JP7285538B2 - 透過性制御ディスプレイ、透過性制御ディスプレイ付ホームドア及び車両用透過性制御ディスプレイ - Google Patents

Description

本発明は、本発明はディスプレイ分野に関し、特にＬＥＤ(発光ダイオード)を用いたディスプレイに関する。

近年、駅での転落事故や列車との接触事故を防止するために、ホームドアの設置が進められている。しかしながら、ホームドアの設置費用は、一般的な駅の場合で一駅当たり数億円～十数億円かかるため、その設置費用の高さから、導入が遅れているのが現実である。
高額な設置コストを補填するために期待されているのは、ホームドア広告による広告収入である。

そこで、透過型ディスプレイパネルを用いた乗客落下防護構造体表示装置が知られている（特許文献１を参照）。これは、ホームドアの戸袋や扉体を透過型ディスプレイとして、広告等の表示を可能としたものである。また、透過型ディスプレイパネルの表示中あるいは否とを問わず、透過型ディスプレイパネルを通して透視できるため、向こう側の景色などを透視でき、駅ホーム内にホームドアが設置されることによる閉塞感を改善することもできるとする。
しかしながら、ディスプレイの背後にある景色等が透視できると、ディスプレイに表示された広告情報を見たい乗客は、背後の景色がノイズとなるため広告情報が鮮明に見えなくなり、その結果、十分な広告宣伝効果が得られないという問題がある。すなわち、広告宣伝効果を高めるためには、透過性が常に維持されることは好ましくないといえる。
その一方で、列車が入線してきた時のように、スムーズな駅の利用を促進するために、ディスプレイを非表示として乗客に列車の入線を知らせることが有益である場合も存在する。
特許文献１に開示された表示装置では、ディスプレイの透過性は常に維持されるため、このような透過性の制御ができないという問題があった。

透明基板にＬＥＤ素子が設けられた例としては、複数のＬＥＤ素子が基板上にマトリックス状に配列されＬＥＤ素子の点滅制御により文字や図形等を表示するＬＥＤ表示パネルが知られている（特許文献２を参照）。これは主に車両のリアガラスに設置して、後続車に対するメッセージを表示するために利用するものである。
しかしながら、上記特許文献２に開示されたＬＥＤ表示パネルでは、車外に向けてＬＥＤを発光させる際に、発光した光が車内にも入り込んでしまい、ドライバーの後方への視界が妨げられてしまうという問題がある。

特開２０１５－２０６８３号公報 特許第６１１５９０３号公報

かかる状況に鑑みて、本発明は、ディスプレイ表面の観視者における視覚的な透過性を制御でき、かつ、ディスプレイ裏面からの透過性を維持することのできる透過性制御ディスプレイ、透過性制御ディスプレイ付ホームドア及び車両用透過性制御ディスプレイを提供することを目的とする。

上記課題を解決すべく、本発明の透過性制御ディスプレイは、光透過性を有するベース基材上に、ＬＥＤとその発光を制御する制御回路とを有するピクセル表示部が、水平方向と垂直方向に配列されたディスプレイにおいて、ディスプレイの表面全体は、ＬＥＤの点灯時に、ＬＥＤの発光輝度を制御することにより、表面の透過性が消失し、ディスプレイの裏面全体は、ＬＥＤの点灯時及び消灯時の何れにおいても、視覚的に透過性を有する。
光透過性を有するベース基材を用いることで、ＬＥＤの消灯時には、ディスプレイ表面の観視者は、ディスプレイの背後にある物体や風景を透視することができる。また、ＬＥＤの発光輝度を高めるに連れて、観視者の瞳孔は次第に閉じて行き、発光輝度が非常に高くなると、観視者にとって事実上、透過性のないディスプレイと同じになる。かかる現象を利用して、視覚的にディスプレイの透過性の制御を行うものである。
ディスプレイ裏面の観視者においては、ＬＥＤの点灯時及び消灯時の何れにおいても、視覚的に透過性を有するため、情報の表示を必要としない人や情報の表示が作業等の妨げとなる人の利便性や安全性が向上する。
ベース基材としては、例えば、曲面形状の箇所に取り付けて使用する場合には、フレキシブル性を有する素材を用いることが好ましいが、平坦なガラス等に取り付けて使用する場合には、フレキシブル性を有しない素材を用いてもよい。

本発明の透過性制御ディスプレイにおいて、ピクセル表示部には、ＬＥＤの表面に、拡散性を有する拡散レンズが設けられたことでもよい。
レンズが設けられることにより、ＬＥＤからの射出光は拡散しやすくなり、発光輝度が高い場合でも観視者にとって見やすく、またディスプレイから斜めの位置にいる利用者にとっても視認しやすくなり、広告等の情報表示の宣伝効果が向上する。

本発明の透過性制御ディスプレイ付ホームドアは、上記の透過性制御ディスプレイが、駅ホームに設置されるホームドアにおける、透過性を有する扉体又は戸袋の少なくとも何れかの表面に設けられたものであり、透過性を有する扉体の表面に設けられたものであることが好ましい。
透過性を有する扉体又は戸袋に透過性制御ディスプレイが設けられることにより、駅ホームを利用するものに対して、効果的に広告等の情報表示を行うことができる。特に扉体の表面に設けられることにより、列車を待つ乗客の目の前に広告等の情報を表示でき、広告宣伝効果をより向上させることができる。

本発明の車両用透過性制御ディスプレイは、上記の透過性制御ディスプレイが、ディスプレイ表面に透明の保護フィルムが設けられ、車両に設けられたガラスの車両内側の面に取り付けられたものである。
車両用透過性制御ディスプレイを車両に設けられたガラスの車両内側の面に取り付け得ることにより、外部への情報表示に利用することができる。透過性制御ディスプレイは、裏面に対しては発光しないため、車両内にいる者にとっては車両外に対する視界が遮られないという利点がある。

本発明の車両用透過性制御ディスプレイが取り付けられるガラスは、リアガラスとフロントガラスの少なくとも何れかであることが好ましく、より好ましくはリアガラスとフロントガラスの両方である。
リアガラス又はフロントガラスに取り付けられることにより、先行車や後続車に対するメッセージ伝達手段として利用することができる。特に、リアガラスとフロントガラスの両方に取り付けられることにより、先行車にも後続車にもメッセージを伝達できることとなり、車両用透過性制御ディスプレイが取り付けられた車両間でのコミュニケーションが活性化する。

本発明の車両用透過性制御ディスプレイにおいて、透過性制御ディスプレイと保護フィルムの間には、太陽光によるコントラストの低下を防止するための複数のシェーダが設けられたことが好ましい。
車両用透過性制御ディスプレイにシェーダが設けられることにより、ＬＥＤから射出される光が太陽光の影響を受け難くなり、車両の外部から車両用透過性制御ディスプレイを観視する際の視認性を向上させる。シェーダは、各ピクセル表示部を個別に区切るように、格子状に設けられることが好ましい。

本発明の車両用透過性制御ディスプレイが取り付けられるガラスがフロントガラスであって、該ディスプレイ上に文字を表示する場合には、文字を左右反転させた鏡文字として表示し得ることが好ましい。
フロントガラスに文字を表示する場合には、前方を走行する車に対するメッセージ伝達に利用されることが多いと考えられる。そこで、先行車のバックミラー等で文字を見た際に、通常の文字として表示されることにより、車両間のコミュニケーションを円滑にすることができる。

本発明の透過性制御ディスプレイ、透過性制御ディスプレイ付ホームドア及び車両用透過性制御ディスプレイによれば、ディスプレイ表面の観視者における視覚的な透過性を制御でき、かつ、ディスプレイ裏面からの透過性を維持できるといった効果がある。

実施例１のピクセル表示部の説明図 実施例１の表示ユニットの説明図 実施例１のタイミングチャートの説明図 実施例１のピクセル表示部の外形寸法図 水平方向に４個のピクセル表示部を並べて構成した表示ユニットの説明図 １６個のピクセル表示部を用いて構成した表示ユニットの説明図 透過性制御ディスプレイの説明図 透過性制御ディスプレイの断面図 ディスプレイ右側面側から見た透過性制御の比較説明図 ディスプレイ表面側から見た透過性制御の比較説明図 ＬＥＤパッケージの右側面図 ディスプレイ裏面側から見た透過性制御の比較説明図 透過性制御ディスプレイ付ホームドアの正面図 車両用透過性制御ディスプレイのリアガラスへの取付イメージ図 車両用透過性制御ディスプレイのフロントガラスへの取付イメージ図 シェーダの取付イメージ図

以下、本発明の実施形態の一例を、図面を参照しながら詳細に説明していく。なお、本発明の範囲は、以下の実施例や図示例に限定されるものではなく、幾多の変更及び変形が可能である。

図１は、第１のベース基板１の上に赤色ＬＥＤ２、青色ＬＥＤ３、緑色ＬＥＤ４が各１個と、制御回路５が搭載されているピクセル表示部６を示したものであり、（１）は平面図、（２）はＡ－Ａ断面図、（３）はＢ－Ｂ断面図を示している。図１（１）に示すように、赤色ＬＥＤ２、青色ＬＥＤ３、緑色ＬＥＤ４の３つのＬＥＤの集合が、ディスプレイの表示画面を構成する最小単位となる１ピクセルになる。このピクセル表示部６を縦、横に二次元的に多数配列して軽量かつ透明性を有した透過性制御ディスプレイを実現する。
本実施例の透過性制御ディスプレイは、ピクセル表示部６を透明フィルムの上に実装して透過性制御ディスプレイの構成単位となる表示ユニットを形成し、さらに表示ユニットを大画面のディスプレイとするために、表示ユニットの面積より大きい大型透明スクリーン上に縦、横に二次元的に多数配列して実現するものである。

ここで第１のベース基材１の素材は、無機材料のセラミックス、ガラスなどの絶縁体や有機材料を用いることができる。有機材料の場合、熱可塑性材料としてはポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ／ＯＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）、ポリスチレン（ＰＳ／ＯＰＳ）、アクリル（ＡＣ）、ポリカーボネート（ＰＣ）など、熱硬化性であればポリイミド（ＰＩ）、その他のものとしては、トリアセテート（ＴＡＣ）のような絶縁材料を用いることができる。
本実施例では、ピクセル表示部６はＷｏｒｌｄｓｅｍｉ社が製品として販売しているＷＳ２８１２を用いている。
ピクセル表示部６の入力端子７に表示信号発生器１４（図２に記載）から送出される表示信号を印加すると、制御回路５が予め決められた信号プロトコルに対応した処理を行うことによって、それぞれのＬＥＤに発光信号８を送出し、その発光信号８の情報に応じた明るさで各ＬＥＤが光る。制御回路５の出力端子９からは、次の段に準備されているピクセル表示部６（図示せず）に対応する表示信号を出力する。

図２は、４個のピクセル表示部６を用いて構成した表示ユニット１０の例である。
図３は、図２に示す４個のピクセル表示部６に設けられている制御回路（５ａ～５ｄ）のそれぞれの入力端子（７ａ～７ｄ）に与える表示データのタイミングチャート３０である。なお、図３における入力端子７ａは制御回路５ａの入力端子であり、同様に、入力端子７ｂは制御回路５ｂの入力端子、入力端子７ｃは制御回路５ｃの入力端子、入力端子７ｄは制御回路５ｄの入力端子である。
図２及び図３に示すように、表示信号発生器１４から送り出される信号が、表示ユニット１０の入力端子１２を通して制御回路５ａの入力端子７ａに印加される。表示信号発生器１４から送り出さる信号３１は、時系列的に制御回路５ａのピクセルデータ３５、制御回路５ｂのピクセルデータ３６、制御回路５ｃのピクセルデータ３７、制御回路５ｄのピクセルデータ３８となっている。制御回路５ａのピクセルデータ３５、制御回路５ｂのピクセルデータ３６、制御回路５ｃのピクセルデータ３７、制御回路５ｄのピクセルデータ３８のそれぞれは、緑色ＬＥＤ４、青色ＬＥＤ３、赤色ＬＥＤ２の輝度情報として各８ビット、計２４ビットの情報を有しており、各ＬＥＤの輝度情報として２５６レベル、緑色、青色、赤色３色としての色情報（２５６の３乗）は、１６００万色で表現できる。制御回路５ａの入力端子７ａに印加される信号３１は、制御回路５ａにおいて制御回路５ａのピクセルデータ３５だけを取り込み、発光情報として緑色ＬＥＤ４、青色ＬＥＤ３、赤色ＬＥＤ２に発光信号８として送る。制御回路５ａの出力端子９からは次段の制御回路５ｂに信号３２を送るが、信号３２には制御回路５ａのピクセルデータ３５が既に処理済みなので取り除かれたものとなっている。

以下、同様な処理により、４個設けられているピクセル表示部６のそれぞれの制御回路５ａ、制御回路５ｂ、制御回路５ｃ、制御回路５ｄは、それぞれ制御回路５ａのピクセルデータ３５、制御回路５ｂのピクセルデータ３６、制御回路５ｃのピクセルデータ３７、制御回路５ｄのピクセルデータ３８を個別に取り込むことによって、各制御回路（５ａ～５ｄ）に内蔵されている緑色ＬＥＤ４、青色ＬＥＤ３、赤色ＬＥＤ２が、それぞれの信号に応じた明るさで光る。このように制御回路５ａのピクセルデータ３５、制御回路５ｂのピクセルデータ３６、制御回路５ｃのピクセルデータ３７、制御回路５ｄのピクセルデータ３８の４つのピクセルデータは、１つの塊となったサイクルデータ３９を形成する。表示したい画面が静止画であれば表示信号発生器１４からは、同じサイクルデータ３９を繰り返して送れば良いし、動画表示としたい場合は表示信号発生器１４から順次変更したサイクルデータ３９を表示ユニット１０に与えるようにすればよい。
このようにピクセル表示部６に対応するＷＳ２８１２の使用個数（図２では４個）と、表示信号発生器１４から発信されるサイクルデータ３９を構成するピクセルデータの数（図２では４個）を同一にすることにより、表示ユニット１０は意図する情報を正常に表示することができる。

ここで第２のベース基板１１の透過率は、第２のベース基板１１の後方の設置環境の明るさにもよるが、概ね１０％あれば後方景色が認識できるので、第２のベース基板の１１の透過率は１０％以上の透過率を有することが望ましい。また、第２のベース基板１１の厚さは、フレキシブル性が要求されない場合には特に限定されないが、フレキシブル性が要求される場合には、使用する材料にもよるが、少なくとも１ｍｍ以下の厚さが好ましい。
なお、第２のベース基板１１の素材は、軽量、透明かつフレキシブル性を有する透過性制御ディスプレイを実現するために、無機材料であればフレキシブル性を持たせるために板厚が２００μｍ以下の薄いガラスを用いてもよい。５０μｍ以下の厚さのガラスはさらに軽量であり、フレキシブル性に優れるので、より好都合である。有機材料であれば熱可塑性としてポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ／ＯＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）、ポリスチレン（ＰＳ／ＯＰＳ）、アクリル（ＡＣ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリカーボネート（ＰＣ）など、熱硬化性であればポリイミド（ＰＩ）、その他のものとしては、トリアセテート（ＴＡＣ）のような絶縁材料を用いることができる。
また、第２のベース基板１１にフレキシブル性が要求されない場合には、上記素材以外に、例えば、強化ガラスや強靭な樹脂ガラスなどを用いてもよい。

図４は、ピクセル表示部６の外形寸法図である。図４（１）は図１と同様の平面図、（２）は図１におけるＡ－Ａ断面図、（３）は図１におけるＢ－Ｂ断面図を示している。第１のベース基板１の横の長さがＸｍｍ、縦の長さがＹｍｍ、高さがＺｍｍである。
図５は、図２と同様に水平方向に４個のピクセル表示部６を並べて構成した表示ユニット１０を示したものであり、ピクセル表示部６のピクセルピッチＸｐの最小幅を説明する図である。
透過性制御ディスプレイの解像度を少しでも上げるためにはピクセル表示部６のギャップ間隔ｄＸを０（ゼロ）にしたいが、第２のベース基板１１にピクセル表示部６を実装する際に、実装ロボットのアーム（手）はピクセル表示部６の左側面２１と右側面２２を持ち、第２のベース基板１１の所定の位置にセットする必要がある。第２のベース基板１１の表面には予め信号電極線（未掲載）と接合電極（未掲載）が設けられていて、接合電極上には導電性接着剤が塗布されている。実装ロボットのアームはピクセル表示部６の信号電極（未掲載）を接合電極に重なるようにセットすることにより、導電性接着剤によって電気的に接続される。このようにピクセル表示部６を第２のベース基板１１の所定の場所に実装する実装ロボットのアームの厚さが薄いもので０．１ｍｍ程度あるため、ギャップ間隔ｄＸの最小幅は左側面２１と右側面２２と合わせて０．２ｍｍとなる。このように透過性制御ディスプレイの水平方向における最小解像度（最小幅のピクセルピッチ）は、最小幅のピクセルピッチをＸｐａとすると、Ｘｐａ＝Ｘ＋０．２ｍｍとなる。透過性制御ディスプレイは設置環境に応じて、ピクセルピッチＸｐの値は変動する。すなわち観視位置と透過性制御ディスプレイとの距離が長くてよい場合はピクセルピッチＸｐの間隔を大きくしてよいし、観視距離が短い場合はピクセルピッチＸｐを小さくしないと透過性制御ディスプレイの表示画面にザラザラ感が出て画質が低下する。すなわち、透過性制御ディスプレイのピクセルピッチＸｐは、Ｘｐ＝Ｘ＋ｄＸであって、最小幅のピクセルピッチＸｐａは、Ｘｐａ＝Ｘ＋０．２ｍｍとなる。

透過性制御ディスプレイの水平方向の最小解像度は上述のようにして決まるが、垂直方向についても同様な考えで決まる。すなわち垂直方向におけるピクセル表示部６のギャップ間隔は、実装ロボットのアームがピクセル表示部６の左側面２１と右側面２２を持って第２のベース基板１１に先にセットすると、実装ロボットのアームによる上側面２３と下側面２４を持っての実装プロセスが不要となるので、厳密には垂直方向のピクセル表示部６のギャップ間隔は０（ゼロ）でよいが、透過性制御ディスプレイに表示される画質は、水平方向と垂直方向のピクセル表示部６のピクセルピッチの幅が異なると、表示画像の水平方向のピクセルピッチと垂直方向のピクセルピッチの長さが異なることよる画質歪が生じるため、垂直方向のピクセルピッチと水平方向のピクセルピッチの間隔を同一にする方が、画質が優れる。

図６は、１６個のピクセル表示部６を用いて構成した表示ユニット４０の例である。図２と異なるところは垂直方向にピクセル表示部６を４列並べたことと、信号入力端子４１を設けたところにある。
図２においてはピクセル表示部６の使用個数（図２では４個）と、表示信号発生器１４から発信されるサイクルデータ３９を構成するピクセルデータの数（図２では４個）を同一にすることにより、表示ユニット１０は意図する情報を正常に表示することができると説明したように、図６においてはピクセル表示部６の使用個数が１６個であるので、ピクセル表示部６の制御回路５ａの入力端子７に入力するピクセルデータの数も１６個に設定することにより、正常な表示が可能となる。ピクセル表示部６の制御回路５ａの入力端子７は信号入力端子４１と接続されており、外部にある表示信号発生器(未掲載)からの表示信号を受け取る。
水平方向に４個、垂直方向に４個、合計１６個のピクセル表示部を配列する場合、表示ユニット４０間の配列部の存在をなくすためには水平方向の場合、水平ギャップ間隔４４のｄＸと水平端の幅４５のΔＸの関係をｄＸ＝２×ΔＸに、垂直方向の場合、垂直ギャップ間隔４２のｄＹと垂直端の幅４３のΔＹの関係をｄＹ＝２×ΔＹにすれば、配列部のつなぎ目が発生しないので配列部による画質劣化がなくなり、高画質の透過性制御ディスプレイが提供できる。

表示ユニット４０には、外部に設ける表示信号発生器(未掲載)から表示信号を受ける信号入力端子４１が必要なので、表示ユニット４０の端部に信号入力端子４１を取り付ける入力端子取り付け領域４６を設ける必要がある。通常、入力端子取り付け領域４６の垂直方向の長さは、垂直ギャップ間隔４２のｄＹの長さより長い場合が多く、この場合、図６の例においては水平方向には表示ユニット４０を配列する数には制限を与えないが、垂直方向には入力端子取り付け領域４６があるので表示ユニット４０の数は２個に制限される。すなわち、表示ユニット４０を垂直方向に２個並べる際に、お互いの表示ユニットの底面部４７を接合することによって、その接合部すなわち配列部の光らない幅が垂直ギャップ間隔４２のｄＹと同じ長さになるので、垂直方向に連続性をもったピクセルピッチ間隔が実現でき、その結果、画質低下のない透過性制御ディスプレイが実現できる。

図７は、水平方向の表示ユニット４０の数が３個以上であり、垂直方向に２個並べた透過性制御ディスプレイを示したものである。それぞれの表示ユニット４０の配列部の光らない幅は、上述したように表示ユニット４０内のピクセル表示部６間の光らない部分の幅と等しくしているので、たとえば水平方向の表示ユニット４０の数を１０個、垂直方向の表示ユニット４０の数を２個用いた透過性制御ディスプレイ５０であっても表示ユニット４０間の配列部が目立たないので、単一パネルのような透過性制御ディスプレイ５０となり表示品質の高い透過性制御ディスプレイが実現できる。
なお、本明細書では、上記構成には限られず、少なくとも1つの表示ユニットを用いた透過性制御ディスプレイのことを透過性制御ディスプレイ５０として説明している。
また、第３のベース基板５１の厚さは、フレキシブル性が要求されない場合には特に限定されないが、フレキシブル性が要求される場合には、使用する材料にもよるが、少なくとも１ｍｍ以下の厚さが好ましい。

表示ユニット４０についてはピクセル表示部６が設けられている第２のベース基板１１の反対面は、平坦である場合と平坦でない場合がある。すなわち、ＬＥＤ等の端子を第２のベース基板１１に穴を開け、第２のベース基板１１の反対面側で端子間を接続する場合には、反対面は平坦とはならない。
ピクセル表示部６が設けられている第２のベース基板１１の反対面が平坦である場合には、透過性制御ディスプレイ５０の大型透明スクリーンとなる一枚シートの第３のベース基板５１は両面が平坦であることから、たとえば第３のベース基板５１の一方面に透明接着剤を塗工しておけばその面と、ピクセル表示部６が設けられている第２のベース基板１１の反対面を貼り合せることによって軽量かつ透明である１枚シートの透過性制御ディスプレイ５０が実現できる。
第３のベース基板５１は、軽量、透明かつフレキシブル性を有する透過性制御ディスプレイ５０を実現するために、無機材料であればフレキシブル性を持たせるために板厚が２００μｍ以下の薄いガラスを用いてもよいし、さらに好ましいのは５０μｍ以下の厚さのガラスを用いてもよい。有機材料であれば熱可塑性としてポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ／ＯＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）、ポリスチレン（ＰＳ／ＯＰＳ）、アクリル（ＡＣ）、ポリカーボネート（ＰＣ）など、熱硬化性であればポリイミド（ＰＩ）、その他のものとしては、トリアセテート（ＴＡＣ）のような絶縁材料を用いることができる。
また、第３のベース基板５１にフレキシブル性が要求されない場合には、上記素材以外に、例えば、強化ガラスや強靭な樹脂ガラスなどを用いてもよい。

図８は、図７に示す透過性制御ディスプレイの断面図であり、（１）はＣ－Ｃ断面図、（２）はＤ－Ｄ断面図を示している。なお、図８は、透過性制御ディスプレイ５０の表面に塵、埃等を付かないようにラミネートフィルム６０を設けた断面図である。ラミネートフィルム６０は透明フィルムを用いている。

なお、上記の実施例では、ピクセル表示部６にＷｏｒｌｄｓｅｍｉ社の品名がＷＳ２８１２を用いて説明したが、本発明は第１のベース基板１の上に赤色ＬＥＤ２、青色ＬＥＤ３、緑色ＬＥＤ４が各１個と、制御回路５の代わりに制御回路５と同様な機能を有した別の回路部を用いても、その効果は変わらないものである。

次に、透過性制御の仕組みについて説明する。図９は、ディスプレイ右側面側から見た透過性制御の比較説明図であり、図９（１）は発光時の右側面図、図９（２）は非発光時の右側面図を示している。
図９（１）に示すように、発光時においては、発光面５２から射出された射出光１７が観視者１５の目に届くため、観視者１５はディスプレイに表示される情報は視認できるが、透過性制御ディスプレイ５０の後ろに存在する物体１６は視認できない状態となっている。発光時において物体１６が視認できなくなるのは、例えば図６に示すピクセル表示部６の発光輝度が高くなってくると観視者１５の瞳孔が次第に閉じてくることから、観視者１５は物体１６を認識できなくなることによる。
これに対して、図９（２）に示すように、非発光時においては、発光面５２から射出光１７が発せられないため、外光１８が透過性制御ディスプレイ５０を通過して物体１６にて反射し、さらに透過性制御ディスプレイ５０を通過して反射光１９として観視者１５の目に届くため、観視者１５は、物体１６をはっきりと視認することができる。非発光時において物体１６が視認できるのは、例えば図６に示しているように、不透明であるピクセル表示部６の大きさが透明な第２のベース基板１１の面積に占める割合が小さい（開口率が大きい）ので、物体１６が鮮明に見えることによる。なお、説明の都合上、ここでは外光１８による発光面５２の反射光は０として考えている。
発光面５２から発せられる射出光１７の強さは調整可能であるので、発光輝度を変化させた場合のディスプレイの表示状態について以下説明する。

図１０は、ディスプレイ表面側から見た透過性制御の比較説明図であり、図１０（１）は非発光時、図１０（２）は発光時で発光輝度が反射輝度（ディスプレイ表示面側からの外光がディスプレイを通過して物体１６に反射してディスプレイ面側に戻ってきた輝度）よりやや高い場合、図１０（３）は発光時で発光輝度が反射輝度より非常に高い場合を示している。すなわち、発光輝度と反射輝度の大きさを段階的に変化させたときの物体の見え方を概念的に示した図である。
図１０（１）に示すように、非発光時においては、透過性制御ディスプレイ５０を通して、物体１６及び背景２０が鮮明に視認できる。これに対して、図１０（３）に示すように、発光時で、発光輝度が反射輝度より非常に高い場合は、物体１６及び背景２０は視認できない状態となり、その代わりに乗車位置を示す矢印表示２５が鮮明に視認できる状態となる。したがって、例えば、駅ホームの利用者に次の列車の乗車位置を明示したいという場合には、発光輝度を反射輝度より高く調整することで、背景が視認できない状態とすることができ、効果的に利用者への注意喚起等を行うことができる。
また、図１０（２）に示すように、発光時で、発光輝度が反射輝度よりやや高い場合は、矢印表示２５を視認できると同時に、背後に存在する物体１６についてもある程度視認できるが、背景については視認できない状態となっている。駅ホームにホームドアが存在することによる圧迫感を低減しつつ、ディスプレイにおける情報表示を行いたいといった場合には、ディスプレイの発光輝度を調整することで、ニーズに合わせた情報表示が可能である。

図１１は、ＬＥＤパッケージの右側面図であり、（１）はレンズが設けられていない場合、（２）はレンズが設けられている場合を示している。具体的には、図９（１）に示す部位Ｅを拡大したものである。図１１（１）に示すように、赤色ＬＥＤ２、青色ＬＥＤ３及び緑色ＬＥＤ４は、樹脂ケース２６に収容されている。図示しないが、樹脂ケース２６は、赤色ＬＥＤ２、青色ＬＥＤ３及び緑色ＬＥＤ４を上下だけではなく、３色のＬＥＤ全体を覆うように収容する構造となっている。したがって、赤色ＬＥＤ２、青色ＬＥＤ３及び緑色ＬＥＤ４から射出された射出光２８ａは、上下左右いずれの方向にも漏れることなく、前方へ射出されることとなる。

しかしながら、ＬＥＤから発せられる光は指向性が高いため、観視者にとっては見づらい場合が存在する。また、ディスプレイ上の情報表示を正面からだけではなく、斜めからも見たいというニーズは存在する。そこで、図１１（２）に示すように、赤色ＬＥＤ２、青色ＬＥＤ３及び緑色ＬＥＤ４を樹脂ケース２６に収容するだけではなく、拡散効果を持たせるレンズ２７を設けてもよい。レンズ２７が設けられることにより、射出光２８ｂは拡散しやすくなり、発光輝度１７が高い場合でも観視者にとって見やすく、またディスプレイから斜めの位置にいる利用者にとっても視認しやすくなり、広告等の情報表示の宣伝効果が向上する。

図１２は、ディスプレイ裏面側から見た透過性制御の比較説明図であり、（１）は非発光時、（２）は発光時を示している。すなわち、透過性制御ディスプレイ５０において、物体１６側から観視者１５側を見たときの見え方を概念的に示した図である。
図１２（１）及び（２）に示すように、非発光時と発光時のいずれにおいてもディスプレイ裏面側から見た場合、観視者１５及び背景２０が鮮明に見えている。すなわち、透過性制御ディスプレイ５０を、駅ホームにいる人に向けて、ホームドアに設置した場合、発光時に駅ホーム内にいる人からは視認できるが、例えば、入線してきた列車の乗客からは視認できない構造となっている。通常、広告表示は駅ホーム内にいる人に対してだけ行えばよいので、線路側に発光が漏れないことにより、対象となる人にだけ広告を表示でき省エネ効果も期待できる。

図１３は、透過性制御ディスプレイ付ホームドアの正面図であり、（１）は実施例２の透過性制御ディスプレイ付ホームドア、（２）はその他の実施形態の透過性制御ディスプレイ付ホームドアを示している。
図１３（１）に示すように、駅ホーム５６には、透過性制御ディスプレイ付ホームドア５３ａが設置されている。透過性制御ディスプレイ付ホームドア５３ａは、戸袋（５５ａ，５５ｂ）及び扉体（５４ａ～５４ｄ）から成るが、ここでは、装置の一部のみを説明のために図示したものであり、実際は、より多数の戸袋及び扉体から成る。扉体（５４ａ，５４ｂ）は戸袋５５ａに、扉体（５４ｃ，５４ｄ）は戸袋５５ｂに、それぞれ伸縮自在に収容される構造である。図１３（１）では、戸袋（５５ａ，５５ｂ）から扉体（５４ａ～５４ｄ）が伸展された状態を示している。扉体（５４ａ～５４ｄ）の中央部は、図示しないが、透明ガラスで形成されており、透過性が高い構造となっている。そこで、透過性制御ディスプレイ５０ａには、図示しないが縦２×横２の合計４つの表示ユニット４０が設けられており、透過性制御ディスプレイ（５０ｂ～５０ｄ）にも同様に４つの表示ユニット４０が設けられている。

なお、ここでは透明ガラスに透過性制御ディスプレイ５０を設ける構成を示しているが、透明ガラスに直接表示ユニット４０が設けられた構成でもよいし、透明ガラスに直接ピクセル表示部６が設けられた構成でもよい。また、扉体に形成される透明部は透明ガラスに限られず、有機材料であれば熱可塑性としてポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ／ＯＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）、ポリスチレン（ＰＳ／ＯＰＳ）、アクリル（ＡＣ）、ポリカーボネート（ＰＣ）など、熱硬化性であればポリイミド（ＰＩ）、その他のものとしては、トリアセテート（ＴＡＣ）のような絶縁材料を用いることができる。

駅ホーム５６には乗車位置を指し示す目印５７が設けられており、乗客が目印５７の箇所に並んで列車の到着を待つ場合には、乗客の目の前に透過性制御ディスプレイ付の扉体（５４ｂ，５４ｃ）のディスプレイが存在することになり、自然と透過性制御ディスプレイ（５０ｂ，５０ｃ）上に表示される広告等に目を向けやすくなり、広告宣伝効果が向上する。
また、多くの鉄道路線において、乗車位置は、到着する列車の種類等に応じて異なるのが通常であり、その度に乗客は目印５７等を参考にして適切な乗車位置を探さなければならなかった。そこで、透過性制御ディスプレイ付の扉体（５４ｂ，５４ｃ）が開く場所が次の列車の乗車位置である場合は、扉体（５４ｂ，５４ｃ）該ディスプレイの前が次の列車の乗車位置である旨を図１０（３）で示したような矢印表示等で表示すれば、乗客は迷うことなく、適切な乗車位置に並んで列車を待つことができる。

実施例１では扉体（５４ａ～５４ｄ）にのみ表示ユニット４０が設けられているが、戸袋（５５ｃ，５５ｄ）にも透明部が設けられている場合には、図１３（２）に示すように、戸袋（（５５ｃ，５５ｄ）にも透過性制御ディスプレイ（５０ｅ，５０ｆ）を設ける構成としてもよい。

実施例３における車両用透過性制御ディスプレイ７０は、実施例１で説明した透過性制御ディスプレイ５０の表面に塵、埃等を付かないようにラミネートフィルム６０を設けたものであり、後述するが、透過性制御ディスプレイ５０とラミネートフィルム６０の間にはシェーダが設けられる場合もある。車両用透過性制御ディスプレイ７０は、フレキシブル性を有するため、車両に設けられたガラスの形状に合わせて、貼り付けることが可能である。

図１４は、車両用透過性制御ディスプレイのリアガラスへの取付イメージ図であり、（１）は大型のディスプレイの取付例、（２）は中型のディスプレイの取付例を示している。図１４（１）に示すように、リアガラス７１の略全面に車両用透過性制御ディスプレイ７０が貼り付けられている。車両用透過性制御ディスプレイ７０は、リアガラス７１の車両内側から粘着材を使用して貼り付けられている。例えば、先行車のドライバー（図示せず）が、後続車に進路を譲ってもらった場合には、車両用透過性制御ディスプレイ７０と有線または無線で接続されたコントローラ（図示せず）を操作して、「ありがとう」といった言葉をディスプレイ上に表示することが可能である。車両用透過性制御ディスプレイ７０は、リアガラス７１の略全面に貼り付けられているため、車間距離を空けて走行している後続車にも視認できる程度の大きさで文字を表示することができる。

また、実施例１で説明したように、透過性制御ディスプレイ５０は、裏面に対しては発光しないため、車両用透過性制御ディスプレイ７０についても、先行車のドライバーにとって後方の視界が遮られることはない。
透過性制御ディスプレイ５０のサイズは、表示ユニットの構成を変更することで調整可能であるため、図１４（２）に示すように、やや小さめの車両用透過性制御ディスプレイ７０を取り付けることも可能であるし、裏面に対しては発光しないため、上下左右いずれの位置に取り付けることも可能である。

図１５は、車両用透過性制御ディスプレイのフロントガラスへの取付イメージ図であり、（１）は通常の文字表示を行った場合、（２）は鏡文字の表示を行った場合を示している。図１５（１）に示すように、車両用透過性制御ディスプレイ７０は、フロントガラス７２の右上に、フロントガラス７２の車両内側から粘着材を使用して貼り付けられている。例えば、先行車から後続車に対して、感謝を示す合図等が送られた場合に、後続車のドライバー７３は、車両用透過性制御ディスプレイ７０と有線または無線で接続されたコントローラ（図示せず）を操作して、「どういたしまして」といった言葉をディスプレイ上に表示することが可能である。車両用透過性制御ディスプレイ７０は、図１４（１）で示した例よりも小さめのサイズで構成されているが、車両用透過性制御ディスプレイ７０は、裏面に対しては発光しないため、後続車のドライバー７３にとって前方の視界が遮られることはないため、より大きめのサイズとしてもよい。
また、図１５（２）に示す例では、車両用透過性制御ディスプレイ７０に表示する文字は、「どういたしまして」を鏡文字としたものとなっているが、鏡文字として表示することにより、先行車のドライバーがミラー越しに確認しやすくなり、コミュニケーションが円滑になる。

図１６は、シェーダの取付イメージ図であり、（１）は車両用透過性制御ディスプレイ７０に対して垂直に設けた場合、（２）は車両用透過性制御ディスプレイ７０に対して角度を付けて設けた場合を示している。
車両用透過性制御ディスプレイ７０は、ディスプレイの表面を車両の外側に向けて取り付けるため、太陽光の影響によりコントラストが低下する恐れがある。そこで、図１６（１）に示すように、車両用透過性制御ディスプレイ７０の表面にシェーダ７４を設けている。シェーダ７４は、一つひとつのピクセル表示部を区切るように設けられることが好ましいため、図１６（１）では上下に区切るシェーダ７４しか図示されていないが、左右のピクセル表示部を区切るシェーダも設けられている。
また、図１６（２）に示すように、車両用透過性制御ディスプレイ７０が、リアガラス７１又はフロントガラス７２に取り付けられる場合には、シェーダ７４は、透過性制御ディスプレイ７０に対して角度を付けて設けてもよい。角度を付けて設けることにより、リアガラス７１又はフロントガラス７２に取り付けた場合でも、射出光１７は水平に射出されることになり、後続車又は先行車からの視認性が向上する。

（その他の実施例）
実施例１で説明した第３のベース基板５１に透過率が可変できる分散型液晶フィルムを用いてもよい。分散型液晶フィルムは、透明と不透明を電子的に切り替えることができる。分散型液晶フィルムとは２枚の透明導電膜付きポリエステルフィルムの間に、透明ポリマー層にネマティック液晶を封入したカプセルを分散させて挟み込んだもので、透明導電膜付きポリエステルフィルムの両端に電圧を印加すると、透明導電膜の電極に対してネマティック液晶分子が平行に配向する。
このように並んだ状態で屈折率がポリマー層と同じネマティック液晶であればカプセルの界面がなくなった状態となり、光は散乱せず直進する。その結果、ポリエステルフィルムは透明になる。
２枚のポリエステルフィルムの両端に電圧を印加しない状態では棒状分子であるネマティック液晶はカプセルの内壁に沿って並ぶので、入射光はポリマー層とネマティック液晶の屈折率の違いおよび液晶の複屈折性によって、カプセルの表面や内部で屈折する。その結果、光は直進できず散乱し不透明となる。
このような分散型液晶フィルムを第３のベース基板５１に用いれば、透過性制御ディスプレイ５０の表示内容や、透過性制御ディスプレイ５０の設置環境によって第３のベース基板５１を透明或は不透明に電子的に切り替えることができる。

本発明の透過性制御ディスプレイは、ホームドアの扉体や戸袋等の情報表示装置として利用可能である。また、車両用の外部向けの情報表示装置としても利用可能である。

１ 第１のベース基板
２ 赤色ＬＥＤ
３ 青色ＬＥＤ
４ 緑色ＬＥＤ
５ 制御回路
６ ピクセル表示部
７，７ａ～７ｄ 入力端子
８ 発光信号
９ 出力端子
１０，４０ 表示ユニット
１１ 第２のベース基板
１２ 入力端子
１３ 出力端子
１４ 表示信号発生器
１５ 観視者
１６ 物体
１７，２８ａ，２８ｂ 射出光
１８ 外光
１９ 反射光
２０ 背景
２１ 左側面
２２ 右側面
２３ 上側面
２４ 下側面
２５ 矢印表示
２６ 樹脂ケース
２７ レンズ
３０ タイミングチャート
３１～３４ 信号
３５～３８ ピクセルデータ
３９ サイクルデータ
４１ 信号入力端子
４２ 垂直ギャップ間隔
４３ 垂直端の幅
４４ 水平ギャップ間隔
４５ 水平端の幅
４６ 入力端子取り付け領域
４７ 表示ユニットの底面部
５０，５０ａ～５０ｆ 透過性制御ディスプレイ
５１ 第３のベース基板
５２ 発光面
５３ａ，５３ｂ 透過性制御ディスプレイ付ホームドア
５４ａ～５４ｄ 扉体
５５ａ～５５ｄ 戸袋
５６ 駅ホーム
５７ 目印
６０ ラミネートフィルム
７０ 車両用透過性制御ディスプレイ
７１ リアガラス
７２ フロントガラス
７３ ドライバー
７４ シェーダ
７５ 太陽光
Ｅ 部位

Claims (9)

1. 光透過性を有するベース基材上に、ＬＥＤパッケージとその発光を制御する制御回路とを有するピクセル表示部が、水平方向と垂直方向に配列されたディスプレイにおいて、
   前記ＬＥＤパッケージは、ＬＥＤが、無機材料のセラミックス、ガラスを含む絶縁体、又は有機材料に収容され、
   前記ディスプレイの表面全体は、前記ＬＥＤの点灯時に、前記ＬＥＤの発光輝度を制御することにより、表面の透過性が消失し、
   前記ディスプレイの裏面全体は、前記ＬＥＤの点灯時及び消灯時の何れにおいても、視覚的に透過性を有することを特徴とする透過性制御ディスプレイ。
2. 前記ピクセル表示部には、前記ＬＥＤの表面に、拡散性を有する拡散レンズが設けられたことを特徴とする請求項１に記載の透過性制御ディスプレイ。
3. 請求項１又は２の透過性制御ディスプレイが、駅ホームに設置されるホームドアにおける、透過性を有する扉体又は戸袋の少なくとも何れかの表面に設けられたことを特徴とする透過性制御ディスプレイ付ホームドア。
4. 請求項１又は２の透過性制御ディスプレイが、駅ホームに設置されるホームドアにおける、透過性を有する扉体の表面に設けられたことを特徴とする透過性制御ディスプレイ付ホームドア。
5. 請求項１又は２の透過性制御ディスプレイが、ディスプレイ表面に透明の保護フィルムが設けられ、車両に設けられたガラスの車両内側の面に取り付けられたことを特徴とする車両用透過性制御ディスプレイ。
6. 前記ガラスは、リアガラスとフロントガラスの少なくとも何れかであることを特徴とする請求項５に記載の車両用透過性制御ディスプレイ。
7. 前記ガラスは、リアガラスとフロントガラスの両方であることを特徴とする請求項５に記載の車両用透過性制御ディスプレイ。
8. 前記透過性制御ディスプレイと前記保護フィルムの間には、太陽光によるコントラストの低下を防止するための複数のシェーダが設けられたことを特徴とする請求項５～７の何れかに記載の車両用透過性制御ディスプレイ。
9. 前記ガラスがフロントガラスであって、該ディスプレイ上に文字を表示する場合には、文字を左右反転させた鏡文字として表示し得ることを特徴とする請求項５～８の何れかに記載の車両用透過性制御ディスプレイ。
   

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