(57)【要約】【課題】画像の輝度を高めた上で、温度上昇を抑制できる表示装置を提供する。【解決手段】表示装置１において、第１の表示部１０は、画像を表示する。透過型の第２の表示部２０は、画像を表示する。透明部材３０は、第１の表示部１０と第２の表示部２０との間に配置されて第１の表示部１０に接合されている。透明部材３０は、空気の熱伝導率より高い熱伝導率を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を表示する第１の表示部と、
画像を表示する透過型の第２の表示部と、
前記第１の表示部と前記第２の表示部との間に配置されて前記第１の表示部に接合された、空気の熱伝導率より高い熱伝導率を有する透明部材と、
を備えることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記透明部材は、前記第１の表示部と前記第２の表示部に接合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】
前記透明部材の内部に、冷媒が流動する流路が設けられており、
前記表示装置は、前記透明部材の前記流路を経由して前記冷媒を循環させると共に、前記冷媒を冷却する冷媒循環器をさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記透明部材は、前記流路に前記冷媒を流入させる流入口と、前記流路から前記冷媒を流出させる流出口とを有し、
前記表示装置は、前記第１の表示部と前記第２の表示部の画像の表示を制御するとともに、前記第１の表示部における前記流入口に近い領域の画素に印加する電圧、または、前記第１の表示部における前記流出口に近い領域の画素に印加する電圧を補正する表示制御部をさらに備えることを特徴とする請求項３に記載の表示装置。
【請求項５】
前記冷媒循環器は、前記流路内に前記冷媒を流動させる方向を、交互に切り替えることを特徴とする請求項３に記載の表示装置。
【請求項６】
前記透明部材の屈折率は、空気の屈折率よりも、前記第１の表示部における前記透明部材側の部材の屈折率に近いことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層された複数の表示部のそれぞれに画像を表示する表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
観察者からみて異なった奥行き位置にある複数の表示面に二次元画像をそれぞれ表示し、二次元画像の輝度を表示面毎に変化させて三次元立体画像を生成する表示装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。各表示面として、透過型の液晶パネルが用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−５４１４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の表示装置では、観察者からみて奥側の液晶パネルから出射した光が手前側の液晶パネルを透過するので、手前側の液晶パネルに表示される画像の輝度が低下する。画像の輝度を高める場合、奥側の液晶パネルの輝度を高める必要があるため、この液晶パネルの温度が上昇する。
【０００５】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、画像の輝度を高めた上で、温度上昇を抑制できる表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の表示装置は、画像を表示する第１の表示部と、画像を表示する透過型の第２の表示部と、第１の表示部と第２の表示部との間に配置されて第１の表示部に接合された、空気の熱伝導率より高い熱伝導率を有する透明部材と、を備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、表示装置において、画像の輝度を高めた上で、温度上昇を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態に係る表示装置を概略的に示す側面図である。
【図２】図１の透明部材と冷媒循環器をより詳しく示す図である。
【図３】図１の表示装置の画像表示動作を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態を具体的に説明する前に、概要を述べる。実施の形態は、積層された複数の表示部のそれぞれに画像を表示する表示装置に関する。表示部として、例えば、液晶パネルを用いることができる。例えば、１枚の液晶パネルの光の透過率を５％と想定し、この液晶パネルを２枚重ねると、透過率は０．５％程度に低下する。この場合、例えば、観察者側で５００［ｃｄ／ｍ２］の輝度を得るために必要なバックライトの輝度は、１０００００［ｃｄ／ｍ２］となる。このような高輝度のバックライトは、発熱量が大きいため、液晶パネルや周辺の偏光板などの温度を上昇させる。そのため、液晶パネルの温度が液晶の相転移温度（ＮＩ点）を超える可能性や、偏光板などの温度が耐熱温度を超える可能性がある。そこで、実施の形態に係る表示装置は、第１の表示部と第２の表示部との間に設けられて第１の表示部に接合された透明部材を備える。透明部材は、空気の熱伝導率より高い熱伝導率を有する。
【００１０】
図１は、実施の形態に係る表示装置１を概略的に示す側面図である。図１に示すように、表示装置１は、透過型の第１の表示部１０と、透過型の第２の表示部２０と、透明部材３０と、第１の接合層４０と、第２の接合層４２と、第１の偏光板５０と、第２の偏光板５２と、バックライト６０と、冷媒循環器７０と、表示制御部８０と、を備える。
【００１１】
第１の表示部１０は、第１の液晶パネルとして構成され、画像を表示する。第２の表示部２０は、第２の液晶パネルとして構成され、画像を表示する。第２の表示部２０は、第１の表示部１０に対して前面側、即ち観察者側に配置されている。例えば、第１の表示部１０と第２の表示部２０は、それぞれ、薄膜トランジスタ基板と、液晶層と、カラーフィルタ基板とを有する。
【００１２】
透明部材３０は、第１の表示部１０と第２の表示部２０との間に配置されている。透明部材３０は、第１の接合層４０を介して第１の表示部１０に接合されている。透明部材３０は、第２の接合層４２を介して第２の表示部２０に接合されている。第１の接合層４０と第２の接合層４２は、透光性接着剤により構成されている。透光性接着剤として、例えば、ＯＣＡ（Optically Clear Adhesive）またはＯＣＲ（Optically Clear Resin）などを用いることができる。
【００１３】
第１の表示部１０と第２の表示部２０との間の間隔は、例えば、数ｍｍから数十ｍｍである。この間隔は、後述する三次元画像を表示するために適切な値に予め設定される。間隔の最適値は、実験等で定めればよい。透明部材３０の奥行き方向の幅は、このように設定された間隔に収まるように設定される。より詳しい透明部材３０の構成は、後述する。
【００１４】
第１の偏光板５０は、第１の表示部１０に対して背面側に配置され、第１の表示部１０に接合されている。バックライト６０は、第１の偏光板５０に対して背面側に配置されている。バックライト６０は、例えば２つの光源６２を有し、光源６２から出射された光を用いて、第１の偏光板５０を照明する。第２の偏光板５２は、第２の表示部２０に対して前面側に配置され、第２の表示部２０に接合されている。
【００１５】
第１の表示部１０、第２の表示部２０、第１の偏光板５０、第２の偏光板５２、および、バックライト６０の構成は、周知の三次元立体画像を生成する表示装置の構成と同一であるため、これ以上の詳細な説明は省略する。
【００１６】
図２は、図１の透明部材３０と冷媒循環器７０をより詳しく示す図である。図２に示すように、透明部材３０の内部に、第１の表示部１０および第２の表示部２０を冷却するための冷媒９０が流動する流路３２が設けられている。ここでは、直方体の形状の透明部材３０の内部が空洞となっており、この空洞が流路３２として機能する。流路３２の形状は特に限定されず、周知の他の形状であってもよい。
【００１７】
透明部材３０は、流路３２に冷媒９０を流入させる複数の流入口３４と、流路３２から冷媒９０を流出させる複数の流出口３６とを有する。複数の流入口３４は、観察者からみて下側の透明部材３０の側面に設けられている。複数の流出口３６は、観察者からみて上側の透明部材３０の側面に設けられている。つまり、冷媒９０は、観察者からみて下から上に流動する。
【００１８】
冷媒循環器７０は、透明部材３０の複数の流入口３４と複数の流出口３６に接続され、透明部材３０の流路３２を経由して冷媒９０を循環させると共に、冷媒９０を冷却する。冷媒循環器７０は、冷媒９０に含まれる異物を濾過し、透明部材３０内に異物が入らないようにするためのフィルターを有してもよい。
【００１９】
透明部材３０の透光性は、高い方が好ましい。透明部材３０の屈折率は、空気の屈折率よりも、第１の表示部１０と第２の表示部２０における透明部材３０側の部材の屈折率に近い。透明部材３０の屈折率は、第１の表示部１０と第２の表示部２０における透明部材３０側の部材の屈折率に近いほど好ましい。第１の表示部１０と第２の表示部２０における透明部材３０側の部材は、例えば、ガラスである。また、透明部材３０は、空気の熱伝導率より高い熱伝導率を有する。透明部材３０の熱伝導率は、高いほど好ましい。透明部材３０の材質として、例えば、ガラス、アクリル、ポリカーボネートなどが挙げられる。
【００２０】
第１の接合層４０および第２の接合層４２の透光性は、高い方が好ましい。第１の接合層４０および第２の接合層４２の屈折率は、透明部材３０の屈折率、および、第１の表示部１０と第２の表示部２０における透明部材３０側の部材の屈折率に近いほど好ましい。第１の接合層４０および第２の接合層４２は、空気の熱伝導率より高い熱伝導率を有する。第１の接合層４０および第２の接合層４２の熱伝導率は、高いほど好ましい。
【００２１】
冷媒９０は、液体でもよく、気体でもよい。冷媒９０の透光性は、高い方が好ましい。冷媒９０の屈折率は、透明部材３０の屈折率に近いほど好ましい。冷媒９０は、空気の熱伝導率より高い熱伝導率を有することが好ましい。冷媒９０の熱伝導率は、高いほど好ましい。冷媒９０として、例えば、水などが挙げられる。
【００２２】
冷却された冷媒９０が流入口３４に供給されるため、第１の表示部１０における流入口３４に近い第１領域の温度は、第１の表示部１０における流出口３６に近い第２領域の温度よりも低下する。つまり、第１の表示部１０内に温度差が生じる。また、第１の表示部１０の各画素の電圧−透過率特性は、温度に応じて変化する。そのため、互いに温度が異なる第１領域の画素と第２領域の画素に同じ電圧を印加した場合、これらの画素の透過率は互いに異なり、画像の表示ムラが発生する。このことは、第２の表示部２０についても同様である。
【００２３】
そこで、表示制御部８０は、第１の表示部１０と第２の表示部２０の画像の表示を制御するとともに、第１の表示部１０における第１領域の画素に印加する電圧、または、第１の表示部１０における第２領域の画素に印加する電圧を補正する。また、表示制御部８０は、第２の表示部２０における第１領域の画素に印加する電圧、または、第２の表示部２０における第２領域の画素に印加する電圧を補正する。
【００２４】
電圧を補正する方法は特に限定されないが、例えば、次のように補正できる。第２領域の画素に印加する電圧を補正する場合、第１領域の画素に所定電圧を印加した場合の輝度と同程度の輝度が第２領域の画素で得られるように、第２領域の画素に印加する電圧を予め求めておく。このときの第２領域の画素に印加する電圧と、第１領域の画素の所定電圧との差を、補正値として求めておく。そして、この補正値を表示制御部８０に予め記憶させておく。表示制御部８０は、第２領域の画素に印加する電圧に補正値を加算し、得られた電圧を第２領域の画素に印加する。
【００２５】
また、補正の精度を高めるために、第１領域の画素に印加する電圧を変化させて、各電圧に対して補正値を求めてもよい。この場合、表示制御部８０は、各電圧に補正値を対応付けて記憶しておく。表示制御部８０は、第２領域の画素に印加する電圧に、当該電圧に対応する補正値を加算し、得られた電圧を第２領域の画素に印加する。
第１領域の画素に印加する電圧を補正する場合にも、以上と同様に補正すればよい。
【００２６】
次に、以上の構成による表示装置１の全体的な動作を説明する。図３は、図１の表示装置１の画像表示動作を説明するための図である。画像表示動作は、周知の技術に基づいて行われる。図３では、第１の表示部１０に対応する第１の表示面１０ａには、像Ｐ１１〜Ｐ１３が表示されている。第２の表示部２０に対応する第２の表示面２０ａには、像Ｐ２１〜Ｐ２３が表示されている。つまり、観察者からみて異なった奥行き位置にある第１の表示面１０ａと第２の表示面２０ａに画像がそれぞれ表示されている。像Ｐ２１は、像Ｐ１１に対応する像であり、像Ｐ２２は、像Ｐ１２に対応する像であり、像Ｐ２３は、像Ｐ１３に対応する像である。
【００２７】
観察者から見て異なった奥行き位置にある２つの像Ｐ１１と像Ｐ２１は、錯視により、観察者からは二重像とは見えず、融合した１つの像Ｐ３１に見える。同様に、像Ｐ１２と像Ｐ２２は、融合した１つの像Ｐ３２に見える。像Ｐ１３と像Ｐ２３は、融合した１つの像Ｐ３３に見える。
【００２８】
前後の像Ｐ１１と像Ｐ２１の輝度比を変更すると、融合した像Ｐ３１の奥行き位置が変化して見える。他の像についても同様である。前面側の像Ｐ２１の輝度が背面側の像Ｐ１１の輝度より高い場合、融合した像Ｐ３１は前面側に見える。前面側の像Ｐ２３の輝度が背面側の像Ｐ１３の輝度より低い場合、融合した像Ｐ３３は背面側に見える。このようにして、観察者に３次元画像を視認させることができる。
【００２９】
融合した像Ｐ３１の輝度は、像Ｐ１１の輝度と像Ｐ２１の輝度との和である。他の像Ｐ３２とＰ３３についても同様である。つまり、融合した像Ｐ３１の輝度を高めるには、像Ｐ１１の輝度と像Ｐ２１の輝度とを高める必要がある。そのため、バックライト６０の輝度は、周知の１枚の液晶パネルの画像を観察者が視認する構成に用いられるバックライトの輝度よりも高く、例えば、１０００００［ｃｄ／ｍ２］などに設定される。このような高輝度のバックライト６０は、発熱量が大きく、第１の偏光板５０および第１の表示部１０の温度を上昇させうる。
【００３０】
本実施の形態によれば、第１の表示部１０に接合された透明部材３０の熱伝導率は、空気の熱伝導率より高いので、透明部材３０が設けられていない場合と比較して、第１の表示部１０を冷却できる。また、透明部材３０の流路３２を経由して、冷却された冷媒９０を循環させるので、第１の表示部１０をさらに冷却できる。第１の表示部１０が冷却されることにより、第１の偏光板５０も冷却される。これにより、バックライト６０の輝度を高めても、第１の表示部１０および第１の偏光板５０の温度上昇を抑制できる。そのため、第２の表示部２０および第２の偏光板５２の温度上昇も抑制できる。従って、表示装置１において、画像の輝度を高めた上で、温度上昇を抑制できる。
【００３１】
また、三次元画像を表示するために、第１の表示部１０と第２の表示部２０との間には間隔が必要である。透明部材３０の奥行き方向の幅は、この間隔に収まるように設定されるため、冷媒循環器７０以外の表示装置１の奥行き方向の幅を増やす必要がない。
【００３２】
また、透明部材３０は、第１の接合層４０を介して第１の表示部１０に接合され、第２の接合層４２を介して第２の表示部２０に接合されているので、第１の表示部１０と透明部材３０との間、および、透明部材３０と第２の表示部２０との間に空気層が介在しない。そのため、これらの界面での光の屈折を抑制できる。また、透明部材３０の屈折率は、空気の屈折率よりも、第１の表示部１０と第２の表示部２０における透明部材３０側の部材の屈折率に近いので、光の屈折をさらに抑制できる。よって、第１の表示部１０の画像と第２の表示部２０の画像とのずれを抑制できる。
【００３３】
さらに、第１の表示部１０における流入口３４に近い第１領域の画素に印加する電圧、または、第１の表示部１０における流出口３６に近い第２領域の画素に印加する電圧を補正するので、冷媒９０の循環により第１の表示部１０内に温度差が生じていても、画像の表示ムラを抑制できる。同様に、第２の表示部２０における流入口３４に近い第１領域の画素に印加する電圧、または、第２の表示部２０における流出口３６に近い第２領域の画素に印加する電圧を補正するので、冷媒９０の循環により第２の表示部２０内に温度差が生じていても、画像の表示ムラを抑制できる。
【００３４】
以上、本発明について、実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素あるいは各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、また、そうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００３５】
例えば、冷媒循環器７０を設けず、透明部材３０の内部に冷媒９０を密封しておき、冷媒９０を流動させなくてもよい。この変形例では、表示装置１の構成を簡素化でき、表示装置１を小型化できる。また、上記実施の形態の冷却性能よりは低下するが、透明部材３０が設けられていない場合と比較して、第１の表示部１０等の温度上昇を抑制できる。
【００３６】
また、透明部材３０は、内部に冷媒９０と流路３２を有さなくてもよい。この変形例では、表示装置１の構成を簡素化できる。また、上記実施の形態と比較して、第１の表示部１０内の温度差および第２の表示部２０内の温度差を小さくできる。そのため、上記実施の形態のように画素に印加する電圧の補正を行うことなく、より簡素な構成で、第１の表示部１０内の温度差および第２の表示部２０内の温度差による画像の表示ムラを抑制できる。
【００３７】
また、第２の表示部２０と透明部材３０は、接合されていなくてもよい。つまり、第２の表示部２０と透明部材３０との間に空気層が介在してもよい。この変形例では、上記実施の形態よりも第２の表示部２０と透明部材３０との間での光の屈折は大きくなるが、表示装置１の温度上昇を抑制する効果は得られる。
【００３８】
また、冷媒循環器７０は、流路３２内に冷媒９０を流動させる方向を、交互に切り替えてもよい。つまり、冷媒循環器７０は、冷媒９０を流路３２の流入口３４から流出口３６に流動させる状態と、冷媒９０を流路３２の流出口３６から流入口３４に流動させる状態とを、交互に切り替えてもよい。この変形例では、上記実施の形態と比較して、第１の表示部１０内の温度差および第２の表示部２０内の温度差を小さくできる。そのため、上記実施の形態のように画素に印加する電圧の補正を行うことなく、第１の表示部１０内の温度差および第２の表示部２０内の温度差による画像の表示ムラを抑制できる。
【００３９】
さらに、第１の表示部１０と第２の表示部２０の少なくともいずれかは、有機ＥＬ表示素子であってもよい。第２の表示部２０が有機ＥＬ表示素子である場合、透明な有機ＥＬ表示素子を用いることができる。第１の表示部１０が有機ＥＬ表示素子である場合、画像の輝度を高めるため、有機ＥＬ表示素子の輝度を高める必要があり、それに伴い有機ＥＬ表示素子の温度が上昇しうる。従って、透明部材３０が設けられていない場合、第１の表示部１０である有機ＥＬ表示素子の寿命が短くなる。この変形例では、透明部材３０が設けられていない場合と比較して、第１の表示部１０等の温度上昇を抑制できるので、有機ＥＬ表示素子の寿命を長くすることができる。
【００４０】
また、表示装置１は、３次元画像を表示するのではなく、２次元画像を表示し、その画像のコントラストを向上させるように構成されていてもよい。
【００４１】
本発明の一態様は、次の通りである。
［項目１］
画像を表示する第１の表示部と、
画像を表示する透過型の第２の表示部と、
前記第１の表示部と前記第２の表示部との間に配置されて前記第１の表示部に接合された、空気の熱伝導率より高い熱伝導率を有する透明部材と、
を備えることを特徴とする表示装置。
この態様によると、第１の表示部に接合された透明部材の熱伝導率は、空気の熱伝導率より高いので、透明部材が設けられていない場合と比較して、第１の表示部を冷却できる。これにより、第１の表示部の画像の輝度を高めても、第１の表示部の温度上昇を抑制できる。従って、表示装置において、画像の輝度を高めた上で、温度上昇を抑制できる。
【００４２】
［項目２］
前記透明部材は、前記第１の表示部と前記第２の表示部に接合されていることを特徴とする項目１に記載の表示装置。
この場合、第１の表示部と透明部材との間、および、透明部材と第２の表示部との間に空気層が介在しない。そのため、これらの界面での光の屈折を抑制できる。よって、第１の表示部の画像と第２の表示部の画像とのずれを抑制できる。
【００４３】
［項目３］
前記透明部材の内部に、冷媒が流動する流路が設けられており、
前記表示装置は、前記透明部材の前記流路を経由して前記冷媒を循環させると共に、前記冷媒を冷却する冷媒循環器をさらに備えることを特徴とする項目１または２に記載の表示装置。
この場合、冷却された冷媒を循環させるので、第１の表示部をさらに冷却できる。
【００４４】
［項目４］
前記透明部材は、前記流路に前記冷媒を流入させる流入口と、前記流路から前記冷媒を流出させる流出口とを有し、
前記表示装置は、前記第１の表示部と前記第２の表示部の画像の表示を制御するとともに、前記第１の表示部における前記流入口に近い領域の画素に印加する電圧、または、前記第１の表示部における前記流出口に近い領域の画素に印加する電圧を補正する表示制御部をさらに備えることを特徴とする項目３に記載の表示装置。
この場合、冷媒の循環により第１の表示部内に温度差が生じていても、画像の表示ムラを抑制できる。
【００４５】
［項目５］
前記冷媒循環器は、前記流路内に前記冷媒を流動させる方向を、交互に切り替えることを特徴とする請求項３に記載の表示装置。
この場合、第１の表示部内の温度差を小さくできる。そのため、画素に印加する電圧の補正を行うことなく、第１の表示部内の温度差による画像の表示ムラを抑制できる。
【００４６】
［項目６］
前記透明部材の屈折率は、空気の屈折率よりも、前記第１の表示部における前記透明部材側の部材の屈折率に近いことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の表示装置。
この場合、光の屈折を抑制できるので、第１の表示部の画像と第２の表示部の画像とのずれを抑制できる。
【符号の説明】
【００４７】
１…表示装置、１０…第１の表示部、２０…第２の表示部、３０…透明部材、３２…流路、３４…流入口、３６…流出口、７０…冷媒循環器、８０…表示制御部、９０…冷媒。
【図１】
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【図２】
2019008137.tif 000004
【図３】
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