(57)【要約】【課題】コントラストの高い映像を表示可能な表示装置を提供する。【解決手段】表示装置（１）は、透明のディスプレイパネル（１０）と、光の透過率を調整可能な第１の調光シート（２０）と、光の拡散率を調整可能な第２の調光シート（３０）と、第１の調光シートの透過率と第２の調光シートの拡散率を制御する制御部（４０）と、を備え、映像を提示する側から順に、ディスプレイパネル、第１の調光シート、及び第２の調光シートを配置する。【選択図】図１
2018159854.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明のディスプレイパネルと、
光の透過率を調整可能な第１の調光シートと、
光の拡散率を調整可能な第２の調光シートと、
前記第１の調光シートの透過率と前記第２の調光シートの拡散率を制御する制御部と、
を備え、
映像を提示する側から順に、前記ディスプレイパネル、前記第１の調光シート、及び前記第２の調光シートを配置する、
表示装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記第１の調光シートを、前記透過率を変化させることで着色状態または透明状態に切り替え、前記第２の調光シートを、前記拡散率を変化させることで白濁状態または透明状態に切り替える、
請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記制御部は、
前記ディスプレイパネルが駆動されているときは、前記第１の調光シートを着色状態にすると共に前記第２の調光シートを白濁状態にするように制御し、
前記ディスプレイパネルが駆動されていないときは、前記第１の調光シート及び第２の調光シートを透明状態にするように制御する、
請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記第２の調光シートの、前記第１の調光シートと反対側の照度を検出する照度センサをさらに備え、
前記ディスプレイパネルの駆動中に、前記照度センサが所定値以上の照度を検出したときは、前記制御部は前記第２の調光シートの前記拡散率を前記白濁状態のときの前記拡散率よりも低下させる、
請求項３に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、透明ディスプレイパネルを備えた表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、透明のディスプレイパネル（第１パネル）の背面に、透明状態と不透明状態とを切り替え可能な調光シート（第２パネル）を配置したディスプレイ装置を開示している。このディスプレイ装置は、第２パネルをＰＤＬＣ（Polymer Dispersed Liquid Crystal）方式によって実現している。ディスプレイ装置は、第２パネルを不透明状態にすることによって、ディスプレイ装置の背面からの光が第１パネルに流入することを防いでいる。これにより、鮮明な映像を表示できるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１５６６３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示は、コントラストの高い映像を表示可能な表示装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示にかかる表示装置は、透明のディスプレイパネルと、光の透過率を調整可能な第１の調光シートと、光の拡散率を調整可能な第２の調光シートと、第１の調光シートの透過率と第２の調光シートの拡散率を制御する制御部と、を備え、映像を提示する側から順に、ディスプレイパネル、第１の調光シート、及び第２の調光シートを配置する。
【発明の効果】
【０００６】
本開示における表示装置は、コントラストの高い映像を表示できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本開示の実施形態１の表示装置の構成を示すブロック図
【図２】実施形態１における透明ディスプレイパネルと第１及び第２の調光シートの位置関係を示した図
【図３】実施形態１における第１及び第２の調光シートの特性を示す図
【図４】実施形態１における電源ＯＮ／ＯＦＦ時の透明ディスプレイパネルと第１及び第２の調光シートの透明／不透明状態の切り替え制御を示す図
【図５】実施形態１における電源ＯＮ／ＯＦＦ時の背面光の透過と拡散及び吸収の状態を示す図
【図６】本開示の実施形態２の表示装置の構成を示すブロック図
【図７】実施形態２における電源ＯＮ／ＯＦＦ時の透明ディスプレイパネルと第１及び第２の調光シートの透明／不透明状態の切り替え制御を示す図
【図８】実施形態２における照明光の拡散及び透過の状態を示す図
【発明を実施するための形態】
【０００８】
（本開示の基礎となった知見）
特許文献１のディスプレイ装置において、調光シート（ＰＤＬＣ）を不透明状態に制御するとその調光シートは光の拡散によって白濁する。そのため、映像の黒をディスプレイパネルで表示しても、白濁した調光シートによって、ユーザには白みがかった黒に見える。
【０００９】
特許文献１において、調光シートをＳＰＤ（Suspended Particle Device）方式又はＥＣ（Electrochromic）方式によって実現してもよいことが記載されている。ＳＰＤ方式及びＥＣ方式の調光シートは、濃紺又は黒などの着色状態と透明状態とを切り替えることができる。しかし、ＳＰＤ方式及びＥＣ方式の調光シートの場合、黒を表示することはできるが、光の拡散率が低いために背景が透けて見える。
【００１０】
よって、従来は、背景が透けない黒を表示することができなかった。本開示は、背景が透けない黒を表示できる表示装置を提供する。これによって、コントラストの高い映像の表示を可能にする。
【００１１】
（実施形態１）
以下、実施形態１について、図面を参照しながら説明する。
【００１２】
図１は、本開示の実施形態１の表示装置の構成を示している。表示装置１は、例えば、家庭内で使用されるテレビである。表示装置１は、透明ディスプレイパネル１０と、第１の調光シート２０と、第２の調光シート３０と、制御部４０とを有する。
【００１３】
透明ディスプレイパネル１０は、透明な材質で構成される。例えば、透明ディスプレイパネル１０は、発光素子として透明のＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode）を使用した有機ＥＬディスプレイである。透明ディスプレイパネル１０に電圧が印加されると、発光素子が光を発する。これにより、映像が表示される。
【００１４】
第１の調光シート２０は、光の透過率を調整可能なシート部材である。第１の調光シート２０の透過率を変更することによって、第１の調光シート２０を黒色と透明とに切り替えることができる。具体的には、第１の調光シート２０の透過率を比較的低い値に設定することで第１の調光シート２０を黒色状態にし、第１の調光シート２０の透過率を比較的高い値に設定することで第１の調光シート２０を透明状態にすることができる。第１の調光シート２０は、例えば、ＳＰＤ方式又はＥＣ方式の調光シートである。ＳＰＤ方式の調光シートは、例えば、透明導電層をコーティングした２枚のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムの間に、配向粒子を分散させた液滴を配置することによって構成される。ＳＰＤ方式の調光シートに電圧を印加すると、配向粒子が電場と平行に配向する。これによって、入射光は調光シート内を直進して後方に透過し、調光シートは透明に見える。電圧を印加していない状態では、配向粒子が無秩序な状態で存在する。そのため、入射光は配向粒子に吸収され、調光シートは黒色又は濃紺色に見える。ＥＣ方式の調光シートは、例えば、２つの透明導電膜間に、エレクトロクロミック材料と電解質層とイオンストレージ層を備えた構成を有する。エレクトロクロミック材料は、電圧の印加によって電気化学的酸化還元反応が起こり、色が可逆的に変化する物質（例えば、酸化タングステン、酸化チタン、プルシアンブルー、ポリアニリン、又はビオロゲン）を含む。第１の調光シート２０は、黒色に限らず、暗色（濃紺など）の着色状態と透明状態とを切り替えるものであってもよい。
【００１５】
第２の調光シート３０は、光の拡散率を調整可能なシート部材である。第２の調光シート３０の拡散率を変更することによって、第２の調光シート３０を白濁と透明とに切り替えることができる。具体的には、第２の調光シート３０の拡散率を比較的高い値に設定することで第２の調光シート３０を白濁状態にし、第２の調光シート３０の拡散率を比較的低い値に設定することで第２の調光シート３０を透明状態にすることができる。第２の調光シート３０は、例えば、ＰＤＬＣ方式の調光シートである。ＰＤＬＣ方式の調光シートは、例えば、２枚の透明電極膜の間に、光学異方性を示す液晶粒子を分散させたマトリックスポリマーを備えた構成を有する。電圧が印加されていない状態では、液晶粒子が入射した光を散乱させることによって、白濁した状態に見える。電圧が印加された状態では、液晶粒子が電界方向と平行となるように整列するため、透明に見える。
【００１６】
制御部４０は、透明ディスプレイパネル１０の駆動を制御するディスプレイパネル駆動部４１と、第１の調光シート２０の透過率と第２の調光シート３０の拡散率を制御するシート駆動部４２とを含む。ディスプレイパネル駆動部４１は、例えば、外部から受信した映像信号に基づいて、透明ディスプレイパネル１０の駆動のタイミングを制御する制御回路と、透明ディスプレイパネル１０に映像表示用の信号を供給する回路（ドライバ）を含む。ディスプレイパネル駆動部４１は、例えば、外部から電源ＯＮ／ＯＦＦを指示する駆動信号を受け取ると、その駆動信号に基づいて、透明ディスプレイパネル１０を制御する。シート駆動部４２は、例えば、ディスプレイパネル駆動部４１を介して、外部からの駆動信号を受け取って、その駆動信号に基づいて、第１の調光シート２０及び第２の調光シート３０を制御する。制御部４０は半導体素子などで実現可能である。制御部４０は、例えば、マイコン、ＣＰＵ、ＭＰＵ、ＤＳＰ、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣで構成することができる。ディスプレイパネル駆動部４１とシート駆動部４２は一体で構成してもよいし、別個に構成してもよい。
【００１７】
図２は、透明ディスプレイパネル１０と第１の調光シート２０と第２の調光シート３０の位置関係を示した図である。本明細書において、表示装置１の前方側（ユーザに映像を提示する側）にある面を「前面」と言う。すなわち、透明ディスプレイパネル１０の前面が、ユーザに映像を提示する側の面である。一方、表示装置１の後方側の面を「背面」と言う。すなわち、背面は、前面と反対側にある面のことである。図２に示すように、第１の調光シート２０（黒／透明タイプ）は、透明ディスプレイパネル１０の背面に配置される。第２の調光シート３０（白濁／透明タイプ）は、第１の調光シート２０の背面に配置される。
【００１８】
図３は、第１の調光シート２０と第２の調光シート３０の特性を示している。第１の調光シート２０は、印加される電圧に応じて、全透過率が変化する。具体的には、第１の調光シート２０は、全透過率が比較的大きいときに透明になり、全透過率が比較的小さいときに黒色になる。「透過率」とは、一方の面から入射した光が、他方の面からどれだけ透過（出射）するかを示す指標である。「全透過率（全光線透過率）」とは、平行成分と拡散成分の全てを含む光線の透過率である。第２の調光シート３０は、印加される電圧に応じて、ＨＡＺＥ値が変化する。具体的には、ＨＡＺＥ値が比較的小さいときは透明になり、ＨＡＺＥ値が比較的大きいときは白濁する。「ＨＡＺＥ値」とは、透明性に関する指標であって、濁度（曇度）を表している。より具体的には、ＨＡＺＥ値は、全光線透過光に対する拡散透過光の割合であって、「（拡散透過率／全光線透過率）×１００（％）」で表される。「拡散透過率」は平行成分を除いた拡散光の透過率である。
【００１９】
図４は、表示装置１の電源ＯＮ時及び電源ＯＦＦ時の透明ディスプレイ１０、第１の調光シート２０、及び第２の調光シート３０のそれぞれの透明／不透明状態の切り替え制御を示している。表示装置１の電源がＯＦＦされている時、制御部４０は、透明ディスプレイパネル１０、第１の調光シート２０、及び第２の調光シート３０の全てが透明になるように制御する。表示装置１の電源がＯＮされている時、制御部４０は、第１の調光シート２０を黒色にし、及び第２の調光シート３０を白濁にして、透明ディスプレイパネル１０に映像を表示する。
【００２０】
図５（ａ）に、表示装置１の電源ＯＦＦ時の背景光の透過の状態を示している。表示装置１の電源ＯＦＦ時には、透明ディスプレイパネル１０、第１の調光シート２０、及び第２の調光シート３０の全てが透明になるように制御される。このため、第２の調光シート３０の背面側からの背景光が、第２の調光シート３０、第１の調光シート２０、及び透明ディスプレイパネル１０の全てを透過して、透明ディスプレイパネル１０の前面にいるユーザに到達する。すなわち、ユーザは、透明ディスプレイパネル１０、第１の調光シート２０、及び第２の調光シート３０を介して、背景を見ることができる。
【００２１】
図５（ｂ）に、表示装置１の電源ＯＮ時の背景光の拡散及び吸収の状態を示している。表示装置１の電源ＯＮ時には、第２の調光シート３０は白濁状態（すなわち、拡散率が高い状態）に制御される。そのため、第２の調光シート３０の背面から入射する背景光は、第２の調光シート３０によって拡散される。さらに、第１の調光シート２０は黒色になるように制御されている。これにより、第２の調光シート３０によって拡散された背景光は、黒色の第２の調光シート３０によって吸収される。そのため、背景光は、透明ディスプレイパネル１０の前面にいるユーザまで届かない。よって、透明ディスプレイパネル１０が映像を表示しているときに、ユーザは背景が透けない黒色を見ることができる。
【００２２】
以上のように、本実施形態の表示装置１は、透明ディスプレイパネル１０と、光の透過率を調整可能な第１の調光シート２０と、光の拡散率を調整可能な第２の調光シート３０と、第１の調光シート２０の透過率と第２の調光シート３０の拡散率を制御する制御部４０と、を備え、映像を提示する側から順に、透明ディスプレイパネル１０、第１の調光シート２０、及び第２の調光シート３０を配置している。具体的に、制御部４０は、第１の調光シート２０を、透過率を変化させることで、着色状態または透明状態に切り替え、第２の調光シート３０を、拡散率を変化させることで、白濁状態または透明状態に切り替える。そして、制御部４０は、透明ディスプレイパネル１０が駆動されているときは、第１の調光シート２０を着色状態（黒色）にする（すなわち、全透過率を小さくする）と共に第２の調光シート３０を白濁状態にする（すなわち、ＨＡＺＥ値を大きくする）ように制御する。これにより、第２の調光シート３０の背面側からの背景光を拡散して吸収し、背景光がユーザに届くことを防いでいる。よって、本実施形態の表示装置１は、背景が透けない黒色を表示することができ、コントラストの高い映像を表示することができる。また、制御部４０は、透明ディスプレイパネル１０が駆動されていないときは、第１の調光シート２０及び第２の調光シート３０を透明状態にするように制御する。これにより、表示装置１が電源ＯＦＦの時は、表示装置１の背景が透けて見える。よって、例えば、表示装置１を窓に組み込むことも可能になる。
【００２３】
（実施形態２）
本実施形態においては、第２の調光シート３０の背面側の照度が高いとき、例えば、第２の調光シート３０の近傍にある照明器具から放射された照明光が第２の調光シート３０の背面に入射するときであっても、コントラストの高い映像を表示することができる表示装置を提供する。
【００２４】
図６は、本開示の実施形態２の表示装置の構成を示している。本実施形態の表示装置１は、図１の構成に加えて、第２の調光シート３０の背面に照度センサ５０を有する。照度センサ５０は、第２の調光シート３０の背面側の照度を検出する。例えば、照度センサ５０は、第２の調光シート３０の背面内の所定の一点、背面内の所定領域、又は背面全体の照度を検出する。
【００２５】
図７は、本実施形態における電源ＯＮ／ＯＦＦ時の透明ディスプレイ１０、第１の調光シート２０、及び第２の調光シート３０のそれぞれの透明／不透明状態の切り替え制御を示している。本実施形態においては、表示装置１の電源ＯＮ時、照度センサ５０によって検出される照度が所定値以上のとき（すなわち、明るいとき）は、第２の調光シート３０を透明にする。一方、照度センサ５０によって検出される照度が所定値未満のとき（すなわち、暗いとき）は、実施形態１と同様に、第２の調光シート３０を白濁にする。
【００２６】
図８（ａ）は、本実施の形態の表示装置が解決しようとする課題を説明するための図であり、第２の調光シート３０が白濁しているときの照明光の拡散の状態を示している。図８（ａ）に示すように、表示装置１の近傍にある照明器具からの照明光（または太陽光）が、例えば斜め上方向から、第２の調光シート３０の背面に入射すると、入射した照明光は白濁している第２の調光シート３０によって拡散される。そして、その拡散された照明光の一部が第１の調光シート２０を通ってユーザの目に届く場合がある。このとき、透明ディスプレイパネル１０に映し出された映像の黒色が、ユーザの目には白みがかった黒（グレー）に見える。所謂、「黒浮き」が発生する。これにより、コントラストが低下する。
【００２７】
本実施形態においては、このようなコントラストの低下を防ぐために、第２の調光シート３０の背面から入射し、拡散された照明光がユーザの目に届かないようにしている。そのため、本実施形態においては、照度センサ５０によって検出される照度が所定値以上のとき（すなわち、明るいとき）は、第２の調光シート３０を透明にする。図８（ｂ）は、第２の調光シート３０が透明のときの照明光の透過の状態を示している。図８（ｂ）に示すように、第２の調光シート３０が透明の場合、照明光は、拡散されずに、透明の第２の調光シート３０を透過する。そのため、照明光が、拡散されることによって、ユーザの目に届くことを防止できる。よって、ユーザは、照明光の影響を受けずに、透明ディスプレイパネル１０に映し出される映像を見ることができる。すなわち、ユーザは、映像の黒色を見ることができる。このとき、第２の調光シート３０は白濁していないため、ユーザが見る色は背景が透けた黒色になる。
【００２８】
表示装置１の電源がＯＮされていて且つ所定値以上の照度が検出された時の第２の調光シート３０の透明度（すなわち、ＨＡＺＥ値）は、表示装置１の電源がＯＦＦされている時の第２の調光シート３０の透明度（すなわち、ＨＡＺＥ値）と、同一であってもよいし、異なってもよい。例えば、表示装置１の電源がＯＮされていて且つ検出された照度が所定値以上の時の第２の調光シート３０のＨＡＺＥ値は、検出された照度が所定値未満の時の白濁状態のＨＡＺＥ値よりも小さく、且つ電源ＯＦＦ時の透明状態のＨＡＺＥ値よりも大きくてもよい。また、照度センサ５０によって検出される照度が大きいほどＨＡＺＥ値が小さくなるように、検出される照度に応じて、白濁状態から段階的にＨＡＺＥ値を下げても良い。
【００２９】
白濁状態と透明状態を切り替えるための照度の所定値は、背景は透けないけれども白みがかった黒を表示するか、又は背景が透ける黒を表示するかのいずれを優先させるかに基づいて、制御部４０により又はユーザの指定に基づいて決定してもよい。
【００３０】
以上のように、本実施形態の表示装置１は、第２の調光シート３０の背面側の照度を検出する照度センサ５０をさらに備え、透明ディスプレイパネル１０の駆動中に、照度センサ５０が所定値以上の照度を検出したときは、制御部４０は第２の調光シート３０の拡散率（ＨＡＺＥ値）を白濁状態のときの拡散率（ＨＡＺＥ値）よりも低下させる。これにより、ユーザは、照明光の影響を受けずに、透明ディスプレイパネル１０に映し出される映像を見ることができる。具体的には、白みがかった黒が表示されることを防ぐことができる。よって、コントラストが低下することを防ぐことができる。
【００３１】
以上のように、本開示における技術の例示として、実施形態１、２を説明した。そのために、添付図面および詳細な説明を提供した。したがって、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。
【００３２】
また、上述の実施形態１、２は、本開示における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本開示の表示装置は、例えば、家庭内で使用されるテレビとして有用である。
【符号の説明】
【００３４】
１      表示装置
１０    透明ディスプレイパネル
２０    第１の調光シート
３０    第２の調光シート
４０    制御部
４１    ディスプレイパネル駆動部
４２    シート駆動部
５０    照度センサ
【図１】
2018159854.tif 000003
【図２】
2018159854.tif 000004
【図３】
2018159854.tif 000005
【図４】
2018159854.tif 000006
【図５】
2018159854.tif 000007
【図６】
2018159854.tif 000008
【図７】
2018159854.tif 000009
【図８】
2018159854.tif 000010