JP4412167B2 - Display device - Google Patents
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Description
この発明は、表示装置に関するもので、とくに情報機器端末用として使用される立体視表示あるいは別角度方向に同時に異なる2つの画像表示が可能な表示装置に関するものである。 The present invention relates to a display device, and more particularly to a display device that can be used for information equipment terminals and capable of displaying two different images at the same time in different angular directions.
従来の立体視表示あるいは2画面表示(別角度方向に同時に異なる2つの画像を表示)が可能な表示装置においては、表面に粗面化加工などによって光の出射角に指向性をもつ光取り出し部を形成した導光板の両端面に近接して一対の光源を配置し、さらに光取り出し部の上に両面プリズムシートと透過型液晶パネルとを備え、一対の光源を交互点灯し、これに同期させて2つの異なる画像を透過型液晶パネルに表示して立体視表示あるいは2画像表示を行なっている(例えば、非特許文献1参照)。 In a conventional display device capable of stereoscopic display or two-screen display (displaying two different images simultaneously in different angular directions), a light extraction unit having directivity in the light emission angle by roughening the surface or the like A pair of light sources are arranged close to both end faces of the light guide plate formed, and further provided with a double-sided prism sheet and a transmissive liquid crystal panel on the light extraction portion, and the pair of light sources are alternately lit and synchronized with this. Two different images are displayed on the transmissive liquid crystal panel to perform stereoscopic display or two-image display (for example, see Non-Patent Document 1).
従来の立体視表示装置あるいは2つの画像を別角度方向に表示する表示装置の導光板は、上述のような構成となっているので、一方の光源から出射した光のうち、導光に伴って光取り出し部から1つの画像用の配光分布で出射する直接光以外は、他端まで到達して反射され逆方向に導光する反射光になる。この反射光が光取り出し部から出射されるときは他の1つの画像用の配光分布になるため、2つの画像が重なって観察される。この結果、立体視画像あるいは異なる2つの画像のコントラストが低下するという問題があった。 Since the light guide plate of the conventional stereoscopic display device or the display device that displays two images in different angle directions has the above-described configuration, the light emitted from one light source is accompanied by the light guide. Other than the direct light emitted from the light extraction portion with one image light distribution, the reflected light reaches the other end and is reflected and guided in the opposite direction. When this reflected light is emitted from the light extraction portion, it becomes a light distribution for one other image, so that two images are overlapped and observed. As a result, there is a problem that the contrast of the stereoscopic image or two different images is lowered.
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、目的は、均一な輝度分布を維持したまま立体視画像あるいは異なる2つの画像のコントラストを向上させることができる表示装置を得るものである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to obtain a display device capable of improving the contrast of a stereoscopic image or two different images while maintaining a uniform luminance distribution. Is.
この発明に係わる表示装置においては、両端面のそれぞれに光透過部と反射防止部とを備え、かつ表面の一部に光取り出し部が設けられた一枚の導光板と、両端面の外側にそれぞれ配置される一対の光源と、光取り出し部に隣接して配置される透過型液晶パネルと、一対の光源を交互点灯させ、これに同期した画像を上記透過型液晶パネルに表示させる同期駆動手段とを備えたものである。 In the display device according to the present invention, one light guide plate provided with a light transmission part and an antireflection part on each of both end faces and provided with a light extraction part on a part of the surface, and outside the both end faces. a pair of light sources is arranged respectively, a transmission type liquid crystal panel is disposed adjacent to the light extraction portion, a pair of light sources is alternately turned on, the synchronous drive means to be displayed on the transmission type liquid crystal panel images synchronized with this It is equipped with.
また、両端面のそれぞれに反射防止部を備え、両端面の内側に孔列がそれぞれ設けられ、かつ表面の一部に光取り出し部が設けられた一枚の導光板と、各孔列に挿入される一対の光源と、光取り出し部に隣接して配置される透過型液晶パネルと、一対の光源を交互点灯させ、これに同期した画像を上記透過型液晶パネルに表示させる同期駆動手段とを備えたものである。 Also includes an anti-reflection portions on each of both end surfaces, hole row on the inner side of both end faces are provided, respectively, and a single light guide plate light extraction portion is provided on part of the surface, inserted into each hole row A pair of light sources, a transmissive liquid crystal panel disposed adjacent to the light extraction unit, and a synchronous driving means for alternately lighting the pair of light sources and displaying an image synchronized with the light source on the transmissive liquid crystal panel. It is provided.
さらには、表面の一部に光取り出し部が設けられた一枚の導光板と、導光板の両端面の外側にそれぞれ配置される一対の光源と、光取り出し部が設けられた表面と対向する表面に近接し、両端面との間に反射防止部となる隙間をそれぞれ設けて配置された光反射部材と、光取り出し部に隣接して配置される透過型液晶パネルと、一対の光源を交互点灯させ、これに同期した画像を上記透過型液晶パネルに表示させる同期駆動手段とを備えたものである。 Furthermore, one light guide plate provided with a light extraction portion on a part of the surface, a pair of light sources respectively disposed on both outer sides of the light guide plate, and the surface provided with the light extraction portion are opposed to each other. close to the surface, alternating with the light reflecting member a gap to be a reflection preventing portion disposed respectively between the end faces, a transmission type liquid crystal panel is disposed adjacent to the light extraction portion, a pair of light sources Synchronous drive means for turning on and displaying an image synchronized with the light on the transmissive liquid crystal panel is provided.
この発明は、光透過部以外の部分に反射防止部を設けることにより、一端から入射した光が他端で反射されて逆方向に進む反射光を低減することが可能となり、表示画像のコントラストを向上させることができる。 In the present invention, by providing an antireflection portion in a portion other than the light transmission portion, it is possible to reduce the reflected light that is reflected from the other end and travels in the reverse direction, thereby reducing the contrast of the display image. Can be improved.
実施の形態1.
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。発明者らは2画面表示の動作原理から、次に説明するように、導光板端面の反射を防止することが有効な手段であることを見出した。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The inventors have found from the operation principle of two-screen display that preventing reflection of the end face of the light guide plate is an effective means as will be described below.
一方の光源から導光板に光が入射した場合、光取り出し部から出射する光の輝度分布は導光板内を伝播する光の状況などから次のように計算できる。図1は、導光板2の両端面の外側に1対の光源を配置した構成における導光板内の光の伝播を説明するための説明図である。図1において、一対の光源1aと1bのうち、光源1bのみが点灯していると仮定する。導光板2の光源1bから見た入光端近傍における光の伝播強度をI1、中央における光の伝播強度をI2、反射端近傍における光の伝播強度をI3とする。反射端における平均の反射率をRとする。導光板2に設けた光取り出し部2aの光取り出し効率については、導光板の入光端近傍における光取り出し効率をt1、中央における光取り出し効率をt2、反射端近傍における光取り出し効率をt3とする。光源1bから左方向に向かって導光板2内を伝播する直接光が光取り出し部2aから取り出される光束による輝度については、導光板の入光端近傍における輝度をφ1、中央における輝度をφ2、反射端近傍における輝度をφ3とする。導光板の反射端において反射された反射光が右方向に伝播するときの伝播光強度については、入光端近傍における光強度をI'1、中央における光強度をI'2、反射端近傍における光強度をI'3とする。さらに、反射光が光取り出し部2aから取り出される光束による輝度については、導光板の入光端近傍における輝度をφ'1、中央における輝度をφ'2、反射端近傍における輝度をφ'3とする。
When light is incident on the light guide plate from one light source, the luminance distribution of the light emitted from the light extraction unit can be calculated as follows from the state of the light propagating through the light guide plate. FIG. 1 is an explanatory diagram for explaining the propagation of light in the light guide plate in a configuration in which a pair of light sources are arranged outside both end faces of the
光取り出し部2aから取り出される光のうち、直接光による輝度と反射光による輝度との比を導光板のコントラストと定義し、入光端におけるコントラストをC1、中央におけるコントラストをC2、出光端におけるコントラストをC3とする。
直接光の輝度は、 φn =tn×In n=1、2、3
反射光の輝度は、 φ'n=tn×I'n
反射光の伝播強度は I'3= R×I3
また、導光板の両端における伝播強度は光の進行・逆進の対称性より、
I'1=I'3×I3/I1=R×I3×I3/I1
I'2=I'3×I3/I2=R×I3×I3/I2
と計算される。コントラストは、
Cn =φn/φ'n=tn×In/(tn×I'n)
=In/I'n
すなわち、
C1 =(I1/I3)2/R ・・・・・・・・・(1)
C2 =(I2/I3)2/R ・・・・・・・・・(2)
C3 =1/R ・・・・・・・・・・・・・・(3)
と計算される。あるいは、光取り出し効率で表すと、
C1 =((φ1/φ3)(t3/t1))2/R・・・・・(4)
C2 =((φ2/φ3)(t3/t2))2/R・・・・・(5)
C3 =1/R ・・・・・・・・・・・・・・・(6)
となる。
Of the light extracted from the light extraction section 2a, the ratio of the luminance by the direct light and the luminance by the reflected light is defined as the contrast of the light guide plate, the contrast at the light entrance end is C1, the contrast at the center is C2, and the contrast at the light exit end. Is C3.
The luminance of direct light is φn = tn × In n = 1, 2, 3
The brightness of the reflected light is φ'n = tn × I'n
The propagation intensity of the reflected light is I'3 = R × I3
In addition, the propagation intensity at both ends of the light guide plate is based on the symmetry of light travel / reverse,
I'1 = I'3 * I3 / I1 = R * I3 * I3 / I1
I'2 = I'3 * I3 / I2 = R * I3 * I3 / I2
Is calculated. Contrast is
Cn = φn / φ′n = tn × In / (tn × I′n)
= In / I'n
That is,
C1 = (I1 / I3) 2 / R (1)
C2 = (I2 / I3) 2 / R (2)
C3 = 1 / R (3)
Is calculated. Or in terms of light extraction efficiency,
C1 = ((φ1 / φ3) (t3 / t1)) 2 / R (4)
C2 = ((φ2 / φ3) (t3 / t2)) 2 / R (5)
C3 = 1 / R (6)
It becomes.
上記各計算式により、コントラストCnと導光板の反射端における反射率Rとは導光板のすべての位置で反比例関係にあり、コントラストを向上させるには反射率Rを低減しなければならないことがわかる。一方、式(4)〜(6)において、t3>t1かつt3>t2とすることは、反射率Rの低減によらずに導光板の全面でコントラストが向上する条件であるが、一対の光源を使用する立体視表示装置の導光板の場合、一対の光源からのそれぞれの光に対して対称の光学特性を有しなければならない、すなわち、t3=t1でなければならないので、t3>t1かつt3>t2という条件は採用できない。 From the above formulas, it can be seen that the contrast Cn and the reflectance R at the reflection end of the light guide plate are in inverse proportion to each other on the light guide plate, and the reflectance R must be reduced to improve the contrast. . On the other hand, in the formulas (4) to (6), t3> t1 and t3> t2 are conditions for improving the contrast over the entire surface of the light guide plate without reducing the reflectance R. In the case of the light guide plate of the stereoscopic display device using the light source, it is necessary to have optical characteristics that are symmetric with respect to the respective lights from the pair of light sources, that is, t3 = t1, and therefore t3> t1 and The condition t3> t2 cannot be adopted.
また、φ3<φ1あるいはφ3<φ2とすることも、反射率Rの低減によらず導光板の全面でコントラストを向上させる条件であるが、この条件では輝度分布が不均一となり、しかもφ3=φ1の対称条件を満たさないことから採用できない。以上のことから、コントラスト向上のために反射率Rを低減することが必要である。 Further, φ3 <φ1 or φ3 <φ2 is also a condition for improving the contrast over the entire surface of the light guide plate regardless of the reduction of the reflectance R, but under this condition, the luminance distribution becomes non-uniform and φ3 = φ1 It cannot be adopted because it does not satisfy the symmetry condition. From the above, it is necessary to reduce the reflectance R in order to improve the contrast.
図2は、この発明を実施するための実施の形態1における表示装置を説明するための模式図である。図2において、一対の光源1aと1bとは、導光板2の両端面に近接して配置される。光源1aあるいは1bから出射された光は導光板2の中を伝播し、導光板2の表面に設けられた光取り出し部2aから透過型液晶パネル3側へ取り出される。光取り出し部2aは通過した光が指向性を有するように導光板2の表面が粗面化加工されたものである。図3(a)は光源1aのみを点灯したときに光取り出し部2aから出射される光の配光分布を示したものである。図3(a)において、横軸は、導光板2の法線方向を0度としそれより右に傾いた角度を+方向で表し、縦軸は、輝度(単位はcd/m2)である。光取り出し部2aを出た光は、図3(a)に示した配光分布を保持したまま透過型液晶パネル5を通過して画像情報となる。一方、光源1bを点灯したときの配光分布は、図3(a)の配光分布を、0度を中心に左右反転対称にした配光分布になる。同期駆動手段4により、光源1aと1bとを交互点灯させ、これに同期させて2つの異なる画像を透過型液晶パネル3に表示すると、2つの異なる画像を別々の角度から同時に観察することができる。図4は、本実施の形態における光源1aおよび1bと、導光板2と、透過型液晶パネル3との配置を示す斜視図である。図5は本実施の形態における導光板2と光源1aおよび1bとを表示面側から見た上面図であり、導光板2の端面は、光源1aおよび1bが近接した部分は光透過部21で、それ以外の部分は反射防止部22で構成されている。反射防止部としては、導光板2の端面の外側に、反射防止膜として機能する例えば誘電体多層膜を形成したものが考えられる。誘電体多層膜の例としては、高屈折率膜として二酸化タンタルの膜と、低屈折率膜として二酸化珪素の膜とを交互に多層化したものが挙げられる。
FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the display device according to the first embodiment for carrying out the present invention. In FIG. 2, the pair of
この場合のコントラスト向上の効果は、次のように計算される。図5において、導光板端面のうち、反射防止部を設けている部分の面積の割合をα、光透過部の面積の割合を1−α、端面の一部に反射防止部を設けていない場合の端面全体の反射率をR0、端面の一部に反射防止部を設けている場合の端面全体の反射率をRe、とすると、次に示す式の関係が成り立つ。 The effect of improving the contrast in this case is calculated as follows. In FIG. 5, the ratio of the area of the light guide plate end face where the antireflection part is provided is α, the ratio of the area of the light transmission part is 1−α, and the antireflection part is not provided on a part of the end face If the reflectance of the entire end face is R0, and the reflectance of the entire end face when a reflection preventing portion is provided on a part of the end face is Re, the relationship of the following equation is established.
Re=(1−α)×R0、(0<α<1)
本実施の形態において、反射防止部の面積は、例えば導光板端面の半分とすると、α=0.5であり、Re=0.5×R0となる。
この場合のコントラストC1、C2、C3は、端面に反射防止部を設けない場合のコントラストC10、C20、C30を用いて式(1)、(2)および(3)に代入すると、
C1 =2×C10
C2 =2×C20
C3 =2×C30
となる。すなわち、本発明によれば、導光板の全面に亘って反射防止部を備えていない場合よりもコントラストを2倍に向上することができる。
Re = (1−α) × R0, (0 <α <1)
In the present embodiment, if the area of the antireflection portion is, for example, half of the end face of the light guide plate, α = 0.5 and Re = 0.5 × R0.
The contrasts C1, C2, and C3 in this case are substituted into the expressions (1), (2), and (3) using the contrasts C10, C20, and C30 when the antireflection portion is not provided on the end face.
C1 = 2 × C10
C2 = 2 x C20
C3 = 2 × C30
It becomes. That is, according to the present invention, the contrast can be improved twice as compared with the case where the antireflection portion is not provided over the entire surface of the light guide plate.
以上のように、本実施の形態においては、図5に示すように、導光板の端面の光源に近接していない部分が反射防止部となっているので、同時に2つの異なる画像を表示する各光について、入射端面と対向する反射端面の反射防止部に到達した光は反射が減衰され、高コントラストな2画面表示が可能な表示装置が実現できる。 As described above, in the present embodiment, as shown in FIG. 5, the portion of the end face of the light guide plate that is not close to the light source is an antireflection portion, so that each of the two different images displayed simultaneously. With respect to the light, the light reaching the antireflection portion on the reflection end surface facing the incident end surface is attenuated in reflection, and a display device capable of high-contrast two-screen display can be realized.
なお、本実施の形態では、反射防止部として反射防止膜として機能する誘電体多層膜の例を示したが、他の反射防止膜、例えば低屈折率材料である二酸化珪素の微粒子を塗布した膜でもよい。あるいは、反射防止部に光吸収性をもたせることでも反射を防止できることから、反射防止部に光吸収性の高いシートを貼る方法あるいは光吸収性の高い塗料を塗布する方法を用いてもよい。 In this embodiment, an example of a dielectric multilayer film that functions as an antireflection film as an antireflection part is shown. However, another antireflection film, for example, a film coated with fine particles of silicon dioxide, which is a low refractive index material, is used. But you can. Alternatively, since reflection can also be prevented by providing the antireflection part with light absorption, a method of sticking a sheet with high light absorption to the antireflection part or a method of applying a paint with high light absorption may be used.
実施の形態2.
図6は、この発明を実施するための実施の形態2による表示装置を説明するための模式図である。図6において、導光板2の両端面は反射防止部22となっており、両端面の内側には孔列23aと23bが設けられている。一対の光源1aと1bとは、発光ダイオード(LED)を孔列23aと23bに埋め込んだものである。光源1aあるいは1bから出射された光は導光板2の中を伝播し、導光板2の表面に設けられた光取り出し部2aから透過型液晶パネル3側へ取り出される。光取り出し部2aは通過した光が指向性を有するように導光板2の表面が粗面化加工されたものであり、光源1aのみが点灯しているときは、図3(a)に示す配光分布となり、光源1bのみが点灯しているときは、図3(a)の配光分布が0度を中心に左右反転対称にした配光分布になる。光取り出し部2aを出た光は上述のような配光分布を保持したまま透過型液晶パネル3を通過して画像情報となる。同期駆動手段4により、光源1aと1bとを交互点灯させ、それに同期させて2つの異なる画像を透過型液晶パネル3に表示すると、別々の角度から同時に観察する2人の観察者は、それぞれ異なる画像を認識することができる。
FIG. 6 is a schematic diagram for explaining a display device according to
図7は本実施の形態において、光源1aと1bとを構成するLEDの模式図であり、反射膜31が内面に形成されたLEDケース32内に単一波長の光を出射するLEDチップ33が配置されている。LEDチップ33の周りはLEDチップ33から出射された単一波長の光を白色光に変換する発光部材34が充填されている。発光部材34としては、例えば樹脂に蛍光体を分散混合させたものがある。LEDケース32は光吸収性の高い材料で構成されている。反射膜31は、LEDチップ33から出射した光がLEDケース32で吸収されるのを防ぐと同時に、導光板2の内側へ多く出射させるために指向性をもたせるためのものである。
FIG. 7 is a schematic diagram of the LEDs constituting the
図8は、本実施の形態における導光板2と光源1aおよび1bとを表示面側から見た上面図であり、導光板2の両端面は反射防止部22である。反射防止部22は、導光板2の端面に、例えば黒色の光吸収性の高いシートを貼り付けたものである。光源1aあるいは1bから出射された光のうち、反対側の導光板の端面へ達した光は反射防止部で反射光が減衰される。さらには光源1aあるいは1bのLEDケースに到達した光も光吸収性の高い材料で構成されたこのLEDケースに吸収されて反射光を減衰させることができる。この結果、不要な反射光が低減され、コントラストを向上させることができる。
FIG. 8 is a top view of the
なお、本実施の形態では反射防止部として光吸収性の高いシートを用いたが、光吸収性の高い塗料を塗布してもよい。あるいは、反射防止膜として機能する誘電体多層膜や低屈折率材料である二酸化珪素の微粒子を塗布した膜でもよい。また、LEDケースを光吸収性の高い材料で構成したが、光吸収性の低いLEDケースの外表面に光吸収性の塗料を塗布した構成でもよい。また、本実施の形態では、単一波長の光を出射するLEDと発光部材の組合せで白色光に変換した例を示したが、白色光を出射するLEDを用いてもよい。この場合、発光部材は不要となる。 In this embodiment, a sheet having a high light absorption property is used as the antireflection portion, but a paint having a high light absorption property may be applied. Alternatively, a dielectric multilayer film functioning as an antireflection film or a film coated with silicon dioxide fine particles as a low refractive index material may be used. Further, although the LED case is made of a material having a high light absorption property, a structure in which a light absorption paint is applied to the outer surface of the LED case having a low light absorption property may be used. In the present embodiment, an example in which white light is converted by a combination of an LED that emits light of a single wavelength and a light emitting member is shown, but an LED that emits white light may be used. In this case, the light emitting member is unnecessary.
実施の形態3.
図9は、この発明を実施するための実施の形態3における、表示装置を説明するための模式図である。本実施の形態における導光板2は、図9に示すように2枚の透明板43と44で構成されており、それぞれの透明板は、端面の一方が光透過部45であり、他の一方が反射防止部46である。この2枚の透明板43と44は、光取り出し部43aと44aを同じ向きにして、光透過部45を対向するように重ねられている。一対の光源1aと1bは光透過部45の外側に配置される。光取り出し部43aは、光源1aから出射されて透明板43を導光する光が図3(a)に示すような配光分布になるように、透明板43の表面が粗面化加工されたものである。これと同様に、光取り出し部44aは、光源1bから出射されて透明板44を導光する光が図3(a)に示すような配光分布が0度を中心に左右反転対称にした配光分布になるように、透明板44の表面が粗面化加工されたものである。光源1aあるいは1bから出射され光取り出し部43aあるいは44aから出た光は、上述のような配光分布を保ったまま透過型液晶パネル3を通過して画像情報となる。同期駆動手段4は、光源1aと1bとを交互点灯させ、これに同期させて2つの異なる画像を透過型液晶パネル3に表示する。2人の観察者は、それぞれ別の角度から観察することで異なる画像を認識することができる。
FIG. 9 is a schematic diagram for explaining a display device according to
本実施の形態においては、透明板43と44との反射防止部46が端面全面に形成することが可能であるので、上述の実施の形態1においてコントラスト向上効果を算出したときに用いたα(反射防止部を設けている部分の面積の割合)を1にすることができるため、Re=0となり、コントラストは理論上無限大となり、実際でも10倍以上は向上する。また、本実施の形態では、導光板2がそれぞれの光源に対して透明板43と44に分かれているため、式(4)(5)(6)における光取り出し手段の取り出し率の分布をそれぞれの光源に対して独立にt3>t2>t1となるように設計できるのでコントラストがさらに向上する。
In the present embodiment, since the
なお、反射防止部46は、反射防止膜として機能する誘電体多層膜や低屈折率材料である二酸化珪素の微粒子を塗布した膜、または光吸収性を有する光吸収性のシートあるいは光吸収性の高い塗料の塗布膜を用いることができる。
The
実施の形態4.
図10は、実施の形態4における表示装置の模式図である。図10において、導光板2の表面の光取り出し部2aが設けられた表面と対向する表面に近接して光反射部材51を設けたもので、この光反射部材51は、導光板2の幅より小さい幅をもち、光反射部材51と両端面との間に隙間52を設けたものである。この隙間52は、光反射部材51よりも光反射率が低いので、反射防止部として機能するものである。
FIG. 10 is a schematic diagram of a display device according to
このように構成することにより、一方の端部に配置された光源1aから出た光の一部が、他方の端部に到達すると、この端部で反射されて光源1a側へ伝播するが、その一部が隙間52から導光板2の外部へ出射される。つまり、隙間52が光反射部材51に比べて光反射が低いために、反射防止部として機能する。図11は、導光板2の厚みが1mmのとき、隙間52の端部からの幅Aとコントラストとの関係をシミュレーションより求めた結果を示したもので、Aが大きくなるにしたがってコントラストが向上する。幅Aが大きくなり、光反射部材51が光取り出し部2aの領域より狭くなると、光取り出し部2aから外部に出射される画像表示のための光束量が低下するので、幅Aはあまり大きくはできない。
By configuring in this way, when a part of the light emitted from the light source 1a arranged at one end reaches the other end, it is reflected at this end and propagates to the light source 1a side. A part of the light is emitted from the
なお、本実施の形態では、隙間52の表面はとくに何ら処理を施していないが、この隙間52の表面に、反射防止膜あるいは光吸収膜を形成することにより、さらにコントラストが向上する。
In this embodiment, the surface of the
実施の形態5.
図12は、実施の形態5における表示装置の模式図である。図12において、導光板2の端面のうち、光源1aと1bが設置されない領域を楔型に形成し、この楔型部61の斜面と対向する面に反射防止膜62を設けている。図13は本実施の形態のおける導光板2と光源1aおよび1bとを表示面側から見た上面図であり、導光板2の両端面の光源が設置されていない部分は拡大斜視図に示すように楔型に形成されており、その斜面と対向する位置に反射防止膜62が設けられている。
FIG. 12 is a schematic diagram of a display device in the fifth embodiment. In FIG. 12, a region where the
本実施の形態においては、光源1aあるいは1bから出射された光のうち反対側の導光板端面へ達した光は、ほとんどが楔型部61から外部へ放射されるが、一部は楔型部61の斜面の部分で導光板の下方へ反射され、さらに反射防止膜62で反射光が減衰される。この結果、不要な反射光を低減させることができ、2画面表示のコントラストを向上させることができる。楔型部61とこの楔型部の斜面と対向する面との角度をBとすると、Bはおおよそ45°が好ましい。Bが45°より大きいと不要な反射光が導光板の方へ戻る確率が高くなり、逆に45°より小さいと楔型部の斜面が長くなり、導光板の光取り出し部の面積を小さくする必要が生じる場合がある。
In the present embodiment, most of the light emitted from the
なお、反射防止膜62は、他の反射防止膜、例えば低屈折率材料である二酸化珪素の微粒子を塗布した膜でもよい。また、反射防止膜62は光の反射を低減する効果があればよいことから、光吸収膜に変えてもよい。光吸収膜として、例えば、光吸収性の高いシートや光吸収性の高い塗布膜が挙げられる。
The
また、図12においては、光源1aと1bとが向かい合う配置の構成を示したが、光源1aあるいは1bはそれぞれ反対側の導光板端部の楔型部61と向かい合うように構成してもよい。
12 shows a configuration in which the
実施の形態6.
実施の形態5においては、楔型部の斜面の部分が長方形に形成されたいたため、楔型部の近傍に配置された光源から出て横方向に広がる光を遮る場合がある。そのため、光源間の光が十分混じらず、楔型部の配置された位置から筋状の輝度むらが生じる恐れがある。図14は、実施の形態6における表示装置に用いる導光板の部分拡大斜視図である。本実施の形態においては、実施の形態5と同様な構成において、図14に示した反射防止部をもつ導光板を用いたものである。図14において、楔型部63の斜面が導光板の中央に向かうにしたがって面積が小さくなるように構成し、その斜面と対向する位置に反射防止膜64が設けられている。
In the fifth embodiment, since the slope portion of the wedge-shaped portion is formed in a rectangular shape, the light spreading from the light source arranged in the vicinity of the wedge-shaped portion may be blocked. Therefore, the light between the light sources is not sufficiently mixed, and there is a risk that streaky luminance unevenness occurs from the position where the wedge-shaped portion is disposed. FIG. 14 is a partially enlarged perspective view of a light guide plate used in the display device in the sixth embodiment. In the present embodiment, a light guide plate having an antireflection portion shown in FIG. 14 is used in the same configuration as in the fifth embodiment. In FIG. 14, the wedge-shaped portion 63 is configured such that the slope becomes smaller as it goes toward the center of the light guide plate, and an antireflection film 64 is provided at a position facing the slope.
このように構成することにより、光源から出射された光のうち反対側の導光板端面へ達した光は、ほとんどが楔型部63から外部へ放射されるが、楔型部63の斜面の部分で導光板の下方へ反射され、さらに反射防止膜64で反射光が減衰される。この結果、不要な反射光を低減させることができ、2画面表示のコントラストを向上させることができる。さらに、楔型部63の近傍に配置される光源から横方向に広がる光が楔型部63で遮られることがなく、輝度の均一性が向上する。 With this configuration, most of the light emitted from the light source that reaches the opposite light guide plate end face is emitted from the wedge-shaped portion 63 to the outside. And reflected light is attenuated by the antireflection film 64. As a result, unnecessary reflected light can be reduced, and the contrast of the two-screen display can be improved. Further, the light spreading in the lateral direction from the light source arranged in the vicinity of the wedge-shaped portion 63 is not blocked by the wedge-shaped portion 63, and the uniformity of luminance is improved.
実施の形態7.
図15は、実施の形態7における表示装置に用いる導光板2の上面図である。本実施の形態においては、導光板2の表面の光取り出し部2aの設けられた表面の導光板端部の光源1aあるいは光源1bからの光が直接届かない位置に、三角形の光吸収部65a、65bを設けたものである。
FIG. 15 is a top view of the
このように構成することにより、一方の端部に配置された光源1aから出た光が、他方の端部に設けられた光吸収部65bで吸収されるとともに、光源1bから出た光はこの光吸収部65bでは吸収されないので、輝度を落とすことなく、コントラスト向上する。
With this configuration, the light emitted from the light source 1a arranged at one end is absorbed by the light absorbing portion 65b provided at the other end, and the light emitted from the
なお、本実施の形態においては、光吸収部65a、65bを光取り出し部2aが設けられた表面に形成したが、光取り出し部2aが形成された表面と反対の表面に形成してもよく、さらには両方の表面に形成してもよい。また、実施の形態1の構成に本実施の形態を組み合わせることにより、コントラストがさらに向上する。 In the present embodiment, the light absorption portions 65a and 65b are formed on the surface where the light extraction portion 2a is provided, but may be formed on the surface opposite to the surface where the light extraction portion 2a is formed. Furthermore, it may be formed on both surfaces. Further, by combining the present embodiment with the configuration of the first embodiment, the contrast is further improved.
実施の形態8.
図16は、実施の形態8における表示装置の模式図である。図16において、導光板2の表面の光取り出し部2aと導光板の端部との間に断面が楔型の凹部71を形成したものである。図17は、本実施の形態における導光板2の断面図である。断面が楔型の凹部71は、導光板2の端部から長さはDで、楔型の斜面と導光板2の表面とのなす角はEである。
FIG. 16 is a schematic diagram of a display device according to the eighth embodiment. In FIG. 16, a wedge-shaped
このように構成することにより、一方の端部に配置された光源1aから出た光の一部が、他方の端部に設けられた凹部71に到達すると、この凹部71から導光板2の外部に出射される。このため、一方の光源から出射された光のうち反対側の導光板端面に達した光の反射が低減し、コントラストを向上させることができる。
With this configuration, when a part of the light emitted from the light source 1a arranged at one end reaches the
図18に、導光板2の厚みを1mmとし、凹部71の長さDを3mmとしたときに、楔型の斜面と導光板2の表面とのなす角Eを変化させた場合の、光取り出し部からの相対光束量およびコントラストのE依存性をシミュレーションより求めた結果を示す。Eが2〜6度の領域でコントラスト向上効果が大きいが、Eが5度以上になると光束量が低下することから、Eは4度以下であることが望ましい。
In FIG. 18, when the thickness of the
なお、本実施の形態においては、凹部71を導光板2の光取り出し部2aが設けられた表面側にのみ形成したが、光取り出し部2aが設けられた表面と対向する側の表面に設けてもよく、さらには両方の表面に設けてもよい。また、本実施の形態においては、断面が楔型の凹部71ひとつの斜面をもつ形状で形成したが、図19に示すように断面が楔型の小凹部を複数形成して凹部71を構成してもよい。
In the present embodiment, the
さらには、凹部71の斜面および垂直面に光吸収膜を設けることにより、導光板2から外部に出射された光が、他の部材等に反射されて再度導光板2に入射する現象を防止することができるために、さらにコントラストが向上する。
Furthermore, by providing a light absorption film on the inclined surface and the vertical surface of the
実施の形態9.
図20を用いて、実施の形態9の動作原理を説明する。本発明の実施の形態における表示装置は、光取り出し部2aと透過型液晶パネル3との間にプリズムシート5が配置されたものである。図20に示すように、プリズムシート5の光取り出し部2aに対向する面には、断面が三角形状のプリズム列が形成され、透過型液晶パネル3に対向する面には、円筒状のレンズ列が形成されたものである。プリズムシート5を配置したこと以外の構成は、実施の形態1において説明した表示装置と同様である。光源1aのみを点灯したときに光取り出し手段から出射された図3(a)の示すような配光分布もつ光が、プリズムシート5を通過するときにプリズムシート5内で屈折と反射により、図3(b)に示すような配向分布、すなわち正面方向を境に左側の0度から約−15度までの範囲に強い強度をもち、右側の0度から約15度までの範囲にはほとんど光が出射しない配光分布となる。図3(b)において、横軸は、プリズムシート5の透過型液晶パネル3に対向した面の法線方向を0度としそれより右に傾いた角度を+方向で表し、縦軸は、輝度(単位はcd/m2)である。この配光分布をもつ光は、その配光分布を保持したまま透過型液晶パネル3を通過する。パネルの正面の約300mm離れた距離に観察者が位置し、観察者の右眼6aと左眼6bとの間隔を65mmとすると、透過型液晶パネル3の中心と右眼6aとを結ぶ直線と、透過型液晶パネル3の法線方向とのなす角は約6度となる。このとき、図3(b)に示すような配向分布をもつ画像であれば、図20(a)に示すように、観察者の右眼6aではその画像は認識できるが、左眼6bには光が届かず画像が認識されない。一方、光源1bのみを点灯したときは、図3(b)に示す配向分布が0度を中心に左右逆になった配光分布の画像を表示することができる。この場合は、図20(b)に示すように、左眼6bのみが画像を認識できて、右眼6aでは画像が認識されない。そこで、同期駆動手段(図示せず)により光源1aと1bを交互に点灯し、それに同期させて透過型液晶パネル3に左右の視差画像を表示すれば、観察者は左右の眼にそれぞれ異なった視差画像を認識することができ、視差による立体視が可能となる。
The operation principle of the ninth embodiment will be described with reference to FIG. In the display device according to the embodiment of the present invention, a
このように構成された表示装置では、左右の視差画像を表示するそれぞれの光源から出射された光のうち、反対側の導光板端面へ達した光は反射防止部で反射光が減衰されるため、画像のコントラストを向上させることができ、くっきりした立体画像が得られる。 In the display device configured as described above, the light that has reached the end surface of the opposite light guide plate among the light emitted from the respective light sources that display the left and right parallax images is attenuated by the reflection preventing unit. The contrast of the image can be improved, and a clear stereoscopic image can be obtained.
なお、本実施の形態では、プリズムシートを配置する以外の構成を、実施の形態1と同様にしたが、実施の形態1と同様な構成の替わりに実施の形態2ないし実施の形態4のいずれかと同様な構成と置き換えてもよい。 In the present embodiment, the configuration other than the arrangement of the prism sheet is the same as that of the first embodiment, but any one of the second to fourth embodiments is used instead of the configuration similar to the first embodiment. It may be replaced with a similar configuration.
1a、1b 光源、 2 導光板、 2a 光取り出し部
3 透過型液晶パネル、 4 同期駆動手段、 5 プリズムシート
6a 右眼、 6b 左眼
21 光透過部、 22 反射防止部、 23a、23b 孔列
31 反射膜、 32 LEDケース、 33 LEDチップ
34 発光部材、 43、44 透明板、 43a,44a 光取り出し部
45 光透過部、 46 反射防止部、 51 光反射部材
52 隙間、 61 楔型部、 62 反射防止膜
63 楔型部、 64 反射防止膜、 65a、65b 光吸収部
71 凹部
DESCRIPTION OF
Claims (15)
上記光取り出し部が設けられた表面と対向する表面に近接し、上記両端面との間に反射防止部となる隙間をそれぞれ設けて配置された光反射部材と、
上記光取り出し部に隣接して配置される透過型液晶パネルと、上記一対の光源を交互点灯させ、これに同期した画像を上記透過型液晶パネルに表示させる同期駆動手段とを備えた表示装置。 One light guide plate provided with a light extraction part on a part of the surface, a pair of light sources respectively disposed on the outer sides of both end faces of the light guide plate,
Close to the surface of the light extraction unit to the surface facing provided, and a light reflecting member a gap serving as anti-reflection portion disposed respectively between the end faces,
A display device comprising: a transmissive liquid crystal panel disposed adjacent to the light extraction unit; and synchronous driving means for alternately lighting the pair of light sources and displaying an image synchronized with the light source on the transmissive liquid crystal panel.
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