JP4909784B2

JP4909784B2 - 光学表示装置

Info

Publication number: JP4909784B2
Application number: JP2007083901A
Authority: JP
Inventors: 康英長谷川
Original assignee: Kyocera Display Corp
Current assignee: Kyocera Display Corp
Priority date: 2007-03-28
Filing date: 2007-03-28
Publication date: 2012-04-04
Anticipated expiration: 2027-03-28
Also published as: JP2008242174A

Description

本発明は、液晶表示装置等の光学表示装置に関し、特に、固定表示と可変表示とを組み合わせて表示を行う光学表示装置に関する。

光学表示装置で固定表示と可変表示とを組み合わせて表示を行うための方法として、光学表示装置が具備する表示パネルの基板表面に外部印刷したり、フィルムを貼り付けたり、レーザ加工することによって固定表示を行うとともに、表示データに合わせてその表示パネルの内層に形成されている各電極に対する印可電圧を制御することによって可変表示を行うといった方法が知られている。

しかしながら、上記のような方法で固定表示を行うと、基板表面に偏光板を配設するような光学表示装置の場合、基板表面に凹凸が生じることによって偏光板貼付不良になるといった問題がある。また、フィルムを貼付する方法では、表示パネルの出射光が低減し、表示が暗くなるという問題もある。

また、表示パネルの基板表面に外部印刷をしたり、フィルムを貼付したり、レーザ加工するだけでは、固定表示の表示色が固定であるため、表示色を任意に変更したいといった要望に対応することができないという問題もある。

特開平９−２６５０８７号公報

図５に、固定表示と可変表示とを組み合わせて表示を行う光学表示装置の一例を示す。図５は、固定表示用フィルムによって固定表示と可変表示とを組み合わせて表示を行う光学表示装置が具備する表示パネルの正面図である。図５に示す表示パネルには、予め定めておいた図柄（線や文字を含む）を固定表示するための領域である固定表示領域と、任意の図柄を可変表示するための領域である可変表示領域とが分けて設けられている。

例えば、従来例として、図６に示すような、固定表示させる図柄と可変表示領域に対応する部分が光を透過するように形成されている固定表示用フィルム９３を用いて固定表示と可変表示とを組み合わせて行う場合を例示する。図６は、従来の光学表示装置に装着される固定用フィルム９３を示す説明図である。

また、図７は、従来の光学表示装置の側面図である。図７に示すように、従来の光学表示装置では、一対のパネル基板を貼り合わせた表示パネル１の外面に偏光板９２ａ，９２ｂが装着され、視認側の最外面（偏光板９２ａの表面）に固定表示用フィルム９３が貼り付けられている。また、その図柄に色を付けて表示させるために、表示パネル９１の裏側（反視認側）の最外面に、カラーフィルタ９５が貼り付けられている。なお、少なくとも可変表示領域における表示パネル９１の内側に表示電極群９４（例えば、マトリクス状に配列されるドット画素に対応する表示電極群）が形成されている。

このような構成によって、光学表示装置は、各表示電極群９４に対する印加電圧を制御して任意の図柄を表示させつつ、固定表示用フィルム９３によって光の透過／非透過を予め定めておいた図柄の形状に対応させることによってその図柄を視認させている。なお、固定表示させる図柄は、カラーフィルタ９５によって着色されて視認される。

しかしながら、既に説明したように、このような方法では固定表示用フィルム９３によって表示パネルの出射光が低減し、表示が暗くなるという問題がある。また、フィルムのように所定の領域毎に光の透過／非透過を固定させることによって固定表示を行うような方法では、非透過とした側（背景か固定表示のいずれか）の色が暗色に限定されてしまうといった問題がある。例えば、背景部分で光を遮断させ固定表示部分で光を透過させるようなフィルムを用いた場合、背景部分の色が暗色に限定されてしまう。逆に、背景部分で光を透過させ固定表示部分で光を遮断させるようなフィルムを用いた場合には、固定表示の色が暗色に限定されてしまう。

また、表示パネルを駆動させないときにはなるべく固定表示を目立たせず、駆動させるときだけ目立つようにしようとした場合、例えば、駆動時に十分な視認性を確保するために固定表示を黒色で表示させると、駆動させていない時に固定表示が目立ってしまう。または、逆に、駆動させない時に固定表示が目立たないように固定表示を白色で表示させると、駆動時に十分な視認性が確保できなくなってしまう問題もある。

そこで、本発明は、表示パネルの基板表面に凹凸を生じさせることなく、かつ表示パネル全体で視認性よく固定表示と可変表示とを組み合わせて表示させることができる光学表示装置を提供することを目的とする。

本発明による光学表示装置は、２枚の基板が貼り合わされた表示パネルを備え、該表示パネルの内側に形成されている表示電極に対する印加電圧を制御することによって可変表示を行う光学表示装置であって、表示パネルの視認側の基板は透明材料であって、該基板の内部に、予め定めておいた図柄の形状に対応した固定図柄部（例えば、固定図柄部１３）がレーザ加工によって形成され、可変表示される領域を除く領域であって固定図柄部の背景となる領域（例えば、固定表示領域１２−２）における表示パネルの内側に、背景用電極（例えば、背景用電極１４−２）が形成され、少なくとも背景用電極が形成されている領域における光学特性が電圧無印加時に透明となるように構成されていることを特徴とする。なお、”可変表示を行う”とは、具体的には、表示電極に対する印加電圧制御によって、任意の図柄（線、文字、背景だけの図柄を含む）を点灯させたり、消灯させたり、表示色を変更させたりすることをいう。

また、光学表示装置は、固定図柄部が形成されている基板の側面に、固定図柄部を照光するための照光装置（例えば、ＬＥＤ光源１５）が配設されていてもよい。

本発明によれば、印加電圧制御によって可変表示を行う光学表示装置において、表示パネルの視認側の基板内部に固定図柄部を形成し、その固定図柄部の背景となる領域に背景用電極を設けた上で、光学表示装置の光学特性を利用しているので、基板表面に凹凸を生じさせることなく、かつ表示パネル全体で視認性よく固定表示と可変表示とを組み合わせて表示させることができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１に、本発明による光学表示装置の一例を示す。図１（ａ）は、本実施の形態における光学表示装置が具備する表示パネル１の正面図である。また、図１（ｂ）は、表示パネル１のＡ−Ａ’断面図である。

図１に示すように、本例における表示パネル１には、印加電圧制御によって可変表示を行うための領域である可変表示領域１２−１と、その可変表示領域１２−１以外の領域であって予め定めておいた図柄（以下、固定図柄という。）の表示を行うための領域である固定表示領域１２−２とが設けられている。なお、固定表示領域１２−２は、可変表示を行う領域以外の領域で固定図柄の背景となる領域であればよい。

以下、固定図柄に対し、印加電圧制御によって視認されるようになる任意の図柄を可変図柄と表現する。可変図柄は、具体的には、印加電圧制御によって点灯されたり消灯されたり、または表示色を変更されたりする図柄である。なお、印加電圧制御によって背景色を変化させるような場合には、当然背景も可変図柄に含まれる。図１では、固定図柄（”５０”，”８０”，”１００”）と可変図柄（図１（ａ）において破線で示す図柄）とを組み合わせて車載用のスピードメータの表示例を示している。なお、図１における可変図柄は、スピードメータにおいて現在のスピード値を示すバー状の目盛りおよびセグメント数値である。また、固定図柄は、パー状の可変図柄のインデックス値である。なお、図１に示す可変図柄の一部が点灯される場合もある。

表示パネル１は、一対である２枚のパネル基板１１（パネル基板１１ａ，１１ｂ）が貼り合わされることによって形成されている。また、表示パネル１の視認側の透明性材料（例えば、ガラス基板）からなるパネル基板（図１におけるパネル基板１１ａ）の内部には、固定図柄を表示させたい位置に合わせて、その固定図柄に対応する２次元または３次元の固定図柄部１３がレーザ加工によって形成されている。固定図柄部１３は、基板の板厚方向の内部にレーザ光の照射によって異質相が形成され、図柄を呈する。具体的には、固定図柄の形状を形取るマイクロクラックあるいは結晶化相、屈折率異質相、コロイド化相として形成される。固定図柄部１３は、例えば、ＹＡＧレーザまたはＣＯ_２レーザマーカ（波長１０６４ｎｍ、出力１０Ｗ、１〜５０ＫＨｚ、印字分解能２μｍ、印字サイズ０．２〜９０ｍｍ）を用いて、レーザ光の焦点距離をパネル基板１１ａの厚さ方向に対し略中央部分に調整し、予め登録しておいた図柄情報に従ってレーザ光を照射することによって形成される。

なお、レーザ光の焦点は、必ずしもパネル基板１１ａの厚さ方向に対し略中央部分に調整される必要はなく、例えば、形成される異質相がパネル基板１１ａのいずれの表面に達してもよい。なお、異質相がマイクロクラックの場合には、形成されるマイクロクラックがパネル１１ａのいずれの表面にも達しない深さとなっていればよい。例えば、１ｍｍ程度の板厚の平面型パネル基板１１ａに対して、数十μの厚さのマイクロクラックを形成することが可能である。

また、可変表示領域１２−１（可変図柄を表示させる領域）における表示パネル１の内側（パネル基板１１ａとパネル基板１１ｂとの間）には、可変表示を行うための表示電極１４−１が形成されている。ここで、表示電極１４−１は、例えば、マトリクス状に配列されるドット画素に対応するように配設されている。なお、図示省略しているが、表示パネル１には偏光板が装着されたり、表示電極１４−１に対し印加電圧を制御するための駆動回路が接続される。このような構成において、駆動回路を介して表示電極１４−１に対する印加電圧を制御することによって、可変表示領域１２−１上で任意の図柄を表示させることが可能となる。

また、固定表示領域１２−２における表示パネル１の内側には、背景用電極１４−２が形成されている。背景用電極１４−２は、可変表示には関わらない電極であって、固定図柄の背景を表示するための電極である。このような構成において、光学表示装置の少なくとも背景用電極１４−２が形成されている領域における光学特性を、電圧無印加時は透明（白色。または光透過）で、電圧印加時に黒色（または非透過）になるようにする。このようにすることによって、表示パネル１を駆動させない時は固定図柄１３−１を目立たせずに、表示パネル１の駆動時には黒い背景で白い固定図柄１３−１が浮き出たように見せることができる。なお、電圧印加時の色は必ずしも黒色でなくてもよい。

また、図２に示すように、固定図柄部１３が形成されている視認側のパネル基板１１ａの側面にＬＥＤ光源１５などの照光装置を配設し、固定図柄部１３に対しＬＥＤ光を反射、散乱させるようにしてもよい。このようにすることによって、固定図柄を強調表示することができる。すなわち、光の屈折により固定図柄部１３の輪郭ではなく固定図柄部１３の全て（すなわち、マイクロクラック部分の全て）が浮かびあがるように表示させることができる。すなわち、従来、平坦に見えていた固定図柄を立体的に見せることも可能である。なお、ＬＥＤ光をカラー色にすれば、固定図柄を特定色に着色させることも可能である。

また、背景用電極１４−２に対する背景色の制御とＬＥＤ光源１５に対する発光色の制御とを組み合わせれば、固定図柄とその背景に対する色の組み合わせに様々なバリエーションを持たせることも可能である。また、ＬＥＤ光を点滅させれば、固定図柄を点滅表示させることも可能である。なお、図２では、１箇所からＬＥＤ光を照射させる例を示しているが、ＬＥＤ光源１５の個数および配設する場所はこれらに限定されない。更に、照光装置はＬＥＤ光源に限定されない。

また、図３に示すように、パネル基板１１ａに十分な板厚を持たせれば、固定図柄部１３を複数層（例えば、２層）に形成することも可能である。

また、例えば、図４に示すように、可変図柄はスタティック駆動によって表示されるようにしてもよい。すなわち、表示電極１４−１を、表示されうる可変図柄の形状に対応するように形成してもよい。このような場合には、背景用電極１６は、例えば、可変図柄を表示させる領域を除く全ての表示領域１２に対応させて形成してもよいし、固定図柄の形状よりも若干大きく形取った領域に対応させて形成することも可能である。また、例えば、表示パネル１が収納されるケースの型どりに応じて形成することも可能である。なお、これらの例に限らず、背景用電極１６は、可変表示を行う領域以外の領域であって、固定図柄の背景となる領域として予め定めておいた領域に対応するように形成されていればよい。

以上のように、本発明によれば、表示パネルの基板表面に凹凸を生じさせることなく、かつ表示パネル全体で視認性よく固定表示と可変表示とを組み合わせて表示させることができる。

具体的には、視認側のパネル基板の内部にレーザ加工によって固定図柄部を形成しているので、基板表面に凹凸が生じさせることなく、また、固定表示用フィルムのように、表示パネルの出射光が低減し、表示が暗くなったり、背景か固定表示のいずれかの色を暗色に限定することもない。また、背景用電極１６を設けた上で光学表示装置の光学特性を利用することによって、表示パネルを駆動させていないときに固定表示を目立たせずに、駆動させたときにだけ固定表示を目立たせるといった固定表示の視認度に強弱をつけることができる。また、カラー色（例えば、赤色）のＬＥＤ光源を配設すれば、観察者に対する視認度を上げることができるとともに、様々なバリエーションの組み合わせ表示も可能である。

本発明は、液晶表示パネルや有機ＥＬパネルなど、２枚の基板を貼り合わせて形成される表示パネルを用いて固定表示と可変表示とを組み合わせて表示を行う光学表示装置に好適に適用可能である。

本発明による光学表示装置が具備する表示パネルの一例を示す正面図および断面図である。ＬＥＤ光源が配設される表示パネル１の一例を示す正面図および断面図である。固定図柄が２層形成される表示パネル１の一例を示す断面図である。本発明による光学表示装置が具備する表示パネルの他の例を示す正面図である。固定表示と可変表示とを組み合わせて行う光学表示装置の一例を示す説明図である。図５に示す光学表示装置に装着される固定用フィルム９３を示す説明図である。図５に示す光学表示装置の側面図である。

符号の説明

１表示パネル
１１ａ，ｂパネル基板
１２表示領域
１２−１可変表示領域
１２−２固定表示領域
１３固定図柄部
１４−１表示電極
１４−２背景用電極
１５ＬＥＤ光源

Claims

２枚の基板が貼り合わされた表示パネルを備え、該表示パネルの内側に形成されている表示電極に対する印加電圧を制御することによって可変表示を行う光学表示装置であって、
前記表示パネルの視認側の基板は透明材料であって、該基板の内部に、予め定めておいた図柄の形状に対応した固定図柄部がレーザ加工によって形成され、
可変表示される領域を除く領域であって前記固定図柄部の背景となる領域における前記表示パネルの内側に、背景用電極が形成され、
少なくとも前記背景用電極が形成されている領域における光学特性が電圧無印加時に透明となるように構成されている
ことを特徴とする光学表示装置。
固定図柄部が形成されている基板の側面に、前記固定図柄部を照光するための照光装置が配設されている
請求項１に記載の光学表示装置。