特許 7667027 表示装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-04-14

(45)【発行日】2025-04-22

(54)【発明の名称】表示装置

(51)【国際特許分類】

   G02F 1/1333 20060101AFI20250415BHJP

   G02F 1/13 20060101ALI20250415BHJP

   G02F 1/1334 20060101ALI20250415BHJP

   G02F 1/13357 20060101ALI20250415BHJP

【ＦＩ】

G02F1/1333

G02F1/13 505

G02F1/1334

G02F1/13357

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2021130735

(22)【出願日】2021-08-10

(65)【公開番号】P2023025469

(43)【公開日】2023-02-22

【審査請求日】2024-05-15

(73)【特許権者】

【識別番号】502356528

【氏名又は名称】株式会社ジャパンディスプレイ

(74)【代理人】

【識別番号】110002066

【氏名又は名称】弁理士法人筒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】宮尾 諒

【審査官】岩村 貴

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－２１９４４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－２０１３４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１９／０１３１１５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１６－２１０６３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１３／００８７４０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１９／２３９８６０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１３／０３５６６４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１３－０８０１１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国公開特許第１０－２０１７－００７１８２４（ＫＲ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０２０／０１２８７００（ＵＳ，Ａ１）

【文献】中国特許出願公開第１１０７９４６０９（ＣＮ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０７２３０６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０２Ｆ １／１３３３

Ｇ０２Ｆ １／１３

Ｇ０２Ｆ １／１３３４

Ｇ０２Ｆ １／１３３５７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１ガラス板と、
前記第１ガラス板と対向する表示パネルと、
可視光透過特性を備え、かつ、前記第１ガラス板と前記表示パネルの第１基板との間に介在し、かつ、前記第１ガラス板と前記第１基板とを接着固定する、第１接着層と、
前記第１ガラス板の一部分および前記表示パネルの一部分がそれぞれ収容されたフレームと、
前記フレームに収容され、かつ、前記表示パネルと離れた位置に配置された光源モジュールと、
を含み、
前記第１ガラス板は、第１面と、前記第１面の反対側の第２面と、前記第１面および前記第２面に連なる第１側面と、を備え、
前記光源モジュールから出射される光は、前記第１ガラス板の前記第１側面から入射され、
前記表示パネルは、
前記第１ガラス板と対向する前記第１基板と、
前記第１基板と対向する第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板との間にある高分子分散型液晶層と、
を有し、
前記光源モジュールは、
第３基板と、
前記第３基板上に搭載された複数のＬＥＤ素子と、
を有し、
前記光源モジュールの前記第３基板は、電気的な絶縁特性を備える第１放熱シートを介して前記フレームの内面に接着固定され、
前記光源モジュールは、前記第１ガラス板の前記第１側面と対向する位置に配置されている、表示装置。

【請求項2】

請求項１において、
前記第１放熱シートは、前記第１ガラス板、前記第１基板、および前記第２基板のそれぞれよりも熱伝導率が高い、表示装置。

【請求項3】

請求項２において、
前記表示パネルは、前記第１基板上に搭載され、かつ、前記高分子分散型液晶層を駆動する駆動回路を備える第１電子部品を更に有し、
前記第１電子部品と前記フレームとの間には、電気的な絶縁特性を備える第２放熱シートが接着固定され、
前記第２放熱シートは、前記第１ガラス板、前記第１基板、および前記第２基板のそれぞれよりも熱伝導率が高い、表示装置。

【請求項4】

請求項１において、
前記第１接着層の屈折率は、空気よりも前記第１ガラス板の屈折率に近い、表示装置。

【請求項5】

請求項１において、
前記第１ガラス板は、窓用のガラス板であり、
前記フレームは、窓枠である、表示装置。

【請求項6】

請求項１において、
第２ガラス板を更に有し、
前記第２ガラス板の一部分は、前記フレームに収容され、
前記表示パネルの前記高分子分散型液晶層は、前記第１ガラス板と前記第２ガラス板との間に配置されている、表示装置。

【請求項7】

請求項６において、
前記第１ガラス板と前記第１基板との間には、可視光透過特性を備える第１接着層が介在し、かつ、前記第１基板は前記第１接着層を介して前記第１ガラス板に接着固定され、
前記第２ガラス板と前記第２基板との間には、可視光透過特性を備える第２接着層が介在し、かつ、前記第２基板は前記第２接着層を介して前記第２ガラス板に接着固定され、
前記第１接着層の屈折率は、空気よりも前記第１ガラス板の屈折率に近く、
前記第２接着層の屈折率は、空気よりも前記第２ガラス板の屈折率に近い、表示装置。

【請求項8】

請求項６において、
前記光源モジュールは、第３基板と、前記第３基板上に搭載された複数のＬＥＤ素子と、を有し、
前記光源モジュールの前記第３基板は、電気的な絶縁特性を備える第１放熱シートを介して前記フレームに接着固定され、
前記第１放熱シートは、前記第１ガラス板、前記第１基板、および前記第２基板のそれぞれよりも熱伝導率が高い、表示装置。

【請求項9】

請求項８において、
前記表示パネルは、前記第１基板上に搭載され、かつ、前記高分子分散型液晶層を駆動する駆動回路を備える第１電子部品を更に有し、
前記第１電子部品と前記フレームとの間には、電気的な絶縁特性を備える第２放熱シートが接着固定され、
前記第２放熱シートは、前記第１ガラス板、前記第１基板、および前記第２基板のそれぞれよりも熱伝導率が高い、表示装置。

【請求項10】

請求項９において、
前記第１放熱シートは、前記フレームに直接貼り付けられ、
前記第２放熱シートと前記フレームとの間には、金属板が介在する、表示装置。

【請求項11】

請求項９において、
前記第１放熱シートおよび前記第２放熱シートのそれぞれは、前記フレームに直接貼り付けられている、表示装置。

【請求項12】

請求項６において、
前記第１ガラス板および前記第２ガラス板のそれぞれは、窓用のガラス板であり、
前記フレームは、窓枠である、表示装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、表示装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特開２０１５－７２３０６号公報（特許文献１）には、鉄道車両用の窓ガラスの内部に、透明ディスプレイを内蔵させた、表示装置が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１５－７２３０６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本願発明者は、観察者が、表示画像と背景とを重ね合わせて認識することが可能な透明表示装置の開発を行っている。透明表示装置の開発の一環として、窓ガラス等のガラス板と透明表示装置とを組み合わせて、表示装置とすることについて検討を行った。この結果、単に、ガラス板と透明表示装置とを組み合わせた構造の場合、改善の余地があることが判った。例えば、透明表示装置の場合、基板の側面に配置された光源モジュールから光を導入し、この光を液晶層で散乱させることにより、観察者が視認可能な光を表示装置の外部に出射する。しかし、透明表示装置用の光源モジュールをそのまま利用した場合、輝度が低いことに起因して表示画像が見にくいという課題がある。

【0005】

本発明の目的は、表示装置の性能を向上させる技術を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一態様である表示装置は、第１ガラス板と、前記第１ガラス板と対向する表示パネルと、前記第１ガラス板の一部分および前記表示パネルの一部分がそれぞれ収容されたフレームと、前記フレームに収容された光源モジュールと、を含んでいる。前記第１ガラス板は、第１面と、前記第１面の反対側の第２面と、前記第１面および前記第２面に連なる第１側面と、を備える。前記表示パネルは、前記第１ガラス板と対向する第１基板と、前記第１基板と対向する第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間にある液晶層と、を有する。前記光源モジュールは、前記第１ガラス板の前記第１側面と対向する位置に配置されている。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】透明表示パネル装置の一方の面側にいる視認者が、反対面側にある背景を、透明表示パネル装置を介して視認する場合の位置関係を示す説明図である。

【図2】透明表示パネル装置を介して視認される背景の一例を示す説明図である。

【図3】図１に示す透明表示パネルの一例を示す斜視図である。

【図4】図３のＡ－Ａ線に沿った断面図である。

【図5】図３の表示パネルが備える回路の一例を示す回路ブロック図である。

【図6】透明表示パネルとガラス板とを組み合わせた一実施の形態の表示装置の構成例を示す断面図である。

【図7】図６に対する検討例を示す断面図である。

【図8】図６に示す光源モジュールの周辺を拡大して示す拡大断面図である。

【図9】図８に対する変形例を示す拡大断面図である。

【図10】図６に示す表示装置に対する変形例を示す断面図である。

【図11】図１０に示す光源モジュールの周辺を拡大して示す拡大断面図である。

【図12】図８に対する変形例を示す拡大断面図である。

【図13】図１２に対する変形例を示す拡大断面図である。

【図14】図１～図１３を用いて説明した表示装置の利用例である自動車の側面図である。

【図15】図１４の他の利用例である建築物用の窓を示す側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下に、本発明の各実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一または関連する符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。

【0009】

以下の実施の形態では、ガラス板と組み合わせて利用される表示パネルの例として、液晶分子による可視光の散乱を利用して画像を表示させる液晶表示装置を取り上げて説明する。

【0010】

また、液晶表示装置は、液晶層に含まれる分子の配向を変化させることにより、表示画像を形成する装置であるが、光源を必要とする。以下で説明する実施の形態では、光源が、表示パネルとは別に設けられる。このため、以下では、表示パネルと、表示パネルに可視光を供給する光源モジュールとを区別して説明する。

【0011】

＜透明表示パネル＞
まず、所謂、透明表示パネルの特徴について説明する。図１は、透明表示パネルの一方の面側にいる視認者が、反対面側にある背景を、透明表示パネルを介して視認する場合の位置関係を示す説明図である。図２は、透明表示パネルを介して視認される背景の一例を示す説明図である。

【0012】

図１に示すように、観察者１００が、表示パネルＰ１の一方から他方をみる場合、背景１０１が表示パネルＰ１を透過して視認される。図２に示すように、表示領域ＤＡおよび表示領域ＤＡの外側の周辺領域ＰＦＡが共に光を透過させる場合、背景１０１の全体を違和感なく視認することができる。一方、周辺領域ＰＦＡが光を透過させない遮光性を有している場合、表示パネルＰ１を介して視認される背景１０１の一部分が周辺領域ＰＦＡにより遮られるため、観察者１００（図１参照）に違和感を与える場合がある。このように、透明表示パネルである表示パネルＰ１の場合、表示領域ＤＡおよび周辺領域ＰＦＡのそれぞれが可視光透過性を備えていることが好ましい。また、背景１０１を違和感なく視認する観点からは、表示領域ＤＡおよび周辺領域ＰＦＡのそれぞれの可視光透過特性が同程度であることが特に好ましい。

【0013】

図３は、図１に示す透明表示パネルの一例を示す斜視図である。図３では、表示領域ＤＡと周辺領域ＰＦＡの境界を二点鎖線で示している。また、図３では、表示パネルＰ１が備える回路のうち、液晶を駆動するための信号を伝送する信号配線の一部（詳しくは、ゲート線ＧＬおよびソース線ＳＬ）を一点鎖線で模式的に示している。図３を含む以下の図面において、表示パネルＰ１の厚さ方向に沿った方向をＺ方向、Ｚ方向に直交するＸ－Ｙ平面において、表示パネルＰ１の一辺の延在方向をＸ方向、Ｘ方向に交差する方向をＹ方向として説明する。図４は、図３のＡ－Ａ線に沿った断面図である。

【0014】

図３に示すように、本実施の形態の表示パネルＰ１は、基板（アレイ基板）１０、基板（対向基板）２０、サイド光源装置３０、および駆動回路４０を備える表示パネルＰ１を有する。表示パネルＰ１は、図３に示す表示パネルＰ１が備える各部分の他、例えば制御回路、あるいは表示パネルＰ１に接続されるフレキシブル基板、あるいは筐体などが含まれる場合がある。図３では、表示パネルＰ１以外の部分は図示を省略している。表示パネルＰ１は、外部から供給される入力信号に応じて画像が形成される表示領域ＤＡと、表示領域ＤＡの周囲にある周辺領域（額縁領域）ＰＦＡを有する。なお、図３に示す表示パネルＰ１の表示領域ＤＡは四角形であるが、表示領域が多角形や円形など、四角形以外の形状であってもよい。表示領域ＤＡは、表示面を視た平面視において、表示パネルＰ１が画像を表示する有効領域である。基板１０および２０のそれぞれは、平面視において表示領域ＤＡと重なる位置にある。サイド光源装置３０、および駆動回路４０のそれぞれは、基板１０上に搭載されている。

【0015】

図４に示すように、表示パネルＰ１は、液晶層ＬＱＬを介して対向するように貼り合せられた基板１０および基板２０を有している。基板１０と基板２０とは、表示パネルＰ１の厚さ方向であるＺ方向に配列される。言い換えれば、基板１０と基板２０とは、表示パネルＰ１の厚さ方向（Ｚ方向）において互いに対向する。基板１０は、液晶層ＬＱＬ（および基板２０）と対向する前面（主面、面）１０ｆを有する。また基板２０は、基板１０の前面１０ｆ（および液晶層ＬＱＬ）と対向する背面（主面、面）２０ｂを有する。基板１０は、スイッチング素子（能動素子）Ｔｒ（図５参照）としての複数のトランジスタ（トランジスタ素子）がアレイ状に配置されたアレイ基板である。また、基板２０は、表示面側に設けられた基板である。基板２０は、アレイ基板に対向配置された基板という意味で、対向基板と言い換えることができる。

【0016】

液晶ＬＱを含む液晶層ＬＱＬは、基板１０の前面１０ｆと基板２０の背面２０ｂとの間にある。液晶層ＬＱＬは、光学変調素子である。表示パネルＰ１は、上記したスイッチング素子を介して液晶層ＬＱＬの周辺に形成される電界の状態を制御することにより、そこを通過する光を変調する機能を備えている。基板１０および基板２０にある表示領域ＤＡは、図４に示すように液晶層ＬＱＬと重畳する。

【0017】

また、基板１０と基板２０とは、シール部（シール材）ＳＬＭを介して接着される。図３および図４に示すように、シール部ＳＬＭ（図４参照）は、表示領域ＤＡの周囲を囲むように、周辺領域ＰＦＡに配置される。シール部ＳＬＭの内側には、図４に示すように液晶層ＬＱＬがある。シール部ＳＬＭは、基板１０と基板２０との間に液晶を封入するシールとしての役割を果たす。また、シール部ＳＬＭは、基板１０と基板２０とを接着する、接着材としての役割を果たす。

【0018】

サイド光源装置３０は、光源部３１を有する。光源部３１は、基板２０の側面２０ｓ１と対向する位置に配置される。図４に二点鎖線で模式的に示すように、光源部３１から出射された光源光Ｌ１は、基板１０の背面１０ｂおよび基板２０の前面２０ｆで反射しながら、側面２０ｓ１から遠ざかる方向に伝搬する。光源光Ｌ１の伝搬経路において、基板１０の背面１０ｂおよび基板２０の前面２０ｆは、屈折率の大きな媒質と、屈折率の小さな媒質との界面である。このため、光源光Ｌ１が前面２０ｆおよび背面１０ｂに入射する入射角が臨界角よりも大きい場合、光源光Ｌ１は、前面２０ｆおよび背面１０ｂにおいて全反射する。

【0019】

液晶ＬＱは高分子分散型液晶ＬＣであり、液晶性ポリマーと液晶分子を含んでいる。液晶性ポリマーは、筋状に形成され、液晶分子は、液晶性ポリマーの隙間に分散される。液晶性ポリマー及び液晶分子の各々は、光学異方性あるいは屈折率異方性を有している。液晶性ポリマーの電界に対する応答性は、液晶分子の電界に対する応答性より低い。液晶性ポリマーの配向方向は、電界の有無にかかわらずほとんど変化しない。一方、液晶分子の配向方向は、液晶ＬＱにしきい値以上の高い電圧が印加された状態では、電界に応じて変化する。液晶ＬＱに電圧が印加されていない状態では、液晶性ポリマー及び液晶分子のそれぞれの光軸は互いに平行であり、液晶層ＬＱＬに入射した光源光Ｌ１は、液晶層ＬＱＬ内でほとんど散乱されることなく透過する（透明状態）。液晶ＬＱに電圧が印加された状態では、液晶性ポリマー及び液晶分子のそれぞれの光軸は互いに交差し、液晶ＬＱに入射した光源光Ｌ１は、液晶層ＬＱＬ内で散乱される（散乱状態）。表示パネルＰ１は、光源光Ｌ１の伝搬経路における液晶ＬＱの配向を制御することにより、透明状態と散乱状態とを制御する。散乱状態において光源光Ｌ１は液晶ＬＱにより放出光Ｌ２として前面２０ｆ側から表示パネルＰ１の外部に出射される。また、背面１０ｂ側から入射した背景光Ｌ３は、基板１０、液晶層ＬＱＬ、および基板２０を透過して、前面２０ｆから外部に出射される。放出光Ｌ２および背景光Ｌ３は、前面２０ｆ側にいる観察者に視認される。観察者は、放出光Ｌ２と、背景光Ｌ３とを組み合わせて認識することができる。このように観察者が、表示画像と背景とを重ね合わせて認識することが可能な表示パネルを透明表示パネルと呼ぶ。

【0020】

＜回路の構成例＞
次に、図３に示す表示パネルＰ１が備える回路の構成例について説明する。図５は、図３の表示パネルが備える回路の一例を示す回路ブロック図である。図５に示すコモン電極ＣＥに接続される配線経路は、例えば図４に示す基板２０に形成されている。図５では、基板２０に形成された配線を点線で図示している。図５に示す例では、光源制御部３２が、駆動回路４０に含まれる。変形例としては、駆動回路４０とは別に光源制御部３２を設ける場合もある。光源制御部３２は、例えば図３に示すサイド光源装置３０に接続される配線基板（図示は省略）に形成され、当該配線基板を介して光源部３１に電気的に接続されている。

【0021】

図５に示す例では、駆動回路４０は、信号処理回路４１、画素制御回路４２、ゲート駆動回路４３、ソース駆動回路４４、およびコモン電位駆動回路４５を備える。また、光源部３１は、例えば赤色光源部３１ｒ、緑色光源部３１ｇ、および青色光源部３１ｂを備える。図３に示すように、基板１０は、基板２０よりも面積が大きいので、駆動回路４０およびサイド光源装置３０のそれぞれは、基板１０上に設けられている。

【0022】

信号処理回路４１は、入力信号解析部（入力信号解析回路）４１１、記憶部（記憶回路）４１２、および信号調整部４１３を備える。表示パネルＰ１は、画像の表示を制御する制御回路を備える制御部９０を有し、信号処理回路４１の入力信号解析部４１１には、制御部９０から図示しないフレキシブル配線板などの配線経路を介して入力信号ＶＳが入力される。入力信号解析部４１１は、外部から入力された入力信号ＶＳに基づいて解析処理を行い、入力信号ＶＣＳを生成する。入力信号ＶＣＳは、例えば、入力信号ＶＳに基づいて、表示パネルＰ１（図３参照）の各画素ＰＩＸ（図３参照）にどのような階調値を与えるかを定める信号である。

【0023】

信号調整部４１３は、入力信号解析部４１１から入力された入力信号ＶＣＳから入力信号ＶＣＳＡを生成する。信号調整部４１３は、入力信号ＶＣＳＡを画素制御回路４２へ送出し、光源制御信号ＬＣＳＡを光源制御部３２へ送出する。光源制御信号ＬＣＳＡは、例えば、画素ＰＩＸへの入力階調値に応じて設定される光源部３１の光量の情報を含む信号である。例えば、暗い画像が表示される場合、光源部３１の光量は小さく設定される。明るい画像が表示される場合、光源部３１の光量は大きく設定される。

【0024】

画素制御回路４２は、入力信号ＶＣＳＡに基づいて水平駆動信号ＨＤＳと垂直駆動信号ＶＤＳとを生成する。例えば、本実施形態では、フィールドシーケンシャル方式で駆動されるので、水平駆動信号ＨＤＳと垂直駆動信号ＶＤＳとが光源部３１が発光可能な色毎に生成される。ゲート駆動回路４３は水平駆動信号ＨＤＳに基づいて１垂直走査期間内に表示パネルＰ１（図３参照）のゲート線ＧＬを順次選択する。ゲート線ＧＬの選択の順番は任意である。図３に示すように複数のゲート線（信号配線）ＧＬは、Ｘ方向に延び、かつ、Ｙ方向に沿って配列されている。

【0025】

ソース駆動回路４４は垂直駆動信号ＶＤＳに基づいて１水平走査期間内に表示パネルＰ１（図３参照）の各ソース線ＳＬに各画素ＰＩＸ（図３参照）の出力階調値に応じた階調信号を供給する。図３に示すように複数のソース線（信号配線）ＳＬは、Ｙ方向に延び、かつ、Ｘ方向に沿って配列されている。ゲート線ＧＬとソース線ＳＬとの交差毎に、一つの画素ＰＩＸが形成される。ゲート線ＧＬとソース線ＳＬとが交差する部分のそれぞれには、スイッチング素子Ｔｒ（図５参照）が形成されている。図３および図５に示す複数のゲート線ＧＬおよび複数のソース線ＳＬは、図４に示す液晶ＬＱを駆動する駆動信号を伝送する複数の信号配線に相当する。

【0026】

図５に示すスイッチング素子Ｔｒとして例えば、薄膜トランジスタが用いられる。薄膜トランジスタの種類は特に限定されず、例えば、以下のようなものを例示できる。ゲートの位置で分類すると、ボトムゲート型トランジスタ又はトップゲート型トランジスタを挙げることができる。また、ゲートの数で分類すると、シングルゲート薄膜トランジスタと、ダブルゲート薄膜トランジスタとを挙げられる。スイッチング素子Ｔｒのソース電極及びドレイン電極のうち一方はソース線ＳＬに接続され、ゲート電極はゲート線ＧＬに接続され、ソース電極及びドレイン電極のうち他方は、高分子分散型液晶ＬＣ（図４に示す液晶ＬＱ）の容量の一端に接続されている。高分子分散型液晶ＬＣの容量は、一端がスイッチング素子Ｔｒに画素電極ＰＥを介して接続され、他端がコモン電極ＣＥを介してコモン電位配線ＣＭＬに接続されている。また、画素電極ＰＥと、コモン電位配線ＣＭＬに電気的に接続されている保持容量電極との間には、保持容量ＨＣが生じる。なお、コモン電位配線ＣＭＬは、コモン電位駆動回路４５より供給される。

【0027】

＜ガラス板と組み合わせた表示装置＞
次に、図１から図５を用いて説明した透明表示パネルとガラス板とを組み合わせた表示装置の構造について説明する。図６は、透明表示パネルとガラス板とを組み合わせた本実施の形態の表示装置の構成例を示す断面図である。図７は、図６に対する検討例を示す断面図である。

【0028】

図６に示す表示装置ＤＳＰ１は、以下の点で図７に示す表示装置ＤＳＰ２と相違する。図７に示す表示装置ＤＳＰ２は、図１～図５を用いて説明した表示パネルＰ１とガラス板５０とを単純に組み合わせた構造である。一方、図６に示す表示装置ＤＳＰ１が備える表示パネルＰ２は、図３および図４に示すサイド光源装置３０を有していない。また、表示装置ＤＳＰ１は、フレーム６０に収容された光源モジュール７０を有している点で、表示装置ＤＳＰ２と相違する。

【0029】

図６に示す表示装置ＤＳＰ１は、ガラス板５０と、ガラス板５０と対向する表示パネルＰ２と、ガラス板５０の一部分および表示パネルＰ２の一部分がそれぞれ収容されたフレーム６０と、フレーム６０に収容され、かつ、表示パネルＰ２と離れた位置に配置された光源モジュール７０と、を含んでいる。

【0030】

図７に示す表示装置ＤＳＰ２のように、透明表示パネルである表示パネルＰ１とガラス板５０とを組み合わせた場合、サイド光源装置３０から出力される可視光の輝度が低いことに起因して表示画像が見にくいという課題がある。サイド光源装置３０は、薄い基板２０の側面２０ｓ１から光を入射させる必要があるので、大型化することが難しい。このため、サイド光源装置３０の光源として高出力のＬＥＤ素子を用いることが難しい。

【0031】

一方、図６に示す本実施の形態の表示装置ＤＳＰ１の場合、光源モジュール７０は、表示パネルＰ２とは別に設けられている。詳しくは、光源モジュール７０は、フレーム６０内に収容されている。詳しくは、ガラス板５０は、表示パネルＰ２と対向する面５０ａと、面５０ａの反対側の面５０ｂと、面５０aおよび面５０ｂに連なる側面５０ｓ１と、を備えている。表示パネルＰ２は、ガラス板５０と対向する基板１０と、基板１０と対向する基板２０と、基板１０と基板２０との間にある液晶層ＬＱＬと、を有している。光源モジュール７０は、フレーム６０内において、ガラス板５０の側面５０ｓ１と対向する位置に配置されている。

【0032】

光源モジュール７０から出射される光は、ガラス板５０を介して表示パネルＰ２に供給される。詳しくは、光源モジュール７０から出射される光（光源光Ｌ１）は、ガラス板５０の側面５０ｓ１から入射される。光源光Ｌ１は、ガラス板５０の面５０ｂおよび基板２０の前面２０ｆで反射しながら、側面５０ｓ１から遠ざかる方向に伝搬する。光源光Ｌ１の伝搬経路において、ガラス板５０の面５０ｓ１および基板２０の前面２０ｆは、屈折率の大きな媒質と、屈折率の小さな媒質との界面である。このため、光源光Ｌ１が前面２０ｆおよび面５０ｂに入射する入射角が臨界角よりも大きい場合、光源光Ｌ１は、前面２０ｆおよび面５０ｂにおいて全反射する。

【0033】

上記したように、液晶分子の配向方向は、液晶ＬＱにしきい値以上の高い電圧が印加された状態では、電界に応じて変化する。液晶ＬＱに電圧が印加されていない状態では、液晶性ポリマー及び液晶分子のそれぞれの光軸は互いに平行であり、液晶層ＬＱＬに入射した光源光Ｌ１は、液晶層ＬＱＬ内でほとんど散乱されることなく透過する（透明状態）。液晶ＬＱに電圧が印加された状態では、液晶性ポリマー及び液晶分子のそれぞれの光軸は互いに交差し、液晶ＬＱに入射した光源光Ｌ１は、液晶層ＬＱＬ内で散乱される（散乱状態）。表示パネルＰ１は、光源光Ｌ１の伝搬経路における液晶ＬＱの配向を制御することにより、透明状態と散乱状態とを制御する。散乱状態において光源光Ｌ１は液晶ＬＱにより放出光Ｌ２として前面２０ｆおよび面５０ｂのうち、いずれか一方、あるいは両方から表示パネルＰ１の外部に出射される。また、面５０ｂ側から入射した背景光Ｌ３は、ガラス板５０、基板１０、液晶層ＬＱＬ、および基板２０を透過して、前面２０ｆから外部に出射される。放出光Ｌ２および背景光Ｌ３は、前面２０ｆ側にいる観察者に視認される。観察者は、放出光Ｌ２と、背景光Ｌ３とを組み合わせて認識することができる。

【0034】

表示装置ＤＳＰ１の場合、光源モジュール７０を表示パネルＰ２とは別に設けられている。このため、フレーム６０内に収容可能な範囲内であれば、大型化することができる。例えばガラス板５０は、窓ガラスである。ガラス板５０の厚さ（面５０ａから面５０ｂまでの距離）は基板２０の厚さよりも厚い。ガラス板５０の側面５０ｓ１の面積は、基板２０の側面２０ｓ１の面積より大きい。このため、光源モジュール７０が図４に示すサイド光源装置３０より大型である場合でも側面５０ｓ１に光源光Ｌ１を入射させることができる。また、光源モジュール７０の大型化が可能であれば、光源モジュール７０として出力が大きいものを選択することができる。すなわち、表示装置ＤＳＰ１の場合、図７に示すサイド光源装置３０よりも高出力の光源モジュール７０を備えている。

【0035】

光源モジュール７０は、上記のように高出力の光源を備えているので、光源モジュール７０から出射される光源光Ｌ１の輝度は、図７に示すサイド光源装置３０から出力される光源光Ｌ１の輝度よりも高輝度である。このように、表示装置ＤＳＰ１の場合、表示パネルＰ２とは別に、高輝度の光源モジュール７０が設けられていることにより、窓ガラスのような大型のガラス板５０と組み合わせた場合であっても表示画像をはっきりと認識することが可能である。

【0036】

ところで、ガラス板５０と表示パネルＰ２との間での光源光Ｌ１の反射を抑制する観点からは、ガラス板の面５０ａにおける光源光Ｌ１の反射を抑制することが好ましい。図６に示す例では、ガラス板５０と基板１０との間には、可視光透過特性を備える接着層５１が介在し、かつ、表示パネルＰ２は、接着層５１を介してガラス板５０に接着固定されている。接着層５１の屈折率は、空気よりもガラス板５０の屈折率に近い。接着層５１の屈折率がガラス板５０と同等になっていることにより、ガラス板５０の面５０ａや基板１０の背面１０ｂと接着層５１との界面における光源光Ｌ１の反射を抑制できる。ガラス板５０と同程度の屈折率を備える接着層５１の例として、シート状に形成されたＯＣＡ（Optical Clear Adhesive）と呼ばれる透明接着シートや、液体状の透明接着剤を硬化させて用いるＯＣＲ（Optical Clear Resin）などを例示できる。

【0037】

＜光源モジュールの放熱対策＞
次に、図６に示す光源モジュール７０の放熱対策について説明する。図８は、図６に示す光源モジュールの周辺を拡大して示す拡大断面図である。図６に示す高出力の光源モジュール７０は、高輝度の光を出力することができるが、発熱量が多い。このため、光源モジュール７０および表示パネルＰ２の動作を安定させ、表示装置ＤＳＰ１の信頼性を向上させるためには、光源モジュール７０から発生する熱を放熱する対策があることが好ましい。

【0038】

図８に示すように、光源モジュール７０は、基板７１と、基板７１上に搭載された複数のＬＥＤ素子７２と、を有している。光源モジュール７０の基板７１は、電気的な絶縁特性を備える放熱シート７３を介してフレーム６０に接着固定されている。放熱シート７３は、ガラス板５０、基板１０、および基板２０のそれぞれよりも熱伝導率が高い。放熱シート７３は、例えば、フレーム６０と基板７１とを接着する接着成分と、金属粒子など、高い熱伝導特性を有する材料からなる放熱フィラとを含んでいる。またフレーム６０は樹脂などの材料で形成することもできるが、フレーム６０自身の放熱特性を向上させる観点からは、金属材料を含んでいることが好ましい。また、後述するように、例えばフレーム６０は、窓枠である。窓枠であるフレーム６０が窓ガラスであるガラス板５０の側面５０ｓ１の全周を囲うことで、光源モジュール７０から発生する熱を広く放熱することが可能となる。

【0039】

複数のＬＥＤ素子７２は、例えば、赤色の周波数域の可視光を放出する赤色用ＬＥＤ素子と、緑色の周波数域の可視光を放出する緑色用ＬＥＤ素子と、青色の周波数域の可視光を放出する青色用ＬＥＤ素子と、を含んでいる。基板７１は、複数のＬＥＤ素子７２のそれぞれと電気的にされる回路が形成された配線基板である。複数のＬＥＤ素子７２のそれぞれは、配線基板である基板７１を介して光源モジュール７０の動作を制御する制御回路（図示は省略）と電気的に接続されている。基板７１は面７１ａおよび面７１ａの反対側の面７１ｂを備えている。複数のＬＥＤ素子７２のそれぞれは、基板７１の面７１ａ上に搭載されている。放熱シート７３は、基板７１の面７１ｂに接着されている。

【0040】

図９は、図８に対する変形例を示す拡大断面図である。図９に示す表示装置ＤＳＰ３は、以下の点で図８に示す表示装置ＤＳＰ１と相違する。表示パネルＰ２は、基板１０上に搭載され、かつ、液晶層ＬＱＬ（図６参照）を駆動する駆動回路４０を備える電子部品４６を更に有している。電子部品４６とフレーム６０との間には、電気的な絶縁特性を備える放熱シート４７が接着固定されている。放熱シート４７は、ガラス板５０、基板１０、および基板２０のそれぞれよりも熱伝導率が高い。

【0041】

電子部品４６は、例えば駆動回路４０が形成されたドライバＩＣである。フレーム６０内には、発熱量が多い光源モジュール７０が配置され、さらに高分子分散型液晶ＬＣを駆動するためにはスマートフォンなどに用いられる液晶に比べ高い電源電圧が必要となっているので、駆動回路４０の動作を安定させる観点からは、駆動回路４０が形成された電子部品４６に対しても放熱対策を施すことが好ましい。放熱シート４７は、例えば、フレーム６０と電子部品４６とを接着する接着成分と、金属粒子など、高い熱伝導特性を有する材料からなる放熱フィラとを含んでいる。表示装置ＤＳＰ３の場合、電子部品４６は、放熱シート４７を介してフレーム６０と熱的に接続されている。これにより、電子部品４６の動作安定性を向上させることができる。

【0042】

＜二重ガラスに適用した変形例＞
次に、図６に示す表示装置に対する形例として、表示パネルＰ２と二重ガラスとを組み合わせた実施態様について説明する。図１０は、図６に示す表示装置に対する変形例を示す断面図である。図１０に示す表示装置ＤＳＰ４は、以下の点で、図６に示す表示装置ＤＳＰ１と相違する。表示装置ＤＳＰ４は、ガラス板５０に加え、ガラス板８０を更に有している。ガラス板８０の一部分はフレーム６０に収容されている。表示パネルＰ２の液晶層ＬＱＬは、ガラス板５０とガラス板８０との間に配置されている。ガラス板８０は、基板２０と対向する面８０ａ、および面８０ａの反対側の面８０ｂを備えている。

【0043】

表示装置ＤＳＰ４の場合、互いに離間して配置された２枚のガラス板（ガラス板５０およびガラス板８０）を備える二重ガラス構造を備えている。上記した技術は、二重ガラス構造の場合にも適用することができる。ガラス板５０およびガラス板８０のそれぞれは、表示パネルＰ２を挟むように配置されているので、表示パネルＰ２を保護する保護部材としても機能する。例えば、ガラス板８０はガラス板５０と同じサイズの窓ガラスであり、フレーム６０は窓ガラス８０及び窓ガラス５０の側面の全周を囲う窓枠である。

【0044】

表示装置ＤＳＰ４のように二重ガラス構造の場合にも、表示パネルＰ２の動作は同様である。すなわち、光源モジュール７０がガラス板５０の側面５０ｓ１と対向する位置に配置され、光源光Ｌ１は、ガラス板５０の側面５０ｓ１から入射される。これにより、光源モジュール７０に用いられるＬＥＤ素子７２（図８参照）を大型化することができるので、高輝度の光源を選択することができる。

【0045】

また、図６を用いて説明したように、ガラス板５０と表示パネルＰ２との間での光源光Ｌ１の反射を抑制する観点からは、ガラス板の面５０ａにおける光源光Ｌ１の反射を抑制することが好ましい。図６に示す例では、ガラス板５０と基板１０との間には、可視光透過特性を備える接着層５１が介在し、かつ、表示パネルＰ２は、接着層５１を介してガラス板５０に接着固定されている。接着層５１の屈折率は、空気よりもガラス板５０の屈折率に近い。接着層５１の屈折率がガラス板５０と同等になっていることにより、ガラス板５０の面５０ａや基板１０の背面１０ｂと接着層５１との界面における光源光Ｌ１の反射を抑制できる。ガラス板５０と同程度の屈折率を備える接着層５１の例として、シート状に形成されたＯＣＡ（Optical Clear Adhesive）と呼ばれる透明接着シートや、液体状の透明接着剤を硬化させて用いるＯＣＲ（Optical Clear Resin）などを例示できる。

【0046】

一方、基板２０側においては、仮に基板２０の前面２０ｆにより光源光Ｌ１が全反射したとしても、図６と同様の光路で光源光Ｌ１が進むので、特に問題はない。ただし、図１０に示す例では、ガラス板８０と基板２０との間には、可視光透過特性を備える接着層８１が介在し、かつ、表示パネルＰ２の基板２０は、は、接着層８１を介してガラス板８０に接着固定されている。この場合、接着層８１における光源光Ｌ１の屈折を抑制することが好ましい。そこで、接着層８１の屈折率は、空気よりもガラス板８０の屈折率に近い。接着層８１の屈折率がガラス板８０と同等になっていることにより、ガラス板８０の面８０ａにおける光源光Ｌ１の反射、あるいは接着層８１における光源光Ｌ１の屈折を抑制できる。接着層８１の例は、接着層５１の例と同様である。

【0047】

次に、図１０に示す表示装置ＤＳＰ４のように、二重ガラスと組み合わせた実施態様における放熱対策について説明する。図１１は、図１０に示す光源モジュールの周辺を拡大して示す拡大断面図である。二重ガラスと組み合わせた実施態様においても、光源モジュール７０の発熱量が多くなる点は、図６に示す表示装置ＤＳＰ１と同様である。したがって、光源モジュール７０の放熱対策を施すことが好ましい。

【0048】

図１１に示すように、光源モジュール７０は、基板７１と、基板７１上に搭載された複数のＬＥＤ素子７２と、を有している。光源モジュール７０の基板７１は、電気的な絶縁特性を備える放熱シート７３を介してフレーム６０に接着固定されている。放熱シート７３は、ガラス板５０、基板１０、および基板２０のそれぞれよりも熱伝導率が高い。基板７１、複数のＬＥＤ素子７２、および放熱シート７３のそれぞれは、図８を用いて説明した通りなので重複する説明は省略する。また、フレーム６０は樹脂などの材料で形成することもできるが、フレーム６０自身の放熱特性を向上させる観点からは、金属材料を含んでいることが好ましい。この点も図８を用いて説明したフレーム６０と同様である。

【0049】

図１２は、図１１に対する変形例を示す拡大断面図である。図１２に示す表示装置ＤＳＰ５は、以下の点で図１０に示す表示装置ＤＳＰ４と相違する。表示パネルＰ２は、基板１０上に搭載され、かつ、液晶層ＬＱＬ（図１０参照）を駆動する駆動回路４０を備える電子部品４６を更に有している。電子部品４６とフレーム６０との間には、電気的な絶縁特性を備える放熱シート４７が接着固定されている。放熱シート４７は、ガラス板５０、ガラス板８０、基板１０、および基板２０のそれぞれよりも熱伝導率が高い。

【0050】

電子部品４６は、例えば駆動回路４０が形成されたドライバＩＣである。フレーム６０内には、発熱量が多い光源モジュール７０が配置され、さらに高分子分散型液晶ＬＣを駆動するためにはスマートフォンなどに用いられる液晶に比べ高い電源電圧が必要となっているので、駆動回路４０の動作を安定させる観点からは、駆動回路４０が形成された電子部品４６に対しても放熱対策を施すことが好ましい。放熱シート４７は、例えば、フレーム６０と電子部品４６とを接着する接着成分と、金属粒子など、高い熱伝導特性を有する材料からなる放熱フィラとを含んでいる。表示装置ＤＳＰ５の場合、電子部品４６は、放熱シート４７を介してフレーム６０と熱的に接続されている。これにより、電子部品４６の動作安定性を向上させることができる。

【0051】

ところで、図１２に示す例では、放熱シート７３は、フレーム６０に直接貼り付けられ、放熱シート４７とフレーム６０との間には、金属板４８が介在している。言い換えれば、図１２に示す例では、電子部品４６は、放熱シート４７および金属板４８を介してフレーム６０に熱的に接続されている。二重ガラス構造の表示装置に適用する場合、フレーム６０内には、ガラス板５０およびガラス板８０から成る２枚の大型のガラス板の一部分がフレーム６０に収容される。このため、フレーム６０と電子部品４６との離間距離が、図９に示す例と比較して大きい場合がある。このような場合において、電子部品４６とフレーム６０とを放熱シートのみで接続することは必須ではなく、放熱シート４７に加えて、金属板４８のような放熱部材をさらに用いることができる。

【0052】

図１３は、図１２に対する変形例を示す拡大断面図である。図１３に示す表示装置ＤＳＰ６は、以下の点で図１２に示す表示装置ＤＳＰ５と相違する。表示装置ＤＳＰ６が有する放熱シート７３および放熱シート４７のそれぞれは、フレーム６０に直接貼り付けられている。図１３に示す表示装置ＤＳＰ６の場合、フレーム６０の形状が図１２に示す表示装置ＤＳＰ５と相違する。すなわち、フレーム６０のうち、電子部品４６を覆う部分が、電子部品４６に向かって突出している。この場合、二重ガラス構造と組み合わせた場合であっても、電子部品４６とフレーム６０との離間距離を小さくすることができるので、放熱シート４７を電子部品４６およびフレーム６０の双方に直接的に貼り付けることができる。

【0053】

＜表示装置の利用例＞
次に図１～図１３を用いて説明した表示装置の利用例について説明する。図１４は、図１～図１３を用いて説明した表示装置の利用例である自動車の側面図である。図１５は、図１４の他の利用例である建築物用の窓を示す側面図である。

【0054】

図１４に示す利用例では、表示装置ＤＳＰ１は、自動車２００が備える複数の窓のうちの一つとして適用される。ガラス板５０は、例えば自動車用の窓ガラスである。また、フレーム６０は、自動車２００のフレームの一部分に相当する。図１４に示す利用例において、表示パネルＰ２は、ガラス板５０の一部分と重なる位置に配置される。表示パネルＰ２に画像が表示されると、自動車２００の外部からその画像を視認することもできるし、自動車２００の内部からその画像を視認することもできる。図１４に示す例の場合、表示装置ＤＳＰ１を駆動する電力は、自動車２００のフレームに収容された電源供給経路を介して供給される。

【0055】

図１５に示す利用例では、表示装置ＤＳＰ１は、住宅などの建築物が備える窓として適用される。ガラス板５０は、例えば建築物用の窓ガラスである。また、フレーム６０は、建築物用の窓枠である。図１５に示す利用例において、表示パネルＰ２は、ガラス板５０の一部分と重なる位置に配置される。表示パネルＰ２に画像が表示されると、建築物の外部からその画像を視認することもできるし、建築物の内部からその画像を視認することもできる。図１５に示す例の場合、表示装置ＤＳＰ１を駆動する電力は、フレーム６０に収容された図示しない電源供給経路を介して供給される。

【0056】

図１４および図１５では、一例として図６に示す表示装置ＤＳＰ１の利用例を示しているが、図１４および図１５に示す表示装置ＤＳＰ１を、図９に示す表示装置ＤＳＰ３、図１０に示す表示装置ＤＳＰ４、図１２に示す表示装置ＤＳＰ５、あるいは表示装置ＤＳＰ６のいずれかに置き換えることが可能である。

【0057】

以上、実施の形態および代表的な変形例について説明したが、上記した技術は、例示した変形例以外の種々の変形例に適用可能である。例えば、上記した変形例同士を組み合わせてもよい。

【0058】

本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。例えば、前述の各実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除若しくは設計変更を行ったもの、または、工程の追加、省略若しくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。

【産業上の利用可能性】

【0059】

本発明は、表示装置や表示装置が組み込まれた電子機器に利用可能である。

【符号の説明】

【0060】

１０，２０，７１ 基板
１０ｂ，２０ｂ，２０ｂ， 背面（主面、面）
１０ｆ，２０ｆ 前面（主面、面）
２０ｓ１ 側面
３０ サイド光源装置
３１ 光源部
３１ｂ 青色光源部
３１ｇ 緑色光源部
３１ｒ 赤色光源部
３２ 光源制御部
４０ 駆動回路
４１ 信号処理回路
４２ 画素制御回路
４２ 画素制御回路
４３ ゲート駆動回路
４４ ソース駆動回路
４５ コモン電位駆動回路
４６ 電子部品
４７，７３ 放熱シート
４８ 金属板
５０，８０ ガラス板
５０ａ，５０ｂ，７１ａ，７１ｂ，８０ａ，８０ｂ 面
５０ｓ１ 側面
５１，８１ 接着層
６０ フレーム
７０ 光源モジュール
７２ ＬＥＤ素子
９０ 制御部
１００ 観察者
１０１ 背景
２００ 自動車
４１１ 入力信号解析部（入力信号解析回路）
４１２ 記憶部（記憶回路）
４１３ 信号調整部
ＣＥ コモン電極
ＣＭＬ コモン電位配線
ＤＡ 表示領域
ＤＳＰ１，ＤＳＰ２，ＤＳＰ３，ＤＳＰ４，ＤＳＰ５，ＤＳＰ６ 表示装置
ＧＬ ゲート線（信号配線）
ＨＣ 保持容量
ＨＤＳ 水平駆動信号
Ｌ１ 光源光
Ｌ２ 放出光
Ｌ３ 背景光
ＬＣ 高分子分散型液晶
ＬＣＳＡ 光源制御信号
ＬＱ 液晶
ＬＱＬ 液晶層
Ｐ１，Ｐ２ 表示パネル
ＰＥ 画素電極
ＰＦＡ 周辺領域（額縁領域）
ＰＩＸ 画素
ＳＬ ソース線（信号配線）
ＳＬＭ シール部
Ｔｒ スイッチング素子
ＶＣＳ，ＶＣＳＡ，ＶＳ 入力信号
ＶＤＳ 垂直駆動信号

【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】