JP2008083510A - 表示装置及び表示方法 - Google Patents

Abstract

【課題】透明ディスプレイに表示した文字や画像が後ろの商品と重なって見え、表示内容によってもしくは背後の商品によっては、表示内容を認識し難い場合がある。屋外で使用した場合には、外光の強度、入射角度の条件により、画像の視認性が悪化する問題がある。
【解決手段】画素ごとに表示状態と非表示状態に切り替わる第１の表示パネルと、第１の表示パネルの背面に重ねられた第２の表示パネルと、第２の表示パネルの表示状態を制御する制御手段と、を備えた表示装置であって、第１の表示パネルが、表示状態では画素が発光し、非表示状態で透明である画像表示機能を有し、第２の表示パネルは、領域ごとに光透過性を変化させる手段を有し、制御手段は、第１の表示パネルの表示状態と、第２の表示パネルの光透過性を制御する手段を有することを特徴とする表示装置である。
【選択図】図１

Description

本発明は、視認性、認識性、デザイン性に優れた表示装置及び表示方法に関する。特に、外光が変化する状況にあっても視認性を良好に維持する必要のある室外表示パネル及び表示方法に関する。また、両面に情報を表示する表示パネル及び表示方法に関する。

近年、液晶ディスプレイに変わる新しいディスプレイとして、有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子ともいう。）を用いた有機ＥＬディスプレイが注目されている。有機ＥＬディスプレイの特徴としては、自発光素子であり表示品質が高く、応答性能も優れ、薄型軽量化が可能、更にフレキシブル構造が可能、といった利点を有している。

また、有機ＥＬディスプレイの場合は、非表示状態で透明なディスプレイ（以降、透明ディスプレイとも言う。）が可能である。使用する有機材料が薄膜で透過率が高く、かつ陽極電極及び陰極電極の両者に透明電極を用いることで、透過率の高い透明ディルプレイが可能となる。また、各種の発光色の異なる発光材料を使用することで、多色化（マルチカラーやフルカラー）表示も可能となる。

反面、液晶表示素子で透明ディスプレイを構成した場合は、唯一モノカラー表示のみが可能となる。ニュートラル偏光版を使用した場合には透明な背景に黒表示となり、カラー偏光板を使用した場合は、例えば赤色偏光板では透明な背景に赤表示が可能となるが、多色表示は出来ない。多色表示の為にカラーフィルターを用いた場合は、透過率が低下し透明ディスプレイとならない。

有機ＥＬディスプレイを用いた透明ディスプレイの用途としては、例えばショーウインドウの前面ガラスの一部に用い、非表示状態では透明で中の商品が見え、表示状態では文字や画像のみが光り浮き出るデザイン性に飛んだショーウインドウが可能となる。

しかし、透明ディスプレイをショーウインドウの前面ガラスの一部に使用した場合、表示部以外は透明なため、表示した文字や画像が後ろの商品と重なって見え、表示内容によってもしくは背後の商品によっては、表示内容を認識し難い場合がある。また、透明ディスプレイを屋外で使用した場合には、外光の強度、入射角度の条件により、表示した文字や画像の視認性が悪化する問題がある。このような場合は、せっかくの表示情報が見ている人に伝わらない。
特開平１０−６９２３８号公報 特開平１０−２３３２８６号公報 特開平１０−３２１３７１号公報

本発明はかかる問題を解決するものであり、視認性に優れた表示パネルを提供すること及び、視認性の優れた表示方法を提供することを課題とする。

上記課題を解決するための本発明の構成を以下に示す。

（第１の発明）
画素ごとに表示状態と非表示状態に切り替わる第１の表示パネルと、
前記第１の表示パネルの背面に重ねられた第２の表示パネルと、
前記第２の表示パネルの表示状態を制御する制御手段と、を備えた表示装置であって、
前記第１の表示パネルが、表示状態では画素が発光し、非表示状態で透明である画像表示機能を有し、前記第２の表示パネルは、領域ごとに光透過性を変化させる手段を有し、
前記制御手段は、前記第１の表示パネルの表示状態と、第２の表示パネルの光透過性を制御する手段を有することを特徴とする表示装置である。

（第２の発明）
外光を測定する測定手段を有する表示装置であって、前記測定手段に基づいて測定した外光の強度により、前記第２の表示パネルの光透過性を変化させることを特徴とする請求項１に記載の表示装置である。

（第３の発明）
外光を測定する測定手段を有する表示装置であって、前記測定手段に基づいて測定した外光の強度により、前記第１の表示パネルの発光状態を変化させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の表示装置である。

（第４の発明）
前記第２の表示パネルは画素ごとに光透過性を変化させる手段を有し、画素のうち、第１の表示パネルの発光している画素に対応する位置に存在する画素以外の画素部分を遮光する手段を備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の表示装置である。

（第５の発明）
前記第２の表示パネルは画素ごとに光透過性を変化させる手段を有し、画素のうち、第１の表示パネルの発光している画素に対応する位置に存在する画素部分を遮光する手段を備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の表示装置である。

（第６の発明）
前記第１の表示パネルが有機エレクトロルミネッセンス素子からなるパネルであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の表示装置である。

（第７の発明）
前記第２の表示パネルが液晶表示パネルであることを特徴とする請求項１〜５６のいずれかに記載の表示装置である。

（第８の発明）
前記第１の表示パネル及び前記第２の表示パネルがフィルム基材からなることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の表示素子である。

（第９の発明）
表示パネルを用いた情報の表示方法であって、画素ごとに表示状態と非表示状態に切り替わる第１の表示パネルと、前記第１の表示パネルの背面に重ねられた第２の表示パネルを用いて、前記第１の表示パネルが、表示状態では画素が発光し、非表示状態で透明である画像表示を行い、前記第２の表示パネルは、一部の領域ごとに光透過性を変化させる表示を行うことを特徴とする表示方法である。

（第１０の発明）
外光の強度に応じて、第２の表示パネルの光透過性を変化させることを特徴とする表示方法である。

（第１１の発明）
前記第２の表示パネルは画素ごとに光透過性を変化させる手段を有し、画素のうち、第１の表示パネルの発光している画素に対応する位置に存在する画素以外の画素部分を遮光することを特徴とする請求項９又は１０のいずれかに記載の表示方法である。

（第１２の発明）
前記第２の表示パネルは画素ごとに光透過性を変化させる手段を有し、画素のうち、第１の表示パネルの発光している画素に対応する位置に存在する画素部分を遮光することを特徴とする請求項９又は１０のいずれかに記載の表示方法である。

（第１３の発明）
前記第１の表示パネルとして有機エレクトロルミネッセンス素子を用いることを特徴とする請求項９〜１２のいずれかに記載の表示方法。

（第１４の発明）
前記第２の表示パネルとして液晶表示パネルを用いることを特徴とする請求項９〜１３のいずれかに記載の表示方法。

本発明の効果は、透明なディスプレイでの表示において、表示内容と背後に見える物が重なり認識し難い場合、第２の表示パネルの透過性を制御して遮光状態にすることにより、第１のパネルの表示内容の視認性を向上させることが出来る。よって、表示内容や背後の物体により、表示内容の視認性を自由に変えることが可能となる。

第１の発明は、画素ごとに表示状態と非表示状態に切り替わる第１の表示パネルと、
前記第１の表示パネルの背面に重ねられた第２の表示パネルと、
前記第２の表示パネルの表示状態を制御する制御手段と、を備えた表示装置であって、
前記第１の表示パネルが、表示状態では画素が発光し、非表示状態で透明である画像表示機能を有し、前記第２の表示パネルは、一部の領域ごとに光透過性を変化させる手段を有し、
前記制御手段は、前記第１の表示パネルの表示状態と、第２の表示パネルの光透過性を制御する手段を有することを特徴とする表示装置である。第１の発明によれば、第１のパネルから発光を行い情報を表示しつつ、第２のパネルで片側からの光を遮光するため、外光の影響を受けることなく発光表示を行う遮光表示状態と、表示パネルの両面から視認可能な透明表示状態とを切り替えて使用できる表示パネルを提供することができた。

第２の発明は、外光を測定する測定手段を表示装置であって、前記測定手段に基づいて測定した外光の強度により、前記第２の表示パネルの光透過性を変化させることを特徴とする請求項１に記載の表示装置である。第２の発明によれば、外光を測定する測定手段を備えることにより、外光の強度が強く必要な場面のみ遮光表示状態に切り替えることにより、常に第１のパネル側からの視認性を一定に保つ表示パネルを提供することができた。

第３の発明は、外光を測定する測定手段を表示装置であって、前記測定手段に基づいて測定した外光の強度により、前記第１の表示パネルの発光状態を変化させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の表示装置である。第３の発明によれば、外光の強度により、前記第１の表示パネルの発光状態を変化させるため、表示パネルのエネルギー消費を削減し、最適な視認性を備えた表示パネルを提供することができた。

第４の発明は、前記第２の表示パネルは画素ごとに光透過性を変化させる手段を有し、画素のうち、第１の表示パネルの発光している画素に対応する位置に存在する画素以外の画素部分を遮光する手段を備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の表示装置である。第４の発明によれば、第２の表示パネルのうち、第１の表示パネルの発光部分に対応する部分以外が第２のパネルで遮光されていることにより、表示パネルのうち発光側（第１の表示パネルが設けられている側）と反対側（第２のパネルが設けられている側）に、表示情報の観察の障害となる物や外光が存在する場合に、当該障害となるものの表示を遮断しつつ、当該反対側（第２のパネルが設けられている側）から観察した場合においても、表示情報を視認することができた。

第５の発明は、前記第２の表示パネルは画素ごとに光透過性を変化させる手段を有し、画素のうち、第１の表示パネルの発光している画素に対応する位置に存在する画素部分を遮光する手段を備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の表示装置である。この発明によれば、特に表示パネルのうち発光側（第１の表示パネルが設けられている側）の方の外光が強く明るい場合に、反対の領域（第２のパネルが設けられている側）から観察しても視認性の優れた表示パネルを提供することができた。

第６の発明は、前記第１の表示パネルが有機エレクトロルミネッセンス素子からなるパネルであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の表示装置である。本発明によれば、第１の表示パネルを、薄型、低電力消費、フレキシブル基材にできた。

第７の発明は、前記第２の表示パネルが液晶表示パネルであることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の表示装置である。本発明によれば、第２の表示パネルを、遮光性の優れたものにすることができた。

第８の発明は、前記第１の表示パネル及び前記第２の表示パネルがフィルム基材からなることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の表示素子である。本発明によれば、表示パネルを全体として折り曲げ可能なフレキシブル構造にすることができた。

第９の発明は、表示パネルを用いた情報の表示方法であって、画素ごとに表示状態と非表示状態に切り替わる第１の表示パネルと、前記第１の表示パネルの背面に重ねられた第２の表示パネルを用いて、前記第１の表示パネルが、表示状態では画素が発光し、非表示状態で透明である画像表示を行い、前記第２の表示パネルは、領域ごとに光透過性を変化させる表示を行うことを特徴とする表示方法である。

第１０の発明は、外光の強度に応じて、第２の表示パネルの光透過性を変化させることを特徴とする表示方法である。この発明によれば、第１のパネルから発光を行い情報を表示しつつ、第２のパネルで片側からの光を遮光するため、外光の影響を受けることなく発光表示を行う遮光表示状態と、表示パネルの両面から視認可能な透明表示状態とを切り替えて使用できる表示パネルを提供することができ、さらに外光の強度が強く必要な場面のみ遮光表示状態に切り替えることにより、常に第１のパネル側からの視認性を一定に保つ表示パネルを提供することができた。

（第１１の発明）
前記第２の表示パネルは画素ごとに光透過性を変化させる手段を有し、画素のうち、第１の表示パネルの発光している画素に対応する位置に存在する画素以外の画素部分を遮光することを特徴とする請求項９又は１０のいずれかに記載の表示方法である。この発明によれば、第２の表示パネルのうち、第１の表示パネルの発光部分に対応する部分以外が第２のパネルで遮光されていることにより、表示パネルのうち発光側（第１の表示パネルが設けられている側）と反対側（第２のパネルが設けられている側）に、表示情報の観察の障害となる物や外光が存在する場合に、当該障害となるものの表示を遮断しつつ、当該反対側（第２のパネルが設けられている側）から観察した場合においても、表示情報を視認することができた。

（第１２の発明）
前記第２の表示パネルは画素ごとに光透過性を変化させる手段を有し、画素のうち、第１の表示パネルの発光している画素に対応する位置に存在する画素部分を遮光することを特徴とする請求項９又は１０のいずれかに記載の表示方法である。この発明によれば、特に表示パネルのうち発光側（第１の表示パネルが設けられている側）の方の外光が強く明るい場合に、反対の領域（第２のパネルが設けられている側）から観察しても視認性の優れた表示パネルを提供することができた。

（第１３の発明）
前記第１の表示パネルとして有機エレクトロルミネッセンス素子を用いることを特徴とする請求項９〜１２のいずれかに記載の表示方法。本発明によれば、第１の表示パネルを、薄型、低電力消費、フレキシブル基材にできた。

（第１４の発明）
前記第２の表示パネルとして液晶表示パネルを用いることを特徴とする請求項９〜１３のいずれかに記載の表示方法。本発明によれば、第２の表示パネルを、遮光性の優れたものにすることができた。

以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。

図１に示す本発明の表示装置は、第１の表示パネル１が画像表示機能を有する発光型の表示パネルであり、非表示状態では透明となっており、この第１のパネル１の背面に透過性を制御する為の第２の表示パネル２が設置されている構造となっている。このような第１の表示パネルに使用することのできる素子として、有機エレクトロルミネッセンス素子、無機エレクトロルミネッセンス素子を用いた表示素子を挙げることができる。

第２の表示パネルとして、透過型の液晶表示パネルを挙げることができる。例えば、パッシブ駆動の場合はＴＮ、ＳＴＮモードの液晶パネルを挙げることができる。アクティブ駆動の場合はＴＦＴの配線があり透過率が若干落ちるが、ＴＮ、ＩＰＳ、ＶＡ、ＭＶＡ、ＯＣＢモードの液晶表示パネルを挙げることができる。

本発明の表示装置は、第１の表示パネルと第２の表示パネルに接続された制御手段を備えている。
本発明の表示装置では、外光を光電流変換素子を用いて測定し電流変換した後、出力をアナログデジタル変換回路、信号処理回路を介して表示パネル駆動回路の信号出力に変換し、第１の表示パネルの発光輝度及び第２の表示パネルの光透過性を、この制御手段でそれぞれ制御している。これにより表示パネルのエネルギー消費を削減し、最適な視認性を備えた表示パネルを提供することができる。

本発明の表示装置をショーウインドウの前面ガラスの一部に使用する場合、通常は表示装置背後の物体３（商品、等）が見えるようにし、図２のように第１の表示パネル１を非表示状態とし、かつ第２の表示パネル２を透過状態にする。第１の表示パネル、及び第２の表示パネルとも全面が透明の為、観察者は背後３の物体をそのまま見ることが出来る。
例えば、表示装置に商品名等の文字を表示させたい場合は、通常であれば、図３のように第１の表示パネル１を駆動し文字を発光させて表示を行う。
但し、背後に視認の障害となるものが存在する場合、表示した文字と背後の物体３が重なり、文字を認識し難い。表示装置をショーウインドウに適用する場合にはこのような問題が生じやすい。通常ショーウインドウ内部は明るくしている場合が多いため、第１の表示パネル１の発光文字は目立たず見難くなるからである。

このような場合には、図４に示すように第２の表示パネル２を遮光状態にする。これにより第１の表示パネル側にいる観察者からは背後の物体３が隠れ、遮光画面のなかで文字だけが光って見え、はっきりとした文字を認識することが出来る。
また、例えば、図５に示すように、第２の表示パネル２の遮光状態を第１の表示パネル１の文字表示部分（下半分）のみ行えば、観察者は上半分で背後の物体を見、下半分ではっきりした文字を見ることが出来る。
また、例えば、第２の表示パネル２を第１の表示パネル１同様に、画素ごとに光透過率を変化させる表示パネルとし、第２のパネルを全面を遮光状態にした上で、第１の表示パネルが発光している領域のみ、遮光しない状態（透過状態）とすると、反対側（第２の表示パネル側）にいる観察者からも表示情報を視認することができる。
また、逆に第２の表示パネルの全面を透過状態にした上で、第１の表示パネルが発光している領域のみ遮光する状態とすると、特に第１の表示パネル側が相対的に明るい場合に、反対側（第２の表示パネル側）からも良好に表示を視認することができる。

また、制御手段により、第１の表示パネル１と第２の表示パネル２の表示を同期させ、図２の状態と図４の状態を一定時間間隔で繰り返すことにより、観察者に背後の物体３と文字をインパクト強く認識させることも可能となる。

また、外光強度を測定し表示パネルを制御手段により、第２パネル２側が明るい場合は、第２パネル２がより遮光状態となり、これにより表示の視認性があがる。逆に第１パネル１側が明るい場合は、第１パネル１の輝度がより明るくなり、これにより表示の視認性があがる。これらは外光強度の変化に対して、自動的に制御される。

本発明の実施例について、詳細説明する。図６は本発明の実施例１の表示装置の断面図である。第１の表示パネル１は、有機エレクトロルミネッセンス表示パネルで構成されている。有機ＥＬパネルの構造は、ガラス基板４に透明電極材料（ＩＴＯ、等）にて陽極電極６を形成し、その上に正孔輸送層７、有機エレクトロルミネッセンス発光層８を積層し、陰極として電子注入材料と透明電極材料（ＩＴＯ、等）にて陰極電極９を形成、更に封止用接着層１０を介しガラス基板５が貼り合せて成る。

この有機エレクトロルミネッセンス表示パネルで構成された第１の表示パネルは、全て透過率の高い透明材料で構成されており、非表示状態では全面が透明となる。また、陽極電極６と陰極電極９に所定の電流を流すことにより、有機エレクトロルミネッセンス発光層が光り、文字等が表示される。

次に、第２の表示パネル２は、液晶表示パネルで構成されている。液晶表示パネルの構造は、一対のガラス基板１１の対向する内側に、ＩＴＯ等による透明電極１２、配向膜１３が形成されており、その間に液晶１４が充填され、周辺を接着剤１５にてシールされ、更にガラス基板１１の外側に偏光板１６が設置されて成る。また、液晶の表示モードとしてはＴＮモードとしており、一対の偏光板１６はノーマリーホワイトモード（電圧印加しない状態で透過状態）になるように偏光軸を合わせている。

この液晶表示パネルで構成された第２の表示パネルは、透明電極１２に電圧を印加しなければ、全面が透過状態となる。また、透明電極１２に電圧を印加した場合は、印加する電圧により遮光状態となる。これにて透過から遮光までの透過性の制御が可能となる。

また、この液晶表示パネルの透明電極１２のパターン形状によっては、図５のような表示領域下半分だけを遮光状態にすることも可能である。

本実施例では、液晶表示パネルとして、ＴＮのノーマリーホワイトモードを採用しているが、ノーマリーブラックモードを使用しても電圧印加状態を変えることで、同様の効果は得られる。また、ＴＮモード以外でも広視野モードのＩＰＳモード、もしくはＶＡモードを用いても同様の効果は得られる。

図７に本発明の外光測定手段及び表示パネル制御手段を説明する。外光を光電流変換素子（フォトダイオード）を用いて測定し電流変換した後、出力をアナログデジタル変換回路、信号処理回路を介して表示パネル駆動回路の信号出力に変換し、第１の表示パネルの発光輝度及び第２の表示パネルの光透過性をそれぞれ制御している。

次に本発明の他の実施例について説明する。実施例１では、第１の表示パネル１および第２の表示パネルともガラス基板４，５，１１を用いていたが、これをフィルム基板に変えることで、フレキシブル構造の表示装置が可能となる。これにより、曲面形状のショーウインドウにおいても、本発明の表示装置の設置が可能となる。

・・本発明の表示装置の構成図 ・・本発明の表示装置の非表示の状態 ・・本発明の第２の表示パネルを全面透過状態にした場合の表示状態 ・・本発明の第２の表示パネルを全面遮光状態にした場合の表示状態 ・・本発明の第２の表示パネルを半分遮光状態にした場合の表示状態 ・・本発明の表示装置の断面図 ・・本発明の外光測定手段及び表示パネル制御手段

符号の説明

１・・第１の表示パネル
２・・第２の表示パネル
３・・背後の物体
４、５・・ガラス基板
６・・陽極電極
７・・正孔輸送層
８・・有機ＥＬ発光層
９・・陰極電極
１０・・封止用接着層
１１・・ガラス基板
１２・・透明電極
１３・・配向膜
１４・・液晶
１５・・接着剤
１６・・偏光板

Claims (14)

1. 画素ごとに表示状態と非表示状態に切り替わる第１の表示パネルと、
   前記第１の表示パネルの背面に重ねられた第２の表示パネルと、
   前記第２の表示パネルの表示状態を制御する制御手段と、を備えた表示装置であって、
   前記第１の表示パネルが、表示状態では画素が発光し、非表示状態で透明である画像表示機能を有し、
   前記第２の表示パネルは、一部の領域ごとに光透過性を変化させる手段を有し、
   前記制御手段は、前記第１の表示パネルの表示状態と、第２の表示パネルの光透過性を制御する手段を有することを特徴とする表示装置。
2. 外光を測定する測定手段を備えた表示装置であって、
   前記測定手段に基づいて測定した外光の強度により、
   前記第２の表示パネルの光透過性を変化させることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 外光を測定する測定手段を表示装置であって、
   前記測定手段に基づいて測定した外光の強度により、
   前記第１の表示パネルの発光状態を変化させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の表示装置。
4. 、
   前記第２の表示パネルは画素ごとに光透過性を変化させる手段を有し、画素のうち、第１の表示パネルの発光している画素に対応する位置に存在する画素以外の画素部分を遮光する手段を備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の表示装置。
5. 前記第２の表示パネルは画素ごとに光透過性を変化させる手段を有し、画素のうち、第１の表示パネルの発光している画素に対応する位置に存在する画素部分を遮光する手段を備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の表示装置。
6. 前記第１の表示パネルが有機エレクトロルミネッセンス素子からなるパネルであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の表示装置。
7. 前記第２の表示パネルが液晶表示パネルであることを特徴とする請求項１〜５６のいずれかに記載の表示装置。
8. 前記第１の表示パネル及び前記第２の表示パネルがフィルム基材からなることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の表示素子。
9. 表示パネルを用いた情報の表示方法であって、
   画素ごとに表示状態と非表示状態に切り替わる第１の表示パネルと、
   前記第１の表示パネルの背面に重ねられた第２の表示パネルを用いて、
   前記第１の表示パネルが、表示状態では画素が発光し、非表示状態で透明である画像表示を行い、
   前記第２の表示パネルは、領域ごとに光透過性を変化させる表示を行うことを特徴とする表示方法。
10. 外光の強度に応じて、第２の表示パネルの光透過性を変化させることを特徴とする表示方法。
11. 前記第２の表示パネルは画素ごとに光透過性を変化させる手段を有し、画素のうち、第１の表示パネルの発光している画素に対応する位置に存在する画素以外の画素部分を遮光することを特徴とする請求項９又は１０のいずれかに記載の表示方法。
12. 前記第２の表示パネルは画素ごとに光透過性を変化させる手段を有し、画素のうち、第１の表示パネルの発光している画素に対応する位置に存在する画素部分を遮光することを特徴とする請求項９又は１０のいずれかに記載の表示方法。
13. 前記第１の表示パネルとして有機エレクトロルミネッセンス素子を用いることを特徴とする請求項９〜１２のいずれかに記載の表示方法。
14. 前記第２の表示パネルとして液晶表示パネルを用いることを特徴とする請求項９〜１３のいずれかに記載の表示方法。