(57)【要約】【課題】利用者に画像を提供する際には、額縁領域が狭い、あるいは、額縁領域が見えない状態を実現しつつ、メーカの名称等の情報を示すことが可能な表示装置を提供する。【解決手段】表示装置（１００Ａ）は、第１表示領域（１２０）を有する第１表示パネル（１００）と、第１表示領域（１２０）の観察者側に配置された第２表示パネル（１５０Ａ）とを有し、第２表示パネル（１５０Ａ）は、第１表示パネル（１００）が表示状態にあるときには、透明状態となり、第１表示パネル（１００）が非表示状態にあるときには、予め決められた情報を表示する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１表示領域を有する第１表示パネルと、
前記第１表示領域の観察者側に配置された第２表示パネルとを有し、
前記第２表示パネルは、前記第１表示パネルが表示状態にあるときには、透明状態となり、前記第１表示パネルが非表示状態にあるときには、予め決められた情報を表示する、表示装置。
【請求項２】
前記第１表示パネルの観察者側に配置された、透光性カバーをさらに有する、請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記透光性カバーは、曲面の端面を含むレンズ部と、平板部とを有し、
前記レンズ部は、前記第１表示領域から出射された光の一部を、前記第１表示パネルの法線方向に屈折させる、請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記第２表示パネルは、前記第１表示パネルと前記透光性カバーとの間に配置されている、請求項２または３に記載の表示装置。
【請求項５】
前記透光性カバーは、凹部を有し、前記第２表示パネルの少なくとも一部は前記凹部内に配置されている、請求項２から４のいずれかに記載の表示装置。
【請求項６】
前記第２表示パネルは、周囲光を用いて表示を行なうことができる、請求項１から５のいずれかに記載の表示装置。
【請求項７】
前記第２表示パネルは、ＰＤＬＣモードの液晶表示パネルである、請求項６に記載の表示装置。
【請求項８】
前記第２表示パネルは、コレステリック液晶層を有する液晶表示パネルである、請求項６に記載の表示装置。
【請求項９】
前記第２表示パネルは、エレクトロクロミック型表示パネルである、請求項６に記載の表示装置。
【請求項１０】
前記第２表示パネルは、形状異方性を有する粒子を含む縣濁液層を有する表示パネルである、請求項６に記載の表示装置。
【請求項１１】
前記第２表示パネルに光を照射する光源をさらに有する、請求項６に記載の表示装置。
【請求項１２】
周囲光の強度を検出するセンサーをさらに有する、請求項１１に記載の表示装置。
【請求項１３】
前記第２表示パネルは、自発光型表示パネルである、請求項１から５のいずれかに記載の表示装置。
【請求項１４】
前記自発光型表示パネルは、有機ＥＬ表示パネルである、請求項１３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、表示装置、特に直視型の表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、表示パネルの表示領域の周辺に存在する額縁領域が狭くなっている。例えば、ＴＦＴ型の液晶表示パネルにおいては、表示領域に配列された複数の画素に所定の電圧を供給するためのゲートバスライン、ソースバスライン等に接続された駆動回路、駆動回路を外部の回路と接続するための配線や端子、さらには２枚のガラス基板の間に液晶層を密閉・保持するためのシール部などが額縁領域に設けられている。
【０００３】
額縁領域をなくすことはできないが、本出願人による特許文献１には、レンズ部を有する透光性カバーを表示パネルの観察者側に設けることによって、額縁領域の少なくとも一部（例えば、水平方向の両側の辺に沿って存在する額縁領域）を見えなくする技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１０／０７０８７１号
【特許文献２】特開２００９−９８４６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述のように、額縁領域が狭く、あるいは、額縁領域が見えなくなると、これまで額縁領域（典型的には、ベゼル）に示されていた、例えば、メーカの名称、ブランド名、ロゴ、商標、製品名、型番および／または性能等を表示するマーク等の情報を示す領域を確保できないという問題が起こる。この問題は液晶表示パネルに限られず、他の公知の表示パネルを用いた表示装置に共通の問題である。
【０００６】
なお、特許文献２に、電源オフ時に所定の文字やロゴ等を表示できる液晶表示装置が開示されている。この液晶表示装置において、電源オフ時の表示は、光反射領域を備えた複数のサブ画素グループによって行われる。この構成を採用すると、本来の画像を表示するための画素の有効開口率が低くなる等の問題がある。
【０００７】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、その目的は、利用者に画像を提供する際には、額縁領域が狭い、あるいは、額縁領域が見えない状態を実現しつつ、メーカの名称等の情報を示すことが可能な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】
【０００８】
本発明の実施形態による表示装置は、第１表示領域を有する第１表示パネルと、前記第１表示領域の観察者側に配置された第２表示パネルとを有し、前記第２表示パネルは、前記第１表示パネルが表示状態にあるときには、透明状態となり、前記第１表示パネルが非表示状態にあるときには、予め決められた情報を表示する。
【０００９】
ある実施形態において、前記表示装置は、前記第１表示パネルの観察者側に配置された、透光性カバーをさらに有する。
【００１０】
ある実施形態において、前記透光性カバーは、曲面の端面を含むレンズ部と、平板部とを有し、前記レンズ部は、前記第１表示領域から出射された光の一部を、前記第１表示パネルの法線方向に屈折させる。
【００１１】
ある実施形態において、前記第２表示パネルは、前記第１表示パネルと前記透光性カバーとの間に配置されている。
【００１２】
ある実施形態において、前記透光性カバーは凹部を有し、前記第２表示パネルの少なくとも一部は前記凹部内に配置されている。
【００１３】
ある実施形態において、前記第２表示パネルは、周囲光を用いて表示を行なうことができる。例えば、前記第２表示パネルは、ＰＤＬＣモードの液晶表示パネル、コレステリック液晶層を有する液晶表示パネル、エレクトロクロミック型表示パネル、または、形状異方性を有する粒子を含む縣濁液層を有する表示パネルである。ある実施形態の表示装置は、前記第２表示パネルに光を照射する光源をさらに有する。ある実施形態の表示装置は、周囲光の強度を検出するセンサーをさらに有する。
【００１４】
ある実施形態において、前記第２表示パネルは、自発光型表示パネルである。例えば、前記自発光型表示パネルは、有機ＥＬ表示パネルである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の実施形態によると、利用者に画像を提供する際には、額縁領域が狭い、あるいは、額縁領域が見えない状態を実現しつつ、メーカの名称等の情報を示すことが可能な表示装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施形態による表示装置１００Ａを模式的に示す図であり、（ａ）は観察者側から見たときの平面図、（ｂ）は横断面図、（ｃ）は縦断面図である。
【図２】表示装置１００Ａの動作状態を説明する図であって、（ａ）は第１表示パネル１００が表示状態の場合、（ｂ）は第１表示パネル１００が非表示状態の場合の表示装置１００Ａの動作状態を示す図である。
【図３】本発明の他の実施形態による表示装置１００Ｂを模式的に示す図であり、（ａ）は観察者側から見たときの平面図、（ｂ）は横断面図、（ｃ）は縦断面図である。
【図４】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ表示装置１００Ｂに用いられる他の透光性カバー２００ａおよび２００ｂの模式的な断面図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施形態による表示装置に用いられるＰＤＬＣモードの液晶表示パネル１５０ａを示す図であり、（ａ）は、液晶層１３ａに電圧が印加されていない状態、（ｂ）は液晶層１３ａに電圧が印加されている状態をそれぞれ示し、（ｃ）は、表示パネル１５０ａの模式的な斜視図である。
【図６】（ａ）および（ｂ）は、本発明の実施形態による表示装置に用いられる他のＰＤＬＣモードの液晶表示パネル１５０ｂを示す図であり、（ａ）は、液晶層１３ａに電圧が印加されていない状態、（ｂ）は液晶層１３ａに電圧が印加されている状態をそれぞれ示す。
【図７】（ａ）および（ｂ）は、本発明の実施形態による表示装置に用いられるコレステリック液晶層１３ｃを有する液晶表示パネル１５０ｃを示す模式図であり、（ａ）は、液晶層１３ｃに電圧が印加されていない状態、（ｂ）は液晶層１３ｃに電圧が印加されている状態をそれぞれ示す。。
【図８】本発明の実施形態による表示装置に用いられるエレクトロクロミック型の表示パネル１５０ｄを示す模式図である。
【図９】本発明の実施形態による表示装置に用いられるフレーク型表示パネル１５０ｅを示す模式図である。
【図１０】本発明の実施形態による表示装置に用いられる他の表示パネル１５０ｆを示す模式図である。
【図１１】（ａ）および（ｂ）は、本発明の実施形態による他の表示装置１００Ｃおよび１００Ｄをそれぞれ示す図である。
【図１２】（ａ）は表示装置１００Ａの模式的な上面図であり、（ｂ）は（ａ）の１Ｂ−１Ｂ’線に沿った表示装置１００Ａの模式的な断面図である。
【図１３】（ａ）は透光性カバー２００の模式的な斜視図であり、（ｂ）は他の透光性カバー２００’の模式的な斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明による実施形態を説明するが、本発明は例示する実施形態に限定されるものではない。
【００１８】
図１（ａ）〜（ｃ）に、本発明の実施形態による表示装置１００Ａを模式的に示す。図１（ａ）は表示装置１００Ａの平面図であり、図１（ｂ）は表示装置１００Ａの横断面図、図１（ｃ）は表示装置１００Ａの縦断面図である。
【００１９】
表示装置１００Ａは、第１表示領域１２０を有する第１表示パネル１００と、第１表示領域１２０の観察者側に配置された第２表示パネル１５０Ａとを有する。第２表示パネル１５０Ａは、第１表示パネル１００が表示状態にあるときには、透明状態となり、第１表示パネル１００が非表示状態にあるときには、予め決められた情報を表示する。予め決められた情報とは、例えば、メーカの名称、ブランド名、ロゴ、商標、製品名、型番および／または性能等を表示するマーク等である。
【００２０】
表示装置１００Ａは、第１表示パネル１００の観察者側に配置された、透光性カバー２００をさらに有する。透光性カバー２００は、曲面の端面を含むレンズ部と、平板部とを有し、レンズ部は、第１表示領域１２０から出射された光の一部を、第１表示パネル１００の法線方向に屈折させる。ここでは、第２表示パネル１５０Ａは、第１表示パネル１００と透光性カバー２００との間に配置されている。
【００２１】
第１表示パネル１００は、第１表示領域１２０の外側に額縁領域１３０を有しているが、透光性カバー２００のレンズ部によって、額縁領域１３０が観察者によって視認されない、または視認され難くなっている。このような機能を有する透光性カバー２００としては、特許文献１に記載のものを好適に用いることができる。参考のために、特許文献１の開示内容の全てを本願明細書に援用する。なお、透光性カバー２００の具体的な例は、図１２および１３を参照して後述する。また、図１１を参照して後述するように、透光性カバーとして、レンズ部を有しないものを用いてもよいし、透光性カバーを省略してもよい。
【００２２】
第１表示パネル１００には、液晶表示パネル、有機ＥＬ表示パネル、ＰＤＰ、ＦＥＤ、電気泳動型表示パネル、エレクトロウェッティング型表示パネルなど、公知の種々の表示パネルを用いることができる。ここでは、液晶表示パネル１００を例示する。
【００２３】
液晶表示パネル１００は、公知の任意の液晶表示パネルであってよい。液晶表示パネル１００は、上基板１および下基板２と、上基板１と下基板２との間に設けられた液晶層３を有している。下基板２は、例えばＴＦＴや画素電極を有し、上基板１は、例えばカラーフィルタ層や対向電極を有する。液晶表示パネル１００は、さらに、上基板１の上方に配置された偏光板８および下基板２の下方に配置された偏光板７を有する。もちろん、必要に応じて、さらに位相差板等の種々の光学シートを有してもよい。液晶表示パネル１００の額縁領域１３０には、シール部６や駆動回路等が形成されている。液晶表示パネル１００の下方には、バックライト装置１５が設けられている。バックライト装置１５は、例えば、互いに平行な複数の蛍光管を備える直下型バックライト装置である。
【００２４】
第２表示パネル１５０Ａとしても公知の種々の表示パネルを用いることができる。第２表示パネル１５０Ａは、第１表示パネル１００が表示状態にあるときには透明状態となり、第１表示パネル１００が非表示状態にあるときには予め決められた情報を表示することができればよい。情報は画像として表示されるので、情報を画像と等価に扱うことがある。
【００２５】
図２（ａ）および（ｂ）を参照して、表示装置１００Ａの動作状態を説明する。図２（ａ）は第１表示パネル１００が表示状態の場合、図２（ｂ）は第１表示パネル１００が非表示状態の場合の表示装置１００Ａの動作状態を示す図である。
【００２６】
図２（ａ）に示すように、第１表示パネル１００が表示状態のときは、第２表示パネル１５０Ａは透明状態となり、観察者は、第１表示パネル１００が表示する画像ＩＭ１を見る。このとき、レンズ部を有する透光性カバー２００によって、第１表示パネル１００の額縁領域１３０は観察されない。
【００２７】
これに対し、第１表示パネル１００が非表示状態のときは、図２（ｂ）に示すように、観察者は、第２表示パネル１５０Ａが表示する画像ＩＭ２を見る。
【００２８】
表示装置１００Ａは、観察者に、第１表示パネル１００によって画像を表示するためのものであるから、第１表示パネル１００が非表示状態にあるということは、表示装置１００Ａが非動作状態にあること、すなわち表示装置１００Ａの電源がＯＦＦとされている状態が想定される。したがって、このときに画像ＩＭ２を表示する第２表示パネル１５０Ａは電力を消費しないことが最も好ましい。表示装置１００Ａは広い用途に用いられ得るので、用途に応じて、第２表示パネル１５０Ａを構成すればよい。第２表示パネル１５０Ａの具体例については後述する。
【００２９】
次に、図３（ａ）〜（ｃ）を参照して、本発明の他の実施形態による表示装置１００Ｂを説明する。
【００３０】
図１に示した表示装置１００Ａが有する第２表示パネル１５０Ａは、第１表示パネル１００と同じ外形サイズを有しているが、第２表示パネル１５０Ａが提供する画像ＩＭ２は、観察者からみたとき、第１表示パネル１００の表示領域１２０内の一部に表示されるに過ぎない。したがって、図３（ａ）〜（ｃ）に示す表示装置１００Ｂのように、画像ＩＭ２を表示するために必要な面積を有する、より小型の第２表示パネル１５０Ｂを用いてもよい。
【００３１】
但し、第１表示パネル１００が表示状態にあるとき、観察者は、第２表示パネル１５０Ｂの全体を介して、第１表示パネル１００が表示する画像ＩＭ１を観察することになるので、第２表示パネル１５０Ｂの全体が透明であることが好ましい。図１に示した第２表示パネル１５０Ａは、例えば表示領域の周辺に不透明なシール部を有しても、第１表示パネル１００の額縁領域１３０とともに、透光性カバー２００によって観察者に視認されなくされる領域内にあれば、第１表示パネル１００の表示を観察する邪魔にならない。これに対し、図３に示す第２表示パネル１５０Ｂが不透明なシール部を有すると、第１表示パネル１００の表示を観察する邪魔になる。また、第１表示パネル１００の第１表示領域１２０内で表示輝度にむらがあると、観察者に違和感を与えるので、第２表示パネル１５０Ｂの透過率は５０％以上であることが好ましい。
【００３２】
次に、図４（ａ）および（ｂ）を参照して、透光性カバー２００の改変例を説明する。
【００３３】
図３に示した第２表示パネル１５０Ｂは、第１表示パネル１００よりも外径サイズ（観察者から見たときの平面的な大きさ）が小さいので、図４（ａ）および（ｂ）に示す透光性カバー２００ａおよび２００ｂのように、凹部２０ａまたは２０ｂを設け、第２表示パネル１５０Ｂの少なくとも一部を凹部２０ａまたは２０ｂ内に配置してもよい。ただし、このとき、第２表示パネル１５０Ｂと第１表示パネル１００との距離が大きくなると、画像がぼけることがあるので、第２表示パネル１５０Ｂと第１表示パネル１００との距離が小さい、図４（ａ）の構成を採用することが好ましい。
【００３４】
第２表示パネル１５０Ａ、１５０Ｂは、薄い方が好ましく、これらを構成する基板として、例えば樹脂基板を用いることが好ましい。具体的には、厚さが５０μｍ程度のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）のフィルムを用いることができる。第２表示パネル１５０Ａ、１５０Ｂで表示する画像は単純で予め決まっているので、セグメント電極で表示することができる。したがって、ＴＦＴ等のスイッチング素子を形成する必要がないので、製造プロセスにおける耐熱性や寸法安定性に対する要求は緩く、樹脂基板を用いることによる弊害は少ない。
【００３５】
ここでは、第１表示パネル１００、第２表示パネル１５０Ａ、１５０Ｂとして、典型的な長方形の表示パネルを例示したが、もちろん、これらの表示パネルの外形に制限はなく、矩形（長方形および正方形を含む）等の多角形だけでなく、多角形の角を丸くしたものや、楕円形、円形、およびこれらの組み合わせであってもよい。
【００３６】
次に、図５〜図１０を参照して、第２表示パネル１５０Ａとして用いられる表示パネルの具体例を説明する。もちろん、以下の表示パネルは、第２表示パネル１５０Ｂとしても用いられる。
【００３７】
上述したように第２表示パネル１５０Ａは、第１表示パネル１００が非表示状態にあるときに、予め決められた情報（画像）を表示する。したがって、このときに画像を表示する第２表示パネル１５０Ａは電力を消費しないことが最も好ましい。以下に、周囲光を用いて表示を行うことができる表示パネル１５０ａ〜１５０ｅを例示する。
【００３８】
図５（ａ）〜（ｃ）に示す表示パネル１５０ａは、Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ（ＰＤＬＣ）モードの液晶表示パネルである。２枚の基板１１と１２の間に形成された液晶層１３ａは、高分子相１３ａＰと液晶滴１３ａＤとを有している。液晶滴１３ａＤは高分子相１３ａＰ内に分散されている。ＰＤＬＣモードの液晶表示パネルは、高分子相１３ａＰの屈折率と、液晶滴１３ａＤの屈折率とが整合したときに実現される透明状態と、高分子相１３ａＰの屈折率と、液晶滴１３ａＤの屈折率とが不整合のときに実現される散乱状態とを、液晶層１３ａに印加する電圧を切り替えることによって表示を行なう。透明状態で黒（低輝度）を表示し、散乱状態で白（高輝度）を表示する。ＰＤＬＣモードの液晶表示パネルには、液晶材料の屈折率異方性、誘電率異方性、および液晶分子の配向状態と、高分子相の屈折率（屈折率異方性の有無を含む）との組み合わせが異なる種々のタイプのものが知られている。また、ＰＤＬＣは、ＰＮＬＣ（Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）と呼ばれることもある。ＰＤＬＣモードの液晶表示パネルの１つの特徴は、偏光板を必要としないことにある。
【００３９】
表示パネル１５０ａは、液晶層１３ａを間に介して互いに対向する電極１１ｅと電極１２ｅとの間に電圧を印加しないとき、図５（ａ）に示すように、高分子相１３ａＰと液晶滴１３ａＤとの間の屈折率の不整合に起因する光散乱が生じる。したがって、表示パネル１５０ａに入射した周囲光ＩＬ１は、液晶層１３ａで散乱され、散乱光ＳＬを発生する。散乱光ＳＬは、観察者側に出て行くので、観察者には白濁した状態として観察される。
【００４０】
これに対して、電極１１ｅと電極１２ｅとの間に電圧を印加すると、図５（ｂ）に示すように、液晶滴１３ａＤ内の液晶分子が電界に平行に配向する。このとき、液晶分子の常光屈折率（ｎO）が高分子相１３ａＰの屈折率（ｎP、等方的）と整合するように、液晶材料および高分子材料が選ばれている。そうすると、表示パネル１５０ａに入射した周囲光ＩＬ２は、液晶層１３ａを透過し、透過光ＴＬとなる。すなわち、このとき、表示パネル１５０ａは透明状態となる。
【００４１】
電極１１ｅおよび１２ｅは、例えばセグメント電極であり、表示パネル１５０ａで表示すべき予め決められた画像を表示できるようにパターニングされている。電極１１ｅおよび１２ｅは、図５（ｃ）に示すように、例えば、透明引出配線３２を介してフレキシブル基板ＦＰＣ３に接続されており、フレキシブル基板ＦＰＣ３から所定の電圧が供給される。このような電気的な接続構造は、表示パネル１５０ａだけでなく、以下で説明する表示パネル１５０ｂ〜１５０ｆに共通に採用され得る。
【００４２】
図６（ａ）および（ｂ）に示す表示パネル１５０ｂは、表示パネル１５０ａとは異なるタイプのＰＤＬＣモードの液晶表示パネルである。
【００４３】
表示パネル１５０ｂの液晶層１３ｂが有する高分子相１３ｂＰは、液晶滴１３ｂＤの液晶分子（電圧無印加時の配向状態）と同等の屈折率異方性を有している。したがって、液晶層１３ｂに電圧を印加しない状態においては、図６（ａ）に示すように、表示パネル１５０ｂに入射した周囲光ＩＬ１は、液晶層１３ｂを透過し、透過光ＴＬとなる。すなわち、このとき、表示パネル１５０ｂは透明状態となる。
【００４４】
これに対して、電極１１ｅと電極１２ｅとの間に電圧を印加すると、図６（ｂ）に示すように、液晶滴１３ｂＤ内の液晶分子が電界に平行に配向する。このとき、液晶分子の常光屈折率（ｎO）は高分子相１３ｂＰの屈折率（ｎP、異方的）と整合しないので、光散乱が生じる。したがって、表示パネル１５０ｂに入射した周囲光ＩＬ２は、液晶層１３ｂで散乱され、散乱光ＳＬを発生する。散乱光ＳＬは、観察者側に出て行くので、観察者には白濁した状態として観察される。
【００４５】
このように、表示パネル１５０ｂは、予め決められた情報（画像）を表示するために、液晶層１３ｂに電圧を印加する必要があるので、第１表示パネル１００が非表示状態にあるときの消費電力の観点からは、表示パネル１５０ａの方が好ましいと言える。
【００４６】
なお、散乱状態と透過状態とをスイッチングすることができる液晶表示パネルとして、Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ  Ｍｏｄｅ（ＤＳＭ）の液晶表示パネルを用いることもできる。
【００４７】
次に、図７（ａ）および（ｂ）に示す表示パネル１５０ｃは、コレステリック液晶層１３ｃを有する液晶表示パネルである。２枚の基板１１と１２の間に形成された液晶層１３ｃは、コレステリック液晶材料を含む。コレステリック液晶材料は、例えば、ネマチック液晶材料にカイラル材を数十質量％の比率で混合することによって得られる。コレステリック液晶材料は、液晶分子の配向方向が螺旋状にねじれた配向構造をとる（コレステリック相）。また、コレステリック液晶材料は、双安定性（メモリ性）を有しており、液晶層１３ｃに印加する電圧の強度によって、特定の波長の光を反射するプレーナ状態と、光を透過するフォーカルコニック状態、またはこれらの中間的な状態をとることができる。一旦これらの状態のいずれかになると、その後は、液晶層１３ｃに電圧を印加しなくてもその状態を維持することができる。コレステリック液晶層１３ｃを有する液晶表示パネルとして、電子ペーパーとして実用化されているものを用いることができる。
【００４８】
表示パネル１５０ｃは、液晶層１３ｃを間に介して互いに対向する電極１１ｅと電極１２ｅとの間に電圧を印加しないとき、図７（ａ）に示すように、液晶層１３ｃはプレーナ状態をとり、表示パネル１５０ａに入射した周囲光ＩＬ１は、液晶層１３ｃで選択反射され、反射光ＲＬを発生する。反射光ＲＬは、観察者側に出て行くので、観察者は、反射光ＲＬの波長に応じた色を観察することになる。
【００４９】
これに対して、電極１１ｅと電極１２ｅとの間に電圧を印加すると、図７（ｂ）に示すように、液晶層１３ｃはフォーカルコニック状態をとる。このとき、表示パネル１５０ｃに入射した周囲光ＩＬ２は、液晶層１３ｃを透過し、透過光ＴＬとなる。すなわち、このとき、表示パネル１５０ｃは透明状態となる。
【００５０】
このように、表示パネル１５０ｃは、予め決められた情報（画像）を表示するために、液晶層１３ｃをプレーナ状態にする必要があるが、その後は、電圧を印加する必要がないので、第１表示パネル１００が非表示状態にあるときの消費電力はほとんどない。また、第１表示パネル１００が表示状態にあるときは、液晶層１３ｃに一旦電圧を印加することによってフォーカルコニック状態とすれば、その後に電圧を印加する必要がない。したがって、第１表示パネル１００が表示状態にあるときにも消費電力はほとんどない。
【００５１】
図８に示すエレクトロクロミック型の表示パネル１５０ｄを用いることもできる。エレクトロクロミック型の表示パネルとしては、公知のものを広く用いることができる（例えば、特開昭６３−２７６０３５号公報参照）。
【００５２】
表示パネル１５０ｄは、例えば、上部電極１１ｅと、下部電極１２ｅとの間に、エレクトロクロミック媒体層１３ｄを有している。エレクトロクロミック媒体層１３ｄは、酸化型のエレクトロクロミック層１３ｄ１と、還元型のエレクトロクロミック層１３ｄ３と、酸化型のエレクトロクロミック層１３ｄ１と還元型のエレクトロクロミック層１３ｄ３との間に設けられた電解質層１３ｄ２とを備えている。電解質層（イオン電導層）１３ｄの上部電極１１ｅ側に設けられた還元型のエレクトロクロミック層１３ｄ３は、例えば、酸化タングステン層で形成される。電解質層１３ｄ２の下部電極１２ｅ側に設けられた酸化型のエレクトロクロミック層１３ｄ１は、酸化インジウム−酸化スズ混合層で形成される。上部電極１１ｅおよび下部電極１２ｅは、例えばＩＴＯ層などの透明電極である。
【００５３】
エレクトロクロミック層（還元型または酸化型）は、直流電圧が印加されると着色反応または消色反応を起こし、逆極性の直流電圧が印加されると、逆反応（消色反応または着色反応）を起こす。また、直流電圧の印加によって、一旦、着色または消色すると、その後は電圧を印加しないでもその状態が維持される。上述のように上部電極１１ｅおよび下部電極１２ｅが透明電極の場合、着色状態は反射率が高い状態であり、消色状態（透明状態）は反射率が低い状態である。一方、上部電極１１ｅを透明電極、下部電極１２ｅを反射電極（例えばアルミニウム電極）にすると、着色状態は反射率が低い状態で、消色状態（透明状態）は反射率が高い状態となる。
【００５４】
従って、エレクトロクロミック層を有する表示パネル１５０ｄは、コレステリック液晶層１３ｃを有する表示パネル１５０ｃと同様に、メモリ性を有するので、消費電力が小さいという利点を有している。なお、消色状態における透過率が低く、表示すべき画像がうっすらと視認されることがある。
【００５５】
また、図９に示すフレーク型表示パネル１５０ｅを用いることもできる。ここでは、「フレーク型」表示パネルとは、形状異方性を有する粒子（フレーク）を含む縣濁液層を表示媒体層として有する表示パネルのことをいう。このような表示パネルは、例えば、特表２００７−５０６１５２号公報、米国特許６６６５０４２号明細書、および米国特許６８２９０７５号明細書に開示されている。また、本願の出願人は、特願２０１２−００９４４５号に、懸濁液層に印加する電圧を高周波と低周波とに切り替えることによって、フレークの配向を制御する表示パネルを開示している。参考のために、特表２００７−５０６１５２号公報、米国特許６６６５０４２号明細書、米国特許６８２９０７５号明細書および特願２０１２−００９４４５号の開示内容の全てを本明細書に援用する。
【００５６】
表示パネル１５０ｅは、２枚の基板１１および１２の間の、壁１３ｅｐによって区画された領域内に、懸濁液層１３ｅを有している。懸濁液層１３ｅは、液状の媒体１３ｅｍと、液状の媒体１３ｅｍ内に分散されたフレーク１３ｅｆとを有している。フレーク１３ｅｆは、光を反射することができる金属フレークであり、例えば、直径が２０μｍ、厚さが０．３μｍの円盤状のアルミニウムフレークである。液状の媒体１３ｅｍは、可視光に対して透明性が高い材料であることが好ましく、応答特性の観点から、粘度は５ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましく、フレーク１３ｅｆの沈降を防止する観点から、０．５ｍＰａ・ｓ以上であることが好ましい。また、液状の媒体１３ｅｍの比重は、フレーク１２ｄｆの比重に近いことが好ましい。液状の媒体１３ｅｍとして、例えば、臭化炭化水素（テトラブロモエタン等）、炭酸プロピレン、ＮＭＰ（Ｎメチル２ピロリドン）、フルオロカーボンやシリコーンオイルなどを用いることができる。壁１３ｅｐも可視光に対して高い透明性を有していることが好ましく、例えば、透明なフォトレジスト材料を用いて形成することができる。
【００５７】
懸濁液層１３ｅを間に介して互いに対向する電極１１ｅと電極１２ｅとの間に、高周波（３０Ｈｚ〜１ＫＨｚ、例えば、６０Ｈｚ）電圧を印加したとき、上記の円盤状のアルミニウムフレーク１３ｅｆは円盤の直径方向が電気力線と平行になるように配向し、入射した周囲光は縣濁液層１３ｅを透過する。すなわち、縣濁液層１３ｅは透明状態となる。このときの透過率は約７０％以上で、第１表示パネルの表示に悪影響を及ぼさない。
【００５８】
一方、懸濁液層１３ｅに、低周波（０．０Ｈｚ〜０．５Ｈｚ、例えば、０．１Ｈｚ）電圧（または直流電圧）を印加したとき、アルミニウムフレーク１３ｅｆは円盤の直径方向が電気力線と垂直になるように配向し、入射した周囲光は縣濁液層１３ｅで反射される。このときの反射率は、例えば約５０％であり、見やすい表示が得られる。
【００５９】
ただし、懸濁液層１３ｅを透明状態にするためにも、反射状態（表示状態）にするためにも、所定の電圧を懸濁液層１３ｅに印加する必要があるので、電力を消費することになる。
【００６０】
上記で例示した表示パネル１５０ａ〜１５０ｅは、いずれも周囲光を用いて表示するので、光源を必要とせず、その点において、消費電力は小さい。また、周囲光が強い環境において、見やすい表示を提供することができる。表示の見やすさの点では、エレクトロクロミック型表示パネル１５０ｄが一番優れており、次いで、フレーク型ディスプレイ１５０ｅ、コレステリック液晶表示パネル１５０ｃの順で優れており、ＰＤＬＣモードの液晶表示装置１５０ａおよび１５０ｂがやや劣る。それぞれの表示パネルの表示状態における光の利用効率を反射率を用いて表すと、エレクトロクロミック型表示パネル１５０ｄの反射率が約７０％、フレーク型ディスプレイ１５０ｅの反射率が約５０％、コレステリック液晶表示パネル１５０ｃの反射率が約３０％で、ＰＤＬＣモードの液晶表示装置１５０ａおよび１５０ｂの反射率は約１０％である。
【００６１】
一方、表示パネル１５０ａ〜１５０ｅが透明状態にあるときの透過率は、エレクトロクロミック型表示パネル１５０ｄの透過率が１０〜３０％とやや低いが、他の表示パネル１５０ａ、ｂ、ｃおよびｅの透過率はいずれも７０％以上あり、第１表示パネルの表示にほとんど悪影響を及ぼすことはない。
【００６２】
また、待機電力（第１表示パネルが表示していないとき、または表示装置そのものの電源がオフされているときに消費される電力）は、上述したように、メモリ性を有する表示パネル１５０ｃおよび１５０ｄが優れている（消費電力が小さい）。
【００６３】
上記の表示パネル１５０ａ〜１５０ｅは、いずれも周囲光を用いて表示するので、周囲が暗いときには表示ができない。そこで、必要に応じて、図１０に示す表示パネル１５０ｆのように、光源５２をさらに設けてもよい。すなわち、表示パネル１５０ｆは、上記の表示パネル１５０ａ〜１５０ｅのいずれかに、さらに光源５２を設けたものであり、光源５２は、周囲が暗いときに、当該表示パネルに光を照射する。光源５２は、例えば、ＬＥＤ光源である。また、周囲光の強度を検出するセンサーをさらに設け、周囲光が所定の強度に満たないときに、光源５２を点灯させるようにしてもよい。
【００６４】
もちろん、表示装置１００Ａの用途によっては、第２表示パネル１５０Ａとして、有機ＥＬ表示パネルのような自発光型の表示パネルを用いることもできる。ただし、自発光型のパネルは、周囲光の強度が強いときには表示が見づらく、また、待機電力が大きいという欠点があるが、非表示状態における透明性や、周囲が暗いときの表示品位は、コレステリック液晶表示パネル１５０ｃと同程度またはそれ以上を実現することができる。
【００６５】
上記の説明では、第１表示パネル１００の額縁領域の少なくとも一部を見えなくできるように、透光性カバー２００が曲面の端面を含むレンズ部を有する表示装置１００Ａを説明したが、透光性カバー２００は必ずしも必要ではなく、例えば、図１１（ａ）に示す表示装置１００Ｃのように、第１表示パネル１００と同じ形状で平板状の、レンズ部を有しない透光性カバー２００ｃを用いてもよい。また、図１１（ｂ）に示す表示装置１００Ｄのように、透光性カバー自体を省略してもよい。
【００６６】
次に、図１２を参照して、本発明の実施形態による表示装置に好適に用いられる透光性カバーの構造と機能を説明する。なお、ここでは、透光性カバー２００と第１表示パネル１００との配置関係を説明するので、図１に示した第２表示パネル１５０Ａは省略する。
【００６７】
図１２に、表示装置１００Ａを模式的に示す。図１２（ａ）は、表示装置１００Ａを観察者側から見た模式的な上面図であり、図１２（ｂ）は、図１２（ａ）における１Ｂ−１Ｂ’線に沿った模式的な断面図である。
【００６８】
図１２（ａ）および（ｂ）に示すように、表示装置１００Ａは、表示パネル１００と、表示パネル１００の観察者側に配置された透光性カバー２００とを備える。表示パネル１００は、複数の画素が行および列を有するマトリクス状に配列された表示領域１２０と、表示領域１２０の外側に設けられた額縁領域１３０とを有する。表示領域１２０は、額縁領域１３０に隣接する周辺表示領域１２５と、周辺表示領域１２５以外の領域の中央表示領域１２４から構成されている。透光性カバー２００は、平板部２５０とレンズ部２１０とを有している。
【００６９】
表示パネル１００の周辺表示領域１２５とは、表示領域１２０の内、その観察者側に透光性カバー２００のレンズ部２１０が配置される領域をいい、平板部２５０は中央表示領域１２４上に配置される。周辺表示領域１２５から出射される光をレンズ部２１０で屈折させることによって、周辺表示領域１２５に形成される画像を周辺表示領域１２５および額縁領域１３０から構成される領域に拡大する。
【００７０】
ここで、行方向を第１の方向Ｄ１とし、列方向を第２の方向Ｄ２とすると、表示領域１２０と額縁領域１３０との間には、第１の方向Ｄ１に延びる第１境界線Ｂ１、および第１境界線Ｂ１と交差し第２の方向Ｄ２に延びる第２境界線Ｂ２が存在する。周辺表示領域１２５と中央表示領域１２４との間には、第１の方向Ｄ１に延びる第３境界線Ｂ３と、第３境界線Ｂ３と交差し第２の方向Ｄ２に延びる第４境界線Ｂ４が存在する。
【００７１】
周辺表示領域１２５は、第３境界線Ｂ３と第４境界線Ｂ４とが交差する点Ｃを通り第１境界線Ｂ１に直交する直線Ｌ１と、点Ｃを通り第２境界線Ｂ２に直交する直線Ｌ２と、第１境界線Ｂ１と、第２境界線Ｂ２とで囲まれた第１周辺表示部分１２１を有する。また、額縁領域１３０は、第１周辺表示部分１２１に第１境界線Ｂ１または第２境界線Ｂ２を介して隣接する第１額縁部分１３１を有している。第１額縁部分１３１は、第１境界線Ｂ１、第２境界線Ｂ２、直線Ｌ１および直線Ｌ２と表示パネル１００の外縁によって規定される部分である。
【００７２】
透光性カバー２００のレンズ部２１０は、図１２（ｂ）に示すように屈曲した表面を有している。図１２（ａ）においては、レンズ部２１０の表面（観察者側表面）が屈曲している様子を等高線で示している。なお、ここでは簡単のために等高線の間隔を一定にしているが、これに限られない。
【００７３】
透光性カバー２００のレンズ部２１０は、第１周辺表示部分１２１から出射される光を屈折させることによって、第１周辺表示部分１２１に形成される画像を第１周辺表示部分１２１および第１額縁部分１３１から構成される領域に拡大する。すなわち、図１２（ａ）に示すように、レンズ部２１０は、第１周辺表示部分１２１内の画素１０ｐから第１額縁部分１３１に向けて出射された光（例えば点Ｃから画素１０ｐに向かう方向Ｘ１に出射された光）を第１表示パネル１００の法線方向に（すなわち観察者側に）屈折させる。したがって、表示装置１００Ａの表示面に垂直な方向から画像を観察すると、表示パネル１００の第１周辺表示部分１２１に形成される画像が第１周辺表示部分１２１および第１額縁部分１３１から構成される領域に拡大されて表示されることになり、その結果、第１額縁部分１３１は視認され難くなる。
【００７４】
図１３（ａ）に、透光性カバー２００の模式的な斜視図を示す。
【００７５】
図１３（ａ）に示すように、レンズ部２１０は、透光性カバー２００の、第１の方向Ｄ１に延びる２辺と、第２の方向Ｄ２に延びる２辺と、４箇所の角部に設けられている。レンズ部２１０は、第１の方向Ｄ１に延びる２辺にレンズ体２１２および２２２、第２の方向Ｄ２に延びる２辺にレンズ体２１３および２２３、４箇所の角部にレンズ体２１１、２２１、２３１および２４１を有する。
【００７６】
各レンズ体は、額縁領域の一部およびそれに隣接する周辺表示領域の上に配置されており、周辺表示領域内の画素から額縁領域に向かう方向に出射された光を第１表示パネル１００の法線方向に（すなわち観察者側に）屈折させるように設計されている。このことにより、第１周辺表示部分１２１について説明したのと同様に、周辺表示領域に形成された画像が額縁領域に拡大されて表示されるので、額縁領域を見え難くすることができる。
【００７７】
表示領域１２０には、複数の画素が第１の方向Ｄ１および第２の方向Ｄ２に等間隔に配列されている。画素が等間隔に配列されているときには、第１周辺表示部分１２１内のＸ１軸上にある画素に供給される表示信号は、中央表示領域１２４内の画素に供給される表示信号と比較して、Ｘ１軸方向に一様に圧縮されていることが好ましい。このとき、Ｘ１軸上にある画素から出射された光で形成される画像は、中央表示領域１２４に形成される画像と同じ大きさに拡大される。このことにより、中央表示領域１２４および周辺表示領域１２５の全体に歪みが無い表示を行うことができる。なお、Ｘ１軸上にある複数の画素に供給される表示信号をＸ１軸方向に圧縮することは、表示信号を第１の方向Ｄ１および第２の方向Ｄ２に同じ圧縮率で一様に圧縮することと等価である。
【００７８】
また、上記においては、４辺の全てレンズ形状とした透光性カバー２００を示したが、３辺または２辺だけをレンズ形状とし、必要に応じて、角部もレンズ形状としてもよい。
【００７９】
次に、平板部２５０の他の形態を、図１３（ｂ）を参照して説明する。図１３（ｂ）は透光性カバー２００’の斜視図である。図１３（ｂ）に示す透光性カバー２００’は、平板部２５０の厚さがレンズ部２１０の厚さより小さく、平板部２５０の表面がレンズ部２１０の頂上よりも低い位置に存在する。透光性カバー２００’は、図１３（ａ）を参照して示した透光性カバー２００に比べ薄型化および軽量化されるという利点を有する。
【００８０】
また、本実施形態の透光性カバー２００のレンズ部２１０は、観察者側に曲面を有するものを示したが、レンズ部２１０の曲面はこれに限られない。レンズ部２１０は観察者側と反対側に曲面を有しても良いし、観察者側と、観察者側と反対側との両側に曲面を有してもよい。レンズ部の表裏両面が曲面であると、レンズ部に入射する光は、２回屈折されて出射される。したがって、片面のみ屈曲している場合に比べ、透光性カバーを薄型化および軽量化することができるという利点を有する。また、レンズ部が観察者側と反対側にのみ曲面を有する場合、すなわち、レンズ部の観察者側表面が平坦面であり、レンズ部の背面側表面が曲面である場合には、観察者側表面に付着した埃や汚れ等をふき取りやすいという利点を有する。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
本発明は、表示装置、特に直視型の表示装置に広く適用される。
【符号の説明】
【００８２】
１、２、１１、１２  基板
３  液晶層
６  シール部
７、８  偏光板
１５  バックライト装置
１００  第１表示パネル
１００Ａ、１００Ｂ  表示装置
１２０  第１表示領域
１２１  第１周辺表示部分
１２４  中央表示領域
１２５  周辺表示領域
１３０  額縁領域
１３１  第１額縁部分
１５０Ａ、１５０Ｂ、１５０ａ〜１５０ｆ  第２表示パネル
２００、２００ａ、２００ｂ、２００ｃ、２００’  透光性カバー
２１０  レンズ部
２１１  レンズ体
２５０  平板部
Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４  境界線
Ｄ１  第１の方向
Ｄ２  第２の方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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