JP2022031991A - 表示装置 - Google Patents

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Yasusuke Nakamori
久徳 川上
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Abstract

【課題】 2つの表示パネルを重ねた場合に生じるモアレを抑制可能な表示装置を提供する。【解決手段】 一実施形態に係る表示装置は、表示面を有する第1表示パネルと、前記表示面に対向する透光性の第2表示パネルと、前記第1表示パネルと前記第2表示パネルの間に配置され、前記表示面が発する光を拡散する拡散層と、を備えている。この表示装置において、前記表示面に表示される画像を、前記第2表示パネルを介して視認可能である。【選択図】 図12

Description

本発明の実施形態は、表示装置に関する。
従来、液晶表示素子や有機エレクトロルミネッセンス表示素子を有した表示パネルが知られている。一般的に、これらの表示パネルは、遮光性を有している。すなわち、表示パネルに表示される画像は表示面側からのみ視認可能であり、背面側からは視認できない。また、表示面側からは背面側の背景を視認できない。
近年では、透光性を有した表示パネルが開発されている。この種の表示パネルの一例として、特許文献1には、高分子分散型の液晶層を用いた表示パネルが開示されている。透光性の表示パネルを用いれば、従来の表示パネルでは不可能であった表示パネルの利用態様を実現し得る。
例えば、透光性の表示パネルを他の表示パネルの前面に重ねれば、透光性の表示パネルの画像を当該他の表示パネルの画像に重ねて表示することができる。これにより、従来にはない視覚効果が期待できる。
特開2016-85452号公報
表示パネルの表示領域には、各種の配線や遮光層が規則的に配列されている。そのため、2つの表示パネルを重ねると、双方の配線や遮光層に起因したモアレが生じ得る。モアレは、表示品位低下の一因となる。
本開示の目的の一つは、2つの表示パネルを重ねた場合に生じるモアレを抑制可能な表示装置を提供することである。
一実施形態に係る表示装置は、表示面を有する第1表示パネルと、前記表示面に対向する透光性の第2表示パネルと、前記第1表示パネルと前記第2表示パネルの間に配置され、前記表示面が発する光を拡散する拡散層と、を備えている。この表示装置において、前記表示面に表示される画像を、前記第2表示パネルを介して視認可能である。
他の実施形態に係る表示装置は、表示面を有する第1表示パネルと、前記表示面に対向する透光性の第2表示パネルと、を備えている。この表示装置において、前記表示面に表示される画像を前記第2表示パネルを介して視認可能であり、前記第1表示パネルと前記第2表示パネルの間の距離は、20mm以上である。
さらに他の実施形態に係る表示装置は、表示面を有する第1表示パネルと、前記表示面に対向する透光性の第2表示パネルと、を備えている。この表示装置において、前記表示面に表示される画像を前記第2表示パネルを介して視認可能であり、前記第1表示パネルは、第1ピッチで並ぶ複数の第1配線と、これら第1配線と交差するとともに第2ピッチで並ぶ複数の第2配線と、を備え、前記第2表示パネルは、第3ピッチで並ぶ複数の第3配線と、これら第3配線と交差するとともに第4ピッチで並ぶ複数の第4配線と、を備え、前記第1ピッチは、前記第3ピッチの整数N倍または1/N倍を除く範囲であり、前記第2ピッチは、前記第4ピッチの整数M倍または1/M倍を除く範囲である。
図1は、表示装置の構成例を示す概略的な斜視図である。 図2は、遮光性の液晶表示パネルを示す概略的な断面図である。 図3は、遮光性の有機EL表示パネルを示す概略的な断面図である。 図4は、透光性の液晶表示パネルを示す概略的な断面図である。 図5は、透光性の液晶表示パネルの液晶層に適用し得る構成を示す断面図である。 図6は、透光性の液晶表示パネルの液晶層に適用し得る構成を示す断面図である。 図7は、透光性の有機EL表示パネルに適用し得る構成を示す平面図である。 図8は、透光性の有機EL表示パネルに適用し得る構成の他の例を示す平面図である。 図9は、透光性の有機EL表示パネルの副画素と透光領域のレイアウトの一例を示す平面図である。 図10は、透光性の有機EL表示パネルの副画素と透光領域のレイアウトの他の例を示す平面図である。 図11は、モアレの発生を説明するための模式図である。 図12は、第1実施形態における構成の一例を示す概略的な断面図である。 図13は、第1実施形態における構成の他の例を示す概略的な断面図である。 図14は、第1実施形態における構成のさらに他の例を示す概略的な断面図である。 図15は、第1実施形態における構成のさらに他の例を示す概略的な断面図である。 図16は、第2実施形態における構成を示す概略的な断面図である。 図17は、2つの表示パネルの距離とモアレの関係を説明するための模式図である。 図18は、第3実施形態における構成を示す概略的な平面図である。 図19は、第3実施形態における構成の他の例を示す概略的な平面図である。 図20は、第1適用例に係る表示装置の概略的な斜視図である。 図21は、第2適用例に係る表示装置の概略的な斜視図である。
いくつかの実施形態につき、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。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。各図において、連続して配置される同一又は類似の要素については符号を省略することがある。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省略することがある。
本実施形態においては、液晶表示素子または有機エレクトロルミネッセンス(EL)表示素子を用いた表示装置を例示する。ただし、本実施形態は、他種の表示素子を有する表示装置に対する、本実施形態にて開示される個々の技術的思想の適用を妨げるものではない。例えば、他種の表示装置としては、Light Emitting Diode(LED)表示素子を有する自発光型の表示装置、電気泳動素子を有する電子ペーパ型の表示装置、Micro Electro Mechanical Systems(MEMS)を応用した表示装置、或いはエレクトロクロミズムを応用した表示装置などが挙げられる。
先ず、図1ないし図11を用いて、各実施形態に共通する構成について説明する。
図1は、表示装置DSPの構成例を示す概略的な斜視図である。表示装置DSPは、第1表示パネルPNL1と、第2表示パネルPNL2と、コントローラCTとを備えている。
第1表示パネルPNL1は、画像を表示する表示面SFを有している。第2表示パネルPNL2は、表示面SFに対向している。第1表示パネルPNL1と第2表示パネルPNL2は、例えば略同じ大きさの矩形状である。第1表示パネルPNL1と第2表示パネルPNL2の形状は矩形に限られず、円形や楕円形などの他の形状であってもよい。第1表示パネルPNL1と第2表示パネルPNL2は、例えば互いに平行である。ただし、第2表示パネルPNL2が第1表示パネルPNL1に対して傾いていてもよい。
第1表示パネルPNL1は、第1配線部材CM1を備えている。第2表示パネルPNL2は、第2配線部材CM2を備えている。これら配線部材CM1,CM2は、コントローラCTに接続されている。コントローラCTは、第1表示パネルPNL1および第2表示パネルPNL2を制御し、これら表示パネルに画像を表示させる。
第1表示パネルPNL1は、遮光性または透光性の表示パネルである。第2表示パネルPNL2は、透光性の表示パネルである。ここで、遮光性の表示パネルとは、画像の表示機能を有するとともに背景を視認不可能なパネルを意味する。また、透光性の表示パネルとは、画像の表示機能を有するとともに背景を視認可能なパネルを意味する。
第2表示パネルPNL2が透光性であるため、第1表示パネルPNL1の表示面SFに表示される画像は、第2表示パネルPNL2を介して視認可能である。第2表示パネルPNL2に表示される画像は、表示面SFに表示される画像と重なる。
以下に、遮光性の表示パネルと透光性の表示パネルに適用し得る構成を例示する。
[遮光性の表示パネル]
図2は、遮光性の表示パネルの一例を示す概略的な断面図である。この表示パネルは、液晶表示パネルであり、アレイ基板10と、対向基板20と、液晶層LC1と、バックライトBLと、第1偏光板17と、第2偏光板24と、配線部材CMとを備えている。
アレイ基板10は、第1基材11と、共通電極12と、画素電極13と、絶縁層14と、第1配向膜15とを備えている。対向基板20は、第2基材21と、カラーフィルタ22と、第2配向膜23とを備えている。
共通電極12は、第1基材11の上方に配置されている。画素電極13は、副画素ごとに配置され、共通電極12に対向している。絶縁層14は、共通電極12と画素電極13の間に配置されている。第1配向膜15は、画素電極13を覆っている。画素電極13および共通電極12は、インジウム・ティン・オキサイド(ITO)のような透明導電材料で形成されている。
カラーフィルタ22は、第2基材21の下方に配置されている。第2配向膜23は、カラーフィルタ22の下方に配置されている。アレイ基板10と対向基板20は、環状のシール16により貼り合わされている。液晶層LC1は、シール16の内側において、第1配向膜15と第2配向膜23の間に配置されている。
バックライトBLは、アレイ基板10に対向する導光板LGと、導光板LGの側面に対向する光源LSとを備えている。光源LSから放たれた光は、導光板LGを伝播し、アレイ基板10と対向する導光板LGの一面から出射する。
第1偏光板17は、導光板LGとアレイ基板10の間に配置されている。第1偏光板17は、例えば接着層を介して第1基材11に貼り付けられている。第2偏光板24は、対向基板20の外面側に配置されている。第2偏光板24は、例えば接着層を介して第2基材21に貼り付けられている。
第1基材11は、第2基材21の端部よりも突出した端子領域10aを有している。配線部材CMは、端子領域10aに接続されている。配線部材CMは、例えばフレキシブル回路基板である。
なお、液晶表示パネルの構成は、図2の例に限られない。例えば、共通電極12は、対向基板20に配置されてもよい。また、バックライトBLは、アレイ基板10に対向する光源を備えた直下型であってもよい。また、液晶表示パネルは、バックライトBLを用いずに、外光を反射してその反射光により画像を表示する反射型であってもよい。
図3は、遮光性の表示パネルの他の例を示す概略的な断面図である。この表示パネルは、有機EL表示パネルであり、基材30と、画素電極31と、共通電極32と、有機発光層33と、バンク34と、封止層35と、偏光板36と、配線部材CMとを備えている。
画素電極31は、基材30の上方において、副画素ごとに配置されている。共通電極32は、各画素電極31に対向している。有機発光層33は、画素電極31と共通電極32の間に配置されている。バンク34は、隣り合う有機発光層33の間に配置されている。封止層35は、画素電極31、共通電極32、有機発光層33およびバンク34を覆っている。画素電極31は、例えば金属材料で形成されている。共通電極32は、ITOなどの透明導電材料で形成されている。
画素電極31と共通電極32の間に電位差が形成されると、有機発光層33が発光する。有機発光層33は、副画素に応じた色に発光してもよい。また、全ての副画素において有機発光層33が同一色に発光してもよい。この場合においては、有機発光層33が放つ光を副画素に応じた色に変換するカラーフィルタが配置されてもよい。
偏光板36は、例えば接着層を介して封止層35に貼り付けられている。偏光板36は、画素電極31やその他の金属配線による外光の反射を抑制する。基材30は、端子領域30aを有している。配線部材CMは、端子領域30aに接続されている。
図2に示す液晶表示パネルおよび図3に示す有機EL表示パネルに限られず、遮光性の表示パネルとしては、種々のタイプの表示パネルを適用し得る。例えば、遮光性の表示パネルは、遮光性のプレートと、このプレートに画像を投影するプロジェクタとを含むものであってもよい。
遮光性の表示パネルは、必ずしも光の透過率が0%である必要はなく、観察者が表示パネルを通じて実質的に背景を視認できないものであればよい。また、遮光性の表示パネルは、例えば図2に示すバックライトBLの下方、あるいは図3に示す基材30の下方に配置された遮光部材を含んでもよい。すなわち、後述する透光性の表示パネルの裏面側に遮光性のプレートやフィルムを配置することにより、遮光性の表示パネルを構成することもできる。
図2および図3に示す基材11,21,30は、例えばガラスである。他の例として、基材11,21,30をポリイミドなどの樹脂材料で形成すれば、フレキシブルな表示パネルを実現することができる。
[透光性の表示パネル]
図4は、透光性の表示パネルの一例を示す概略的な断面図である。この表示パネルは、高分子分散型の液晶表示パネルであり、アレイ基板40と、対向基板50と、液晶層LC2と、光源LSと、配線部材CMとを備えている。
アレイ基板40は、第1基材41と、画素電極42とを備えている。対向基板50は、第2基材51と、共通電極52とを備えている。画素電極42は、第1基材41の上方において、副画素ごとに配置されている。共通電極52は、第2基材51の下方に配置されている。画素電極42および共通電極52は、ITOのような透明導電材料で形成されている。
アレイ基板40と対向基板50は、環状のシール44により貼り合わされている。液晶層LC2は、シール44の内側において、アレイ基板40と対向基板50の間に配置されている。第1基材41は、第2基材51の端部よりも突出した端子領域40aを有している。配線部材CMは、端子領域40aに接続されている。
光源LSは、例えば赤色の光を放つ発光素子と、緑色の光を放つ発光素子と、青色の光を放つ発光素子とを含む。光源LSは、例えば端子領域40aに配置され、対向基板50の端部と対向している。ただし、光源LSは、端子領域40a以外に配置されてもよい。また、光源LSは、アレイ基板40の端部に対向してもよいし、アレイ基板40および対向基板50の双方の端部に対向してもよい。
図5および図6は、液晶層LC2に適用し得る構成の一例を示す断面図である。液晶層LC2は、高分子液晶組成物の一例である液晶ポリマーLPおよび液晶分子LMを含む。液晶分子LMは、正の誘電率異方性を有するポジ型であってもよいし、負の誘電率異方性を有するネガ型であってもよい。液晶ポリマーLPおよび液晶分子LMは、それぞれ同等の光学異方性を有している。あるいは、液晶ポリマーLPおよび液晶分子LMは、それぞれ略同等の屈折率異方性を有している。また、液晶ポリマーLPおよび液晶分子LMの各々の電界に対する応答性は異なる。すなわち、液晶ポリマーLPの電界に対する応答性は、液晶分子LMの電界に対する応答性より低い。
図5に示す例は、例えば、液晶層LC2に電圧が印加されていない透明状態(画素電極42と共通電極52の間の電位差がゼロである状態)に相当する。この状態においては、液晶ポリマーLPの光軸Ax1および液晶分子LMの光軸Ax2は、互いに平行となる。
上述の通り、液晶ポリマーLPおよび液晶分子LMは略同等の屈折率異方性を有しており、しかも光軸Ax1およびAx2は互いに平行である。そのため、あらゆる方向において液晶ポリマーLPと液晶分子LMの間にほとんど屈折率差がない。これにより、液晶層LC2の厚さ方向と平行な光Laや、この厚さ方向に対して傾斜した光Lb,Lcは、ほとんど散乱されることなく液晶層LC2を透過する。
図6に示す例は、液晶層LC2に電圧が印加されている散乱状態(画素電極42と共通電極52の間に電位差が形成された状態)に相当する。上記の通り、液晶ポリマーLPの電界に対する応答性は、液晶分子LMの電界に対する応答性より低い。そのため、液晶層LC2に電圧が印加された状態では、液晶ポリマーLPの配向方向がほとんど変化しないのに対して、液晶分子LMの配向方向は電界に応じて変化する。そのため、光軸Ax2が光軸Ax1に対して傾斜する。これにより、あらゆる方向において液晶ポリマーLPと液晶分子LMの間に大きな屈折率差が生ずる。この状態においては、液晶層LC2に入射する光La,Lb,Lcが液晶層LC2内で散乱される。
なお、液晶層LC2の構成は、以上説明した例に限られない。本実施形態における液晶層LC2は、画素電極42と共通電極52の間に形成される電界によって透過状態と散乱状態とを切り替え可能な高分子液晶組成物を用いた構成であれば、どのような構成であってもよい。例えば、液晶層LC2は、高分子繊維構造体(ポリマーネットワーク構造体)と液晶分子とを含む構成であってもよい。
図4に示すように、光源LSが放つ光L1は、アレイ基板40および対向基板50の内部を伝播する。電圧が印加されていない画素電極42(図4中のOFF)の近傍においては、光L1が液晶層LC2でほとんど散乱されない。そのため、光L1は、アレイ基板40および対向基板50からほとんど漏れ出すことはない。
一方、電圧が印加されている画素電極42(図4中のON)の近傍においては、光L1が液晶層LC2で散乱される。この散乱光は、アレイ基板40および対向基板50から出射し、表示画像として視認される。
なお、電圧が印加されていない画素電極42の近傍において、アレイ基板40または対向基板50に入射する外光L2は、ほとんど散乱されることなくこれら基板を透過する。すなわち、対向基板50側から表示パネルを見た場合にはアレイ基板40側の背景が視認可能であり、アレイ基板40側から表示パネルを見た場合には対向基板50側の背景が視認可能である。
以上のような構成の表示パネルは、例えばフィールドシーケンシャル方式にて駆動することができる。この方式においては、1つのフレーム期間が複数のサブフレーム期間(フィールド)を含む。例えば、光源LSが赤色、緑色および青色の発光素子を含む場合、1つのフレーム期間には、赤色、緑色および青色のサブフレーム期間が含まれる。
赤色のサブフレーム期間においては、赤色の発光素子が点灯するとともに、赤色の画像データに応じた電圧が各画素電極42に印加される。これにより、赤色の画像が表示される。緑色および青色のサブフレーム期間においても同様に、それぞれ緑色および青色の発光素子が点灯するとともに、それぞれ緑色および青色の画像データに応じた電圧が各画素電極42に印加される。これにより、緑色および青色の画像が表示される。このように時分割で表示される赤色、緑色および青色の画像は、互いに合成されて多色表示の画像として観察者に視認される。
透光性の表示パネルは、液晶表示パネルに限られず、図3と同様の構造を有する有機EL表示パネルであってもよい。透光性の有機EL表示パネルは、例えば副画素の構造を工夫することにより実現できる。
図7は、透光性の有機EL表示パネルにおいて、副画素SPに適用し得る構造の一例を示す平面図である。副画素SPは、信号線SL、電源線PLおよび一対の走査線GLで囲われた領域に形成されている。副画素SPは、発光領域EAと、透光領域TAとを含む。発光領域EAには、第1トランジスタTR1、第2トランジスタTR2および画素電極31が配置されている。
第1トランジスタTR1は、第1半導体層SC1と、第1電極E1とを含む。第1半導体層SC1は、信号線SLおよび第1電極E1に接続され、走査線GLと対向している。第2トランジスタTR2は、第2半導体層SC2と、第2電極E2と、第3電極E3とを含む。第2電極E2は、第1電極E1に接続されている。第2半導体層SC2は、電源線PLおよび第3電極E3に接続され、第2電極E2と対向している。第3電極E3は、画素電極31に接続されている。このような構成においては、走査線GLおよび信号線SLにより各トランジスタTR1,TR2を制御し、電源線PLの電圧を画素電極31に印加し、有機発光層33を発光させることができる。
発光領域EAは、トランジスタTR1,TR2および画素電極31が配置されているために、高い遮光性を有している。一方で、透光領域TAは、遮光性の要素が配置されていないために、高い透光性を有している。このように、各副画素SPに透光領域TAを設けることで、有機EL表示パネルに透光性を与えることができる。
図8は、透光性の有機EL表示パネルに適用し得る構造の他の例を示す概略的な平面図である。この図の例においては、副画素SPごとに透光領域TAが設けられるのではなく、副画素SPとは独立して透光領域TAが設けられている。具体的には、透光領域TAは、信号線SL、電源線PLおよび一対の走査線GLで囲われ且つトランジスタTR1,TR2および画素電極SPが設けられていない領域に相当する。
図9は、副画素SPと透光領域TAのレイアウトの一例を示す概略的な平面図である。このレイアウトにおいては、赤色の副画素SPR、緑色の副画素SPG、青色の副画素SPBが第1配列方向D1に交互に並んでいる。さらに、複数の副画素SPR、複数の副画素SPG、複数の副画素SPBがそれぞれ第2配列方向D2に並んでいる。副画素SPR,SPGの間の2列、副画素SPG,SPBの間の2列、副画素SPB,SPRの間の2列は、いずれも透光領域TAである。また、2つの副画素SPRの間の2行も透光領域TAである。
図10は、副画素SPと透光領域TAのレイアウトの他の例を示す概略的な平面図である。このレイアウトにおいては、第1配列方向D1および第2配列方向D2の双方において、副画素SPR,SPG,SPBが交互に並んでいる。なお、副画素SPR,SPG,SPBと透光領域TAのレイアウトは、図9および図10の例に限られない。
図7ないし図10を用いて説明した構成の有機EL表示パネルにおいて、基材30をポリイミドなどの樹脂材料で形成すれば、フレキシブルな透光性の表示パネルを実現することもできる。
以上の図4ないし図6に示す液晶表示パネルおよび図7ないし図10に示す有機EL表示パネルに限られず、透光性の表示パネルとしては、種々のタイプの表示パネルを適用し得る。
図1に示すように第1表示パネルPNL1と第2表示パネルPNL2を重ねる場合、双方のパネルの配線や遮光層に起因したモアレが生じ得る。図11は、モアレの発生を説明するための模式図である。ここでは、第1表示パネルPNL1が備える複数の信号線SL1と、第2表示パネルPNL2が備える複数の信号線SL2とに起因したモアレを想定する。
複数の信号線SL1および複数の信号線SL2は、それぞれ一定のピッチで配列されている。第1表示パネルPNL1の画像を構成する光は、透光性の第2表示パネルPNL2を透過する。信号線SL1と信号線SL2の位置がずれると、図示した弱光L10と強光L20のように、信号線SL1,SL2間の隙間の幅に応じて透過光に強弱が生じる。この強弱のパターンが低周期で現れると、当該パターンがユーザにモアレとして視認される。以下の第1ないし第3実施形態においては、モアレを抑制するための構造を例示する。
[第1実施形態]
第1実施形態においては、第1表示パネルPNL1と第2表示パネルPNL2の間に拡散層を配置する。拡散層により第1表示パネルPNL1の表示面SFが発する光が拡散されるので、第2表示パネルPNL2を透過する光において周期的なパターンの発生が抑制される。結果として、上述のモアレが抑制される。
図12は、拡散層を含む構成の一例を示す概略的な断面図である。この例においては、第1表示パネルPNL1と第2表示パネルPNL2の間に、拡散層の一例である拡散シートDFが配置されている。拡散シートDFは、第1接着層AD1を介して第1表示パネルPNL1に接着されるとともに、第2接着層AD2を介して第2表示パネルPNL2に接着されている。
拡散シートDFの厚さはT1であり、各接着層AD1,AD2の厚さはT2である。図12においては、厚さT1が厚さT2よりも大きい。また、厚さT1,T2は、各表示パネルPNL1,PNL2の厚さよりも小さい。一例として、厚さT1は100μm以上かつ200μm以下であり、厚さT2は50μm以上かつ100μm以下である。ただし、厚さT1,T2の関係は、これらの例に限られない。
図12においては、第2表示パネルPNL2の外面(第1表示パネルPNL1と対向しない側の面)にカバー部材CGが配置されている。カバー部材CGは、例えばガラスであってもよいし、フレキシブルなフィルムであってもよい。
カバー部材CGの表面に、外光の反射を抑制する反射防止膜AGを設けてもよい。反射防止膜AGとしては、ベースフィルムと、ベースフィルムを覆う反射防止層とを含む多層構造を適用し得る。この多層構造においては、外光の一部が反射防止層にて反射されるとともに、反射防止層を透過する光の一部が反射防止層とベースフィルムの界面にて反射される。反射防止層にて反射される光と上記界面にて反射される光は、同振幅かつ逆位相であり、互いに打ち消し合う。なお、反射防止膜AGとしては、例えば多数の微小突起を備えたモスアイ構造など、他の構造も適用し得る。
拡散シートDFは、例えば反射防止膜AGよりも大きいヘイズ値を有している。ここで、ヘイズ値は、JIS K 7136に定められる方法で測定される値である。その他、第1表示パネルPNL1と第2表示パネルPNL2の間、第1表示パネルPNL1の内部、第2表示パネルPNL2の内部、さらには第2表示パネルPNL2の外側には、拡散シートDFよりも大きいヘイズ値を有する層が配置されていない。
モアレを抑制する観点から、拡散シートDFのヘイズ値は、40%以上であることが好ましい。このヘイズ値は、50%以上であればより好ましく、60%以上であればより一層好ましい。ただし、拡散シートDFのヘイズ値が大きすぎると、第1表示パネルPNL1の画像が視認しにくくなる。この観点から、拡散シートDFのヘイズ値は、90%以下であることが好ましく、80%以下であればより好ましい。
図13は、拡散層を含む構成の他の例を示す概略的な断面図である。この図の例においては、拡散シートDFに代えて、光の拡散能を実質的に有していない透明シートTPが配置されている。一方で、第1接着層AD1および第2接着層AD2が拡散層として機能する。透明シートTPとしては、例えばPETを用いることができる。各接着層AD1,AD2としては、例えば多数の粒子やボイドを含む接着剤を用いることができる。
第1接着層AD1および第2接着層AD2を合わせたヘイズ値は、上述の拡散シートDFと同様の値とすることができる。第1接着層AD1および第2接着層AD2の一方にのみ拡散能を与えてもよい。
図14は、拡散層を含む構成のさらに他の例を示す概略的な断面図である。この図の例において、拡散シートDFは、第1接着層AD1を介して第1表示パネルPNL1に接着されているが、第2表示パネルPNL2には接着されていない。反対に、拡散シートDFが第2表示パネルPNL2に接着され、第1表示パネルPNL1に接着されていない構成であってもよい。また、拡散シートDFに代えて透明シートTPを配置し、第1接着層AD1または第2接着層AD2に拡散能を与えてもよい。
図15は、拡散層を含む構成のさらに他の例を示す概略的な断面図である。ここでは、第1表示パネルPNL1として、図2に示した液晶表示パネルを適用する場合を想定する。液晶表示パネルは、上述の通り、アレイ基板10と、対向基板20と、液晶層LC1と、第1偏光板17と、第2偏光板24とを備えている。
第1偏光板17は、第3接着層AD3を介してアレイ基板10に接着されている。第2偏光板24は、第4接着層AD4を介して対向基板20に接着されている。このような構成において、第4接着層AD4に多数の粒子やボイドを含ませることにより、第4接着層AD4に拡散能を与えてもよい。
第4接着層AD4のヘイズ値は、上述の拡散シートDFと同様の値とすることができる。第3接着層AD3には拡散能を与える必要がない。すなわち、第4接着層AD4のヘイズ値は、第3接着層AD3のヘイズ値よりも十分に大きい。なお、図15の例においては、拡散シートDF、透明シートTP、第1接着層AD1、第2接着層AD2を設けなくてもよいし、これらの一部を設けてもよい。
本実施形態のように第1表示パネルPNL1と第2表示パネルPNL2の間に拡散層を配置することで、上述のモアレを抑制することができる。さらに、第2表示パネルPNL2の画像を構成する光は拡散層で拡散されないので、第2表示パネルPNL2の表示品位が低下しない。
[第2実施形態]
図16は、第2実施形態の構成を示す概略的な断面図である。第2実施形態においては、第1表示パネルPNL1と第2表示パネルPNL2の間に十分な距離Dを確保することで、上述のモアレを抑制する。
図16の例においては、第1表示パネルPNL1と第2表示パネルPNL2の間に部材が配置されていない。すなわち、第1表示パネルPNL1と第2表示パネルPNL2は、幅が距離Dの空気層(大気層)ARを介して対向している。ただし、第1表示パネルPNL1と第2表示パネルPNL2の間に透明シートなどの部材が配置されてもよい。また、第1表示パネルPNL1と第2表示パネルPNL2の間に、第1実施形態にて開示した拡散層が配置されてもよい。
図17は、距離Dとモアレの関係を説明するための模式図である。ここでは図11の例と同じく、第1表示パネルPNL1が備える複数の信号線SL1と、第2表示パネルPNL2が備える複数の信号線SL2とに起因したモアレを想定する。なお、本実施形態の第1表示パネルPNL1の配線のピッチは、例えば40~200μmであってもよく、第2表示パネルPNL2の配線のピッチは、例えば80~300μmであってもよい。
第1表示パネルPNL1と第2表示パネルPNL2が密着している場合には、図11を用いて説明したモアレが生じやすい。一方で、図17のように第1表示パネルPNL1と第2表示パネルPNL2の間に一定の距離Dを確保した場合、光L10,L20に対して傾いた斜光L30や、各表示パネルPNL1,PNL2で反射する外光L40の影響により、周期的な光の強弱が小さくなる。そのため、モアレが抑制される。
発明者は、距離Dとモアレの関係について検証した。その結果、距離D=0(表示パネルPNL1,PNL2を密着させた状態)ではモアレが視認された。また、距離Dが0~20mm未満の範囲では、距離Dが大きいほどモアレの視認性が低下した。さらに距離Dを20mm以上とすると、モアレがほとんど視認できなかった。この検証を考慮すると、距離Dは20mm以上とすることが好ましい。さらに、距離Dを30mm以上とすれば、各表示パネルPNL1,PNL2における配線のピッチによらずに、より確実にモアレを抑制することができる。
なお、第1表示パネルPNL1と第2表示パネルPNL2の間に第1実施形態にて開示した拡散層を配置する場合、距離Dは20mm以下であってもモアレを十分に抑制することができる。例えば、拡散層を配置する場合において、距離Dを10mm以上かつ20mm未満としてもよい。このような距離Dを設ければ、ヘイズ値が例えば40%程度と低い拡散層を用いる場合であっても、十分にモアレを抑制できる。
[第3実施形態]
図18は、第3実施形態の構成を示す概略的な平面図である。この図においては、第1表示パネルPNL1の表示領域に配置される複数の第1信号線SL1および複数の第1走査線GL1と、第2表示パネルPNL2の表示領域に配置される複数の第2信号線SL2および複数の第2走査線GL2とを示している。第1信号線SL1、第1走査線GL1、第2信号線SL2および第2走査線GL2は、第1配線、第2配線、第3配線および第4配線の一例である。
第1信号線SL1と第1走査線GL1は、例えば垂直の角度で交わるが、他の角度で交わってもよい。第1信号線SL1は、第1表示パネルPNL1の各画素に配置されたトランジスタに映像信号を供給する。第1走査線GL1は、これらトランジスタをオンオフする走査信号を供給する。
第2信号線SL2と第2走査線GL2は、例えば垂直の角度で交わるが、他の角度で交わってもよい。第2信号線SL2は、第2表示パネルPNL2の各画素に配置されたトランジスタに映像信号を供給する。第2走査線GL2は、これらトランジスタをオンオフする走査信号を供給する。
複数の第1信号線SL1は、第1ピッチP1で並んでいる。複数の第1走査線GL1は、第2ピッチP2で並んでいる。複数の第2信号線SL2は、第3ピッチP3で並んでいる。複数の第2走査線GL2は、第4ピッチP4で並んでいる。
第1信号線SL1、第1走査線GL1、第2信号線SL2および第2走査線GL2に起因したモアレは、各ピッチP1~P4を適切な値に設定することにより抑制できる。発明者が検証した結果、第1ピッチP1が第3ピッチP3の整数N倍(N=1,2,3…)である場合や、第3ピッチP3が第1ピッチP1の整数N倍である場合には、第1信号線SL1と第2信号線SL2に起因したモアレが生じやすい。そこで、第1ピッチP1は、第3ピッチP3の整数N倍または1/N倍を除く範囲で定めることが好ましい。
同様に、第2ピッチP2が第4ピッチP4の整数M倍(M=1,2,3…)である場合や、第4ピッチP4が第2ピッチP2の整数M倍である場合には、第1走査線GL1と第2走査線GL2に起因したモアレが生じやすい。そこで、第2ピッチP2は、第4ピッチP4の整数M倍または1/M倍を除く範囲で定めることが好ましい。
図19は、第1信号線SL1、第1走査線GL1、第2信号線SL2および第2走査線GL2の他の例を示す概略的な平面図である。モアレの程度は、第1信号線SL1と第2信号線SL2とが成す第1角度θ1や、第1走査線GL1と第2走査線GL2とが成す第2角度θ2にも依存する。ここで、第1角度θ1は、第1信号線SL1と第2信号線SL2とが成す2種類の角度のうち、小さい一方に相当する。同様に、第2角度θ2は、第1走査線GL1と第2走査線GL2とが成す2種類の角度のうち、小さい一方に相当する。
発明者が検証した結果、第1信号線SL1と第2信号線SL2に起因したモアレは、第1角度θ1が0°または90°の場合に好適に抑制された。さらに、第1角度θ1が0°超過かつ20°未満の場合、および、70°超過かつ90°未満の場合でも、モアレは軽微であった。一方で、第1角度θ1が20°以上かつ70°以下の範囲では、他の範囲よりも強いモアレが確認された。第1走査線GL1と第2走査線GL2に起因したモアレと第2角度θ2も同様の関係となる。
以上のことから、第1角度θ1は、0°以上かつ20°未満または70°超過かつ90°以下であることが好ましい。また、第2角度θ2は、0°以上かつ20°未満または70°超過かつ90°以下であることが好ましい。
図18においては、第1角度θ1および第2角度θ2がいずれも0である。したがって、図18の状態で各ピッチP1~P4を上述の関係とすることにより、モアレを好適に抑制できる。
以上の第1ないし第3実施形態にて開示した構成は、単独で表示装置DSPに適用されてもよいし、互いに組み合わせて表示装置DSPに適用されてもよい。第1ないし第3実施形態にて開示した構成を互いに組み合わせた場合には、モアレ抑制の効果を高めることができる。
[適用例]
続いて、第1表示パネルPNL1と第2表示パネルPNL2を備える表示装置DSPのいくつかの適用例を説明する。
図20は、第1適用例に係る表示装置DSP1の概略的な斜視図である。本実施形態において、表示装置DSP1は、前面パネルPAと、背面パネルPBと、底面パネルPCと、上面パネルPDと、右面パネルPEと、左面パネルPFとを備えている。各パネルPA~PFは、例えば正方形状であるが、長方形状などの他の形状であってもよい。
パネルPA~PFは、立方体のケース100を構成している。ケース100内の空間101には、各種の物品を収容可能である。なお、ケース100の形状は、立方体に限られない。他の例として、ケース100は、直方体であってもよいし、他の多面体であってもよい。さらに、ケース100は、曲面を含んでもよい。パネルPA~PFの形状を変更することにより、種々の形状のケース100を実現できる。
ケース100は、例えば図示したようにプレート102の上に配置してもよい。この場合において、ケース100は、プレート102に固定されてもよいし、単に置かれただけであってもよい。
このような表示装置DSP1において、例えば背面パネルPBを第1表示パネルPNL1とし、前面パネルPAを透光性の第2表示パネルPNL2とすることができる。この場合、例えば第1実施形態の構成を適用し、背面パネルPBまたは前面パネルPAの内面に拡散シートDFを接着してもよい。また、拡散能を有した接着層により、背面パネルPBまたは前面パネルPAの内面に透明シートTPを接着してもよい。
さらに、第2実施形態の構成を適用し、背面パネルPBと前面パネルPAの間の距離を20mm以上としてもよい。この場合、モアレを抑制できるだけでなく、物品を配置するための広いスペースを背面パネルPBと前面パネルPAの間に確保できる。
さらに、第3実施形態の構成を適用し、背面パネルPBおよび前面パネルPAの信号線および走査線のピッチをそれぞれ調整してもよい。さらに、これら信号線および走査線の角度を調整してもよい。
底面パネルPC、上面パネルPD、右面パネルPEおよび左面パネルPFは、透光性の表示パネルであってもよいし、遮光性の表示パネルであってもよいし、表記機能を有さないパネルであってもよい。一例として、前面パネルPAに加え、上面パネルPD、右面パネルPEおよび左面パネルPFを透光性の表示パネルとし、底面パネルPCを遮光性の表示パネルとしてもよい。この場合には、底面パネルPCと上面パネルPD、あるいは右面パネルPEと左面パネルPFにおいても、配線等の干渉に起因したモアレが生じ得る。そこで、底面パネルPCと上面パネルPD、あるいは右面パネルPEと左面パネルPFに対しても、第1ないし第3実施形態にて開示した各構成を適用してもよい。
空間101には、模型、宝石類、貴金属、時計、美術品、衣類、食品、飲料、電子機器など、種々の物品を配置することができる。このような物品を配置した状態で、パネルPA~PFにより種々の画像を表示することにより、視覚効果に優れた展示が可能となる。各パネルPA~PFに表示させる画像は、視覚効果を向上させる目的のものに限られず、物品の価格や説明文であってもよい。
図21は、第2適用例に係る表示装置DSP2の概略的な斜視図である。この表示装置DSP2においては、第1表示パネルPNL1が携帯端末201に搭載されている。携帯端末201は、例えばスマートフォンまたはタブレットである。
表示装置DSP2は、透光性の第2表示パネルPNL2を含む付加ユニット202をさらに備えている。付加ユニット202は、携帯端末201と配線203を介して接続されている。これにより、携帯端末201が備えるコントローラCTによって第1表示パネルPNL1と第2表示パネルPNL2を制御できる。
携帯端末201および付加ユニット202は、例えば付加ユニット202を第1表示パネルPNL1に対向する位置と他の位置とで開閉可能な手帳型のケースに収容することができる。付加ユニット202は、携帯端末201に固定的に取り付けられてもよい。
このような表示装置DSP2において、例えば第1実施形態の構成を適用し、第1表示パネルPNL1の上面または第2表示パネルPNL2の下面に拡散シートDFを接着してもよい。また、拡散能を有した接着層により、第1表示パネルPNL1の上面または第2表示パネルPNL2の下面に透明シートTPを接着してもよい。付加ユニット202を携帯端末201に固定的に取り付ける場合には、拡散シートDFを第1表示パネルPNL1と第2表示パネルPNL2の双方に接着してもよい。また、拡散能を有した接着層により、透明シートTPを第1表示パネルPNL1と第2表示パネルPNL2の双方に接着してもよい。
第2実施形態の構成を適用し、第1表示パネルPNL1と第2表示パネルPNL2の間の距離を20mm以上としてもよい。第3実施形態の構成を適用し、第1表示パネルPNL1および第2表示パネルPNL2の信号線および走査線のピッチをそれぞれ調整してもよい。さらに、これら信号線および走査線の角度を調整してもよい。
表示装置DSP1,DSP2の他にも、各実施形態にて開示した構成は、2つの表示パネルを備える種々の表示装置に適用することができる。
以上、本発明の実施形態として説明した表示装置を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての表示装置も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。
本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変形例に想到し得るものであり、それら変形例についても本発明の範囲に属するものと解される。例えば、上述の各実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除、若しくは設計変更を行ったもの、又は、工程の追加、省略若しくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。
また、各実施形態において述べた態様によりもたらされる他の作用効果について、本明細書の記載から明らかなもの、又は当業者において適宜想到し得るものについては、当然に本発明によりもたらされるものと解される。
以下に、上述の各実施形態から得られる表示装置を例示する。
[1] 表示面を有する第1表示パネルと、
前記表示面に対向する透光性の第2表示パネルと、
前記第1表示パネルと前記第2表示パネルの間に配置され、前記表示面が発する光を拡散する拡散層と、を備え、
前記表示面に表示される画像を、前記第2表示パネルを介して視認可能である、表示装置。
[2] 前記拡散層は、40%以上かつ80%以下のヘイズ値を有している、
上記[1]に記載の表示装置。
[3] 前記拡散層は、前記第1表示パネルと前記第2表示パネルの間に配置された拡散シートであり、
前記拡散シートは、第1接着層を介して前記第1表示パネルに接着されている、
上記[1]または[2]に記載の表示装置。
[4] 前記拡散シートは、第2接着層を介して前記第2表示パネルに接着されている、
上記[3]に記載の表示装置。
[5] 前記第1表示パネルと前記第2表示パネルの間に配置された透明シートをさらに備え、
前記拡散層は、前記透明シートを前記第1表示パネルまたは前記第2表示パネルに接着する接着層である、
上記[1]または[2]に記載の表示装置。
[6] 表示面を有する第1表示パネルと、
前記表示面に対向する透光性の第2表示パネルと、を備え、
前記表示面に表示される画像を、前記第2表示パネルを介して視認可能であり、
前記第1表示パネルと前記第2表示パネルの間の距離は、20mm以上である、表示装置。
[7] 前記第1表示パネルと前記第2表示パネルは、20mm以上の幅の空気層を介して対向している、
上記[6]に記載の表示装置。
[8] 表示面を有する第1表示パネルと、
前記表示面に対向する透光性の第2表示パネルと、を備え、
前記表示面に表示される画像を、前記第2表示パネルを介して視認可能であり、
前記第1表示パネルは、第1ピッチで並ぶ複数の第1配線と、これら第1配線と交差するとともに第2ピッチで並ぶ複数の第2配線と、を備え、
前記第2表示パネルは、第3ピッチで並ぶ複数の第3配線と、これら第3配線と交差するとともに第4ピッチで並ぶ複数の第4配線と、を備え、
前記第1ピッチは、前記第3ピッチの整数N倍または1/N倍を除く範囲であり、
前記第2ピッチは、前記第4ピッチの整数M倍または1/M倍を除く範囲である、表示装置。
[9] 前記第1配線と前記第3配線とが成す第1角度は、0°以上かつ20°未満または70°超過かつ90°以下であり、
前記第2配線と前記第4配線とが成す第2角度は、0°以上かつ20°未満または70°超過かつ90°以下である、
上記[8]に記載の表示装置。
[10] 前記第1表示パネルおよび前記第2表示パネルを含む複数のパネルを備え、
前記複数のパネルは、物品を収容可能なケースを構成する、
上記[1]ないし[9]のうちいずれか1項に記載の表示装置。
DSP…表示装置、PNL1…第1表示パネル、PNL2…第2表示パネル、CT…コントローラ、CM1…第1配線部材、CM2…第2配線部材、DF…拡散シート、AD1…第1接着層、AD2…第2接着層、D…表示パネル間の距離、P1…第1表示パネルの信号線ピッチ、P2…第1表示パネルの走査線ピッチ、P3…第2表示パネルの信号線ピッチ、P4…第2表示パネルの走査線ピッチ。

Claims (10)

  1. 表示面を有する第1表示パネルと、
    前記表示面に対向する透光性の第2表示パネルと、
    前記第1表示パネルと前記第2表示パネルの間に配置され、前記表示面が発する光を拡散する拡散層と、を備え、
    前記表示面に表示される画像を、前記第2表示パネルを介して視認可能である、表示装置。
  2. 前記拡散層は、40%以上かつ80%以下のヘイズ値を有している、
    請求項1に記載の表示装置。
  3. 前記拡散層は、前記第1表示パネルと前記第2表示パネルの間に配置された拡散シートであり、
    前記拡散シートは、第1接着層を介して前記第1表示パネルに接着されている、
    請求項1または2に記載の表示装置。
  4. 前記拡散シートは、第2接着層を介して前記第2表示パネルに接着されている、
    請求項3に記載の表示装置。
  5. 前記第1表示パネルと前記第2表示パネルの間に配置された透明シートをさらに備え、
    前記拡散層は、前記透明シートを前記第1表示パネルまたは前記第2表示パネルに接着する接着層である、
    請求項1または2に記載の表示装置。
  6. 表示面を有する第1表示パネルと、
    前記表示面に対向する透光性の第2表示パネルと、を備え、
    前記表示面に表示される画像を、前記第2表示パネルを介して視認可能であり、
    前記第1表示パネルと前記第2表示パネルの間の距離は、20mm以上である、表示装置。
  7. 前記第1表示パネルと前記第2表示パネルは、20mm以上の幅の空気層を介して対向している、
    請求項6に記載の表示装置。
  8. 表示面を有する第1表示パネルと、
    前記表示面に対向する透光性の第2表示パネルと、を備え、
    前記表示面に表示される画像を、前記第2表示パネルを介して視認可能であり、
    前記第1表示パネルは、第1ピッチで並ぶ複数の第1配線と、これら第1配線と交差するとともに第2ピッチで並ぶ複数の第2配線と、を備え、
    前記第2表示パネルは、第3ピッチで並ぶ複数の第3配線と、これら第3配線と交差するとともに第4ピッチで並ぶ複数の第4配線と、を備え、
    前記第1ピッチは、前記第3ピッチの整数N倍または1/N倍を除く範囲であり、
    前記第2ピッチは、前記第4ピッチの整数M倍または1/M倍を除く範囲である、表示装置。
  9. 前記第1配線と前記第3配線とが成す第1角度は、0°以上かつ20°未満または70°超過かつ90°以下であり、
    前記第2配線と前記第4配線とが成す第2角度は、0°以上かつ20°未満または70°超過かつ90°以下である、
    請求項8に記載の表示装置。
  10. 前記第1表示パネルおよび前記第2表示パネルを含む複数のパネルを備え、
    前記複数のパネルは、物品を収容可能なケースを構成する、
    請求項1ないし9のうちいずれか1項に記載の表示装置。
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