(57)【要約】【課題】従来の透明ＥＬ素子と液晶素子を用いた両面表示装置は、表面側の表示も裏面側の表示も、ともに液晶素子を透過することから透明ＥＬ表示素子の輝度が低下する。従って、透明ＥＬ素子は大きな発光電流が必要で消費電力が大きくなる。また、両面表示を行うためには表面と裏面の液晶表示を全て透明にする必要があり、このとき背景光が透過して表示情報が見にくくなるという課題があった。【解決手段】表示すべき表示情報を透明ＥＬ表示素子に表示するとともに、その表示情報の画素の中で輝度が所定しきい値以下となる画素を抽出して、透明ＥＬ表示素子の裏面に配置した液晶素子上に不透明画素として表示することで、背景光が透過しない両面表示装置が実現できる。また、前記しきい値は環境の照度に応じて変化させることで、明るい場所でも暗い場所でも見やすい両面表示装置が実現できる。【選択図】図１
2011059215.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明で両面表示可能な第一表示素子と、透明状態と不透明状態を表示することが可能な複数の画素で構成された第二表示装置と、を重ねて配置した表示装置と、表示画像制御手段と、両面表示の第一表示モードを有し、
前記表示画像制御手段は、前記第一表示モードにおいて表示すべき表示情報を第一表示素子に表示し、かつ、前記表示情報の画素の中で輝度が所定しきい値以下となる第一画素を抽出して、前記第二表示素子の画素の中で前記第一画素または前記第一画素の近傍に位置する第二画素を不透明画素として表示することを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記第一表示素子がエレクトロルミネッセンス表示素子であることを特徴とする請求項１記載の表示装置。
【請求項３】
前記第二表示素子が液晶表示素子であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の表示装置。
【請求項４】
照度センサをさらに有し、前記表示画像制御手段は、前記照度センサの出力に応じて、前記しきい値を変化させることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項５】
前記表示画像制御手段は、使用環境照度が高いときに、前記しきい値を大きくすることを特徴とする請求項４記載の表示装置。
【請求項６】
第一表示素子側からのみ表示する第二表示モードと、第二表示素子側からのみ表示する第三表示モードを有し、
前記第二表示モードにおいては、前記表示情報を第一表示素子に表示し、かつ、前記第一表示素子が表示している領域の近傍の前記第二表示素子の画素を不透明画素として表示し、
前記第三表示モードにおいては、前記表示情報を第二表示素子に表示し、かつ、前記第二表示素子の透明表示された画素の近傍にある前記第一表示素子の画素を発光することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項７】
第一表示素子側の第一表示情報と第二表示素子側の第二表示情報が異なる、第四表示モードを有し、
前記第四表示モードは、前記第一表示情報を表示する前記第二表示モードと、前記第二表示情報を表示する前記第三表示モードを時分割で交互に切り換えて表示することを特徴とする請求項６記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、テレビや携帯電話や携帯端末などに用いられる表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、テレビや携帯電話などの携帯端末装置に使用される表示素子（ディスプレイ）として、バックライトが不要で薄型化が可能であるとともに高いコントラストを有する有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）などの自発光素子が注目されている。
【０００３】
有機ＥＬ素子は自発光素子のためバックライトなどが不要であることから、ガラス基板と透明電極を利用することによって透明で両面発光が可能な表示装置が実現できる。（例えば特許文献１）
両面表示可能なディスプレイは例えば展示用として様々な用途が考えられる。
【０００４】
また、折畳み型携帯端末のディスプレイとして上記のような透明ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）表示装置を用いれば、メインディスプレイの裏側のサブディスプレイが上記透明ＥＬ表示装置で代用でき、薄型な折畳み型携帯端末が実現できる。
【０００５】
また、上筐体を透明表示やカラー表示が自由に可能になるため携帯電話の表示方法のバリエーションやデザイン性が高まる。
【０００６】
また、折畳み型携帯端末が開状態で透明表示装置に表示された情報をユーザ以外の他者に見られないようにするには、上筐体の裏側（サブディスプレイ側）の表示のみを消す必要があり、透明ＥＬ表示素子の裏側（サブディスプレイ側）に液晶素子を貼り合せた構造が考案されている。（例えば特許文献２）
上記の液晶素子は全面透明と全面不透明にする２つのモードがあり、携帯端末が開状態でメインディスプレイ表示中には上記液晶素子を不透明モードにすることによって、サブディスプレイ側の表示を消すことができる。
【０００７】
さらに、透明ＥＬ素子の表側と裏側の両面ともに上記液晶素子を配置すると、表側（メインディスプレイ側）の液晶素子を不透明にすることにより、裏側（サブディスプレイ側）の表示も可能となる。（例えば特許文献３）
また、表側と裏側ともに同時に表示するために、偏光の向きが異なる２枚の偏光板を透明ＥＬ素子の両面に偏光板を配置する方法が考案されている。（例えば特許文献４）
これにより、表からも裏からも背景光が透過しないため、両画面ともに見やすい表示が可能になる。但し、片面のみの表示はできない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−３３２３９２号公報
【特許文献２】特開２００４−１９９０３３号公報
【特許文献３】特開２００７−７１９４８号公報
【特許文献４】特許第３９３８１２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述の特許文献３の透明ＥＬ素子と液晶素子からなる表示装置では、表面側の表示も裏面側の表示も、ともに液晶素子を透過することから透明ＥＬ表示素子の輝度が低下する。従って、透明ＥＬ素子は大きな発光電流が必要で消費電力が大きくなる。また、両面表示を行うためには表面と裏面の液晶表示を全て透明にする必要があり、このとき背景光が透過して表示情報が見にくくなるという課題がある。
【００１０】
一方、上述の特許文献４は液晶素子を用いずに両面表示が可能であり、背景光が透けて見にくくなることはないが、片面のみの表示ができない。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
次に、上記の課題を解決するための手段について述べる。
【００１２】
本発明の表示装置は、透明で両面表示可能な第一表示素子と、透明状態と不透明状態を表示することが可能な複数の画素で構成された第二表示装置と、を重ねて配置した表示装置と、表示画像制御手段と、照度センサと、両面表示の第一表示モードを有し、前記表示画像制御手段は、前記第一表示モードにおいて表示すべき表示情報を第一表示素子に表示し、かつ、前記表示情報の画素の中で輝度が所定しきい値以下となる第一画素を抽出して、前記第二表示素子の画素の中で前記第一画素の近傍に位置する第二画素を不透明画素として表示し、かつ、前記第二画素の周辺は透明画素として表示する。
【００１３】
また、本発明の両面表示素子は、照度センサの出力に応じて前記しきい値を変化させ、環境照度が高いときには前記しきい値を大きくする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、透明ＥＬ素子と液晶素子を用いた薄型表示装置において、暗い場所でも明るい場所でも見やすい両面表示が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態１の両面表示装置のブロック構成図
【図２】本発明の実施の形態１の携帯端末装置の概略構造図
【図３】本発明の実施の形態１の携帯端末装置の上筐体の詳細断面構造図
【図４】本発明の実施の形態１の暗所における両面表示装置の表示方法の説明図
【図５】本発明の実施の形態１の明所における両面表示装置の表示方法の説明図
【図６】本発明の実施の形態１の第二表示モードの表示方法の説明図
【図７】本発明の実施の形態１の第三表示モードの表示方法の説明図
【図８】本発明の実施の形態１の第四表示モードの表示方法の説明図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の両面表示装置のブロック構成図である。
【００１７】
両面表示装置は、主制御手段１のほかに表示内容を制御する表示画像制御手段２を有する。表示画像制御手段２は、照度センサ５や主制御手段１からの情報に応じて、第一表示素子３と第二表示素子４を制御する。具体的な制御方法は後述する。
【００１８】
以下、本実施の形態では両面表示装置を携帯端末装置に適用した場合を例に説明するが、その他、テレビなどの表示装置に適用した場合も同様である。
【００１９】
図２は、本発明の両面表示装置を有する携帯端末装置の断面の概略構造図である。上筐体６と下筐体８がヒンジ７を介して結合した折畳み型の携帯端末装置である。上筐体６には第一表示素子３と第二表示素子４が図のように重ねて配置されている。
【００２０】
下筐体８の表面近くには照度センサ５が収容されており、携帯端末の使用環境の照度を測定する。
【００２１】
なお、照度センサ５は携帯端末の使用環境の照度を測定するものであり、上筐体などにあっても構わない。
【００２２】
第一表示素子３は、透明な自発光表示素子で各画素は両面発光が可能であると同時に非表示の場合には画素が透明となる。自発光表示素子として、例えば、ガラス基板上に形成された有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子や無機ＥＬ素子などがある。
【００２３】
なお、本実施の形態１において、透明とは光の透過率が少なくとも約１０％以上の場合を指すものとする。
【００２４】
第二表示素子４は、透明と不透明を表現することが可能な複数の画素からなる表示素子である。この表示素子は、例えば、液晶層をガラスと二枚の偏光フィルムで挟んだ液晶表示素子などからなる。モノクロ液晶素子でもカラー液晶素子でも構わないが、カラー液晶素子はカラーフィルターが必要なことから、モノクロ液晶素子に比べて透過光が小さく表示画面が暗くなるため、モノクロ液晶素子の方が望ましい。
【００２５】
図２に示すように第一表示素子３と第二表示素子４はほぼ同じサイズを有していて、それぞれがぴったり重なるように配置する。
【００２６】
図３に、上筐体の詳細な断面構造を示す。第一表示素子３と第二表示素子４の電気信号を伝達するフレキケーブル１０はヒンジ側に配置されたサブ基板１１に接続される。
【００２７】
第一表示素子３と第二表示素子４の間の空気層に起因するフレネル反射を抑制するために、第一表示素子と第二表示素子を屈折率がガラス材料とほぼ同等の透明な樹脂を用いて貼り合わせて一体化することが望ましい。これにより透過損失が抑制できる。
【００２８】
第一表示素子３と第二表示素子４の外側には保護カバーが付いている。保護カバーは例えばアクリル板やガラス板からなる。
【００２９】
第一表示素子と保護カバー、及び第二表示素子と保護カバーの間を屈折率がガラス材料とほぼ同等の透明な樹脂を用いて貼り合わせて一体化すると、フレネル反射による透過損失をさらに抑制できる。
【００３０】
次に、両面表示装置の両面に同一の表示情報を表示する方法について説明する。この両面表示を第一表示モードと呼ぶことにする。
【００３１】
図４を用いて表示方法を説明する。図４（１）は表示すべき表示情報の一例である。簡単のため３×４＝１２個の画素からなる画像のみを示す。
【００３２】
各画素は図４（６）に記載のAからＥの明るさのデータのうちどれか一つを表示する。簡単のため、５種類のモノクロ表示データの場合で説明するが、カラー表示画像で明るさも連続的に変化するデータを表示した場合も同様である。
【００３３】
図４（２）は第一表示素子である透明表示素子に図４（１）の表示データを表示したものである。透明樹脂は色が濃いデータ（ＤやＥなど）すなわち、輝度が低い画素データを表示すると、その部分が透明に近くなる。
【００３４】
図４（３）は第二表示素子である液晶素子に表示する表示データを示す。図４（１）の表示データの中から輝度が低い画素を“黒“画素として抽出する。例えば、図４（６）の中のＥに相当する輝度の画素を抽出してその部分のみ黒表示（＝不透明表示）をする。さらに、この黒表示の周辺の黒以外の画素は白表示（＝透明表示）とする。
【００３５】
次に、表示データの中から黒画素を抽出するときの具体的方法について説明する。
【００３６】
表示データの各画素の輝度（Ｘ）をしきい値（Ｌ）と比較し、Ｘ≦Ｌ１（Ｌ＝Ｌ１とする）のときに黒画素とする。図４では簡単のためにモノクロの画素を仮定しているが、カラーの画素の場合も同様で、色の種類によらず画素の輝度がＬ１以下の場合を黒画素として抽出する。
【００３７】
次に、透明表示素子の表示である図４（２）の裏面に液晶表示素子の表示である図４（３）を重ねた表示画像を図４（４）、（５）に示す。
【００３８】
図４（５）は裏面すなわち液晶表示素子側に表示される表示画像であり、図４（４）の鏡像である。
【００３９】
このように、表示すべき表示データ図４（１）の中で、透明表示素子のみでは表現できなかった、黒表示の画素が液晶表示素子の不透明表示の画素に置き換わることにより、図４（１）の表示すべき表示画像が表現できる。
【００４０】
簡単のため、ここでは透明表示素子と液晶表示素子の画素サイズが同じ場合を仮定しているが、画素サイズが異なる場合は、表示データ図４（３）にできるだけ近くなるように液晶表示素子の表示データを生成する。例えば、液晶表示素子の画素の中で、表示データ図４（３）の黒画素に重なる位置にある画素のみを黒画素とすればよい。
【００４１】
以上により、透過表示素子において透明な画素を液晶表示素子の黒画素で置き換えることで背景光の透過を抑制できることから、両面ともに見やすい両面表示画像が実現できる。
【００４２】
次に、使用環境が明るい場所での両面表示方法について説明する。
【００４３】
図５は、図４の場合に比べて使用環境が明るい場所における表示方法である。図５（１）は表示すべき表示データであり、図４（１）と同一である。図５（２）は透明表示素子で表示したときの画像を示す。明るい場所では、輝度がＥだけでなくＤの画素（低輝度画素１２）も背景光が透過しやすくなるため、透明表示素子では表現できない。そこで、明るい場所では輝度がＤとＥの場合の画素を黒画素として抽出して、液晶表示素子の表示データ図５（３）とする。
【００４４】
すなわち、黒画素を抽出するときの上記のしきい値Ｌの値を図４のときよりも大きくし、Ｌ＝Ｌ２、Ｌ２＞Ｌ１とする。
【００４５】
図５（４）は透明表示素子と液晶表示素子を重ねた場合の表示画像であり、図４（４）よりも液晶表示素子で黒表示された黒画素が多く、背景光の影響を受けにくくなる。
【００４６】
従って、使用環境の照度の変化に応じた黒画素の具体的抽出方法は以下のようになる。使用環境の明るさＫ（ルクス）は照度センサ５で測定し、Ｋの値に応じてしきい値Ｌの値を変化させる。すなわち、Ｌ＝Ｌ（Ｋ）であり、Ｌ（Ｋ）はＫに対して単調増加関数とする。
【００４７】
なお、暗い場所では、背景光の影響が小さいためＬを小さくし、黒画素を必要以上に増やさないことが重要である。なぜなら、Ｌが大きいと黒画素数が多すぎて表示したい表示情報と実際表示される表示情報の差が大きくなってしまうからである。
【００４８】
以上により、使用環境が明るい所でも背景光の透過を抑制できて見やすい両面表示が実現できる。
【００４９】
次に、両面表示モード以外の表示モードについて説明する。
【００５０】
透明表示素子側からのみ表示する表示モードを第二表示モードとする。
【００５１】
図６は第二表示モードの表示方法を示す。表示すべき表示情報を透明表示素子で表示し、液晶表示素子は黒表示（不透明）とする。なお、液晶表示素子は全ての画素を黒にする必要はなく、少なくとも透明表示素子の表示部（発光部）の画素は全て黒表示（不透明）とする。これにより、背景光が邪魔することなく透明表示素子の表示が可能で、裏面（液晶表示素子側）からは表示が見えない。
【００５２】
なお、透明表示素子の表示を一部に限定し、液晶表示素子の黒表示も一部に限定することにより、両面表示素子の背景の実画像に表示情報を重ねて同時に表示することもできる。
【００５３】
次に、液晶表示素子側からのみ表示する表示モードを第三表示モードとする。
【００５４】
図７は第三表示モードの表示方法を示す。表示すべき表示情報を液晶表示素子でモノクロ表示し、透明表示素子は白表示とする。これにより、透明表示素子が液晶素子のバックライトの役割を果たし、液晶表示素子側の表示が可能になる。
【００５５】
なお、透明表示素子は、単色であれは白色以外であっても構わない。また、透明表示素子の発光部は液晶表示素子の透明画素の部分のみでも構わないが、透明表示素子側から表示情報が見えないようにするためには、ほぼ全面で一様に発光させることが必要である。
【００５６】
次に、第一表示情報を透明表示素子側に表示し、第一表示情報とは異なる第二表示情報を液晶表示素子側に表示する表示モードを第四表示モードとする。
【００５７】
図８に第四表示モードの表示方法を示す。（Ａ）は図６と同じ方法を用いて第一表示情報を表示したものであり、（Ｂ）は図７と同じ方法を用いて第二表示情報を表示したものである。
【００５８】
この（Ａ）と（Ｂ）の表示を時間間隔Ｔで交互に表示する。ここで時間Ｔは人間の目の残像時間よりも短い時間とする。これにより、透明表示素子側では第一表示情報、液晶表示素子側では第二表示情報が表示されているように見える。
【００５９】
以上により、第一から第四の様々な表示モードを薄型で両面表示装置で表示することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明は両面表示可能な薄型表示装置として有用であり、テレビ、携帯電話、携帯端末、カーナビゲーション、等々の様々な電子機器に利用可能である。
【符号の説明】
【００６１】
１    主制御手段
２    表示画像制御手段
３    第一表示素子
４    第二表示素子
５    照度センサ
６    上筐体
７    ヒンジ
８    下筐体
９    保護カバー
１０    フレキケーブル
１１    サブ基板
１２    低輝度画素
【図１】
2011059215.tif 000003
【図２】
2011059215.tif 000004
【図３】
2011059215.tif 000005
【図４】
2011059215.tif 000006
【図５】
2011059215.tif 000007
【図６】
2011059215.tif 000008
【図７】
2011059215.tif 000009
【図８】
2011059215.tif 000010