JP6897002B2 - 表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、表示装置に係り、特にエレクトロクロミック素子を用いた表示装置に関する。

車両の運転者を支援する装置、又は屋外に面した場所で情報を表示する装置などにおいて、全天候型（屋外／屋内兼用、及び／又は昼夜兼用）の表示装置が求められている。透過型の表示装置でも、太陽光などの外光に勝る高輝度の光源を用いれば全天候型とすることは可能であるが、この場合、光源の消費電力が増大してしまう。このため、外光を取り入れる機能、すなわち反射及び／又は散乱の機能も有する必要がある。しかしながら、表示パネル単体では、透過、反射、及び散乱の機能を全て備えることは難しく、全天候で表示特性が良好な表示装置を実現するのは難しい。

特開平１０−２８２４８９号公報

本発明は、外光の強弱によらず、良好な表示特性を得ることが可能な表示装置を提供する。

本発明の一態様に係る表示装置は、エレクトロクロミック素子を含み、色表示を行うことが可能であり、光を着色する着色状態と、光を着色せずに透過する透過状態とを有する第１表示パネルと、高分子分散型液晶素子を含み、前記第１表示パネルに積層され、光を散乱する散乱状態と、透過状態とを有する第２表示パネルと、前記第１表示パネルと前記第２表示パネルとの間に空気層を形成するようにして、前記第１表示パネルと前記第２表示パネルとを接着する接着材と、前記第１表示パネルと前記第２表示パネルとの間かつ前記第２表示パネルの前記第１表示パネルと向き合う面の一側部に配置され、前記第２表示パネルに向けて白色光を出射する光源部とを具備する。前記光源部、前記第１表示パネル、及び前記第２表示パネルは一体で構成される。

本発明によれば、外光の強弱によらず、良好な表示特性を得ることが可能な表示装置を提供することができる。

実施形態に係る表示装置の平面図。 図１に示したＡ−Ａ´線に沿った表示装置の断面図。 図１に示したＢ−Ｂ´線に沿った表示装置の断面図。 第１表示パネル及び第２表示パネルの断面図。 ケースを備えた表示装置の平面図。 ケースを備えた表示装置の下面図。 図５及び図６に示したＡ−Ａ´線に沿った表示装置の断面図。 図５及び図６に示したＢ−Ｂ´線に沿った表示装置の断面図。 表示装置のブロック図。 表示装置の配置例を説明する図。 表示装置の他の配置例を説明する図。 表示装置の動作を示すフローチャート。 室内モードにおける表示装置の動作を説明する図。 昼モードにおける表示装置の動作を説明する図。 昼モードにおける表示装置の動作を説明する模式図。 夜モードにおける表示装置の動作を説明する図。 夜モードにおける表示装置の動作を説明する模式図。 変形例に係る表示装置の動作を説明する図。

以下、実施形態について図面を参照して説明する。ただし、図面は模式的または概念的なものであり、各図面の寸法および比率等は必ずしも現実のものと同一とは限らないことに留意すべきである。また、図面の相互間で同じ部分を表す場合においても、互いの寸法の関係や比率が異なって表される場合もある。特に、以下に示す幾つかの実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための装置および方法を例示したものであって、構成部品の形状、構造、配置等によって、本発明の技術思想が特定されるものではない。なお、以下の説明において、同一の機能及び構成を有する要素については同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。

［１］表示装置の構成
図１は、本発明の実施形態に係る表示装置１０の平面図である。図２は、図１に示したＡ−Ａ´線に沿った表示装置１０の断面図である。図３は、図１に示したＢ−Ｂ´線に沿った表示装置１０の断面図である。

表示装置１０は、透過型の第１表示パネル１１と、透過型の第２表示パネル１２とを備え、第１表示パネル１１と第２表示パネル１２とが接着材（シール材）１４によって接着される。第１表示パネル１１と第２表示パネル１２との間には、空気層１５が設けられる。なお、図２及び図３において、第１表示パネル１１及び第２表示パネル１２の各々は、２つの基板のみを用いて簡略化して示している。

第１表示パネル１１及び第２表示パネル１２はそれぞれ、予め決められたパターンからなる文字や図形（纏めてキャラクターとよぶ）を表示可能なパターン表示型の表示パネルである。

第１表示パネル１１は、エレクトロクロミズム現象を利用したエレクトロクロミック素子から構成される。エレクトロクロミズム現象とは、電圧を印加することで、可逆的に酸化還元反応が起こり、可逆的に色が変化する現象をいう。このエレクトロクロミズム現象を引き起こすエレクトロクロミック化合物の着色／消色を利用した表示素子が、エレクトロクロミック表示素子である。第１表示パネル１１の具体的な構成については後述する。

第２表示パネル１２は、高分子分散型液晶（ＰＤＬＣ：Polymer Dispersed Liquid Crystal）、又は高分子ネットワーク型液晶（ＰＮＬＣ：Polymer Network Liquid Crystal）の表示素子から構成される。第２表示パネル１２の具体的な構成については後述する。

第１表示パネル１１と第２表示パネル１２との間、かつ第２表示パネル１２の一側部（一側辺）には、光源部１３が設けられる。光源部１３は、サイドライト（サイドライト型の照明装置）から構成される。サイドライトは、エッジライトとも呼ばれる。光源部１３は、一列に並んだ複数のＬＥＤ（light-emitting diode）を備える。ＬＥＤの数は、複数個に限定されず、１個でもよい。ＬＥＤとしては、白色ＬＥＤ、又はＲＧＢの３原色をそれぞれ発光する３種のＬＥＤを用いたＲＧＢ−ＬＥＤが用いられる。なお、光源部１３は、冷陰極管（ＣＣＦＬ：Cold Cathode Fluorescent Lamp）、又は蛍光灯を用いてもよい。

図４は、第１表示パネル１１及び第２表示パネル１２の断面図である。
（第１表示パネル１１の構成）
第１表示パネル１１は、第１基板２０及び第２基板２１を備える。第１基板２０及び第２基板２１は、透明基板から構成され、例えばガラス基板が用いられる。第１基板２０及び第２基板２１は、シール材２７によって貼り付けられる。

第１基板２０上には、複数の表示電極２２が設けられる。表示電極２２は、透明電極から構成され、例えばＩＴＯ（インジウム錫酸化物）が用いられる。表示電極２２は、陽極として機能する。複数の表示電極２２は、所望のキャラクターを表示可能な形状に加工される。

第１基板２０上及び複数の表示電極２２上には、陽極側の第１エレクトロクロミック層２３が設けられる。第１エレクトロクロミック層２３上には、電解質層２４が設けられる。電解質層２４上には、陰極側の第２エレクトロクロミック層２５が設けられる。

第２基板２１上には、共通電極２６が設けられる。共通電極２６は、第１表示パネル１１の表示領域全面に平面状に形成される。共通電極２６は、透明電極から構成され、例えばＩＴＯが用いられる。共通電極２６は、陰極として機能する。共通電極２６は、第２エレクトロクロミック層２５に接するように形成される。

第１エレクトロクロミック層２３及び第２エレクトロクロミック層２５の各々は、酸化還元反応により可逆的に色変化するエレクトロクロミック材料を含む。エレクトロクロミック材料としては、有機エレクトロクロミック化合物、又は無機エレクトロクロミック化合物などの公知のエレクトロクロミック化合物を用いることができる。有機エレクトロクロミック化合物としては、例えば、ビオロゲン化合物、又はテレフタル酸化合物などが挙げられる。無機エレクトロクロミック化合物としては、例えば、酸化タングステン、酸化モリブデン、酸化イリジウム、又は酸化チタンなどが挙げられる。

より具体的には、エレクトロクロミック層の一例として、プルシアンブルーは、青色の着色状態を実現できる。酸化タングステンは、青色の着色状態を実現できる。酸化イリジウムは、青色の着色状態を実現できる。二酸化マンガンは、褐色の着色状態を実現できる。鉄−バソフェナントロリン錯体は、赤色の着色状態を実現できる。

電解質層２４は、イオン伝導性を有する電解質から構成される。電解質層２４としては、例えば、イオン液体等の液体電解質、又は固体電解質を溶媒に溶解した溶液が用いられる。素子強度及び信頼性の観点から、電解質層２４は固体であることが望ましく、電解質層２４は、硬化型樹脂に電解質を混合した溶液としてコートした後、光又は熱で硬化した膜とすることもできる。

図１乃至図３に示すように、第１基板２０上には、複数の配線２８（２８−１、２８−２）が設けられる。複数の配線２８は、複数の表示電極２２、及び共通電極２６に電気的に接続される。複数の配線２８は、第２基板２１に設けられていてもよい。

（第２表示パネル１２の構成）
図４に示すように、第２表示パネル１２は、第３基板３０及び第４基板３１を備える。第３基板３０及び第４基板３１は、透明基板から構成され、例えばガラス基板が用いられる。第３基板３０及び第４基板３１間には、液晶層３２が設けられる。液晶層３２は、シール材３５によって第３基板３０及び第４基板３１間に封止される。

液晶層３２は、高分子分散型液晶（ＰＤＬＣ）から構成される。高分子分散型液晶は、高分子ネットワーク型液晶（ＰＮＬＣ）と呼ばれる場合もあるが、本実施形態では、これらは特に区別されない。ＰＤＬＣは、網目状（ネットワーク状）を有する高分子層３２Ａによって液晶小滴３２Ｂが分散、すなわち高分子層３２Ａ内において液晶小滴３２Ｂが相分離した構造を有している。或いは、ＰＤＬＣは、網目状（ネットワーク状）を有する高分子層３２Ａ内において液晶材料３２Ｂが分散された構造を有しており、高分子層３２Ａ内の液晶材料３２Ｂは、連続相を有している。

液晶材料が連続相を有しているか、液晶材料が相分離しているかは、液晶材料と高分子材料との配合比に応じて決定され、例えば、高分子材料の割合が少ない場合には、液晶材料が連続相を有し、高分子材料の割合が多い場合は、液晶材料が相分離される。高分子層（ポリマー層）としては光硬化樹脂を用いることができる。例えば、ＰＤＬＣは、光重合型の高分子前駆体（モノマー）に液晶材料を混合させた溶液に紫外線を照射し、モノマーを重合させてポリマーを形成し、そのポリマーのネットワーク中に液晶材料が分散される。

液晶層３２の液晶材料としては、例えば、ポジ型（Ｐ型）のネマティック液晶が用いられる。すなわち、無電界（無電圧）時に液晶分子の長軸（ダイレクタ）がランダムに配向し、電界印加（電圧印加）時に液晶分子のダイレクタが基板面に対してほぼ垂直に配向する。

第３基板３０の液晶層３２側には、複数の表示電極３３が設けられる。表示電極３３は、透明電極から構成され、例えばＩＴＯが用いられる。複数の表示電極３３は、所望のキャラクターを表示可能な形状に加工される。また、第２表示パネル１２の複数の表示電極３３は、第１表示パネル１１の複数の表示電極２２と同じ形状を有する。すなわち、複数の表示電極３３と複数の表示電極２２とはそれぞれ、平面視においてほぼ重なっている。よって、第１表示パネル１１及び第２表示パネル１２は、同じキャラクターを表示可能なように構成される。

第４基板３１上には、共通電極３４が設けられる。共通電極３４は、第２表示パネル１２の表示領域全面に平面状に形成される。共通電極３４は、透明電極から構成され、例えばＩＴＯが用いられる。

図１乃至図３に示すように、第４基板３１上には、複数の配線３６（３６−１、３６−２）が設けられる。複数の配線３６は、複数の表示電極３３、及び共通電極３４に電気的に接続される。複数の配線３６は、第３基板３０に設けられていてもよい。

［２］表示装置１０の全体構成の一例
次に、表示装置１０の全体構成の一例について説明する。図５は、ケースを備えた表示装置１０の平面図である。図６は、ケースを備えた表示装置１０の下面図である。図７は、図５及び図６に示したＡ−Ａ´線に沿った表示装置１０の断面図である。図８は、図５及び図６に示したＢ−Ｂ´線に沿った表示装置１０の断面図である。

下側ケース４０は、第１表示パネル１１及び第２表示パネル１２を収容する。下側ケース４０の上から見た（平面的な）外形は、例えば四角形である。下側ケース４０は、第１表示パネル１１及び第２表示パネル１２を収容可能なサイズを有する。換言すると、下側ケース４０は、底板と４つの側板とを有し、ふたの無い容器のような形状を有する。

下側ケース４０の底板には、３つの開口部４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃが設けられる。開口部４０Ａは、下側ケース４０の底板の中央部に設けられ、開口部４０Ｂは、下側ケース４０の底板の一端部に設けられ、開口部４０Ｃは、下側ケース４０の底板の他の端部に設けられる。開口部４０Ａは、第１表示パネル１１からの光を通過させる。開口部４１Ａのサイズは、第１表示パネル１１の表示領域と同じかそれより若干大きく設定される。

開口部４０Ｂは、配線部４２−１、４３−１を外部に引き出すために用いられる。配線部４２−１は、複数の配線２８−１に電気的に接続される。配線部４３−１は、複数の配線３６−１に電気的に接続される。開口部４０Ｃは、配線部４２−２、４３−２を外部に引き出すために用いられる。配線部４２−２は、複数の配線２８−２に電気的に接続される。配線部４３−２は、複数の配線３６−２に電気的に接続される。配線部４２−１、４２−２、４３−１、４３−２、例えばフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ：flexible printed circuit）から構成される。下側ケース４０は、金属又は樹脂から構成される。

上側ケース４１は、下側ケース４０に被せられるとともに、下側ケース４０に固定される。上側ケース４１は、下側ケース４０より若干大きい外形を有する。すなわち、上側ケース４１の内側のサイズは、下側ケース４０の外側のサイズと概略同じである。上側ケース４１の上板の中央部には、第２表示パネル１２に入射する光を通過させるための開口部４１Ａが設けられる。開口部４１Ａのサイズは、第２表示パネル１２の表示領域と同じかそれより若干大きく設定される。

下側ケース４０と上側ケース４１とを固定する方法の一例は、以下の通りである。すなわち、下側ケース４０と上側ケース４１とが重なる領域において、下側ケース４０に複数の突起（図示せず）を設け、上側ケース４１に複数の開口部又は複数の凹部（図示せず）を設ける。上側ケース４１の１つの開口部は、下側ケース４０の１つの突起に対応する位置に配置され、互いに同じサイズを有する。上側ケース４１の１つの開口部と、下側ケース４０の１つの突起とのサイズは、例えば１〜２ｍｍ程度である。下側ケース４０の複数の突起は、下側ケース４０の4辺に均一に設けられ、上側ケース４１の複数の開口部は、上側ケース４１の４辺に均一に設けられる。そして、下側ケース４０の突起と上側ケース４１の開口部とが嵌まることで、下側ケース４０と上側ケース４１とが固定される。また、下側ケース４０と上側ケース４１とをネジなどを用いて固定してもよい。

［３］表示装置１０の回路構成
次に、表示装置１０の回路構成について説明する。図９は、表示装置１０のブロック図である。表示装置１０は、第１表示パネル１１、第２表示パネル１２、光源部１３、第１ドライバ５０、第２ドライバ５１、制御回路５２、電圧発生回路５３、照度センサー５４、及び入力部５５を備える。

第１ドライバ５０は、複数の配線２８を介して第１表示パネル１１に接続される。第１ドライバ５０は、複数の表示電極２２、及び共通電極２６に所定の電圧を印加する。

第２ドライバ５１は、複数の配線３６を介して第２表示パネル１２に接続される。第２ドライバ５１は、複数の表示電極３３、及び共通電極３４に所定の電圧を印加する。

照度センサー５４は、第１表示パネル１１及び第２表示パネル１２の周囲の照度を測定する。例えば、表示装置１０が車両に取り付けられる場合、照度センサー５４は、車両のフロントガラス前方の照度を測定する。照度センサー５４は、車両の外側（例えばフロントガラスの外側）の照度を測定可能な位置に配置される。例えば、照度センサー５４は、インストルメントパネル上かつ車両のフロントガラス付近に配置される。

入力部５５は、ユーザーの指示（又は操作）を受け付けるものであり、スイッチ形状の素子、及び／又は押しボタン形状の素子などを備える。本実施形態では、ユーザーは、入力部５５を用いて、動作モードを選択することが可能である。

制御回路５２は、光源部１３、第１ドライバ５０、及び第２ドライバ５１の動作を制御する。制御回路５２は、後述する閾値などを記憶する不揮発性メモリを備える。制御回路５２は、照度センサー５４から測定結果を受け、この測定結果に基づいて、光源部１３、第１ドライバ５０、及び第２ドライバ５１の動作を制御する。さらに、制御回路５２は、入力部５５の情報に基づいて、光源部１３、第１ドライバ５０、及び第２ドライバ５１の動作を制御する。

電圧発生回路５３は、外部から電源を受け、この電源を用いて、表示装置１０内の各回路に所望の電圧を供給する。

第１ドライバ５０、第２ドライバ５１、制御回路５２、及び電圧発生回路５３は、下側ケース４０及び上側ケース４１内の任意の場所に配置してもよいし、下側ケース４０及び上側ケース４１の外側近傍に配置してもよい。

［４］表示装置１０の配置例
次に、表示装置１０の配置例について説明する。図１０は、表示装置１０の配置例を説明する図である。例えば、表示装置１０は、車両に取り付けることが可能である。

表示装置１０は、車両のインストルメントパネル６０上かつフロントガラス６１付近に配置される。また、第２表示パネル１２は、フロントガラス６１側、すなわち外光を受ける側に配置される。表示装置１０の固定方法は任意に設計可能であり、専用の固定部材（図示せず）を用いてインストルメントパネル６０に取り付けてもよい。

図１１は、表示装置１０の他の配置例を説明する図である。表示装置１０は、フロントガラス６１から所定の距離を空けて配置されてもよい。

［５］表示装置１０の動作
上記のように構成された表示装置１０の動作について説明する。図１２は、表示装置１０の動作を示すフローチャートである。

制御回路５２は、入力部５５がユーザーによって操作されたか否かを監視している（ステップＳ１００）。図９に示した入力部５５は、ユーザーが動作モードを選択する操作を受け付ける機能（スイッチなど）を備える。また、入力部５５は、運転席付近でユーザー（運転者）が操作可能な位置に配置される。

ユーザーによって入力部５５が操作された場合、すなわち、入力部５５を利用して室内モードが選択された場合（ステップＳ１００：Ｙｅｓ）、制御回路５２は、室内モードを実行する（ステップＳ１０１）。室内モードの具体的な動作は後述する。

照度センサー５４は、自身が配置された位置の照度を測定している。ユーザーによって入力部５５が操作されていない場合（ステップＳ１００：Ｎｏ）、制御回路５２は、照度センサー５４の測定値（測定結果）を受ける（ステップＳ１０２）。

続いて、制御回路５２は、所定期間内において照度センサー５４から受けた複数の測定値を平均する（ステップＳ１０３）。ステップＳ１０３の動作を行うために、例えば、制御回路５２は、タイマーを備え、このタイマーを用いて上記所定期間を計測する。ステップＳ１０３の動作は、所定期間ごとに繰り返される。

ステップＳ１０３で測定値の平均をとることで、例えば一瞬だけ照度が大きく変化した場合に、この急激な変化が後の動作に反映されない。この結果、表示装置１０の安定動作が可能となる。なお、ステップＳ１０３は、本実施形態における必須の要件ではない。平均をとらずに、所定期間ごとに照度センサー５４から受けた測定結果をそのまま用いてもよい。

続いて、制御回路５２は、ステップＳ１０３の平均値が閾値より大きいか否かを判定する（ステップＳ１０４）。ステップＳ１０４の閾値は、車両の外側（背景ともいう）の照度が明るいか暗いかを判定するための照度である。大まかには、ステップＳ１０４において、制御回路５２は、昼か夜かを判定する。ステップＳ１０４の閾値は、例えば、１０００ルクス（ｌｘ）である。ステップＳ１０４の閾値は、表示装置１０に要求される仕様に応じて任意に設定可能である。

ステップＳ１０４において平均値が閾値より大きい場合、すなわち昼である（背景が明るい）と判定された場合、制御回路５２は、昼モードを実行する（ステップＳ１０５）。昼モードの具体的な動作は後述する。

一方、ステップＳ１０４において平均値が閾値以下である場合、すなわち夜である（背景が暗い）と判定された場合、制御回路５２は、夜モードを実行する（ステップＳ１０６）。夜モードの具体的な動作は後述する。

以下に、室内モード（ステップＳ１０１）、昼モード（ステップＳ１０５）、夜モード（ステップＳ１０６）の順に、より具体的な動作について説明する。

（室内モード）
図１３は、室内モードにおける表示装置１０の動作を説明する図である。図１３（ａ）は、表示装置１０の断面図、図１３（ｂ）は、表示装置１０の表示内容の一例を示す図である。室内モードでは、室内照明６２がオンしており、第２表示パネル１２側から表示装置１０に室内光が入射される。

制御回路５２は、光源部１３をオフするとともに、第２表示パネル１２を散乱状態に設定する。具体的には、第２ドライバ５１は、複数の表示電極３３と共通電極３４とに、同電圧（例えば０Ｖ）を印加する。この場合、液晶層３２には、電界が印加されず、液晶層３２内の複数の液晶分子はランダムに配置される。これにより、第２表示パネル１２が散乱状態となり、室内照明６２からの室内光は、第１表示パネル１１を透過して第２表示パネル１２に入射する。さらに、第２表示パネル１２で室内光が散乱し、この散乱光が第１表示パネル１１に入射する。

また、制御回路５２は、第１表示パネル１１を表示状態に設定する。具体的には、第１ドライバ５０は、共通電極２６に０Ｖ、色表示を行う領域の複数の表示電極２２に正電圧Ｖ１（例えば、２〜５Ｖ）を印加する。これにより、電界が印加された領域において、エレクトロクロミック層２３が還元され、当該領域が着色されることで所定の色が表示される。例えば、第１表示パネル１１は、赤でキャラクターを表示するものとする。第１表示パネル１１が表示するキャラクターの色は、エレクトロクロミック材料を変えることで、任意に設計可能である。電界が印加されない領域では、エレクトロクロミック層２３が着色されず、入射光が透過される（透明状態に設定される）。

図１３（ｂ）に示すように、室内モードでは、散乱光が白として視認されるため、白の背景に赤のキャラクターが表示される。

なお、着色した領域を消色するには、エレクトロクロミック層が酸化するような電圧関係に設定すればよい。例えば、エレクトロクロミック層２３を消色するには、陰極（共通電極２６）に−１．２〜−１．０Ｖ程度、陽極（表示電極２２）に０Ｖを印加する。例えば、エレクトロクロミック層として酸化タングステンを用いる場合、陰極（共通電極２６）に−１．０Ｖ程度、陽極（表示電極２２）に０Ｖを印加する。なお、着色されていない領域では、共通電極２６と表示電極２２との電圧差を０Ｖ、すなわち、表示電極２２に共通電極２６と同じ電圧を印加する。

（昼モード）
図１４は、昼モードにおける表示装置１０の動作を説明する図である。図１４（ａ）は、表示装置１０の断面図、図１４（ｂ）は、表示装置１０の表示内容の一例を示す図である。昼モードでは、外光が第２表示パネル１２側から表示装置１０に入射している。外光は、主に太陽光である。

制御回路５２は、光源部１３をオフするとともに、第２表示パネル１２を透過状態に設定する。具体的には、第２ドライバ５１は、共通電極３４に０Ｖを印加し、複数の表示電極３３に正電圧Ｖ２（例えば５Ｖ）を印加する。この場合、液晶層３２には、電界が印加され、液晶層３２内の複数の液晶分子の長軸が電界方向（基板に垂直方向）に向く。これにより、第２表示パネル１２が透過状態となり、外光が第２表示パネル１２を透過して第１表示パネル１１に入射する。

また、制御回路５２は、第１表示パネル１１を表示状態に設定する。この動作は、室内モードの場合と同じである。これにより、電界が印加された領域において、エレクトロクロミック層２３が還元され、所定の色が表示される。

図１４（ｂ）に示すように、昼モードでは、背景が透明になり、この背景の中に赤のキャラクターが浮き出して表示される。具体的には、図１４（ｂ）の透明領域には、ユーザーから見てフロントガラスの外側の景色が視認される。

図１５は、昼モードにおける表示装置１０の動作を説明する模式図である。第１表示パネル１１が表示状態（キャラクターを表示）、第２表示パネル１２が透過状態、光源部１３がオフとなり、外光の光量を利用してキャラクターがユーザーに視認される。図１５では、キャラクターの他の例として、矢印を示している。

（夜モード）
図１６は、夜モードにおける表示装置１０の動作を説明する図である。図１６（ａ）は、表示装置１０の断面図、図１６（ｂ）は、表示装置１０の表示内容の一例を示す図である。夜モードでは、外光はほとんど表示装置１０に入射されない。

制御回路５２は、光源部１３をオンするとともに、第２表示パネル１２のうちキャラクターを表示する領域１２Ａを散乱状態、それ以外の領域１２Ｂを透過状態に設定する。第２表示パネル１２の領域１２Ａは、第１表示パネル１１のうち色表示を行う領域に対応する。具体的には、領域１２Ａにおいて、第２ドライバ５１は、複数の表示電極３３と共通電極３４とに、同電圧（例えば０Ｖ）を印加する。また、領域１２Ｂにおいて、第２ドライバ５１は、共通電極３４に０Ｖを印加し、複数の表示電極３３に正電圧Ｖ２（例えば５Ｖ）を印加する。これにより、領域１２Ａにおいて、光源部１３からの光が散乱し、この散乱光が第１表示パネル１１の一部の領域に入射する。また、領域１２Ｂにおいて、背景がユーザーに視認される。

また、制御回路５２は、第１表示パネル１１を表示状態に設定する。この動作は、室内モードの場合と同じである。これにより、電界が印加された領域において、エレクトロクロミック層２３が還元され、所定の色が表示される。

図１６（ｂ）に示すように、夜モードでは、背景がほぼ黒になり、この背景の中に赤のキャラクターが浮き出して表示される。

図１７は、夜モードにおける表示装置１０の動作を説明する模式図である。第１表示パネル１１が表示状態（キャラクターを表示）、第２表示パネル１２が部分的に散乱状態、光源部１３がオンとなり、光源部１３の光量を利用してキャラクターがユーザーに視認される。

［６］第１変形例
夜モードにおいて、第２表示パネル１２の全表示領域を散乱状態にしてもよい。図１８は、第１変形例に係る表示装置１０の動作を説明する図である。

夜モードにおいて、制御回路５２は、光源部１３をオフするとともに、第２表示パネル１２を全表示領域において散乱状態にする。変形例では、表示電極３３は、キャラクターの形状に加工される必要はなく、共通電極３４と同様に表示領域全面に平面状に形成される。変形例では、白の背景に赤いキャラクターが表示される。

変形例において、表示電極３３を平面状に形成した場合でも、前述した室内モード及び昼モードを実現できる。

なお、図１６と同様に、複数の表示電極３３をキャラクター形状に加工し、全ての表示電極３３を用いて第２表示パネル１２を散乱状態にしてもよい。

［７］第２変形例
照度センサー５４を用いて、３つのモード（昼モード、夜モード、及び室内モード）のうち１つを選択するようにしてもよい。この第２変形例では、制御回路５２は、“第１閾値＜第２閾値”の関係を有する第１閾値及び第２閾値を有する。

制御回路５２は、照度センサー５４による測定結果と、第１閾値及び第２閾値とを比較する。そして、制御回路５２は、（１）照度が第１閾値より低い場合に、夜モードを実行し、（２）照度が第１閾値以上かつ第２閾値より低い場合に、室内モードを実行し、（３）照度が第２閾値以上である場合に、昼モードを実行する。この第２変形例では、入力部５５は設ける必要がない。

さらに他の変形例として、入力部５５を用いてユーザーが３つのモード（昼モード、夜モード、及び室内モード）のうち１つを選択するようにしてもよい。この変形例では、照度センサー５４は設ける不要がない。

［８］効果
以上詳述したように本実施形態では、表示装置１０は、エレクトロクロミック素子を含み、色表示を行う着色状態と、透過状態とを有する第１表示パネル１１と、高分子分散型液晶素子を含み、光を散乱する散乱状態と、透過状態とを有する第２表示パネル１２とを備える。第２表示パネル１２は、接着材１４によって第１表示パネル１１に積層される。さらに、表示装置１０は、第１表示パネル１１と第２表示パネル１２との間かつ第２表示パネル１２の一側部に配置され、第２表示パネル１２に向けて光を出射する光源部１３を備える。そして、室内照明がオンされた室内モードにおいて、第１表示パネル１１が色表示を行い、第２表示パネル１２が散乱状態に設定され、光源部１３がオフされる。外光が明るい昼モードにおいて、第１表示パネル１１が色表示を行い、第２表示パネル１２が透過状態に設定され、光源部１３がオフされる。外光が暗い夜モードにおいて、第１表示パネル１１が色表示を行い、第２表示パネル１２が散乱状態に設定され、光源部１３がオンされる。

従って本実施形態によれば、全天候（屋外／屋内兼用、及び／又は昼夜兼用）において、良好な表示特性を得ることが可能な表示装置１０を実現できる。

また、限られた動作モード（夜モード）でのみ光源部１３を使用するようにしている。これにより、光源部１３による消費電力や発熱を抑制することができる。

なお、上記実施形態では、車両の運転者を支援する表示装置を例にあげて説明しているが、それ以外の形態で使用される表示装置に適用できる。例えば、屋外及び屋内を問わず外光を受ける領域に配置され、かつ各種の情報や図形などを表示する表示装置、例えば、デジタルサイネージなどに適用可能である。また、太陽光を利用する形態に限定されず、第１表示パネル１１側と第２表示パネル１２側の両方から選択的に照明光が入射する形態で使用することができる。

本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で、構成要素を変形して具体化することが可能である。さらに、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、１つの実施形態に開示される複数の構成要素の適宜な組み合わせ、若しくは異なる実施形態に開示される構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を構成することができる。例えば、実施形態に開示される全構成要素から幾つかの構成要素が削除されても、発明が解決しようとする課題が解決でき、発明の効果が得られる場合には、これらの構成要素が削除された実施形態が発明として抽出されうる。

１０…表示装置、１１…第１表示パネル、１２…第２表示パネル、１３…光源部、１４…接着材、１５…空気層、２０，２１…基板、２２…表示電極、２３，２５…エレクトロクロミック層、２４…電解質層、２６…共通電極、２７…シール材、２８…配線、３０，３１…基板、３２…液晶層、３３…表示電極、３４…共通電極、３５…シール材、３６…配線、４０…下側ケース、４１…上側ケース、４２−１，４２−２，４３−１，４３−２…配線部、５０，５１…ドライバ、５２…制御回路、５３…電圧発生回路、５４…照度センサー、５５…入力部。

Claims (7)

1. エレクトロクロミック素子を含み、色表示を行うことが可能であり、光を着色する着色状態と、光を着色せずに透過する透過状態とを有する第１表示パネルと、
   高分子分散型液晶素子を含み、前記第１表示パネルに積層され、光を散乱する散乱状態と、透過状態とを有する第２表示パネルと、
   前記第１表示パネルと前記第２表示パネルとの間に空気層を形成するようにして、前記第１表示パネルと前記第２表示パネルとを接着する接着材と、
   前記第１表示パネルと前記第２表示パネルとの間かつ前記第２表示パネルの前記第１表示パネルと向き合う面の一側部に配置され、前記第２表示パネルに向けて白色光を出射する光源部と、
   を具備し、
   前記光源部、前記第１表示パネル、及び前記第２表示パネルは一体で構成されることを特徴とする表示装置。
2. 第１乃至第３モードを制御する制御回路をさらに具備し、
   前記第１モードにおいて、前記第１表示パネルが色表示を行い、前記第２表示パネルが散乱状態に設定され、前記光源部がオフされ、
   前記第２モードにおいて、前記第１表示パネルが色表示を行い、前記第２表示パネルが透過状態に設定され、前記光源部がオフされ、
   前記第３モードにおいて、前記第１表示パネルが色表示を行い、前記第２表示パネルが散乱状態に設定され、前記光源部がオンされることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 前記光源部は、サイドライトであることを特徴とする請求項１又は２に記載の表示装置。
4. 前記第１表示パネルは、
   第１及び第２基板と、
   前記第１基板上に設けられた第１表示電極と、
   前記第１表示電極上に設けられた第１エレクトロクロミック層と、
   前記第１エレクトロクロミック層上に設けられた電解質層と、
   前記電解質層上に設けられた第２エレクトロクロミック層と、
   前記第２エレクトロクロミック層に接するようにして、前記第２基板上に設けられた第１共通電極と、
   を含み、
   前記第２表示パネルは、
   第３及び第４基板と、
   前記第３基板及び前記第４基板に挟まれた高分子分散型液晶層と、
   前記第３基板上に設けられた第２表示電極と、
   前記第４基板上に設けられた第２共通電極と、
   を含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の表示装置。
5. 前記第１表示電極及び前記第１共通電極に電圧を印加する第１ドライバと、
   前記第２表示電極及び前記第２共通電極に電圧を印加する第２ドライバとをさらに具備することを特徴とする請求項４に記載の表示装置。
6. 照度を測定する照度センサーをさらに具備し、
   前記制御回路は、前記照度センサーの測定結果に応じて、前記第１乃至第３モードの１つを実行することを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
7. ユーザーが操作可能な入力部をさらに具備し、
   前記制御回路は、前記入力部の情報に応じて、前記第１乃至第３モードの１つを実行することを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
   

Images