JP2021060447A - 表示装置及び表示装置の駆動方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】表示品位の良好な表示装置を提供する。【解決手段】透明状態と、反射層が形成される反射状態と、を切り替え可能に構成されたエレクトロクロミック素子と、前記エレクトロクロミック素子に重畳する表示パネルと、前記エレクトロクロミック素子を介して前記表示パネルを照明するように構成された照明装置と、第１偏光板及び第２偏光板と、を備え、前記エレクトロクロミック素子及び前記表示パネルは、前記第１偏光板及び前記第２偏光板の間に位置している、表示装置。【選択図】 図１
Description
本発明の実施形態は、表示装置及び表示装置の駆動方法に関する。
一例として、物理的に分離された第１ディスプレイ及び第２ディスプレイを互いに重ね合わせることで画像を再現する装置が提案されている。このような装置において、例えば一方のディスプレイが光バルブを含み、他方のディスプレイが光源と、液晶ディスプレイ、エレクトロクロミックディスプレイ、エレクトロウェッティングディスプレイ、電気泳動ディスプレイ、及び、ハイブリッドミラーのいずれか１つとの組み合わせを含むものである。
エレクトロクロミックディスプレイは、一対の電極と、これらの電極の間に挟持されたエレクトロクロミック材料を含む電解質層とを備え、電解質層に印加する電圧を制御することで、透明状態、鏡面状態、遮光（黒）状態を切り替え可能に構成されたものである。
エレクトロクロミックディスプレイは、一対の電極と、これらの電極の間に挟持されたエレクトロクロミック材料を含む電解質層とを備え、電解質層に印加する電圧を制御することで、透明状態、鏡面状態、遮光（黒）状態を切り替え可能に構成されたものである。
本実施形態の目的は、表示品位の良好な表示装置及び表示装置の駆動方法を提供することにある。
本実施形態は、
透明状態と、反射層が形成される反射状態と、を切り替え可能に構成されたエレクトロクロミック素子と、前記エレクトロクロミック素子に重畳する表示パネルと、前記エレクトロクロミック素子を介して前記表示パネルを照明するように構成された照明装置と、第１偏光板及び第２偏光板と、を備え、前記エレクトロクロミック素子及び前記表示パネルは、前記第１偏光板及び前記第２偏光板の間に位置している、表示装置を提供する。
本実施形態は、
エレクトロクロミック素子及び表示パネルが第１偏光板と第２偏光板との間で重畳し、照明装置が前記エレクトロクロミック素子を介して前記表示パネルを照明するように構成された表示装置の駆動方法であって、第１モードにおいて前記エレクトロクロミック素子に透明状態を形成するとともに前記照明装置を点灯し、第２モードにおいて前記エレクトロクロミック素子に反射層が形成される反射状態を形成するとともに前記照明装置を消灯し、前記第１モードにおいて第１レンジの電圧で前記表示パネルを駆動し、前記第２モードにおいて第２レンジの電圧で前記表示パネルを駆動し、前記第２レンジは、前記第１レンジより大きい、表示装置の駆動方法を提供する。
本実施形態は、
エレクトロクロミック素子及び表示パネルが第１偏光板と第２偏光板との間で重畳し、照明装置が前記エレクトロクロミック素子を介して前記表示パネルを照明するように構成された表示装置の駆動方法であって、第１モードにおいて前記エレクトロクロミック素子に透明状態を形成するとともに前記照明装置を点灯し、第２モードにおいて前記エレクトロクロミック素子に反射層が形成される反射状態を形成するとともに前記照明装置を消灯し、前記第１モードにおいて第１レンジの電圧で前記表示パネルを駆動し、前記第２モードにおいて第２レンジの電圧で前記表示パネルを駆動し、前記第１モードにおいて最大輝度が得られる駆動電圧は、前記第２モードにおいて最大輝度が得られる駆動電圧と同等である、表示装置の駆動方法を提供する。
透明状態と、反射層が形成される反射状態と、を切り替え可能に構成されたエレクトロクロミック素子と、前記エレクトロクロミック素子に重畳する表示パネルと、前記エレクトロクロミック素子を介して前記表示パネルを照明するように構成された照明装置と、第１偏光板及び第２偏光板と、を備え、前記エレクトロクロミック素子及び前記表示パネルは、前記第１偏光板及び前記第２偏光板の間に位置している、表示装置を提供する。
本実施形態は、
エレクトロクロミック素子及び表示パネルが第１偏光板と第２偏光板との間で重畳し、照明装置が前記エレクトロクロミック素子を介して前記表示パネルを照明するように構成された表示装置の駆動方法であって、第１モードにおいて前記エレクトロクロミック素子に透明状態を形成するとともに前記照明装置を点灯し、第２モードにおいて前記エレクトロクロミック素子に反射層が形成される反射状態を形成するとともに前記照明装置を消灯し、前記第１モードにおいて第１レンジの電圧で前記表示パネルを駆動し、前記第２モードにおいて第２レンジの電圧で前記表示パネルを駆動し、前記第２レンジは、前記第１レンジより大きい、表示装置の駆動方法を提供する。
本実施形態は、
エレクトロクロミック素子及び表示パネルが第１偏光板と第２偏光板との間で重畳し、照明装置が前記エレクトロクロミック素子を介して前記表示パネルを照明するように構成された表示装置の駆動方法であって、第１モードにおいて前記エレクトロクロミック素子に透明状態を形成するとともに前記照明装置を点灯し、第２モードにおいて前記エレクトロクロミック素子に反射層が形成される反射状態を形成するとともに前記照明装置を消灯し、前記第１モードにおいて第１レンジの電圧で前記表示パネルを駆動し、前記第２モードにおいて第２レンジの電圧で前記表示パネルを駆動し、前記第１モードにおいて最大輝度が得られる駆動電圧は、前記第２モードにおいて最大輝度が得られる駆動電圧と同等である、表示装置の駆動方法を提供する。
以下、本実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、開示はあくまで一例に過ぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は、説明をより明確にするため、実際の態様に比べて、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同一又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する詳細な説明を適宜省略することがある。
図１は、本実施形態に係る表示装置１の一構成例を示す図である。表示装置１は、エレクトロクロミック素子ＥＣと、表示パネルＰＮＬと、照明装置ＩＬと、第１偏光板ＰＬ１と、第２偏光板ＰＬ２と、を備えている。表示装置１の厚さ方向に沿って、照明装置ＩＬ、第１偏光板ＰＬ１、エレクトロクロミック素子ＥＣ、表示パネルＰＮＬ、及び、第２偏光板ＰＬ２がこの順に配置されている。
エレクトロクロミック素子ＥＣは、第１基板ＳＵＢ１と、第２基板ＳＵＢ２と、電解質層ＥＬと、を備えている。第１基板ＳＵＢ１は、照明装置ＩＬと電解質層ＥＬとの間に位置している。第２基板ＳＵＢ２は、電解質層ＥＬと表示パネルＰＮＬとの間に位置している。第１基板ＳＵＢ１は、透明な絶縁基板１０と、透明電極１１と、を備えている。第２基板ＳＵＢ２は、透明な絶縁基板２０と、透明電極２１と、を備えている。第１基板ＳＵＢ１及び第２基板ＳＵＢ２は、透明電極１１及び２１が互いに向かい合うように配置されている。
絶縁基板１０及び２０は、例えばガラス基板または樹脂基板である。透明電極１１及び２１は、例えば、インジウム・ティン・オキサイド（ＩＴＯ）やインジウム・ジンク・オキサイド（ＩＺＯ）などの透明な導電材料によって形成されている。これらの透明電極１１及び２１のうち、少なくとも表示パネルＰＮＬに近接する側に位置する透明電極２１の表面は、平滑化されている。
絶縁基板１０及び２０は、例えばガラス基板または樹脂基板である。透明電極１１及び２１は、例えば、インジウム・ティン・オキサイド（ＩＴＯ）やインジウム・ジンク・オキサイド（ＩＺＯ）などの透明な導電材料によって形成されている。これらの透明電極１１及び２１のうち、少なくとも表示パネルＰＮＬに近接する側に位置する透明電極２１の表面は、平滑化されている。
電解質層ＥＬは、透明電極１１と透明電極２１との間に設けられている。電解質層ＥＬは、例えば銀を含むエレクトロクロミック材料を含む液体電解質によって形成されている。電圧が印加されていない状態の電解質層ＥＬは、概ね透明である。
なお、電解質層ＥＬと透明電極１１との間、あるいは、電解質層ＥＬと透明電極２１との間には、エレクトロクロミック層などの他の機能層が設けられてもよい。
なお、電解質層ＥＬと透明電極１１との間、あるいは、電解質層ＥＬと透明電極２１との間には、エレクトロクロミック層などの他の機能層が設けられてもよい。
このようなエレクトロクロミック素子ＥＣは、透明状態及び反射層が形成される反射状態を切り替え可能に構成されたものである。すなわち、電解質層ＥＬに電圧が印加されていない定常時のエレクトロクロミック素子ＥＣでは、電解質層ＥＬが概ね透明なため、透明状態が形成される。つまり、第１基板ＳＵＢ１を透過した入射光は第２基板ＳＵＢ２を透過し、第２基板ＳＵＢ２を透過した入射光は第１基板ＳＵＢ１を透過する。
電解質層ＥＬに所定の電圧が印加されたエレクトロクロミック素子ＥＣでは、電解質層ＥＬに溶出していた銀イオンが還元され、銀の微粒子が透明電極２１の表面に析出する。これにより、透明電極２１の表面が析出した銀によって覆われ、凝集した銀の集合体として反射層が形成される。このような反射層は、後述するように、絶縁基板２０を透過した入射光を反射するものである。本実施形態では、透明電極２１に反射層が形成された状態を反射状態と称する。なお、電解質層ＥＬの電圧印加を解除すると、析出した銀は、酸化されて銀イオンとなり、電解質層ＥＬに溶出する。
電解質層ＥＬに所定の電圧が印加されたエレクトロクロミック素子ＥＣでは、電解質層ＥＬに溶出していた銀イオンが還元され、銀の微粒子が透明電極２１の表面に析出する。これにより、透明電極２１の表面が析出した銀によって覆われ、凝集した銀の集合体として反射層が形成される。このような反射層は、後述するように、絶縁基板２０を透過した入射光を反射するものである。本実施形態では、透明電極２１に反射層が形成された状態を反射状態と称する。なお、電解質層ＥＬの電圧印加を解除すると、析出した銀は、酸化されて銀イオンとなり、電解質層ＥＬに溶出する。
なお、このようなエレクトロクロミック素子ＥＣにおいて、電解質層ＥＬに印加する電圧を制御すると、透明電極１１の表面に銀を析出させることができる。透明電極１１の表面に比較的大きな凹凸が形成されている場合、エレクトロクロミック素子ＥＣへの入射光は、析出した銀によって乱反射される。このため、エレクトロクロミック素子ＥＣには、遮光状態（あるいは、黒状態）を形成することができる。
表示パネルＰＮＬは、第３基板ＳＵＢ３と、第４基板ＳＵＢ４と、液晶層ＬＣと、を備えている。表示パネルＰＮＬとしては、周知の液晶パネルが適用可能である。以下、表示パネルＰＮＬの一例として、縦電界方式の液晶パネルの基本構成について説明する。
第３基板ＳＵＢ３は、透明な絶縁基板３０と、透明な絶縁膜３１と、スイッチング素子ＳＷ１及びＳＷ２と、画素電極ＰＥ１及びＰＥ２と、配向膜ＡＬ１と、を備えている。スイッチング素子ＳＷ１及びＳＷ２は、それぞれ画素ＰＸ１及びＰＸ２に設けられている。画素電極ＰＥ１は、画素ＰＸ１に設けられ、スイッチング素子ＳＷ１と電気的に接続されている。画素電極ＰＥ２は、画素ＰＸ２に設けられ、スイッチング素子ＳＷ２と電気的に接続されている。配向膜ＡＬ１は、画素電極ＰＥ１及びＰＥ２を覆っている。第４基板ＳＵＢ４は、透明な絶縁基板４０と、共通電極ＣＥと、配向膜ＡＬ２と、を備えている。共通電極ＣＥは、画素ＰＸ１及びＰＸ２に亘って設けられている。配向膜ＡＬ２は、共通電極ＣＥを覆っている。
絶縁基板３０及び４０は、例えばガラス基板または樹脂基板である。画素電極ＰＥ１及びＰＥ２、及び、共通電極ＣＥは、例えば、ＩＴＯやＩＺＯなどの透明な導電材料によって形成された透明電極である。本実施形態では、画素電極ＰＥ１及びＰＥ２、及び、共通電極ＣＥは、同一の透明導電材料によって形成されている。また、表示パネルＰＮＬは、主として照明装置ＩＬからの照明光を選択的に透過することで画像を表示する透過型として構成されている。このため、画素電極ＰＥ１及びＰＥ２の各々は、反射電極を含まない。また、絶縁膜３１と画素電極ＰＥ１及びＰＥ２との間、及び、画素電極ＰＥ１及びＰＥ２と配向膜ＡＬ１との間には、反射表示を意図する反射板等は設けられていない。
第３基板ＳＵＢ３は、透明な絶縁基板３０と、透明な絶縁膜３１と、スイッチング素子ＳＷ１及びＳＷ２と、画素電極ＰＥ１及びＰＥ２と、配向膜ＡＬ１と、を備えている。スイッチング素子ＳＷ１及びＳＷ２は、それぞれ画素ＰＸ１及びＰＸ２に設けられている。画素電極ＰＥ１は、画素ＰＸ１に設けられ、スイッチング素子ＳＷ１と電気的に接続されている。画素電極ＰＥ２は、画素ＰＸ２に設けられ、スイッチング素子ＳＷ２と電気的に接続されている。配向膜ＡＬ１は、画素電極ＰＥ１及びＰＥ２を覆っている。第４基板ＳＵＢ４は、透明な絶縁基板４０と、共通電極ＣＥと、配向膜ＡＬ２と、を備えている。共通電極ＣＥは、画素ＰＸ１及びＰＸ２に亘って設けられている。配向膜ＡＬ２は、共通電極ＣＥを覆っている。
絶縁基板３０及び４０は、例えばガラス基板または樹脂基板である。画素電極ＰＥ１及びＰＥ２、及び、共通電極ＣＥは、例えば、ＩＴＯやＩＺＯなどの透明な導電材料によって形成された透明電極である。本実施形態では、画素電極ＰＥ１及びＰＥ２、及び、共通電極ＣＥは、同一の透明導電材料によって形成されている。また、表示パネルＰＮＬは、主として照明装置ＩＬからの照明光を選択的に透過することで画像を表示する透過型として構成されている。このため、画素電極ＰＥ１及びＰＥ２の各々は、反射電極を含まない。また、絶縁膜３１と画素電極ＰＥ１及びＰＥ２との間、及び、画素電極ＰＥ１及びＰＥ２と配向膜ＡＬ１との間には、反射表示を意図する反射板等は設けられていない。
このような表示パネルＰＮＬは、エレクトロクロミック素子ＥＣに重畳している。図１に示す例では、表示パネルＰＮＬ及びエレクトロクロミック素子ＥＣは、絶縁基板２０と絶縁基板３０との間に介在する透明な接着剤ＡＤによって接着されている。表示パネルＰＮＬとエレクトロクロミック素子ＥＣとの境界での不所望な反射及び散乱を抑制する観点で、接着剤ＡＤの屈折率は、絶縁基板２０及び絶縁基板３０の屈折率と同等であることが望ましい。
表示パネルＰＮＬ及びエレクトロクロミック素子ＥＣは、第１偏光板ＰＬ１と第２偏光板ＰＬ２との間に位置している。第１偏光板ＰＬ１は、絶縁基板１０に接着され、第２偏光板ＰＬ２は、絶縁基板４０に接着されている。第１偏光板ＰＬ１及び第２偏光板ＰＬ２は、例えばそれぞれの偏光軸がほぼ直交するように配置されている（クロスニコル）。第１偏光板ＰＬ１及び第２偏光板ＰＬ２は、１／４波長板などの位相差板を含んでいてもよい。
照明装置ＩＬは、第１偏光板ＰＬ１を挟んで、表示パネルＰＮＬ及びエレクトロクロミック素子ＥＣの背面側に位置している。照明装置ＩＬは、いわゆる面光源装置であり、エレクトロクロミック素子ＥＣの背面側から照明光を出射し、エレクトロクロミック素子ＥＣを介して表示パネルＰＮＬを照明するように構成されている。
照明装置ＩＬは、第１偏光板ＰＬ１を挟んで、表示パネルＰＮＬ及びエレクトロクロミック素子ＥＣの背面側に位置している。照明装置ＩＬは、いわゆる面光源装置であり、エレクトロクロミック素子ＥＣの背面側から照明光を出射し、エレクトロクロミック素子ＥＣを介して表示パネルＰＮＬを照明するように構成されている。
図２は、図１に示した表示装置１における第１モード（透過表示モード）を説明するための図である。表示装置１は、さらに、照度センサ１００と、センサ制御部１１０と、パネル制御部１１１と、素子制御部１１２と、照明制御部１１３と、を備えている。照度センサ１００は、表示装置１の表示パネルＰＮＬ側へ入射する外光の照度を測定する。センサ制御部１１０は、照度センサ１００によって測定された照度に基づいて、パネル制御部１１１、素子制御部１１２、及び、照明制御部１１３にそれぞれ制御信号を出力する。この表示装置１においては、センサ制御部１１０は、測定された照度が所定のしきい値未満の場合に（暗所）、第１モードを実行するための制御信号を出力する。また、センサ制御部１１０は、測定された照度が所定のしきい値以上の場合に（明所）、後述する第２モード（反射表示モード）を実行するための制御信号を出力する。
パネル制御部１１１は、画像データに基づいて表示パネルＰＮＬを制御するとともに、センサ制御部１１０からの制御信号に基づいて各モードに対応した駆動電圧を制御する。例えば、パネル制御部１１１は、制御信号に基づいて第１モードが実行される場合には第１レンジの電圧で表示パネルＰＮＬを駆動し、制御信号に基づいて第２モードが実行される場合には第２レンジの電圧で表示パネルＰＮＬを駆動する。これらの具体例については、後述する。
素子制御部１１２は、センサ制御部１１０からの制御信号に基づいてエレクトロクロミック素子ＥＣを制御する。例えば、素子制御部１１２は、制御信号に基づいて第１モードが実行される場合にはエレクトロクロミック素子ＥＣに透明状態を形成し、制御信号に基づいて第２モードが実行される場合にはエレクトロクロミック素子ＥＣに反射状態を形成する。
照明制御部１１３は、センサ制御部１１０からの制御信号に基づいて照明装置ＩＬを制御する。例えば、照明制御部１１３は、制御信号に基づいて第１モードが実行される場合には照明装置ＩＬを点灯し、制御信号に基づいて第２モードが実行される場合には照明装置ＩＬを消灯する。
素子制御部１１２は、センサ制御部１１０からの制御信号に基づいてエレクトロクロミック素子ＥＣを制御する。例えば、素子制御部１１２は、制御信号に基づいて第１モードが実行される場合にはエレクトロクロミック素子ＥＣに透明状態を形成し、制御信号に基づいて第２モードが実行される場合にはエレクトロクロミック素子ＥＣに反射状態を形成する。
照明制御部１１３は、センサ制御部１１０からの制御信号に基づいて照明装置ＩＬを制御する。例えば、照明制御部１１３は、制御信号に基づいて第１モードが実行される場合には照明装置ＩＬを点灯し、制御信号に基づいて第２モードが実行される場合には照明装置ＩＬを消灯する。
図２を参照しながら、第１モードについて説明する。
表示パネルＰＮＬは、パネル制御部１１１によって駆動され、図中の画素ＰＸ１はオフ状態あるいは黒表示状態を形成し、画素ＰＸ２はオン状態あるいは白表示状態を形成している。エレクトロクロミック素子ＥＣは、素子制御部１１２によって制御され、透明状態を形成している。照明装置ＩＬは、照明制御部１１３によって制御され、点灯している。
表示パネルＰＮＬは、パネル制御部１１１によって駆動され、図中の画素ＰＸ１はオフ状態あるいは黒表示状態を形成し、画素ＰＸ２はオン状態あるいは白表示状態を形成している。エレクトロクロミック素子ＥＣは、素子制御部１１２によって制御され、透明状態を形成している。照明装置ＩＬは、照明制御部１１３によって制御され、点灯している。
照明装置ＩＬから出射される照明光は、自然光である。照明光のうち、第１偏光板ＰＬ１を透過した第１偏光成分ＰＯＬ１は、エレクトロクロミック素子ＥＣを透過した後に、表示パネルＰＮＬを透過する。第１偏光板ＰＬ１を透過した第１偏光成分ＰＯＬ１のうち、画素ＰＸ１を透過した後に第２偏光板ＰＬ２に到達した光は、第１偏光成分ＰＯＬ１であるため、第２偏光板ＰＬ２に吸収される。また、第１偏光板ＰＬ１を透過した第１偏光成分ＰＯＬ１のうち、画素ＰＸ２を透過した後に第２偏光板ＰＬ２に到達した光は、第２偏光成分ＰＯＬ２であるため、第２偏光板ＰＬ２を透過する。なお、透明状態のエレクトロクロミック素子ＥＣを透過する光は、その偏光状態が維持される。
このように、表示装置１の使用環境が暗所である場合には、照明装置ＩＬからの照明光を選択的に透過することで画像が表示される。
このように、表示装置１の使用環境が暗所である場合には、照明装置ＩＬからの照明光を選択的に透過することで画像が表示される。
図３は、図１に示した表示装置１における第２モード（反射表示モード）を説明するための図である。図示した第２モードでは、図２に示した第１モードと比較して、エレクトロクロミック素子ＥＣが反射状態を形成し、照明装置ＩＬが消灯している点で相違している。エレクトロクロミック素子ＥＣでは、素子制御部１１２により、透明電極１１及び２１に印加される電圧が制御され、透明電極２１の表面には、析出した銀によって反射層２２が形成されている。なお、表示パネルＰＮＬは、第１モードと同様にパネル制御部１１１によって駆動され、図中の画素ＰＸ１はオフ状態あるいは黒表示状態を形成し、画素ＰＸ２はオン状態あるいは白表示状態を形成している。
表示装置１に入射する外光は、自然光である。自然光のうち、第２偏光板ＰＬ２を透過した第２偏光成分ＰＯＬ２は、表示パネルＰＮＬを透過し、エレクトロクロミック素子ＥＣで反射された後に、再び表示パネルＰＮＬを透過する。第２偏光板ＰＬ２を透過した第２偏光成分ＰＯＬ２のうち、画素ＰＸ１を透過した後に再び第２偏光板ＰＬ２に到達した光は、第１偏光成分ＰＯＬ１であるため、第２偏光板ＰＬ２に吸収される。また、第２偏光板ＰＬ２を透過した第２偏光成分ＰＯＬ２のうち、画素ＰＸ２を透過した後に再び第２偏光板ＰＬ２に到達した光は、第２偏光成分ＰＯＬ２であるため、第２偏光板ＰＬ２を透過する。
このように、表示装置１の使用環境が明所である場合には、外光を選択的に反射することで画像が表示される。
このように、表示装置１の使用環境が明所である場合には、外光を選択的に反射することで画像が表示される。
なお、図２の第１モード及び図３の第２モードの説明においては、表示装置１を透過する光の偏光状態の詳細な説明を省略している。
エレクトロクロミック素子ＥＣの透明電極１１及び２１が表示パネルＰＮＬの表示領域全体と重畳するように形成されている場合、表示領域の全体で第２モードが実現される。
また、透明電極１１及び２１が表示領域の一部と重畳するように形成されてもよい。この場合、透明電極１１及び２１が設けられた領域には反射状態が形成され、透明電極１１及び２１が設けられていない領域には透明状態が形成される。このため、照明装置ＩＬを点灯することで、透明状態の領域では第１モードが実現され、反射状態の領域では第２モードが実現される。
また、透明電極１１及び２１が表示領域の一部と重畳するように形成されてもよい。この場合、透明電極１１及び２１が設けられた領域には反射状態が形成され、透明電極１１及び２１が設けられていない領域には透明状態が形成される。このため、照明装置ＩＬを点灯することで、透明状態の領域では第１モードが実現され、反射状態の領域では第２モードが実現される。
以上説明した本実施形態によれば、使用環境に応じて第１モード（透過表示モード）と第２モード（反射表示モード）とを切り替え可能な表示装置１を提供することができる。また、各画素に反射部及び透過部を設けたり、反射画素の隙間を透過部として利用したりする従来の半透過型ディスプレイと比較して、第１モードの際の透過光及び第２モードの際の反射光が各画素のほぼ全体を透過するため、第１モード及び第２モードのいずれにおいても光の利用効率が高く、高輝度化が実現される。したがって、表示品位の良好な表示装置１を提供することができる。
図４は、第１モード及び第２モードにおける電圧−輝度特性の一例を示す図である。第１モードでは照明光が液晶層ＬＣを一回透過するのに対して、第２モードでは外光が液晶層ＬＣを二回透過するため、液晶層ＬＣにおける最適なリタデーション値が異なる。リタデーション値とは、液晶層ＬＣにおける屈折率異方性をΔｎとし、液晶層ＬＣの厚さをｄとしたときに、Δｎ・ｄで表される。
図４において、横軸は表示パネルＰＮＬの駆動電圧（つまり、液晶層ＬＣに印加する電圧）であり、縦軸は輝度であり、特性Ａは第１モードにおける電圧−輝度特性を示し、特性Ｂは第２モードにおける電圧−輝度特性を示している。輝度は、表示装置１に対して所定の位置に設置された輝度計によって測定されるものである。なお、第１モードの輝度測定時に使用する照明装置ＩＬの照明光の輝度は、第２モードの輝度測定時に適用される外光の輝度と同等である。図示したように、表示パネルＰＮＬの駆動電圧が同一であっても、第１モードにおける輝度が第２モードにおける輝度より高い。本実施形態では、図４に示すような特性Ａ及びＢを考慮して、以下に説明する第１駆動方法及び第２駆動方法を適用することができる。
図５は、第１駆動方法を説明するための図である。図５の（Ａ）及び（Ｂ）において、横軸は表示パネルＰＮＬの駆動電圧であり、縦軸は規格化輝度である。
図５の（Ａ）は、第１モードに適用される電圧−規格化輝度特性を示し、図示した特性は図４に示した特性Ａと実質的に同一である。縦軸の規格化輝度は、特性Ａにおける最大輝度を１として規格化したものである。
図５の（Ｂ）は、第２モードに適用される電圧−規格化輝度特性を示し、図示した特性は図４に示した特性Ｂと実質的に同一である。縦軸の規格化輝度は、特性Ｂにおける最大輝度を１として規格化したものである。
図５の（Ａ）は、第１モードに適用される電圧−規格化輝度特性を示し、図示した特性は図４に示した特性Ａと実質的に同一である。縦軸の規格化輝度は、特性Ａにおける最大輝度を１として規格化したものである。
図５の（Ｂ）は、第２モードに適用される電圧−規格化輝度特性を示し、図示した特性は図４に示した特性Ｂと実質的に同一である。縦軸の規格化輝度は、特性Ｂにおける最大輝度を１として規格化したものである。
第１モードにおいて、表示パネルＰＮＬは、第１レンジの電圧で駆動される。第２モードにおいて、表示パネルＰＮＬは、第２レンジの電圧で駆動される。第１レンジは、第２レンジとほぼ同等である。図示した例では、第１レンジ及び第２レンジは、いずれも０乃至６Ｖである。
第１モードにおいて最大輝度が得られる駆動電圧は、第２モードにおいて最大輝度が得られる駆動電圧と同等であり、例えば約６Ｖである。但し、第１モードにおける最大輝度は、第２モードにおける最大輝度より高い。
第１モードにおいて最大輝度が得られる駆動電圧は、第２モードにおいて最大輝度が得られる駆動電圧と同等であり、例えば約６Ｖである。但し、第１モードにおける最大輝度は、第２モードにおける最大輝度より高い。
このような第１駆動方法によれば、第１モード及び第２モードのいずれにおいても、各モードでの最小輝度から最大輝度までの範囲を階調表示に利用することができ、特に、第１モードにおいては高輝度化が実現される。
図６は、第２駆動方法を説明するための図である。図６の（Ａ）は、第１モードに適用される電圧−規格化輝度特性を示し、図６の（Ｂ）は、第２モードに適用される電圧−規格化輝度特性を示している。
第２駆動方法は、第１駆動方法と比較して、第１モードにおける第１レンジが第２モードの最大輝度と同等の輝度が得られる駆動電圧までの範囲に設定され、第２レンジが第１レンジより大きい点で相違している。第１モードにおける最大輝度は、第２モードにおける最大輝度と同等である。第２モードにおいて最大輝度が得られる駆動電圧は、第１モードにおいて最大輝度が得られる駆動電圧より大きい。
図示した例では、第１レンジは０乃至２．２Ｖであり、第２レンジは０乃至７Ｖである。第１モードにおいては、第１レンジのうち、駆動電圧が約２．２Ｖのときに最大輝度が得られる。第２モードにおいては、第２レンジのうち、駆動電圧が約７Ｖのときに最大輝度が得られる。
図示した例では、第１レンジは０乃至２．２Ｖであり、第２レンジは０乃至７Ｖである。第１モードにおいては、第１レンジのうち、駆動電圧が約２．２Ｖのときに最大輝度が得られる。第２モードにおいては、第２レンジのうち、駆動電圧が約７Ｖのときに最大輝度が得られる。
このような第２駆動方法によれば、第１モードと第２モードとの間でモードが切り替わったとしても、表示パネルＰＮＬの表示画像の輝度は、モードにかかわらずほぼ同等にすることができる。
図７は、第２モードにおける駆動周波数とフリッカ値との関係の一例を示す図である。 液晶層ＬＣを備えた表示パネルＰＮＬでは、所定期間ごとに駆動電圧の極性を反転させる駆動方式が一般的である。しかしながら、一般的な反射型液晶パネルの場合、印加電圧が正極性である場合と負極性である場合とで液晶層ＬＣに印加される実効的な電圧に差が生じる。これは、反射型液晶パネルでは画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとで電極材料が異なっていることに起因している。例えば、共通電極ＣＥがＩＴＯによって形成された透明電極であり、画素電極ＰＥが銀によって形成された反射電極である場合、ＩＴＯと銀とのそれぞれの電極自身が有する標準電極電位が異なっているために、これらの異種金属電極を用いた素子内に電池効果が発生する。このため、各極性で絶対値の同じ駆動電圧を印加したとしても、電池効果により起電力が発生し、液晶層には非対称な電圧が加わる。その結果、駆動電圧の極性によって反射率が異なることになり、画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとで電極材料が同じである場合と比べて、フリッカが悪化するといった課題が発生しうる。
反射型液晶パネルは、外光を選択的に反射することで画像を表示するものであり、照明装置を必要としない分（あるいは、補助的に照明装置を必要とする場合がありうる）、透過型液晶パネルと比較して低消費電力化が可能である。近年、さらなる低消費電力化の観点で、反射型液晶パネルにおいて、低周波駆動を導入することが検討されている。しかしながら、上記の通り、画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとで電極材料が異なる場合に、透過型液晶パネルのように画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとで電極材料が同じである場合と比べて、フリッカが生じやすく、しかも、駆動周波数の低下に伴って更なるフリッカの悪化が懸念される。
図７において、横軸は駆動周波数であり、縦軸はフリッカ値である。特性Ｃは、異種電極の組み合わせ例（比較例）として、画素電極ＰＥが銀によって形成され、共通電極ＣＥがＩＴＯによって形成された表示パネルＰＮＬの特性を示している。特性Ｄは、同種電極の組み合わせ例（本実施形態）として、画素電極ＰＥ及び共通電極ＣＥがともにＩＴＯによって形成された表示パネルＰＮＬの特性を示している。
特性Ｃ及びＤのいずれも、駆動周波数の低下に伴ってフリッカ値が増加する傾向が確認された。しかしながら、特性Ｄについては、駆動周波数が５Ｈｚ程度であってもフリッカが視認されないレベルであることが確認された。
特性Ｃ及びＤのいずれも、駆動周波数の低下に伴ってフリッカ値が増加する傾向が確認された。しかしながら、特性Ｄについては、駆動周波数が５Ｈｚ程度であってもフリッカが視認されないレベルであることが確認された。
このように、本実施形態によれば、反射表示を行う第２モードにおいて、低周波駆動を導入したとしても、フリッカが視認されにくく、表示品位の劣化が抑制される。したがって、さらなる低消費電力化が可能となる。
以上説明したように、本実施形態によれば、表示品位の良好な表示装置及びその駆動方法を提供することができる。
なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や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 ＰＮＬ…表示パネル ＬＣ…液晶層
ＳＷ…スイッチング素子 ＰＥ…画素電極 ＣＥ…共通電極
ＥＣ…エレクトロクロミック素子 ＩＬ…照明装置
ＰＬ１…第１偏光板 ＰＬ２…第２偏光板
１００…照度センサ １１０…センサ制御部
１１１…パネル制御部 １１２…素子制御部 １１３…照明制御部
ＳＷ…スイッチング素子 ＰＥ…画素電極 ＣＥ…共通電極
ＥＣ…エレクトロクロミック素子 ＩＬ…照明装置
ＰＬ１…第１偏光板 ＰＬ２…第２偏光板
１００…照度センサ １１０…センサ制御部
１１１…パネル制御部 １１２…素子制御部 １１３…照明制御部
Claims (10)
- 透明状態と、反射層が形成される反射状態と、を切り替え可能に構成されたエレクトロクロミック素子と、
前記エレクトロクロミック素子に重畳する表示パネルと、
前記エレクトロクロミック素子を介して前記表示パネルを照明するように構成された照明装置と、
第１偏光板及び第２偏光板と、を備え、
前記エレクトロクロミック素子及び前記表示パネルは、前記第１偏光板及び前記第２偏光板の間に位置している、表示装置。 - 前記表示パネルは、画素毎に設けられたスイッチング素子と、前記スイッチング素子と電気的に接続された画素電極と、複数の画素に亘って設けられた共通電極と、を備え、
前記画素電極及び前記共通電極は、同一の透明導電材料によって形成されている、請求項１に記載の表示装置。 - 前記画素電極は、反射電極を含まない、請求項２に記載の表示装置。
- さらに、前記エレクトロクロミック素子を制御する素子制御部と、
前記照明装置を制御する照明制御部と、を備え、
前記照明制御部は、前記素子制御部が前記エレクトロクロミック素子に前記透明状態を形成した際に前記照明装置を点灯し、前記素子制御部が前記エレクトロクロミック素子に前記反射状態を形成した際に前記照明装置を消灯する、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の表示装置。 - さらに、照度センサを備え、
前記照度センサによって測定された照度が所定のしきい値未満の場合に、前記照明制御部は前記照明装置を点灯し、前記素子制御部は前記透明状態を形成し、
前記照度センサによって測定された照度が所定のしきい値以上の場合に、前記照明制御部は前記照明装置を消灯し、前記素子制御部は前記反射状態を形成する、請求項４に記載の表示装置。 - エレクトロクロミック素子及び表示パネルが第１偏光板と第２偏光板との間で重畳し、
照明装置が前記エレクトロクロミック素子を介して前記表示パネルを照明するように構成された表示装置の駆動方法であって、
第１モードにおいて前記エレクトロクロミック素子に透明状態を形成するとともに前記照明装置を点灯し、第２モードにおいて前記エレクトロクロミック素子に反射層が形成される反射状態を形成するとともに前記照明装置を消灯し、
前記第１モードにおいて第１レンジの電圧で前記表示パネルを駆動し、
前記第２モードにおいて第２レンジの電圧で前記表示パネルを駆動し、
前記第２レンジは、前記第１レンジより大きい、表示装置の駆動方法。 - 前記第１モードにおける最大輝度は、前記第２モードにおける最大輝度と同等である、請求項６に記載の表示装置の駆動方法。
- 前記第２モードにおいて最大輝度が得られる駆動電圧は、前記第１モードにおいて最大輝度が得られる駆動電圧より大きい、請求項６に記載の表示装置の駆動方法。
- エレクトロクロミック素子及び表示パネルが第１偏光板と第２偏光板との間で重畳し、
照明装置が前記エレクトロクロミック素子を介して前記表示パネルを照明するように構成された表示装置の駆動方法であって、
第１モードにおいて前記エレクトロクロミック素子に透明状態を形成するとともに前記照明装置を点灯し、第２モードにおいて前記エレクトロクロミック素子に反射層が形成される反射状態を形成するとともに前記照明装置を消灯し、
前記第１モードにおいて第１レンジの電圧で前記表示パネルを駆動し、
前記第２モードにおいて第２レンジの電圧で前記表示パネルを駆動し、
前記第１モードにおいて最大輝度が得られる駆動電圧は、前記第２モードにおいて最大輝度が得られる駆動電圧と同等である、表示装置の駆動方法。 - 照度センサによって測定された照度が所定のしきい値未満の場合に前記第１モードを実行し、前記照度が所定のしきい値以上の場合に前記第２モードを実行する、請求項６乃至９のいずれか１項に記載の表示装置の駆動方法。
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230620 |
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20231212 |