JP2009134266A - 表示装置および電子機器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明に係る表示装置1は、背面からの光を透過しかつ前面から照射される光を拡散反射する拡散反射部19を備えた液晶型の表示パネル11と、この表示パネルの背面に当該表示パネルに沿って配置され、異なった指向性の透過光を表示パネルに向けて切り替え出力するバックライト光源17とを有することを特徴とする。
【選択図】図1
Description
最初に、本実施形態における基本的な構成について説明し、その後に具体的内容を詳述する。
本実施形態にあっては、表示装置として液晶表示装置を例に採り、これを説明する。
まず、図1(a)において、液晶表示装置1は、液晶型の表示パネル11と、この表示パネル11の背面に当該表示パネル11に沿って配置され異なった指向性の透過光を前記表示パネル11に向けて切り替え出力するバックライト光源17とを有する。この表示パネル11の前面側(図1(a)における上面側)には、背面側からの光を透過しつつ前面側から照射される光を拡散反射する拡散反射部19が設けられている。
前記バックライト光源17は、後述するように前記透過光の指向性を電気的に調整し得る透明−拡散制御素子27を含んで構成されている。又、このバックライト光源17は、前記透過光をコリメートする光束制御手段25を含んで構成されている。更に、このバックライト光源17は、前述した透過光の指向性の調整に合わせて前記透過光の輝度を調整する輝度調整手段135Aを備えている。
図1(a),図1(b)、図1(c)は、上述したように、本実施形態における基本的な原理を説明する説明図を示す。
図1(a)において、表示装置としての液晶表示装置1は、上述したように、液晶型の表示パネル11、バックライト光源17、前面側光源18、及び拡散反射部19を有する。本実施形態にあって、表示パネル11としては、特別な構造を持たない通常の表示パネルが使用されている。バックライト光源17は、表示パネル11とおよそ平行に配置され、当該表示パネル11の背面から透過光を照射する面光源である。
ここで、符号135はバックライト光源17の光源を点灯させるエッジライト電流源を示し、符号135Aはエッジライト電流源135の通電電流を調整するバックライト光源17用の輝度調整手段を示す。図1(b)においても同様である。
これに対して、図1(b)の例では、表面の一部に拡散反射領域22がマトリクス状に設定された拡散反射フィルム20を貼り付け、これを拡散反射部19としている。この図1(b)の場合、拡散反射部19以外の要素は、図1(a)の例とすべて同一の構成要素で構成されている。
また、図1(c)に示すように、厚さ方向に屈折率分布を有する透明な反射型ホログラム23であって、斜め方向から照射された光を表示画面垂直方向、即ち、画面鉛直方向に中心に反射するフィルムを、拡散反射部19として構成している。
これに対して、本実施形態では、前面側光源から照射された光を拡散反射部19によって拡散反射させた拡散反射輝度を透過光の輝度と重畳させることにより、狭視野時の視認角度範囲を制限できるので、高い指向性の光を得られる光学部材を使用する必要がなく、薄型化が可能となっている。
この図4において、バックライト光源17は、面光源26、光束制御手段25、および透明−拡散制御素子27からなる。面光源26から発せられた光は、光束制御手段25によってコリメートされた後、透明−拡散制御素子27に入射する。
これに対して、光束制御手段25によってコリメートされた光が散乱状態の透明−拡散制御素子27に入射すると、広い角度範囲に拡散して出射され、透過光として表示パネル11に入射する。このため、表示装置1は図2(b)で示した広視野時の状態(広視野モード)となる。
[第1実施例]
図5に、第1実施例を示す。
この図5に示す第1実施例では、液晶表示装置1aを構成する各構成要素は、上方が光学的に開放された筐体2aに収容されている。
表示パネル11は、TFT125によって液晶層126に電圧を印加して偏光状態を変更し、これをピクセル色に対応したカラーフィルタ層127と組み合わせることにより、カラー表示を実現している。
この内、面光源26は、少なくともエッジライト光源120および導光板104とにより構成されている。又、本第1実施例では、光束制御手段25はルーバ121によって構成され、透明−拡散制御素子27は散乱型液晶層102によって構成されている。
更に、エッジライト光源120は、代表的には冷陰極管もしくはLEDなどのような白色光源で構成されている。又、導光板104は、エッジライト光源120から発せられた光を反射および散乱することによって、面光源26を構成する。
これにより、この散乱型液晶層102による透明状態若しくは非透明状態(散乱状態)が、下記のように透過光に対する狭視野モードと広視野モードに設定として具現化されて利用されることとなる。
このような構成の液晶表示装置1aは、その内容から明らかのように前述した図1(a)に開示した基本的構造を適用したものである。
この第1実施例における液晶表示装置1aでは、LEDアレイ130は常時点灯させる。同時に、散乱型液晶層102およびLEDアレイ130への供給電力は、狭視野時及び広視野時に調整する。即ち、狭視野時には散乱型液晶層102(透明−拡散制御素子27)に電圧を供給して当該散乱型液晶層102を透明状態にする。これによって、指向性の高い透過光が表示パネル11を通過し、図2(a)に示すような指向性の鋭い透過光の状態が得られる。
又、広視野時には、散乱型液晶層102(透明−拡散制御素子27)への電圧供給は停止する。これにより、散乱型液晶層102は散乱状態となる。同時に、エッジライト光源120の発光輝度を強くすることにより、透明光輝度が増加し、図2(b)に示す状態となり、視認角度範囲が広視野状態に設定される。その他の構成およびその作用効果は前述した図1の実施形態の場合と同一となっている。
このように、本第1実施例にあっても、前述した実施形態の場合と同等に機能し且つ同等の作用効果を備えた液晶表示装置1aを得ることができる。
図6に、第2実施例を示す。
ここで、上述した第1実施例と同一の構成部材については同一の符号を用いるものとする。
ここで、拡散反射部19は、表示パネル11に面してマトリクス状に配置された拡散反射マトリクス22を備えた拡散反射フィルム20により構成されている。この拡散反射マトリクス22は、図6では耐久性増大を意図して表示パネル11に面して設けられているが、拡散反射フィルム20の上面側(反射光源側)に設けてもよい。
この拡散反射マトリクス22は、本第2実施例では拡散反射インクで形成されている。又、カラーフィルタ層127にも、各画素毎に拡散反射ブラックマトリクス127a,127aが配置され、反射光を適度に反射分散し、これにより、各画素の鮮明度が維持されている。
この表示パネル11の各構成要素は、図6に示すように、TFT(薄膜トランジスタ)基板124上に、上記TFT125、液晶層126、カラーフィルタ層127、・・・が、順次積層されて組み込まれている。
更に、符号134は前面側光源であるLEDアレイ130のLEDアレイ電流源を示し、符号134Aは前面側光源輝度調整手段を示す。この前面側光源輝度調整手段134Aは、制御部132に付勢されて作動しLEDアレイ電流源134の通電電流を制御して拡散反射光の輝度(拡散反射輝度)を調整する機能を備えている。
このような構成の液晶表示装置1bは、その内容から明らかのように、前述した図1(b)に示した基本的構造を適用したものである。
この第2実施例における液晶表示装置1bでは、前述した第1実施例における面光源と同様に構成され、エッジライト光源120と導光板104とから成る面光源26を備えている。そして、エッジライト光源120は、エッジライト電流源135からの電流供給により点灯される。又、LEDアレイ130は、LEDアレイ電流源134から電流を供給される。散乱型液晶層102(透明−拡散制御素子27)は、透明状態であるときには散乱型液晶層駆動部133から電圧を供給される。制御部132は、エッジライト電流源135、LEDアレイ電流源134および散乱型液晶層駆動部133を制御し、各々が対象物に対して供給する電流もしくは電圧を変化させる。
その他の構成およびその作用効果は前述した図5の第1実施例の場合と同一となっている。
このように、本第2実施例にあっても、前述した第1実施例の場合と同等に機能し且つ同等の作用効果を備えた液晶表示装置1bを得ることができる。
図7に、第3実施例を示す。ここで、前述した第2実施例と同一の構成部材については同一の符号を用いるものとする。
ここで、本実施例と第2実施例との相違は、拡散反射部19に照射する前面側光源が液晶表示装置1cを形成する筐体とは、別に配置されていることである。
図8は、本発明を液晶型の表示装置に実施した場合の応用例を示す説明図である。例えば図8(a)では携帯電話端末201のディスプレイ202について実施された場合を、又、図8(b)ではノートブックPC211のディスプレイ212について実施された場合をそれぞれ示す。これは、上述した第1乃至2の各実施例に係る液晶表示装置の典型的な応用である。他にも、たとえばゲーム機、音楽プレーヤー、カーナビゲーション車載器、DVD再生機、時計、テレビジョン受信機、デジタルカメラなどに適用できる。また、実施例3の応用例として、現金自動預け払い機、券売機や各種情報端末機など産業用の表示装置を備えた電子機器全般に上記液晶表示装置を適用することができる。
2a、2b、2c 筐体
11 表示パネル(液晶表示パネル)
17 バックライト光源
18 反射光源
19 拡散反射部
20 拡散反射フィルム
21 凹凸表面
22 拡散反射領域(拡散反射マトリクス)
23 透明な反射型ホログラムフィルム
25 光束制御手段
26 面光源
27 透明−拡散制御素子
102 散乱型液晶層
104 導光板
120 エッジライト光源
121 ルーバ
122 遮光層
123 透明層
130 LEDアレイ
132 制御部
133 散乱型液晶層駆動部
134 LEDアレイ電流源
134A,138A 前面側光源輝度調整手段
135 エッジライト電流源
135A 輝度調整手段
137 外部照明器
138 外部照明電源
201 携帯電話端末(電子機器)
211 ノートブックPC(電子機器)
Claims (11)
- 表示パネルと、この表示パネルの背面に当該表示パネルに沿って配置され異なった指向性の透過光を前記表示パネルに向けて切り替え出力するバックライト光源とを有し、
前記表示パネルの前面側に、背面側からの光を透過しつつ前面側から照射される光を拡散反射する拡散反射部を設けたことを特徴とする表示装置。 - 前記表示パネルの前面側に向けて斜め方向から光を照射する前面側光源を、前記表示パネルの前面側に配置したことを特徴とする、請求項1に記載の表示装置。
- 前記バックライト光源は、前記透過光の指向性を電気的に調整し得る透明−拡散制御素子を含むことを特徴とする、請求項1に記載の表示装置。
- 前記バックライト光源は、前記透過光をコリメートする光束制御手段を含むことを特徴とする、請求項1に記載の表示装置。
- 前記バックライト光源は、前記透過光の指向性の調整に合わせて前記透過光の輝度を調整する輝度調整手段を備えていることを特徴とする、請求項3に記載の表示装置。
- 前記前面側光源に、前記バックライト光源の前記透過光の指向性の調整に合わせて前記前面側光源の輝度を調整する前面側光源輝度調整手段を備えたことを特徴とする、請求項2に記載の表示装置。
- 前記表示パネルおよび前記バックライト光源を収容する筐体を有し、
前記前面側光源が、前記筐体とは別個に配置された外部照明器であることを特徴とする請求項2に記載の表示装置。 - 前記バックライト光源が前記透過光の指向性の調整に合わせて前記透過光の輝度を調整する輝度調整手段を備えると共に、前記透過光の指向性の切替えに際しては、前記輝度調整手段は、前記透過光の輝度を、狭視野表示モードの場合よりも広視野表示モードの場合の方を強く設定する構成とし、
前記前面側光源の輝度を両表示モードにおいて、一定とすることを特徴とした、請求項6に記載の表示装置。 - 前面側光源輝度調整手段は、前記輝度調整手段による前記透過光の指向性の切替えに合わせて作動し、前記前面側光源の輝度を、前記狭視野表示モードの場合よりも広視野表示モードの場合の方を低く設定する機能を備えていることを特徴とする、請求項6に記載の表示装置。
- 前記請求項1乃至9の何れか一つに記載の表示装置において、
前記表示パネルを液晶パネルで構成したことを特徴とした表示装置。 - 表示装置を備えた電子機器であって、前記表示装置が請求項1乃至請求項10の内の何れか1項に記載の表示装置であることを特徴とする電子機器。
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