JPH11219124A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複雑な装置を用いることなく、表示画像に対
して隙間のない陰影を容易に形成する。 【解決手段】 高分子分散型液晶板１１に離間距離ｄを
隔てて光拡散フィルタ１３を平行配置し、高分子分散型
液晶板１１の法線方向に対して斜めから背面光源１２を
背面照明するだけで、高分子分散型液晶板１１の光拡散
領域（背景３２部分）及び透明領域（表示画像３１部
分）と光拡散フィルタ１３の光入射領域Ａｒ１，Ａｒ２
及び光非入射領域Ａｒ３，Ａｒ４との重ね合わせの組み
合わせにより、表示画像３１に対して隙間のない陰影を
形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、自動車、航空機
または船舶等の移動体において使用される計器板等の表
示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】例えば
自動車等の移動体において、ラジオの受信周波数や、エ
アコンの設定温度等のアクセサリの操作情報は、各種ア
クセサリの操作部が配設されるダッシュボード中央部に
表示されるようになっている。かかる情報は、表示内容
を見やすくすることにより運転作業の安全性を確保する
だけでなく、美観を良くすることにより快適な情報確認
を行えるようにすることが望ましい。

【０００３】文字や絵柄を発光表示させる表示器におい
てその美観を向上するための表示方法の一つとして、図
５の如く、文字や絵柄等の表示画像１に陰影２をつけて
立体的に表示するものがある。

【０００４】ここで、表示画像１と陰影２とが区別して
認識されないと立体感が出ないため、表示画像１と陰影
２とを何らかの方法により識別できるように表示する必
要がある。

【０００５】識別のための一つの手段としては、表示画
像１と陰影２とを異なるセグメントで構成することが考
えられる。即ち、図５の如く、表示画像１と陰影２との
間に若干幅の間隙３を設けて表示することで、両者の境
界を明確にするものである。

【０００６】この場合、セグメント間の間隙３の最小寸
法は表示器の種類によって決まり、ある値以下には小さ
くならない。そのため、表示画像１と陰影２の隙間が大
きくなりすぎて、立体感が感じにくくなる場合が生じる
という問題がある。

【０００７】こうした問題を解決するために、色彩や明
度の異なる２つ以上の表示器の表示内容を重ねて文字と
陰影を出す方法が考えられるが、装置が大がかりなもの
になってしまう。

【０００８】そこで、この発明の課題は、複雑な装置を
用いることなく、文字や絵柄等の表示画像に隙間のない
陰影をつけて、立体感のある表示を行うことが可能な表
示装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく、
請求項１に記載の発明は、背景としての光拡散領域に対
して表示画像としての透明領域を形成する表示素子と、
前記表示素子の表面側に所定の離間距離を隔てて略平行
に配置されて背後から入射された光を拡散させながら表
面側に透過させる光拡散フィルタと、前記表示素子の背
面に向けて斜めに照射する背面光源とを備えたものであ
る。

【００１０】請求項２に記載の発明は、前記表示素子
は、互いに対向する面に所定の透明電極が形成された２
枚の透明基板と、前記両透明基板の間に挟み込まれ、前
記両透明電極によって印加される印加電圧の変化に伴っ
て入射光の散乱状態が変化する高分子分散型液晶層とを
有する高分子分散型液晶板が使用されたものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】この発明の表示装置は、高分子分
散型表示板の表面に光拡散フィルタを被膜し、背面側の
背面光源（バックライト）を斜め方向から照射すること
によって、表示画像に陰影をつけるものである。

【００１２】図１はこの発明の一の実施の形態の表示装
置の概要を示す原理図、図２は同じくその斜視図であ
る。図１及び図２の如く、この表示装置は、透明領域と
光拡散領域とを任意に変化させて表示する高分子分散型
液晶板１１と、この高分子分散型液晶板１１の背面側の
端部付近に配置された背面光源１２と、高分子分散型液
晶板１１の表面側に離間距離ｄを隔てて平行に配置され
た光拡散フィルタ１３とを備えたものである。

【００１３】高分子分散型液晶板１１は、図３の如く、
互いに対向する面にＩＴＯ（インジウム−チン−オキサ
イド）膜等の透明電極２３，２７が形成された２枚のガ
ラス基板や透明樹脂基板等からなる透明基板２１，２９
と、その両透明基板２１，２９間に挟み込まれた高分子
分散型液晶層２５とを備えて構成されたものであって、
高分子分散型液晶層２５を透明状態と光拡散状態（白濁
状態）とに切り替えるようになっている。そして、これ
らの透明電極２３，２７、高分子分散型液晶層２５およ
び透明基板２１，２９は、各種の蒸着技術により所定の
膜厚に形成されるようになっており、特に、金属膜であ
る透明電極２３，２７は、透明性を確保するため光の透
過が可能な超薄膜に形成されている。

【００１４】高分子分散型液晶層２５は、所定の高分子
と液晶との複合膜（複合物）からなっており、ＮＣＡＰ
（ｎｅｍａｔｉｃ ｃｕｒｖｉｌｉｎｅａｒ ａｌｉｇ
ｎｅｄ ｐｈａｓｅ）型やＰＮ（ｐｏｌｙｍｅｒ ｎｅ
ｔｗｏｒｋ）型の液晶が使用されている。この高分子分
散型液晶層２５では、電圧無印加時には、液晶層２５中
の液晶がランダムな方向を向き、高分子と液晶との屈折
率に差異が生じ、入射光が散乱されて透過率が大きく低
下するため、白濁外観を呈するようになっている。一
方、電圧印加時には、液晶が電界方向に配列し、高分子
と液晶との屈折率が一致し、入射光が散乱されずに透過
するため、透明外観を呈するようになっている。

【００１５】そして、このような高分子分散型液晶層２
５を備えた高分子分散型液晶板１１には、所定の視認情
報を表示するために、画像形成用のマトリックス状に配
設された複数の画素部、所定の形状および所定の配列状
態で配設された複数のセグメント部、あるいは所定の情
報が対応付けられた図形や記号の形状に形成された表示
セル部が、液晶層２５およびそれを挟み込む両透明電極
２３，２７とによって形成されている。

【００１６】ここで、透明電極２３，２７の材料として
は、Ｍｇ／Ａｇ、Ａｌ／Ｌｉ、Ａｌ／ＬｉＦ等、高分子
分散型液晶層２５に対する電子注入効率の高いものが選
択される。

【００１７】かかる高分子分散型液晶板１１は、所定の
制御部１５によって表示制御される。この制御部１５
は、一般的なＣＰＵを使用した画像処理回路であり、所
定の記録装置に予め記録された所定の表示ドライバプロ
グラム（ソフトウェアプログラム）に従って動作するも
のであって、高分子分散型液晶板１１の各画素部、各セ
グメント部、あるいは表示セル部の両透明電極２３，２
７間に印加する直流電圧を制御して、液晶層２５の光の
散乱状態を制御し、白濁状の光拡散性を有する高分子分
散型液晶層２５中に部分的に透明な領域を形成するよう
になっている。

【００１８】背面光源１２は、図１の如く、一般的な昼
白色の電球等が使用されるものであって、高分子分散型
液晶板１１の法線Ｌ１から角度φだけ斜めに（即ち、横
方向に第１の角度φ１（＞０゜）、縦方向に第２の角度
φ２（＞０゜）だけ）ずれて配置されており、特に、視
認者Ｐｏから見て背面光源１２からの直線光が高分子分
散型液晶板１１を透過して映り込むのを防止するため、
この背面光源１２は高分子分散型液晶板１１の表示有効
面Ｒａ（図２）から外側にずれて配置されている。具体
的には、この背面光源１２は、高分子分散型液晶板１１
を保持する保持枠（図示せず）内等に収納されることが
望ましい。なお、背面光源１２の発光は、制御部１５に
よる高分子分散型液晶層２５の印加制御とは関係なく、
少なくとも表示装置の動作時においては常時発光が行わ
れるものである。

【００１９】光拡散フィルタ１３は、光透過性を有しつ
つも、内部の分子配列が多様な方向に配置されることで
光拡散性が有せしめられた白濁透光板であって、具体的
には、高分子分散型液晶板１１との間で離間距離ｄを隔
てて平行性を維持できるよう、半透明ガラスやエポキシ
等の半透明硬質樹脂性等の硬質材料が使用されている。

【００２０】以上の構成の表示装置において、制御部１
５は、所定の記録装置に予め記録された所定の表示ドラ
イバプログラム（ソフトウェアプログラム）に従って動
作し、高分子分散型液晶板１１の各画素部、各セグメン
ト部、あるいは表示セル部ごとに、両透明電極２３，２
７間に印加する直流電圧を制御して、液晶層２５の光の
散乱状態を制御し、図３及び図４の如く、高分子分散型
液晶層２５中の電圧印加領域において透明領域を形成
し、この部分を文字や絵柄等の表示画像３１とする一
方、無電圧の領域において白濁状の光拡散領域を保持す
ることとし、かかる部分を表示の背景３２とする。

【００２１】ここで、図１において、高分子分散型液晶
板１１は鉛直方向に対してθの傾きを持っている。ま
た、上述の通り、光拡散フィルタ１３は高分子分散型液
晶板１１に対して離間距離ｄを隔てて平行配置されてい
る。さらに、背面光源１２からの光は、高分子分散型液
晶板１１の法線Ｌ１に対して角度φだけ斜めに（即ち、
横方向に第１の角度φ１（＞０゜）、縦方向に第２の角
度φ２（＞０゜）だけ）ずれた方向に照射される。な
お、ここでは簡単のため、背面光源１２からの照射光は
平行なものとして説明する。

【００２２】今、図１のように、高分子分散型液晶板１
１に形成した透明な表示画像３１の幅をＬとする。そし
て、この高分子分散型液晶板１１を水平方向に位置する
点Ｐｏから観察するものとする。例えば、Ｌ＝６ｍｍ、
θ＝３０゜、φ１＝φ２＝６０゜、ｄ＝０．５ｍｍとす
る。

【００２３】この場合、まず高分子分散型液晶板１１に
おいては、表示画像３１の部分は透明であるため、背面
光源１２からの光は、表示画像３１の部分をそのまま通
過して光拡散フィルタ１３に到達することになる。

【００２４】一方、背景３２の部分においては、背面光
源１２からの光が高分子分散型液晶板１１の内部で拡散
するため、白濁状に明るく視認されることになる。

【００２５】次に、光拡散フィルタ１３においては、背
面光源１２から透明な表示画像３１を経て直線光が入射
される領域Ａｒ１，Ａｒ２については、光拡散フィルタ
１３の内部で光が拡散されるため、白濁状に明るく視認
される。逆に、背面光源１２から出射されて透明な表示
画像３１を経た直線光が入射されない領域Ａｒ３，Ａｒ
４については、相対的に暗く視認されることになる。

【００２６】ただし、視認点Ｐｏは高分子分散型液晶板
１１及び光拡散フィルタ１３に対して水平方向に位置し
ており、背面光源１２からの直線光に対して斜め方向に
位置しており、また高分子分散型液晶板１１及び光拡散
フィルタ１３自体が鉛直方向から角度θだけずれて傾斜
しているため、高分子分散型液晶板１１における表示画
像３１の部分と、光拡散フィルタ１３における直線光の
入射領域Ａｒ１，Ａｒ２は、その輪郭がずれて視認され
る。

【００２７】具体的には、図１において、光拡散フィル
タ１３における直線光の入射領域Ａｒ１，Ａｒ２の上端
点は、高分子分散型液晶板１１における表示画像３１の
上端点より上側に視認される。したがって、図１中のＡ
ｒ１の領域は、高分子分散型液晶板１１中の比較的明る
い背景３２部分と、光拡散フィルタ１３中の比較的明る
い直線光の入射領域とが重なって表れることになり、最
終的には視認点Ｐｏから見て最も明るい領域として表れ
ることになる。

【００２８】また、図１中のＡｒ２の領域は、光拡散フ
ィルタ１３中の比較的明るい直線光の入射領域ではある
ものの、高分子分散型液晶板１１においては透明（明る
さがない、即ち最も暗い状態）である表示画像３１の部
分が重なって見えるため、視認点Ｐｏから見てＡｒ１の
領域よりも相対的に暗く視認される。

【００２９】さらに、Ａｒ３の領域は、光拡散フィルタ
１３に直線光が入射されることはなく、またこれに重ね
合わされる高分子分散型液晶板１１についても透明な表
示画像３１の部分であるため、背面光源１２からの光は
ほとんどＡｒ３の領域に入光されることはなく、最も暗
い領域として表れる。

【００３０】さらにまた、Ａｒ４の領域は、光拡散フィ
ルタ１３に直線光が入射されることはないものの、これ
に重ね合わされる高分子分散型液晶板１１が白濁状に明
るくなっているため、かかる明るい部分が透過して視認
点Ｐｏに表れるため、最終的にはＡｒ２の領域より若干
暗い程度で、Ａｒ３の領域より明るく視認されることに
なる。

【００３１】以上を再び整理して示すと、次のようにな
る。

【００３２】・領域Ａｒ１…高分子分散型液晶板１１の
明るい背景３２部分と、光拡散フィルタ１３の明るい光
入射領域とが重なり合った最も明るい領域として表れ
る。

【００３３】・領域Ａｒ２…高分子分散型液晶板１１の
暗い表示画像３１部分と、光拡散フィルタ１３の明るい
光入射領域とが重なり合った中程度の明るい領域として
表れる。

【００３４】・領域Ａｒ３…高分子分散型液晶板１１の
暗い表示画像３１部分と、光拡散フィルタ１３の暗い光
非入射領域とが重なり合った最も暗い領域として表れ
る。

【００３５】・領域Ａｒ４…高分子分散型液晶板１１の
明るい背景３２部分と、拡散フィルタ１３の暗い光非入
射領域とが重なり合った中程度の明るい領域として表れ
る。

【００３６】したがって、明るさの順番は、Ａｒ１＞Ａ
ｒ２＞Ａｒ４＞Ａｒ３となる。

【００３７】このような原理により、視認点Ｐｏで視認
された表示内容は、図３及び図４のようになる。即ち、
表示画像３１の背面光源１２に近い側に陰が形成された
ように見えると共に、背面光源１２から遠い側に一定幅
の最も明るい帯が表れることになり、視認点Ｐｏから見
ると表示画像３１に自然な陰影が形成されているように
認識される。

【００３８】なお、陰影の形成方向や形成幅について
は、背面光源１２の照射角度φ、高分子分散型液晶板１
１と光拡散フィルタ１３との間の離間距離ｄ及び高分子
分散型液晶板１１及び光拡散フィルタ１３の鉛直方向に
対する傾斜角度θを調整することで、極めて容易に調整
を行うことができる。

【００３９】以上のように、高分子分散型液晶板１１に
離間距離ｄを隔てて光拡散フィルタ１３を平行配置し、
高分子分散型液晶板１１の法線方向に対して斜めから背
面光源１２を背面照明するだけで、高分子分散型液晶板
１１の光拡散領域（背景３２部分）及び透明領域（表示
画像３１部分）と光拡散フィルタ１３の光入射領域Ａｒ
１，Ａｒ２及び光非入射領域Ａｒ３，Ａｒ４との重ね合
わせの組み合わせにより、複雑な装置を用いることな
く、表示画像３１に対して隙間のない陰影を容易に形成
でき、立体感のある表示を容易に行うことができる。

【００４０】また、一般に高分子分散型液晶板１１はＴ
ＦＴに比べて安価であり、コストの低減化といった利点
もある。

【００４１】なお、上記実施の形態では、表示素子とし
て高分子分散型液晶板１１を使用したものについて説明
したが、この高分子分散型液晶板１１に代えて、単に予
め表示画像として透明領域が固定的に形成された光拡散
性の擦ガラス板や白濁状の樹脂板の背後で、背面光源１
２の点消灯を切り替えることで、表示画像の有無を切り
替えるようなものであってもよい。この場合でも、上記
したように表示素子と光拡散フィルタ１３とを等間隔に
平行配置することで、上記実施の形態と同様に容易に陰
影を形成できる。

【００４２】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、表示素
子に離間距離を隔てて光拡散フィルタを平行配置し、表
示素子の法線方向に対して斜めから背面光源を背面照明
するだけで、表示素子の光拡散領域（背景部分）及び透
明領域（表示画像部分）と光拡散フィルタの光入射領域
及び光非入射領域との重ね合わせの組み合わせにより、
複雑な装置を用いることなく、表示画像に対して隙間の
ない陰影を容易に形成でき、立体感のある表示を容易に
行うことができる。

【００４３】請求項２に記載の発明によれば、任意に変
形が可能な表示画像について、ＴＦＴ等の高価な表示素
子を使用しなくても表示画像に対する陰影を容易に形成
でき、特にＴＦＴを使用する場合に比べてコストの低減
化を図り得るといった利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一の実施の形態の表示装置の概要を
示す原理図である。

【図２】この発明の一の実施の形態の表示装置の概要を
示す模式図である。

【図３】表示内容を示す図である。

【図４】表示内容を示す図である。

【図５】従来における画像表示の様子を示す図である。

【符号の説明】 １１ 高分子分散型液晶板 １２ 背面光源 １３ 光拡散フィルタ １５ 制御部 ２１，２９ 透明基板 ２３，２７ 透明電極 ２５ 高分子分散型液晶層 ３０ 光拡散フィルタ ３１ 表示画像 ３２ 背景

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 背景としての光拡散領域に対して表示画
   像としての透明領域を形成する表示素子と、 前記表示素子の表面側に所定の離間距離を隔てて略平行
   に配置されて背後から入射された光を拡散させながら表
   面側に透過させる光拡散フィルタと、 前記表示素子の背面に向けて斜めに照射する背面光源と
   を備えたことを特徴とする表示装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の表示装置であって、前
   記表示素子は、互いに対向する面に所定の透明電極が形
   成された２枚の透明基板と、前記両透明基板の間に挟み
   込まれ、前記両透明電極によって印加される印加電圧の
   変化に伴って入射光の散乱状態が変化する高分子分散型
   液晶層とを有する高分子分散型液晶板が使用されたこと
   を特徴とする表示装置。