(57)【要約】【課題】自発光型ディスプレイパネルの前面側に液晶シャッター部を設けたときの輝度低下を避けることができるディスプレイ装置を提供する。【解決手段】本発明によれば，前面から光を放射する自発光型ディスプレイパネルと，自発光型ディスプレイパネルの前面側に配置され，自発光型ディスプレイパネルからの放射光の透過率を制御する液晶シャッター部とを備え，前記放射光は，偏光方向が互いに直交する第１及び第２偏光成分を含み，自発光型ディスプレイパネルと液晶シャッター部の間に，前記放射光のうち第１偏光成分からなる第１偏光を透過させ，第２偏光成分からなる第２偏光を反射させる偏光分割面と，第２偏光をさらに反射させて第１偏光と第２偏光の進行方向が揃うように第２偏光の進行方向を変化させるミラー面と，第１偏光又は第２偏光の偏光方向を９０度変化させて，第１偏光と第２偏光の偏光方向を揃える１／２波長板とを有する偏光変換部を備えることを特徴とするディスプレイ装置が提供される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
前面から光を放射する自発光型ディスプレイパネルと，
自発光型ディスプレイパネルの前面側に配置され，自発光型ディスプレイパネルからの放射光の透過率を制御する液晶シャッター部とを備え，
前記放射光は，偏光方向が互いに直交する第１及び第２偏光成分を含み，
自発光型ディスプレイパネルと液晶シャッター部の間に，
前記放射光のうち第１偏光成分からなる第１偏光を透過させ，第２偏光成分からなる第２偏光を反射させる偏光分割面と，第２偏光をさらに反射させて第１偏光と第２偏光の進行方向が揃うように第２偏光の進行方向を変化させるミラー面と，第１偏光又は第２偏光の偏光方向を９０度変化させて，第１偏光と第２偏光の偏光方向を揃える１／２波長板とを有する偏光変換部を備えることを特徴とするディスプレイ装置。
【請求項２】
自発光型ディスプレイパネルは，プラズマディスプレイパネルからなり，
プラズマディスプレイパネルの表示制御及び液晶シャッター部の光透過率制御を行う制御部をさらに備え，
前記制御部は，プラズマディスプレイパネルの非表示期間に液晶シャッター部を光不透過状態にし，プラズマディスプレイパネルの表示期間に液晶シャッター部を光透過状態にする請求項１に記載のディスプレイ装置。
【請求項３】
自発光型ディスプレイパネルは，光が放射される光放射領域と，光が放射されない光非放射領域とを備え，偏光分割面は，光放射領域に対応した位置に配置され，ミラー面は，光非放射領域に対応した位置に配置される請求項１に記載のディスプレイ装置。
【請求項４】
１／２波長板は，偏光分割面に接して設けられる請求項１に記載のディスプレイ装置。
【請求項５】
偏光分割面は，前記放射光が入射角４５度で入射するように配置され，ミラー面は，偏光分割面に平行になるように配置される請求項１に記載のディスプレイ装置。
【請求項６】
液晶シャッター部は，自発光型ディスプレイパネル側から順に，第１直線偏光板と，光の偏光方向の変化量を制御する液晶部と，第２直線偏光板を有する請求項１に記載のディスプレイ装置。
【請求項７】
液晶部は，強誘電性液晶を含む請求項６に記載のディスプレイ装置。
【請求項８】
液晶部と第２直線偏光板との間に，１／４波長板をさらに供える請求項６に記載のディスプレイ装置。
【請求項９】
前記放射光が偏光分割面に入射する前に，この放射光をコリメートさせるレンズをさらに備える請求項１に記載のディスプレイ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，ディスプレイ装置に関する。本発明は，特に，自発光型ディスプレイパネルの前面側に液晶シャッター部を設けたときの輝度低下を避けるために好適に利用することができる。
【背景技術】
【０００２】
一般に，ディスプレイにおいて，コントラストを高めるために様々な技術が開発されている。これらの技術は，大別すると，（１）照明や日光のような環境光がディスプレイ表示面での反射によるコントラスト低下を改善する技術と，（２）ディスプレイの表示における最高輝度を上げるか，黒レベルを低下させることで，ディスプレイ自体のコントラストを改善させる技術に分類される。
【０００３】
（１）の技術としては，前面にＮＤフィルターを配置させる技術，表示面の非発光領域または低輝度領域を遮光・低反射化させる技術，表面に反射防止膜を設ける技術，アンチグレア処理，特許文献１のように直線偏光フィルターと１／４波長板を用いて，反射成分を除去する技術が公知例と存在する。
【０００４】
（２）の技術としては，ディスプレイの基本性能として高コントラスト化を追求するという手段の他に，プラズマディスプレイ（以下，ＰＤＰ）等の自発光型ディスプレイにおいて，特許文献２のように前面に液晶シャッター部を配置させて，非表示期間中の透過率を下げて高コントラスト化を行う公知例がある。
【０００５】
この技術は，リセット動作・初期化動作・書き込み動作のような非表示動作において画素を発光させていて，コントラストを低下させているＰＤＰのような表示装置においては，特に有効な技術である。
【特許文献１】特開２００３−２９７２５５号公報
【特許文献２】特開平５−２６５３９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
自発光型ディスプレイからは無偏光の光が放射されるが，液晶シャッター部は，特定の偏光成分のみを通過させるため，特許文献２の技術では，自発光型ディスプレイから放射された光の利用効率が５０％に低下し，輝度の低下に繋がる。
【０００７】
本発明は，このような事情に鑑みてなされたものであり，自発光型ディスプレイパネルの前面側に液晶シャッター部を設けたときの輝度低下を避けることができるディスプレイ装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００８】
すなわち，本発明によれば，前面から光を放射する自発光型ディスプレイパネルと，自発光型ディスプレイパネルの前面側に配置され，自発光型ディスプレイパネルからの放射光の透過率を制御する液晶シャッター部とを備え，前記放射光は，偏光方向が互いに直交する第１及び第２偏光成分を含み，自発光型ディスプレイパネルと液晶シャッター部の間に，前記放射光のうち第１偏光成分からなる第１偏光を透過させ，第２偏光成分からなる第２偏光を反射させる偏光分割面と，第２偏光をさらに反射させて第１偏光と第２偏光の進行方向が揃うように第２偏光の進行方向を変化させるミラー面と，第１偏光又は第２偏光の偏光方向を９０度変化させて，第１偏光と第２偏光の偏光方向を揃える１／２波長板とを有する偏光変換部を備えることを特徴とするディスプレイ装置が提供される。
【０００９】
本発明のディスプレイ装置は，自発光型ディスプレイパネルと液晶シャッター部の間に，偏光変換部を備えている。自発光型ディスプレイパネルからの放射光は，偏光変換部において，偏光方向が互いに直交する第１偏光と第２偏光に分割され，分割された第１偏光と第２偏光の何れかは，偏光方向が９０度変化させられる。このため，前記放射光が，偏光変換部を通過すると，偏光方向が揃った光が出力される。次に，この偏光方向が揃った光が，液晶シャッター部に入射される。
【００１０】
特許文献２のように，自発光型ディスプレイパネルからの放射光が液晶シャッター部に直接入射されている場合は，この放射光の一部のみが液晶シャッター部を通過することができるため，輝度低下が避けられない。しかし，本発明では，偏光変換部で放射光の偏光方向を揃えた後に放射光を液晶シャッター部に入射させているので，実質的に放射光の全部が液晶シャッター部を通過することができる。従って，本発明によれば，液晶シャッター部での輝度低下を避けることができる。
【００１１】
自発光型ディスプレイパネルは，例えば，ＰＤＰである。ＰＤＰの表示制御では，リセット・初期化，アドレッシングが行われる非表示期間と，表示のための放電が繰り返される表示期間とが存在する。本発明によれば，ＰＤＰの非表示期間に液晶シャッター部を光不透過状態にし，ＰＤＰの表示期間に液晶シャッター部を光透過状態にすることができる。ＰＤＰの非表示期間に液晶シャッター部を光不透過状態にすることによって，非表示期間に発生した光が外部に漏れるのを防ぐことができる。これによって，ＰＤＰの黒レベルを低下させ，その結果，ＰＤＰのコントラストを向上させることができる。
なお，自発光型ディスプレイパネルは，非表示期間のないディスプレイパネル（例：有機ＬＥＤディスプレイパネル，ＣＲＴディスプレイパネル）であってもよい。この場合，例えば，ディスプレイパネルからの残光が問題となる場合に，液晶シャッター部を光不透過状態にすることによって残光の問題を解消することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下，本発明の一実施形態を図面を用いて説明する。図面や以下の記述中で示す構成は，例示であって，本発明の範囲は，図面や以下の記述中で示すものに限定されない。
【００１３】
１．第１実施形態
図１を用いて，本発明の第１実施形態に係るディスプレイ装置について説明する。本実施形態では，自発光型ディスプレイパネルが，反射型３電極面放電型ＰＤＰである場合を例にとって説明するが，反射型３電極面放電型以外のＰＤＰや，ＰＤＰ以外の自発光型ディスプレイパネル（例：有機ＬＥＤディスプレイパネル，ＣＲＴディスプレイパネル）に対しても，本発明は適用可能である。
【００１４】
本実施形態のディスプレイ装置は，自発光型ディスプレイパネルの一例であるＰＤＰ１と，偏光変換部３と，液晶シャッター部５とを備えている。
【００１５】
以下，各構成要素について説明する。
１−１．ＰＤＰ
ＰＤＰ１は，前面側基板構体７と，背面側基板構体９とを有している。前面側基板構体７は，前面ガラス基板１０上に，透明電極１１とバス電極１２とからなる表示電極１３を複数備えている。表示電極１３は，２本ずつがペアになって並んでいる。各ペアの表示電極１３は，面放電のための放電スリットを隔てて配置され，電極間で放電を起こして表示ラインを構成する発光領域となり，隣接する２つのペア間は放電しない逆スリットが形成され，非発光領域となる。非発光領域には，遮光帯１４が形成されている。また，前面側基板構体７には，表示電極１３を覆う誘電体層１５及び保護層１６も形成されている。背面側基板構体９は，背面ガラス基板１７上に，アドレス電極１８と，誘電体層１９と，隔壁（図示せず）と，蛍光体層２１を備えている。放電で生成された紫外線が，蛍光体層２１に当たり，可視光からなる放射光２３が生成される。放射光２３は，前面ガラス基板１０を通って，ＰＤＰ１外に放射される。放射光２３は，発光領域から放射され，非発光領域からは放射されない。従って，本実施形態では，発光領域が，光放射領域２４となり，非発光領域が光非放射領域２５となる。光放射領域２４と光非放射領域２５の面積比は，例えば，１：１である。
【００１６】
放射光２３は，無偏光（全方位光ともいう。）であり，偏光方向が互いに直交する第１及び第２偏光成分を含んでいる。本実施形態では，第１偏光成分は，Ｐ偏光成分であり，第２偏光成分は，Ｓ偏光成分である。
【００１７】
１−２．偏光変換部
偏光変換部３は，ＰＤＰ１と液晶シャッター部５の間に設けられており，放射光２３の偏光方向を揃える機能を有している。
【００１８】
偏光変換部３は，放射光２３のうち第１偏光成分（つまり，Ｐ偏光成分）からなる第１偏光２６を透過させ，第２偏光成分（つまり，Ｓ偏光成分）からなる第２偏光２７を反射させる偏光分割面２９と，第２偏光２７をさらに反射させて第１偏光２６と第２偏光２７の進行方向が揃うように第２偏光２７の進行方向を変化させるミラー面３１と，第２偏光２７の偏光方向を９０度変化させて，第１偏光２６と第２偏光２７の偏光方向を揃える１／２波長板３３とを有する。
【００１９】
偏光分割面２９は，放射光２３を２つの偏光に分割する機能を有するものであればよい。本実施形態では，偏光分割面２９は，Ｐ偏光成分を透過させ，Ｓ偏光成分を反射させている。偏光分割面２９は，放射光２３が入射角４５度で入射するように配置されている。
【００２０】
ミラー面３１は，偏光分割面２９に平行になるように配置されており，Ｓ偏光成分を全反射させてミラーとして働く。このようにミラー面３１を配置することによって，ミラー面で反射後に第１偏光２６と第２偏光２７の進行方向を揃えることができる。第１偏光２６と第２偏光２７の進行方向は，ディスプレイ装置として問題にならない程度に揃えられていればよいが，より明瞭な表示のためには，第１偏光２６と第２偏光２７の進行方向は，平行になるように揃えられることが好ましい。
【００２１】
偏光分割面２９は，光が放射される光放射領域２４に対応した位置に配置され，ミラー面３１は，光が放射されない光非放射領域２５に対応した位置に配置されている。この場合，偏光分割面２９で反射した光を，光非放射領域２５から外部に放射させることができて，効率的である。
１／２波長板３３は，直線偏光の偏光方向を９０度回転させる機能を有するものであればよい。
【００２２】
偏光分割面２９，ミラー面３１及び１／２波長板３３の構成や配置は，ここで示したものに限定されない。
【００２３】
ここで，図２（ａ）〜（ｄ）を用いて，偏光変換部３の製造方法について説明する。
（１）まず，ガラス又はプラスチック板３４表面に全反射コーティングを施すことによってミラー面３１を形成し，図２（ａ）に示す構造を得る。
（２）次に，このミラー面３１に，別のガラス又はプラスチック板３４を貼り合わせ，その後，板３４表面に偏光分割用コーティングを施すことによって偏光分割面２９を形成し，図２（ｂ）に示す構造を得る。偏光分割用コーティングは，一般的なビームスプリッタで採用されているものでよい。
（３）次に，この偏光分割面２９に，別のガラス又はプラスチック板３４を貼り合わせ，その後，板３４表面に全反射コーティングを施すことによってミラー面３１を形成し，図２（ｃ）に示す構造を得る。
（４）上記（２），（３）の工程を必要な回数（例：表示電極対の数と同じ回数）繰り返す。これによって，ミラー面３１と偏光分割面２９とが交互に形成された積層体が得られる。
（５）次に，上記積層体を，主面に対して４５度になる角度で切断する。切断面を図２（ｃ）に点線３５で示す。
（６）次に，ミラー面３１で反射した第２偏光２７が通過する位置に，１／２波長板３３を取り付け，図２（ｄ）に示す構造を得て，偏光変換部３の製造を完了する。
なお，偏光分割面２９を形成するためのコーティングと，ミラー面３１を形成するためのコーティングは，同じ種類のコーティングであってもよい。
【００２４】
次に，偏光変換部３の別の実施形態について説明する。
図３に示す実施形態では，１／２波長板３３は，偏光分割面２９を透過した第１偏光２６が通過する位置に設けられる。この場合，１／２波長板３３は，第１偏光２６の偏光方向を９０度変化させて，第１偏光２６と第２偏光２７の偏光方向を揃える。
【００２５】
図４に示す実施形態では，１／２波長板３３は，偏光分割面２９に接して設けられている。この実施形態の偏光変換部３は，ガラス又はプラスチック板３４に偏光分割用コーティングを行って偏光分割面２９を形成した後，偏光分割面２９上に１／２波長板３３を貼り合わせることによって形成することができる。また，１／２波長板３３に偏光分割用コーティングを行って偏光分割面２９を形成した後，偏光分割面２９上にガラス又はプラスチック板３４を貼り合せることによって形成してもよい。
【００２６】
１−３．液晶シャッター部
液晶シャッター部５は，ＰＤＰ１側から順に，第１直線偏光板３９と，光の偏光方向の変化量を制御する液晶部４１と，第２直線偏光板４３を有する。第１直線偏光板３９及び第２直線偏光板４３は，それぞれ，偏光子及び検光子である。液晶部４１は，液晶層と，液晶層を挟み，液晶層に対して電圧を印加するための２枚の電極とで構成される。
【００２７】
従来は，第１直線偏光板３９には，無偏光が入射していたので，入射した光の一部のみが，第１直線偏光板３９を通過していたが，本実施形態では，偏光変換部３で偏光方向が揃えられた光が第１直線偏光板３９に入射するので，入射した光のほぼ全部が，第１直線偏光板３９を通過する。このため，液晶シャッター部５を設けることによる輝度低下を避けることができる。
【００２８】
第１直線偏光板３９，液晶部４１及び第２直線偏光板４３は，液晶部４１に電圧が印加されていないときに光を透過させ，液晶部４１に電圧が印加されているときに光を遮断するように構成してもよく，その逆であってもよい。
【００２９】
液晶部４１は，強誘電性液晶を含むものであることが好ましい。この場合，高速な応答（例えば，応答速度５０μｓ以下）が期待できる。
【００３０】
１−４．制御部
本実施形態のディスプレイ装置は，ＰＤＰ１の表示制御及び液晶シャッター部５の光透過率制御を行う制御部４５も備える。液晶シャッター部５の光透過率制御は，液晶部４１に印加する電圧を変化させることによって行うことができる。
【００３１】
ＰＤＰ１の表示制御では，リセット・初期化，アドレッシングが行われる非表示期間と，表示のための放電が繰り返される表示期間とが存在する。
【００３２】
制御部４５は，ＰＤＰ１の非表示期間に液晶シャッター部５を光不透過状態にし，ＰＤＰ１の表示期間に液晶シャッター部５を光透過状態にする。ＰＤＰ１の非表示期間に液晶シャッター部５を光不透過状態にすることによって，非表示期間に発生した光が外部に漏れるのを防ぐことができる。これによって，ＰＤＰ１の黒レベルを低下させ，その結果，ＰＤＰ１のコントラストを向上させることができる。
【００３３】
２．第２実施形態
図５を用いて，本発明の第２実施形態に係るディスプレイ装置について説明する。本実施形態は，第１実施形態に類似しているが，（１）ＰＤＰ１と偏光変換部３の間にレンズアレイ４６を備える点，（２）第２直線偏光板４３の，外光が入射する面に反射防止膜４７を備える点，（３）液晶部４１と，第２直線偏光板４３の間に１／４波長板４９を備える点において異なっている。ここでは，これらの異なっている点を中心に説明する。
【００３４】
レンズアレイ４６は，放射領域２４毎に設けられたレンズ４６ａからなる。各レンズ４６ａは，ＰＤＰ１の放射光２３をコリメートさせる（言い換えると，平行光にする）。これによって，放射光２３が，偏光分割面２９で，Ｐ偏光とＳ偏光に分割される精度が向上する。
【００３５】
反射防止膜４７は，最表面での外光反射を抑制する。１／４波長板４９は，外光が液晶部４１やＰＤＰ１で正反射して，再度外部に放射されるのを抑制する。
【００３６】
以上の実施形態で示した種々の特徴は，互いに組み合わせることができる。１つの実施形態中に複数の特徴が含まれている場合，そのうちの１又は複数個の特徴を適宜抜き出して，単独で又は組み合わせて，本発明に採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の第１実施形態のディスプレイ装置の構成を示す断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｄ）は，本発明の第１実施形態のディスプレイ装置の偏光変換部の製造工程を示す断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態のディスプレイ装置の偏光変換部の別の実施形態を示す断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態のディスプレイ装置の偏光変換部の別の実施形態を示す断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態のディスプレイ装置の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１：プラズマディスプレイパネル  ３：偏光変換部  ５：液晶シャッター部  ７：前面側基板構体  ９：背面側基板構体  １０：前面ガラス基板  １１：透明電極  １２：バス電極  １３：表示電極  １４：遮光帯  １５：誘電体層  １６：保護層  １７：背面ガラス基板  １８：アドレス電極  １９：誘電体層  ２１：蛍光体層  ２３：放射光  ２４：光放射領域  ２５：光非放射領域  ２６：第１偏光  ２７：第２偏光  ２９：偏光分割面  ３１：ミラー面  ３３：１／２波長板  ３４：ガラス又はプラスチック板  ３９：第１直線偏光板  ４１：液晶部  ４３：第２直線偏光板  ４５：制御部  ４６：レンズアレイ  ４６ａ：レンズ  ４７：反射防止膜  ４９：１／４波長板
【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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