JP2021012287A - Display - Google Patents
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Abstract
Description
本開示の実施形態は、映像等を表示していない状態において背景を透過して観察可能な表示装置に関するものである。 The embodiment of the present disclosure relates to a display device capable of observing through the background in a state where an image or the like is not displayed.
従来から、マイクロLED(light emitting diode)とも呼ばれる非常に小型のLEDを光源として利用する表示装置が知られている。マイクロLED自体が非常に小型であることから、表示装置自体を透明又は半透明とすることが可能であることも知られている(例えば、特許文献1)。 Conventionally, a display device using a very small LED, which is also called a micro LED (light emitting diode), as a light source has been known. It is also known that the display device itself can be made transparent or translucent because the micro LED itself is very small (for example, Patent Document 1).
しかし、表示装置が透明又は半透明である場合には、背景の影響を受けることとなり、表示装置が表示する表示内容の品質が低下する場合があった。特に、背景が明るい場合には、表示される映像等のコントラストが著しく低下する場合があった。 However, when the display device is transparent or translucent, it is affected by the background, and the quality of the display content displayed by the display device may deteriorate. In particular, when the background is bright, the contrast of the displayed image or the like may be significantly lowered.
本開示の実施形態の課題は、背景を透過して観察可能であって、背景の影響を受けにくく表示される映像の品質が高い表示装置を提供することである。 An object of the embodiment of the present disclosure is to provide a display device which can be observed through the background and has high quality of the image displayed without being affected by the background.
本開示の実施形態は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本開示の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。 The embodiment of the present disclosure solves the above-mentioned problems by the following solution means. In addition, in order to facilitate understanding, the description will be given with reference numerals corresponding to the embodiments of the present disclosure, but the description is not limited thereto.
第1の開示の実施形態は、特定の波長領域の励起光を受光すると透過率が変化するフォトクロミック層(11)と、前記励起光を発光する複数の励起光源(20)と、表示内容に応じた発光を行う複数の表示光源(30)と、を備え、少なくとも前記フォトクロミック層(11)の透過率が高い状態において背景を透過して観察可能な表示装置(1、1B)である。 The first disclosed embodiment corresponds to a photochromic layer (11) whose transmittance changes when it receives excitation light in a specific wavelength region, a plurality of excitation light sources (20) that emit the excitation light, and display contents. It is a display device (1, 1B) that includes a plurality of display light sources (30) that emit light, and can be observed through the background at least in a state where the transmittance of the photochromic layer (11) is high.
第2の開示の実施形態は、第1の開示の実施形態に記載の表示装置(1、1B)において、前記フォトクロミック層(11)の前面側に配置され、前記励起光の少なくとも一部を遮蔽する第1遮蔽層(12)と、前記フォトクロミック層(11)の背面側に配置され、前記励起光の少なくとも一部を遮蔽する第2遮蔽層(13)と、を備える表示装置(1、1B)である。 The second disclosed embodiment is arranged on the front surface side of the photochromic layer (11) in the display devices (1, 1B) according to the first disclosed embodiment, and shields at least a part of the excitation light. Display devices (1, 1B) including a first shielding layer (12) and a second shielding layer (13) arranged on the back surface side of the photochromic layer (11) and shielding at least a part of the excitation light. ).
第3の開示の実施形態は、第1の開示の実施形態又は第2の開示の実施形態に記載の表示装置(1)において、前記励起光源(20)は、前記フォトクロミック層(11)側に向けて励起光を発光し、前記表示光源(30)は、前記フォトクロミック層(11)とは反対側に向けて表示光を発光する表示装置(1)である。 The third disclosure embodiment is the display device (1) according to the first disclosure embodiment or the second disclosure embodiment, in which the excitation light source (20) is located on the photochromic layer (11) side. The display light source (30) is a display device (1) that emits excitation light toward the opposite side of the photochromic layer (11).
第4の開示の実施形態は、第1の開示の実施形態又は第2の開示の実施形態に記載の表示装置(1B)において、前記励起光源(20)は、前記フォトクロミック層(11)とは反対側に向けて励起光を発光し、前記表示光源(30)は、前記フォトクロミック層(11)とは反対側に向けて表示光を発光し、前記励起光源(20)及び前記表示光源(30)が配置されている光源層の屈折率は、前記光源層よりも前面側に隣接して配置されている層よりも屈折率が高い表示装置(1B)である。 The fourth disclosure embodiment is the display device (1B) according to the first disclosure embodiment or the second disclosure embodiment, wherein the excitation light source (20) is the photochromic layer (11). The excitation light is emitted toward the opposite side, and the display light source (30) emits the display light toward the side opposite to the photochromic layer (11), and the excitation light source (20) and the display light source (30) are emitted. ) Is arranged in the light source layer, which is a display device (1B) having a higher refractive index than the layer arranged adjacent to the front side of the light source layer.
本開示の実施形態によれば、背景を透過して観察可能であって、背景の影響を受けにくく表示される映像の品質が高い表示装置を提供することができる。 According to the embodiment of the present disclosure, it is possible to provide a display device that can be observed through the background and has high quality of the image displayed without being affected by the background.
以下、本開示の実施形態を実施するための最良の形態について図面等を参照して説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the embodiment of the present disclosure will be described with reference to the drawings and the like.
(第1実施形態)
図1は、本開示の実施形態による表示装置1の第1実施形態を示す図である。なお、表示装置1は、シート状の形状をしており、図1は、シート面に垂直な方向から見た平面視を示している。また、図1中の励起光源20及び表示光源30R、30G、30Bには、UV、R、G、Bの文字を設けたが、これは理解を容易にするために示したものであり、実際にこれらの文字が表示されているものではない。
図2は、図1中の矢印A−Aの位置で表示装置1を切断した断面図である。
(First Embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of the display device 1 according to the embodiment of the present disclosure. The display device 1 has a sheet-like shape, and FIG. 1 shows a plan view seen from a direction perpendicular to the sheet surface. Further, the
FIG. 2 is a cross-sectional view of the display device 1 cut at the position of arrows AA in FIG.
なお、図1を含め、以下に示す各図は、模式的に示した図であり、各部の大きさ、形状は、理解を容易にするために、適宜誇張、又は、簡略化している。
本明細書中において、記載する各部材の寸法等の数値及び材料名等は、実施形態としての一例であり、これに限定されるものではなく、適宜選択して使用してよい。
本明細書中において、形状や幾何学的条件を特定する用語、例えば、平行や直交等の用語については、厳密に意味するところに加え、同様の機能を奏し、平行や直交と見なせる程度の誤差を有する状態も含むものとする。
本明細書中において、板、シート、フィルム等の言葉を使用しているが、これらは、一般的な使い方として、厚さの厚い順に、板、シート、フィルムの順で使用されており、本明細書中でもそれに倣って使用している。しかし、このような使い分けには、技術的な意味は無いので、これらの文言は、適宜置き換えることができるものとする。
本明細書中において、シート面とは、各シートにおいて、そのシート全体として見たときにおける、シートの平面方向となる面を示すものであるとする。なお、板面、フィルム面についても同様である。
It should be noted that each of the figures shown below, including FIG. 1, is a diagram schematically shown, and the size and shape of each part are appropriately exaggerated or simplified in order to facilitate understanding.
In the present specification, numerical values such as dimensions of each member and material names described are examples of embodiments, and the present invention is not limited to these, and may be appropriately selected and used.
In the present specification, terms that specify a shape or geometric condition, for example, terms such as parallel and orthogonal, have the same function in addition to their strict meanings, and have an error that can be regarded as parallel or orthogonal. It shall also include the state of having.
In this specification, the terms board, sheet, film, etc. are used, but as a general usage, they are used in the order of thickness, board, sheet, film, etc. It is used in the specification as well. However, since there is no technical meaning in such proper use, these words can be replaced as appropriate.
In the present specification, the sheet surface means a surface of each sheet that is in the plane direction of the sheet when viewed as a whole. The same applies to the plate surface and the film surface.
表示装置1は、光源層10と、フォトクロミック層11と、第1遮蔽層12と、第2遮蔽層13とを備えた板状、シート状、又は、フィルム状に構成されており、シート面に垂直な方向から見た形状(平面視の形状)が、四角形に構成されている。なお、本実施形態では、表示装置1の平面視の形状を四角形としたが、平面視の形状は、どのような形状としてもよい。表示装置1は、例えば、建築物の窓、乗物の窓等に取り付けられ、映像等を表示していない場合には、背景を透過して観察可能なように透明、又は、半透明である。
なお、以下の説明では、図1に示す側、すなわち、図2中の左側を前面と呼び、右側を背面と呼ぶものとし、映像等を表示する場合に観察者は、表示装置1の前面側から観察するものとする。
The display device 1 is formed in a plate-like, sheet-like, or film-like shape including a
In the following description, the side shown in FIG. 1, that is, the left side in FIG. 2 is referred to as the front surface, and the right side is referred to as the back surface. When displaying an image or the like, the observer is on the front side of the display device 1. It shall be observed from.
光源層10は、透明な樹脂によって形成されており、励起光源20と、表示光源30R、30G、30B(以下、これらをまとめて表示光源30とも呼ぶ)とを備えている。
The
励起光源20は、光源層10の前面側付近に設けられており、励起光となる紫外光をフォトクロミック層11へ向けて発光する。本実施形態の励起光源20は、紫外光を発光する点光源のLED光源である。励起光源20は、例えば、幅、長さ、高さがそれぞれ0.5μm〜50μmの、いわゆるマイクロLEDを用いることができる。
The
表示光源30(30R、30G、30B)は、光源層10の前面側付近に設けられており、映像等の表示に用いる可視光の表示光を前面側に向けて発光する。表示光源30Rは、赤色の表示光を発光し、表示光源30Gは、緑色の表示光を発光し、表示光源30Bは、青色の表示光を発光し、これらによってフルカラーの映像表示が可能である。本実施形態の表示光源30は、励起光源20と同様に、点光源のLED光源である。表示光源30は、例えば、幅、長さ、高さがそれぞれ0.5μm〜50μmの、いわゆるマイクロLEDを用いることができる。
The display light source 30 (30R, 30G, 30B) is provided near the front side of the
本実施形態では、図1に示すように励起光源20と表示光源30を近接して配置した光源グループを構成しており、この光源グループが表示装置の表示面にマトリックス状に配列されている。したがって、本実施形態では、励起光源20と、表示光源30Rと、表示光源30Gと、表示光源30Bとは、同数が配列されている。また、励起光源20及び表示光源30には、光源層10に設けられた不図示の透明配線が接続されている。
なお、励起光源20の数は、表示光源30と同数とする必要はなく、励起光源20の数を多くしてもよいし、励起光源20の数を少なくしてもよい。その場合、励起光源20を表示光源30の光源グループに含めずに配置するようにしてもよい。
In the present embodiment, as shown in FIG. 1, a light source group in which the
The number of
また、励起光源20は、紫外光を発光するLEDとし、表示光源30は、対応する各色の可視光を発光するLEDとして説明したが、これらのうちのいずれか、又は、全てについて、発光体とは別に配置した蛍光体を励起させることにより所望の波長の光を発光させる構成としてもよいし、カラーフィルター等を組み合わせて所望の波長の光を発光させる構成としてもよい。
Further, the
また、図2では、励起光源20と表示光源30との前後方向の位置(表示装置1の厚さ方向の位置)を同じ位置として示したが、例えば、表示光源30を前面側に配置し、励起光源20を背面側に配置するようにしてもよい。
Further, in FIG. 2, the positions of the
フォトクロミック層11は、特定の波長領域の励起光を受光すると透過率が変化する光応答性を備えた層である。本実施形態のフォトクロミック層11は、通常は可視光の透過率が高く可視光に対して略透明であり、紫外光を受光することによりグレー又は黒色に変色して可視光の透過率が低下した状態となる。また、紫外光を受光したフォトクロミック層11は、紫外光の受光が終了すると、徐々に可視光の透過率が上昇して透明な状態に戻る。
フォトクロミック層11は、フォトクロミック材料を含有する樹脂により構成されている。フォトクロミック材料としては、例えば、ジアリールエテン系化合物、スピロピラン系化合物、スピロペリミジン系化合物、フルギド系化合物、ヘキサアリールビイミダゾール系化合物、ナフトピラン系化合物等が挙げられるが、これらに限らず、従来公知のフォトクロミック材料を適宜利用することができる。
The
The
本実施形態のフォトクロミック層11は、紫外光により変色されていない状態の垂直に入射する可視光の最大透過率が430nm〜700nmで80%であり、紫外光によって最も濃く変色された状態の最小透過率が430nm〜700nmで20%である。
The
第1遮蔽層12は、フォトクロミック層11の前面側に配置され、励起光である紫外光の透過を遮蔽する層である。より具体的には、第1遮蔽層12は、紫外線吸収層として構成してもよいし、紫外線反射層として構成してもよい。第1遮蔽層12は、遮断する紫外光以外の帯域の光は透過する(透過率が十分に高い)ので、可視光に対しては略透明である。本実施形態では、第1遮蔽層12は、表示装置1の前面側の最表面に配置されている。
The
第2遮蔽層13は、フォトクロミック層11の背面側に配置され、励起光である紫外光の透過を遮蔽する層である。より具体的には、第2遮蔽層13は、紫外線吸収層として構成してもよいし、紫外線反射層として構成してもよい。第2遮蔽層13は、遮断する紫外光以外の帯域の光は透過する(透過率が十分に高い)ので、可視光に対しては略透明である。本実施形態では、第2遮蔽層13は、表示装置1の背面側の最表面に配置されている。
The
本実施形態では、第1遮蔽層12及び第2遮蔽層13は、同一の構成となっており、紫外線吸収層として構成されており、垂直に入射する280nm〜380nmの紫外光の90%以上を遮蔽(吸収)する。より好ましくは、第1遮蔽層12及び第2遮蔽層13は、垂直に入射する280nm〜380nmの紫外光の95%以上を遮蔽(吸収)するとよい。
In the present embodiment, the
第1遮蔽層12及び第2遮蔽層13によってフォトクロミック層11を挟んで構成されていることにより、表示装置1へ前面側及び背面側から到達する紫外光は、その殆どが第1遮蔽層12及び第2遮蔽層13によって遮蔽され、フォトクロミック層11へは到達しない。よって、フォトクロミック層11は、外来光によっては透過率の変化を生じない。
Since the
図2に示す状態では、励起光源20及び表示光源30のいずれも発光しておらず、背景光BLは、その多くが前面側へ通過することができ、前面側に居る観察者は、表示装置1を透過した背景を観察可能である。
In the state shown in FIG. 2, neither the
図3は、第1実施形態の表示装置1において励起光源20及び表示光源30を発光させた状態を説明する図である。なお、図3では、フォトクロミック層11が変色して透過率が低下した状態を、ドットを密に示すことによって表現している。
励起光源20が発光すると、励起光(紫外光)は、フォトクロミック層11へと到達して、フォトクロミック層11の透過率が低下する。フォトクロミック層11の透過率が低下すると、背景光BLは、その大部分が前面側へ到達することができない。
フォトクロミック層11の透過率の低下は、励起光源20が励起光を発光すると略同時に生じるので、透過率変化の応答速度が速い。また、上述したようにフォトクロミック層11は、最大透過率が80%であり、最小透過率が20%であるので、液晶等を用いる調光部材と比べて透過率のダイナミックレンジが高く、透過時と調光時(透過率の低下時)との差が大きい。
励起光源20が励起光を発光しフォトクロミック層11の透過率が低い状態であれば、表示光源30が発光する表示光は、背景光BLの影響を殆ど受けることがない。したがって、表示装置1は、背景光BLの影響を受けずにコントラストの高い高画質な表示を行うことができる。
また、表示装置1は、第1遮蔽層12及び第2遮蔽層13によってフォトクロミック層11を挟んで構成されている。よって、フォトクロミック層11は、外来光によって透過率の変化を生じない。また、励起光が表示装置1から出射されてしまうことも防止できる。
FIG. 3 is a diagram illustrating a state in which the
When the
Since the decrease in the transmittance of the
When the
Further, the display device 1 is configured such that the
(第2実施形態)
図4は、第2実施形態の表示装置1Bを図2と同様な断面で示した図である。
図5は、第2実施形態の表示装置1Bにおいて励起光源20及び表示光源30を発光させた状態を説明する図である。なお、図5においても、フォトクロミック層11が変色して透過率が低下した状態を、ドットを密に示すことによって表現している。
第2実施形態の表示装置1Bは、低屈折率層14を備える点と、励起光源20及び表示光源30の配置及び向き等が異なる他は、第1実施形態の表示装置1と同様である。よって、前述した第1実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
(Second Embodiment)
FIG. 4 is a diagram showing the
FIG. 5 is a diagram illustrating a state in which the
The
第2実施形態の励起光源20及び表示光源30は、光源層10の背面側に寄せて配置されている点が第1実施形態の場合と異なっており、励起光源20及び表示光源30と光源層10の前面側との間には適度な距離が保たれている。また、第2実施形態の励起光源20及び表示光源30の双方が、前面に向けて、すなわちフォトクロミック層11とは反対側に向けて励起光及び表示光を発光する点で、第1実施形態の場合と異なっている。
The
低屈折率層14は、光源層10の前面側に隣接して配置され、光源層10よりも屈折率が低い。低屈折率層14は、可視光の透過率が高い材料を用いて形成することが望ましい。
低屈折率層14を設けたことにより、低屈折率層14と光源層10との界面において、臨界角よりも大きな角度でこれらの界面に到達する励起光源20からの励起光が全反射される。これにより、フォトクロミック層11に向かう方向へと励起光が向かうことができる。
また、光源層10とフォトクロミック層11との界面で全反射が生じないようにするために、光源層10の屈折率よりもフォトクロミック層11の屈折率を高くすることが望ましい。
The low
By providing the low
Further, in order to prevent total reflection from occurring at the interface between the
第2実施形態の表示装置1Bによれば、励起光源20及び表示光源30の光を発光する向きが前面側に揃うので、励起光源20及び表示光源30に対する配線の構成を簡単にすることができる。
According to the
(変形形態)
以上説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本開示の実施形態の範囲内である。
(Transformed form)
Not limited to the embodiments described above, various modifications and changes are possible, which are also within the scope of the embodiments of the present disclosure.
(1)各実施形態において、励起光源20及び表示光源30は、マイクロLEDを用いる例を挙げて説明した。これに限らず、例えば、画面のサイズが非常に大きな場合には、マイクロLEDよりも大きなLEDを用いてもよいし、LED以外の発光体を用いてもよい。
(1) In each embodiment, the
(2)各実施形態において、表示装置1、1Bの層構成を例示したが、これらの層構成は適宜変更してもよい。例えば、調光部材の剛性を高めるための支持板をさらに積層してもよいし、印刷層や各種光学機能層等、他の層を積層してもよい。
(2) Although the layer configurations of the
(3)各実施形態において、励起光として紫外光を利用するフォトクロミック層を例に挙げて説明した。これに限らず、励起光によって透過率が変化するフォトクロミック層であれば、本開示の実施形態の調光装置に適用することができる。 (3) In each embodiment, a photochromic layer that uses ultraviolet light as excitation light has been described as an example. Not limited to this, any photochromic layer whose transmittance changes depending on the excitation light can be applied to the dimming device of the embodiment of the present disclosure.
なお、各実施形態及び変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。また、本開示の実施形態は以上説明した各実施形態によって限定されることはない。 Although each embodiment and modified form can be used in combination as appropriate, detailed description thereof will be omitted. Further, the embodiments of the present disclosure are not limited to the embodiments described above.
1、1B 表示装置
10 光源層
11 フォトクロミック層
12 第1遮蔽層
13 第2遮蔽層
14 低屈折率層
20 励起光源
30 表示光源
30B 表示光源(青色)
30G 表示光源(緑色)
30R 表示光源(赤色)
BL 背景光
1,
30G display light source (green)
30R display light source (red)
BL background light
Claims (4)
前記励起光を発光する複数の励起光源と、
表示内容に応じた発光を行う複数の表示光源と、
を備え、
少なくとも前記フォトクロミック層の透過率が高い状態において背景を透過して観察可能な表示装置。 A photochromic layer whose transmittance changes when it receives excitation light in a specific wavelength region,
A plurality of excitation light sources that emit the excitation light,
Multiple display light sources that emit light according to the display content,
With
A display device capable of observing through the background at least in a state where the transmittance of the photochromic layer is high.
前記フォトクロミック層の前面側に配置され、前記励起光の少なくとも一部を遮蔽する第1遮蔽層と、
前記フォトクロミック層の背面側に配置され、前記励起光の少なくとも一部を遮蔽する第2遮蔽層と、
を備える表示装置。 In the display device according to claim 1,
A first shielding layer arranged on the front surface side of the photochromic layer and shielding at least a part of the excitation light,
A second shielding layer arranged on the back surface side of the photochromic layer and shielding at least a part of the excitation light, and
A display device comprising.
前記励起光源は、前記フォトクロミック層側に向けて励起光を発光し、
前記表示光源は、前記フォトクロミック層とは反対側に向けて表示光を発光する表示装置。 In the display device according to claim 1 or 2.
The excitation light source emits excitation light toward the photochromic layer side.
The display light source is a display device that emits display light toward the side opposite to the photochromic layer.
前記励起光源は、前記フォトクロミック層とは反対側に向けて励起光を発光し、
前記表示光源は、前記フォトクロミック層とは反対側に向けて表示光を発光し、
前記励起光源及び前記表示光源が配置されている光源層の屈折率は、前記光源層よりも前面側に隣接して配置されている層よりも屈折率が高い表示装置。 In the display device according to claim 1 or 2.
The excitation light source emits excitation light toward the side opposite to the photochromic layer.
The display light source emits display light toward the side opposite to the photochromic layer.
A display device in which the refractive index of the light source layer in which the excitation light source and the display light source are arranged is higher than that of the layer arranged adjacent to the front surface side of the light source layer.
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