JP2022008149A - 表示装置 - Google Patents
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Abstract
Description
センス(Electroluminescence、以下ELとも記す)現象を利用した
表示装置、電子機器、又はそれらの作製方法に関する。
装置が市場に普及している。付加価値がより高い製品の一として、より臨場感のある画像
を再現するため、立体画像の表示が可能な表示装置の開発が進められている。
動視差、像の大きさ、空間配置、明暗の差、陰影等が挙げられる。
示装置は、同一画面に左目の位置から見える画像(左目用の画像)と右目の位置から見え
る画像(右目用の画像)とを表示し、観察者は左目で左目用の画像を、右目で右目用の画
像を観察することにより立体画像を観察する。
メガネに設けたシャッターと同期して、画面に交互に表示する装置がある。これにより、
観察者は左目で左目用の画像を、右目で右目用の画像を、それぞれ観察することにより立
体画像を観察する。
数の右目用の領域と左目用の領域(例えば短冊状の領域)に分割され、その境界に視差バ
リアが重ねて設けられている。分割された画面には、左目用の画像と右目用の画像とが同
時に表示される。視差バリアは、右目用の画像が表示される領域を左目から隠し、左目用
の画像が表示される領域を右目から隠す。その結果、左目は左目用の画像のみを、右目は
右目用の画像のみを観察することにより、立体画像が観察できる。
え可能な表示装置が知られている(特許文献1)。
めコントラストが高く、入力信号に対する応答速度が速い。そして、この発光素子を応用
した、消費電力が低減され、製造工程が簡単な、高精細化や基板の大型化への対応が容易
な表示装置が知られている(特許文献2)。
目用の画像を交互に表示するため、二次元画像の表示を行う場合に比べ、1フレーム期間
における画素部への画像の書き込み回数が増える。したがって、高周波数での駆動が可能
な駆動回路が必要となる他、表示装置の消費電力が高くなる。
目用の画像の、それぞれの画像の表示に寄与する画素数が、実際の画素数の半分となるた
め、高精細な画像の表示が妨げられる。
用いず、二次元画像を用いて、観察者が高い奥行き感や立体感を得られる画像を表示する
ことが求められている。
像を表示できる表示装置を提供することを目的の一とする。または、本発明の一態様は、
二次元画像を用いて、観察者が高い奥行き感又は立体感を得られる画像を表示できる電子
機器を提供することを目的の一とする。
示する表示素子が凸面に沿って複数配置された表示領域と、を有し、透光層の屈折率は、
大気の屈折率よりも高く、観察面は、凸面と少なくとも3点で交わる平面である、表示装
置である。
示する表示素子が凸面に沿って複数配置された表示領域と、を有し、透光層の屈折率は、
大気の屈折率よりも高く、観察面は、表示領域と少なくとも3点で交わる平面である、表
示装置である。
示する表示素子が凸面に沿って複数配置された表示領域と、を有し、透光層の屈折率は、
大気の屈折率よりも高く、凸面と少なくとも3点で交わる平面に凸面上の一点Mから下ろ
した垂線の足Nと、垂線と観察面の交点Pと、の距離は、一点Mが最凸部にあるときに最
大である、表示装置である。
示する表示素子が凸面に沿って複数配置された表示領域と、を有し、透光層の屈折率は、
大気の屈折率よりも高く、表示領域と少なくとも3点で交わる平面に凸面上の一点Mから
下ろした垂線の足Nと、垂線と観察面の交点Pと、の距離は、一点Mが最凸部にあるとき
に最大である、表示装置である。
面側から表示領域を観察した場合、見かけ上の像が形成される位置が、表示装置の観察面
でも、表示領域の表示面でもなく、観察者の脳の勘違いを誘発し、画像の奥行き感や立体
感を高めることができる。また、表示素子が凸面に沿って配置されているため、表示装置
の観察面の端部と中心部では、虚像が形成される表示装置の厚さ方向の位置が異なる。こ
れにより、画像の奥行き感や立体感をより高めることができる。
最凸部は、表示装置に一点のみ存在する場合と、複数点存在する場合を含み、複数点存在
する場合は、いずれか一点を任意に選択できる。また、本明細書中において、平面αとそ
の上にない点hとが与えられたとき、点hを通り平面αに垂直である直線nと平面αとの
交点を点kとすると、直線nを、点hから平面αに下ろした垂線といい、点kを垂線の足
という。
垂線と、垂線と直交し第1の表示素子を通る平面において、垂線と平面との交点Qと第1
の表示素子との距離をXとし、交点Qと最凸部との距離をYとしたときに、Y/Xが、0
.1以上1以下であることが好ましく、0.15以上0.6以下がより好ましく、0.2
以上0.4以下がさらに好ましい。
を表示できる表示装置を提供できる。または、本発明の一態様では、二次元画像を用いて
、観察者が奥行き感又は立体感を得られる画像を表示できる電子機器を提供できる。
れず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し
得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の
記載内容に限定して解釈されるものではない。
一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。また、同様の
機能を指す場合には、ハッチパターンを同じくし、特に符号を付さない場合がある。
際の位置、大きさ、範囲などを表していない場合がある。このため、開示する発明は、必
ずしも、図面等に開示された位置、大きさ、範囲などに限定されない。
本発明の一態様の表示装置について図1~図4を用いて説明する。
面に対向する観察面とを有する。該表示領域では、該観察面に向けて表示することができ
る表示素子が、該凸面に沿って複数配置されている。本発明の一態様の表示装置では、表
示領域の表示面と透光層の凸面とが接する。透光層の形状の一例として、底面が曲線で構
成される柱体(底面が正円である円柱や、底面が楕円である楕円柱など)や、底面が直線
及び曲線で構成される柱体(底面が半円、半楕円などである柱体)が挙げられる。透光層
の形状が、これらの柱体のいずれかであるとき、凸面は該柱体の曲面の部分にあたり、観
察面は該曲面と対向する面にあたる。
部もしくは凹部)を有していてもよい。
の断面図を図1(B)、(C)に示す。図1(A)~(C)に示す表示装置100は、透
光層101と表示領域103を有する。
は、表示領域103と少なくとも3点で交わる平面である。また、観察面21は、凸面2
2と少なくとも3点で交わる平面である。
境界面に垂直に入射するため、直進する。一方、点Cから観察者の目32に届く光は、透
光層101と大気の境界面に角度をもって入射するため、該境界面で屈折する。この光の
屈折により、表示領域103の表示面(ここでは、凸面22に接する面)とも表示装置1
00の観察面(ここでは、透光層101の観察面21に相当する)とも異なる位置Dに、
虚像が形成される。表示装置100では、観察者はこの虚像を視認することで、画像に奥
行き感や立体感を得ることができる。
22に沿って複数配置されているため、表示装置の観察面の端部と中心部では、虚像が形
成される表示装置100の厚さ方向の位置が異なる。これにより、画像の奥行き感や立体
感をより高めることができる。
とが好ましい。具体的には、最凸部Eを通る凸面22に下ろした垂線と、垂線と直交し第
1の表示素子を通る平面において、垂線と平面との交点Qと、第1の表示素子との距離を
X、交点Qと最凸部Eとの距離をYとしたときに、Y/Xが、0.1以上1以下である、
好ましくは0.15以上0.6以下である、さらに好ましくは0.2以上0.4以下であ
る。
される表示装置100の厚さ方向の位置に十分な違いが生じるため、画像の奥行き感や立
体感を高める効果が得られ、好ましい。
交し任意の表示素子を通る平面において、垂線と平面との交点Q1と、該任意の表示素子
との距離をX1、交点Q1と最凸部Eとの距離をY1としたときに、Y1/X1が、0.
1以上1以下である、好ましくは0.15以上0.6以下である、さらに好ましくは0.
2以上0.4以下である構成が挙げられる。また、表示素子は、表示領域103の端部に
位置していてもよい。例えば、図1(C)に示すように、最凸部Eを通る凸面22に下ろ
した垂線と、垂線と直交し表示領域103の端部に位置する表示素子を通る平面において
、垂線と平面との交点Q2と、該表示素子との距離をX2、交点Q2と最凸部Eとの距離
をY2としたときに、Y2/X2が、0.1以上1以下である、好ましくは0.15以上
0.6以下である、さらに好ましくは0.2以上0.4以下である構成が挙げられる。
しい。表示装置が含む表示素子においてY/Xが1より大きい値となると、表示装置の厚
さが増してしまうため、表示装置やそれを用いた電子機器の薄型化が難しい。また、表示
素子(で構成される表示ユニット、又は表示領域)の耐久性が低くなる恐れもある。
ことができ、特に限定されない。例えば、図2(A)に示す表示装置110のように、観
察面が円形であってもよい。表示装置110の一点鎖線A1-B1間の断面図は、図1(
B)、(C)を参照できる。
することが好ましい。例えば、表示装置110等のように、表示領域103の表示面の全
面が透光層101の凸面と接していてもよい。別の例として、図2(B)に表示装置12
0を示す。表示装置120は、一対の駆動回路領域109に挟まれるように表示領域10
3が設けられた表示パネルを有し、表示領域103の表示面の一部が、透光層101と接
していない。ただし、これらの構成に限定されず、透光層101の観察面は、透光層10
1の凸面と少なくとも3点で交わる平面であればよい(つまり、表示領域103と3点で
交わらなくてもよい)。例えば、透光層101の観察面は、図2(B)に示す一対の駆動
回路領域109と少なくとも3点で交わる平面19であってもよい。また、観察面は平面
でなくてもよい。
又は観察面21に接する透光基板105)を有していてもよい。透光基板105の代わり
に、又は、透光基板105の一層として、ハードコート膜、反射防止膜、タッチパネル等
を設けてもよい。ハードコート膜は、透光層101よりも硬度が高ければよく、例えば、
窒化珪素膜等の無機絶縁膜を用いることができる。反射防止膜は、例えば、モスアイ構造
等、数百nm程度の周期の凹凸を有する膜を用いることができる。タッチパネルの検出方
式は、静電容量方式、抵抗膜方式、表面弾性方式、赤外線方式、光学方式等の様々な方式
を適用することができる。
図を示し、図3(A)における一点鎖線A2-B2間の断面図を図3(C)、(D)に示
す。表示装置140及び表示装置150は、それぞれ透光層101と表示領域103を有
する。
光層101の観察面21の一部が曲面である。
す。つまり、表示領域103(又は凸面22)と少なくとも3点で交わる(又は凸面22
と観察面21との境界線を通る)平面に、凸面22上の一点Mから下ろした垂線の足Nと
、垂線と観察面21の交点Pと、の距離は、一点Mが最凸部Eにあるときに最大である。
図3(C)では、一例として、凸面22上の点M1から下ろした垂線の足N1と、垂線と
観察面21の交点P1と、の距離L1に比べて、最凸部Eから下ろした垂線の足N2と、
垂線と観察面21の交点P2と、の距離L2が大きいことを示している。
とも異なる位置に、虚像を形成することができる。したがって、観察者がこの虚像を視認
することで、画像に奥行き感や立体感を得ることができる。
22に沿って複数配置されているため、表示装置の観察面の端部と中心部では、虚像が形
成される表示装置の厚さ方向の位置が異なる。これにより、画像の奥行き感や立体感をよ
り高めることができる。
す第1の表示素子を含むことが好ましい。
交し任意の表示素子を通る平面において、垂線と平面との交点Q3と、該任意の表示素子
との距離をX3、交点Q3と最凸部Eとの距離をY3としたときに、Y3/X3が、0.
1以上1以下である、好ましくは0.15以上0.6以下である、さらに好ましくは0.
2以上0.4以下である構成が挙げられる。
次に、本発明の一態様の表示装置に用いることができる材料の一例について説明する。
透光層は、透光性を有し、屈折率が大気の屈折率よりも高い材料を用いて形成する。例え
ば、常温で硬化する硬化樹脂(二液混合型の樹脂など)、光硬化性の樹脂、熱硬化性の樹
脂等の有機樹脂を用いることができる。
シ樹脂、シリコーン樹脂、ポリビニルブチラル(PVB)樹脂、エチレンビニルアセテー
ト(EVA)樹脂等の有機樹脂を用いることができる。また、有機樹脂内に乾燥剤が含ま
れていてもよい。
折率が1.6以上、好ましくは1.7以上2.1以下の材料を用いる。高屈折率の材料と
しては、臭素が含まれる樹脂、硫黄が含まれる樹脂などが挙げられ、例えば、含硫黄ポリ
イミド樹脂、エピスルフィド樹脂、チオウレタン樹脂、又は臭素化芳香族樹脂などを用い
ることができる。また、PET(ポリエチレンテレフタラート)、TAC(トリアセチル
セルロース)なども用いることができる。
も含む)であってもよい。
が可撓性を有する場合、用いる透光層に合わせた表示領域の形状とすることができる。よ
って、例えば、使用の際に、形状の異なる複数の透光層の中から一つを選択して用いるこ
とで、一つの表示装置でも、使用の度に、奥行き感又は立体感の度合いを調整することが
できる。
表示領域は、1以上の表示ユニットを有する。図4(A)に示すように、1つの表示ユニ
ット107aで表示領域を構成する場合、表示ユニット107aとして、可撓性を有する
表示ユニットを用いることができる。または、表示ユニット107aとして、可撓性を有
さない、表示面が凹面となるよう成形された表示ユニットを用いることもできる。
、支持体の、凹形状に湾曲した表面に、複数の表示ユニット107b又は複数の表示ユニ
ット107cを配置すればよい。なお、支持体の可撓性の有無は問わない。表示ユニット
107b、cとして、可撓性を有する表示ユニットを用いることができる。または、表示
ユニット107b、cとして、可撓性を有さない、配置する支持体の表面に沿って湾曲し
た表示ユニットを用いることもできる。さらに、表示ユニット107b、cとして、可撓
性を有さず、曲げや湾曲もしていない(つまり、表示面が平面である)表示ユニットを用
いることもできる。複数の表示ユニット107bを一列に配置する構成や、複数の表示ユ
ニット107cをマトリクス状に配置する構成を適用することで、各表示ユニットが可撓
性を有していなく、かつ、表示面が平面でも、湾曲した表示領域を実現することができる
。
定されず、液晶素子、発光素子(発光ダイオード、有機EL素子、無機EL素子等)、プ
ラズマチューブ、CRT(cathode ray tube)等を用いることができる
。
を軽量にできる、バックライトが必要でない等の理由から、表示素子として用いることが
好ましい。
適用されていてもよい。
ンジスタの構造は限定されず、トップゲート型のトランジスタを用いてもよいし、ボトム
ゲート型のトランジスタを用いてもよい。また、nチャネル型トランジスタを用いても、
pチャネル型トランジスタを用いてもよい。また、トランジスタに用いる材料についても
特に限定されない。例えば、シリコンやIn-Ga-Zn系金属酸化物等の酸化物半導体
をチャネル形成領域に用いたトランジスタを適用することができる。
透光基板は、透光性を有する材料を用いて作成する。例えば、ガラス、石英、セラミック
、サファイア、有機樹脂等の材料を用いることができる。
ガラスを用いることができる。可撓性を有する程度の厚さのガラスを用いてもよい。
EN)等のポリエステル樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリメチル
メタクリレート樹脂、ポリカーボネート(PC)樹脂、ポリエーテルスルホン(PES)
樹脂、ポリアミド樹脂、シクロオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミドイミド樹
脂、ポリ塩化ビニル樹脂等の有機樹脂を用いることができる。特に、熱膨張係数の低い材
料を用いることが好ましく、例えば、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、PET等
を好適に用いることができる。また、ガラス繊維に有機樹脂を含浸した基板や、無機フィ
ラーを有機樹脂に混ぜて熱膨張係数を下げた基板を使用することもできる。このような材
料を用いた基板は、重量が軽いため、該基板を用いた表示装置も軽量にすることができる
。
次に、本発明の一態様の表示装置の作製方法の一例を説明する。
成する。そして、表示領域の凹部を透光材料で満たす。その後、透光材料を硬化させるこ
とで透光層を形成する。なお、透光基板等を透光層の観察面上に設ける場合は、透光層上
に透光基板等を配置した後、透光層を硬化させてもよい。
は接着されていてもよいし、着脱可能であってもよい。また、透光層と表示領域の間には
空隙を含まないことが好ましい。したがって、透光層と表示領域の密着性は高いことが好
ましい。
子を形成することで、表示面が湾曲した表示パネルを作製してもよい。また、可撓性を有
する表示パネルを作製した後、該表示パネルを湾曲させてもよい。また、2つ以上の表示
ユニットからなる表示パネルを作製する場合は、湾曲した支持体上に複数の表示ユニット
を敷き詰めてもよい。
ンジスタ、カラーフィルタ等のうち少なくとも一つ)を形成する方法としては、例えば、
可撓性を有する基板上に、素子を直接形成する第1の方法と、可撓性を有する基板とは異
なる耐熱性の高い基板(以下、作製基板と記す)上に素子を形成した後、作製基板と該素
子とを剥離して、可撓性を有する基板に該素子を転置する第2の方法と、がある。
温度に対して耐熱性を有する基板を用いる場合には、第1の方法を用いると、工程が簡略
化されるため好ましい。
性の高いトランジスタ等を、可撓性を有する基板に転置することができる。したがって、
透水性が高く、耐熱性が低い有機樹脂等を、可撓性を有する基板の材料として用いても、
可撓性を有し、信頼性が高い表示パネルを作製できる。
次に、表示装置を有する電子機器について、図5を用いて説明する。本発明の一態様の電
子機器が有する表示部では、観察者が高い奥行き感又は立体感を得られる画像を表示でき
る。
う)、コンピュータ用などのモニタ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタル
フォトフレーム、携帯電話機(携帯電話、携帯電話装置ともいう)、携帯型ゲーム機、携
帯情報端末、音響再生装置、パチンコ機などの大型ゲーム機などが挙げられる。これらの
電子機器の具体例を図5に示す。
体7101に表示部7102が組み込まれている。表示部7102では、映像を表示する
ことが可能である。本発明の一態様を適用した表示装置は、表示部7102に用いること
ができる。また、ここでは、スタンド7103により筐体7101を支持した構成を示し
ている。
コン操作機7111により行うことができる。リモコン操作機7111が備える操作キー
により、チャンネルや音量の操作を行うことができ、表示部7102に表示される映像を
操作することができる。また、リモコン操作機7111に、当該リモコン操作機7111
から出力する情報を表示する表示部を設ける構成としてもよい。
より一般のテレビ放送の受信を行うことができ、さらにモデムを介して有線又は無線によ
る通信ネットワークに接続することにより、一方向(送信者から受信者)又は双方向(送
信者と受信者間、あるいは受信者間同士など)の情報通信を行うことも可能である。
1、筐体7202、表示部7203、キーボード7204、外部接続ポート7205、ポ
インティングデバイス7206等を含む。なお、コンピュータは、本発明の一態様の表示
装置をその表示部7203に用いることにより作製される。
301a及び筐体7301bの二つの筐体で構成されており、連結部7302により、開
閉可能に連結されている。筐体7301aには表示部7303aが組み込まれ、筐体73
01bには表示部7303bが組み込まれている。また、図5(C)に示す携帯型ゲーム
機は、スピーカ部7304、記録媒体挿入部7305、操作キー7306、接続端子73
07、センサ7308(力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液
、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、
湿度、傾度、振動、におい又は赤外線を測定する機能を含むもの)、LEDランプ、マイ
クロフォン等を備えている。もちろん、携帯型ゲーム機の構成は上述のものに限定されず
、少なくとも表示部7303a、表示部7303bの両方、又は一方に本発明の一態様の
表示装置を用いていればよく、その他付属設備が適宜設けられた構成とすることができる
。図5(C)に示す携帯型ゲーム機は、記録媒体に記録されているプログラム又はデータ
を読み出して表示部に表示する機能や、他の携帯型ゲーム機と無線通信を行って情報を共
有する機能を有する。なお、図5(C)に示す携帯型ゲーム機が有する機能はこれに限定
されず、様々な機能を有することができる。
組み込まれた表示部7402の他、操作ボタン7403、外部接続ポート7404、スピ
ーカ7405、マイク7406などを備えている。なお、携帯電話機7400は、本発明
の一態様の表示装置を表示部7402に用いることにより作製される。
を入力することができる。また、電話を掛ける、或いはメールを作成するなどの操作は、
表示部7402を指などで触れることにより行うことができる。
示モードであり、第2は、文字等の情報の入力を主とする入力モードである。第3は表示
モードと入力モードの二つのモードが混合した表示+入力モードである。
主とする入力モードとし、画面に表示させた文字の入力操作を行えばよい。
ンサを有する検出装置を設けることで、携帯電話機7400の向き(縦か横か)を判断し
て、表示部7402の画面表示を自動的に切り替えるようにすることができる。
ボタン7403の操作により行われる。また、表示部7402に表示される画像の種類に
よって切り替えるようにすることもできる。例えば、表示部に表示する画像信号が動画の
データであれば表示モード、テキストデータであれば入力モードに切り替える。
部7402のタッチ操作による入力が一定期間ない場合には、画面のモードを入力モード
から表示モードに切り替えるように制御してもよい。
02に掌や指で触れ、掌紋、指紋等を撮像することで、本人認証を行うことができる。ま
た、表示部に近赤外光を発光するバックライト又は近赤外光を発光するセンシング用光源
を用いれば、指静脈、掌静脈などを撮像することもできる。
ブレット型端末7500は、筐体7501a、筐体7501b、表示部7502a、表示
部7502bを有する。筐体7501aと筐体7501bは、軸部7503により接続さ
れており、該軸部7503を軸として開閉動作を行うことができる。また、筐体7501
aは、電源7504、操作キー7505、スピーカ7506等を備えている。なお、タブ
レット型端末7500は、本発明の一態様の表示装置を表示部7502a、表示部750
2bの両方、又は一方に用いることにより作製される。
とができ、表示された操作キーにふれることでデータ入力をすることができる。例えば、
表示部7502aの全面にキーボードボタンを表示させてタッチパネルとし、表示部75
02bを表示画面として用いることができる。
L1 距離
L2 距離
M1 点
N1 垂線の足
N2 垂線の足
P1 交点
P2 交点
Q1 交点
Q2 交点
Q3 交点
21 観察面
22 凸面
31 目
32 目
100 表示装置
101 透光層
103 表示領域
105 透光基板
107a 表示ユニット
107b 表示ユニット
107c 表示ユニット
109 駆動回路領域
110 表示装置
120 表示装置
130 表示装置
140 表示装置
150 表示装置
7100 テレビジョン装置
7101 筐体
7102 表示部
7103 スタンド
7111 リモコン操作機
7200 コンピュータ
7201 本体
7202 筐体
7203 表示部
7204 キーボード
7205 外部接続ポート
7206 ポインティングデバイス
7300 携帯型ゲーム機
7301a 筐体
7301b 筐体
7302 連結部
7303a 表示部
7303b 表示部
7304 スピーカ部
7305 記録媒体挿入部
7306 操作キー
7307 接続端子
7308 センサ
7400 携帯電話機
7401 筐体
7402 表示部
7403 操作ボタン
7404 外部接続ポート
7405 スピーカ
7406 マイク
7500 タブレット型端末
7501a 筐体
7501b 筐体
7502a 表示部
7502b 表示部
7503 軸部
7504 電源
7505 操作キー
7506 スピーカ
Claims (6)
- 大気の屈折率よりも高い屈折率を有する透光層を有し、
前記透光層は、凸面と、前記凸面に対向する観察面を有し、
前記観察面に向けて表示する表示素子が前記凸面に沿って複数配置された表示領域を有し、
前記観察面と前記表示領域との間は、前記透光層で満たされている表示装置。 - 請求項1において、
前記透光層は固体である、表示装置。 - 請求項1又は請求項2において、
前記透光層は有機樹脂である、表示装置。 - 請求項1乃至請求項3のいずれか一において、
前記観察面は、凸面を有する表示装置。 - 請求項1乃至請求項3のいずれか一において、
前記観察面は、凹面を有する表示装置。 - 請求項1乃至請求項3のいずれか一において、
前記観察面は、平面を有する表示装置。
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