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1. WO2017099010 - DISPLAY DEVICE

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明 細 書

発明の名称 表示装置

技術分野

0001  

背景技術

0002   0003  

先行技術文献

特許文献

0004  

発明の概要

発明が解決しようとする課題

0005   0006  

課題を解決するための手段

0007   0008   0009   0010   0011   0012   0013   0014   0015  

発明の効果

0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024  

図面の簡単な説明

0025  

発明を実施するための形態

0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061  

産業上の利用可能性

0062  

符号の説明

0063  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6   7   8   9  

図面

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15  

明 細 書

発明の名称 : 表示装置

技術分野

[0001]
 本発明は、表示装置に関し、特に、背景が透けて見えるシースルーディスプレイを備えた表示装置に関する。

背景技術

[0002]
 近年、画像を表示するだけではなく、画面を通してディスプレイの背面にある物体を視認することが可能なシースルーディスプレイ(透明ディスプレイ)と呼ばれるディスプレイの開発が活発に進められている。シースルーディスプレイを実現するための方式として、液晶パネルを用いる方式、有機EL(Electro-Luminescence)パネルを用いる方式などの様々な方式が提案されている。例えば、特許文献1に記載されたシースルーディスプレイとして機能するディスプレイ210の構成は、図15に示すように、導光板220を挟むようにして、導光板220の前面側および背面側に第1および第2反射型偏光板40、270がそれぞれ配置されている。第1および第2反射型偏光板40、270はいずれも、特定の偏光方向を有する偏光成分を反射すると共に、当該特定の偏光成分の偏光方向と直交する偏光方向を有する偏光成分を透過する偏光板である。また、導光板220の端部には、光源10が取り付けられている。また、液晶パネル30の前面側および背面側に第1および第2吸収型偏光板60、50がそれぞれ配置されている。第1および第2吸収型偏光板60、50はいずれも、特定の偏光成分を吸収し、当該特定の偏光成分と直交する偏光成分を透過する偏光板である。
[0003]
 このようなディスプレイ210は、特許文献1に示されているように、液晶パネル30に印加する信号電圧および光源10の点灯/消灯を制御することによって、外部から与えられる画像信号に基づく画像を表示したり、背面側から入射する背景光を前面側に透過したりすることができる。これにより、ディスプレイ210の前面側にいる視聴者はバックライト光が照射された液晶パネル30に表示される画像を視認するだけでなく、光源10が消灯状態のときに前面側に透過した背景光によって背景を視認することもできる。

先行技術文献

特許文献

[0004]
特許文献1 : 国際公開第2015/053023号

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0005]
 しかし、特許文献1に記載されたディスプレイ210では、液晶パネル30の背面側に、液晶パネル30にバックライト光を照射する導光板220と、特定の偏光方向を有する偏光成分を透過させると共に、当該偏光成分と直交する偏光成分を反射する機能を有する第2反射型偏光板270とが分離して配置されている。このため、ディスプレイ210の構成部品点数が多くなり、その組み立て時間も長くなる。これにより、ディスプレイ210の製造コストが高くなる。
[0006]
 そこで、本発明は、構成部品点数を少なくすることによって低コストで製造可能なシースルーディスプレイを備える表示装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0007]
 本発明の第1の局面は、背景が透けて見える透明表示が可能なディスプレイを備えた表示装置であって、
 光源光を出射する光源と、
 前記光源から入射した光源光を前記ディスプレイの前面側または背面側に出射する導光板と、
 画像を表示するために外部から与えられる画像信号に基づいて前記導光板から出射される光源光を透過させることにより画像を表示すると共に、背面側から入射する背景光を前面側へ透過して背景を表示することが可能な画像表示部とを備え、
 前記導光板の背面に、反射型偏光子として機能するワイヤグリッドが前記導光板と一体的に設けられていることを特徴とする。
[0008]
 本発明の第2の局面は、本発明の第1の局面において、
 前記導光板は樹脂によって形成され、前記導光板の背面側の表面から前記ワイヤグリッドの埋め込みが可能な深さを有する第1領域と、前記第1領域と前面側の表面とによって挟まれた第2領域とを有し、
 前記第1領域には前記ワイヤグリッドが埋め込まれ、前記第2領域には入射光を拡散反射することによって偏光状態の異なる複数の光を生成する拡散剤が添加されていることを特徴とする。
[0009]
 本発明の第3の局面は、本発明の第2の局面において、
 前記導光板の前面側の表面に複数の光取り出し形状が設けられていることを特徴とする。
[0010]
 本発明の第4の局面は、本発明の第1の局面において、
 前記ワイヤグリッドは、前記導光板の背面側の表面上に設けられていることを特徴とする。
[0011]
 本発明の第5の局面は、本発明の第4の局面において、
 前記導光板の前面側の表面に複数の光取り出し形状が設けられていることを特徴とする。
[0012]
 本発明の第6の局面は、本発明の第5の局面において、
 前記光取り出し形状は、凸型形状または凹型形状であることを特徴とする。
[0013]
 本発明の第7の局面は、本発明の第4の局面において、
 前記導光板は樹脂によって形成され、入射光を拡散反射することによって偏光状態の異なる光を生成する拡散剤が前記導光板の全体に添加されていることを特徴とする。
[0014]
 本発明の第8の局面は、本発明の第4の局面において、
 前記導光板はガラスによって形成されていることを特徴とする。
[0015]
 本発明の第9の局面は、本発明の第7または第8の局面において、
 前記導光板の前面側の表面に複数の光取り出し形状が設けられていることを特徴とする。

発明の効果

[0016]
 上記第1の局面によれば、従来、別の構成部品であった反射型偏光板の機能を有するワイヤグリッドと導光板とが一体化されたので、ディスプレイの構成部品点数が少なくなり、その組み立て時間を短縮することができる。その結果、表示装置の製造コストを低減することができる。
[0017]
 上記第2の局面によれば、ワイヤグリッドは導光板の第1領域に埋め込まれているので、傷がつきにくく、偏光子としての機能が損なわれにくい。一方、導光板のうち前面側の表面からワイヤグリッドの手前までの第2領域には拡散剤が混入されている。これにより、導光板に入射した第1偏光成分または第2偏光成分が拡散剤によって拡散反射され、第1および第2偏光成分が生成される。このため、導光板から出射される光量が多くなり、画像の表示品位を向上させることができる。
[0018]
 上記第3の局面によれば、導光板から外部に光を取り出しやすくなる。
[0019]
 上記第4の局面によれば、第1の局面と同様の効果が得られる。
[0020]
 上記第5の局面によれば、第4の局面においても第3の局面と同様の効果が得られる。
[0021]
 上記第6の局面によれば、第5の局面と同様の効果が得られる。
[0022]
 上記第7の局面によれば、導光板に入射した第1偏光成分または第2偏光成分が拡散剤によって拡散反射され、第1および第2偏光成分が生成される。このため、導光板から出射される光量が多くなり、画像の表示品位を向上させることができる。また、光取り出し形状を所定の周期で配置した際に発生するモアレが、本局面では抑制されるので、ディスプレイに表示される画像の表示品位を向上させることができる。
[0023]
 上記第8の局面によれば、ガラスは、樹脂と比べて硬度が高いので、導光板の表面に傷がつきにくくなる。これにより、ディスプレイに表示される画像の表示品位を高く保つことができる。
[0024]
 上記第9の局面によれば、第7または第8の局面においても、第3の局面と同様の効果が得られる。

図面の簡単な説明

[0025]
[図1] 本発明の実施形態に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。
[図2] 本発明の実施形態に係る液晶表示装置に含まれるディスプレイの構成を示す図である。
[図3] 図2に示すディスプレイに含まれる導光板の断面図である。
[図4] 図2に示すディスプレイに含まれる導光板内で拡散剤に光が入射したときの拡散反射を示す図である。
[図5] 実施形態のディスプレイにおいて、液晶パネルの画素がオン状態の場合における光の透過/吸収を示す図である。
[図6] 実施形態のディスプレイにおいて、液晶パネルの画素がオフ状態の場合における光の透過/吸収を示す図である。
[図7] 実施形態で使用したディスプレイにおいて、光源を消灯し、液晶パネルのすべての画素をオフ状態にしたときの光の透過/吸収を示す図である。
[図8] 実施形態の変形例に係る液晶表示装置に含まれるディスプレイの構成を示す図である。
[図9] 図2に示す液晶表示装置のディスプレイに使用される導光板の第1の変形例の構成を示す図である。
[図10] 図9に示す光取り出し形状に含まれる凸型形状が形成された導光板を示す図である。
[図11] 図9に示す光取り出し形状に含まれる凹型形状が形成された導光板を示す図である。
[図12] 図2に示す液晶表示装置のディスプレイに使用される導光板の第2の変形例の構成を示す図である。
[図13] 図2に示す液晶表示装置のディスプレイに使用される導光板の第3の変形例の構成を示す図である。
[図14] 図2に示す液晶表示装置のディスプレイに使用される導光板の第4の変形例の構成を示す図である。
[図15] 従来の液晶表示装置のディスプレイに使用される導光板の構成を示す図である。

発明を実施するための形態

[0026]
<1.実施形態>
<1.1 液晶表示装置の構成>
 図1は、本発明の実施形態に係る液晶表示装置100の構成を示すブロック図である。図1に示すように、液晶表示装置100は、透明表示が可能なディスプレイ110、表示制御回路111、走査信号線駆動回路112、データ信号線駆動回路113、および光源駆動回路114を備えたアクティブマトリクス型の表示装置である。なお、ディスプレイ110には、液晶パネル30と共に、光源10が取り付けられた導光板や各種の偏光板などが含まれるが、それらを含むディスプレイ110の構成については後述する。
[0027]
 ディスプレイ110に含まれる液晶パネル30には、n本の走査信号線G1~Gn、m本のデータ信号線S1~Sm、および、(m×n)個の画素Pijが形成されている。ここで、nおよびmは2以上の整数であり、iは1以上であってm以下の整数であり、jは1以上であってn以下の整数である。走査信号線G1~Gnは互いに平行に配置され、データ信号線S1~Smは走査信号線G1~Gnと交差するように互いに平行に配置されている。走査信号線Giとデータ信号線Sjの各交点近傍には、画素Pijがそれぞれ配置されている。このように(m×n)個の画素Pijは、行方向にm個ずつ、列方向にn個ずつ、マトリクス状に配置されている。走査信号線Giはi行目に配置されたm個の画素Pijに共通して接続され、データ信号線Sjはj列目に配置されたn個の画素Pijに共通して接続されている。なお、ディスプレイ110にカラー画像を表示する場合には、液晶パネル30の表面にカラーフィルタ(図示しない)が形成されたディスプレイを使用する。
[0028]
 液晶表示装置100の表示制御回路111には、外部から水平同期信号、垂直同期信号などの制御信号CS1と画像信号DVが入力される。表示制御回路111は、制御信号CS1に基づき、走査信号線駆動回路112に対してゲートスタートパルス信号、ゲートクロック信号などの制御信号CS2を出力し、データ信号線駆動回路113に対してソーススタートパルス信号、ソースクロック信号、ラッチストローブ信号などの制御信号CS3および画像データDAを出力する。
[0029]
 また、表示制御回路111は、画像信号DVと制御信号CS1に基づき、光源駆動回路114を制御するための制御信号CS4を生成し光源駆動回路114に出力する。光源駆動回路114は、制御信号CS4に基づき、液晶パネル30の端部に取り付けられたバックライト用の光源10を駆動する。これにより、バックライト用の光源10は、背面側から液晶パネル30に向けてバックライト光を出射する。
[0030]
<1.2 シースルーディスプレイの構成>
 図2は、本発明の実施形態に係る液晶表示装置100に含まれるディスプレイ110の構成を示す図である。図2に示すように、シースルーディスプレイとして機能するディスプレイ110では、前面側から背面側に向かって、第1吸収型偏光板60、液晶パネル30、第2吸収型偏光板50、反射型偏光板40、および導光板20がこの順で配置されている。導光板20は、図15に示す導光板220と異なり、背面側に反射型偏光子として機能するワイヤグリッド70が一体的に形成された導光板である。なお、液晶パネル30と、液晶パネル30を挟むように配置された第1および第2吸収型偏光板をまとめて「画像表示部」という場合がある。
[0031]
 なお、本明細書では、液晶パネル30はノーマリホワイト型であるとして説明するが、ノーマリブラック型であってもよい。また、本明細書では、光源10から出射される光は直線偏光の光であるとして説明する。直線偏光の光は、その電界ベクトルが互いに直交する2つの偏光成分を含む。そこで、以下の説明では、電界ベクトルの振動方向が特定の方向に振動する偏光成分を「第1偏光成分」といい、電界ベクトルの振動方向が当該特定の方向と直交する方向に振動する偏光成分を「第2偏光成分」という。なお、光源光は直線偏光でなくてもよく、例えば円偏光や楕円偏光であってもよい。
[0032]
 ノーマリホワイト型の液晶パネル30では、各画素Pijは、オフ状態(信号電圧が書き込まれていない状態または0Vの信号電圧が書き込まれている状態)のときに透明になり、印加する信号電圧が高くなるのに伴って光の透過率が低下する。液晶パネル30の前面側の表面には第1吸収型偏光板60が貼り付けられており、背面側の表面には第2吸収型偏光板50が貼り付けられている。そこで、第1吸収型偏光板60は、第2偏光成分を透過し第1偏光成分を吸収する偏光板とし、後述する第2吸収型偏光板50は、逆に第2偏光成分を吸収し第1偏光成分を透過する偏光板であるとする。
[0033]
 導光板20は、例えばポリメチルメタクリレート(Polymethyl methacrylate:PMMA)やポリカーボネート(polycarbonate:PC)などの透明樹脂によって形成され、導光板20の端部には、例えば赤色、緑色、青色の各LED(Light Emitting Device)を直線状に配置した光源10が取り付けられている。このため、光源10から出射された第1偏光成分と第2偏光成分とを含む光は、導光板20に入射すると、その表面で全反射しながら進み、導光板20の前面側の表面からディスプレイ110の前面側に出射されたり、背面側の表面からディスプレイ110の背面側に出射されたりする。なお、各LEDは導光板20の端部に配置されているので、ディスプレイ110の背面側から入射した背景光はLEDによって遮られることなく導光板20を透過することができる。
[0034]
 図3は、図2に示すディスプレイ110に含まれる導光板20の断面図である。図3に示すように、ワイヤグリッド70は、導光板20の背面側の表面近くの領域(第1領域)に、その表面が導光板20の表面とほぼ同一平面になるように埋め込まれている。ワイヤグリッド70は、複数本の金属ワイヤが平行に配列されたものであり、各偏光成分のうち光の電界ベクトルがワイヤに垂直な偏光成分を透過させ、電界ベクトルがワイヤに平行な偏光成分を反射する反射型偏光子として機能する。そこで、本明細書では、ワイヤグリッド70は、第1偏光成分を透過し、第2偏光成分を反射する反射型偏光子として説明する。なお、ワイヤグリッド70は導光板20内に完全に埋め込まれていてもよい。
[0035]
 導光板20の前面側の表面からワイヤグリッド70の手前まで、すなわち前面側の表面と図3に示す点線とによって挟まれた領域(第2領域)の樹脂には、拡散剤27が添加されている。しかし、点線と背面側の表面とに挟まれた、ワイヤグリッド70が埋め込まれている領域の樹脂には拡散剤27は全く添加されていない。拡散剤は、シリカなどの透明な粒子であり、その直径は数十μmから数百μm程度のものが好ましく、さらに略20μm~300μmのものがより好ましい。また、拡散剤27の形状は、球状のものが好ましいが、円錐状または角錐状のものであってもよい。
[0036]
 図4は、図3に示す導光板20内で拡散剤27に光が入射したときの拡散反射を示す図である。図4に示すように、第1偏光成分または第2偏光成分のいずれかの光が拡散剤27に入射すれば、拡散剤27によって拡散反射され、第1偏光成分と第2偏光成分の光が生成される。これにより、拡散反射前に比べて導光板20内の光量が増加する。このため、添加された拡散剤27の密度が高い領域ほど、拡散剤27によって拡散反射される光が多くなるので、より多くの第1および第2偏光成分が生成される。このため、拡散剤27の密度を導光板20の中央付近で高くし、周辺部に行くほど低くなるようにしたり、導光板20の中央から所定の範囲内で拡散剤の密度を一定にし、それよりも外側で小さくなるようにしたりしてもよい。これにより、液晶パネル30の中央付近を透過する光量が多くなるので、表示される画像の品位を向上させることができる。
[0037]
 また、ワイヤグリッド70が埋め込まれた領域の樹脂には拡散剤27が添加されていない。これは、ワイヤグリッド70が埋め込まれた領域の樹脂に拡散剤27が添加されていれば、光源光のうち第1偏光成分だけを背面側に透過させる際に、ワイヤグリッド70によって選択された第1偏光成分が拡散剤27によって拡散反射されることにより、第2偏光成分が生成され、第1偏光成分と共にディスプレイ110の背面側に出射されることを防止するためである。
[0038]
 また、ワイヤグリッド70は導光板20内に埋め込まれているので、ワイヤグリッド70に傷がつくことを抑制できる。これにより、ワイヤグリッド70は、反射型偏光子としての機能を損なわれることなく長期間使用することができる。
[0039]
<1.3 シースルーディスプレイにおける光の透過/吸収>
<1.3.1 液晶パネルに画像信号が与えられているときの光の透過/吸収>
 図5は、本実施形態のディスプレイ110において、液晶パネル30の画素Pijがオン状態の場合における光の透過/吸収を示す図であり、図6は、本実施形態のディスプレイ110において、液晶パネル30の画素Pijがオフ状態の場合における光の透過/吸収を示す図である。
[0040]
 まず、図5を参照して、液晶パネル30の画素Pijがオン状態のときの第1および第2偏光成分の透過/吸収について説明する。光源10から導光板20内に出射された光に含まれる第1および第2偏光成分は、導光板20内に埋め込まれたワイヤグリッド70と、前面側に配置された反射型偏光板40にそれぞれ入射する。まず、ワイヤグリッド70に入射する第1偏光成分および第2偏光成分について説明する。なお、以下の説明において、導光板20から最初に出射された光を「一次光」といい、ワイヤグリッド70または反射型偏光板40によって反射されて導光板20に戻り、再び導光板20から出射された光を「二次光」という。
[0041]
 ワイヤグリッド70に入射した一次光の第1偏光成分は、ワイヤグリッド70を透過して背面側に抜けていく。これに対し、第2偏光成分はワイヤグリッド70によって反射され、導光板20に戻される。導光板20は、戻された第2偏光成分から二次光の第1偏光成分と第2偏光成分を生成し、それらを反射型偏光板40に向けて出射する。
[0042]
 反射型偏光板40に入射した二次光の第1偏光成分は、反射型偏光板40を透過し、第2吸収型偏光板50に向かう。一方、二次光の第2偏光成分は、反射型偏光板40によって反射され、再び導光板20に戻される。導光板20は、戻された二次光の第2偏光成分から二次光の第1偏光成分と第2偏光成分を生成し、それらをワイヤグリッド70に向けて出射する。以下、同様にして、ワイヤグリッド70または反射型偏光板40に入射した第1および第2偏光成分のうち、第1偏光成分だけがワイヤグリッド70または反射型偏光板40を透過し、第2偏光成分はワイヤグリッド70と反射型偏光板40との間で反射を繰り返す。
[0043]
 また、導光板20から反射型偏光板40に入射した一次光の第1および第2偏光成分についても、上記の場合と同様に、第1偏光成分は反射型偏光板40を透過して、第2吸収型偏光板50に向かう。第2偏光成分は反射型偏光板40によって反射され、導光板20に戻される。導光板20は、戻された一次光の第2偏光成分から二次光の第1偏光成分と第2偏光を生成し、それらをワイヤグリッド70に出射する。以下同様にして、第1偏光成分は、ワイヤグリッド70または反射型偏光板40を透過し、第2偏光成分はワイヤグリッド70と反射型偏光板40との間で反射を繰り返す。
[0044]
 このようにして、反射型偏光板40に入射した一次光および二次光の第1偏光成分は、反射型偏光板40を透過して第2吸収型偏光板50に向かう。第2偏光成分は、ワイヤグリッド70と反射型偏光板40との間で繰り返し反射されて導光板20に戻され、導光板20で二次光の第1偏光成分および第2偏光成分を生成するために使用される。
[0045]
 第2吸収型偏光板50に入射した一次光の第1偏光成分および2次光の第1偏光成分は、第2吸収型偏光板50を透過し、液晶パネル30のオン状態の画素Pijに入射する。オン状態の画素Pijは、第1偏光成分の偏光状態を変えることなく、第1吸収型偏光板60に向けて出射する。しかし、第1吸収型偏光板60は第1偏光成分を吸収するので、第1吸収型偏光板60に入射した第1偏光成分は吸収され、前面側に透過できない。これにより、オン状態の画素Pijに対応する画面は遮光された黒表示状態になる。
[0046]
 次に、図6を参照して、オフ状態の画素Pijにおける第1偏光成分および第2偏光成分の透過/吸収について説明する。この場合も、図5の場合と同様にして、導光板20から出射された光のうち、一次光および二次光の第1偏光成分が液晶パネル30のオフ状態の画素Pijに入射する。オフ状態の画素Pijは、入射した第1偏光成分を第2偏光成分に変換し、第1吸収型偏光板60に向けて出射する。第1吸収型偏光板60は入射した光のうち第2偏光成分を透過させるので、第2偏光成分は前面側に透過する。これにより、オフ状態の画素Pijに対応する画面はバックライト光を透過させる白表示状態になる。
[0047]
 このように、液晶パネル30の画素Pijのうち、画像データDAに基づき生成された信号電圧が書き込まれた画素はオン状態になり、対応する画面は黒表示状態になる。一方、信号電圧が書き込まれなかった画素はオフ状態になり、対応する画面は白表示状態になる。これにより、液晶パネル30には黒表示状態の画面と白表示状態の画面とからなるモノクロ(白黒)の画像が表示される。このため、前面側にいる視聴者は、画像信号DVに基づくモノクロの画像を視認することができる。また、液晶パネル30にカラーフィルタが形成されている場合には、カラー画像が表示される。
[0048]
 なお、ディスプレイ110の前面側に到達する光には、一次光の第1偏光成分から変換された第2偏光成分だけでなく、二次光の第1偏光成分から変換された第2偏光成分も含まれる。これにより、前面側に到達する光の光量が多くなるので、表示されるモノクロの画像のコントラストが向上する。
[0049]
 このとき、一次光および二次光の第1偏光成分は、ワイヤグリッド70を透過して背面側に到達する。これにより、ディスプレイ110の背面側にいる視聴者には、ディスプレイ110の背面が発光しているように見える。
[0050]
<1.3.2 液晶パネルに画像信号が与えられていないときの光の透過/吸収>
 図7は、本実施形態で使用したディスプレイ110において、光源10を消灯し、液晶パネル30のすべての画素Pijをオフ状態にしたときの光の透過/吸収を示す図である。図7を参照して、ディスプレイ110の背面に存在する物体からの光のうち、第2偏光成分はワイヤグリッド70によって反射されるが、第1偏光成分はワイヤグリッド70を含む導光板20、反射型偏光板40、および第2吸収型偏光板50を順に透過し、液晶パネル30のオフ状態の画素Pijに入射する。オフ状態の画素Pijは、入射した第1偏光成分を第2偏光成分に変換し、第1吸収型偏光板60に向けて出射する。第1吸収型偏光板60は第2偏光成分を透過させるので、入射した第2偏光成分は前面側に到達する。この場合、液晶パネル30の画素Pijはすべてオフ状態であるため、これらの画素に対応する画面が白表示状態になり、背面側から入射した光を前面側に透過させる。これにより、ディスプレイ110の背面全体が透明ディスプレイとして機能し、前面側にいる視聴者は、ディスプレイ110の背面に存在する物体を液晶パネル30を通して視認することができる。
[0051]
 また、ディスプレイ110の背面側から入射する光のうち、第2偏光成分はワイヤグリッド70によって反射されるので、ディスプレイ110の背面はミラー面になり、鏡として機能する。このため、背面側にいる視聴者は、ディスプレイ110の背面に映る物体を視認することができる。
[0052]
<1.4 効果>
 本実施形態によれば、導光板20の背面側に近い領域にワイヤグリッド70が埋め込まれている。これにより、図15に示すように、従来、別の構成部品であった反射型偏光板270の機能を有するワイヤグリッド70と導光板220とが一体化されたので、ディスプレイ110の構成部品点数が少なくなり、その組み立て時間を短縮することができる。その結果、液晶表示装置100の製造コストを低減することができる。
[0053]
 また、ワイヤグリッド70は導光板20内に埋め込まれているので、傷がつきにくく、偏光子としての機能が損なわれにくい。一方、導光板20のうち前面側の表面からワイヤグリッド70の手前までの領域には拡散剤27が混入されている。これにより、導光板20に入射した第1偏光成分または第2偏光成分が拡散剤27によって拡散反射され、第1および第2偏光成分が生成される。このため、導光板20から出射される光量が多くなり、画像の表示品位を向上させることができる。
[0054]
 さらに、導光板20は、ワイヤグリッド70が埋め込まれた領域には、拡散剤27が添加されていないので、導光板20に入射した光のうち第1偏光成分だけをディスプレイ110の背面側に透過させることができる。
[0055]
<1.5 変形例>
 図8は、本実施形態の変形例に係る液晶表示装置100に含まれるディスプレイ120の構成を示す図である。図8に示すように、本変形例のディスプレイ120では、図2に示すディスプレイ110と異なり、導光板20と第2吸収型偏光板50との間に配置されていた反射型偏光板40をなくしている。その結果、ディスプレイ120の構成部品点数が減るので、その組み立て時間をより短縮することができる。
[0056]
<2 導光板の変形例>
<2.1 第1の変形例>
 図9は、図2に示す液晶表示装置100のディスプレイ110に使用される導光板20の第1の変形例の構成を示す図である。図3に示す導光板20と異なり、導光板21では、ワイヤグリッド70は背面側の表面に形成され、前面側の表面には光取り出し形状26が形成されている。導光板21内をその表面で全反射しながら進む光が光取り出し形状26に入射すると、全反射がおこらなくなり導光板21から外部に光を取り出しやすくなる。これにより、本変形例の導光板21は、上記実施形態の導光板20と同様の効果を奏する。
[0057]
 光取り出し形状26の具体的な形状には、図10に示すような大きさが数μm程度の透明なインクのドットなどの凸型形状28や、図11に示すような大きさが数μm程度の角錐や円錐などの凹型形状29が含まれる。ドットは、インクジェットプリンタを使用して印刷することにより形成される。また、凹型形状は導光板20の表面をレーザ光によって加工したり、切削したりすることによって形成される。
[0058]
<2.2 第2の変形例>
 図12は、図2に示す液晶表示装置100のディスプレイ110に使用される導光板20の第2の変形例の構成を示す図である。本変形例の導光板22は、図3に示す導光板20と異なり、ワイヤグリッド70は背面側の表面に形成され、シリカなどの拡散剤27は導光板22を構成する樹脂の全体に添加されている。光源10から導光板22に入射した光は、拡散剤27によって拡散反射されることにより、より多くの光量の光が生成され導光板22から出射される。これにより、本変形例の導光板22も、第1の変形例の導光板21と同様の効果を奏する。さらに、本変形例の導光板22を使用すれば、第1の変形例の導光板21を使用した場合に見られる、光取り出し形状26に起因するモアレの発生がなくなるので、ディスプレイ110に表示される画像の表示品位を向上させることができる。
[0059]
<2.3 第3の変形例>
 図13は、図2に示す液晶表示装置100のディスプレイ110に使用される導光板20の第2の変形例の構成を示す図である。本変形例の導光板23は、図3に示す導光板20と異なり、樹脂ではなくガラスからなり、ワイヤグリッド70は導光板23の背面側の表面に形成されている。ガラスは、PMMAなどの樹脂と比べて硬度が高いので、導光板23の表面に傷がつきにくくなる。これにより、ディスプレイ110に表示される画像の表示品位を高く保つことができる。
[0060]
<2.4 第4の変形例>
 図14は、図3に示す液晶表示装置100のディスプレイ110に使用される導光板20の第4の変形例の構成を示す図である。本変形例の導光板24では、本実施形態の導光板20の前面側の表面に光取り出し形状26が形成されている。これにより、導光板24は、本実施形態の導光板20と同様の効果を奏する。さらに、導光板24内の光を光取り出し形状26によって前面側に取り出しやすくなるので、導光板24内の光の利用効率を向上させることができる。このように、導光板24の表面に光取り出し形状26を形成することは、上記第2および第3の変形例の導光板22、23にも適用してもよい。
[0061]
 本願は、2015年8月27日に出願された「液晶表示装置およびその駆動方法」という名称の日本国特願2015-180418号に基づく優先権を主張する出願であり、この出願の内容は引用することによって本願の中に含まれる。

産業上の利用可能性

[0062]
 本発明は、背景が透けて見えるシースルーディスプレイを備えた表示装置に適用される。

符号の説明

[0063]
 10 … 光源
 20~24 … 導光板
 26 … 光取り出し形状
 27 … 拡散剤
 28 … 凸型形状
 29 … 凹型形状
 30 … 液晶パネル(画像表示部)
 40 … 反射型偏光板
 50 … 第2吸収型偏光板
 60 … 第1吸収型偏光板
 70 … ワイヤグリッド(反射型偏光子)
 100 … 液晶表示装置
 110、120 … ディスプレイ(シースルーディスプレイ)
 111 … 表示制御回路
 112 … メモリ
 112 … 走査信号線駆動回路
 114 … データ信号線駆動回路
 530 … 有機ELパネル

請求の範囲

[請求項1]
 背景が透けて見える透明表示が可能なディスプレイを備えた表示装置であって、
 光源光を出射する光源と、
 前記光源から入射した光源光を前記ディスプレイの前面側または背面側に出射する導光板と、
 画像を表示するために外部から与えられる画像信号に基づいて前記導光板から出射される光源光を透過させることにより画像を表示すると共に、背面側から入射する背景光を前面側へ透過して背景を表示することが可能な画像表示部とを備え、
 前記導光板の背面に、反射型偏光子として機能するワイヤグリッドが前記導光板と一体的に設けられていることを特徴とする、表示装置。
[請求項2]
 前記導光板は樹脂によって形成され、前記導光板の背面側の表面から前記ワイヤグリッドの埋め込みが可能な深さを有する第1領域と、前記第1領域と前面側の表面とによって挟まれた第2領域とを有し、
 前記第1領域には前記ワイヤグリッドが埋め込まれ、前記第2領域には入射光を拡散反射することによって偏光状態の異なる複数の光を生成する拡散剤が添加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。
[請求項3]
 前記導光板の前面側の表面に複数の光取り出し形状が設けられていることを特徴とする、請求項2に記載の表示装置。
[請求項4]
 前記ワイヤグリッドは、前記導光板の背面側の表面上に設けられていることを特徴とする、請求項1に記載の表示装置。
[請求項5]
 前記導光板の前面側の表面に複数の光取り出し形状が設けられていることを特徴とする、請求項4に記載の表示装置。
[請求項6]
 前記光取り出し形状は、凸型形状または凹型形状であることを特徴とする、請求項5に記載の表示装置。
[請求項7]
 前記導光板は樹脂によって形成され、入射光を拡散反射することによって偏光状態の異なる光を生成する拡散剤が前記導光板の全体に添加されていることを特徴とする、請求項4に記載の表示装置。
[請求項8]
 前記導光板はガラスによって形成されていることを特徴とする、請求項4に記載の表示装置。
[請求項9]
 前記導光板の前面側の表面に複数の光取り出し形状が設けられていることを特徴とする、請求項7または8に記載の表示装置。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]

[ 図 5]

[ 図 6]

[ 図 7]

[ 図 8]

[ 図 9]

[ 図 10]

[ 図 11]

[ 図 12]

[ 図 13]

[ 図 14]

[ 図 15]