JP6566782B2 - 表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、各種の情報を表する表示装置に関する。

従来から、表示部の周囲に額縁領域を有する表示装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この表示装置の額縁領域では、表面のガラス基板の裏側に遮光樹脂層を設けており、これによりそれより下部に設けられたドライバ等の各種回路が表面に露出しないように隠している。

特開２００６−２２０７８６号公報

ところで、上述した特許文献１に開示された表示装置では、表示部とその周辺の額縁領域の構造上の違いから、表示部の非動作時（表示部に各種情報を表示する装置に電源が入っていない状態）に表面側から表示部を見たときに、表示部とその周辺の額縁領域とでは厳密には同一色にならないという問題があった。表示装置の開発者によっては、非動作時に表示部と額縁領域の色が同一になり、動作開始時に何もない部分から徐々に表示内容が浮き出るようにしたり（フェードイン）、反対に動作終了時に表示が徐々に消えていって何もない状態に戻るようにしたい（フェードアウト）という要請があるが、従来は、表示部と額縁領域とを同一色にすることは物理的に困難であって、これらの要請に応えることはできなかった。

本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、非動作時に表示領域とその周辺領域を同じ色にすることができる表示装置を提供することにある。

上述した課題を解決するために、本発明の表示装置は、各種の情報を表示可能な領域としての表示領域とその周辺の非表示領域とを有する表示手段と、表示手段に重ねて配置され、表示領域に対応する第１の領域と非表示領域に対応する第２の領域とを有する液晶シャッターと、表示手段の動作時に、第１の領域を透過状態に、第２の領域を不透過状態にそれぞれ設定するとともに、表示手段の非動作時に、第１および第２の領域を不透過状態に設定する制御手段とを備え、液晶シャッターは、表示手段を挟んでバックライトと反対側に配置されている。

表示手段の上に液晶シャッターを重ねて配置し、表示手段の表示領域に対して透過／不透過を切り替えているため、不透過状態にした表示領域の色と不透過状態にした非表示領域の色を完全に一致させることができる。

また、上述した液晶シャッターは、液晶と、液晶を挟んで配置された一対の配向膜と、一対の配向膜を挟んで配置された一対の透明電極とを備え、一対の透明電極は、第１の領域に対応する一対の第１の電極と、第２の領域に対応する一対の第２の電極とを含んでおり、一対の第１の電極には、同電位の電圧と所定の周波数および電位差を有する電圧とが選択的に印加され、一対の第２の電極には、常時同電位の電圧が印加されることが望ましい。液晶シャッターの全体に第１あるいは第２の電極を配置しているため、第１および第２の領域の構造を同じにすることができ、外部から見た場合の光の反射加減などを均一にすることができる。

また、上述した液晶シャッターに含まれる第１の領域は、複数の分割領域に分割されており、制御手段は、複数の分割領域のそれぞれを、別々に透過状態あるいは不透過状態に設定することが望ましい。特に、上述した複数の分割領域のそれぞれは、表示領域の動作状態に関係なく、別々に透過状態あるいは不透過状態に設定可能であることが望ましい。これにより、表示領域を複数に分割して各分割領域毎に表示状態を設定する場合であっても、一部の分割領域が非表示のときに、この一部の分割領域の色とその周辺の色とを完全に一致させることができる。

また、上述した液晶シャッターは、液晶と、液晶を挟んで配置された一対の配向膜と、一対の配向膜を挟んで配置された一対の透明電極とを備え、一対の透明電極は、第１の領域に含まれる複数の分割領域のそれぞれに対応する複数対の第１の電極と、第２の領域に対応する一対の第２の電極とを含んでおり、複数対の第１の電極のそれぞれには、同電位の電圧と所定の周波数および電位差を有する電圧とが選択的に別々に印加され、一対の第２の電極には、常時同電位の電圧が印加されることが望ましい。液晶シャッターの全体に複数対の第１の電極と一対の第２の電極とを配置しているため、第１および第２の領域の構造を同じにすることができ、外部から見た場合の光の反射加減などを均一にすることができる。また、複数対の第１の電極と一対の第２の電極のそれぞれには、２種類の電圧（同電位の電圧と所定の周波数および電位差を有する電圧）を選択的に印加すればよいため、これらの電圧を印加するための構成を複数対の第１の電極と一対の第２の電極のそれぞれに対応させて用意する必要がなく、構成の簡略化が可能となる。

また、上述した配向膜と第１および第２の電極との間、および、第１の電極と第２の電極との間にはオーバーコート層が形成されていることが望ましい。特に、オーバーコート層を用いることにより、第１の電極あるいは第２の電極がある部分とない部分の段差および光学特性差を小さくすることが望ましい。これにより、電極とその周辺の構造を光学的に完全に均一化することができる。

また、上述した液晶シャッターは、一対の透明電極を挟んで配置された一対の偏光板をさらに備え、これら一対の偏光板のそれぞれの透過軸が同じ角度を有することが望ましい。これにより、液晶に電圧を加えることにより、液晶シャッターを透過させたり不透過にすることが可能となる。

また、上述した表示手段は、液晶表示装置であり、一対の偏光板の中で液晶表示装置に近い側の偏光板は、液晶表示装置に含まれる一対の偏光板の中の液晶シャッターに近い側の偏光板としても用いられることが望ましい。これにより、液晶シャッターと液晶表示装置のそれぞれに設けられた偏光板を共用化して部品点数を減らすことができる。また、偏光板を１枚減らすことにより、透過率を高めることができる。さらに、表示手段として液晶表示装置を用いる場合には、表示を行う液晶表示装置の駆動回路が配置された領域を遮蔽する部分を含む液晶シャッターの前面を境目のない同一色にすることができる。

また、上述した表示手段は、液晶表示装置であり、第１の領域の透過状態が変更可能であることが望ましい。これにより、液晶表示装置と液晶シャッターを組み合わせた場合の全体の調光比を拡大することが可能となる。

また、上述した第１の領域の透過状態の変更は、一対の第１の電極に印加される電圧の大きさおよび周波数の少なくとも一方を可変することにより行われることが望ましい。このように印加する電圧や周波数を制御することにより、比較的容易に液晶シャッターの透過状態を変更することが可能となる。

また、上述した液晶シャッターと表示手段の間に配置され、第１の領域に対応する透過領域を有するタッチパネルをさらに備えることが望ましい。このように、タッチパネルを備える場合であって、このタッチパネルの透過領域周辺の回路を含む領域を遮蔽する場合であっても、非動作時に液晶シャッターの全体を同一色にすることが可能となる。

第１の実施形態の表示装置の構成を示す図である。 液晶シャッターと液晶表示装置の位置関係を示す図である。 図１に示した液晶シャッターと液晶表示装置の構成を示す図である。 ＴＮ ＬＣＤセルの詳細構成を示す図である。 上側透明電極および下側透明電極の基本構成を示す図である。 接続線が電極と交差しないようにした上側透明電極および下側透明電極の変形例を示す図である。 バックライトを徐々に明るくする変形例を示す図である。 第２の実施形態における液晶シャッターと液晶表示装置の位置関係を示す図である。 第２の実施形態において、接続線が電極と交差しないようにした上側透明電極および下側透明電極を示す図である。 表示領域の全体を用いて表示を行う場合の説明図である。 表示領域の一部を用いて表示を行う場合の説明図である。 偏光板を省略した表示装置の変形例を示す図である。 タッチパネルと液晶シャッターおよび液晶表示装置との位置関係を示す図である。

以下、本発明を適用した一実施形態の表示装置について、図面を参照しながら説明する。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態の表示装置の構成を示す図である。図１に示すように、本実施形態の表示装置１００は、液晶シャッター１０、液晶表示装置（ＬＣＤ）２０、バックライト３０、オプティカルカップリング４０を含んで構成されている。

液晶シャッター１０は、表示領域とその周辺の非表示領域とを有する表示手段としての液晶表示装置２０に重ねて配置され、表示領域に対応する第１の領域と、非表示領域に対応する第２の領域とを有する。液晶シャッター１０と液晶表示装置２０との間は、オプティカルカップリング４０を介して光学的に隙間なく接合される。また、液晶表示装置２０の下部（液晶シャッター１０が配置された側と反対側）にはバックライト３０が配置されている。液晶表示装置２０には電源２２０が、バックライト３０には電源２３０がそれぞれ接続されており、動作に必要な電圧が印加されている。

図２は、液晶シャッター１０と液晶表示装置２０の位置関係を示す図である。図２に示すように、液晶表示装置２０には表示領域２０Ａと非表示領域２０Ｂが含まれる。表示領域２０Ａは、液晶表示装置２０を用いて各種の情報を表示可能な領域である。また、非表示領域２０Ｂは、表示領域２０Ａの周辺であって、表示領域２０Ａに含まれる電極や駆動素子を駆動するドライバ等が含まれる領域である。この非表示領域２０Ｂは、表示装置１００の利用者からは遮蔽され、内部のドライバ等が露出しないようになっている。

また、図２に示すように、液晶シャッター１０は、液晶表示装置２０の表示領域２０Ａに対応して同じ大きさを有する第１の領域１０Ａと、非表示領域２０Ｂに対応してこの非表示領域２０Ｂよりも一回り大きい第２の領域１０Ｂとを含んでいる。第１の領域１０Ａは、表示領域２０Ａの動作時（液晶表示装置２０の動作時）に透過状態に、非動作時に不透過状態に設定される。また、第２の領域１０Ｂは、表示領域２０Ａの動作時および非動作時の両方において不透過状態に設定される。これらの設定は、電源２１０が接続された制御手段としての制御部２００によって行われる。

図３は、図１に示した液晶シャッター１０と液晶表示装置２０の構成を示す図である。図３に示すように、液晶シャッター１０は、ＴＮ（Twisted Nematic） ＬＣＤセル１１、偏光板１２、１３、飛散防止フィルム１４を含んでいる。ＴＮ ＬＣＤセル１１を挟んで一対の偏光板１２、１３が配置されており、一方の偏光板１２の表面に飛散防止フィルム１４が設けられている。この飛散防止フィルム１４の表面には、反射防止（ＡＲ、Anti-Reflection）、防眩（ＡＧ、Anti-Glare）、ハードコート（ＨＣ、Hard-Coat）がオーバーコーティングされている。一対の偏光板１２、１３は、それぞれの透過軸が同じ角度（０°）を有する。第１の領域１０Ａに対応するＴＮ ＬＣＤセル１１に所定の周波数および電位差を有する電圧が印加されると、第１の領域１０Ａに対応するＴＮ ＬＣＤセル１１内の液晶が反応して透過状態になり、液晶シャッター１０の第１の領域１０Ａが透過状態になる。また、この電圧印加を解除すると、第１の領域１０Ａに対応するＴＮ ＬＣＤセル１１内の液晶が反応しない状態に戻って不透過状態になり、液晶シャッター１１の第１の領域１０Ａが不透過状態になる。

また、図３に示すように、液晶表示装置２０は、ＩＰＳ（In Plane Switching 、登録商標） ＬＣＤセル２１、偏光板２２、２３を含んでいる。ＩＰＳ ＬＣＤセル２１を挟んで一対の偏光板２２、２３が配置されている。一対の偏光板２２、２３は、それぞれの透過軸が互いに直交（９０°）している。例えば、一方の偏光板２２の透過軸の角度が液晶シャッター１０内の偏光板１３と同じ０°に設定され、他方の偏光板２３の透過軸の角度が９０°に設定されている。

なお、上述した例では、液晶シャッター１０ではＴＮ ＬＣＤセル１１を用いたが、第１の領域１０Ａの透過／不透過を切り替え可能であれば他の方式のＬＣＤセルを用いるようにしてもよい。また、液晶表示装置２０ではＩＰＳ ＬＣＤセル２１を用いたが、本実施形態では表示領域２０Ａに各種の情報を表示可能であれば他の方式のＬＣＤセルあるいは他の種類の表示装置を用いるようにしてもよい。

図４は、ＴＮ ＬＣＤセル１１の詳細構成を示す図である。図４に示すように、ＴＮ ＬＣＤセル１１は、液晶１１０と、液晶１１０を挟んで配置された上側配向膜１１１および下側配向膜１１２と、これらの上側配向膜１１１および下側配向膜１１２を挟んで配置された上側オーバーコート層１１３および下側オーバーコート層１１４と、これらの上側オーバーコート層１１３および下側オーバーコート層１１４を挟んで配置された上側透明電極１１５および下側透明電極１１６と、これらの上側透明電極１１５および下側透明電極１１６を挟んで配置される上側ガラス１１７および下側ガラス１１８とを含んでいる。

図５は、上側透明電極１１５および下側透明電極１１６の基本構成を示す図である。これらの上側透明電極１１５および下側透明電極１１６のそれぞれは、例えば、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ、Indium Tin Oxide）膜を用いて構成されている。

上側透明電極１１５は、液晶シャッター１０の第１の領域１０Ａに対応する第１の電極１１５Ａと、第２の領域１０Ｂに対応する第２の電極１１５Ｃを備えている。同様に、下側透明電極１１６は、液晶シャッター１０の第１の領域１０Ａに対応する第１の電極１１６Ｂと、第２の領域１０Ｂに対応する第２の電極１１６Ｃを備えている。一対の第１の電極１１５Ａ、１１６Ｂには、制御部２００によって、同電位の電圧と所定の周波数および電位差を有する電圧とが選択的に印加される。所定の周波数および電位差を有する電圧が印加されると、これら一対の第１の電極１１５Ａ、１１６Ｂで挟まれた液晶１１０が反応して透過状態になる。また、この電圧印加を解除して同電位の電圧印加の状態になると、これら一対の第１の電極１１５Ａ、１１６Ｂで挟まれた液晶１１０が反応しなくなって不透過状態になる。これに対し、他の一対の第２の電極１１５Ｃ、１１６Ｃには常に同電位の電圧が印加されるため、一対の第１の電極１１５Ｃ、１１６Ｃで挟まれた液晶１１０は反応せずに不透過状態を維持する。

また、第１の電極１１５Ａと第２の電極１１５Ｃが含まれる上側透明電極１１５と上側配向膜１１１との間には上側オーバーコート層１１３が配置されているが、この上側オーバーコート層１１３は、第１の電極１１５Ａと第２の電極１１５Ｃとの間（これらの間で電気絶縁状態を確保するために必要な隙間）にも隙間なく充填される。上側オーバーコート層１１３を用いることにより、第１の電極１１５Ａや第２の電極１１５Ｃがある部分とない部分の段差や光学特性差を小さくするように設計されている。例えば、上側オーバーコート層１１３は、ポリイミドとエポキシを組み合わせた材料でできている。

同様に、第１の電極１１６Ｂと第２の電極１１６Ｃが含まれる下側透明電極１１６と下側配向膜１１２との間には下側オーバーコート層１１４が配置されているが、この下側オーバーコート層１１４は、第１の電極１１６Ｂと第２の電極１１６Ｃとの間にも隙間なく充填される。下側オーバーコート層１１４を用いることにより、第１の電極１１６Ｂや第２の電極１１６Ｃがある部分とない部分の段差や光学特性差を小さくするように設計されている。例えば、下側オーバーコート層１１４は、ポリイミドとエポキシを組み合わせた材料でできている。

ところで、図５に示した基本構成では、制御部２００から第１の電極１１５Ａ、１１６Ｂに電圧を印加するための接続線が第２の電極１１５Ｃ、１１６Ｃと交差しており、望ましくない。

図６は、接続線が電極と交差しないようにした上側透明電極１１５および下側透明電極１１６の変形例を示す図である。図６に示すように、上側透明電極１１５は、Ｈ形状の電極１１５Ｄと、長方形形状の２つの電極１１５Ｅ、１１５Ｆとを備えている。これら３つの電極１１５Ｄ、１１５Ｅ、１１５Ｆの間には、電気絶縁状態を確保するために所定の隙間が形成されている。また、下側透明電極１１６は、長方形形状の３つの電極１１６Ｇ、１１６Ｈ、１１６Ｊを備えている。これら３つの電極１１６Ｇ、１１６Ｈ、１１６Ｊの間には、電気絶縁状態を確保するために所定の隙間が形成されている。

このような構成を有する上側透明電極１１５および下側透明電極１１６において、上側透明電極１１５に含まれる電極１１５Ｄと下側透明電極１１６に含まれる電極１１６Ｈ、１１６Ｊは、制御部２００の一方の出力端子にともに接続されている。また、上側透明電極１１５に含まれる電極１１５Ｅ、１１５Ｆと下側透明電極１１６に含まれる電極１１６Ｇは、制御部２００の他方の出力端子にともに接続されている。

制御部２００から出力される所定の周波数および電位差を有する電圧は、上側透明電極１１５および下側透明電極１１６のハッチングが付された領域のみに印加され、それ以外の領域については同電位の電圧が印加される。したがって、上側透明電極１１５および下側透明電極１１６のハッチングが付された領域を第１の電極１１５Ａ、１１６Ｂ（図５）として用い、それ以外の領域を第２の電極１１５Ｃ、１１６Ｃ（図５）として用いることができる。しかも、上側透明電極１１５および下側透明電極１１６のそれぞれと制御部２００との間の接続線は、上側透明電極１１５および下側透明電極１１６の端部から引き出すことができる。

このように、本実施形態の表示装置１００では、液晶表示装置２０の上に液晶シャッター１０を重ねて配置し、液晶表示装置２０の表示領域２０Ａに対して透過／不透過を切り替えているため、不透過状態にした表示領域２０Ａの色と不透過状態にした非表示領域２０Ｂの色を完全に一致させることができる。

また、表示手段として液晶表示装置２０を用いた場合に、表示を行う液晶表示装置２０の駆動回路が配置された領域（非表示領域２０Ｂ）を遮蔽する部分を含む液晶シャッター１０の前面を境目のない同一色にすることができる。

また、液晶シャッター１０の全体に第１あるいは第２の電極（図５および図６）を配置しているため、第１および第２の領域１０Ａ、１０Ｂの構造を同じにすることができ、外部から見た場合の光の反射加減などを均一にすることができる。

また、上側配向膜１１１および下側配向膜１１２のそれぞれと第１および第２の電極との間、および、第１の電極と第２の電極との間に上側オーバーコート層１１３あるいは下側オーバーコート層１１４を充填することにより、第１の電極や第２の電極がある部分とない部分の段差を小さくしたり、上側透明電極１１５や下側透明電極１１６とその周辺の構造を光学的に完全に均一化することができる。

また、液晶シャッター１０は、一対の透明電極１１５、１１６（図４）を挟んで配置された一対の偏光板１２、１３（図３）を備えており、これら一対の偏光板１２、１３のそれぞれの透過軸が同じ角度を有している。これにより、液晶１１０（図４）に電圧を加えることにより、液晶シャッター１０を透過させたり不透過にすることが可能となる。

次に、この表示装置１００の動作開始あるいは動作終了の手順の一例について説明する。

（基本的な開始手順）
表示装置１００に電源投入した後に、以下の順番で表示動作を開始する。
（１）液晶シャッター１０において、第１の領域１０Ａ（図２）を透過状態にする。
（２）液晶表示装置２０による表示を開始する。
（３）バックライト３０を点灯する。
なお、この一連の開始手順は、図示しないコントローラによってそれぞれのタイミングを指示することによって制御される。この点については、以下に示す他の手順についても同様である。

このように、表示動作開始時に、最初に液晶シャッター１０を透過状態にすることにより、従来から行われている遮光樹脂層を用いて周辺部分（額縁領域）を遮蔽する場合と同等の使用感を得ることができる。

（基本的な終了手順）
表示装置１００の電源を切断する前に、以下の順番で表示動作を終了する。
（１）バックライト３０を消灯する。
（２）液晶表示装置２０による表示を終了する。
（３）液晶シャッター１０において、第１の領域１０Ａ（図２）を不透過状態にする。

このように、表示動作終了時に、最後に液晶シャッター１０を不透過状態にすることにより、従来から行われている遮光樹脂層を用いて周辺部分（額縁領域）を遮蔽する場合と同等の使用感を得ることができる。

（フェードインする場合の開始手順）
表示装置１００に電源投入した後に、以下の順番で表示動作を開始する。
（１）液晶シャッター１０において、第１の領域１０Ａ（図２）を透過状態にする。
（２）液晶表示装置２０による表示を開始する。
（３）バックライト３０を徐々に明るくする。

図７は、バックライト３０を徐々に明るくする変形例を示す図である。図７に示す構成は、図１に示した構成に対して、電源２３０とバックライト３０の間にＰＷＭ回路２３２が追加されている。例えば、ＰＷＭ回路２３２によって、バックライト３０をオン／オフするＰＷＭ駆動信号が生成されており、このＰＷＭ駆動信号のオンデューティを徐々に大きくすることにより、バックライト３０を徐々に明るくすることができる。

このように、表示動作開始時に、最初に液晶シャッター１０を透過状態にするとともに、最後にバックライト３０を徐々に明るくすることにより、均一に見えた何もない状態の場所において、徐々に表示が浮き出るフェードインを実現することができる。

（フェードアウトする場合の終了手順）
表示装置１００の電源を切断する前に、以下の順番で表示動作を終了する。
（１）バックライト３０を徐々に暗くする。例えば、図７に示すＰＷＭ回路２３２によって、ＰＷＭ駆動信号のオンデューティを徐々に小さくすることにより、バックライト３０を徐々に暗くすることができる。
（２）液晶表示装置２０による表示を終了する。
（３）液晶シャッター１０において、第１の領域１０Ａ（図２）を不透過状態にする。

このように、表示動作終了時に、最初にバックライト３０を徐々に暗くするとともに、最後に液晶シャッター１０を不透過状態にすることにより、表示が沈んでいって何もない均一な状態に移行するフェードアウトを実現することができる。

（第２の実施形態）
ところで、上述した実施形態では、液晶表示装置２０の表示領域２０Ａは、全体がひとまとまりとなって表示動作が開始され、その後表示動作を終了するものとして説明したが、表示領域２０Ａを複数に分割し、各分割領域毎に表示動作の開始／終了を行う場合であっても液晶シャッター１０を組み合わせることで本発明を適用することができる。

図８は、第２の実施形態における液晶シャッター１０と液晶表示装置２０の位置関係を示す図である。図８に示すように、液晶表示装置２０には表示領域２０Ａと非表示領域２０Ｂが含まれる。表示領域２０Ａは、液晶表示装置２０を用いて各種の情報を表示可能な領域である。本実施形態では、表示領域２０Ａ全体を用いて各種の情報を表示する場合と、表示領域２０Ａの一部を用いて各種の情報を表示する場合とが必要に応じて切り替えられる場合を想定している。

例えば、表示領域２０Ａを２つの分割領域２０Ａ１、２０Ａ２に分割するとともに、この液晶表示装置２０を車載のヘッドユニットに組み込んで使用する場合に、一方の分割領域２０Ａ１に車室内温度やエアコンの動作状態などを表示し、他方の分割領域２０Ａ２にオーディオ装置等の動作状態などを表示する場合が考えられる。この場合には、一方の分割領域２０Ａ１は、車両のキースイッチがオン状態にある間は常に表示動作状態になる。これに対し、他方の分割領域２０Ａ２は、オーディオ装置等の使用時のみ表示動作状態になり、不使用時には非表示状態（例えば、利用者に何も情報を提示しないように黒色の画面が表示される）になる。なお、この例では、一方の分割領域２０Ａ１が常時表示動作状態になるようにしたが、他方の分割領域２０Ａ２と同様に、一方の分割領域２０Ａ１についても表示動作状態と非表示動作状態とを切替可能としてもよい。

また、非表示領域２０Ｂは、表示領域２０Ａの周辺であって、表示領域２０Ａに含まれる電極や駆動素子を駆動するドライバ等が含まれる領域である。この非表示領域２０Ｂは、表示装置１００の利用者からは遮蔽され、内部のドライバ等が露出しないようになっている。なお、この液晶表示装置２０は、図２に示した第１の実施形態で説明した液晶表示装置２０と同じものを用いることができる。

また、図８に示すように、液晶シャッター１０’は、液晶表示装置２０の表示領域２０Ａに対応して同じ大きさを有する第１の領域１０Ａ’と、非表示領域２０Ｂに対応してこの非表示領域よりも一回り大きい第２の領域１０Ｂとを含んでいる。また、第１の領域１０Ａ’は、２つの分割領域１０Ａ１’、１０Ａ２’からなっている。第１の領域１０Ａ’を構成する２つの分割領域１０Ａ１’、１０Ａ２’のそれぞれは、表示領域２０Ａの２つの分割領域２０Ａ１、２０Ａ２のそれぞれと対向しており、対向する２つの分割領域２０Ａ１、２０Ａ２のそれぞれが表示動作状態にあるときに透過状態に、非表示動作状態にあるときに不透過状態に設定される。また、第２の領域１０Ｂは、表示領域２０Ａの２つの分割領域２０Ａ１、２０Ａ２が表示動作状態および非表示状態のいずれのときにおいても不透過状態に設定される。これらの設定は、電源２１０が接続された制御手段としての制御部２００（図１）によって行われる。

図９は、第２の実施形態において、接続線が電極と交差しないようにした上側透明電極１１５および下側透明電極１１６を示す図である。この図９に示す構成は、第１の実施形態において図６を用いて説明した構成に対応するものであり、液晶シャッター１０やＴＮ ＬＣＤセル１１の全体構造については図３や図４に示した構造をそのまま適用することができる。

図９に示すように、上側透明電極１１５は、Ｈ形状の電極１１５Ｋと、長方形形状の４つの電極１１５Ｍ、１１５Ｎ、１１５Ｐ、１１５Ｑとを備えている。これら５つの電極１１５Ｋ、１１５Ｌ、１１５Ｍ、１１５Ｎ、１１５Ｐ、１１５Ｑの間には、電気絶縁状態を確保するために所定の隙間が形成されている。また、下側透明電極１１６は、長方形形状の４つの電極１１６Ｒ、１１６Ｓ、１１６Ｔ、１１６Ｕを備えている。これら４つの電極１１６Ｒ、１１６Ｓ、１１６Ｔ、１１６Ｕの間には、電気絶縁状態を確保するために所定の隙間が形成されている。

このような構成を有する上側透明電極１１５および下側透明電極１１６において、上側透明電極１１５に含まれる電極１１５Ｋと下側透明電極１１６に含まれる電極１１６Ｔ、１１６Ｕは、制御部２００の一方の出力端子にともに接続されている。また、上側透明電極１１５に含まれる電極１１５Ｐ、１１５Ｑと下側透明電極１１６に含まれる電極１１６Ｓは、制御部２００の他方の出力端子にともに接続されている。さらに、上側透明電極１１５に含まれる電極１１５Ｍ、１１５Ｎと下側透明電極１１６に含まれる電極１１６Ｒは、スイッチ２０２を介することにより制御部２００の一方の出力端子および他方の出力端子のいずれかにともに接続されている。

（表示領域２０Ａの２つの分割領域２０Ａ１、２０Ａ２の両方を表示動作状態にする場合）
制御部２００を動作状態にするとともに、上側透明電極１１５に含まれる電極１１５Ｍ、１１５Ｎと下側透明電極１１６に含まれる電極１１６Ｒをスイッチ２０２を介して制御部２００の他方の出力端子に接続する。この場合には、制御部２００から出力される所定の周波数および電位差を有する電圧は、図１０において上側透明電極１１５および下側透明電極１１６のハッチングが付された領域（分割領域１０Ａ１’、１０Ａ２’の両方）に印加され、それ以外の領域については同電位の電圧が印加される。したがって、表示領域２０Ａの２つの分割領域２０Ａ１、２０Ａ２のそれぞれに表示された情報を液晶シャッター１０を通して透過させることが可能となる。

（表示領域２０Ａの一方の分割領域２０Ａ１を表示動作領域に、他方の分割領域２０Ａ２を非表示動作領域にする場合）
制御部２００を動作状態にするとともに、上側透明電極１１５に含まれる電極１１５Ｍ、１１５Ｎと下側透明電極１１６に含まれる電極１１６Ｒをスイッチ２０２を介して制御部２００の一方の出力端子に接続する。この場合には、制御部２００から出力される所定の周波数および電位差を有する電圧は、図１１において上側透明電極１１５および下側透明電極１１６のハッチングが付された領域（分割領域１０Ａ１’のみ）に印加され、それ以外の領域については同電位の電圧が印加される。したがって、表示領域２０Ａの一方の分割領域２０Ａ１に表示された情報のみを液晶シャッター１０を通して透過させることが可能となる。

（表示領域２０Ａの２つの分割領域２０Ａ１、２０Ａ２の両方を非表示状態にする場合）
制御部２００を動作停止（両方の出力端子が同電位）にするとともに、上側透明電極１１５に含まれる電極１１５Ｍ、１１５Ｎと下側透明電極１１６に含まれる電極１１６Ｒをスイッチ２０２を介して制御部２００の他方の出力端子（あるいは、一方の出力端子でもよい）に接続する。この場合には、液晶シャッター１０に含まれる上側透明電極１１５および下側透明電極１１６に含まれる全ての電極が同電位になるため、液晶シャッター１０の全体を不透過状態にすることができる。

このように、本実施形態では、液晶シャッター１０’の全体に複数対（例えば二対）の第１の電極（２つの分割領域１０Ａ１’、１０Ａ２’に対応する各電極）と一対の第２の電極（非表示領域２０Ｂに対応する各電極）とを配置しているため、第１および第２の領域の構造を同じにすることができ、外部から見た場合の光の反射加減などを均一にすることができる。また、複数対の第１の電極と一対の第２の電極のそれぞれには、２種類の電圧（同電位の電圧と所定の周波数および電位差を有する電圧）を選択的に印加すればよいため、これらの電圧を印加するための構成である制御部２００を複数対の第１の電極と一対の第２の電極のそれぞれに対応させて用意する必要がなく、構成の簡略化が可能となる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。例えば、図３に示した構成では、オプティカルカップリング４０を挟んで２枚の偏光板１３、２２が配置されている。これら２枚の偏光板１３、２２の透過軸はともに０°であって同じであるため、どちらか一方を省略するようにしてもよい。例えば、図１２に示すように、液晶シャッター１０に含まれる一対の偏光板１２、１３の中で液晶表示装置２０に近い側の偏光板１３を、液晶表示装置２０に含まれる一対の偏光板２２、２３の中の液晶シャッター１０に近い側の偏光板２２としても用い、偏光板２２を省略するようにしてもよい。これにより、液晶シャッター１０と液晶表示装置２０のそれぞれに設けられた偏光板を共用化して部品点数を減らすことができる。また、偏光板を１枚減らすことにより、透過率を高めることができる。

また、上述した実施形態では、液晶シャッター１０の第１の領域１０Ａを透過状態と不透過状態とで使い分けていたが、透過状態の程度を変更できるようにしてもよい。これにより、液晶表示装置２０と液晶シャッター１０を組み合わせた場合の全体の調光比を拡大することが可能となる。

例えば、第１の領域１０Ａの透過状態の程度の変更は、一対の第１の電極１１５Ａ、１１６Ｂ（図５）に制御部２００から印加される電圧の大きさおよび周波数の少なくとも一方を可変することにより行われる。このように印加する電圧や周波数を制御することにより、比較的容易に液晶シャッター１０の透過状態を変更することが可能となる。

また、液晶シャッター１０と液晶表示装置２０の間にタッチパネルを配置し、液晶シャッターの第１の領域１０Ａにタッチパネルの透過領域（検出領域）を対応させるようにしてもよい。例えば、図３に示す例では、偏光板１２または１３とＴＮ ＬＣＤセル１１の間、あるいは、偏光板１３とオプティカルカップリング４０との間にタッチパネルを設ける場合が考えられる。

図１３は、タッチパネルと液晶シャッター１０および液晶表示装置２０との位置関係を示す図である。図１３に示すように、液晶表示装置２０の表示領域２０Ａと、液晶シャッター１０の第１の領域１０Ａと、タッチパネル５０の透過領域（検出領域）５０Ａとが対応している。このタッチパネル５０の透過領域５０Ａの周辺には、例えば静電容量式の場合には位置検出回路や透過領域５０Ａに備わった透明電極から延びる配線等が含まれる領域５０Ｂがあるが、この領域を遮蔽する場合であっても、非動作時に液晶シャッター１０の全体を同一色にすることが可能となる。

また、上述した第２の実施形態では、液晶表示装置２０の表示領域２０Ａや液晶シャッター１０’の第１の領域１０Ａ’を２分割したが、それぞれを３以上の分割数で分割するようにしてもよい。

上述したように、本発明によれば、表示手段の上に液晶シャッターを重ねて配置し、表示手段の表示領域を透過／不透過を切り替えているため、不透過状態にした表示領域の色と不透過状態にした非表示領域の色を完全に一致させることができる。

１０ 液晶シャッター
１１ ＴＮ ＬＣＤセル
１２、１３ 偏光板
１４ 飛散防止フィルム
２０ 液晶表示装置（ＬＣＤ）
３０ バックライト
４０ オプティカルカップリング
１００ 表示装置
１１０ 液晶
１１１ 上側配向膜
１１２ 下側配向膜
１１３ 上側オーバーコート層
１１４ 下側オーバーコート層
１１５ 上側透明電極
１１６ 下側透明電極
２００ 制御部
２１０、２２０、２３０ 電源
２３２ ＰＷＭ回路

Claims (11)

1. 各種の情報を表示可能な領域としての表示領域とその周辺の非表示領域とを有する表示手段と、
   前記表示手段に重ねて配置され、前記表示領域に対応する第１の領域と、前記非表示領域に対応する第２の領域とを有する液晶シャッターと、
   前記表示手段の動作時に、前記第１の領域を透過状態に、前記第２の領域を不透過状態にそれぞれ設定するとともに、前記表示手段の非動作時に、前記第１および第２の領域を不透過状態に設定する制御手段と、
   を備え、前記液晶シャッターは、前記表示手段を挟んでバックライトと反対側に配置されていることを特徴とする表示装置。
2. 請求項１において、
   前記液晶シャッターは、液晶と、前記液晶を挟んで配置された一対の配向膜と、前記一対の配向膜を挟んで配置された一対の透明電極とを備え、
   前記一対の透明電極は、前記第１の領域に対応する一対の第１の電極と、前記第２の領域に対応する一対の第２の電極とを含んでおり、
   前記一対の第１の電極には、同電位の電圧と所定の周波数および電位差を有する電圧とが選択的に印加され、
   前記一対の第２の電極には、常時同電位の電圧が印加されることを特徴とする表示装置。
3. 請求項１において、
   前記液晶シャッターに含まれる前記第１の領域は、複数の分割領域に分割されており、
   前記制御手段は、前記複数の分割領域のそれぞれを、別々に透過状態あるいは不透過状態に設定することを特徴とする表示装置。
4. 請求項３において、
   前記液晶シャッターは、液晶と、前記液晶を挟んで配置された一対の配向膜と、前記一
   対の配向膜を挟んで配置された一対の透明電極とを備え、
   前記一対の透明電極は、前記第１の領域に含まれる前記複数の分割領域のそれぞれに対応する複数対の第１の電極と、前記第２の領域に対応する一対の第２の電極とを含んでおり、
   前記複数対の第１の電極のそれぞれには、同電位の電圧と所定の周波数および電位差を有する電圧とが選択的に別々に印加され、
   前記一対の第２の電極には、常時同電位の電圧が印加されることを特徴とする表示装置。
5. 請求項２または４において、
   前記配向膜と前記第１および第２の電極との間、および、前記第１の電極と前記第２の電極との間にはオーバーコート層が形成されていることを特徴とする表示装置。
6. 請求項５において、
   前記オーバーコート層を用いることにより、前記第１の電極あるいは前記第２の電極がある部分とない部分の段差および光学特性差を小さくすることを特徴とする表示装置。
7. 請求項２、４〜６のいずれか一項において、
   前記液晶シャッターは、前記一対の透明電極を挟んで配置された一対の偏光板をさらに備え、これら一対の偏光板のそれぞれの透過軸が同じ角度を有することを特徴とする表示装置。
8. 請求項７において、
   前記表示手段は、液晶表示装置であり、
   前記一対の偏光板の中で前記液晶表示装置に近い側の偏光板は、前記液晶表示装置に含まれる一対の偏光板の中の前記液晶シャッターに近い側の偏光板としても用いられることを特徴とする表示装置。
9. 請求項２、４〜７のいずれか一項において、
   前記表示手段は、液晶表示装置であり、
   前記第１の領域の透過状態が変更可能であることを特徴とする表示装置。
10. 請求項９において、
    前記第１の領域の透過状態の変更は、前記一対の第１の電極に印加される電圧の大きさおよび周波数の少なくとも一方を可変することにより行われることを特徴とする表示装置。
11. 請求項１〜１０のいずれか一項において、
    前記液晶シャッターと前記表示手段の間に配置され、前記第１の領域に対応する透過領域を有するタッチパネルをさらに備えることを特徴とする表示装置。

Images