JP2021037847A - 表示システム - Google Patents
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Abstract
【課題】可撓性のある表示部を有する表示装置が透明部材を備える移動体に搭載されてなる表示システムにおいて、透明部材への映像の映り込みを抑制する。【解決手段】可撓性のある表示部11を有する表示装置1と、移動体の透明部材に重ねて配置される可視光吸収部2と、を備える表示システムにおいて、透明部材の表示部11側の一面のうち最も曲率が大きい曲面形状とされた状態の表示部11からの光が投射される領域を覆うように可視光吸収部2を配置する。これにより、曲面形状とされた表示部11からの映像光の一部が透明部材に投射されても、可視光吸収部2により吸収されるため、透明部材への映像の映り込みが抑制される。【選択図】図1
Description
本発明は、各種映像を表示する表示装置と、表示部からの光が意図しない箇所に映ることを抑制する光吸収体とを備える表示システムに関する。
各種映像を表示する表示装置が自動車等の移動体に搭載された場合、表示装置が発する光の一部がサイドウィンドウ等の透明部材の意図しない箇所で反射し、乗員の視界を阻害することがある。例えば、サイドウィンドウで表示装置からの光の一部が反射した場合、表示装置で表示された映像がサイドウィンドウに映る窓映りが生じ、乗員がドアミラーを視認する際の妨げとなり得る。このような窓映りを抑制する手段としては、例えば、特許文献1に記載の偏光フィルムを用いたサイドウィンドウ構造とすることが挙げられる。
このサイドウィンドウ構造によれば、車室内の表示装置からの光がサイドウィンドウのうち車両外側の面で反射したとしても、サイドウィンドウに配置された偏光フィルムにより反射率の高いS偏光成分の光がカットされる。そのため、窓映りが抑制され、乗員の視界を確保できる。
表示部が平面形状のまま維持される場合には、表示部の搭載位置から窓映りが生じる箇所を予測しやすく、窓映りが生じると考えられる位置に偏光フィルムを配置することで、乗員の視界を確保できる。
さて、近年、映像を表示する表示部が曲面形状とされることが可能な表示装置が提案されている。この種の表示装置としては、例えば、可撓性を有する基板にOLED(有機発光ダイオード)およびその駆動用のTFT(薄膜トランジスタ)が形成されたOLEDディスプレイが挙げられる。
OLEDで生じる光は、拡散光であるため、表示部が曲面形状とされた場合、様々な曲面形状で複数の方向に拡散する。そのため、表示部が任意の曲面形状とされ得る場合には、窓映りが生じ得る箇所を予測しにくく、表示部の曲面形状によっては、偏光フィルムによる窓映りを抑制できない事態が生じ得る。
また、例えば、表示部の近傍にルーバーフィルムを設け、表示部からサイドウィンドウやウィンドシールドに向かう光を遮光することも考えられる。しかしながら、表示部が所定以上の曲率とされた曲面形状とされる場合、ルーバーフィルムをその形状に追従させることが難しい。
本発明は、上記の点に鑑み、移動体に搭載されるものであって、映像を表示する表示部が曲面形状とされた場合において、表示部からの光が移動体の透明部材の意図しない部分に映ることを抑制できる表示システムを提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、請求項1に記載の表示システムは、透明部材(V2、V3)を備える移動体(V)に表示部(11)が搭載され、透明部材に表示部に表示される映像が映り込むことを抑制する表示システムであって、表示部を有する表示装置(1)と、透明部材に重ねて配置される可視光吸収部(2)と、を備え、表示部は、可撓性を有すると共に、透明部材とは異なる位置に配置されており、可視光吸収部は、透明部材の表示部側の一面のうち最も曲率が大きい曲面形状とされた状態の表示部からの光が投射される部分を覆っている。
これにより、曲げられる表示部を有し、移動体の透明部材の表示部側の一面うち表示部が最大の曲率の曲面形状とされたときに表示部からの光が投射される部分を可視光吸収部が覆う構成の表示システムとなる。そのため、表示部が曲面形状とされた場合であっても、表示部から透明部材に向かう光を可視光吸収部が吸収し、当該光の透明部材での反射量を低減でき、表示部の映像が透明部材に映ることが抑制される。
なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。
(実施形態)
実施形態に係る表示システムについて、図1〜図5を参照して説明する。
実施形態に係る表示システムについて、図1〜図5を参照して説明する。
以下、説明の便宜上、図1に示すように、「上」、「下」、「左」、「右」、「前」、「後」の各方向を矢印で示している。具体的には、鉛直方向を「下」と称し、その反対方向を「上」と称し、車両Vの車幅方向、すなわち図1の紙面左右方向における左方向を「左」と称し、同右方向を「右」と称する。また、車両全長方向、すなわち上下左右のなす平面に直交する方向において、図示しないリアウィンドウからウィンドシールドV2に向かう方向を「前」と称し、その反対方向を「後」と称する。
(構成)
実施形態に係る表示システムは、例えば図1に示すように、自動車等の移動体に搭載されると共に、表示装置1および可視光吸収部2を有する。本明細書では、本表示システムが自動車である車両Vに搭載された一例を代表例として説明するが、本表示システムは、車両V以外の移動体にも搭載可能である。本表示システムは、車両Vの透明部材、例えばウィンドシールドV2に可視光吸収部2が配置されており、表示装置1のうち映像が表示される表示部11の光により、車両Vの透明部材に意図しない映像映りが生じることを抑制する構成となっている。
実施形態に係る表示システムは、例えば図1に示すように、自動車等の移動体に搭載されると共に、表示装置1および可視光吸収部2を有する。本明細書では、本表示システムが自動車である車両Vに搭載された一例を代表例として説明するが、本表示システムは、車両V以外の移動体にも搭載可能である。本表示システムは、車両Vの透明部材、例えばウィンドシールドV2に可視光吸収部2が配置されており、表示装置1のうち映像が表示される表示部11の光により、車両Vの透明部材に意図しない映像映りが生じることを抑制する構成となっている。
表示装置1は、例えば、図1に示すように、表示部11が車両VのインストルメントパネルV1に搭載されており、センターインフォメーションディスプレイとされる。表示装置1は、例えば、図示しない任意の通信ネットワークを介して、図示しない所定の車載装置に接続されており、当該所定の車載装置に対応した各種映像を表示部11に表示する。
なお、所定の車載装置とは、例えば、ナビゲーション装置、カーエアコン、車両制御装置、オーディオ装置、およびバックカメラ装置などとされ得るが、これらに限定されない。
表示部11は、車両Vの乗員に対して各種映像を表示する表示体である。表示部11は、車両Vの透明部材とは異なる位置であって、当該透明部材から離れた箇所、例えばインストルメントパネルV1等に配置される。
表示部11は、可撓性を有する構成、例えばOLEDディスプレイとされる。OLEDディスプレイとされた表示部11は、例えば、可撓性を有する任意の樹脂基材を有し、当該樹脂基材上にOLEDおよびTFTが形成された構成とされ、「有機ELディスプレイ」と称され得る。OLEDは、例えば、一対の電極間に、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層などが順次積層されてなり、電圧を印加することで発光する構成とされる。有機ELディスプレイは、OLEDで構成された、例えば赤色、緑色および青色の発光色の異なる3つの副画素を有してなる主画素が、平面視にてある一方向および当該一方向に直交する直交方向に沿って繰り返し配列されてなる。TFTは、ゲート電極、ゲート絶縁層、半導体層、ソース電極およびドレイン電極を備え、ゲート電極の電圧調整により電流のオンオフを制御可能な素子であり、OLEDの駆動制御などに用いられる。OLEDやTFT並びにOLEDフィルムの構成やこれらの材料などについては、公知であるため、本明細書ではそれらの詳細の説明を省略する。また、OLEDの構成については上記した例に限られず、任意の構成が採用され得る。
可視光吸収部2は、可視光を所定の割合で吸収することで映像が透明部材に映って見える窓映りを抑制するための部材であり、例えば図1に示すように、車両VのウィンドシールドV2に配置される。可視光吸収部2は、表示部11で生じる可視光のうちウィンドシールドV2に向かうものの一部を吸収し、乗員に向けて反射される光量を下げることで窓映りを低減する役割を果たす。
可視光吸収部2は、車両Vの透明部材の表示部11側の一面のうち最も曲率が大きい曲面形状とされた状態の表示部11からの光が投射される部分を覆うように配置される。可視光吸収部2は、表示部11の配置、最大曲率半径および最大曲率半径における光線の放射角度に基づき、車両Vの透明部材における配置が決定される。この可視光吸収部2の配置については、後述する。
可視光吸収部2は、例えば、波長380nm〜780nmの可視光領域の光を吸収する太陽電池構造とされる。可視光吸収部2は、例えば図2に示すように、基材21、第1電極22、バッファ層23、正孔輸送層24、光電変換層25、電子輸送層26、正孔ブロック層27、第2電極28がこの順に積層されてなる。
なお、本明細書では、説明の簡便化のため、可視光吸収部2のうち第1電極22と第2電極28との間に配置される層を総称して「機能層」と称することがある。また、可視光吸収部2は、可視光領域の光を所定の割合で吸収し、かつ所定以上の可視光透過率(例えば70%以上)とされていればよく、機能層については上記の構成に限定されない。
基材21は、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)や透明ポリイミドなどの任意の透明樹脂で構成された可撓性のあるフィルムである。基材21は、図示しない透明接着剤等を介してウィンドシールドV2に貼り付けられる。
なお、基材21とウィンドシールドV2との間には、太陽光に含まれる紫外線(UV)の吸収により、第1電極22と第2電極28との間に配置される各機能層の劣化を低減するため、任意のUV吸収材料またはUVカットフィルムが配置されてもよい。
第1電極22は、例えばITO、In2O3、SnO2、ZnO等の透明な導電性材料によりなり、陽極として機能する層である。第1電極22は、第2電極28側において接する層(上記の構成例では、バッファ層23)とオーミック接触が可能な仕事関数を有する透光性のある導電性材料であればよく、上記の材料に限定されない。第1電極22は、例えば、スパッタリング等の任意の真空成膜法により形成される。第1電極22の膜厚は、任意であるが、例えば50nm〜100nm程度とされる。
バッファ層23は、例えば、フタロシアニン、ナフタロシアニンやポリ−3,4−エチレンジオキシチオフェン/ポリスチレンスルホネート(PEDOT/PSS)等のホールを輸送できる任意の材料で構成される。バッファ層23は、例えば、蒸着等の真空成膜法やスピンコート等の湿式成膜法により形成される。バッファ層23の膜厚は、任意であるが、例えば30nm〜50nm程度とされる。
正孔輸送層24は、例えば、フタロシアニン類、芳香族三級アミン類、アセン類、チオフェンやセレノフェン誘導体などの化合物やこれらの誘導体等の電子供与性を有する任意のP型有機半導体材料により構成される。正孔輸送層24は、蒸着やスパッタリング等の真空成膜法またはスピンコート等の湿式成膜法により形成される。正孔輸送層24の膜厚は、任意であるが、例えば5nm〜50nm程度とされる。
光電変換層25は、N型有機半導体材料、例えば、C60、C70、C84、PCBM(フェニルC61酪酸メチルエステル)、SIMEF(シリルメチルフラーレン)等の任意のフラーレン誘導体により構成される。光電変換層25は、少なくとも可視光領域に吸収を持ち、可視光を吸収することで励起子を生じさせる。光電変換層25は、正孔輸送層24と同様に、真空成膜法または湿式成膜法により形成される。光電変換層25の膜厚は、任意であるが、例えば5nm〜50nm程度とされる。
電子輸送層26は、電子輸送性を有するN型有機半導体材料により構成される。このような材料としては、例えば、Alq3((トリス(8−ヒドロキシキノリノール)アルミニウム)錯体)、ナフタレンテトラカルボン酸無水物(NTCDA)、ジメチルペリレンテトラカルボン酸ジイミド(Me−PTCDI)等が挙げられる。光電変換層25を第1の光電変換層として、電子輸送層26は、電子輸送性を有し、かつ可視光領域に吸収を持つ材料で構成され、第2の光電変換層として機能するものとされてもよい。電子輸送層26は、例えば蒸着等の真空成膜法により形成される。電子輸送層26の膜厚は、任意であるが、例えば5nm〜50nm程度とされる。
正孔ブロック層27は、正孔が第2電極28に向かうことを妨げ、機能層におけるキャリアの流れを制御するものであり、例えば、2,9−ジメチル−4,7−ジフェニル−1,10−フェナントロリン(BCP)等の任意の材料により構成される。正孔ブロック層27は、例えば蒸着等の真空成膜法により形成される。正孔ブロック層27の膜厚は、任意であるが、例えば0.5nm〜50nm程度とされる。
第2電極28は、第1電極22側において隣接する層(上記の構成例では正孔ブロック層27)とオーミック接触可能な仕事関数を有する任意の導電性材料、例えば、アルミニウム(Al)やITO等により構成され、陰極として機能する。第2電極28は、Al等の透光性の低い材料で構成される場合には、車室側からの可視光を透過できるようにするため、例えば10nm程度の膜厚とされる。第2電極28は、ITO等の透光性の高い導電性材料により構成される場合には、その膜厚については任意である。第2電極28は、例えば蒸着等の任意の真空成膜法により形成される。
可視光吸収部2は、基材21の端部に図示しない配線が接続され、可視光を吸収することで機能層において生じるキャリアを可視光吸収部2の外部に当該配線を介して移動させる構成とされることが好ましい。これは、可視光吸収により生じたキャリアが機能層内に蓄積されることを抑制し、機能層の耐久性の低下を防ぐためである。また、可視光吸収部2に接続される図示しない配線は、他の電子部品に接続されてもよいし、車両Vの車体に接続されてもよい。つまり、可視光吸収部2は、表示部11から車両Vの透明部材に向かう可視光を吸収しつつ、生じたキャリアが機能層内に蓄積されない構成とされていればよく、生じたキャリアが他の電子部品の駆動に利用されてもよいし、ボディアースされてもよい。
また、可視光吸収部2を構成する電極22、28および機能層については、例えば、基材21の一面側の全域に配置される。可視光吸収部2は、特に人の眼における視認性の高い緑色の領域、具体的には500nm〜560nmの波長範囲の光の吸収係数が高い構成とされることが好ましい。
以上が、本表示システムの基本的な構成である。
(可視光吸収部の配置)
次に、車両Vの透明部材における可視光吸収部2の配置について、図3〜図5を参照して説明する。
次に、車両Vの透明部材における可視光吸収部2の配置について、図3〜図5を参照して説明する。
図3〜図5では、見易くするため、車両Vのうち表示部11およびウィンドシールドV2の近傍の一部の領域について示しており、他の領域については省略している。また、図3〜図5では、図1に示す「上」、「下」、「前」、「後」に対応する方向を矢印で示している。
以下、説明の便宜上、図1に示すように、可視光吸収部2のうち下方向における端部を「下端2a」と称する。また、図3に示すように、表示部11が平面形状とされた状態において、表示部11のうち上方向における端部を「上端部111」と称し、表示部11のうち映像が表示される側の面を「映像表示面11a」と称する。
また、映像表示面11aのうち表示部11の端部の点を通る接線に沿った方向であって、表示部11から車両Vの透明部材に向かう方向を「表示部11の端部が向く方向」と称する。さらに、図3に示すように、表示部11で生じる映像光のうち映像表示面11aに対する法線方向に向かう光を「正面光L0」と称する。加えて、表示部11の端部で生じ、かつ当該端部の向く方向側に投射される光であって、正面光L0の方向とのなす角度θ1が最大となる光を「最外拡散光L1」と称する。
まず、表示部11が平面形状とされている状態における可視光吸収部2の配置について、図3を参照して説明する。
このとき、可視光吸収部2は、その下端2aが、少なくともウィンドシールドV2の車室側の一面V2aのうち表示部11の上端部111からの光が投射される部分よりも下方向に位置するように配置される。
具体的には、可視光吸収部2の下端2aは、例えば図3に示すように、ウィンドシールドV2のうち平板状態の表示部11の上端部111における最外拡散光L1が投射される部分よりも下方向に位置している。つまり、可視光吸収部2は、ウィンドシールドV2の一面V2aのうち上端部111における最外拡散光L1が投射される部分から上方向における端部までを覆うように配置される。
これにより、ウィンドシールドV2のうち平板状態の表示部11で生じた光が投射され得る領域が可視光吸収部2に覆われ、表示部11からの映像光の一部がウィンドシールドV2で反射されることを抑制できる。そのため、ウィンドシールドV2において映像が映し出されることを抑制できる。
続いて、表示部11が所定の曲率半径Rの曲面形状とされた状態に対応する、可視光吸収部2の配置について、図4を参照して説明する。
例えば図4に示すように、表示部11の上端部111が車両Vの前方向に倒れるように曲げられることで、表示部11が所定の曲率半径R(限定するものではないが、例えばR=100cm)の曲面形状とされたときについて検討する。
このとき、可視光吸収部2は、ウィンドシールドV2の一面V2aのうち曲面形状の表示部11の上端部111における最外拡散光L1が投射される部分を含む領域を覆う配置とされる。具体的には、可視光吸収部2は、ウィンドシールドV2の一面V2aのうち少なくとも上方向の端部から上端部111における最外拡散光L1と一面V2aとの交点までの領域を覆う配置とされる。
図3や図4に示す例のように、表示部11の上端部111における最外拡散光L1がウィンドシールドV2の一面V2aにおける上端と下端との間に投射される場合には、可視光吸収部2は、一面V2aの全域を覆う必要はなく、一部を覆う配置とされ得る。
一方、例えば図5に示すように、表示部11がさらに小さい曲率半径R(限定するものではないが、例えばR<50cm)の曲面形状とされ得る場合には、可視光吸収部2は、一面V2aの上下方向における全域に配置される。具体的には、表示部11の曲げの度合いが大きいと、上端部111における最外拡散光L1がウィンドシールドV2よりも先にダッシュボードに投射される状況となる。この場合、表示部11の映像光は、ウィンドシールドV2の上下方向における全域に投射され得る。このような状況において、ウィンドシールドV2における映像の映り込みを抑制するためには、可視光吸収部2をウィンドシールドV2の一面V2aの上下方向における全域に配置する必要がある。
上記では、ウィンドシールドV2の一面V2aの上下方向における可視光吸収部2の配置について説明したが、左右方向においても同様に、可視光吸収部2は、一面V2aのうち少なくとも表示部11からの映像光が投射され得る範囲を覆う配置とされる。
例えば、表示部11のうち左端部分が前方向に向かって曲げられ得る場合には、可視光吸収部2は、一面V2aのうち左端から一面V2aと表示部11の左端部分における最外拡散光L1が投射される部分までを覆う配置とされる。表示部11のうち右端部分が前方向に向かって曲げられ得る場合には、可視光吸収部2は、一面V2aのうち右端から一面V2aと表示部11の右端部分における最外拡散光L1が投射される部分までを覆う配置とされる。
まとめると、可視光吸収部2は、表示部11が曲面形状とされた場合において、ウィンドシールドV2の一面V2aのうち映像光が投射され得る範囲を覆う配置とされる。言い換えると、可視光吸収部2は、表示部11の取り得る最大の曲率(すなわち最小の曲率半径)および最外拡散光L1の正面光L0に対する角度θ1に応じて、透明部材における配置が適宜変更され得る。つまり、正面光L0の方向を0°(基準)として映像光のうち正面光L0とは異なる光の正面光L0に対する角度を「画角」とすると、可視光吸収部2は、表示部11の配置、最大曲率、および最大画角に応じてその配置が変更される。
本実施形態によれば、可撓性のある表示部11を有しつつ、表示部11が曲面形状とされた場合であっても、ウィンドシールドV2のうち映像光が投射され得る範囲を含む領域に可視光吸収部2が配置された構成の表示システムとなる。そのため、表示部11の曲面形状とされても、ウィンドシールドV2への映像の映り込みを抑制できる。また、偏光フィルムとは異なり、可視光を吸収する可視光吸収部2を用いるため、曲面形状に応じた光学設計の変更が不要となる。
(他の実施形態)
本発明は、実施例に準拠して記述されたが、本発明は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本発明は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらの一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本発明の範疇や思想範囲に入るものである。
本発明は、実施例に準拠して記述されたが、本発明は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本発明は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらの一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本発明の範疇や思想範囲に入るものである。
(1)例えば、可視光吸収部2は、サイドウィンドウV3に配置されてもよいし、ウィンドシールドV2およびサイドウィンドウV3の両方に配置されてもよい。可視光吸収部2は、サイドウィンドウV3に配置される場合において、インストルメントパネルV1に表示部11が搭載されるとき、サイドウィンドウV3の全域に表示部11で生じる光が投射され得るため、サイドウィンドウV3の車室側の一面全域に配置される。
(2)可視光吸収部2は、可視光を一部吸収する構成であればよく、太陽電池の構成に限られず、吸収した可視光の一部を赤外線に変換する構成であってもよい。例えば、可視光吸収部2は、テトラセン誘導体であり、可視光を吸収するルブレンと、近赤外発光分子として機能するエルビウム錯体とを有した構成とされてもよい。この場合、ルブレンが可視光を吸収して励起状態となり、当該励起状態のエネルギーがエルビウム錯体に移動し、当該エネルギーが近赤外発光として発せられることとなる。なお、近赤外発光は、人の可視光領域とは異なる波長領域、例えば1400nm〜1600nmなどで生じるため、映像としてユーザにより肉眼で認識されることはない。
(3)上記実施形態では、移動体が自動車の車両Vである例について説明したが、この例に限定されるものではなく、移動体は、自動二輪車、電車や航空機等の透明部材を有する他のものであってもよい。
1 表示装置
11 表示部
11a 映像表示面
2 可視光吸収部
V 移動体
V2 ウィンドシールド
V3 サイドウィンドウ
11 表示部
11a 映像表示面
2 可視光吸収部
V 移動体
V2 ウィンドシールド
V3 サイドウィンドウ
Claims (4)
- 透明部材(V2、V3)を備える移動体(V)に表示部(11)が搭載され、前記透明部材に前記表示部に表示される映像が映り込むことを抑制する表示システムであって、
前記表示部を有する表示装置(1)と、
前記透明部材に重ねて配置される可視光吸収部(2)と、を備え、
前記表示部は、可撓性を有すると共に、前記透明部材とは異なる位置に配置されており、
前記可視光吸収部は、前記透明部材の前記表示部の側の一面のうち最も曲率が大きい曲面形状とされた状態の前記表示部からの光が投射される部分を覆っている、表示システム。 - 前記移動体は、車両であり、
前記透明部材は、ウィンドシールド(V2)であり、
前記表示部のうち前記映像が表示される面を映像表示面(11a)とし、前記表示部で生じる映像光のうち前記映像表示面に対する法線方向に向かう光を正面光(L0)とし、前記映像光のうち前記表示部の端部で生じ、かつ前記表示部の端部の向く方向側に向かって投射される光であって、前記正面光とのなす角度(θ1)が最大となる光を最外拡散光(L1)として、
前記可視光吸収部は、少なくとも前記透明部材の前記一面うち前記最外拡散光が投射される部分から前記一面の鉛直方向とは反対方向の端部までを覆っている、請求項1に記載の表示システム。 - 前記移動体は、車両であり、
前記透明部材は、ウィンドシールド(V2)もしくはサイドウィンドウ(V3)またはその両方であり、
前記可視光吸収部は、前記透明部材のうち車室側の一面の全域を覆っている、請求項1に記載の表示システム。 - 前記可視光吸収部は、太陽電池であり、かつ可視光透過率が70%以上である、請求項1ないし3のいずれか1つに記載の表示システム。
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