WO2020158655A1

WO2020158655A1 - 表示装置

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Publication number: WO2020158655A1
Application number: PCT/JP2020/002734
Authority: WO
Inventors: 洋平岩井; 坂本　道昭
Original assignee: 株式会社ジャパンディスプレイ
Priority date: 2019-01-30
Filing date: 2020-01-27
Publication date: 2020-08-06
Also published as: US11762227B2; JP2020122846A; JP7349245B2; US20210341810A1

Abstract

本発明の課題は、透明媒体の中空に液晶表示パネルによる画像を形成することが可能な表示装置を実現することである。このために、本発明は次のような構成をとる。すなわち、台座１００の上に第１の主面と第２の主面を有する板状の表示媒体が配置した表示装置であって、前記表示媒体には、屈折率ｎ１である第１の透明媒体２０の内部に液晶表示パネル１０が配置し、前記台座１００には、前記液晶表示パネル１０に光を供給する第１のＬＥＤ５０が配置し、前記第１のＬＥＤ５０と前記液晶表示パネル１０の間には、屈折率ｎ２である第２の透明媒体３０が存在し、ｎ２＞ｎ１であることを特徴とする表示装置。

Description

表示装置

　本発明は表示装置に係り、特に液晶用い透明ディスプレイや有機ＥＬ、マイクロＬＥＤなどの自発光素子を用いた透明ディスプレイに関する。

　ガラスのように、背景が見える透明ディスプレイに対する需要が存在する。このような透明ディスプレイは例えば、液晶表示装置、有機ＥＬや無機ＥＬ、マイクロＬＥＤを有する自発光型の表示装置によって実現される。

　特許文献１には、自動販売機のフロントシートの背面に透明液晶表示パネルを配置し、この透明液晶表示パネルに広告等を表示する構成が記載されている。この透明液晶表示パネルの背面には特にバックライトは存在しない。バックライトの代わりに、自動販売機のベゼルに配置したＬＥＤから販売機内の商品等に光を当て、この光の反射をバックライトとして画像を表示するものである。

特表２０１５－５０５３７４号公報

　特許文献１に記載のような、透明液晶表示装置は、基本的には、従来の液晶表示装置の構成を使用しながら、液晶表示パネルの背後を視ることが出来るという利点を有しているが、利用できる装置が限られる。

　一方、ガラスのように、背景が見える液晶表示装置として、液晶表示パネルの側面から光を入射し、液晶表示パネル内において、液晶分子によって光を散乱させて、液晶表示パネルの主面方向に光を出射することにより、バックライトを省略した液晶表示装置を実現することが出来る。

　つまり、液晶分子の配向を制御することによって、液晶分子による光の散乱を画素毎に制御し、画像を形成する方法である。この方法は、液晶表示パネルの側面にどのように光を導くかが問題である。液晶表示パネルの側面に光源ＬＥＤを配置することによって、液晶表示パネルの側面から光を入射させることが出来るが、この方法の場合、光源を液晶表示パネルに近接して配置する必要があるので、透明液晶表示パネルの自由なレイアウトが困難である。本発明の課題は、透明液晶表示パネルへの光の供給に自由度を与え、透明液晶表示パネル配置に自由度を与えることによって、色々な用途に透明液晶表示パネルを使用することが出来るようにすることである。

　本発明は上記課題を克服するものであり、代表的な手段は次のとおりである。すなわち、台座の上に第１の主面と第２の主面を有する板状の表示媒体が配置した表示装置であって、前記表示媒体には、屈折率ｎ１である第１の透明媒体の内部に液晶表示パネルが配置し、前記台座には、前記液晶表示パネルに光を供給する第１のＬＥＤが配置し、前記第１のＬＥＤと前記液晶表示パネルの間には、屈折率ｎ２である第２の透明媒体が存在し、ｎ２＞ｎ１であることを特徴とする表示装置、である。

比較例としての透明表示装置の正面図である。図１の側面図である。透明液晶表示パネルの概要を示す断面図である。実施例１の第１の形態を示す正面図である。図４の側面図である。実施例１の第２の形態を示す正面図である。図６の側面図である。実施例１の第３の形態を示す正面図である。図８の側面図である。実施例１の第４の形態を示す正面図である。図１０の側面図である。実施例１の第５の形態を示す正面図である。図１２の側面図である。実施例１の第６の形態を示す正面図である。図１４の側面図である。実施例１の第７の形態を示す正面図である。図１６の側面図である。外枠を除去した状態における図１６の側面図である。実施例２の比較例としての、透明表示装置の正面図である。図１９の側面図である。実施例２の第１の形態を示す正面図である。図２１の側面図である。実施例２の第２の形態を示す正面図である。図２３の側面図である。実施例２の第３の形態を示す正面図である。図２５の側面図である。実施例２の第４の形態を示す正面図である。図２７の側面図である。実施例２の第５の形態を示す正面図である。図２９の側面図である。実施例２の第６の形態を示す正面図である。図３１の側面図である。実施例２の第７の形態を示す正面図である。図３３の側面図である。実施例２の第８の形態を示す正面図である。図３５の側面図である。実施例２の第９の形態を示す正面図である。図３７の側面図である。外枠を除去した状態における図３７の側面図である。実施例２の第１０の形態を示す正面図である。図４１の側面図である。外枠を除去した状態における図４０の側面図である。実施例２の第１１の形態を示す正面図である。図４３の側面図である。外枠を除去した状態における図４３の側面図である。実施例３の第１の形態を示す平面図である。実施例３の第２の形態を示す平面図である。実施例４の第１の形態を示す断面図である。実施例４の第２の形態を示す断面図である。実施例４の第３の形態を示す正面図である。図５０の側面図である。外枠を除去した状態における図５０の側面図である。実施例４の第４の形態を示す正面図である。図５３の側面図である。外枠を除去した状態における図５３の側面図である。

　以下に実施例を用いて本発明の内容を詳細に説明する。

　また、実施例においては液晶表示装置及び透明液晶表示パネルにて説明をするが、本実施例は液晶に限るものではなく、実施例における液晶表示装置を有機ＥＬ表示装置やマイクロＬＥＤ表示装置、液晶表示パネルを有機ＥＬパネルやマイクロＬＥＤパネルと置き換えることも可能である。

　図１はバックライトを使用しない液晶表示装置の正面図であり、図２はその側面図である。図１及び図２において、透明液晶表示パネル１０は、台座１００の上に配置されている。台座１００には、光源としてのＬＥＤ５０を始め、後述する駆動回路を備えた外部配線基板７０等を配置している。液晶表示パネル１０の側面にはＬＥＤ５０が隣接して配置され、液晶表示パネル１０の側面から光を入射する。

　透明液晶表示パネル１０は、信号を印加しなければ、透明であり、ガラス板のように、背景が透けて見える。図１の構成では、透明液晶表示パネル１０は、ＬＥＤ５０から直接光の供給を受けるので、台座１００に直接配置する必要がある。また、台座１００には、ＬＥＤ５０以外にも透明液晶表示装置パネル１０やＬＥＤ５０を駆動する駆動回路基板（ＰＣＢ基板）７０が収納されている。駆動回路基板７０は外部配線基板７０と表現することもできる。ＬＥＤ５０も外部配線基板も、何れも表示装置を利用する利用者に視認できる状態にあることはデザイン的にも好ましくなく、台座１００に収納されている。台座１００は収納部１００と表現することもできる。また外部配線基板と液晶表示パネルを接続するフィルム状配線基板（例えばＦＰＣ基板）も必要であり、これも視認者が視認できる状態にあることは好ましくなく、台座１００に収納させることでデザイン性を向上させている。しかし、このため台座１００と液晶表示パネル１０は近接して配置させる必要があり、この近接させて配置させることにより台座１００と液晶表示パネル１０とが離れた位置にしたいというデザインに対応できず、液晶表示パネル１０を含む液晶表示装置全体のデザインの自由度に制限が掛かる。有機ＥＬ表示装置やマイクロＬＥＤ表示装置は自発光でありＬＥＤ５０を台座１００に有する必要はないものの、表示パネルを駆動するためのＩＣ等駆動回路基板やフィルム状配線基板を有しており、表示パネルのデザインの自由度に制限を掛けるという課題は同様である。

　図３は、図１及び図２等で使用される透明液晶表示パネル１０の例を示す断面図である。図３において、第１基板１１と第２基板１２が液晶層１４を挟んで対向している。第１基板１１と第２基板１２はシール材１３によって接着し、内部に液晶が挟持されている。シール材１３は透明シール材である。

　第１基板１１には透明導電膜によって画素電極１１１が形成され、第２基板には、透明導電膜によってコモン電極１２１が形成されている。画素電極１１１等には、第１基板１１の端子領域に接続したフィルム状配線基板（以後フレキシブル配線基板という）４５から信号や電源が供給される。

　図３において、ＬＥＤ５０からの光Ｌｉｇｈｔが横方向から第２基板１２及び液晶層１４に入射する。液晶は通常の液晶とは異なり、画素電極１１１に映像信号線が印加されると、液晶分子１４１は配向を変化させて、横方向から入射した光を透明液晶表示パネル１０の主面方向に散乱させる性質を持っている。画素毎に光の散乱を制御するので、画像を形成することが出来る。

　図３に示すように、透明液晶表示パネル１０の背面にはバックライトは存在していない。したがって、画像が形成されない領域は、ガラスのように、背景が見える。図３では、画素電極１１１に印加される電圧に応じて、画像は透明液晶表示パネルの両側に形成される。なお、図３に示す動作は例である。バックライトを用いずに、透明液晶表示パネル１０の側面から光を入射して画像を形成する方法は、図３で説明した以外にも可能である。以後の図面では、図を複雑にしないために、透明液晶表示パネル１０は１枚の長方形、あるいは、２枚の板が合わさったものとして記載する。

　図４は本発明による透明液晶表示パネル１０を用いた表示装置の正面図であり、図５は側面図である。図４及び図５では例えば、透明なガラス板、あるいは、透明な樹脂板の中に透明液晶表示パネルが台座１００と離間された状態で配置されている。つまり、透明液晶パネル１０とＬＥＤ５０との距離に依存しない自由なレイアウトの一実施例である。透明液晶表示パネル１０に信号が印加されると透明液晶表示パネル１０に画像が形成され、この画像は、中空に浮いているように見える。また、信号が入力されていない状態の透明液晶表示パネル１０、あるいは透明液晶表示パネル１０に画像が形成されていない部分は、背景が透明基板を通して透けて見える。

　図４において、ＬＥＤ５０は台座１００中に配置され、ＬＥＤ５０からの光は、内筐体３０を介して透明液晶表示パネル１０の側面に入射する。透明液晶表示パネル１０及び内筐体３０は外筐体２０に収容されている。外筐体２０、内筐体３０とも、ガラスあるいは透明樹脂等の透明材料によって形成される。内筐体３０も外筐体２０も透明であるが、内筐体３０の屈折率ｎ２は外筐体２０の屈折率ｎ１よりも大きいので、ＬＥＤからの光は、内筐体３０と外筐体２０の界面において反射を繰り返しながら透明液晶表示パネル１０の側面から透明液晶表示パネル１０に入射する。屈折率は異なるが、外筐体２０も内筐体３０も透明なので、透明液晶表示パネル１０に形成された画像は中空に浮いているように見える。一例では、屈折率ｎ１を１．５とし、屈折率ｎ２を２．０としている。

　図４において、ＬＥＤ５０は透明ではないので、台座１００中に配置されている。また、台座１００には、ドライバＩＣ、回路基板等、透明ではない部材が収容されている。図５に示すように、内筐体３０は、外筐体２０によって収容された構成、あるいは、挟持された構成となっている。図６は実施例１の第２の形態を示す正面図であり、図７は側面図である。図６が図４と異なる点は、台座１００に収容されたＬＥＤ５０の数を多くして、透明液晶表示パネル１０に供給される光量を多くし、画面の明るさを大きくできる点である。ＬＥＤ５０の数が増えている分、内筐体３０の体積も図４の場合に比べて大きくなっている。

　図７では、表示装置の厚さ方向にもＬＥＤ５０の数を増やし、透明液晶表示パネル１０に入射する光量を増加している。これに対応して、内筐体３０の厚さも図５の場合に比べて厚くなっている。

　図８は実施例１による第３の形態を示す正面図であり、図９は側面図である。図６が図４と異なる点は、台座１００に収容されたＬＥＤ５０を、台座１００の辺全体に配置することによって、透明液晶表示パネル１０に供給される光量を多くして、画面の明るさを大きくしている点である。ＬＥＤ５０の数が増えている分、内筐体３０の体積も図４の場合に比べて大きくなっているが、図８では、光を透明液晶表示パネル１０に、より効率的に導くために、平面で視て、内筐体３０の側部を傾斜させている。図９は図８の側面図である。本形態も、ＬＥＤ５０は台座１００の厚さ方向には１個のみ配置されているので、図９は図５と同じに見える。

　図１０は実施例１の第４の形態を示す正面図であり、図１１は側面図である。正面図である図１０は、第３の実施例である図８と同じ見える。しかし、図１０では、台座１００の厚さ方向に複数のＬＥＤ５０が存在し、より明るい画像を形成することが出来る。図１１はこの様子を示す、図１０の側面図である。本形態では、ＬＥＤ５０は台座１００の厚さ方向にＬＥＤ５０が３個配置されている。また、図１１では、図７、あるいは、図９に比べて、ＬＥＤ５０からの光を、より、透明液晶表示パネル１０に導きやすくするために、内筐体３０の側面に傾斜をつけている。ＬＥＤ５０の数が増えている分、内筐体３０の体積も図８及び図９の場合に比べて大きくなっている。

　図１２は実施例１の第５の形態を示す正面図であり、図１３は側面図である。図１２が図８と異なる点は、台座１００の一方の端部に支柱１１０を形成し、この支柱１１０内にＬＥＤ５０を配置している点である。ＬＥＤ５０は支柱１１０が形成されている辺全体にわたって配置されている。これに伴い、導光体としての内筐体３０も台座１００に対応する辺及び支柱１１０に対応する辺から、透明液晶表示パネル１０までの領域に形成されている。透明液晶表示パネルが大型化すると、表示装置の一辺側からのみの入光では十分な光量を得ることが難しく、第５の形態を有することで透明液晶表示パネルの大型化も可能となる。

　図１２では、外筐体２０と内筐体３０が同じ位の面積を占めているが、体積も同じというわけではない。図１３に示すように、図１２において、内筐体３０が形成された領域も、外筐体２０によってサンドイッチされている。但し、外筐体２０も内筐体３０も透明なので、画面が中空に浮いて見える効果には変わりがない。

　図１３において、ＬＥＤ５０が支柱１１０の中に配置している。ＬＥＤ５０からの光を導く内筐体３０の厚さは、ＬＥＤ５０の厚さと同程度から支柱１１０の厚さと同程度まで、自由に設定することが出来る。外筐体２０は内筐体３０をサンドイッチしている構成である。ＬＥＤ５０からの光は、内筐体３０と外筐体２０の境界で反射を繰り返しながら、厚さの小さい内筐体３０から透明液晶表示パネル１０の側面に入射する。

　図１４は、実施例１の第６の形態を示す正面図であり、図１５は側面図である。図１４において、表示装置の外周には外枠１２０が形成され、この外枠１２０内にＬＥＤ５０が配置している。そして、透明液晶表示パネル１０には、台座１００内および外枠１２０内に配置されたＬＥＤ５０から、全周にわたって光が入射する。したがって、明るい画像を形成することができる。

　図１４において、ＬＥＤ５０と透明液晶表示パネル１０の間には、導光体としての内筐体３０が形成されている。つまり、図１４では、透明液晶表示パネル１０の全周に内筐体３０が存在している。図１５に示すように、内筐体３０は外筐体２０によってサンドイッチされている。したがって、ＬＥＤ５０からの光は、内筐体３０と外筐体２０の界面において、反射を繰り返しながら透明液晶表示パネル１０に入射する。図１５に示すように、外枠１２０の厚さは透明表示装置の厚さよりも小さく、外枠１２０は目立たない構成となっている。

　図１６は実施例１の第７の形態例を示す正面図であり、図１７は側面図であり、図１８は外枠１２０を外した状態の側面図である。図１６では、表示装置の外形が円形である。図１６において、円形の外枠１２０内に全周にわたってＬＥＤ５０が配置している。ＬＥＤ５０は台座１００にも配置されているので、透明液晶表示パネル１０は全周からＬＥＤ５０からの光が入射する。

　図１６では、ＬＥＤ５０からの光を透明液晶表示パネル１０に導く導光体としての内筐体３０も透明液晶表示パネル１０の全周を囲むように形成されている。ところで、本形態では、外枠１２０の厚さ方向の幅は大きくなっており、外筐体２０及び内筐体の側面を覆うようになっている。しかし、これは例であり、外枠１２０の幅は、図１５のように、画像が形成される領域の厚さよりも小さくともよい。

　図１８は、図１７における外枠１２０を取り除いた状態の側面図である。図１８において、内筐体３０の厚さは、図１５等の場合に比較して厚く形成されている。内筐体３０は外筐体２０によってサンドイッチされている。ＬＥＤ５０からの光は内筐体３０と外筐体２０の界面で反射を繰り返しながら、透明液晶表示パネル１０の側面に入射する。本形態も、透明液晶表示パネル１０に対して、全周からＬＥＤ５０からの光が入射するので、明るい画像を形成することが出来る。

　透明液晶表示パネル１０を駆動するには、電気信号を供給する必要がある。電気信号は、一般的にはフレキシブル配線基板（フィルム状配線基板ともいう）を用いて供給される。フレキシブル配線基板は、厚さ３０μｍ程度の有色の樹脂基材（一般にはポリイミド基板）に銅による配線を施したものである。図１９は、このようなフレキシブル配線基板４５を実施例１における第４形態である図１０に適用した場合である。

　図１０では、ＬＥＤ５０からの光を透明液晶表示パネル１０に導く導光部としての内筐体３０は屈折率ｎ２の透明媒体としているが、図１９に示すように、フレキシブル配線基板４５が不透明であると、透明ディスプレイとしての見栄えを損ねる。図２０は、図１９の側面図である。台座１００に収容されたドライバＩＣから有色フレキシブル配線基板４５を介して透明液晶表示パネル１０の第１基板１１に信号が供給されている。

　図２１は、実施例２における本発明の第１の形態を示す正面図であり、図２２は側面図である。図２１において、透明液晶表示パネル１０に信号を供給するフレキシブル配線基板には、透明フレキシブル配線基板４０が用いられている。透明フレキシブル配線基板４０は、透明樹脂フィルムに視認されにくい微細パターンにより形成された配線４１を用いることによって形成されるものである。この微細パターンにより形成された配線は金属配線であっても良くＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　Ｏｘｉｄｅ）等の金属酸化物導電膜等による、透明導電膜を用いることによって形成されるものであってもよい。基材として用いる透明樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、アクリル等が存在するが、ポリイミドも焼成条件によっては、透明材料とすることが出来る。

　透明フレキシブル配線基板４０は内筐体３０内に配置されるので、内筐体３０に近い屈折率であれば、内筐体３０と透明フレキシブル配線基板４０の界面での反射が抑えられる。透明フレキシブル配線基板４０の基材の屈折率をｎ３とすると、内筐体の屈折率ｎ２、外筐体の屈折率ｎ１の間には、ｎ３、ｎ２＞ｎ１の関係があることが望ましい。

　図２１の他の特徴は、透明フレキシブル配線基板４０を台座１００側に行くにしたがって広げることによって、透明フレキシブル配線基板４０の面積を大きくし、配線４１の間隔を広げていることである。配線間隔を広げることによって、配線４１をより目立たなくすることが出来る。また、配線間隔を大きくすることによって、各配線４１の幅を大きくすることが出来るので、配線抵抗を小さくすることが出来る。

　一例では、透明液晶表示パネル１０の画素ピッチは２００μｍであり、これは視認者にとって配線を視認し難い間隔である。配線４１の間隔も少なくとも透明液晶表示パネル１０の画素ピッチと同等の間隔であれば配線４１が金属配線であろうと視認者にとって視認し難くデザイン性を損ねることが無い。

　図２２は図２１の側面図であり、ＬＥＤが例えば４個、台座１００の厚さ方向に配置されている。内筐体３０内に透明フレキシブル配線基板４０が配置し、透明液晶表示パネル１０に映像信号等を供給する。

　ところで、透明フレキシブル配線基板４０の基材の屈折率によっては、内筐体３０の屈折率との関係で、透明フレキシブル配線基板の反射を十分に抑えられない場合がある。あるいは、透明フレキシブル配線基板の配線４１の屈折率と内筐体３０の屈折率との関係で、配線からの反射が十分に抑えられない場合がある。

　このような場合、透明フレキシブル配線基板の表面に内筐体の屈折率ｎ２、あるいは、透明フレキシブル配線基板の基材の屈折率ｎ３とは異なる屈折率ｎ４を有する透明材料をコーティングあるいは貼り付けることによって、透明フレキシブル配線基板の存在を目立たなくすることが出来る。また、透明フレキシブル配線基板の反射が目立つ場合、透明導電膜４１の屈折率をｎ５としたとき、内筐体の屈折率ｎ２、あるいは、透明導電膜４１の屈折率ｎ５とは異なる屈折率ｎ６を有する透明材料を金属酸化物導電膜４１の上にコーティングあるいは貼り付けることによって、透明フレキシブル配線基板４０の存在を目立たなくすることが出来る。

　図２３及び図２４は、この構成を実現する、実施例２の第２の形態を示す正面図、及び側面図である。図２３の形状は図２１と同様であるが、透明フレキシブル配線基板４０の表面に透明フレキシブル配線基板４０の基材とは異なる屈折率の透明材料４２が形成されている。図２４は、図２３の側面図である。図２４において、ドライバＩＣ等が収容された台座１００から、透明フレキシブル配線基板４０が透明液晶表示パネル１０に延在している。透明フレキシブル配線基板４０の表面には、例えば、屈折率ｎ４である透明材料４２がコーティングされているか、あるいは、貼り付けられている。屈折率がｎ５である金属酸化物導電膜４１からの反射防止を主眼とする場合は、この透明材料４２の屈折率はｎ６である。

　フレキシブル配線基板４０からの反射を防止するというためには、透明材料４２の屈折率ｎ４は、内筐体３０の屈折率ｎ２とフレキシブル配線基板１０の基材の屈折率ｎ３の中間の屈折率であることが望ましい。また、透明導電膜４１からの反射防止を主眼とする場合における、透明材料４２の屈折率ｎ６は、内筐体３０の屈折率ｎ２とフレキシブル配線基板４０に形成されている金属酸化物導電膜４１の屈折率ｎ５との中間であることが望ましい。

　図２５は、実施例２の第３の形態を示す正面図であり、図２６はその側面図である。図２５は、図２３と外形は似ているが、透明液晶表示パネル１０が外筐体２０ではなく、内筐体３０内に収容されている点が異なっている。図２６は、透明液晶表示パネル１０が内筐体３０内に収容され、内筐体３０を挟持するように外筐体２０が形成されていることを示している。図２６において、ＬＥＤ５０からの光は、内筐体３０と外筐体２０の界面で反射を繰り返しながら、透明液晶表示パネル１０に入射する。

　図２５に示すように、透明フレキシブル配線基板４０の配線４１は、斜め配線となっており、場所によって配線の長さが異なる。したがって、透明フレキシブル配線基板４０においては、配線４１の長さによる配線抵抗の差が金属の配線に比べて顕著に表れる。

　図２７はこれを対策する、実施例２の第４の形態を示す正面図であり、透明フレキシブル配線基板４０は、透明液晶表示パネル１０の長辺側と接続している。これによって、透明フレキシブル配線基板４０の幅を大きくすることが出来、斜め配線を使用しなくとも、透明液晶表示パネル１０に信号を供給することが出来る。したがって、透明フレキシブル配線基板４０の配線抵抗を容易に均一化することができる。図２７において、ドライバＩＣ等は支柱１１０または台座１００に配置している。また、支柱１１０内においては、金属配線を使用することが出来る。

　図２８は図２７の側面図である。台座１００と透明液晶表示パネル１０との間には、フレキシブル配線基板が存在していないので、透明液晶表示パネル１０は、内筐体３０内において、浮いているように見える。内筐体３０は、外筐体２０によって挟持された状態となっている。

　図２９及び図３０は、実施例２の第５の形態を示す図であり、図２９は正面図、図３０は側面図である。図２９は、支柱１１０内にＬＥＤ５０を配置し、透明液晶表示パネル１０の短辺側のみでなく、長辺側からもＬＥＤ５０からの光を供給できるようにしたものである。これによって、より明るい画像を形成することが出来る。

　図２９において、ＬＥＤ５０と透明液晶表示パネル１０の間には、導光体としての内筐体３０が配置している。また、図３０に示すように、内筐体２０及び透明液晶表示パネル１０は、外筐体２０によってサンドイッチされている。

　図３１及び図３２は、実施例２の第６の形態を示す図であり、図３１は正面図、図３２は側面図である。図３１及び図３２におけるＬＥＤ５０、内筐体３０、外筐体２０の関係は図１４及び図１５で説明したとおりである。図３１の特徴は、透明液晶表示パネル１０の２辺に透明フレキシブル配線基板４０が接続されている点である。これによって、各フレキシブル配線基板４０における配線密度を小さくすることが出来、配線４１の存在をより目立たなくすることが出来る。また、配線４１の幅を大きくすることが出来るので、配線抵抗を小さくすることも出来る。

　図３３及び図３４は、実施例２の第７の形態を示す図であり、図３３は正面図、図３４は側面図である。図３３の特徴は、透明液晶表示パネル１０の長辺側に支柱１１０を配置し、この支柱１１０にＬＥＤ５０を配置していることである。一方、台座１００にはＬＥＤ５０は配置していない。台座１００と透明液晶表示パネル１０の間には透明フレキシブル配線基板４０が存在している。

　導光体である内筐体３０内に透明フレキシブル配線基板４０が存在すると、ＬＥＤ５０からの光が透明フレキシブル配線基板４０によって散乱し、ちらつきが生じやすくなる。図３３の構成では、導光体となる内筐体３０と透明フレキシブル配線基板４０が分離しているので、このようなちらつきは防止することが出来る。

　ＬＥＤ５０が配置している支柱１１０と透明液晶表示パネル１０の間には、導光体としての内筐体３０が存在している。図３４に示すように、この内筐体３０は、外筐体２０によってサンドイッチされている。そして、ＬＥＤ５０からの光は、内筐体３０と外筐体２０の界面で反射を繰り返しながら透明液晶表示パネル１０に入射する。

　図３５及び図３６は、実施例２の第８の形態を示す図であり、図３５は正面図、図３６は側面図である。図３５において、透明表示装置は外枠１２０によって囲まれている。外枠１２０の形状は図１４、図１５で説明したとおりである。図３５の特徴は、外枠１２０の相対する２辺にＬＥＤ５０を配置しており、台座１００及び台座１００と対向する外枠１２０の辺には、ＬＥＤ５０を配置せず、透明液晶表示パネル１０との間に透明フレキシブル配線基板４０が配置している。

　ＬＥＤ５０からの光を透明液晶表示パネル１０に導く内筐体３０と、透明フレキシブル配線基板４０とを分離することによって、透明フレキシブル配線基板４０からの光の散乱に起因するちらつきを防止するという意味では、図３３の構成と同じである。しかし、図３５では、ＬＥＤ５０を２辺に配置することによって、画像の明るさを向上出来ること、また、透明フレキシブル配線基板４０を２箇所に配置することによって、配線４１の密度を小さくできるので、透明フレキシブル配線基板４０の存在をより目立たなくできるという利点がある。

　図３６は、図３５の側面図であるが、内筐体３０及び透明液晶表示パネル１０は外筐体２０によってサンドイッチされていることは、図３４等と同じである。また、外枠１２０の厚さは、透明表示装置の厚さよりも小さくして、外枠１２０が目立たないようにしている。

　図３７、図３８、図３９は、実施例２の第９の形態を示す図であり、図３７は正面図、図３７は側面図、図３８は外枠１２０をはずした場合の側面図である。図３７において、透明表示装置は円形の外枠１２０内に配置している。円形の外枠１２０及び台座１００にはＬＥＤ５０が配置し、透明液晶表示パネル１０には全周からＬＥＤ５０からの光が入射する。透明液晶表示パネル１０と周辺のＬＥＤ５０との間には、導光体としての内筐体３０が配置している。

　図３７において、透明液晶表示パネル１０の対向する２辺には、透明フレキシブル配線基板４０が接続している。透明フレキシブル配線基板４０は、各々、円形の外枠１２０に配置された回路基板と接続する。図３７では、２枚の透明フレキシブル配線基板４０の各々の面積を大きくすることが出来るので、配線４１の密度を小さくでき、透明フレキシブル配線基板４０の配線４１をより目立たなくすることが出来る。

　図３８に示すように、本形態における外枠１２０の幅は、透明表示装置の厚さと同じかそれよりも厚く形成されている。外枠に金、銀、銅等のメッキを施すことによって、意匠的な効果を発揮することが出来る。図３９は、外枠１２０をはずした場合の透明表示装置の側面図である。図３９に示すように、導光体としての内筐体３０は外筐体２０にサンドイッチされている。ＬＥＤ５０からの光は、内筐体３０と外筐体２０の界面を反射しながら、透明液晶表示パネル１０に入射する。

　図４０、図４１、図４２は、実施例２の第１０の形態を示す図であり、図４０は正面図、図４１は側面図、図４２は外枠１２０をはずした場合の側面図である。図４０において、透明表示装置は円形の外枠１２０内に配置している。図４０が図３７と異なる点は、ＬＥＤ５０は台座１００および台座１００と対向する領域の外枠１２０内に配置しており、ＬＥＤ５０からの光は、透明液晶表示パネル１０の２辺から入射することである。

　透明液晶表示パネル１０の他の２辺には透明フレキシブル配線基板４０が接続しており、２枚の透明フレキシブル配線基板４０は各々広い面積を占めている。したがって、配線密度を小さくすることが出来、透明フレキシブル配線基板４０の配線４１をより目立たなくすることが出来る。また、ＬＥＤ５０からの光は透明フレキシブル配線基板４０と干渉しないので、透明フレキシブル配線基板４０によるちらつきの現象を無くすことが出来る。

　図４１は、図４０の側面図であり、図３８で説明したのと同じである。図４２は、透明液晶表示パネル１０及び導光板としての内筐体３０は外筐体２０によってサンドイッチされた構成となっている。ＬＥＤ５０からの光は、内筐体３０と外筐体２０の界面を反射しながら透明液晶表示パネル１０に入射する。

　図４３、図４４、図４５は、実施例２の第１１の形態を示す図であり、図４３は正面図、図４４は側面図、図４５は外枠をはずした場合の側面図である。図４３において、透明表示装置は円形の外枠１２０内に配置している。図４３が図４０と異なる点は、透明液晶表示パネル１０と接続する透明フレキシブル配線基板４０の配線４１が直線になっている点である。配線４１が複雑な形状であると、配線抵抗を均一化することが困難になるが、配線４１が直線であれば、配線抵抗の調整が容易である。

　図４３では、図４０に比べて、台座１００、及び台座１００と対向する領域の外枠１２０におけるＬＥＤ５０の数が増加している。したがって、図４０の場合よりも明るい画像を形成することが出来る。図４４は側面図であるが、図４１で説明したのと同様である。また、図４５は外枠を外した状態の側面図であるが、図４５においては、ＬＥＤ５０の数が増えている他は図４２で説明したのと同じである。

　図４６は、本発明で使用される透明フレキシブル配線基板４０の例を示す平面図である。図４６の透明フレキシブル配線基板４０において、点線で示す直線の上側が透明表示装置内に延在する部分であり、下側が台座１００内に存在する部分である。透明フレキシブル配線基板４０には透明液晶表示パネル１０を駆動するドライバＩＣ６０が搭載されている。ドライバＩＣ６０には、外部回路から、電源や信号が入力される入力側６１と、ドライバＩＣ６０から走査信号及び映像信号線を送り出す、出力側６２が存在する。

　本発明の透明フレキシブル配線基板４０では、出力側６２には、配線４１が接続されるが、配線４１は比抵抗が大きいので、配線抵抗を下げるために、幅広に形成されている。したがって、出力側６２はより広い面積が必要である。図４６においては、ドライバＩＣ６０の第１の長辺、２個の短辺及び、第２の長辺の一部を使用して出力側６２の接続面積を広げている。

　なお、入力側６１は、台座１００に隠されており、配線４１と異なる金属配線４６を使用することが出来るので、配線ピッチを小さくすることや配線幅を大きくすることが出来る。したがって、入力側６１の接続面積は小さくすることが出来る。

　図４７は、本発明で使用される透明フレキシブル配線基板４０の他の例を示す平面図である。図４７の透明フレキシブル配線基板４０において、点線で示す円の内側が透明表示装置内に延在する部分であり、外側が円形の外枠１２０内に存在する部分である。ドライバＩＣ５０において、出力側６２により多くの面積を割り当てることは、図４６において説明したとおりである。

　図４７において、透明フレキシブル配線基板４０からの配線を、外枠１２０内に配置した２つのドライバＩＣ６０で受け持っている。これによって、配線４１を引き回すことを避けることが出来る。なお、ドライバＩＣ６０の入力側は金属配線４６なので、台座１００方向に引き回しても、配線抵抗の問題は少ない。

　図４８は、本発明による透明表示装置の具体的な構造の例を示す断面図である。図４８において、透明液晶表示パネル１０は導光体としての役割を有する内筐体３０内に収容されている。内筐体３０は外筐体２０によってサンドイッチされている。内筐体３０の屈折率ｎ２は外筐体２０の屈折率ｎ１よりも大きい。内筐体３０の両端部にはＬＥＤ５０が配置している。ＬＥＤ５０からの光は、内筐体３０と外筐体２０の界面において反射を繰り返しながら透明液晶表示パネル１０に入射する。一方のＬＥＤ５０は、外枠１０の内部においてＬＥＤ用フレキシブル配線基板５５に搭載され、他方のＬＥＤ５０は、台座１００内のＬＥＤ用フレキシブル配線基板５５に搭載されている。

　透明液晶表示パネル１０には、配線４１が形成された透明フレキシブル配線基板４０が接続して、走査信号や映像信号線を透明液晶表示パネル１０に供給する。透明フレキシブル配線基板４０には台座１００内において、ドライバＩＣ６０が搭載されている。透明フレキシブル配線基板４０は台座１００内に配置した回路基板７０と接続する。回路基板７０には、ＬＥＤ５０用のフレキシブル配線基板５５も接続している。

　透明液晶表示パネル１０や透明フレキシブル配線基板４０には段差が存在しているので、内筐体３０が硬い材料であると、隙間が発生する危険がある。そこで、図４８に示す実施例では、内筐体３０をシリコン樹脂、あるいは、ウレタン樹脂等による透明ゲルによって形成し、内筐体３０内に隙間が発生しないようにしている。

　そして内筐体３０を、気泡が発生しないように、外筐体２０で挟んだ状態で、台座１００あるいは外枠１２０にはめ込む構成となっている。ここで、内筐体３０には、ウレタン樹脂やシリコン樹脂で形成された透明ゲル等が用いられ、外筐体２０には、ガラス、アクリル樹脂、ポリカーボネート等の樹脂が用いられる。

　図４８に示すＬＥＤ５０は高熱を発生する。ＬＥＤ５０が台座１００及び外枠１２０に多数配置される構成では、透明表示装置自体が高温になる。図４９は、これを対策するための、実施例４における第２の形態を示す断面図である。図４９では、ＬＥＤ用フレキシブル配線基板５５の背面にヒートパイプ８０を配置している。ヒートパイプ８０は、熱伝導のよい銅合金等で形成された外囲器内に水等の液体を密閉したものであり、熱を高温部分から低温部分に速やかに移動させる。ヒートパイプ８０の厚さは３ｍｍ程度にすることも出来る。ヒートパイプ８０を用いるには、いずれかの場所に放熱部分を設ける必要がある。例えば、台座１００部分に金属のフィンを形成することで放熱部分を形成することが出来る。なお、ドライバＩＣ６０も高熱となるので、ドライバＩＣ６０についても、ヒートパイプ８０の効果を及ぼすようにすることが望ましい。

　図５０乃至図５２は、ヒートパイプ８０によって、透明表示装置を囲った例である。図５０において、ＬＥＤ５０は透明表示装置の長辺側に配置している。ヒートパイプ８０は、ＬＥＤ用フレキシブル配線基板５５の外側において、表示装置の全周を囲っている。ＬＥＤ用フレキシブル配線基板５５も表示装置の全周を囲っているが、ＬＥＤ用フレキシブル配線基板５５は、ＬＥＤ５０が配置された辺にのみ配置してもよい。図５０では、台座１００が省略されているが、台座１００部分にヒートパイプ８０の低温部を配置することが出来る。

　図５１は、図５０の側面図である。図５１において、透明表示装置の外側はヒートパイプ８０によって囲まれている。ヒートパイプ８０は、高温となるＬＥＤ５０の存在している部分のみに配置されているので、ヒートパイプ８０の厚さは、透明表示装置の厚さよりも小さい。図５２は、ヒートパイプ８０を取り除いた状態での、透明表示装置の側面図である。この構成は、実施例１及び実施例２で説明した本発明の構成と同じである。

　図５３乃至図５５は、ヒートパイプによって、透明表示装置を囲った、他の例である。図５３の表示装置は外形が円形である。図５３において、ＬＥＤ５０は透明表示装置の台座１００側及び台座１００と対向する外枠１２０部分に配置している。ヒートパイプは、ＬＥＤ用フレキシブル配線基板５５の外側において、表示装置の全周を囲っている。ＬＥＤ用フレキシブル配線基板５５も表示装置の全周を囲っているが、ＬＥＤ用フレキシブル配線基板５５は、ＬＥＤ５０が配置された辺にのみ配置してもよい。図５３では、台座１００が省略されているが、台座１００部分にヒートパイプの低温部を配置することが出来る。

　図５４は、図５３の構成に外枠１２０を配置した例における透明表示装置の側面図である。ヒートパイプ８０は外枠１２０の内側に配置している。なお、外枠１２０に熱伝導のよい銅等の金属を用いることによって、ヒートパイプ８０を補助する放熱手段として使用することが出来る。図５５は、外枠１２０及びヒートパイプ８０を除去した状態における透明表示装置の側面図である。この構成は、実施例１及び実施例２において説明した本発明の構成と同じである。

　また、上述のように有機ＥＬ表示装置及びマイクロＬＥＤ表示装置は、バックライトは不要である。しかし、表示画面が中空に浮いたように見える表示装置とするためには、台座から表示パネルに信号を送るためのフレキシブル配線基板を目立たなくする必要がある。したがって、本発明の実施例２で説明した構成は、有機ＥＬ表示装置及びマイクロＬＥＤ表示装置についても有用である。

　本発明は、透明表示パネルとＬＥＤや外部回路や台座との距離に依存しない自由なレイアウトを可能とし、表示装置のデザインの自由度を広げるものである。表示装置としては、例えば透明表示パネルを利用したトロフィーやデジタルフォトフレーム等のデザインの透明性を特徴とした置物や、透明のドアや窓等のガラス材の一部に透明表示パネルを組み込んだものに利用することができる。

　また透明の外筐体２０に内蔵され、透明フレキシブル配線基板４０が接続され、台座１００と離間された位置にある表示パネル１０は、透明表示パネルに限らず、バックライトを備えた液晶表示装置であっても良い。バックライトを備えた液晶表示装置であっても透明フレキシブル配線基板は透明であり、表示装置として見た際のデザイン性を損ねることは無い。

　１０…透明液晶表示パネル、１１…第１基板、　１２…第２基板、　１３…シール材、　１４…液晶層、　２０…外筐体、　３０…内筐体、　４０…透明フレキシブル配線基板、　４１…フレキシブル配線基板配線、　４２…透明膜、　４５…有色フレキシブル配線基板、　４６…金属配線、　５０…ＬＥＤ、　５５…ＬＥＤ用フレキシブル配線基板、　６０…ドライバＩＣ、　６１…ドライバＩＣの出力側、　６２…ドライバＩＣの入力側、　７０…配線基板、　８０…ヒートパイプ、　１００…台座、　１１０…支柱、　１１１…画素電極、　１２０…外周枠、　１２１…コモン電極、　１４１…液晶分子

Claims

　台座の上に第１の主面と第２の主面を有する板状の表示媒体が配置した表示装置であって、
　前記表示媒体には、屈折率ｎ１である第１の透明媒体の内部に液晶表示パネルが配置し、
　前記台座には、前記液晶表示パネルに光を供給する第１のＬＥＤが配置し、
　前記第１のＬＥＤと前記液晶表示パネルの間には、屈折率ｎ２である第２の透明媒体が存在し、
　ｎ２＞ｎ１であることを特徴とする表示装置。
　前記第２の透明媒体は前記第１の透明媒体によって挟持されていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
　前記第２の透明媒体は前記第１の透明媒体の内部に収容されていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
　前記液晶表示パネルは、前記第２の透明媒体内に収容されていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
　前記台座には、支柱が配置され、前記支柱には、第２のＬＥＤが配置し、前記第２のＬＥＤと前記液晶表示パネルの間には、前記第２の透明媒体が存在することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
　前記表示媒体を囲むように、外枠が形成され、
　前記外枠には第２のＬＥＤが配置し、
　前記第２のＬＥＤと前記液晶表示パネルの間には、前記第２の透明媒体が存在していることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
　前記液晶表示パネルは平面で視て、前記第１のＬＥＤと前記第２のＬＥＤによって囲まれていることを特徴とする請求項６に記載の表示装置。
　前記液晶表示パネルは、平面で視て、前記第２の透明媒体によって囲まれており、前記第２の透明媒体は、前記第１の透明媒体によってサンドイッチされていることを特徴とする請求項６に記載の表示装置。
　前記台座と前記液晶表示パネルの間には、前記液晶表示パネルに信号を供給するための、フィルム状配線基板が配置し、
　前記フィルム状配線基板は、屈折率がｎ３である透明基材で形成され、ｎ１＜ｎ３であり、前記透明基材の上に配線が形成されている構成であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
　前記フィルム状配線基板は、前記第２の透明媒体中に存在することを特徴とする請求項９に記載の表示装置。
　前記フィルム状配線基板の表面には、屈折率がｎ４である膜が存在し、ｎ４は、ｎ２とｎ３の中間の値であることを特徴とする請求項９に記載の表示装置。
　前記フィルム状配線基板に形成された前記配線の屈折率をｎ５としたとき、前記配線の表面には、屈折率がｎ６である膜が存在し、ｎ６は、ｎ２とｎ５の中間の値であることを特徴とする請求項９に記載の表示装置。
　前記台座には、支柱が配置し、前記支柱と前記液晶表示パネルの間には、フィルム状配線基板が配置し、
　前記フィルム状配線基板は、前記透明基材の上に配線が形成されている構成であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
　　前記台座には、前記表示媒体を囲むように、外枠が配置し、
　前記外枠において、前記台座と対向する領域には第２のＬＥＤが配置し、
　前記外枠において、前記第２のＬＥＤが配置していない領域と前記液晶表示パネルの間には、フィルム状配線基板が配置し、
　前記フィルム状配線基板は、前記透明基材の上に配線が形成されている構成であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
　表示パネルと、
　外部配線基板と、
　前記表示パネルと外部配線基板とを接続するフィルム状配線基板と、
　前記外部配線基板を収納する収納部と、
を備えた表示装置であって、
　前記フィルム状配線基板の少なくとも一部は前記収納部から露出されており、
　前記フィルム状配線基板は透明樹脂により形成された基材と、前記基材上に形成された複数の配線を有する、ことを特徴とする表示装置。
　前記表示装置はさらにＬＥＤを有し、
前記表示パネルは透明表示パネルであって、
　前記透明表示パネルは第１の主面と前記第１の主面と反対の第２の主面と、前記第１の主面と前記第２の主面との間に側面を有し、
　前記ＬＥＤは前記収納部に収納され、前記透明表示パネルの前記側面に向かって光を照射する、ことを特徴とする請求項１５に記載の表示装置。
　前記表示装置はさらに、前記収納部と前記透明表示パネルの前記側面との間に前記ＬＥＤからの光を前記側面に導光させる第１の透明媒体を有し、
　前記フィルム状配線基板は、前記透明表示パネルの前記第１の主面側と前記第２の主面側の両面を、前記第１の透明媒体によって覆われている、ことを特徴とする請求項１６に記載の表示装置。
　前記表示装置はさらに、前記透明表示パネル及び前記第１の透明媒体の外形を覆う第２の透明媒体を有し、
　前記第１の透明媒体は屈折率ｎ２であり、
前記第２の透明媒体は前記屈折率ｎ２より小さい屈折率ｎ１である、ことを特徴とする請求項１７に記載の表示装置。
　前記表示パネルは、マイクロＬＥＤ表示パネルである、請求項１５に記載の表示装置。
　前記表示パネルは、有機ＥＬ表示パネルである、請求項１５に記載の表示装置。