JP4586332B2 - 表示装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表示パネルの背景画像などを透けてみることもできる表示装置と、その使用方法とに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のＣＲＴ、ＰＤＰ、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）型ＬＣＤ等の表示装置では、表示される画像に、あたかも中空に浮いているような浮遊感（スケルトン感覚）を付与することはできなかった。
【０００３】
たとえばＴＮ型ＬＣＤは、偏光板を用いるため、バックライト無しでは非常に暗く、バックライトを設けても、光の光軸を変調する機能がないため、通常のものであれば、スケルトン感覚を出すことはできない。
【０００４】
また、ＰＤＬＣ（Polymer Dispersed Liquid Crystal）やＰＮ（Polymer Network）−ＬＣＤについても、通常のバックライトを用いると、透明状態でも光が観察されるため、透明−散乱で、背景の表示と通常の表示とを切り替えることができない。
【０００５】
なお、下記の特許文献１に示すように、液晶表示装置の反射板に、表面が傾斜している凹凸を設けることで、光源からの反射光が散乱せずに操作者に向けて差し込むようにする反射型表示装置が知られている。しかしながら、この表示装置でも、スケルトン効果を出すことはできない。
【０００６】
また、下記の特許文献２、特許文献３および特許文献４に示すように、導光板を有する液晶表示装置は、広く知られている。しかしながら、従来の導光板を持つ液晶表示装置は、パネルの前面から導光板の背面にある物体を透けてみることができるような構成ではなく、スケルトン感覚を付与することはできなかった。
【０００７】
【特許文献１】
特開２０００−１８０６１０号公報
【特許文献２】
特開２００２−７５０３６号公報
【特許文献３】
特開平１０−１５３７７７号公報
【特許文献４】
特開２０００−１０４９７号公報。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような実状に鑑みてなされ、表示パネルの背景画像などを透けて見たり、表示パネルの裏面および前面の双方から画像を見ることもでき、スケルトン感覚を付与することができる表示装置と、その使用方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る表示装置は、高分子ポリマーと、高分子ポリマー中に分散され、電圧の印加により配向した時の屈折率が高分子ポリマーと等しい液晶と、を含む画素を有する液晶表示パネルを備える。また、液晶表示パネルの背面側に配置され、液晶パネル側に配置される光出射面と、光出射面と対向する面に形成される反射用傾斜面を有する透明な導光板も備える。そしてさらに、導光板の光出射面に対してほぼ平行に、導光板内に光を入射する光源と、導光板の前記光出射面に配置された反射防止膜と、前記導光板の背面に配置され、セット筐体を兼ねる保護板と、を備える。
【００１０】
本発明に係る表示装置では、画素毎に電界をオンすることにより、その画素を通過する光の透過を許容する。また、導光板は、透明であり、表示パネルの前面から背面に透過する光を、さらに背面に透過させることができ、その逆も可能である。したがって、電界がオンの画素では、表示パネルの前面から見れば、導光板の背面にある物体を透けてみることができる。また、導光板の背面からでは、表示パネルの前面にある物体を透けてみることができる。
【００１１】
さらに、画素毎に電界をオフにすることにより、その画素では、光が散乱する。そのために、その画素では、背面を透けて見ることができない。したがって、電界がオフとなる画素を選択することで、何らかの画像を表示することが可能になる。もちろん、動画の表示も可能である。しかも、画像が表示されている部分以外では、背面が透けて見えるので、その画像は、あたかも中空に浮いているような浮遊感（スケルトン感覚）を付与する。その浮遊感を持つ画像は、表示装置の前面のみではなく、背面からでも見ることができる。
【００１２】
好ましくは、前記導光板は、前記光源からの光を、前記導光板の光出射面に対して略垂直な法線方向から所定角度θでずらして前記表示パネル側に導く。好ましくは、前記所定角度θが、＋１０度以上＋９０度以下、または−１０度以下−９０度以上である。所定角度θが＋１０度未満で−１０度以上になると、その光源からの光は、表示パネルの観察者の目に入りやすくなり、観察者は、まぶしい思いをして、スケルトン感覚が薄れる傾向にある。
【００１３】
好ましくは、前記表示パネルが、高分子ポリマー中に液晶を分散してある液晶パネルである。このような液晶パネルでは、画素毎に電界をオン・オフすることにより、当該画素を通過する光の透過および散乱を切換制御することが容易である。
【００１４】
好ましくは、前記画素毎に電界をオンすることにより、当該画素に対応する前記液晶が配向し、その液晶の屈折率が、その周囲に存在する前記高分子ポリマーの屈折率とマッチングしている。その結果、その画素を通過しようとする光の透過が可能になる。
【００１５】
好ましくは、前記導光板の光出射面から前記表示パネルに向かう前記光源からの光が通過する角度において、前記液晶の屈折率が、その周囲に存在する前記高分子ポリマーの屈折率と、最も良く一致している。その結果、光源からの光は、その画素をほとんど散乱することなく透過する。
【００１６】
好ましくは、前記画素毎に電界をオンすることにより、当該画素を通過する光を透過させ、前記表示パネルの前面から前記導光板の背面に存在する物体を透けて見ることができると共に、前記導光板の背面から前記表示パネルの前面に位置する物体を透けて見ることができる。すなわち、表示装置の前面のみでなく、背面からも透けて見ることができる。
【００１７】
好ましくは、前記導光板の光出射面には、反射防止処理が施されている。光が散乱する画素に対応する部分で散乱して導光板の方向に戻った光が、導光板の光出射面で反射することを防止でき、その結果、コントラストの低下を防止できる。
【００１８】
好ましくは、前記導光板の一方の端部に接続された前記光源からの光が、前記導光板の光出射面から、前記光源とは反対側の前記導光板の端部に向けて飛び出すように、前記導光板の背面には、反射用傾斜面が形成してある。すなわち、光源からの光を、導光板の光出射面に対して略垂直な法線方向から所定角度θでずらして前記表示パネル側に導く際に、所定角度θを、＋１０度以上＋９０度以下の方向に光を導く。なお、所定角度θを、−１０度以下−９０度以上となるように、導光板の背面に、反射用傾斜面を形成することは、反射膜などを導光板の背面に形成する必要が生じ、透明性を保つことが困難になる。
【００１９】
前記導光板の背面には、吸光板を配置しても良い。前記吸光板における前記導光板に向き合う面には、背景画像または背景着色を施してあっても良い。前記吸光板は、吸光シートを含んでも良い。導光板の背面に吸光板を配置することで、導光板の背面から表示パネルの画像を見ることはできなくなるが、表示パネルの前面から、パネルに表示された画像を見ることはできる。しかも、その表示画像は、吸光板の前面に形成してある背景画像または背景着色の前面に浮き出るように表示され、表示画像に浮遊感を付与することができる。なお、背景着色を黒にすることにより、外光の反射をも防止することができる。
【００２０】
前記吸光板は、前記前記導光板の背面に着脱自在に装着しても良い。吸光板を着脱自在とすることで、この吸光板を取り外した状態では、表示装置の前面のみでなく、背面からも表示画像を見ることができる。
【００２１】
前記吸光板は、半透明であっても良い。吸光板を半透明にすることで、表示パネルの前面から表示画像を見た場合に、背景画像がぼやけて見える不思議な画像を表示することができる。
【００２２】
好ましくは、前記吸光板が、前記表示装置のセット筺体を兼ねる。セット筺体を兼ねることで、部品点数の削減に寄与する。
【００２３】
好ましくは、前記導光板と前記表示パネルとの間に、二色性色素を配置する。二色性色素は、その分子構造により、分子短軸方向での吸光が少なく、長軸方向での吸光が大きいという性質を持つ。したがって、二色性色素を、その長軸方向を配向させて配置することで、導光板から表示パネルに向かう光に着色を施すことが可能になる。
【００２４】
好ましくは、前記導光板の背面には、前記導光板の背面を保護するための透明板が配置してある。この透明板は、導光板の保護板としての機能を持つ。導光板の背面には、反射用傾斜面（プリズム面）が形成してあることから、この背面を保護することが好ましい。なお、保護板は、透明でないと、表示装置の背面から表示画像を見ることができなくなる。
【００２５】
好ましくは、前記透明板が、前記表示装置のセット筺体を兼ねる。セット筺体を兼ねることで、部品点数の削減に寄与する。
【００２６】
好ましくは、前記表示パネルの前面には、前記表示パネルの前面に対して略垂直な微細ルーバが略平行に装着してある。微細ルーバを形成することで、表示パネルの前面に対してある角度以外の光はルーバに遮断され、漏れ光を低減させることができる。
【００２７】
好ましくは、前記導光板と前記表示パネルとの間には、カラーフィルタが装着してある。カラーフィルタを装着することで、表示画像のカラー化を図ることができる。また、表示パネルの前面ではなく、導光板と表示パネルとの間にカラーフィルタを介在させることで、表示パネルの背面から見た場合にも、表示画像のカラー化を図ることができる。
【００２８】
好ましくは、前記カラーフィルタの濃度が、前記表示パネルの前面から前記導光板の背面に存在する物体を透けて見ることができる透明感を増大させるように選択してある。カラーフィルタの濃度が高すぎると、透明性が低下する傾向にあり、低すぎると、カラー表示が困難になる傾向にある。
【００２９】
本発明の第１の観点に係る表示装置の使用方法は、
上記のいずれかに記載の表示装置の使用方法であって、
前記画素毎に電界をオンすることにより、当該画素を通過する前記光源からの光を透過させ、前記表示パネルの前面から前記導光板の背面に存在する物体を透けて見ることができるようにし、
前記画素毎に電界をオフにすることにより、当該画素を通過しようとする前記光源からの光を散乱させ、背景から浮き上がるように画像を表示させることを特徴とする。
【００３０】
本発明の第１の観点に係る表示装置の使用方法では、画像が表示されている部分以外では、背面が透けて見えるので、その画像は、あたかも中空に浮いているような浮遊感（スケルトン感覚）を付与する。その浮遊感を持つ画像は、表示装置の前面のみではなく、背面からでも見ることができる。
【００３１】
また、本発明の第２の観点に係る表示装置の使用方法は、
上記のいずれかに記載の表示装置の使用方法であって、
前記光源を点灯せずに、
前記画素毎に電界をオンすることにより、当該画素を通過する外光を透過させ、前記表示パネルの前面から前記導光板の背面に存在する物体を透けて見ることができるようにし、
前記画素毎に電界をオフにすることにより、当該画素を通過しようとする前記外光を散乱させ、背景から浮き上がるように画像を表示させることを特徴とする。
【００３２】
本発明においては、光源からの光を利用することにより、表示画像の輝度および／または明度を向上させることができるが、光源からの光を利用しない場合でも、表示画像をパネルの前面と背面との双方から浮き上がって見ることができる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る表示装置の概略分解斜視図、
図２は図１に示す導光板の要部断面説明図、
図３は電界オンの画素における作用を示す断面説明図、
図４は電界オフの画素における作用を示す断面説明図、
図５（Ａ）および図５（Ｂ）は電界オンと電界オフの画素における光の透過と散乱を示す概略断面説明図、
図６は図３および図４に示すＡさんから見た画像の一例を示す図、
図７は図３および図４に示すＢさんから見た画像の一例を示す図、
図８は本発明の他の実施形態に係る表示装置において、電界オンの画素における作用を示す断面説明図、
図９は電界オフの画素における作用を示す断面説明図、
図１０は図８および図９の表示画面に映る画像の例を示す図、
図１１は本発明の他の実施形態に係る表示装置において、電界オンの画素における作用を示す断面説明図、
図１２は電界オフの画素における作用を示す断面説明図、
図１３（Ａ）および図１３（Ｂ）は本発明の他の実施形態に係る表示装置において、電界オンの画素における作用を示す断面説明図、
図１４は本発明の他の実施形態に係る表示装置において、電界オンの画素における作用を示す断面説明図、
図１５（Ａ）および図１３（Ｂ）は本発明の他の実施形態に係る表示装置において、電界オンの画素における作用を示す断面説明図である。
【００３４】
第１実施形態
図１に示すように、本発明の一実施形態に係る表示装置２は、液晶表示パネル（ＬＣＤ）４と、その背面に装着してある導光板６とを有する。導光板６の一端には、線状の光源８が装着してある。図２に示すように、光源８からの光２０は、導光板６の内部を、光出射面１２に対して略平行に通り、導光板６の背面に形成してある反射用傾斜面（プリズム面）１０で反射し、光出射面１２から、表示パネル４に向けて出射する。
【００３５】
導光板６は、たとえば透明ガラス、透明な合成樹脂（たとえばＰＭＭＡ）などで構成される。通常の平面表示装置に用いられる導光板とは異なり、本実施形態の導光板６では、その背面（反射用傾斜面１０が形成される面）に反射膜や反射シートなどは具備されず、両面から見て相互に透明である。
【００３６】
なお、導光板６における背面（反射用傾斜面１０が形成される面）には、透明な保護板を設けても良い。この保護板は、セット筺体を兼用しているものでも良い。
【００３７】
光源８としては、特に限定されず、平面表示装置のバックライト光源として用いられる一般的な光源（蛍光管、ＬＥＤなど）が用いられる。
【００３８】
本実施形態では、光源からの光２０が、光出射面１２の法線（光出射面と略直角）２２に対して所定角度θでずれるように、光出射面１２から出射されるように、反射用傾斜面１０の角度が調節される。所定角度θにおいて、法線２２に対して光源と反対方向をプラス角度とし、光源の方向をマイナス角度とした場合に、所定角度θは、＋１０度以上＋９０度以下、または−１０度以下−９０度以上が好ましく、さらに好ましくは＋１０度以上＋９０度以下、特に好ましくは＋１０度以上８０度以下である。たとえば導光板６がＰＭＭＡ(屈折率ｎ＝１．４９)で構成してある場合に、所定角度θを＋７３度にするためには、傾斜面１０の角度αは、２５度にすればよい。なお、従来の導光板では、この傾斜面１０の角度αは、通常、４５度であった。本実施形態では、この角度αは、４０度以下にすることが好ましい。
【００３９】
所定角度θが＋１０度未満で−１０度以上になると、図３に示すように、その光源からの光２０は、表示パネル４の前面に位置する観察者Ａさんの目に入りやすくなり、観察者Ａさんは、まぶしい思いをして、スケルトン感覚が薄れる傾向にある。したがって、上記の範囲が好ましい。
【００４０】
なお、所定角度θを、−１０度以下−９０度以上となるように、導光板６の背面に、反射用傾斜面１０を形成することは、反射膜などを導光板６の背面に形成する必要が生じ、透明性を保つことが困難になる。
【００４１】
なお、導光板６の光出射面１２には、図３および図４に示すように、反射防止膜（反射防止処理膜）２４が形成してある。反射防止膜２４は、たとえば酸化膜と窒化膜の多層などで構成してある。反射防止膜２４を形成することで、図４に示すように、パネル４において散乱した光が反射防止膜２４で反射せず、その結果、コントラストの低下を防止できる。
【００４２】
図５に示すように、表示パネル４は、高分子ポリマー３０中に液晶３２が均一に分散してある表示パネルであり、通常、ＰＤＬＣあるいはＰＮ−ＬＣＤの表示パネルなどに用いられるものである。この表示パネルは、液晶３２を光硬化性の高分子ポリマー３０中に分散させたものを、５〜５０μｍ程度の隙間に調整してあるガラス間に注入し、ＵＶを照射することによって得られる。
【００４３】
この液晶分子の屈折率ｎＬＣと、高分子ポリマーの屈折率ｎｐとは、液晶が電界オンに従って配向した場合に、ｎＬＣ＝ｎｐとなるように調整されており、このとき、図５（Ａ）の画素に対応するように、透明状態となる。さらに、電界オフ時には、図５（Ｂ）の画素に対応するように、液晶３２の配向は無秩序となり、ｎＬＣ≠ｎｐとなり、このため、光は、散乱状態なる。
【００４４】
本実施形態に係る表示装置においては、バックライト光源からの光が所定角度θで入射するため、所定角度θで入射した光に対し、ｎＬＣ＝ｎｐとなるように、屈折率が調整されていることが望ましい。カラーフィルタとしては、後述するような二色性色素を用いてもよいが、通常と同様に、顔料、もしくは染料を用いて、表示パネル４内に形成してもよい。
【００４５】
高分子ポリマー３０の両面には、所定パターンの透明電極３４および３６が配置してあり、画素毎に電界をオンまたはオフすることができるようになっている。
【００４６】
図５（Ａ）は、電界がオンの状態にある表示パネルの１画素の状態を示し、光の透過が可能であり、図５（Ｂ）は、電界がオフの状態にある表示パネルの１画素の状態を示し、光の散乱が生じる。なお、透明電極３４および３６は、たとえばＩＴＯ膜で構成してある。
【００４７】
図３は電界がオンの状態にある表示パネルの１画素の状態を示し、光の透過が可能であり、図４は、電界がオフの状態にある表示パネルの１画素の状態を示し、光の散乱が生じる。このように、画素毎に電界をオンすることにより、その画素を通過する光の透過を許容する。また、導光板６は、透明であり、表示パネル４の前面から背面に透過する光を、さらに背面に透過させることができ、その逆も可能である。
【００４８】
したがって、電界がオンの画素では、図３に示すように、Ａさんが、表示パネル４の前面から見れば、導光板６の背面にある物体を透けてみることができる。また、Ｂさんが導光板６の背面から見た場合には、表示パネル４の前面にある物体を透けてみることができる。しかも、光源からの光２０は、所定角度θで表示パネル４を通過するので、Ａさん、またはＢさんの目に入ることもなく、まぶしい状態を避けることができる。また、表示パネル４の前面から入射する外光（前面）についても同様に透過するため、Ａさんには観察されない。従って、Ａさんには、導光板６の背景のみが観察されることとなり、スケルトン状態となる。Ｂさんにとっては、その逆になる。
【００４９】
さらに、図４に示すように、画素毎に電界をオフにすることにより、その画素では、光が散乱する。そのために、その画素では、背面を透けて見ることができない。したがって、電界がオフとなる画素を選択することで、何らかの画像を表示することが可能になる。もちろん、動画の表示も可能である。しかも、画像が表示されている部分以外では、背面が透けて見えるので、その画像は、あたかも中空に浮いているような浮遊感（スケルトン感覚）を付与する。その浮遊感を持つ画像は、表示装置の前面のみではなく、背面からでも見ることができる。
【００５０】
たとえば図６は、図３および図４に示すＡさんから見た画像であり、背景が透けて見える中で、白抜きの画像が、浮遊感を持って浮かんで見ることができる。また、図７は、図３および図４に示すＢさんから見た画像であり、背景が透けて見える中で、白抜きの画像が、浮遊感を持って浮かんで見ることができる。Ａさんから見た白抜き画像（Ａさん側表示画像）と、Ｂさんから見た白抜き画像（Ｂさん側表示画像）とは、左右が逆になる。
【００５１】
なお、これらの表示画像は、文字、キャラクタなどであっても良く、さらには動画であっても良く、カラー表示も可能である。
【００５２】
第２実施形態
図８および図９に示すように、本実施形態に係る表示装置２ａは、導光板６の背面に、吸光板４０を配置してある以外は、前記第１実施形態と同様な構成の表示装置であり、共通する部分の説明は省略する。
【００５３】
吸光板４０は、たとえば外光を吸収する部材で構成してある。あるいは、吸光板ではない部材の少なくとも片面に吸光シートを貼着することにより吸光板４０を構成しても良い。この吸光板４０は、表示装置の筺体の少なくとも一部を兼ねていてもよい。
【００５４】
吸光板４０における導光板６と向き合う面（内面）には、たとえば背景画像を描いてあっても良い。その場合には、図８および図９に示す表示パネル４の前面から見て、図１０に示すように、吸光板４０の内面に描かれてある背景画像の前面に、白抜き画像（表示画像）が、浮き上がって見える。
【００５５】
吸光板４０の内面を黒の着色塗装面にした場合には、表示パネルの前面からの外光の反射をも防止することができ、表示画像の視認性を向上させることができる。
【００５６】
本実施形態では、導光板６の背面から表示パネル４の画像を見ることはできなくなるが、表示パネル４の前面から、パネル４に表示された画像を見ることはできる。しかも、その表示画像は、吸光板４０の前面に形成してある背景画像または背景着色の前面に浮き出るように表示され、表示画像に浮遊感を付与することができる。
【００５７】
本実施形態では、屋外などで非常に背景が明るい場合に、吸光板４０を導光板６の背面に設けることにより、表示画像のコントラストを向上させることができる。
【００５８】
なお、吸光板４０は、導光板６の背面で、表示装置２ａに対して着脱自在としても良い。その場合には、吸光板４０を取り外した状態では、表示装置２ａの前面のみでなく、背面からも表示画像を見ることができる。
【００５９】
また、吸光板４０は、半透明にしても良く、その場合には、半透明な背景画像を透けて見ることができ、その背景画像の前面に表示画像を見ることができる。さらに、吸光板４０の内面は、黒以外の色で着色塗装したり、絵をペイントしたりすることにより、任意の背景画像にすることができる。
【００６０】
さらに、前面からの外光が非常に強い場合、あるいは低消費電力での使用が要求される場合には、図１１および図１２に示すように、光源８の電源をオフにして使用することもできる。この場合において、吸光板４０を取り外して使用することもできる。
【００６１】
本発明においては、光源からの光を利用することにより、表示画像の輝度および／または明度を向上させることができるが、光源からの光を利用しない場合でも、表示画像をパネルの前面と背面との双方から浮き上がって見ることもができる。
【００６２】
第３実施形態
図１３に示すように、本実施形態では、表示パネル４における導光板側表面には、二色性色素５０を配置してある。その他は、前記第１実施形態または第２実施形態と同様なので、共通する部分の説明は省略する。
【００６３】
二色性色素５０は、その分子構造により、分子短軸方向での吸光が少なく、長軸方向での吸光が大きいという性質を持つ。したがって、二色性色素５０を、その長軸方向を配向させて配置することで、導光板６から表示パネル４に向かう光に着色を施すことが可能になる。
【００６４】
たとえばガラス基板上に配向膜を塗布し、ラビングしたものの上に、二色性色素５０を分散した高分子液晶を塗布し、配向させること等によって、所定の方向に配向している二色性色素５０を得ることができる。
【００６５】
図１３（Ａ）では、光源からの光の進行方向に対して、二色性色素５０の長軸が略直交する方向に配向してあるため、光源からの光の着色が強まり、着色を優先している表示が可能になる。また、図１３（Ｂ）では、表示パネル４に対して、ホメオトロピック配向となるように、二色性色素５０の長軸が、パネル４に対して略垂直となるように配向してある。このため、光源からの光の着色が弱まると共に、外光の吸収も最小となり、透明感を優先している表示が可能になる。
【００６６】
第４実施形態
図１４に示すように、本実施形態では、表示パネル４の前面に、微細ルーバ６０を、表示パネル４の前面に対して略垂直に、しかも略平行に装着してある。微細ルーバ６０を形成することで、表示パネル４の前面に対してある角度以外の光はルーバ６０に遮断され、漏れ光を低減させることができる。その他の構成および作用は、前記第１実施形態または第２実施形態と同様なので、共通する部分の説明は省略する。
【００６７】
第５実施形態
図１５（Ａ）および図１５（Ｂ）に示すように、本実施形態では、表示パネル４における導光板側には、カラーフィルタ７０Ｒ，７０Ｇなどが装着してある。カラーフィルタ７０Ｒ，７０Ｇを装着することで、表示画像のカラー化を図ることができる。また、表示パネル４の前面ではなく、導光板６と表示パネル４との間にカラーフィルタ７０Ｒ，７０Ｇを介在させることで、表示パネル４の背面から見た場合にも、表示画像のカラー化を図ることができる。
【００６８】
なお、カラーフィルタは、三色に限らず、二色でも単一色でも良い。その他の構成および作用は、前記第１実施形態または第２実施形態と同様なので、共通する部分の説明は省略する。
【００６９】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変することができる。
【００７０】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明によれば、あたかも表示画像が空間を浮遊しているようなスケルトンディスプレイを実現することができる。また、反射および透過のダブルモード併用により、全環境で視認性の高いディスプレイを実現することができる。さらに、本発明の表示装置では、偏光板を用いないため、非常に明るく、また、スケルトン時の背景も鮮やかに表示できる。しかも、ディスプレイの両面から画像を認識することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は本発明の一実施形態に係る表示装置の概略分解斜視図である。
【図２】 図２は図１に示す導光板の要部断面説明図である。
【図３】 図３は電界オンの画素における作用を示す断面説明図である。
【図４】 図４は電界オフの画素における作用を示す断面説明図である。
【図５】 図５（Ａ）および図５（Ｂ）は電界オンと電界オフの画素における光の透過と散乱を示す概略断面説明図である。
【図６】 図６は図３および図４に示すＡさんから見た画像の一例を示す図である。
【図７】 図７は図３および図４に示すＢさんから見た画像の一例を示す図である。
【図８】 図８は本発明の他の実施形態に係る表示装置において、電界オンの画素における作用を示す断面説明図である。
【図９】 図９は電界オフの画素における作用を示す断面説明図である。
【図１０】 図１０は図８および図９の表示画面に映る画像の例を示す図である。
【図１１】 図１１は本発明の他の実施形態に係る表示装置において、電界オンの画素における作用を示す断面説明図である。
【図１２】 図１２は電界オフの画素における作用を示す断面説明図である。
【図１３】 図１３（Ａ）および図１３（Ｂ）は本発明の他の実施形態に係る表示装置において、電界オンの画素における作用を示す断面説明図である。
【図１４】 図１４は本発明の他の実施形態に係る表示装置において、電界オンの画素における作用を示す断面説明図である。
【図１５】 図１５（Ａ）および図１３（Ｂ）は本発明の他の実施形態に係る表示装置において、電界オンの画素における作用を示す断面説明図である。
【符号の説明】
２，２ａ… 表示装置
４… 表示パネル
６… 導光板
８… 光源
１０… 反射用傾斜面
１２… 光出射面
２０… 光源からの光
２２… 法線
２４… 反射防止膜
３０… 高分子ポリマー
３２… 液晶
３４… 透明電極
４０… 吸光板
５０… 二色性色素
６０… 微細ルーバ
７０Ｒ，７０Ｇ… カラーフィルタ
【発明の属する技術分野】
本発明は、表示パネルの背景画像などを透けてみることもできる表示装置と、その使用方法とに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のＣＲＴ、ＰＤＰ、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）型ＬＣＤ等の表示装置では、表示される画像に、あたかも中空に浮いているような浮遊感（スケルトン感覚）を付与することはできなかった。
【０００３】
たとえばＴＮ型ＬＣＤは、偏光板を用いるため、バックライト無しでは非常に暗く、バックライトを設けても、光の光軸を変調する機能がないため、通常のものであれば、スケルトン感覚を出すことはできない。
【０００４】
また、ＰＤＬＣ（Polymer Dispersed Liquid Crystal）やＰＮ（Polymer Network）−ＬＣＤについても、通常のバックライトを用いると、透明状態でも光が観察されるため、透明−散乱で、背景の表示と通常の表示とを切り替えることができない。
【０００５】
なお、下記の特許文献１に示すように、液晶表示装置の反射板に、表面が傾斜している凹凸を設けることで、光源からの反射光が散乱せずに操作者に向けて差し込むようにする反射型表示装置が知られている。しかしながら、この表示装置でも、スケルトン効果を出すことはできない。
【０００６】
また、下記の特許文献２、特許文献３および特許文献４に示すように、導光板を有する液晶表示装置は、広く知られている。しかしながら、従来の導光板を持つ液晶表示装置は、パネルの前面から導光板の背面にある物体を透けてみることができるような構成ではなく、スケルトン感覚を付与することはできなかった。
【０００７】
【特許文献１】
特開２０００−１８０６１０号公報
【特許文献２】
特開２００２−７５０３６号公報
【特許文献３】
特開平１０−１５３７７７号公報
【特許文献４】
特開２０００−１０４９７号公報。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような実状に鑑みてなされ、表示パネルの背景画像などを透けて見たり、表示パネルの裏面および前面の双方から画像を見ることもでき、スケルトン感覚を付与することができる表示装置と、その使用方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る表示装置は、高分子ポリマーと、高分子ポリマー中に分散され、電圧の印加により配向した時の屈折率が高分子ポリマーと等しい液晶と、を含む画素を有する液晶表示パネルを備える。また、液晶表示パネルの背面側に配置され、液晶パネル側に配置される光出射面と、光出射面と対向する面に形成される反射用傾斜面を有する透明な導光板も備える。そしてさらに、導光板の光出射面に対してほぼ平行に、導光板内に光を入射する光源と、導光板の前記光出射面に配置された反射防止膜と、前記導光板の背面に配置され、セット筐体を兼ねる保護板と、を備える。
【００１０】
本発明に係る表示装置では、画素毎に電界をオンすることにより、その画素を通過する光の透過を許容する。また、導光板は、透明であり、表示パネルの前面から背面に透過する光を、さらに背面に透過させることができ、その逆も可能である。したがって、電界がオンの画素では、表示パネルの前面から見れば、導光板の背面にある物体を透けてみることができる。また、導光板の背面からでは、表示パネルの前面にある物体を透けてみることができる。
【００１１】
さらに、画素毎に電界をオフにすることにより、その画素では、光が散乱する。そのために、その画素では、背面を透けて見ることができない。したがって、電界がオフとなる画素を選択することで、何らかの画像を表示することが可能になる。もちろん、動画の表示も可能である。しかも、画像が表示されている部分以外では、背面が透けて見えるので、その画像は、あたかも中空に浮いているような浮遊感（スケルトン感覚）を付与する。その浮遊感を持つ画像は、表示装置の前面のみではなく、背面からでも見ることができる。
【００１２】
好ましくは、前記導光板は、前記光源からの光を、前記導光板の光出射面に対して略垂直な法線方向から所定角度θでずらして前記表示パネル側に導く。好ましくは、前記所定角度θが、＋１０度以上＋９０度以下、または−１０度以下−９０度以上である。所定角度θが＋１０度未満で−１０度以上になると、その光源からの光は、表示パネルの観察者の目に入りやすくなり、観察者は、まぶしい思いをして、スケルトン感覚が薄れる傾向にある。
【００１３】
好ましくは、前記表示パネルが、高分子ポリマー中に液晶を分散してある液晶パネルである。このような液晶パネルでは、画素毎に電界をオン・オフすることにより、当該画素を通過する光の透過および散乱を切換制御することが容易である。
【００１４】
好ましくは、前記画素毎に電界をオンすることにより、当該画素に対応する前記液晶が配向し、その液晶の屈折率が、その周囲に存在する前記高分子ポリマーの屈折率とマッチングしている。その結果、その画素を通過しようとする光の透過が可能になる。
【００１５】
好ましくは、前記導光板の光出射面から前記表示パネルに向かう前記光源からの光が通過する角度において、前記液晶の屈折率が、その周囲に存在する前記高分子ポリマーの屈折率と、最も良く一致している。その結果、光源からの光は、その画素をほとんど散乱することなく透過する。
【００１６】
好ましくは、前記画素毎に電界をオンすることにより、当該画素を通過する光を透過させ、前記表示パネルの前面から前記導光板の背面に存在する物体を透けて見ることができると共に、前記導光板の背面から前記表示パネルの前面に位置する物体を透けて見ることができる。すなわち、表示装置の前面のみでなく、背面からも透けて見ることができる。
【００１７】
好ましくは、前記導光板の光出射面には、反射防止処理が施されている。光が散乱する画素に対応する部分で散乱して導光板の方向に戻った光が、導光板の光出射面で反射することを防止でき、その結果、コントラストの低下を防止できる。
【００１８】
好ましくは、前記導光板の一方の端部に接続された前記光源からの光が、前記導光板の光出射面から、前記光源とは反対側の前記導光板の端部に向けて飛び出すように、前記導光板の背面には、反射用傾斜面が形成してある。すなわち、光源からの光を、導光板の光出射面に対して略垂直な法線方向から所定角度θでずらして前記表示パネル側に導く際に、所定角度θを、＋１０度以上＋９０度以下の方向に光を導く。なお、所定角度θを、−１０度以下−９０度以上となるように、導光板の背面に、反射用傾斜面を形成することは、反射膜などを導光板の背面に形成する必要が生じ、透明性を保つことが困難になる。
【００１９】
前記導光板の背面には、吸光板を配置しても良い。前記吸光板における前記導光板に向き合う面には、背景画像または背景着色を施してあっても良い。前記吸光板は、吸光シートを含んでも良い。導光板の背面に吸光板を配置することで、導光板の背面から表示パネルの画像を見ることはできなくなるが、表示パネルの前面から、パネルに表示された画像を見ることはできる。しかも、その表示画像は、吸光板の前面に形成してある背景画像または背景着色の前面に浮き出るように表示され、表示画像に浮遊感を付与することができる。なお、背景着色を黒にすることにより、外光の反射をも防止することができる。
【００２０】
前記吸光板は、前記前記導光板の背面に着脱自在に装着しても良い。吸光板を着脱自在とすることで、この吸光板を取り外した状態では、表示装置の前面のみでなく、背面からも表示画像を見ることができる。
【００２１】
前記吸光板は、半透明であっても良い。吸光板を半透明にすることで、表示パネルの前面から表示画像を見た場合に、背景画像がぼやけて見える不思議な画像を表示することができる。
【００２２】
好ましくは、前記吸光板が、前記表示装置のセット筺体を兼ねる。セット筺体を兼ねることで、部品点数の削減に寄与する。
【００２３】
好ましくは、前記導光板と前記表示パネルとの間に、二色性色素を配置する。二色性色素は、その分子構造により、分子短軸方向での吸光が少なく、長軸方向での吸光が大きいという性質を持つ。したがって、二色性色素を、その長軸方向を配向させて配置することで、導光板から表示パネルに向かう光に着色を施すことが可能になる。
【００２４】
好ましくは、前記導光板の背面には、前記導光板の背面を保護するための透明板が配置してある。この透明板は、導光板の保護板としての機能を持つ。導光板の背面には、反射用傾斜面（プリズム面）が形成してあることから、この背面を保護することが好ましい。なお、保護板は、透明でないと、表示装置の背面から表示画像を見ることができなくなる。
【００２５】
好ましくは、前記透明板が、前記表示装置のセット筺体を兼ねる。セット筺体を兼ねることで、部品点数の削減に寄与する。
【００２６】
好ましくは、前記表示パネルの前面には、前記表示パネルの前面に対して略垂直な微細ルーバが略平行に装着してある。微細ルーバを形成することで、表示パネルの前面に対してある角度以外の光はルーバに遮断され、漏れ光を低減させることができる。
【００２７】
好ましくは、前記導光板と前記表示パネルとの間には、カラーフィルタが装着してある。カラーフィルタを装着することで、表示画像のカラー化を図ることができる。また、表示パネルの前面ではなく、導光板と表示パネルとの間にカラーフィルタを介在させることで、表示パネルの背面から見た場合にも、表示画像のカラー化を図ることができる。
【００２８】
好ましくは、前記カラーフィルタの濃度が、前記表示パネルの前面から前記導光板の背面に存在する物体を透けて見ることができる透明感を増大させるように選択してある。カラーフィルタの濃度が高すぎると、透明性が低下する傾向にあり、低すぎると、カラー表示が困難になる傾向にある。
【００２９】
本発明の第１の観点に係る表示装置の使用方法は、
上記のいずれかに記載の表示装置の使用方法であって、
前記画素毎に電界をオンすることにより、当該画素を通過する前記光源からの光を透過させ、前記表示パネルの前面から前記導光板の背面に存在する物体を透けて見ることができるようにし、
前記画素毎に電界をオフにすることにより、当該画素を通過しようとする前記光源からの光を散乱させ、背景から浮き上がるように画像を表示させることを特徴とする。
【００３０】
本発明の第１の観点に係る表示装置の使用方法では、画像が表示されている部分以外では、背面が透けて見えるので、その画像は、あたかも中空に浮いているような浮遊感（スケルトン感覚）を付与する。その浮遊感を持つ画像は、表示装置の前面のみではなく、背面からでも見ることができる。
【００３１】
また、本発明の第２の観点に係る表示装置の使用方法は、
上記のいずれかに記載の表示装置の使用方法であって、
前記光源を点灯せずに、
前記画素毎に電界をオンすることにより、当該画素を通過する外光を透過させ、前記表示パネルの前面から前記導光板の背面に存在する物体を透けて見ることができるようにし、
前記画素毎に電界をオフにすることにより、当該画素を通過しようとする前記外光を散乱させ、背景から浮き上がるように画像を表示させることを特徴とする。
【００３２】
本発明においては、光源からの光を利用することにより、表示画像の輝度および／または明度を向上させることができるが、光源からの光を利用しない場合でも、表示画像をパネルの前面と背面との双方から浮き上がって見ることができる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る表示装置の概略分解斜視図、
図２は図１に示す導光板の要部断面説明図、
図３は電界オンの画素における作用を示す断面説明図、
図４は電界オフの画素における作用を示す断面説明図、
図５（Ａ）および図５（Ｂ）は電界オンと電界オフの画素における光の透過と散乱を示す概略断面説明図、
図６は図３および図４に示すＡさんから見た画像の一例を示す図、
図７は図３および図４に示すＢさんから見た画像の一例を示す図、
図８は本発明の他の実施形態に係る表示装置において、電界オンの画素における作用を示す断面説明図、
図９は電界オフの画素における作用を示す断面説明図、
図１０は図８および図９の表示画面に映る画像の例を示す図、
図１１は本発明の他の実施形態に係る表示装置において、電界オンの画素における作用を示す断面説明図、
図１２は電界オフの画素における作用を示す断面説明図、
図１３（Ａ）および図１３（Ｂ）は本発明の他の実施形態に係る表示装置において、電界オンの画素における作用を示す断面説明図、
図１４は本発明の他の実施形態に係る表示装置において、電界オンの画素における作用を示す断面説明図、
図１５（Ａ）および図１３（Ｂ）は本発明の他の実施形態に係る表示装置において、電界オンの画素における作用を示す断面説明図である。
【００３４】
第１実施形態
図１に示すように、本発明の一実施形態に係る表示装置２は、液晶表示パネル（ＬＣＤ）４と、その背面に装着してある導光板６とを有する。導光板６の一端には、線状の光源８が装着してある。図２に示すように、光源８からの光２０は、導光板６の内部を、光出射面１２に対して略平行に通り、導光板６の背面に形成してある反射用傾斜面（プリズム面）１０で反射し、光出射面１２から、表示パネル４に向けて出射する。
【００３５】
導光板６は、たとえば透明ガラス、透明な合成樹脂（たとえばＰＭＭＡ）などで構成される。通常の平面表示装置に用いられる導光板とは異なり、本実施形態の導光板６では、その背面（反射用傾斜面１０が形成される面）に反射膜や反射シートなどは具備されず、両面から見て相互に透明である。
【００３６】
なお、導光板６における背面（反射用傾斜面１０が形成される面）には、透明な保護板を設けても良い。この保護板は、セット筺体を兼用しているものでも良い。
【００３７】
光源８としては、特に限定されず、平面表示装置のバックライト光源として用いられる一般的な光源（蛍光管、ＬＥＤなど）が用いられる。
【００３８】
本実施形態では、光源からの光２０が、光出射面１２の法線（光出射面と略直角）２２に対して所定角度θでずれるように、光出射面１２から出射されるように、反射用傾斜面１０の角度が調節される。所定角度θにおいて、法線２２に対して光源と反対方向をプラス角度とし、光源の方向をマイナス角度とした場合に、所定角度θは、＋１０度以上＋９０度以下、または−１０度以下−９０度以上が好ましく、さらに好ましくは＋１０度以上＋９０度以下、特に好ましくは＋１０度以上８０度以下である。たとえば導光板６がＰＭＭＡ(屈折率ｎ＝１．４９)で構成してある場合に、所定角度θを＋７３度にするためには、傾斜面１０の角度αは、２５度にすればよい。なお、従来の導光板では、この傾斜面１０の角度αは、通常、４５度であった。本実施形態では、この角度αは、４０度以下にすることが好ましい。
【００３９】
所定角度θが＋１０度未満で−１０度以上になると、図３に示すように、その光源からの光２０は、表示パネル４の前面に位置する観察者Ａさんの目に入りやすくなり、観察者Ａさんは、まぶしい思いをして、スケルトン感覚が薄れる傾向にある。したがって、上記の範囲が好ましい。
【００４０】
なお、所定角度θを、−１０度以下−９０度以上となるように、導光板６の背面に、反射用傾斜面１０を形成することは、反射膜などを導光板６の背面に形成する必要が生じ、透明性を保つことが困難になる。
【００４１】
なお、導光板６の光出射面１２には、図３および図４に示すように、反射防止膜（反射防止処理膜）２４が形成してある。反射防止膜２４は、たとえば酸化膜と窒化膜の多層などで構成してある。反射防止膜２４を形成することで、図４に示すように、パネル４において散乱した光が反射防止膜２４で反射せず、その結果、コントラストの低下を防止できる。
【００４２】
図５に示すように、表示パネル４は、高分子ポリマー３０中に液晶３２が均一に分散してある表示パネルであり、通常、ＰＤＬＣあるいはＰＮ−ＬＣＤの表示パネルなどに用いられるものである。この表示パネルは、液晶３２を光硬化性の高分子ポリマー３０中に分散させたものを、５〜５０μｍ程度の隙間に調整してあるガラス間に注入し、ＵＶを照射することによって得られる。
【００４３】
この液晶分子の屈折率ｎＬＣと、高分子ポリマーの屈折率ｎｐとは、液晶が電界オンに従って配向した場合に、ｎＬＣ＝ｎｐとなるように調整されており、このとき、図５（Ａ）の画素に対応するように、透明状態となる。さらに、電界オフ時には、図５（Ｂ）の画素に対応するように、液晶３２の配向は無秩序となり、ｎＬＣ≠ｎｐとなり、このため、光は、散乱状態なる。
【００４４】
本実施形態に係る表示装置においては、バックライト光源からの光が所定角度θで入射するため、所定角度θで入射した光に対し、ｎＬＣ＝ｎｐとなるように、屈折率が調整されていることが望ましい。カラーフィルタとしては、後述するような二色性色素を用いてもよいが、通常と同様に、顔料、もしくは染料を用いて、表示パネル４内に形成してもよい。
【００４５】
高分子ポリマー３０の両面には、所定パターンの透明電極３４および３６が配置してあり、画素毎に電界をオンまたはオフすることができるようになっている。
【００４６】
図５（Ａ）は、電界がオンの状態にある表示パネルの１画素の状態を示し、光の透過が可能であり、図５（Ｂ）は、電界がオフの状態にある表示パネルの１画素の状態を示し、光の散乱が生じる。なお、透明電極３４および３６は、たとえばＩＴＯ膜で構成してある。
【００４７】
図３は電界がオンの状態にある表示パネルの１画素の状態を示し、光の透過が可能であり、図４は、電界がオフの状態にある表示パネルの１画素の状態を示し、光の散乱が生じる。このように、画素毎に電界をオンすることにより、その画素を通過する光の透過を許容する。また、導光板６は、透明であり、表示パネル４の前面から背面に透過する光を、さらに背面に透過させることができ、その逆も可能である。
【００４８】
したがって、電界がオンの画素では、図３に示すように、Ａさんが、表示パネル４の前面から見れば、導光板６の背面にある物体を透けてみることができる。また、Ｂさんが導光板６の背面から見た場合には、表示パネル４の前面にある物体を透けてみることができる。しかも、光源からの光２０は、所定角度θで表示パネル４を通過するので、Ａさん、またはＢさんの目に入ることもなく、まぶしい状態を避けることができる。また、表示パネル４の前面から入射する外光（前面）についても同様に透過するため、Ａさんには観察されない。従って、Ａさんには、導光板６の背景のみが観察されることとなり、スケルトン状態となる。Ｂさんにとっては、その逆になる。
【００４９】
さらに、図４に示すように、画素毎に電界をオフにすることにより、その画素では、光が散乱する。そのために、その画素では、背面を透けて見ることができない。したがって、電界がオフとなる画素を選択することで、何らかの画像を表示することが可能になる。もちろん、動画の表示も可能である。しかも、画像が表示されている部分以外では、背面が透けて見えるので、その画像は、あたかも中空に浮いているような浮遊感（スケルトン感覚）を付与する。その浮遊感を持つ画像は、表示装置の前面のみではなく、背面からでも見ることができる。
【００５０】
たとえば図６は、図３および図４に示すＡさんから見た画像であり、背景が透けて見える中で、白抜きの画像が、浮遊感を持って浮かんで見ることができる。また、図７は、図３および図４に示すＢさんから見た画像であり、背景が透けて見える中で、白抜きの画像が、浮遊感を持って浮かんで見ることができる。Ａさんから見た白抜き画像（Ａさん側表示画像）と、Ｂさんから見た白抜き画像（Ｂさん側表示画像）とは、左右が逆になる。
【００５１】
なお、これらの表示画像は、文字、キャラクタなどであっても良く、さらには動画であっても良く、カラー表示も可能である。
【００５２】
第２実施形態
図８および図９に示すように、本実施形態に係る表示装置２ａは、導光板６の背面に、吸光板４０を配置してある以外は、前記第１実施形態と同様な構成の表示装置であり、共通する部分の説明は省略する。
【００５３】
吸光板４０は、たとえば外光を吸収する部材で構成してある。あるいは、吸光板ではない部材の少なくとも片面に吸光シートを貼着することにより吸光板４０を構成しても良い。この吸光板４０は、表示装置の筺体の少なくとも一部を兼ねていてもよい。
【００５４】
吸光板４０における導光板６と向き合う面（内面）には、たとえば背景画像を描いてあっても良い。その場合には、図８および図９に示す表示パネル４の前面から見て、図１０に示すように、吸光板４０の内面に描かれてある背景画像の前面に、白抜き画像（表示画像）が、浮き上がって見える。
【００５５】
吸光板４０の内面を黒の着色塗装面にした場合には、表示パネルの前面からの外光の反射をも防止することができ、表示画像の視認性を向上させることができる。
【００５６】
本実施形態では、導光板６の背面から表示パネル４の画像を見ることはできなくなるが、表示パネル４の前面から、パネル４に表示された画像を見ることはできる。しかも、その表示画像は、吸光板４０の前面に形成してある背景画像または背景着色の前面に浮き出るように表示され、表示画像に浮遊感を付与することができる。
【００５７】
本実施形態では、屋外などで非常に背景が明るい場合に、吸光板４０を導光板６の背面に設けることにより、表示画像のコントラストを向上させることができる。
【００５８】
なお、吸光板４０は、導光板６の背面で、表示装置２ａに対して着脱自在としても良い。その場合には、吸光板４０を取り外した状態では、表示装置２ａの前面のみでなく、背面からも表示画像を見ることができる。
【００５９】
また、吸光板４０は、半透明にしても良く、その場合には、半透明な背景画像を透けて見ることができ、その背景画像の前面に表示画像を見ることができる。さらに、吸光板４０の内面は、黒以外の色で着色塗装したり、絵をペイントしたりすることにより、任意の背景画像にすることができる。
【００６０】
さらに、前面からの外光が非常に強い場合、あるいは低消費電力での使用が要求される場合には、図１１および図１２に示すように、光源８の電源をオフにして使用することもできる。この場合において、吸光板４０を取り外して使用することもできる。
【００６１】
本発明においては、光源からの光を利用することにより、表示画像の輝度および／または明度を向上させることができるが、光源からの光を利用しない場合でも、表示画像をパネルの前面と背面との双方から浮き上がって見ることもができる。
【００６２】
第３実施形態
図１３に示すように、本実施形態では、表示パネル４における導光板側表面には、二色性色素５０を配置してある。その他は、前記第１実施形態または第２実施形態と同様なので、共通する部分の説明は省略する。
【００６３】
二色性色素５０は、その分子構造により、分子短軸方向での吸光が少なく、長軸方向での吸光が大きいという性質を持つ。したがって、二色性色素５０を、その長軸方向を配向させて配置することで、導光板６から表示パネル４に向かう光に着色を施すことが可能になる。
【００６４】
たとえばガラス基板上に配向膜を塗布し、ラビングしたものの上に、二色性色素５０を分散した高分子液晶を塗布し、配向させること等によって、所定の方向に配向している二色性色素５０を得ることができる。
【００６５】
図１３（Ａ）では、光源からの光の進行方向に対して、二色性色素５０の長軸が略直交する方向に配向してあるため、光源からの光の着色が強まり、着色を優先している表示が可能になる。また、図１３（Ｂ）では、表示パネル４に対して、ホメオトロピック配向となるように、二色性色素５０の長軸が、パネル４に対して略垂直となるように配向してある。このため、光源からの光の着色が弱まると共に、外光の吸収も最小となり、透明感を優先している表示が可能になる。
【００６６】
第４実施形態
図１４に示すように、本実施形態では、表示パネル４の前面に、微細ルーバ６０を、表示パネル４の前面に対して略垂直に、しかも略平行に装着してある。微細ルーバ６０を形成することで、表示パネル４の前面に対してある角度以外の光はルーバ６０に遮断され、漏れ光を低減させることができる。その他の構成および作用は、前記第１実施形態または第２実施形態と同様なので、共通する部分の説明は省略する。
【００６７】
第５実施形態
図１５（Ａ）および図１５（Ｂ）に示すように、本実施形態では、表示パネル４における導光板側には、カラーフィルタ７０Ｒ，７０Ｇなどが装着してある。カラーフィルタ７０Ｒ，７０Ｇを装着することで、表示画像のカラー化を図ることができる。また、表示パネル４の前面ではなく、導光板６と表示パネル４との間にカラーフィルタ７０Ｒ，７０Ｇを介在させることで、表示パネル４の背面から見た場合にも、表示画像のカラー化を図ることができる。
【００６８】
なお、カラーフィルタは、三色に限らず、二色でも単一色でも良い。その他の構成および作用は、前記第１実施形態または第２実施形態と同様なので、共通する部分の説明は省略する。
【００６９】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変することができる。
【００７０】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明によれば、あたかも表示画像が空間を浮遊しているようなスケルトンディスプレイを実現することができる。また、反射および透過のダブルモード併用により、全環境で視認性の高いディスプレイを実現することができる。さらに、本発明の表示装置では、偏光板を用いないため、非常に明るく、また、スケルトン時の背景も鮮やかに表示できる。しかも、ディスプレイの両面から画像を認識することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は本発明の一実施形態に係る表示装置の概略分解斜視図である。
【図２】 図２は図１に示す導光板の要部断面説明図である。
【図３】 図３は電界オンの画素における作用を示す断面説明図である。
【図４】 図４は電界オフの画素における作用を示す断面説明図である。
【図５】 図５（Ａ）および図５（Ｂ）は電界オンと電界オフの画素における光の透過と散乱を示す概略断面説明図である。
【図６】 図６は図３および図４に示すＡさんから見た画像の一例を示す図である。
【図７】 図７は図３および図４に示すＢさんから見た画像の一例を示す図である。
【図８】 図８は本発明の他の実施形態に係る表示装置において、電界オンの画素における作用を示す断面説明図である。
【図９】 図９は電界オフの画素における作用を示す断面説明図である。
【図１０】 図１０は図８および図９の表示画面に映る画像の例を示す図である。
【図１１】 図１１は本発明の他の実施形態に係る表示装置において、電界オンの画素における作用を示す断面説明図である。
【図１２】 図１２は電界オフの画素における作用を示す断面説明図である。
【図１３】 図１３（Ａ）および図１３（Ｂ）は本発明の他の実施形態に係る表示装置において、電界オンの画素における作用を示す断面説明図である。
【図１４】 図１４は本発明の他の実施形態に係る表示装置において、電界オンの画素における作用を示す断面説明図である。
【図１５】 図１５（Ａ）および図１３（Ｂ）は本発明の他の実施形態に係る表示装置において、電界オンの画素における作用を示す断面説明図である。
【符号の説明】
２，２ａ… 表示装置
４… 表示パネル
６… 導光板
８… 光源
１０… 反射用傾斜面
１２… 光出射面
２０… 光源からの光
２２… 法線
２４… 反射防止膜
３０… 高分子ポリマー
３２… 液晶
３４… 透明電極
４０… 吸光板
５０… 二色性色素
６０… 微細ルーバ
７０Ｒ，７０Ｇ… カラーフィルタ
Claims (6)
- 高分子ポリマーと、前記高分子ポリマー中に分散され、電圧の印加により配向した時の屈折率が前記高分子ポリマーと等しい液晶と、を含む画素を有する液晶表示パネルと、
前記液晶表示パネルの背面側に配置され、前記液晶パネル側に配置される光出射面と、前記光出射面と対向する面に形成される反射用傾斜面を有する導光板と、
前記導光板の光出射面に対してほぼ平行に、前記導光板内に光を入射する光源と、
前記導光板の前記光出射面に配置された反射防止膜と、
前記導光板の背面に配置され、セット筐体を兼ねる保護板と
前記表示パネルと前記導光板の間に配置されるカラーフィルタまたは二色性色素と、
を備える
表示装置。 - 前記導光板の光出射面から前記液晶表示パネルに向かう前記光源からの光が通過する角度において、前記液晶の屈折率が、その周囲に存在する前記高分子ポリマーの屈折率と一致している請求項１に記載の表示装置。
- 前記導光板に屈折率１．４９のポリメチルメタクリレートを用い、前記傾斜角度を２５度とする請求項１または２のいずれか１項に記載の表示装置。
- 前記導光板の背面には、半透明の吸光板が配置してある請求項１〜３のいずれかに記載の表示装置。
- 前記吸光板が、前記導光板の背面に着脱自在に装着してある請求項４に記載の表示装置。
- 前記表示パネルの前面には、前記表示パネルの前面に対してその遮光壁が略垂直な微細ルーバが装着してある請求項１に記載の表示装置。
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