JP2019211631A - 表示装置 - Google Patents

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Yuzuki Mori
柚樹 森
誠也 村瀬
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誠也 村瀬
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Abstract

【課題】組み付け精度に関わらず、情報の表示精度を確保できる表示装置を提供する。【解決手段】光を発する発光部40、50と、発光部40、50からの光を円偏光させる光源側偏光部と、光源側偏光部にて円偏光された光を直線偏光へと変換して通過させる偏光変換部120と、偏光変換部120にて変換された直線偏光の通過を遮断する遮断部21、31と、発光部40、50からの光が透過することで情報を提示する情報提示部22、32とを有した表示部10と、を備えて表示装置を構成する。【選択図】図3

Description

本発明は、表示装置に関する。
従来の技術として、隔壁で仕切られたケースに配置され、光を発光する2つの光源と、各光源からの光の各々を互いに直交する偏光方向の光として通過する2つの光源側偏光板と、各光源側偏光板を通過した光の各々の偏光方向を有する偏光板にて形成され、提示する情報として模様を形成する情報呈示板とを備え、発光する光を切り替えることで提示する情報を切り替える表示切替装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
実公昭61−25002号公報
しかし、特許文献1の表示切替装置においては、光源側偏光板の偏光軸と情報提示部側の偏光板の偏光軸との間にずれが生じると、提示される情報の表示精度が低下する。すなわち、光源側偏光板の偏光軸と情報提示部の偏光板の偏光軸を正確に合わせる必要があり、高い組み付け精度が要求されるという問題があった。
したがって、本発明の目的は、組み付け精度に関わらず、情報の表示精度を確保できる表示装置を提供することにある。
[1]上記目的を達成するため、光を発する発光部と、前記発光部からの光を円偏光させる光源側偏光部と、前記光源側偏光部にて円偏光された光を直線偏光へと変換して通過させる偏光変換部と、前記偏光変換部にて変換された直線偏光の通過を遮断する遮断部と、前記発光部からの光が透過することで情報を提示する情報提示部とを有した表示部と、を備えた、表示装置を提供する。
[2]前記光源側偏光部は、前記第1の方向を偏光軸の方向とした直線偏光を透過する第1光源側偏光板と、前記第1の方向とは異なる方向である第2の方向を偏光軸の方向とした直線偏光を透過する第2光源側偏光板と、前記直線偏光を円偏光へと変換する光源側位相差板と、を有し、前記表示部は、前記第1の方向を偏光軸の方向とした直線偏光の透過を遮断する第1遮断部と、第1の情報を提示する第1情報提示部とを有した第1表示側偏光板と、前記第2の方向を偏光軸の方向とした直線偏光の透過を遮断する第2遮断部と、第2の情報を提示する第2情報提示部とを有した第2表示側偏光板と、を有する、上記[1]に記載の表示装置であってもよい。
[3]また、前記第1の方向と前記第2の方向とは、直交する、上記[2]に記載の表示装置であってもよい。
[4]また、前記偏光変換部、及び前記光源側位相差板は、直線偏光成分の位相差をλ/4付与する位相差板である、上記[2]又は[3]に記載の表示装置であってもよい。
[5]また、前記発光部は、前記第1光源側偏光板に向けて光を発する第1発光部と、前記第2光源側偏光板に向けて光を発する第2発光部と、を有し、前記第1発光部及び前記第2発光部の点灯、消灯を切り替える制御部を備える、上記[2]から[4]のいずれか1に記載の表示装置であってもよい。
[6]また、前記第1情報提示部と前記第2情報提示部は、前記第1情報提示部と前記第2情報提示部との一部分が重複するように設けられている、上記[2]から[5]のいずれか1に記載の表示装置であってもよい。
[7]また、前記表示部の情報提示側に、光を拡散する拡散部を備える、上記[1]から[6]のいずれか1に記載の表示装置であってもよい。
本発明の表示装置によれば、組み付け精度に関わらず、情報の表示精度を確保できる。
図1(a)は、本発明の実施の形態に係る表示装置の上平面図であり、図1(b)は、図1(a)のA−A断面を示す断面図である。 図2(a)は、本発明の実施の形態における第1情報提示部の上平面図、図2(b)は、図2(a)の断面図、図2(c)は、第2情報提示部の上平面図、図2(d)は、図2(c)の断面図である。 図3は、本発明の実施の形態に係る表示装置の表示部、光源部、表示部と光源部の間における偏光状態を示す図である。 図4(a)は、第1発光部を発光させた場合に第1表示マーク部が表示される状態を示す上平面図であり、図4(b)は、第1発光部から照射した光の経路を示す断面図である。 図5(a)は、第2発光部を発光させた場合に第2表示マーク部が表示される状態を示す上平面図であり、図5(b)は、第2発光部から照射した光の経路を示す断面図である。
(本発明の実施の形態)
本発明の実施の形態に係る表示装置1は、光を発する発光部40、50と、発光部40、50からの光を円偏光させる光源側偏光部と、光源側偏光部にて円偏光された光を直線偏光へと変換して通過させる偏光変換部120と、偏光変換部120にて変換された直線偏光の通過を遮断する遮断部21、31と、発光部40、50からの光が透過することで情報を提示する情報提示部22、32とを有した表示部10と、を備えて構成されている。
具体的な構成として、表示部10は、第1の方向24を偏光軸の方向とした直線偏光成分を透過する第1遮断部21と、第1の情報を提示する第1情報提示部22とを有した第1表示側偏光板20と、第1の方向24とは異なる第2の方向34を偏光軸の方向とした直線偏光成分を透過する第2遮断部31と、第2の情報を提示する第2情報提示部32とを有した第2表示側偏光板30と、を備えている。図1(b)に示すように、偏光変換部120を表示部10に一体化してもよい。
また、光源側偏光部は、第1の方向24を偏光軸の方向とした直線偏光成分を透過する第1光源側偏光板45と、第1光源側偏光板45を透過した直線偏光成分の偏光方向を偏光させる第1光源側位相差板110と、第2の方向34を偏光軸の方向とした直線偏光成分を透過する第2光源側偏光板55と、第2光源側偏光板55を透過した直線偏光成分の偏光方向を偏光させる第2光源側位相差板115と、を備え、発光部は、第1光源側偏光板45に光を照射する第1発光部40と、第2光源側偏光板55に光を照射する第2発光部50と、を備えて構成されている。
(表示部10)
表示部10は、図1(a)、(b)に示すように、押圧操作が行われるノブ部11と、ノブ部11に装着される拡散板15、第1表示側偏光板20、第2表示側偏光板30、及びこれらを収容する凹部である収容部12を備えている。ノブ部11は、例えば、樹脂で形成され、スモーク仕様とされている。また、拡散板15は、表示部10の情報提示側に、光を拡散する拡散部として機能する。
表示部10は、図1(a)、(b)に示すように、操作(押圧操作)する側から見ると、その表示面13は、押圧操作するための表示面である。また、本実施の形態に係る表示装置をスイッチ等に適用する場合には、スイッチ等の情報を提示あるいは表示するための表示面となる。
表示面13には、図1(a)に示すように、表示領域がいくつかの領域に区分されて、マーク、文字等の図形が提示、表示される。以下では、マーク、文字等の図形の提示の一形態として、マーク、文字等の図形の表示として説明する。
表示面13に表示されるマーク、文字等の図形は、後述する第1表示側偏光板20、第2表示側偏光板30に形成されたそれぞれの偏光部と透過部との組み合わせにより、後述する第1発光部40と第2発光部50の発光切り替え制御に基づいて、表示される。なお、この表示は、上記した拡散板15を通して表示されることにより均一な光で照明表示されるが、拡散板15のない構成であってもよい。また、ノブ部11は、スモーク仕様とされているので、第1発光部40等により照明表示されていないときは、ブラックアウトした状態である。
図1(a)に示すように、共通部101は、第1発光部40と第2発光部50の両方の光を透過して表示する領域、すなわち、後述する偏光部の各々における偏光方向が解除され、提示すべき情報が現された提示部である。この共通部101は、第1表示側偏光板20と第2表示側偏光板30の一部分が重複するように設けられており、第1発光部40の発光による表示と第2発光部50の発光による表示において、共通に表示される領域である。
第1領域102は、第1発光部40からの光のみが透過し、第2発光部50からの光は透過しない領域、すなわち、対応する偏光方向を有した偏光部である。図1(a)において、横方向のハッチングで示す領域である。また、第2領域103は、第2発光部50からの光のみが透過し、第1発光部40からの光は透過しない領域、すなわち、対応する偏光方向を有した偏光部である。図1(a)において、縦方向のハッチングで示す領域である。また、非表示領域104は、第1発光部40及び第2発光部50のどちらからの光も透過しない領域である。図1(a)において、縦横方向のクロスハッチングで示す領域である。なお、さらに外側の枠部105も非表示領域である。
表示面13には、上記示した共通部101、第1領域102、第2領域103、及び非表示領域104の組み合わせにより形成される所定のマーク、文字等の図形が表示される。なお、光の透過、不透過は、所定のマーク、文字等の図形が表示される程度であればよく、透過率が100%、不透過率が100%である必要はない。また、枠部105は、第1表示側偏光板20又は第2表示側偏光板30の対応する領域に例えば黒塗装等により不透過領域が形成されていてもよい。
図1(b)に示すように、表示部10は、表示部10の下部がホルダ60に一体的に固定されている。
ホルダ60は、例えば、筒状に形成されている。ホルダ60の外周部61は、筒状のケース70の内周部71とスライド可能に嵌合している。ホルダ60の筒状の内部は、第1発光部40からの光、第2発光部50からの光が通過できるように空間部が形成されている。表示部10が固定されたホルダ60は、図1(a)、(b)に示す搭載軸CLを基準にして、ケース70、すなわち、光源側偏光部、発光部に対して組み付けられる。
(第1表示側偏光板20)
第1表示側偏光板20は、板状の偏光板で形成され、提示フィルタとして機能する。この第1表示側偏光板20は、例えば、偏光機能を有する偏光層の上下をそれぞれ保護する保護フイルムで挟んだ偏光板である。偏光層は、例えば、PVA(ポリビニルアルコール)層を形成し、ヨウ素色素を吸着させてホウ酸架橋を行なう。乾燥、安定後に、PVA層を延伸してヨウ素色素を配向させて偏光性を発現させる。
上記したヨウ素色素は、第1の偏光方向24と直交する吸収軸34の方向に延伸されている。この吸収軸34に平行な偏光成分を持つ光は反射又は吸収されてPVA層を透過しない。一方、吸収軸34に垂直な偏光成分を持つ光、すなわち、第1の偏光方向24の光は透過する。
図2(a)に示すように、第1表示側偏光板20は、色素を延伸させて偏光機能を有する第1の偏光方向24を備える。この第1の偏光方向24は透過軸であって、色素の延伸方向と直交する。この第1の偏光方向24と同じ方向に直線偏光された光は、透過する。また、この第1の偏光方向24と直交する方向は図示する吸収軸34であって、この方向に直線偏光された光は、吸収されて透過しない。
ここで、図2(a)に示す第1情報提示部22は、PVA層のヨウ素色素をレーザ照射等により昇華させて消失させている領域である。これにより、第1情報提示部22は、偏光機能を有さず、偏光状態によらずに光を透過させることができる。
第1表示側偏光板20は、図2(a)、(b)に示すように、第1の偏光方向24に偏光された直線偏光の光を透過する第1遮断部21と、偏光状態によらずに光を透過させる第1情報提示部22の領域を有して構成されている。したがって、第1表示側偏光板20は、提示フィルタとして機能する。この第1遮断部21と第1情報提示部22の形状は、後述する第2表示側偏光板30との組み合わせにより、所定のマーク、文字等の図形を表示することができる。本実施の形態では、第1表示側偏光板20の表示は、図2(a)に示すように、×マークである。
(第2表示側偏光板30)
第2表示側偏光板30も、第1表示側偏光板20と同様の構成により、板状の偏光板で形成され、提示フィルタとして機能する。第2表示側偏光板30は、表示部10において第1表示側偏光板20と一部分が重複するように設けられ、第1の偏光方向24とは異なる第2の偏光方向34を有する光が照射されるように構成されている。ここで、第1の偏光方向24と第2の偏光方向34は、直交する。
第2表示側偏光板30は、図2(c)、(d)に示すように、第2の偏光方向34に偏光された直線偏光の光が透過する第2遮断部31と、偏光状態によらずに光を透過させる第2情報提示部32の領域を有して構成されている。したがって、第2表示側偏光板30は、提示フィルタとして機能する。この第2遮断部31と第2情報提示部32の形状は、上記した第1表示側偏光板20との組み合わせにより、所定のマーク、文字等の図形を表示することができる。本実施の形態では、第2表示側偏光板30の表示は、図2(c)に示すように、○マークである。
(偏光変換部120)
図1(b)に示すように、表示部10において、第1の偏光LA2及び第2の偏光LB2が入射する入射側には、偏光変換部として、直線偏光成分の位相差をλ/4付与する位相差層が配置されている。具体的には、偏光変換部は、直線偏光成分の位相差をλ/4付与する位相差板(1/4位相差板)である。
1/4位相差板(1/4波長板)は、入射光の電界振動方向(偏光面)にπ/2(=λ/4)の位相差を与える。入射光の偏光面が波長板の高速軸(或いは低速軸)に対して45°の方位角で入射した時に、直線偏光を円偏光の状態に変えることができる。また可逆的に、円偏光を直線偏光の状態に変えることもできる。
本実施の形態では、図3に示すように、第1の偏光LA2(円偏光)を直線偏光LA3、第2の偏光LB2(円偏光)を直線偏光LB3に変換する。
(第1発光部)
第1発光部40は、例えば、LED光が使用できる。本実施の形態では、第1発光部40としてLED光源を使用し、出射部に第1光源側偏光板45を配置している。
図1(b)に示すように、第1発光部40の出射部側には、第1光源側偏光板45が配置されている。この第1光源側偏光板45は、第1発光部40から出射される光のうち、第1の偏光方向24の光だけを透過させる。これにより、第1発光部40から出射した光は、図3に示すように、第1の偏光方向24に偏光した直線偏光の光LA1となっている。
(第2発光部)
第2発光部50も同様に、LED光が使用でき、本実施の形態では、第2発光部50としてLED光源を使用し、出射部に第2光源側偏光板55を配置している。
図1(b)に示すように、第2発光部50の出射部側には、第2光源側偏光板55が配置されている。この第2光源側偏光板55は、第2発光部50から出射される光のうち、第2の偏光方向34の光だけを透過させる。これにより、第2発光部50から出射した光は、図3に示すように、第2の偏光方向34に偏光した直線偏光の光LB1となっている。
図3に示すように、直線偏光の光LA1と直線偏光の光LB1とは直交する。
(第1光源側位相差板110)
図1(b)、図3に示すように、第1光源側偏光板45を透過した直線偏光成分の偏光LA1を円偏光させる第1光源側位相差板110が、第1光源側偏光板45の出射側に配置されている。この第1光源側位相差板110により、直線偏光LA1は、図3に示すように、円偏光LA2に変換される。
(第2光源側位相差板115)
同様に、図1(b)、図3に示すように、第2光源側偏光板55を透過した直線偏光成分の偏光LB1を円偏光させる第2光源側位相差板115が、第2光源側偏光板55の出射側に配置されている。この第2光源側位相差板115により、直線偏光LB1は、図3に示すように、円偏光LB2に変換される。
第1光源側位相差板110、第2光源側位相差板115は、直線偏光成分の位相差をλ/4付与する位相差層であり、例えば、1/4位相差板、1/4位相差フイルム等である。
1/4位相差板(1/4波長板)は、入射光の電界振動方向(偏光面)にπ/2(=λ/4)の位相差を与える。入射光の偏光面が波長板の高速軸(或いは低速軸)に対して45°の方位角で入射した時に、直線偏光を円偏光の状態に変えることができる。また可逆的に、円偏光を直線偏光の状態に変えることもできる。
上記示した本実施の形態に係る表示装置の表示部、光源部、表示部と光源部の間における偏光状態を示すと、図3のようになる。
第1発光部40から出射された光は、第1光源側偏光板45により、第1の偏光方向24に偏光した直線偏光の光LA1となる。この直線偏光LA1は、第1光源側位相差板110により円偏光LA2に変換される。円偏光LA2は、偏光変換部120により直線偏光LA3に変換される。この直線偏光LA3は、図3に示すように、第2の偏光方向34に偏光した直線偏光の光である。
一方、第2発光部50から出射された光は、第2光源側偏光板55により、第2の偏光方向34に偏光した直線偏光の光LB1となる。この直線偏光LB1は、第2光源側位相差板115により円偏光LB2に変換される。円偏光LB2は、偏光変換部120により直線偏光LB3に変換される。この直線偏光LB3は、図3に示すように、第1の偏光方向24に偏光した直線偏光の光である。
上記説明したように、光源側偏光部と表示側機構(偏光部と表示部とを含む構成)との間を、円偏光された光LA2、LB2で伝達するため、光源側機構と表示側機構との組み付けに、高い精度を要求されない。
すなわち、図1(b)で示す、ケース70の搭載軸CLに対しての表示部10(第1表示側偏光板20、第2表示側偏光板30、偏光変換部120)の軸ずれ、回転ずれ等の組み付け精度、また、ケース70の搭載軸CLに対しての基板95(第1発光部40、第2発光部50、第1光源側偏光板45、第2光源側偏光板55、第1光源側位相差板110、第2光源側位相差板115)の軸ずれ、回転ずれ等の組み付け精度は、高い精度を要求されない。
(第1表示マーク部の表示)
第1発光部40を発光させると、第1発光部40から第1光源側偏光板45を通して第1の偏光方向24に偏光方向を有する光が出射される。この光は、上記説明した所定の光として、第1表示側偏光板20及び第2表示側偏光板30に照射される。この所定の光は、図3で示す第2の偏光方向34に偏光方向を有する直線偏光の光LA3である。この直線偏光の光LA3は、第1表示側偏光板20の第1情報提示部22、及び、第2表示側偏光板30の全領域を透過する。したがって、図1(a)、図4(a)で示した共通部101と第1領域102を合わせた第1表示マーク部25が表示される。第1表示マーク部25以外の領域は、図1(a)、図4(a)で示した第2領域103と非表示領域104と枠部105を合わせた第1非表示マーク部26として表示されない、すなわち、ブラックアウトの状態となる。
(第2表示マーク部の表示)
第2発光部50を発光させると、第2発光部50から第2光源側偏光板55を通して第2の偏光方向34に偏光方向を有する光が出射される。この光は、上記説明した所定の光として、第1表示側偏光板20及び第2表示側偏光板30に照射される。この所定の光は、図3で示す第1の偏光方向24に偏光方向を有する直線偏光の光LB3である。この直線偏光の光LB3は、第1表示側偏光板20の全領域、及び、第2表示側偏光板20の第2情報提示部32を透過する。したがって、図1(a)、図5(a)で示した共通部101と第2領域103を合わせた第2表示マーク部35が表示される。第2表示マーク部35以外の領域は、図1(a)、図5(a)で示した第1領域102と非表示領域104と枠部105を合わせた第2非表示マーク部36として表示されない、すなわち、ブラックアウトの状態となる。
(実施の形態の効果)
本発明の実施の形態によれば、以下のような効果を有する。
(1)本実施の形態に係る表示装置1は、光を発する発光部40、50と、発光部40、50からの光を円偏光させる光源側偏光部と、光源側偏光部にて円偏光された光を直線偏光へと変換して通過させる偏光変換部120と、偏光変換部120にて変換された直線偏光の通過を遮断する遮断部21、31と、発光部40、50からの光が透過することで情報を提示する情報提示部22、32とを有した表示部10と、を備えて構成されている。本実施の形態では、図3で説明したように、光源側偏光部と表示側機構(偏光部と表示部とを含む構成)との間を、円偏光された光LA2、LB2で伝達するため、光源側機構と表示側機構との組み付けに、高い精度を要求されない。これにより、組み付け精度に関わらず、光漏れや輝度減衰を少なくできる。更には、実施形態における表示装置1によれば、組付け精度に関わらず、情報の表示精度を確保できる。
(2)光源側位相差板110、115は透過光を円偏光し、表示側機構側では、入射する円偏光された光の回転方向に応じて遮光、透過するため、光源側機構と表示側機構の搭載軸CLがずれても光漏れや輝度減衰が少ない。従って軸ずれの許容範囲が大きくなり、組み付けコストが低減される効果を有する。
以上、本発明のいくつかの実施の形態及び変形例を説明したが、これらの実施の形態及び変形例は、一例に過ぎず、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、これら新規な実施の形態及び変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更等を行うことができる。また、これら実施の形態及び変形例の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない。さらに、これら実施の形態及び変形例は、発明の範囲及び要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
1…表示装置、10…表示部、11…ノブ部、12…収容部、13…表示面、15…拡散板、20…第1表示側偏光板、21…第1遮断部、22…第1情報提示部、24…第1の偏光方向、25…第1表示マーク部、26…第1非表示マーク部、30…第2表示側偏光板、31…第2遮断部、32…第2情報提示部、34…第2の偏光方向、35…第2表示マーク部、36…第2非表示マーク部、40…第1発光部、45…第1光源側偏光板、50…第2発光部、55…第2光源側偏光板、60…ホルダ、61…外周部、70…ケース、71…内周部、95…基板、101…共通部、102…第1領域、103…第2領域、104…非表示領域、105…枠部、110…第1光源側位相差板、115…第2光源側位相差板、120…偏光変換部、CL…搭載軸

Claims (7)

  1. 光を発する発光部と、
    前記発光部からの光を円偏光させる光源側偏光部と、
    前記光源側偏光部にて円偏光された光を直線偏光へと変換して通過させる偏光変換部と、
    前記偏光変換部にて変換された直線偏光の通過を遮断する遮断部と、前記発光部からの光が透過することで情報を提示する情報提示部とを有した表示部と、
    を備えた、表示装置。
  2. 前記光源側偏光部は、
    前記第1の方向を偏光軸の方向とした直線偏光を透過する第1光源側偏光板と、
    前記第1の方向とは異なる方向である第2の方向を偏光軸の方向とした直線偏光を透過する第2光源側偏光板と、
    前記直線偏光を円偏光へと変換する光源側位相差板と、を有し、
    前記表示部は、
    前記第1の方向を偏光軸の方向とした直線偏光の透過を遮断する第1遮断部と、第1の情報を提示する第1情報提示部とを有した第1表示側偏光板と、
    前記第2の方向を偏光軸の方向とした直線偏光の透過を遮断する第2遮断部と、第2の情報を提示する第2情報提示部とを有した第2表示側偏光板と、を有する
    請求項1に記載の表示装置。
  3. 前記第1の方向と前記第2の方向とは、直交する、請求項2に記載の表示装置。
  4. 前記偏光変換部、及び前記光源側位相差板は、直線偏光成分の位相差をλ/4付与する位相差板である、請求項2又は3に記載の表示装置。
  5. 前記発光部は、前記第1光源側偏光板に向けて光を発する第1発光部と、前記第2光源側偏光板に向けて光を発する第2発光部と、を有し、
    前記第1発光部及び前記第2発光部の点灯、消灯を切り替える制御部を備える、請求項2から請求項4のいずれか1項に記載の表示装置。
  6. 前記第1情報提示部と前記第2情報提示部は、前記第1情報提示部と前記第2情報提示部との一部分が重複するように設けられている、請求項2から請求項5のいずれか1項に記載の表示装置。
  7. 前記表示部の情報提示側に、光を拡散する拡散部を備える、請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の表示装置。
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