｇを選択的に切り替えるだけで、液晶パネル５５０ｅに表示される画像の表示態様を変化させることができる。つまり、発光させる導光板５５０ｄ〜５５０ｇを切り換えるだけの簡単な制御で、液晶パネル５５０ｅにて画像を視認できる表示領域の形状や大きさを変えることができる。

即ち、表示制御基板４７３（図９参照）による表示制御により、液晶部５５０ｅ３の全域に表示すべき画像データがセットされて表示可能となっているものの、図９の制御基板４７１の制御により、液晶部５５０ｅ３の一部にだけ発光領域が設定されるため、発光領域に対応する領域の画像が容易に視認可能とされている。一方、発光領域以外の領域は、発光されないため画像を視認不可能あるいは視認困難となっている。そのため、液晶パネル５５０ｅの画像データをそのまま変更しなくても表示される画像の表示態様を変化させることができ、画像表示のための制御が複雑なものにならずに済む。

また、液晶パネル５５０ｅが透過型であって、液晶シャッタＡ〜Ｃも非拡散状態（透明）とされていると、裏蓋５５０１も透明であるため、使用者によっては、発光領域に視認される画像と、非発光領域を通して視認される画像表示装置５５０の後方に存在する背景とを関連付けすることも想定される。そのため、今までにない新鮮味と多様性のある画像表示を行うことができる。

また、各導光板５５０ｄ〜５５０ｇの非発光領域５５０ｄ３〜５５０ｇ３を通して画像表示装置５５０の後方に存在する物を使用者に視認させる場合に、表示制御基板４７３による表示制御により、液晶パネル５５０ｅの液晶部５５０ｅ３の全域に表示すべき画像データのうち、非発光領域５５０ｄ３〜５５０ｇ３に対応する画像データを、視認状態として透明となる透明画像データに変更してもよい。これにより、画像表示装置５５０の後方から光が非発光領域に入る場合に、非発光領域に画像が映し出されることがなくなる。そのため、画像表示装置５５０の後方に存在する物を使用者によりはっきりと視認させることができる。

以上に説明した例は、各導光板５５０ｄ〜５５０ｇの発光領域５５０ｄ４〜５５０ｇ４は、正面視において互いに重なることのない位置に配置されているが、発光領域５５０ｄ４〜５５０ｇ４は、正面視において一部が重なる位置に配置されていてもよい。

一例として、図１１（Ｂ）は、正面視において第１の導光板５５０ｄの発光領域５５０ｄ４の一部を第２の導光板５５０ｆの発光領域５５０ｆ４に重複させて配設したときに、第１の導光板５５０ｄ及び第２の導光板５５０ｆを面発光した場合を示している。

これにより、液晶パネル５５０ｅ上において、第１の導光板５５０ｄの発光領域５５０ｄ４の正面方向に対応する部分と、第２の導光板５５０ｆの発光領域５５０ｆ４の正面方向に対応する部分とが連続して接合され、連続して接合された内側部分にのみ絵柄（画像）を視認することができるようになる。図１１（Ｂ）では、連続して接合された内側部分に星形画像の全画像が使用者に視認される。

上述のように、画像表示装置５５０の液晶パネル５５０ｅで視認可能とされた画像は、図９の制御基板４７１により、第１の導光板５５０ｄの導光板上装飾基板５５０ｄ１及び導光板下装飾基板５５０ｄ２に実装されている各ＬＥＤの発光態様が制御されたり、第２の導光板５５０ｆの導光板上装飾基板５５０ｆ１及び導光板下装飾基板５５０ｆ２に実装されている各ＬＥＤの発光態様が制御されたり、第３の導光板５５０ｇの導光板上装飾基板５５０ｇ１及び導光板下装飾基板５５０ｇ２に実装されている各ＬＥＤの発光態様が制御されることによって行われる。

また、画像表示装置５５０においては、第１の導光板５５０ｄ、第２の導光板５５０ｄｆ及び第３の導光板５５０ｇのいずれの左右両側面にも、図示は省略するが上記多数の反射部が設けられている。この反射部により、各導光板上装飾基板に実装された各ＬＥＤによって上面及び下面から内部に照射された光が、左右両側面から外部に漏れるのを防止して第１の導光板５５０ｄ、第２の導光板５５０ｄｆ及び第３の導光板５５０ｇ自体の内側へ反射させることができ、装飾層の絵柄をより明るく発光装飾させることができると共に、絵柄の全体をより均一に発光装飾させることができる。

上述のように第１の導光板５５０ｄにおける導光板上装飾基板５５０ｄ１及び導光板下装飾基板５５０ｄ２は、図示は省略するが、夫々下面及び上面に、複数のＬＥＤが左右方向へ一列に実装されているとともに、第２の導光板５５０ｆ及び第３の導光板５５０ｇにおいても同様に複数のＬＥＤが設けられている。これら実装されている各ＬＥＤは、高輝度のカラーＬＥＤ又は、単色で有色（白色を除く）の高輝度ＬＥＤとされており、発光させることで、液晶パネル５５０ｅに表される絵柄を、虹色のように部分的に異なる色で全体を発光装飾させたり、赤色や青色等の単色で全体を発光装飾させたりすることができる。

上述の実施形態では、面発光源として導光板を用いて説明をしたが、面発光源として導光板以外のものとしてもよい。以上、実施形態について説明したが、以下に述べるような構成を追加的に採用することが可能である。

上述の実施例にあっては、液晶パネル５５０ｅのバックライトとしての第１の導光板５５０ｄにおける導光板上装飾基板５５０ｄ１及び導光板下装飾基板５５０ｄ２に一列に実装される複数のＬＥＤは、全てを一緒に発光させているが、その一部だけを部分発光させるようにしてもよい。これによると、部分的な発光による画像の見え方の違いを出せる。第２の導光板５５０ｆ及び第３の導光板５５０ｇにおける複数のＬＥＤついても同様である。

上述の実施例にあっては、第１の導光板５５０ｄ〜第３の導光板５５０ｇに対して、導光板上装飾基板５５０ｄ１〜導光板上装飾基板５５０ｇ１の３つの光源を設けているが、これに代えて、光源を１つとし、１つの光源に対して光路変更切替手段を配置し、光路変更切替手段により光源から出射される出射光の光路を変更することで、第１の導光板５５０ｄ〜第３の導光板５５０ｇのうちの１つに対し、選択的に入射させるようにしてもよい。このようにすると、ＬＥＤの数を減らすことができる。なお、導光板下装飾基板５５０ｄ２〜導光板下装飾基板５５０ｇ２についても同様である。

また、液晶パネル５５０ｅの前面側にタッチパネルを配置し、タッチパネルへのタッチ操作に応じて、第１の導光板５５０ｄ〜第３の導光板５５０ｇの各光源を切り換えて発光させるようにしてもよい。

これによると、タッチパネルへのタッチ操作が行われる度に、各導光板５５０ｄ〜５５０ｇの各発光領域５５０ｄ４〜５５０ｇ４に対応する液晶パネル５５０ｅに表示される部分的画像の位置が移動したり、部分的画像自体の中味（見える箇所）を変化させて見せることができ、液晶パネル５５０ｅにて画像を視認できる表示領域の形状や大きさを変えることができる。そのため、今までにない多様性のある画像表示を行うことができる。

１ 収納ケース
１０１ 底板
２ カバーケース
３ フレーム
３ａ 前室
３ｂ 後室
４ 液晶表示パネル
５ 液晶セル
６ 前位相差板
７ 前偏光板
８ 後位相差板
９ 後偏光板
１１ ドライバＬＳＩ
１２ フレキシブル配線基板
１３ 面状証明装置
１４ 導光板
１４１ 一端面
１４２ 前面
１４３ 後面
１５ 発光ダイオード（ＬＥＤ）
１６ 光反射シート
１７ フレキシブル配線基板
１８ 光拡散シート
１９ プリズムシート
２１ 背面パネル
２２ 駆動制御回路基板
２３ コネクタ
５１ 前ガラス基板
５２ 後ガラス基板
５２ａ 突出縁辺
５３ 液晶層
５４ ブラックマスク
５５ カラーフィルタ層
５５Ｒ カラーフィルタ（赤）
５５Ｇ カラーフィルタ（緑）
５５Ｂ カラーフィルタ（青）
５６ 共通電極
５７ 前水平配向膜
５８ 画素電極
５９ 薄膜トランジスタ
６０ 液晶分子
６１ 後水平配向膜
２０１ 天板
２０２ 表示窓
２２１ ＬＥＤドライバ回路
２２２ 制御演算部
２２３ メモリ
３０１ 側板
３０２ 仕切り棚
４７１ 制御基板
４７３ 表示制御基板
４７５ 電源基板
５５０ 画像表示装置
５５０ｃ フレーム
５５０ｄ 第１の導光板
５５０ｄ１ 導光板上装飾基板
５５０ｄ２ 導光板下装飾基板
５５０ｄ３ 非発光領域
５５０ｄ４ 発光領域（円形状）
５５０ｄ５ 基材
５５０ｄ６ ＬＥＤ
５５０ｆ 第２の導光板
５５０ｆ１ 導光板上装飾基板
５５０ｆ２ 導光板下装飾基板
５５０ｆ３ 非発光領域
５５０ｆ４ 発光領域（三角形状）
５５０ｆ５ 基材
５５０ｆ６ ＬＥＤ
５５０ｇ 第３の導光板
５５０ｇ１ 導光板上装飾基板
５５０ｇ２ 導光板下装飾基板
５５０ｇ３ 非発光領域
５５０ｇ４ 発光領域（矩形状）
５５０ｇ５ 基材
５５０ｇ６ ＬＥＤ
５５０ｅ 液晶パネル
５５０ｅ１ 取付部
５５０ｅ２ 取付部
５５０ｅ３ 液晶部
５５０ｅ４ 透明パネル
５５０ｐ１ プリズム構造領域
５５０ｓ スペーサ
５５０１ 裏蓋
Ａ〜Ｃ 液晶シャッタ

Claims (1)

1. 複数の面発光源と、
   前記複数の面発光源の１つもしくは複数をバックライトとして、画像表示可能な透過型の表示パネルと、
   を備え、
   各面発光源は、発光領域と非発光領域と、を備え、
   前記各面発光源が備える前記各発光領域は、正面視において、面発光源ごとに異なる形態とされており、
   いずれの面発光源に切り替える面発光源切替手段を備え、
   前記面発光源切替手段による面発光源の切り替えにより、前記透過型の表示パネルの表示形態を切り替える、
   ことを特徴とする画像表示装置。

Images