JP2021173896A - 表示装置及び光学調整シート - Google Patents

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Abstract

【課題】点灯時には、表示されている画像に与えられる影響が少なく、かつ、消灯時には、空間のデザイン性を高めることができる表示装置などを提供する。【解決手段】表示装置1は、第1光L10によって照らされる表示装置1であって、画像を表示する第2光L20を放つ表示面部2と、第1光L10が入射する第1面11及び第2光L20が入射する第2面12を有し、光を反射する光学調整シート10と、を備え、第2光L20は、複数の発光ピーク波長を有し、反射ピーク波長λrが隣り合う2つの発光ピーク波長の間に位置する条件を第1条件とし、反射ピーク波長λrが最も短い発光ピーク波長と380nmとの間に位置する条件を第2条件とし、反射ピーク波長λrが最も長い発光ピーク波長と780nmとの間に位置する条件を第3条件とするとき、反射スペクトルは、第1条件、第2条件及び第3条件の少なくとも1つを満たす。【選択図】図2

Description

本発明は、表示装置及び光学調整シートに関する。
IOT(Internet of Things)家電、音声操作デバイスなどの普及に従い、住宅及び公共施設において、パーソナルコンピュータと接続されたモニタ、タブレット端末及びテレビなどの表示装置が増加しつつある。
一般的には、表示装置の消灯時において、表示装置が有する表示面部は黒色を呈している。そのため、表示装置は、表示装置が設置された住宅又は公共施設のインテリア又はエクステリアに馴染まず、住宅又は公共施設などの空間のデザイン性を低下させてしまう。
そこで、空間のデザイン性を高めることを目的とした表示装置が検討されてきた。
例えば、特許文献1には、表示面部と表示面部を覆うハーフミラーとを備える表示装置が開示されている。この表示装置においては、ハーフミラーが表示面部が覆うことで表示面部が黒色を呈していることが目立ちにくい。そのため、空間のデザイン性の低下の抑制が期待される。
特開2006−53277号公報
しかしながら、この表示装置の消灯時には、表示面部が必ずミラー状を呈している、つまり、表示面部は必ず鏡のように視認されるため、充分に空間のデザイン性を高めることは難しい。
また、空間のデザイン性を高めるために、黒色を呈している表示面部に透光性の低い装飾(例えば、シール又はステッカー)などが施されることもある。しかしながら、この場合、表示装置の点灯時には、表示面部が装飾によって遮蔽されることで、表示面部に表示される画像の視認性が低下するなどの影響が与えられてしまう。
そこで本発明は、点灯時には、表示されている画像に与えられる影響が少なく、かつ、消灯時には、空間のデザイン性を高めることができる表示装置などを提供する。
本発明の一態様に係る表示装置は、第1光源が放つ第1光によって照らされる表示装置であって、画像を表示する第2光を放つ表示面部と、前記表示面部を覆うように設けられ、前記第1光が入射する第1面及び前記第1面に背向し前記第2光が入射する第2面を有し、前記第1光及び前記第2光のうち所定の波長領域の光を反射する光学調整シートと、を備え、前記第2光は、複数の発光ピーク波長を有し、前記光学調整シートの反射スペクトルにおいて、反射ピーク波長が前記複数の発光ピーク波長のうち隣り合う2つの発光ピーク波長の間に位置し、かつ、反射ピーク半値幅が前記隣り合う2つの発光ピーク波長の差分以下である条件を第1条件とし、反射ピーク波長が前記複数の発光ピーク波長のうち最も短い発光ピーク波長と380nmとの間に位置し、かつ、反射ピーク半値幅が前記最も短い発光ピーク波長と380nmとの差分以下である条件を第2条件とし、反射ピーク波長が前記複数の発光ピーク波長のうち最も長い発光ピーク波長と780nmとの間に位置し、かつ、反射ピーク半値幅が前記最も長い発光ピーク波長と780nmとの差分以下である条件を第3条件とするとき、前記反射スペクトルは、前記第1条件、前記第2条件及び前記第3条件の少なくとも1つを満たす。
また、本発明の一態様に係る光学調整シートは、光学調整シートであって、第1光源が放つ第1光が入射する第1面と、前記第1面に背向し、表示装置が備える第2光源が放つ第2光が入射する第2面と、を備え、前記表示装置が備える表示面部を覆うように設けられ、前記第1光及び前記第2光のうち所定の波長領域の光を反射し、前記第2光は、前記表示面部に動画像を表示するため光であり、前記第2面に入射するとき、複数の発光ピーク波長を有し、前記光学調整シートの反射スペクトルにおいて、反射ピーク波長が前記複数の発光ピーク波長のうち隣り合う2つの発光ピーク波長の間に位置し、かつ、反射ピーク半値幅が前記隣り合う2つの発光ピーク波長の差分以下である条件を第1条件とし、反射ピーク波長が前記複数の発光ピーク波長のうち最も短い発光ピーク波長と380nmとの間に位置し、かつ、反射ピーク半値幅が前記最も短い発光ピーク波長と380nmとの差分以下である条件を第2条件とし、反射ピーク波長が前記複数の発光ピーク波長のうち最も長い発光ピーク波長と780nmとの間に位置し、かつ、反射ピーク半値幅が前記最も長い発光ピーク波長と780nmとの差分以下である条件を第3条件とするとき、前記反射スペクトルは、前記第1条件、前記第2条件及び前記第3条件の少なくとも1つを満たす。
本発明によれば、点灯時には、表示されている画像に与えられる影響が少なく、かつ、消灯時には、空間のデザイン性を高めることができる表示装置などを提供することができる。
図1は、実施の形態1に係る表示装置の使用例を表す斜視図である。 図2は、実施の形態1に係る表示装置の構成を示す分解斜視図である。 図3は、実施の形態1に係る光学調整シートの断面図である。 図4は、実施の形態1に係る第2光の発光スペクトルを示す図である。 図5は、実施の形態1に係る光学調整シートの反射スペクトルを示す図である。 図6は、実施の形態1に係る第1光と第2光との挙動を説明する模式図である。 図7は、実施の形態1に係る反射ピーク波長及び反射ピーク半値幅の他の例を説明するための第2光の発光スペクトルを示す図である。 図8は、実施の形態2に係る表示装置の構成を示す分解斜視図である。 図9は、実施の形態2の変形例1に係る表示装置の構成を示す分解斜視図である。 図10は、実施の形態2の変形例1に係る反射ピーク波長及び反射ピーク波長が示されたxy色度図である。 図11は、実施の形態2の変形例2に係る表示装置の構成を示す分解斜視図である。 図12は、実施の形態2の変形例2と比較例とに係る第2光の模式的なu’v’色度図である。 図13は、実施の形態3に係る表示装置と投影装置との構成を示す模式図である。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される、数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態等は、一例であって本発明を限定する主旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
なお、各図は模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付し、重複する説明は省略又は簡略化される場合がある。
また、本明細書において、均一などの要素間の関係性を示す用語、及び、矩形状又は円形などの要素の形状を示す用語、並びに、数値範囲は、厳格な意味のみを表す表現ではなく、実質的に同等な範囲、例えば数%程度の差異をも含むことを意味する表現である。
(実施の形態1)
[構成]
まず、実施の形態1に係る表示装置1の構成について、図面を用いて説明する。
図1は、本実施の形態に係る表示装置1、101及び201の使用例を表す斜視図である。
図1が示すように、表示装置1、101及び201は、例えば、住宅などの空間で用いられる液晶モニタである。一例として、表示装置1は、住宅などの空間にいる使用者Uに画像をテレビ(ここでは液晶テレビ)であり、表示装置101はタブレット端末であり、表示装置201はインターホンに設けられたモニタである。
なお、表示装置1、101及び201は、上記に限られず、例えば、パーソナルコンピュータと接続されたモニタ、スマートフォン端末などである。
また、表示装置1、101及び201は、公共施設又は商業施設などの空間で用いられる装置でもよい。表示装置1、101及び201は、デジタルサイネージとして広告のために用いられてもよい。また、表示装置1、101及び201は、図1が示すように屋内で用いられているが、これに限られず、屋外で用いられてもよい。
表示装置1、101及び201は、表示装置1、101及び201の外部に設けられている第1光源300が放つ第1光L10によって照らされている。第1光源300は、図1が示すように、表示装置1、101及び201が設置された空間に位置する照明器具が有する光源である。第1光L10は、当該空間を照らす光であればどのような色の光であってもよいが、ここでは、白色の光である。第1光L10は、これに限られず、電球色の光であってもよい。
また、第1光源300は、例えば、太陽であってもよい。この場合、第1光L10は、窓などから差し込む太陽光である。
以下では、代表例として、表示装置1について説明する。
図2は、本実施の形態に係る表示装置1の構成を示す分解斜視図である。
表示装置1は、表示面部2と、光学調整シート10と、を備える。
本実施の形態においては、表示面部2は、液晶パネルである。表示面部2は、画像を表示する第2光L20を放つ。つまり、第2光L20は、表示面部2が有する複数の画素から放たれる光である。これにより、表示面部2には(より具体的には、表示面部2が有する表示面には)、静止画像及び動画像を含む画像などが表示される。また、第2光L20は、表示面部2が有する第2光源が放つ光に由来する光である。第2光源(不図示)は、表示装置1内に設けられている光源である。
本実施の形態においては、第2光源は、例えば、発光ダイオード(LED;Light Emitting Diode)を有するLEDモジュールである。第2光源は、可視光を放つことができれば、上記に限られない。
第2光源は、一例として、白色光を放つことができる。第2光源は、より具体的には、青色光を放つ青色LEDと、蛍光体を含有する封止部材とを有する。蛍光体は、青色LEDが放つ青色光を励起光として蛍光発光する緑色蛍光体及び赤色蛍光体を含む。緑色蛍光体及び赤色蛍光体は青色LEDが発した青色光の一部を吸収して励起されて緑色光及び赤色光を放ち、この緑色光及び赤色光と緑色蛍光体及び赤色蛍光体に吸収されなかった青色光とが混ざって白色光となる。さらに、蛍光体は、黄色光を放つ黄色蛍光体を含んでもよい。
また、本実施の形態においては、第2光源は、液晶モニタである表示装置1の白色バックライトである。なお、第2光源は、表示装置1においてエッジ型又は直下型のバックライト方式で、用いられている。例えば、エッジ型である場合は、第2光源はCOB(Chip On Board)構造又は表面実装(SMD:Surface Mount Device)構造であり、直下型である場合は、第2光源はSMD構造であるがこれに限られない。
第2光源が放つ白色光は、例えば、表示装置1が有するカラーフィルターを透過することで青色光、緑色光及び赤色光を含む第2光L20へ変換され、第2光L20が含む青色光、緑色光及び赤色光の光量などが制御されることで、画像が表示面部2に表示される。この青色光、緑色光及び赤色光は、例えば、複数の画素が有する複数のサブ画素から放たれる。また、図2が示すように、青色光、緑色光及び赤色光を含む第2光L20は、表示面部2を覆うように設けられている光学調整シート10に入射する。
光学調整シート10は、第1面11と、第1面11に背向する第2面12とを有する。第1光L10は第1面11に入射し、第2光L20は第2面12に入射する。光学調整シート10は、第1光L10及び第2光L20のうち所定の波長領域の光を反射する。
光学調整シート10は、シート状の光学部材である。光学調整シート10は、フレキシブル性を有さないリジッドなシート部材であってもよく、フレキシブル性を有するフレキシブルなシート部材であってもよい。本実施の形態において、光学調整シート10の平面視形状は、矩形状である。
本実施の形態においては、光学調整シート10は、表示面部2の全面(より具体的には、表示面部2が有する表示面の全面)を覆うように設けられている。そのため、使用者Uにとっては、光学調整シート10が呈する色が表示面部2が呈する色であるかのように見える。なお、光学調整シート10は、上記に限られず、表示面部2の一部を覆うように設けられてもよい。
ここで、光学調整シート10について図3を用いてより詳細に説明する。
図3は、本実施の形態に係る光学調整シート10の断面図である。
本実施の形態においては、光学調整シート10は、基材20と、コロイド結晶膜30とを有する。
基材20は、少なくとも可視光領域において透光性を有する光学部材である。つまり、基材20は、可視光を透過する光特性を有する。基材20の透過率は、高い方がよく、少なくとも50%以上であるとよい。具体的には、基材20は、可視光に対して透明であるとよい。透明な基材20は、向こう側が透けて見える程度に高い透過率を有している。この場合、透明な基材20の可視光に対する透過率は70%以上であり、80%以上であればよりよく、90%以上であればさらによい。
基材20は、透光性を有する材料によって構成されている。基材20は、例えば、透明樹脂材料によって構成された透明樹脂基板又は透明ガラス材料によって構成されたガラス基板等、可視光に対して透明な透明基板である。透明樹脂基板としては、アクリル樹脂によって構成されたアクリル基板、又は、ポリカーボネート樹脂によって構成されたポリカーボネート基板を用いることができる。なお、透明樹脂基板としては、フレキシブル性を有さないリジッド基板であってもよいし、フレキシブル性を有するフレキシブル基板であってもよい。本実施の形態では、基材20として、リジッドで透明なアクリル基板を用いている。
基材20の平面視形状は、光学調整シート10と同じく、矩形状である。なお、基材20の厚さは、一例として、数mm以上数cm以下であるが、これに限らない。本実施の形態においては、基材20は光学調整シート10が有するコロイド結晶膜30を支持する基板として機能する。
本実施の形態において、コロイド結晶膜30は、基材20の1つの主面に設けられている。具体的には、コロイド結晶膜30は、基材20の1つの主面に接するようにして1つの主面の全面に形成されている。コロイド結晶膜30の厚さは、コロイド結晶膜30の全体において均一である。つまり、コロイド結晶膜30の厚さは、一定である。コロイド結晶膜30の厚みは、5μm以上100μm以下であるとよいが、これに限らない。
具体的には、コロイド結晶膜30は、三次元的に周期的な構造である三次元周期構造体を有する。コロイド結晶膜30は、図3が示すように、複数のナノ粒子32と、複数のナノ粒子32を保持する母体樹脂31とによって構成されている。本実施の形態において、複数のナノ粒子32(コロイド粒子)は、三次元的に周期的に規則正しく配列されており、コロイド結晶として母体樹脂31内に存在している。具体的には、複数のナノ粒子32は、基材20の厚み方向と基材20の1つの主面に平行な2軸方向(水平方向)との3軸方向に周期的に規則正しく配列されてコロイド結晶になっている。複数のナノ粒子32は、コロイド結晶膜30の全体にわたって均一に配列されている。
ナノ粒子32は、粒子径がサブミクロンオーダサイズの粒子である。本実施の形態において、コロイド結晶膜30に含まれるナノ粒子32の粒子径は、基本的には揃っているが、多少ばらつきがあってもよい。詳細は後述するが、コロイド結晶膜30に含まれる複数のナノ粒子の12aの平均粒子径及び/又は濃度を調整することで、コロイド結晶膜30を有する光学調整シート10が反射する光の波長領域を変えることができる。
複数のナノ粒子32は、例えば、光を透光する透光性粒子である。透光性粒子であるナノ粒子32としては、例えば、SiOからなるシリカ粒子等の無機粒子を用いてもよいし、ポリスチレン粒子又はアクリル粒子等のポリマー粒子を用いてもよい。本実施の形態では、ナノ粒子32としてシリカ粒子を用いている。
母体樹脂31は、複数のナノ粒子32を固定するバインダである。母体樹脂31は、透光性を有する樹脂材料によって構成されている。本実施の形態において、母体樹脂31は、可視光に対して透明な樹脂材料によって構成されている。母体樹脂31は、例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、シクロオレフィン樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂及びスチレン樹脂等からなる群より選ばれる少なくとも1つを含有するとよい。
コロイド結晶膜30は、例えば、次のようにして作製することができる。
まず、トリエチレングリコールジメタクリレート(例えば新中村化学工業社製の「NKエステル3G」)からなるモノマーの中に、含有量が40%になるようにしてシリカ粒子が添加される。その後、超音波分散処理が施されることで、モノマー内にシリカ粒子を三次元に規則的に配列するように分散させた。このようにして、シリカ粒子がコロイド粒子としてモノマー中に均一に分散した分散液を得る。次に、この分散液中に、モノマー重量に対して1.0重量%の光重合開始剤(例えばIGM Resins B.V製のIRGACURE−1173)を添加する。そして、この分散液を基材20にバーコーターを用いて塗布して塗布膜を形成する。この際、バーコーターは、番手が#10のものを使用するとよい。そして、得られた塗布膜に紫外光を照射してモノマーを重合させることにより、基材20の表面上にコロイド結晶膜30を作製することができる。
このようにして作製されたコロイド結晶膜30は、コロイド結晶を構成する複数のナノ粒子32の粒径サイズによって平面視したときの色が異なる。例えば、ナノ粒子32として平均粒子径が180nmのシリカ粒子を用いて上記の方法で作製されたコロイド結晶膜30は、平面視の色が黄色である。また、ナノ粒子32として平均粒子径が200nmのシリカ粒子を用いて上記の方法で作製されたコロイド結晶膜30は、平面視の色が赤色である。なお、本実施の形態においては、平均粒子径が180nmのシリカ粒子が用いられている。
なお、光学調整シート10は、例えば、上記コロイド結晶膜30の代わりに、誘電体多層膜を含んでもよい。誘電体多層膜は、異なる誘電率をもつ複数の誘電体材料を積層した構造である。例えば、誘電体多層膜は、屈折率の低い誘電体膜と、屈折率の高い誘電体膜とを交互に積層した構造をもつ。このような誘電体多層膜は、屈折率の低い誘電体膜及び屈折率の高い誘電体膜の界面で反射する光と、誘電体多層膜を往復する光との位相を一致させ、各々の光が同一の反射方向に強め合うことで、所定の波長領域の光に対して反射率が高い膜となる。より具体的には、狭帯域幅な反射ピークを有する反射スペクトルが実現される。
また、本実施の形態においては、基材20が表示面部2(より具体的には、表示面部2が有する表示面)と接するがこれに限られず、コロイド結晶膜30が表示面部2と接していてもよい。また、光学調整シート10と表示面部2との間には、接着層が設けられてもよいが、本実施の形態においては、接着層は設けられていない。なお、接着層は、透光性を有する層であるとよい。接着層の透過率は、高い方がよく、少なくとも50%以上であるとよい。具体的には、接着層の可視光に対する透過率は70%以上であり、80%以上であればよりよく、90%以上であればさらによい。
[光の挙動]
次に、本実施の形態に係る第1光L10及び第2光L20の挙動について、図4〜図6を用いて説明する。まず、図4を用いて、第2光L20の発光スペクトルの詳細について説明する。
図4は、本実施の形態に係る第2光L20の発光スペクトルを示す図である。より具体的には、図4は、第2光L20が含む光であって、複数のサブ画素から放たれる青色光、緑色光及び赤色光のそれぞれの発光スペクトルを示す図である。図4においては、青色光、緑色光及び赤色光の発光スペクトルは、それぞれ実線、破線及び一点鎖線で記載されている。また、いずれの発光スペクトルも、青色光のピーク波長の強度によって規格化されている。
第2光L20は、可視光領域に、第1発光ピーク波長λ1と第2発光ピーク波長λ2と第3発光ピーク波長λ3とを含む複数の発光ピーク波長を有する。図4における第1、第2及び第3発光ピーク波長λ1、λ2及びλ3は、複数のサブ画素から放たれる青色光、緑色光及び赤色光のそれぞれの発光スペクトルのピーク波長に対応する。なお、第2発光ピーク波長λ2は、第1発光ピーク波長λ1と隣り合い第1発光ピーク波長λ1よりも長い波長である。第3発光ピーク波長λ3は、第2発光ピーク波長λ2と隣り合い第2発光ピーク波長λ2よりも長い波長である。
次に、図5を用いて、光学調整シート10の反射スペクトルについて説明する。
図5は、本実施の形態に係る光学調整シート10の反射スペクトルを示す図である。なお、図5が示す反射スペクトルは、入射角を5°として反射スペクトル測定を測定した。また、反射スペクトルは、日本分光株式会社製の分光光度計(V−650)を用いて、測定オプションARMV−734で測定した。
なお、発明者らの事前検討により、コロイド結晶膜30を含む光学調整シート10は、反射光の波長が入射光の入射角度に依存する反射波長選択性を有することが明らかになっている。
図5が示すように、入射角が5°の場合は、反射ピーク波長λrが約570nmである。光学調整シート10の正反射波長(入射角が0°)での反射ピーク波長λrは、570nm以上580nm以下の範囲に存在すると考えられる。また、反射ピーク半値幅wは、約20nmである。反射ピーク半値幅wは、反射スペクトルのベースラインで補正された反射ピーク波長λrでの反射率が50%となる波長の幅である。
本実施の形態においては、反射ピークとは最も高い反射率となるピークであり、反射ピーク波長λrとは透過率が最大となるときの波長である。図5が示すように、1つの光学調整シート10の反射スペクトルは、1つの反射ピークを有している。
以上より、光学調整シート10の反射スペクトルにおいて、反射ピーク波長λrと反射ピーク半値幅wとは、以下の第1条件を満たす。
第1条件とは、反射ピーク波長λrが複数の発光ピーク波長のうち隣り合う2つの発光ピーク波長の間に位置し、かつ、反射ピーク半値幅wが隣り合う2つの発光ピーク波長の差分以下である条件である。具体的には、図5が示すように、反射ピーク波長λrは、隣り合う2つのピーク波長(緑色光に対応する第2発光ピーク波長λ2及び赤色光に対応する第3発光ピーク波長λ3)との間に位置している。さらに、反射ピーク半値幅wが緑色光に対応する第2発光ピーク波長λ2及び赤色光に対応する第3発光ピーク波長λ3の差分以下である。
反射ピーク波長λrにおける反射率は約38%あるが、これに限られず、20%以上60%以下であればよい。反射ピーク波長λrにおける反射率は、25%以上55%以下であればよりよく、30%以上50%以下であればさらによい。
また、本実施の形態においては、光学調整シート10がコロイド結晶膜30を含む。そのため、狭帯域幅な反射ピークを有する反射スペクトルが実現される。また、複数のナノ粒子の12aの平均粒子径及び/又は濃度が調整されることで、コロイド結晶膜30を有する光学調整シート10が反射する光の波長領域を変えることができる。さらに、基材20、複数のナノ粒子32及び母体樹脂31がいずれも透光性を有することから、光学調整シート10も可視光領域において透光性を有し、光吸収が起こりにくい。
続いて、図6を用いて、光学調整シート10に入射する第1光L10と、第2光L20との挙動について説明する。
図6は、本実施の形態に係る第1光L10と第2光L20との挙動を説明する模式図である。
図6が示すように、第1光L10が第1面11に、第2光L20が第2面12に入射する。さらに、光学調整シート10は、第1光L10及び第2光L20のうち所定の波長領域の光を反射する。換言すると、第1光L10及び第2光L20のうち上記所定の波長領域の光以外の光は、光学調整シート10を透過する。
光学調整シート10によって反射された第1光L10及び第2光L20を第1反射光L11及び第2反射光L21とし、光学調整シート10を透過した第1光L10及び第2光L20を第1透過光L12及び第2透過光L22とする。なお、第1反射光L11及び第2透過光L22が表示装置1が設置されている空間及び使用者Uに向けて放たれる光であり、第1透過光L12及び第2反射光L21が表示面部2に向けて放たれる光である。
ここで、第1光L10及び第2光L20が使用者Uに与える影響について説明する。上述のように、本実施の形態においては、使用者Uにとっては、光学調整シート10が呈する色が表示面部2が呈する色であるかのように見える。
まず、表示装置1が消灯時、つまり、表示面部2が第2光L20を放っていない場合(以下、消灯時と記載)においては、光学調整シート10が呈する色は、主に、第1反射光L11の色である。本実施の形態においては、第1光L10が白色光であり、かつ、光学調整シート10の反射スペクトルが第1条件を満たすため、第1反射光L11は、可視光領域の有色の光である。より具体的には、反射ピーク波長λrが570nm以上580nm以下であるため、第1反射光L11は黄色光である。
よって、使用者Uにとっては、表示面部2が呈する色は従来の黒色ではない有色(例えば黄色)として視認され、表示装置1は空間のインテリア又はエクステリアに馴染みやすい。従って、表示装置1は、空間のデザイン性を高めることができる。
次に、表示装置1が点灯時、つまり、表示面部2が第2光L20を放っている場合(以下、点灯時と記載)においては、光学調整シート10が呈する色は、主に、第2透過光L22の色である。
上述のように、光学調整シート10の反射スペクトルが第1条件を満たす。そのため、光学調整シート10が発光強度の高い第2発光ピーク波長λ2及び第3発光ピーク波長λ3の光を反射しにくいため、第2反射光L21の光量が少なく、すなわち、第2透過光L22の光量が多い。つまり、表示面部2に画像を表示する第2光L20が光学調整シート10によって遮蔽され難いため(反射され難いため)、画像の視認性が低下し難い。よって、表示装置1においては、表示されている画像に与えられる影響が少ない。
以上まとめると、点灯時には、表示されている画像に与えられる影響が少なく、かつ、消灯時には、空間のデザイン性を高めることができる表示装置1が実現される。
さらに、本実施の形態においては、コロイド結晶膜30が用いられることで、狭帯域幅な反射ピークを有する反射スペクトルが実現される。このため、第2透過光L22の光量をより多くすることができるため、画像の視認性がより低下し難い。
また、上述の通り、光学調整シート10は、例えば、上記コロイド結晶膜30の代わりに、誘電体多層膜を含んでもよい。この場合においても、狭帯域幅な反射ピークを有する反射スペクトルが実現される。このため、第2透過光L22の光量をより多くすることができるため、画像の視認性がより低下し難い。
なお、光学調整シート10の反射スペクトルにおける反射ピーク波長λrと反射ピーク半値幅wは、上記に限られない。
例えば、反射ピーク波長λrが複数の発光ピーク波長のうち最も短い発光ピーク波長と380nmとの間に位置し、かつ、反射ピーク半値幅wが最も短い発光ピーク波長と380nmとの差分以下であってもよい(以下第2条件)。一例として、反射ピーク波長λrが第1発光ピーク波長λ1と380nmとの間に位置し、かつ、第1発光ピーク波長λ1と380nmとの差分以下であってもよい。
また例えば、反射ピーク波長λrが複数の発光ピーク波長のうち最も長い発光ピーク波長と780nmとの間に位置し、かつ、反射ピーク半値幅wが最も長い発光ピーク波長と780nmとの差分以下であってもよい(以下第3条件)。一例として、反射ピーク波長λrが第3発光ピーク波長λ3と780nmとの間に位置し、かつ、反射ピーク半値幅wが第3発光ピーク波長λ3と780nmとの差分以下であってもよい。
光学調整シート10の反射スペクトルは、第1条件、第2条件及び第3条件の少なくとも1つを満たす。
つまり、本実施の形態においては、光学調整シート10の反射ピークが表示面部2におけるサブ画素から放たれる青色光、緑色光及び赤色光のそれぞれと重なりが少なくなるように設計されている。
これにより、使用者Uにとっては、表示面部2が呈する色は従来の黒色ではない有色として視認され、表示装置1は空間のインテリア又はエクステリアに馴染みやすい。また、表示面部2に画像を表示する第2光L20が光学調整シート10によって遮蔽され難いため、画像の視認性が低下し難い。つまり、点灯時には、表示されている画像に与えられる影響が少なく、かつ、消灯時には、空間のデザイン性を高めることができる表示装置1が実現される。
さらに例えば、光学調整シート10の反射スペクトルにおける反射ピーク波長λrと反射ピーク半値幅wは以下のようであってもよい。
図7は、本実施の形態に係る反射ピーク波長λr及び反射ピーク半値幅wの他の例を説明するための第2光L20の発光スペクトルを示す図である。
ここでは、青色光及び緑色光のそれぞれの発光スペクトルのピーク波長に対応する第1及び第2発光ピーク波長λ1及びλ2を用いて説明する。また、第2及び第3発光ピーク波長λ2及びλ3においても、同様の条件を用いて、反射ピーク波長λrと反射ピーク半値幅wとが決定されてもよい。
まず、第1発光ピーク波長λ1と第2発光ピーク波長λ2との差分をXとし、第1発光ピーク波長λ1と第2発光ピーク波長λ2との中間の波長をλmとする。つまり、λmは、第1発光ピーク波長λ1と第2発光ピーク波長λ2とを足して2で割った値である。このとき、反射ピーク波長λrは以下の式(1)を満たし、かつ、反射ピーク半値幅wは以下の式(2)を満たしてもよい。
(1) λm−a×(X/2) ≦ λr ≦ λm+a×(X/2)
(2) w=b×X
a及びbは実数であり、aは、0.9以下であればよく、0.6以下であればよりよく、0.3以下であればさらによい。また、bは、0.1以上0.9以下であればよく、0.2以上0.8以下であればよりよく、0.3以上0.7以下であればさらによい。
aが小さいほど反射ピーク波長λrが第1発光ピーク波長λ1及び第2発光ピーク波長λ2と重なり難くなり、また、bが小さいほど狭帯域幅な反射ピークを有する反射スペクトルが実現される。このため、第2透過光L22の光量をより多くすることができる。
一方で、bが大きいほど光学調整シート10の製造が容易になる。例えば、光学調整シート10がコロイド結晶膜30を含む場合、複数のナノ粒子32の周期的な配列の乱れが許容されやすくなる。
よってa及びbが上記範囲にあることで、表示装置1は、空間のインテリア又はエクステリアに馴染みやすく、画像の視認性が低下し難く、かつ、製造が容易となる。
また、第2光源は、発光ダイオードを有しているが、これに限られず、カソードルミネッセンス若しくはプラズマ放電を利用した発光体、冷陰極管、発光ダイオード又はレーザーダイオードを有してもよい。これにより上記の第2光源を備える表示装置1において、点灯時には、表示されている画像に与えられる影響が少なく、かつ、消灯時には、空間のデザイン性を高めることができる。
(実施の形態2)
次に、実施の形態2に係る表示装置1aについて、図8を用いて説明する。図8は、本実施の形態に係る表示装置1aの構成を示す分解斜視図である。
実施の形態2では、複数の光学調整シートが設けられる点が、実施の形態1とは相違する。
具体的には、表示装置1aは、複数の光学調整シートとして、第1光学調整シート10aと第2光学調整シート10bとを備える点以外は、実施の形態1に係る表示装置1と同じ構成を備える。
第1光学調整シート10aは、実施の形態1に係る光学調整シート10と同じ構成を有する。第2光学調整シート10bは、第2光学調整シート10bにおけるコロイド結晶膜30が含むナノ粒子32の平均粒子径が異なる以外は、実施の形態1に係る光学調整シート10と同じ構成を有する。ここで、コロイド結晶膜30における粒子径が互いに異なるため、第1光学調整シート10aの反射スペクトルの反射ピーク波長と、第2光学調整シート10bの反射スペクトルの反射ピーク波長とは、異なる。本実施の形態においては、第2光学調整シート10bが有するコロイド結晶膜30において、ナノ粒子32の粒子径は160nmである。このとき、第2光学調整シート10bの反射スペクトルの反射ピーク波長は、475nm以上485nm以下である。
本実施の形態においては、複数の光学調整シートのうち1つである第1光学調整シート10a及び他の1つである第2光学調整シート10bの反射スペクトルにおいて、反射ピーク波長及び反射ピーク半値幅は、以下の通りである。第1光学調整シート10aにおいては、反射ピーク波長が第2発光ピーク波長と第3発光ピーク波長との間に位置し、かつ、反射ピーク半値幅が第2発光ピーク波長と第3発光ピーク波長との差分以下である。また、第2光学調整シート10bにおいては、反射ピーク波長が第1発光ピーク波長と第2発光ピーク波長との間に位置し、かつ、反射ピーク半値幅が第1発光ピーク波長と第2発光ピーク波長との差分以下である。
また、図8においては、実施の形態1の第1反射光L11に対応する光が、第1反射光L11a及び11bとして記載されている。なお、第1光学調整シート10aによって反射された第1光L10が第1反射光L11aであり、第2光学調整シート10bによって反射された第1光L10が第1反射光L11bである。
図8が示すように、本実施の形態においては、第1及び第2光学調整シート10a及び10b)は、平面視で、重ならないように配置されている。第1光学調整シート10aはは表示面部2の一部を覆うように設けられ、第2光学調整シート10bは表示面部2の他部を覆うように設けられている。つまり、本実施の形態においては、使用者Uにとっては、第1光学調整シート10aが呈する色が表示面部2の一部が呈する色であり、第2光学調整シート10bが呈する色が表示面部2の他部が呈する色であるかのように見える。
例えば、消灯時、第1光学調整シート10aが呈する色は、主に、第1反射光L11aの色である。より具体的には、第1反射光L11aは、実施の形態1と同じく、黄色光である。また、第2光学調整シート10bが呈する色は、主に、第1反射光L11bの色である。より具体的には、第2光学調整シート10bの反射スペクトルの反射ピーク波長が475nm以上485nm以下であるため、第1反射光L11bは青色光である。
そのため、実施の形態1と比べて、使用者Uにとって、表示面部2が呈する色は、より多様な色であるかのように見える。よって、表示装置1aは、空間のインテリア又はエクステリアにより馴染みやすいため、表示装置1aは空間のデザイン性をより高めることができる。
さらに例えば、第1光学調整シート10aと第2光学調整シート10bとによって模様が描かれることで、表示装置1aは、空間のインテリア又はエクステリアにより馴染みやすい。
(実施の形態2の変形例1)
次に、実施の形態2の変形例1に係る表示装置1bについて、図9及び図10を用いて説明する。図9は、本実施の形態の変形例1に係る表示装置1bの構成を示す分解斜視図である。
実施の形態2の変形例1では、複数の光学調整シートが積層される点が、実施の形態2とは相違する。
具体的には、表示装置1bは、実施の形態2に係る表示装置1aと同じ構成を備えるが、図9が示すように、本実施の形態においては、複数の光学調整シート(第1及び第2光学調整シート10a及び10b)は、積層されている。
第2光学調整シート10bは表示面部2の全面を覆うように設けられており、第1光学調整シート10aは第2光学調整シート10bの全面を覆うように設けられている。つまり、本変形例においては、使用者Uにとっては、第1光学調整シート10a及び第2光学調整シート10bが呈する色が表示面部2が呈する色であるかのように見える。
例えば、消灯時、第1光学調整シート10a及び第2光学調整シート10bが呈する色は、主に、第1反射光L11a(黄色光)及び第1反射光L11b(青色光)が複合された色である。
なお、第2光学調整シート10bが第1光学調整シート10aよりも表示面部2側に配置されているが、これに限られず、第1光学調整シート10aが第2光学調整シート10bよりも表示面部2側に配置されてもよい。
ここで、第1光学調整シート10a及び第2光学調整シート10bが呈する色についてより詳細に説明する。また、第1光学調整シート10aの反射スペクトルの反射ピーク波長をλr1とし、第2光学調整シート10bの反射スペクトルの反射ピーク波長をλr2とする。
図10は、本実施の形態の変形例1に係る反射ピーク波長λr1及び反射ピーク波長λr2が示されたxy色度図である。xy色度図中に示される領域Aは、白色領域を示している。
上述の通り、第1反射光L11aは、反射ピーク波長λr1(570nm以上580nm以下)に対応する黄色光であり、第1反射光L11bは、反射ピーク波長λr2(475nm以上485nm以下)に対応する青色光である。2つの光の色は、おおよそ補色の位置関係にある。そのため、消灯時、第1光学調整シート10a及び第2光学調整シート10bが呈する色は領域Aの範囲内、つまり、白色光の範囲内とすることができる。
よって、使用者Uにとっては、表示面部2が呈する色は従来の黒色ではなく、第1反射光L11a及び第1反射光L11bが複合された色(例えば白色)として視認され、表示装置1は空間のインテリア又はエクステリアに馴染みやすい。さらに、実施の形態1で示したような1つの光学調整シート10が設けられる場合と比べ、表示面部2が呈する色の設計の自由度が向上する。従って、表示装置1bは、空間のデザイン性を高めることができる。
(実施の形態2の変形例2)
次に、実施の形態2の変形例2に係る表示装置1cについて、図11及び図12を用いて説明する。図11は、本実施の形態の変形例2に係る表示装置1cの構成を示す分解斜視図である。
本変形例に係る表示装置1cは、第1、第2、第3及び第4光学調整シート10a、10b、10c及び10dを含む4つの光学調整シートを備える点以外は、実施の形態2の変形例2に係る表示装置1bと同様の構成を備える。
本変形例に係る表示装置1cにおいては、4つの光学調整シートは、第1、第2、第3及び第4光学調整シートの順に積層されている。また、第4光学調整シート10dは表示面部2の全面を、第3光学調整シート10cは第4光学調整シート10dの全面を覆うように設けられている。さらに、第2光学調整シート10bは第3光学調整シート10cの全面を、第1光学調整シート10aは第2光学調整シート10bの全面を覆うように設けられている。つまり、本変形例においては、使用者Uにとっては、第1、第2、第3及び第4光学調整シート10a、10b、10c及び10dが呈する色が表示面部2が呈する色であるかのように見える。例えば消灯時、第1、第2、第3及び第4光学調整シート10a、10b、10c及び10dが呈する色は、主に、第1、第2、第3及び第4光学調整シート10a、10b、10c及び10dのそれぞれによって反射された第1光L10の色が複合された色である。
第3光学調整シート10cの反射スペクトルにおける反射ピーク波長と反射ピーク半値幅は、上記第2条件を満たす。第4光学調整シート10dの反射スペクトルにおける反射ピーク波長と反射ピーク半値幅は、上記第3条件を満たす。
また、比較例に係る表示装置は、光学調整シート10を備えていない点以外は、実施の形態1に係る表示装置1と同様の構成を有する。
ここで、本変形例と比較例とに係る第2光について図12を用いて説明する。図12は、本変形例と比較例とに係る第2光の模式的なu’v’色度図である。
図12では、本変形例において4つの光学調整シートを透過した第2光L20の発光スペクトルが破線の枠内に、比較例において表示面部から放たれた第2光の発光スペクトルが一点鎖線の枠内に示されている。
本変形例及び比較例に係る第2光の発光スペクトルは、双方とも、青色光、緑色光及び赤色光の発光スペクトルを有している。
本変形例においては、第1、第2、第3及び第4光学調整シート10a、10b、10c及び10dが上記の条件を満たすため、第2光L20のうち所定の波長領域の光が反射される。そのため、本変形例及び比較例に係る第2光の発光スペクトルを比較すると、比較例に係る第2光の発光スペクトルよりブロードな、本変形例に係る第2光L20の発光スペクトルはよりシャープな発光スペクトルを有している。すなわち、本変形例に係る第2光L20の発光スペクトルは、より単色光に近い、青色光、緑色光及び赤色光の発光スペクトルを有している。
さらに、図12が示すu’v’色度図においては、本変形例及び比較例に係る第2光の発光スペクトルが有する青色光、緑色光及び赤色光に基いた色度が示されている。
図12が示すように、本変形例に係る第2光L20は、比較例に係る第2光に比べ、より広い色域を有している。上述の通り、本変形例に係る第2光L20の発光スペクトルはより単色光に近い発光スペクトルを有している。そのため、本変形例においては、比較例に比べ、色域を拡張することができ、つまり、第2光L20によって表現される色の範囲を広げることができる。
(実施の形態3)
次に、実施の形態3に係る表示装置1について、図13を用いて説明する。図13は、本実施の形態に係る表示装置1と投影装置400との構成を示す模式図である。
実施の形態3では、第1光源が投影装置400が備える光源である点が、実施の形態1とは相違する。
投影装置400はプロジェクタであるが、これに限られず、例えば投光器などであってもよい。投影装置400は、表示装置1が備える光学調整シート10に、画像を投影する装置である。より具体的には、投影装置400が備える第1光源が放つ第1光L10は、画像(以下、第1画像)を投影する光である。この場合、光学調整シート10は、投影装置400にとっての、スクリーンであるともいえる。
本実施の形態においては、第1光L10によって投影された第1画像は、表示面部2が放つ第2光L20によって表示される画像(以下、第2画像)と異なっているが、同じであってもよい。具体的には、第1画像は、第2画像内に示される破線で囲まれた円形に向けて、第2画像を目立たせるようにハイライトする画像である。
また、図13においては、第1画像が光学調整シート10の一部(つまり破線で囲まれた円形内)にしか投影されていないが、第1画像が光学調整シート10の全部に投影されてもよい。例えば、第1画像が、第2画像と同じであり光学調整シート10の全部に投影され、つまり、画像が重ねられると、より第2画像を目立たせることができる。さらにこの場合、第2光L20のうち光学調整シート10が反射する波長領域の光(黄色光)は使用者Uによって視認されないが、第1光L10のうち光学調整シート10が反射する波長領域の光(黄色光)は使用者Uによって視認される。つまり、第2画像のうち欠けた波長領域の光(黄色光)を第1画像によって補うことができるため、第2画像がより色鮮やかに表現され得る。
以上まとめると、本実施の形態に係る表示装置1cにおいては、第2光L20によって表示される第2画像をより目立たせることが可能になる。つまり、表示装置1のアイキャッチ効果を高めることができる。
(その他の実施の形態)
以上、本発明に係る表示装置等について、各実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、これらの各実施の形態に限定されるものではない。本発明の主旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を実施の形態に施したものや、各実施の形態における一部の構成要素を組み合わせて構築される別の形態も、本発明の範囲に含まれる。
例えば、第2光源は、青色光を放つ発光ダイオードと、緑色光を放つ発光ダイオードと、赤色光を放つ発光ダイオードとを有してもよい。この場合においても第2光L20は、青色光と緑色光と赤色光とを含む光である。なお、この場合、表示装置は、カラーフィルターを有していても、有していなくてもよい。
また、上記各実施の形態においては1つの光学調整シートは、1つのコロイド結晶膜を有していたが、これに限られない。たとえば、1つの光学調整シートは、積層された複数のコロイド結晶膜を有していてもよい。この場合は、1つの光学調整シートには、コロイド結晶膜の数と同じ数の反射ピークがあってもよい。
上記実施の形態においては、第2光L20は3つの色の光を含み、つまり、発光スペクトルにおいて3つの発光ピークを有したが、これに限られない。例えば、第2光L20は4つ以上の色の光を含み、つまり、発光スペクトルにおいて4つ以上の発光ピークを有してもよい。
また、表示装置1、101及び201は、液晶モニタに限られない。ブラウン管モニタ、プラズマモニタ、有機ELモニタなどであってもよい。また、蛍光体として、蛍光を示す量子ドット半導体が用いられてもよい。
また、上記の実施の形態は、特許請求の範囲又はその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。
1 表示装置
2 表示面部
10 光学調整シート
11 第1面
12 第2面
30 コロイド結晶膜
300 第1光源
L10 第1光
L20 第2光
w 反射ピーク半値幅
λ1 第1発光ピーク波長
λ2 第2発光ピーク波長
λ3 第3発光ピーク波長
λr 反射ピーク波長

Claims (9)

  1. 第1光源が放つ第1光によって照らされる表示装置であって、
    画像を表示する第2光を放つ表示面部と、
    前記表示面部を覆うように設けられ、前記第1光が入射する第1面及び前記第1面に背向し前記第2光が入射する第2面を有し、前記第1光及び前記第2光のうち所定の波長領域の光を反射する光学調整シートと、
    を備え、
    前記第2光は、複数の発光ピーク波長を有し、
    前記光学調整シートの反射スペクトルにおいて、
    反射ピーク波長が前記複数の発光ピーク波長のうち隣り合う2つの発光ピーク波長の間に位置し、かつ、反射ピーク半値幅が前記隣り合う2つの発光ピーク波長の差分以下である条件を第1条件とし、
    反射ピーク波長が前記複数の発光ピーク波長のうち最も短い発光ピーク波長と380nmとの間に位置し、かつ、反射ピーク半値幅が前記最も短い発光ピーク波長と380nmとの差分以下である条件を第2条件とし、
    反射ピーク波長が前記複数の発光ピーク波長のうち最も長い発光ピーク波長と780nmとの間に位置し、かつ、反射ピーク半値幅が前記最も長い発光ピーク波長と780nmとの差分以下である条件を第3条件とするとき、
    前記反射スペクトルは、前記第1条件、前記第2条件及び前記第3条件の少なくとも1つを満たす
    表示装置。
  2. 複数の前記光学調整シートを備え、
    前記複数の光学調整シートのそれぞれにおける前記反射ピーク波長は、異なる
    請求項1に記載の表示装置。
  3. 前記複数の発光ピーク波長は、第1発光ピーク波長と、前記第1発光ピーク波長と隣り合い前記第1発光ピーク波長よりも長い波長である第2発光ピーク波長と、前記第2発光ピークと隣り合い前記第2発光ピーク波長よりも長い波長である第3発光ピーク波長と、を含み、
    前記複数の光学調整シートのうち1つの光学調整シートの前記反射スペクトルにおいて、前記反射ピーク波長が前記第1発光ピーク波長と前記第2発光ピーク波長との間に位置し、かつ、前記反射ピーク半値幅が前記第1発光ピーク波長と前記第2発光ピーク波長との差分以下であり、
    前記複数の光学調整シートのうちの他の1つの光学調整シートの前記反射スペクトルにおいて、前記反射ピーク波長が前記第2発光ピーク波長と前記第3発光ピーク波長との間に位置し、かつ、前記反射ピーク半値幅が前記第2発光ピーク波長と前記第3発光ピーク波長との差分以下である
    請求項2に記載の表示装置。
  4. 前記複数の光学調整シートは、積層される
    請求項2又は3に記載の表示装置。
  5. 前記光学調整シートは、コロイド結晶膜を有する
    請求項1〜4のいずれか1項に記載の表示装置。
  6. 前記光学調整シートは、誘電体多層膜を有する
    請求項1〜5のいずれか1項に記載の表示装置。
  7. 前記表示面部が有する第2光源は、カソードルミネッセンス若しくはプラズマ放電を利用した発光体、冷陰極管、発光ダイオード、レーザーダイオード又は有機発光ダイオードを有する
    請求項1〜6のいずれか1項に記載の表示装置。
  8. 前記第1光源は、投影装置が備える光源である
    請求項1〜7のいずれか1項に記載の表示装置。
  9. 光学調整シートであって、
    第1光源が放つ第1光が入射する第1面と、
    前記第1面に背向し、表示装置が備える第2光源が放つ第2光が入射する第2面と、
    を備え、
    前記表示装置が備える表示面部を覆うように設けられ、
    前記第1光及び前記第2光のうち所定の波長領域の光を反射し、
    前記第2光は、前記表示面部に動画像を表示するため光であり、前記第2面に入射するとき、複数の発光ピーク波長を有し、
    前記光学調整シートの反射スペクトルにおいて、
    反射ピーク波長が前記複数の発光ピーク波長のうち隣り合う2つの発光ピーク波長の間に位置し、かつ、反射ピーク半値幅が前記隣り合う2つの発光ピーク波長の差分以下である条件を第1条件とし、
    反射ピーク波長が前記複数の発光ピーク波長のうち最も短い発光ピーク波長と380nmとの間に位置し、かつ、反射ピーク半値幅が前記最も短い発光ピーク波長と380nmとの差分以下である条件を第2条件とし、
    反射ピーク波長が前記複数の発光ピーク波長のうち最も長い発光ピーク波長と780nmとの間に位置し、かつ、反射ピーク半値幅が前記最も長い発光ピーク波長と780nmとの差分以下である条件を第3条件とするとき、
    前記反射スペクトルは、前記第1条件、前記第2条件及び前記第3条件の少なくとも1つを満たす
    光学調整シート。
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