JP2007510948A - スイッチング可能透明ディスプレイ - Google Patents

Abstract

本発明は、２つの異なるモード、即ち、透明モード及び表示モードで動作するように備えられた表示装置（１００）に関する。本発明の概念は、透明プレート（１０１）が複数の光出射手段（１０２）を備えていることである。各々の光出射手段の領域は、光出射手段を備えたプレートは人間の目に透明であるように現れる必要があるため、それが照明する対応する画素の領域（１０４）に比べて小さい必要がある。第１スイッチング可能拡散板（１０３）はそのプレートの前に置かれる。それ故、表示装置は、拡散板が透明モードで動作されるときに実質的に、透明に見える一方、表示モードで動作されるときに、光出射手段から出射される光は拡散され、表示装置の均一な画素が得られる。

Description

本発明は、２つの異なるモードであって、透明モード及び表示モードにおいて動作するように備えられているディスプレイ装置に関する。

ディスプレイ技術の進展に伴い、主に、ディスプレイ装置が益々安価になってきているということのために、人々はより大きい表示スクリーンを購入する傾向にある。このことは、昨年に増加したホームシネマシステムの数をまさに考える場合に、映画は大きいスクリーンで観るときにより大きい広がりで楽しめるために、論理的な傾向である。しかしながら、大きい表示スクリーンは非常に大きい体積を有し、殆どのユーザは、それらが作動状態にないとき、即ち、視聴されていないとき、できるだけ小さい空間に収まることを望んでいる。表示スクリーンはしまうことができ、使用するときに取り出すことができるか又は、十分広い自由な空間が永久に屋外に表示スクリーンを出したまま利用可能にすることを望んでいる。

米国特許第５，４１６，６１７号明細書において、動作モードを除いて透過性であり、光が表示スクリーンを透過するようになっていて、動作モードで従来の表示モードのように反射し且つ拡散するようになる表示スクリーンについて記載されている。その表示スクリーンは、拡散するようになるポリマー分散液晶ディスプレイを有するセルと、吸収及び反射するようになる電気泳動材料を有するセルとの組み合わせから得られる。動作モードを除いて、その表示スクリーンは透明であり、それ故、何れの表面、例えば、窓に固定されることができる。

米国特許第５，４１６，６１７号明細書を用いる問題点は、しかしながら、上記の表示スクリーンは、典型的には、ランプにより照明される結晶マトリクスの集合又はＣＲＴを備えた光源を有する画像投影装置と関連付けられるときに画像投影のための表示スクリーンとして用いられることである。これには、表示スクリーンが使用中でないときにしまう必要はないが、スクリーンは尚も、スクリーンからの特定の距離に位置付けられた投影装置に関連付けられる必要があるという影響がある。これは、表示スクリーン及び関連投影装置は一体化されないため、かなりの体積を占有する表示の課題を有している。正しくは、それらは、互いに協働する必要がある２つの別個の装置である。
米国特許第５，４１６，６１７号明細書

本発明の目的は、上記の問題点を解決し且つ表示装置を一体化する解決方法を与える表示装置を提供することである。本発明の他の目的は、表示装置が窓に取り付けられる又は一体化されることができるように、非動作モードにおいて本質的に透明である表示装置を提供することである。

この目的は、請求項１に従って、２つの異なるモード、即ち、透明モード及び表示モードにおいて動作するように備えられた表示装置により達成される。好適な実施形態は、従属請求項により規定されている。

本発明の特徴に従って、表示装置は、複数の光出射手段を備えた透明プレートを有し、各々の光出射手段は表示装置の画素領域を照明するように動作可能である。各々の光出射手段の領域は対応する画素領域より小さい。表示装置は、例えば、液晶材料を有する第１スイッチング可能拡散板を更に有する。拡散板は、表示装置が透明モードで動作するときに透明であるように、そして、示装置が表示モードで動作するときに光出射手段の少なくとも一部から出射される光を拡散するように備えられる。前記少なくとも一部の光出射手段は、それにより、表示モードにおいて対応する画素領域を照明する。

本発明の概念は、例えば、窓の形のガラスプレート又は壁に掛けられたガラスプレート等の透明プレートが複数の光出射手段を備えていることである。光出射手段は、表示装置の画素を規定するグリッドの状態に配置される。各々の光出射手段の領域は、それが照明する対応する画素の領域に比べて小さい必要がある。各々の光出射手段の領域が対応する画素領域に比べて実質的に小さい場合、光出射手段を備えた透明プレートは人間の目には透明に見える。第１スイッチング可能拡散板はそのプレートの前に置かれる。それ故、表示装置は、拡散板が透明モードで動作されるとき、実質的に透明に見える一方、表示モードで動作されるとき、光出射手段から出射される光は拡散され、均一に照明された表示装置の画素が得られる。

本発明は、表示照明手段及び実表示スクリーンの両方を有する一体化されたディスプレインお解決方法を提供することができるため、有利である。更に、一体化されるディスプレイの解決方法における透明な特性のために、窓にその表示装置を取り付けること又は窓内にその表示装置を備えることが可能である。その表示装置は又、動作していないときに透明である表示装置を有することが望まれる場合、壁又は何れの他の適切な領域に掛けられることが可能である。表示装置は窓又は壁に取り付けられることができるということのために、何れの有効スペースを占有せず、それ故、動作されないときにしまう必要はない。表示装置が視聴されないとき、人間の目には透明に見え、それ故、“視認されない”。

ディスプレイのユーザは、表示装置が非動作モードにあるとき、表示装置が格好よくないと不満をもつ傾向にある。本発明は、従って、この問題点を排除する。通路又は他の部屋に面する窓を有する会議室において、本発明の表示装置は、表示モードにおいて拡散板を位置付けられているが、光出射手段を活性化しないで、前記窓を不透明な分離体に変換するように用いられることが可能である。他の代替としては、光出射手段を活性化し、窓を所望の画像を表示する表示装置として用いることがある。コンピュータが表示装置に接続され、表示装置は、例えば、俯瞰画像を表示する投影ユニットに対する代替として用いられることが可能である。本発明は、簡単にディスプレイを窓に取り付け且つ窓の外側の方に表示装置を方向付けることにより、広告手段として窓を利用することが可能である点で更に優位性を有する。

本発明の実施形態に従って、拡散板は２つの導電性ガラスの間に挟まれたポリマー分散液晶（ＰＤＬＣ）材料を有する。電界がそれらの導電性ガラスに印加されないとき、液晶はランダムに配向され、それにより表示モードが生成される。電界が印加されるとき、液晶は電界に値して平行に配向され、光は透過し、それにより透過モードが生成される。

本発明の実施形態に従って、拡散板は液晶（ＬＣ）ゲル材料を有する。ＬＣゲルは、ＰＤＬＣ効果材料と比べて反対の様式で機能する。電界がＬＣゲルに印加されないとき、光は透過し、それ故、透明モードが有効になる。電界が印加されるとき、表示モードが得られる。

ＰＤＬＣ材料は、ＬＣゲル材料より低い駆動電圧を必要とする有利点を有する。ＬＣゲル材料は、他方で、電力がオフであるとき、表示が透明モードにある有利点を有し、そのことは、特定のアプリケーションにおいて好ましい。ＬＣゲル材料に対してＰＤＬＣ材料を選択するためには、実際のアプリケーションを考慮する必要がある。

本発明の他の実施形態に従って、通常のＬＥＤ、ＯＬＥＤ又はＰＬＥＤ材料等のパッチのようなＬＥＤタイプの光出射手段が用いられる。

本発明の他の実施形態に従って、光学要素がそれぞれの光出射手段において備えられる。光学手段は、それぞれの光出射手段が対応する画素領域を均一に照明するように焦点距離を有する。この実施形態は、画素領域に入射する光の均一性が改善されることができる有利点を有する。例えば、レンズである光学要素は、光出射手段に近接して位置付けられ、光出射手段と同じ大きさを有する必要がある。

本発明の他の実施形態に従って、光出射手段は透明プレートにおいてライン状に及び列状に配列され、アドレッシング手段は光出射手段の列及びラインをアドレス指定するように備えられる。このことは、表示装置の各々の画素が個々にアドレス指定される（及び照明される）という有利点を有する。表示装置は、能動的又は受動的であることが可能であり、それらの両方の場合、所望の光出射手段は対応する列及び行を活性化することにより選択される。他方、例えば、企業のロゴ又は特定の他の“固定された”情報が表示される場合、光出射手段の固定された所定のパターンは、それ故、本発明の他の実施形態に従って配列されることができるために、アドレッシング手段は必要ない。

本発明の他の実施形態に従って、第２スイッチング可能拡散板が、第１拡散板に対して平行に且つ透明プレートの反対側に備えられる。第２拡散板は、第１拡散板のように、透明モードで動作するときに透明であるように、そして、表示モードであるときに光出射手段の少なくとも一部から出射される光を拡散するように備えられる。光出射手段は、表示モードにおいて対応する画素領域を照明するように動作可能である。

この実施形態は、表示装置を両側から見ることができる有利点を有する。ここ実施形態は又、窓に取り付けられた表示装置に入射する太陽光の少なくとも一部を第２拡散板において反射する有利点を有する。それ故、表示の反対側、即ち、第１拡散板が備えられている側のコントラストは、第１拡散板のみが使用される実施形態に比べて改善される。この実施形態は、第２拡散板が光出射手段において窓の外側の方向に直接“漏れ”ないようにする有利点を有する。その方向に光が漏れる場合、窓の外側にいるビューアは、第２拡散板を用いることなく、その光を見ることとなる。従って、ビューアはこの不快である体験をすることとなる。

本発明の更なる特徴及び有利点については、以下の詳細説明及び同時提出の特許請求の範囲を読むとき、明らかになるであろう。当業者は、本発明の種々の特徴は、以下に説明される実施形態以外の実施形態を構成するように組み合わされることが可能であることを理解することができるであろう。

図１は、本発明の実施形態に従った透明モード及び表示モードにおいて作動するように備えられる表示装置１００の模式図である。透明プレート１０１は複数の光出射手段１０２を備えている。透明プレートの前にはスイッチング可能拡散板１０３が備えられている。下で説明するように、その拡散板は液晶材料を有し、その液晶材料は、拡散板、それ故、表示装置が透明モード及び表示モードで動作することを可能にする。図１の上の部分は透明モードにおける表示装置を示し、その透明モードにおいて表示装置は実質的に透明である。これは、例えば、ＬＥＤ、ＰＬＥＤ又はＯＬＥＤのフィルム、若しくは特定の他の適切な光出射手段である各々の光出射手段の領域は、図１の下の部分に示すように、ディスプレイの各々の一様に照射された画素１０４の領域に比較して小さいということによる。図１の下の部分は、拡散板が表示モードで動作するときの表示装置を示している。ディスプレイの暗い画素は、対応する光出射手段が活性状態にあることを示す一方、明るい画素は、対応する光出射手段が非活性状態にあることを示している。

このように、表示照明手段及び実表示スクリーンの両方を有する、一体化されたディスプレイの解決方法を提供することが可能である。表示装置の透明な特徴は、例えば、壁又は窓にその表示装置を位置付けることを非常に容易且つ便利にする。多くの従来技術の表示装置と異なり、壁又は窓に取り付けられるとき、その表示装置は何れの有効スペースを占有しないため、その表示装置を使用しないとき、それをしまう必要がない。これは、コンパクトな居住の問題点が考慮される現代の家庭においては、重要な特徴である。光出射手段のアドレッシングの複雑度はプリケーションに依存する。映画を観ることを望む場合、そのことはしばしば真実であり、そのアドレッシングは速い必要がある。

しかしながら、図２に示すように、ロゴ又は一部の他の所定の固定されたパターンのみであって、ここでは、“Ｐ”を示す必要がある場合、動画を与える必要はないため、複雑なアドレッシングは必要ない。簡単に、拡散板２０３は表示モードで動作し、光出射手段２０２は表示装置２００において“Ｐ”を表示するためにアドレッシングされる。代替として、光出射手段の複雑なマトリクスを備える必要はないが、光出射手段のみが所望の画像を生成するために必要である。この場合、そのアドレッシングは非常に簡単であり、光出射手段をオン又はオフに切り換えるのみである。

上記のように、拡散板は、例えば、ＰＤＬＣ材料又はＬＣゲル材料等の液晶材料を有することが可能である。図３は、ＰＤＬＣ拡散板３０３の断面図であり、上の部分は表示モード、即ち、光散乱モードにおける拡散板を示し、図３の下の部分は透明モードにおける拡散板を示している。液晶材料３０５は２つの透明な導電性（ガラス）プレート３０６の間に備えられている。電界がガラスプレート３０６間に印加されていないとき、図３の上の部分に示すように、表示モードを生成する液晶はランダムに配向していて、光は種々の方向に散乱する。電圧発生器３０７により電界が印加されるとき、図３の下の部分に示すように、液晶は、その電界に平行に配向され、光は透過し、透明モードが生成される。ＬＣゲルが使用され、電界が印加されていないとき、液晶は配向され、透明モードになる。電界が印加されるとき、液晶は光を散乱し、それ故、表示モードになる。

図４は、本発明の実施形態に従った光出射手段４０２を備えたプレート４０１の前に使用するレンズ４０８を示している。各々のレンズは、それぞれの光出射手段が拡散板４０３における対応する画素領域４０４を均一に照明するような焦点距離を有する。このことは、画素領域に入射する光の均一性を改善することができる有利点を有する。又、適切なレンズを選択することにより、レンズを用いない状態に比較して非常に大きい画素領域が生成されるように光出射手段からの光が屈折される。レンズは光出射手段に近接して位置付けられる必要があり、本質的にその光出射手段と同じ大きさを有し、それ故、透明性の特徴は低下しない。

図１及び図２に示す光出射手段は、上記のように、ＰＬＥＤ／ＯＬＥＤフィルムを有することが可能である。ＰＬＥＤ／ＯＬＥＤ電力は、従来技術において周知であるように、透明なＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）電極により供給される。

図５は、図１及び図２に示すものに加えて、本名発明の他の実施形態を示し、第２スイッチング可能拡散板５０９は第１拡散板５０３に平行に且つ透明プレート５０１の反対側に備えられている。第２拡散板は、第１拡散板と同様に、透明モードで動作されるときに透明であるように、及び表示モードで動作されるときに光出射手段５０２の少なくとも一部から出射される光を拡散するように備えられている。光出射手段は、表示モードにおける対応する画素領域５０４を照明するように動作可能である。第２拡散板は、第１拡散板と同一であることが可能であり又同一でないことが可能である。

この実施形態は、表示装置を両側から見ることができるため、有利である。この実施形態は又、窓に取り付けられる表示装置に入射する可能性がある太陽光は第２拡散板５０９により少なくとも一部が反射されるため、有利である。それ故、表示の反対側、即ち、第１拡散板５０３が備えられている側のコントラストは、１つの反射板のみを用いる実施形態に比べて改善される。

光出射手段が窓の外側の方向に直接、光を漏らさない場合、光の一部は外側の方向に第１拡散板により散乱されるため、窓の外側から第１拡散板を見ることができることに留意されたい。例えば、金属陰極がＰＬＥＤ又はＯＬＥＤ材料のために用いられる場合、窓の外側の方向に光は漏れない。

本発明においては、特定の例示としての実施形態に関連して詳述したが、多くの種々の変形、修正等が可能であることは当業者には明らかであろう。上記の実施形態においては、それ故、同時提出の特許請求の範囲に記載している本発明の範囲を限定することを意図するものではない。

本発明の実施形態に従って、透明モード及び表示モードにおいて動作するように備えられた表示装置の模式図である。 本発明の実施形態に従って、ロゴ又は特定の他の所定の固定されたパターンを表示する表示装置を示す図である。 本発明の実施形態に従った、例えば、ＰＤＬＣのような液晶材料を有する拡散板の断面図である。 本発明の実施形態に従った、光出射手段を備えた透明プレートの前に用いるレンズを示す図である。 本発明の実施形態に従った、第１拡散板に平行に且つ透明プレートの反対側に備えられた第２スイッチング可能拡散板を示す図である。

Claims (9)

1. ２つの異なるモード、即ち、透明モード及び表示モードにおいて動作するように備えられた表示装置であって：
   複数の光出射手段を備えた透明プレートであって、前記光出射手段の各々は前記表示装置の画素領域を照明するように動作し、各々の光出射手段の領域は対応する画素領域より小さい、透明プレート；及び
   前記透明モードで動作するときに透明になるように、そして前記表示モードで動作するときに前記光出射手段の少なくとも一部から出射される光を拡散するように備えられた第１スイッチング可能拡散板であって、前記光出射手段の前記少なくとも一部は前記表示装置における対応する画素領域を照明するように動作する、第１スイッチング可能拡散板；
   を有することを特徴とする表示装置。
2. 請求項１に記載の表示装置であって、前記光出射手段はＬＥＤである、ことを特徴とする表示装置。
3. 請求項１に記載の表示装置であって、前記光出射手段はＰＬＥＤ又はＯＬＥＤ材料を有する、ことを特徴とする表示装置。
4. 請求項１に記載の表示装置であって、前記拡散板は、２つの導電性ガラスのシートの間に備えられたポリマー分散液晶材料を有し、その拡散板は、電界が前記導電性ガラスに印加されるときに透明モードで、そして電界が前記導電性ガラスに印加されないときに表示モードで動作する、ことを特徴とする表示装置。
5. 請求項１に記載の表示装置であって、前記拡散板は、２つの導電性ガラスのシートの間に備えられた液晶ゲル材料を有し、その拡散板は、電界が前記導電性ガラスに印加されるときに表示モードで、そして電界が前記導電性ガラスに印加されないときに透明モードで動作する、ことを特徴とする表示装置。
6. 請求項１に記載の表示装置であって：
   それぞれの前記光出射手段において備えられている光学要素であって、前記それぞれの前記光出射手段が対応する前記画素を均一に照明するように焦点距離を有する、光学要素；
   を更に有する、ことを特徴とする表示装置。
7. 請求項１に記載の表示装置であって、前記光出射手段は前記透明プレートにおいて行列状に配列し、前記表示装置は：
   前記光出射手段の行及び列をアドレス指定するように備えられているアドレッシング手段；
   を有する、ことを特徴とする表示装置。
8. 請求項１に記載の表示装置であって、プレートに備えられた前記光出射手段は、前記拡散板が前記表示モードで動作するとき、固定された所定の画像がディスプレイに表示されるように相互接続されている、ことを特徴とする表示装置。
9. 請求項１に記載の表示装置であって：
   前記第１拡散板に平行に且つ前記透明プレートの反対側に備えられている第２スイッチング可能拡散板であって、透明モードで動作するときに透明であるように、そして表示モードで動作するときに前記光出射手段の少なくとも一部から出射される光を拡散するように備えられ、前記光出射手段の前記少なくとも一部は前記表示モードにおける対応する画素領域を照明するように動作する、第２スイッチング可能拡散板；
   を更に有する、ことを特徴とする表示装置。

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