CN102067196B

CN102067196B - 显示装置

Info

Publication number: CN102067196B
Application number: CN200980123502.0A
Authority: CN
Inventors: 渡边寿史; 柴田谕
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2008-06-25
Filing date: 2009-06-15
Publication date: 2014-04-23
Anticipated expiration: 2029-06-15
Also published as: CN102067196A; US20110109535A1; WO2009157150A1; US8692737B2

Abstract

本发明提供一种显示装置，其为直视型的显示装置，包括：显示面板(10)，其具有排列有多个像素的显示区域(10A)和设置在显示区域的外侧的边框区域(10F)，并在显示区域与边框区域之间存在沿着第一方向延伸的边界；和配置在观察者一侧的透光性盖(14)。透光性盖具有透镜部(141)，该透镜部以跨越边界的方式配置，并使从显示区域射出的光的一部分向边框区域一侧折射，透镜部以使从显示区域中的多个像素射出的光在垂直于第一方向的平面中的间距大致相等的方式使上述光折射，垂直于第一方向的平面与透镜部的观察者一侧表面(1411)的交线(1412)是非圆弧的曲线。根据本发明，提供能够以比现有技术简单的结构，显示难以看到边框区域或拼接时的接缝且无歪曲的图像的显示装置。

Description

显示装置

技术领域

本发明涉及显示装置，特别是直视型的显示装置。

背景技术

近年来，正在进行在电视或显示信息用的显示装置中排列多个显示装置(有时称之为拼接技术)的尝试。正在尝试通过使用该拼接技术来例如擬似地实现大画面的显示装置。然而，当使用拼接技术时，具有能够看见多个显示装置的接缝的问题。

以液晶显示装置为例对该问题进行说明。

液晶显示装置包括液晶显示面板、背光源装置、向液晶显示面板供给各种电子信号的电路和电源以及收容它们的壳体。液晶显示面板具有一对玻璃基板和保持在它们中间的液晶层。在一对玻璃基板中的一个玻璃基板配置有彩色滤光片层和对置电极，在另一个玻璃基板配置有TFT、总线和用于向它们供给信号的驱动电路等。另外，液晶显示面板具有排列有多个像素的显示区域和其周边的边框区域。在边框区域中，设置有用于使一对基板对置并保持、密封液晶层的密封部和用于驱动像素的驱动电路安装部等。在边框区域中没有排列像素。因此，边框区域对显示没有帮助。

在利用排列多个液晶显示面板来构成大画面时，由于液晶显示面板中的边框区域对显示没有帮助，所以在各个液晶显示面板的边框区域中不显示图像，在图像中产生接缝。该问题不仅限于液晶显示装置，它是PDP、有机EL显示装置、电泳显示装置等直视型的显示装置所共有的问题。

在专利文献1和2中，公开了显示无接缝的图像的显示装置。

专利文献1和2中记载的显示装置中，在显示面板的观察者一侧具有透光性盖。该透光性盖的边缘部分中，观察者一侧的表面弯曲。因为弯曲的部分作为透镜起作用，所以以下称为“透镜部”。透光性盖的透镜部设置成：与显示面板的边框区域和显示区域中的与边框区域相邻的区域的一部分重叠。显示区域中的与透镜部重叠的部分称为“周边显示区域”。从排列在周边显示区域的像素射出的光，被透镜部向边框区域一侧折射。其结果，在边框区域的前面也显示图像，作为画面整体显示无接缝的图像。

专利文献1：日本特开平5-188873号公报

专利文献2：日本特表2004-524551号公报

发明内容

然后，当本发明者们将专利文献1和2中记载的技术应用于显示装置时，发现以下问题。

在专利文献2所公开的显示装置中，因为在显示面板的前面配置的透光性盖的边缘部位的弯曲形状的截面是圆弧状，所以具有以下问题。

图13表示具有边缘部位的弯曲形状的截面为圆弧状的透光性盖914、924的显示装置900的光线追踪模拟的结果。

从显示面板910和920的前面(在图13中是上侧的面)以均等的间距射出的光，通过透光性盖914、924的透镜部9141、9241向显示装置法线方向(在图13中的上方)折射。折射点的间距随着靠近显示面板910与920的边界而变小。因此，出射光的间距也随着靠近显示面板910与920的边界而变小。该情况，在观察者观看时，被视认为图像的歪曲，成为显示不良。

另一方面，在专利文献1中，记载有以下方法，即，利用透明面板将从以均等的间距配置的作为点光源的电子束射出的光以均等的间距向观察者一侧射出，由此显示无歪曲的图像。然而，在专利文献1中，因为是CRT的情况下的技术，即，显示装置的各个像素是微小的发光点，对于各个发光点来说，最合适的透明面板的形状只不过是用离散的点表示而已。与此相对，作为目前显示装置而广泛使用的液晶显示装置、PDP、有机EL显示装置、电泳显示装置等，因为在除了TFT和总线以外几乎所有的区域形成有各个像素，所以与其称为点光源不如称为面光源更为贴切。所以，即使将在专利文献1中记载的对于点光源的设计方法适用于液晶显示装置，也不能够得到透明面板的最合适的形状。

例如，作为专利文献1的方法的应用，考虑将液晶显示装置的各个像素的中央点看作点光源来设计透光性盖的形状。在此情况下，用直线或曲线连接离散地表示的点彼此，得到透光性盖的形状。这样得到的透光性盖，虽然能够将从各个像素的中央点射出的光以均等的间距向观察者一侧射出，但是对于从像素的中央点以外的区域射出的光，并不一定间距均等，会发生偏差。即，发生图像的歪曲。

本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于提供使显示面板的边框区域难以被看到且显示无歪曲的图像的直视型的显示装置。另外，其目的在于提供在拼接多个显示面板时难以看见接缝且显示无歪曲的图像的直视型的显示装置。

本发明的直视型的显示装置，其特征在于，包括：至少一个显示面板，上述至少一个显示面板具有排列有多个像素的显示区域和设置在上述显示区域的外侧的边框区域，并在上述显示区域与上述边框区域之间存在沿着第一方向延伸的边界；和至少一个透光性盖，上述至少一个透光性盖配置在上述至少一个显示面板的观察者一侧，

上述至少一个透光性盖具有透镜部，该透镜部以跨越上述边界的方式配置，并使从上述显示区域射出的光的一部分向上述边框区域一侧折射，上述透镜部以使从上述显示区域中的多个像素射出的光在垂直于上述第一方向的平面中的间距大致相等的方式使上述光折射，垂直于上述第一方向的平面与上述透镜部的观察者一侧表面的交线是非圆弧的曲线。

在本实施方式中，上述交线是由非球面函数规定的曲线。

在本实施方式中，上述非球面函数的圆锥常数k的值为0.38以上。

在本实施方式中，上述非球面函数的圆锥常数k的值为2.4以下。

在本实施方式中，上述至少一个透光性盖在上述透镜部以外的部分具有平板部，上述平板部的观察者一侧表面由与上述至少一个显示面板的显示面大致平行的面形成。

在本实施方式中，在上述显示区域中，上述多个像素在与上述第一方向垂直的第二方向上等间隔地排列。

在本实施方式中，与向发出射入上述平板部的光的像素供给的上述显示信号相比，向发出射入上述透镜部的光的像素供给的上述显示信号在上述第二方向上均匀地被压缩，设向发出射入上述透镜部的光的像素供给的显示信号的压缩率a，上述非球面函数的圆锥常数k大致遵循以下式子

k＝89.918a⁴-194.57a³+159.82a²-57.099a+7.1865，其中，0＜a＜1。

在本实施方式中，射入上述透镜部的光的亮度高于射入上述平板部的光的亮度。

在本实施方式中，本发明的显示装置还包括向上述至少一个显示面板射出光的背光源装置，从上述背光源装置向发出射入上述透镜部的光的像素射出的光的强度，高于从上述背光源装置向发出射入上述平板部的光的像素射出的光的强度。

在本实施方式中，在上述显示区域与上述边框区域之间存在在与第一方向垂直的第二方向上延伸的第二边界，上述至少一个透光性盖具有以跨越第二边界的方式配置的第二透镜部。

在本实施方式中，上述至少一个显示面板包括以在上述第一方向或与上述第一方向垂直的第二方向上相互相邻的方式排列的2个以上的显示面板，上述至少一个透光性盖包括以在上述第一方向或上述第二方向上相互相邻的方式排列的2个以上的透光性盖，上述2个以上的透光性盖的透镜部在上述第一方向或上述第二方向上相互相邻。

根据本发明的电子设备具有2个显示部，上述2个显示部的各个为具有上述结构的显示装置，

上述2个显示部中，一个显示部被保持为能够与另一个显示部相对旋转。

本发明的电子设备包括：第一显示部，其具有排列有多个像素的显示区域和设置在上述显示区域的外侧的边框区域；和第二显示部，其具有具备上述结构的显示装置，并配置在上述第一显示部的观察者一侧，上述第二显示部被保持成：从观察者一侧观看，上述第二显示部能够在上述第二显示部与上述第一显示部重叠的位置和上述第二显示部与上述第一显示部相互相邻且上述第二显示部的透镜部与上述第一显示部的边框区域重叠的位置之间滑动。

本实施方式的电子设备包括第三显示部，上述第三显示部具有具备上述结构的显示装置，并配置在上述第二显示部的观察者一侧，上述第三显示部被保持成：从观察者一侧观看，上述第三显示部能够在上述第三显示部与上述第二显示部重叠的位置和上述第三显示部与第二显示部相互相邻且上述第三显示部的透镜部与上述第二显示部的边框区域重叠的位置之间滑动。

发明的效果

根据本发明，提供能够显示难以看见显示面板的边框区域且无歪曲的图像的直视型的显示装置。另外，提供在拼接多个显示面板的情况下，显示无接缝无歪曲的图像的直视型的显示装置。

附图说明

图1是本发明的实施方式的显示装置100的示意性截面图。

图2是透光性盖24的示意性立体图。

图3是示意性地表示透光性盖24的透镜部241的图。

图4是示意性地表示透光性盖24的透镜部241的图。

图5是说明显示装置100的光线追踪模拟的图。

图6是表示采用本发明的实施方式的显示装置的透镜部的形状的曲线图(实线)和表示比较例的显示装置的透镜部的曲线图(虚线)。

图7是在本发明的实施方式中表观的像素间距Δx的曲线图。

图8是对于图像压缩率a(横轴)最合适的圆锥常数k(纵轴)的曲线图。

图9是在比较例中表观的像素间距Δx的曲线图。

图10(a)和(b)是表示本发明的实施方式的电子设备200的图，(c)是表示电子设备200′的图，(a)表示开状态，(b)和(c)表示闭状态。

图11是表示本发明的实施方式的电子设备300的图，(a)表示显示部301、302并列的情况，(b)表示显示部302与显示部301重叠的情况。

图12是表示本发明的实施方式的电子设备400的图，(a)表示显示部401、402、403并列的情况，(b)表示显示部401、402、403重叠的情况。

图13是说明显示装置900的光线追踪模拟的图。

附图标记说明

10、20液晶显示面板

10A、20A显示区域

10B、20B中央显示区域

10D、20D周边显示区域

10F、20F边框区域

14、24透光性盖

15、25背光源装置

16、26密封部

19、29显示面板的显示面

61、61′、611、611′、612、612′光线

62 切线

100 液晶显示装置

141、241透镜部

142、242平板部

240 透镜部241与平板部242的边界线

1411、2411透镜部的观察者一侧表面

1412、2412交线

1421、2421平板部的观察者一侧表面

B1液晶显示面板10与液晶显示面板20的边界线

D1第一方向

D2第二方向

实施发明方式

以下，参照附图说明采用本发明的实施方式，但并不限定于本发明例示的实施方式。

图1是示意性地表示本发明的实施方式的直视型的液晶显示装置100的截面图。图1是液晶显示装置100的示意性截面图。以下，虽然例示了使用液晶显示面板作为显示面板的液晶显示装置，但是本发明的实施方式使用的显示面板并不限于此。例如，能够使用PDP用显示面板、有机EL显示面板、电泳显示面板等作为显示面板。

图1所示的液晶显示装置100具有2个液晶显示面板10和20。在此，举例说明以相互相邻的方式配置有液晶显示面板10、20的液晶显示装置。另外，代替液晶显示面板10和20，能够使用以相互相邻的方式配置有在壳体中收容有液晶显示面板10的液晶显示单元和在壳体中收容有液晶显示面板20的液晶显示单元的液晶显示装置。

液晶显示面板10和20具有：排列有多个像素的显示区域10A、20A；和在显示区域10A、20A的外侧的边框区域10F、20F。将对显示没有帮助的区域总称为非显示区域30。在非显示区域30中，包括边框区域10F、20F，在它们的间隙或连接部存在时，这些间隙和连接部也包含于非表示区域30。在液晶显示面板10和20的显示区域10A、20A中，在第一方向(在液晶显示面板10和20的显示面19、29的法线方向)和与第一方向垂直且与显示面板10、20的显示面19、29平行的第二方向D2上(在液晶显示面板10和20的显示面19、29的水平方向)呈矩阵状配置有多个像素。像素在第一方向和第二方向各自上以等间距排列。

液晶显示装置10具有上基板11和下基板12，在上基板11与下基板12之间设置有液晶层13。在上基板11例如形成有彩色滤光片层、对置电极，在下基板12例如呈矩阵状形成有透明电极，此外还设置有TFT、总线和用于向这些供给信号的驱动电路等。在上基板的上方和下基板的下方各自配置有偏光板(偏光板未图示)。另外，在液晶显示面板10的边框区域10F中，包括用于在上基板11与下基板12之间保持液晶层13的密封部16和用于驱动像素的驱动电路等。在下基板12的下方配置的偏光板的下方设置有背光源装置15。与液晶显示面板10相同，在液晶显示面板20设置有上基板21、下基板22、液晶层23、偏光板、密封部26和背光源装置25。在此，背光源装置15、25例如是具有相互平行的多个荧光管的直下型背光源装置。

在液晶显示面板10、20的观察者一侧配置有透光性盖14、24。透光性盖14、24具有透镜部141、241和平板部142、242。透镜部141、241和平板部142、242的观察者一侧表面的形状相互不同。

透镜部141配置成：跨越液晶显示面板10的显示区域10A与边框区域10F之间的沿着第一方向延伸的边界。透镜部241也同样配置成：跨越液晶显示面板20的显示区域20A与边框区域20F之间的沿着第一方向延伸的边界。换而言之，透镜部141配置在包括边框区域10F的一部分和在第二方向上与边框区域10F的一部分相邻的显示区域10A内的周边表示区域10D的一部分的区域的观察者一侧。透镜部241也同样配置在包括边框区域20F的一部分和在第二方向上与边框区域20F的一部分相邻的显示区域20A内的周边表示区域20D的一部分的区域的观察者一侧。

图2是表示本实施方式的液晶显示装置100的透光性盖24的立体图。如图2所示，透镜部241的观察者一侧的表面2411与垂直于第一方向(D1)的平面(在图1中，平行于纸面的面)的交线2412是非圆弧的曲线。关于透镜部241的观察者一侧表面2411的形状在后面详述。

透镜部141、241具有沿着第一方向延伸的棱线。在此，通过使棱线的延伸方向与液晶显示面板10、20的像素列、即彩色滤光片列大致垂直，能够抑制产生波纹。

平板部142、242在显示区域10A、20A中的作为周边显示区域10D、20D以外的区域的中央显示区域10B、20B的观察者一侧。平板部142、242的观察者一侧表面1421、2421与液晶显示面板10、20的显示面19、29大致平行。从排列在中央显示区域10B、20B的像素发出而射入平板部142、242的光，在与液晶显示面板10、20的显示面19、29垂直的方向直接进入平板部142、242，向观察者一侧射出。

从液晶显示面板10、20的周边显示区域10D、20D射出的光，射入透镜部141、241，从在透镜部141、241的边框区域10F、20F的观察者一侧的区域或比其更外侧(液晶显示面板10和20的接缝一侧)的区域向观察者一侧射出。从透镜141、241射出的光，向与显示面19、29垂直的方向折射。这样，从液晶显示面板10、20的周边显示区域10D、20D射出的光折射，由此在边框区域10F、20F的前面显示图像。因此，难以看见边框区域10F和20F。另外，因为能够使拼接时作为图像的接缝被看到的非显示区域30不能被视认，所以如本实施方式的显示装置那样，即使在拼接显示面板时，也能够显示无接缝的图像。

接着，参照图3说明透光性盖24的透镜部241的结构，并说明利用透镜部241来显示无歪曲的图像。另外，配置在液晶显示面板10上的透光性盖14的透镜部141的形状，相对于液晶显示面板10和20的边界线与透镜部241对称。换而言之，透镜部141相对于透镜部141与透镜部241相接的面，与透镜部241对称。因此，省略说明。

图3示意性地表示配置在液晶显示面板20上的透光性盖24的透镜部241的透镜形状。

为了进行说明，如图3所示设定原点O、X轴、Y轴。关于原点O、X轴、Y轴在图2中也有图示。原点O设定在透光性盖24的液晶显示面板20一侧(在图3中下侧)的面上的透镜部241与平板部242的边界线(在图2中240)上。X轴是通过原点O沿着第二方向(D2)延伸的轴。从原点O观看，将X轴方向透镜部241一侧(图3中的右侧)作为X轴的正，将其相反侧作为负。Y轴是通过原点O沿着与液晶显示面板20的显示面29垂直的方向(图3中的上下方向)延伸的轴。从原点O观看，将Y轴方向透光性盖24一侧(图3中的上侧)作为Y轴的正，将其相对侧作为负。

在液晶显示面板20中，从原点O开始在X轴的正侧是周边显示区域20D。设周边显示区域20D的宽度为L1，边框区域20F的宽度为L2，透镜部241形成在X＝O～L1+L2的区域。

在此，图像压缩率a定义为a＝L1/(L1+L2)。a是由周边显示区域20D的宽度L1和边框区域20F的宽度L2决定的常数，0＜a＜1。

如上所述那样设定图像压缩率a，意味着在透镜部241上图像被扩大到1/a倍而显示。另外，意味着与在中央显示区域20B形成的图像比较，将在周边显示区域20D形成的图像压缩图像压缩率a。

设透镜部241的观察者一侧表面2411与XY平面的交线2412上的任意点为(x，y)。考虑从X轴上的任意点(ax，0)发出的光线61。点(ax，0)是周边显示区域20D内的点(0＜ax＜L1)。光线61射入透镜部241，通过点(x，y)后向观察者一侧射出，如图3的光线61′所示与Y轴平行地行进。像这样，透镜部241使光线折射，使得从X轴上的点发出的光线从观察者一侧表面2411与Y轴平行(与显示面29垂直的方向)地行进。透镜部241设计成：使射入透镜部241的光线从观察者一侧的表面2411上的x坐标为其射入位置的x坐标的1/a倍的点射出。

参照图4说明利用像这样设计的透镜部241显示无歪曲的图像。图4与图3相同，是示意性地表示透镜部241的形状的图。在说明中，从各个像素射出的光线以从其中心射出的光线代表。

以X轴上的点(ax1，0)为中心的像素射出光线611。设从在X轴的正侧与发出光线611的像素相邻的像素发出的光线为612，光线612从X轴上的点(ax2，0)发出(0＜ax1＜ax2＜L1)。光线611射入透镜部241，之后折射，通过交线2412上的点(x1，y1)向观察者一侧射出，与Y轴平行地行进(光线611′)。同样，光线612射入透镜部241，之后折射，通过交线2412上的点(x2，y2)向观察者一侧射出，与Y轴平行地行进(光线612′)。在此，(x1，y1)、(x2，y2)各自是交线2412上的X坐标为x1、x2的点(0＜x1＜x2＜L1+L2)。

光线611和光线612的X轴方向(第二方向D2)的间隔是ax2-ax1＝a*(x2-x1)，光线611′和光线612′的X轴方向的间隔是x2-x1(*表示乘法运算)。即，从周边显示区域20D内的相互相邻的像素发出的光线的间隔，通过各个光线透过透镜部241，被扩大到1/a倍。

该情况对于周边显示区域20D内的任意的像素均适用。从在X轴方向上相邻的任一像素射出的光线彼此的X轴方向的间隔也一样被扩大到1/a倍。换而言之，透镜部241使光折射，使得在从显示区域20A中的周边显示区域20D内的多个像素射出的光的第二方向D2上的间距(即，在垂直于第一方向D1的平面中的间距)大致相等。如本实施方式的液晶显示装置100那样，像素以等间隔被排列在第二方向(D2)即X轴方向上时，透过透镜部241向观察者一侧射出的全部的光线的X轴方向的间隔变得相等。即，在本实施方式的液晶显示装置100中，从周边显示区域20D的像素中发出的光，通过透镜部241而以均等的间距(等间隔)被射出。因此，在本实施方式的液晶显示装置100中，由在周边显示区域20D排列的像素形成的图像，通过透镜部241，在X轴方向(即第二方向，D2)上被无歪曲地扩大1/a倍。

在图5中表示，在本实施方式的液晶显示装置100中，从液晶显示面板10、20发出、透过透光性盖14、24的光的光线追踪模拟的结果。另外，图5所示的液晶显示装置100与参照图1说明的液晶显示装置100具有相同的结构。

如图5所示，从排列在液晶显示面板10、20的中央显示区域10B、20B的像素发出的光，射入平板部142、242，在平板部142、242内在与液晶显示面板10、20的显示面19、29垂直的方向上直线行进而向观察者一侧射出，在与显示面19、29垂直的方向上行进。从排列在周边显示区域10D、20D的像素发出的光，射入透镜部141、241，向外侧(液晶显示面板10与20的边界线B1一侧)折射之后向观察者一侧射出，在与显示面19、29垂直的方向上行进。这样，从液晶显示面板10、20的周边显示区域10D、20D发出的光折射，由此在边框区域10F、20F的前面显示图像。由以上所述，难以看到边框区域10F、20F。由此，因为能够使拼接时作为图像的接缝被看到的非显示区域30不能被视认，所以即使在像本实施方式的显示装置那样拼接显示面板的情况下，也能够无接缝的图像。

另外，如图5所示，从透镜部141、241向观察者一侧射出的光在第二方向(D2)上的间距相等。另外，在周边显示区域10D、20D形成的图像以图像压缩率a被压缩时，从透镜141、241向观察者一侧射出的光和从平板部142、242向观察者一侧射出光的间距相等。所以，显示遍及画面整体无歪曲的图像。

这样，液晶显示装置100显示无接缝无歪曲的图像。

在上述中，虽然对于从一个像素发出的光中的从像素的中心发出的光已经提及过，但是对于从周边显示区域内的一个像素发出的任意的2条光线和从任意的2个像素发出的光线，也同样。从周边显示区域内的一个像素发出的任意2条光线的第二方向的间隔，通过透过透镜部被扩大到1/a倍。另外，从周边显示区域内的2个像素发出的光线的间隔通过透过透镜部被扩大到1/a倍。

如上所述，在周边显示区域20D中形成的图像，与在中央显示区域20B形成的图像相比，被压缩了图像压缩率a。在中央显示区域20B形成的图像透过平板部242，既不被扩大也不被压缩地显示在观察者一侧。形成在周边显示区域20D的图像透过透镜部241，被扩大到1/a倍而显示在观察者一侧。由此，在液晶显示装置100上显示无歪曲的图像。

通过以下的方式能够求得将形成在周边显示区域20D内的图像扩大到1/a倍的透镜241的形状。另外，如上所述，作为专利文献1的方法的应用，在将液晶显示装置的各像素的中央点看作点光源而设计透过盖的形状时，用直线或曲线连接离散地表示的点的彼此，得到透光性盖的形状。这样得到的透光性盖，对于从各个像素的中央点射出的光，虽然以均等的间距向观察者一侧射出，但是对于从像素的中央点以外的区域射出的光，并不一定间距均等，会发生偏差。即，发生图像的歪曲。因此，为了即使在具有接近于液晶显示装置这样的面光源的显示装置中也使出射光为等间距，需要从面光源射出的任意的光线被以等间距射出。为了得到使从面光源射出的光以等间距射出的透光性盖的最合适的形状，需要用连续的函数表示透光性盖的形状。以下，参照图3说明表示透镜部的最合适的形状的函数的计算方法。

从X轴上的点(ax，0)发出的光61射入透镜部241。光线61通过透镜部241的观察者一侧表面2411与XY平面的交线2412上的点(x，y)，与Y轴平行地行进(光线61′)。光线61′在点(x，y)遵循斯涅尔定律进行折射。

当设入射角为θ、折射角为θ′、透镜部241的折射率为n时，以下式子(1)成立。

sinθ′＝nsinθ(1)

设表示交线2412(X＝O～L1+L2)的式子为f(x)。在交线2412上的任意点(x，y)的切线62的斜率通过f(x)的导函数f′(x)表示，以下式子(2)成立。

f′(x)＝-tanθ′(2)

从X轴上的点(ax，0)发出的光线61的斜率能够用以下的方式表达。

tan(90°+θ-θ′)(3)

因为光线61通过X轴上的点(ax，0)和交线2412上的点(x，y)，所以光线61的斜率能够用以下的方式表达。

y/x(1-a) (4)

上述式(3)和(4)在X＝O～L1+L2的区域内相等，只要计算函数f(x)即可。

作为函数f(x)，表示使用以下的非球面函数的情况下的结果。

f(x)＝h-cx²/(1+(1-(1+k)c²x²)^1/2)+A₄x⁴+A₆x⁶+A₈x⁸+A₁₀x¹⁰+…(5)

f(x)的导函数f′(x)是将式(5)微分，用以下的式(6)表示。

f′(x)＝cx/(1-(1+k)c²x²)^1/2+4A₄x³+6A₆x⁵+8A₈x⁷+10A₁₀x⁹+…(6)

这里，

c：透镜部241的曲率(曲率半径的倒数)

h：平板部242的厚度

k：圆锥常数(也称为“锥形常数”或“conic constant”)。

另外，各个参数如下所示设定。

周边显示区域20D的宽度L1：12mm

边框区域20F的宽度L2：3mm

图像压缩率a：0.8

平板部242的厚度h：13mm

曲率半径(透镜部241的曲率c的倒数，1/c)：23mm

透镜部241的折射率n：1.49(丙烯酸树脂)

结果如下所示。

k＝1.15

A₄＝-7.86*10^-7

A₆＝1.89*10^-8

A₈＝-1.62*10^-10

A₁₀＝4.95*10^-13

图6表示由此得到的透镜形状。图6是使用非球面函数f(x)求得的交线2412的曲线图(在图6中的实线)。

在液晶显示面板20中，像素的X轴方向的间距为0.1mm，在周边显示区域20D中在X轴方向上形成压缩了图像压缩率a的图像。在图7中表示通过具有图6所示的形状的透镜部241，看见形成在周边显示区域20D和边框区域20F的图像时的表观的像素间距Δx。

从图7可知，在周边显示区域20D(X＝0～12mm)和边框区域20F(X＝12～15mm)内，表观的像素间距大致均等地被扩大到0.1mm而被显示出来。

形成在中央显示区域20B的图像的像素间距是0.1mm，从中央显示区域20B发出透过平板部242的图像表观的像素间距也是0.1mm。因此，本实施方式的液晶显示装置100能够在画面整体显示无歪曲且均等的图像。

用式(5)的f(x)所示的非球面函数的曲线图的形状，由圆锥常数k的值决定。因此，在非球面函数的式(5)中圆锥常数k的值很重要。研究的结果可知，对于图像压缩率a，最合适的圆锥常数k几乎唯一地确定。

图8是对于图像压缩率a(横轴)最合适的圆锥常数k(纵轴)的曲线图。如下所示设定各个参数，由对于下述8所示的图像压缩率a计算圆锥常数k的结果获得图8的曲线图。

周边显示区域20D的宽度L1：12mm

边框区域20F的宽度L2：3mm

图像压缩率a：0.40、0.51、0.60、0.67、0.74、0.81、0.86、0.89

平板部242的厚度h：13mm

曲率半径(透镜部241的曲率c的倒数，1/c)：23mm

透镜部241的折射率n：1.49(丙烯酸树脂)

图8的曲线图的近似曲线的式子如下所示。

k＝89.918a⁴-194.57a³+159.82a²-57.099a+7.1865(7)

如果根据上式(7)计算圆锥定数k来设计透镜部241，从而形成透光性盖24，则能够实现显示无歪曲图像的显示装置。

另外，例如使用丙烯酸树脂通过射出成型制造透光性盖。得到的透光性盖的表面形状，由于制造误差，其圆锥常数k不能严密遵循式(7)。但是，只要圆锥常数k是大致遵循式(7)的非球面，就能够得到足够的效果。得到效果的范围由主观评价而决定。

接着，对于利用图像压缩率a和式(7)根据图像压缩率a计算的圆锥常数k的值的优选范围进行说明。

在图像压缩率低时(例如a＜0.7)，1/a的值变大，各个像素被大幅扩大。因此，能够明显看到像素与像素之间的黑色矩阵，成为显示不良的情况较多。

另外，在图像压缩率高时(例如a＞0.9)，因为对于边框区域的宽度需要较大的透镜部，所以不太优选。

例如在图像压缩率a＝0.95时，根据图像压缩率的定义式，成为a＝L1/(L1+L2)＝0.95，透镜部的宽度(L1+L2)是边框区域的宽度L2的20倍。如果如上述的例子那样边框区域的宽度L2为3mm，则不能制成透镜部的宽度L1+L2为60mm的透镜部。例如在便携式电话用的显示装置等中，装置的宽度在60mm以下的情况较多，不能配置透镜部的宽度L1+L2为60mm的透镜部件。

因此，优选图像压缩率高a在0.7～0.9左右。在图像压缩率高a＝0.7、0.9时的圆锥定数k，各自使用式(7)算出为k≒0.38、2.4。由此，圆锥定数k的优选范围是0.38以上2.4以下。

当然，在上述范围之外，也没有失去本发明的效果。

另外，因为图像压缩率a在0＜a＜1的范围内，圆锥常数k的值在0＜k＜5.26的范围。该k的范围，由式(7)算出在a＝0、1时的k而求得。

接着，对于图像的压缩方法进行说明。

在本实施方式中，采用使像素间距一定、通过信号处理在周边显示区域20D形成压缩图像的方法作为压缩图像的方法。即，将向排列在周边显示区域20D的像素供给的显示信号在第二方向(D2，X轴方向)上均匀地压缩到a倍。由此，通过排列在周边显示区域20D的像素，在X轴方向上形成被压缩为a倍的图像。该方法例如通过软件来实现。

作为压缩图像的方法，例如有使像素间距在第二方向上变化的方法。该方法是通过使周边显示区域的像素间距比中央显示区域的像素间距窄，不进行信号处理就形成压缩图像的方法。虽然该方法不需要特别的信号处理，但是需要预先制造专用的显示面板，通用性差，另外，具有成本高等问题。在本实施方式的显示装置中，因为遍及显示区域整体等间隔地排列像素，所以具有不存在上述问题、结构简单的优点。

另外，也有等间隔地排列像素、在第二方向上以不同的压缩比压缩显示信号，形成被压缩在周边显示区域的图像的方法。在本实施方式的显示装置中，因为是以在第二方向上均等扩大图像的方式设计透镜部的形状，所以只要在第二方向上以一定的压缩率压缩显示信号即可，具有能够更简单地进行信号处理的优点。

接着，关于亮度的均等化进行说明。

由于在从液晶显示面板20射出的光中，射入透镜部241的光被透镜部241扩大，所以亮度根据其扩大率(1/a)而降低。因此，在透镜部241上显示的图像和在平板部242上显示的图像之间产生亮度差。

通过与射入平板部242的光亮度相比，相对地提高射入透镜部241的光的亮度，能够改善这种亮度差。这通过与从中央显示区域射出的光亮度相比，相对地提高从周边显示区域射出的光的亮度来实现。

在液晶显示装置100中，考虑以下2种方法作为提高从中央显示区域射出的光的亮度的方法。

方法a：降低发出射入平板部的光的像素的透过率。

方法b：使向着透镜部射出的光的亮度比向着平板部射出的光的亮度高。

方法a通过调整向像素供给电压而容易实现。方法b例如是在排列有冷阴极管作为背光源装置25的情况下，使得在周边显示区域20D对应配置的冷阴极管组，比其他的冷阴极管(对应中央显示区域20B配置的冷阴极管)更明亮地点亮即可。另外，作为背光源装置，即使在并列配置有发光二极管(LED)的情况下，也能够通过相同的方法实现。当然，也可以组合上述的方法a和b来进行亮度的均等化。

另外，在显示面板是等离子显示面板(PDP)和有机EL显示面板(OLED)方式的自发光型的显示面板的情况下，只要相对地减小发出射入平板部的光的像素的亮度即可。

在上述说明中，在本实施方式的液晶显示装置100的透光性盖14、24中，虽然设置有以跨越在第一方向上延伸的边界的方式配置的透镜部141、241，但是透镜部的位置并不限于此。例如，可以在透镜盖上设置以跨越在第二方向上延伸的第二边界的方式配置的又一透镜部(第二透镜部)。例如，在具有矩形的显示面板和矩形的透光性盖的显示装置中，如果透光性盖还具有以跨越第二边界的方式配置的第二透镜部，则能够在显示面板的整周的边框区域配置透镜部，能够难以看到显示面板的整周的边框区域。

另外，在上述说明中，虽然本实施方式的液晶显示装置100具有2个液晶显示面板10、20，但是本发明的显示装置可以只具有一个显示面板，例如可以具有一个显示面板，并在显示面板的观察者一侧配置有一个透光性盖。即使是这种显示装置，也能够显示难以看见边框区域、显示无歪曲的图像。另外，本发明涉及的显示装置可以具有3个以上的显示面板。例如，可以在第一方向上排列3个以上的显示面板，在显示面板的观察者一侧配置透光性盖，该透光性盖具有以跨越在显示区域与边框区域之间在第二方向上延伸的边界的方式设置的透镜部。另外，可以在第二方向上排列3个以上的显示面板，在显示面板的观察者一侧配置透光性盖，该透光性盖具有以跨越在显示区域与边框区域之间在第一方向上延伸的边界的方式设置的透镜部。另外，可以在第一方向和第二方向相互相邻的方式呈矩阵状排列多个，在显示面板的观察者一侧配置透光性盖，该透光性盖具有以跨越在显示区域与边框区域之间在第一方向上延伸的边界的方式配置的透镜部和以跨越在显示区域与边框区域之间在第二方向上延伸的边界的方式配置的透镜部。在任一情况下，都能够显示难以看到接缝且无歪曲的图像。

另外，虽然本实施方式的液晶显示装置100的透光性盖24能够通过丙烯酸树脂制作而成，当然并不限于该材料，聚碳酸酯等的透明树脂和玻璃等只要是具有透光性的材料就能够使用。

另外，虽然本实施方式的显示面板是液晶显示面板，但是显示面板不限于液晶显示面板。另外，没有背光源的自发光型的液晶显示装置也能够适用。

如果根据本发明，与现有的像素被看为点光源这样的显示装置不同，即使在排列有具有近似面光源的比较大的像素的多个显示面板的显示装置中，也能够进行难以看到接缝且无歪曲的良好的显示。

接着，叙述本实施方式的比较例。

将除了透镜部的观察一侧表面与第一方向垂直的平面的交线的形状并不是由非球面函数规定的曲线而是圆弧状的曲线以外，与上述实施方式的显示装置相同的显示装置作为比较例。

如以下所示，与本实施方式的液晶显示装置100相同地设定各个参数。

周边显示区域20D的宽度L1：12mm

边框区域20F的宽度L2：3mm

图像压缩率a：0.8

平板部242的厚度h：13mm

曲率半径：23mm

另外，在上述的非球面函数的式(5)中，当如下所示设定参数时，保持原样地算出该圆弧状的透镜部的形状的式子。

k＝0

A₄＝0

A₆＝0

A₈＝0

A₁₀＝0

在图6的曲线图中用虚线表示由此得到的交线的形状。另外，在比较例中，关于与图7相同的表观的像素间距Δx在图9中表示。

从图9可知，随着靠近边框区域20F(X变大)，表观的像素间距Δx从0.1mm偏离。

因为表观的像素间距在X轴方向变化，所以在透光性盖的观察者一侧显示的图像，成为歪曲大的图像，成为显示不良。

接着，参照图10～图12，说明使用本发明的实施方式的显示装置的电子设备的各种具体例。

在图10所示的电子设备200具有2个显示部201、202。显示部201具有显示面板210和透光性盖214，显示部202具有显示面板220和透光性盖224。显示部201通过铰链(hinge)70被保持成能够与显示部202相对旋转。显示面板210、220和透光性盖214、224各自具有与上述的本实施方式的显示装置100的显示面板和透光性盖相同的结构。

电子设备200通过铰链70能够获得如图10(a)所示的以显示部201、202的显示面相邻的方式排列的开状态和如图10(b)所示的显示部201与显示部202相对重合的闭状态。在开状态(图10(a))中，由于透光性盖214的透镜部2141与透光性盖224的透镜部2241在第二方向(D2)上以相互相邻的方式并列，电子设备200能够显示难以看见接缝且无歪曲的图像。另一方面，在闭状态(图10(b))中，显示部201的背面(显示面板210的背面)对着显示部202的背面(显示面板220的背面)，显示部201和显示部202以显示部201显示图像的方向和显示部202显示图像的方向相互相反的方式重叠。在该闭状态下，电子设备200能够小型化地携带。

在上述电子设备200中，虽然铰链70的旋转中心在显示部201的背面和显示部202的背面的延长面上，但是铰链70的旋转中心也可以在透光性盖214和224的观察者一侧最表面的延长面上。图10(c)表示铰链70′的旋转中心75在透光性盖214和224的观察者一侧表面的延长面上的电子设备200′的闭状态的示意性截面图。如图10(c)所示，电子设备200′在关闭状态时向内侧折叠透光性盖214、224，显示部201的透光性盖214一侧与显示部202的透光性盖224一侧相对。虽然电子设备200′在闭状态下不能视认到显示装置的显示，但是在携带时能够防止透光性盖的损伤和弄脏这点上优选。

图11所示的电子设备300具有2个显示部301、302。显示部301具有显示面板310，显示部302具有显示面板320和透光性盖324。透光性盖324被配置在显示面板320的观察者一侧。显示部302被配置在显示部301的观察者一侧，显示部302是在显示部301上在第二方向D2上滑动的结构。显示面板310、320和透光性盖324各自具有与上述的本实施方式的显示装置100的显示面板、透光性盖相同的结构。

显示部302被保持成：从观察者一侧观看，在第二方向上与显示部301相互相邻的位置(图11(a))和与显示部301重叠的位置(图11(b))之间能够滑行。图11(a)所示的显示部302处于在第二方向D2上与显示部301相互相邻的位置时，透光性盖324的透镜部3241与显示部301的边框区域310F重叠。因此，不能视认出边框区域310F。另外，如图11(a)所示，透镜部3241使从显示面板320的周边显示区域内的像素射出的光发生折射。因此，图像被显示在透镜部3241上。由此，电子设备300能够显示无接缝的图像。另外，如图11(b)所示，当显示部302位于与显示部301重叠的位置时，电子设备300能够小型化地携带。

图12所示电子设备400具有3个显示部401、402、403。显示部401具有显示面板410，显示部402具有显示面板420和透光性盖424，显示部403具有显示面板430和透光性盖434。透光性盖424被配置在显示面板420的观察者一侧，透光性盖434被配置在显示面板430的观察者一侧。显示部402被配置在显示部401的观察者一侧，显示部403被配置在显示部402的观察者一侧。显示面板410、420、430和透光性盖424、434各自具有与上述的本实施方式的显示装置100的显示面板、透光性盖相同的结构。

显示部401、402是各自具有与图11所示的电子设备300的显示部301、302相同的结构的显示部。显示部402与电子设备300的显示部302同样，被保持成在显示部401上在第二方向上能够滑动。电子设备400是在具有与电子设备300相同的结构的电子设备观察者一侧还包括一个显示部的结构。显示部403与电子设备300的显示部302相同，被保持成在显示部402上在第二方向D2上能够滑动。

从观察者一侧观看，显示部403能够在第二方向上与显示部402相邻的位置(图12(a))和与显示部402重叠的位置(图12(b))之间滑动。如图12(a)所示，当显示部403处于与显示部402相邻的位置，显示部402与显示部401相邻时，透光性盖434的透镜部4341与显示面板420的边框区域420F重叠，透光性盖424的透镜部4241与显示面板410的边框区域410F重叠。此时，与上述电子设备300(图11)相同，不能视认出边框区域410F和420F。另外，在透镜部4241和4341上显示有图像。由此，电子设备400能够显示遍及显示面整体无接缝的图像。另外，当显示部403处于与显示部402重叠的位置，显示部402与显示部401重叠时，(图12(b))，电子设备400能够小型化地携带。

作为电子设备400这样的滑动型的电子设备，在电子设备400的显示部403的观察者一侧，可以还包括至少一个具有与显示部403相同的结构的显示部。即使是这种电子设备，如果另外的显示部是如上述那样能够滑行的结构，在显示部以相互相邻的方式排列时能够显示无接缝的图像，显示部重叠时能够小型化地携带。这样，通过多级地层叠显示面板，使大画面和携带性提高的显示装置或电子设备也是可能的。

如上所述，根据本发明，能够提供以比现有更简单的结构来显示难以看到显示面板的边框区域或拼接时的接缝的无歪曲的图像的显示装置。另外，本发明的显示装置，在能够适用于矩阵状连接实现大画面的显示装置，并且也能够适用于携带使用的小型电子设备。

工业上的可利用性

本发明作为电视或显示信息用的显示装置适用。

Claims

1.一种显示装置，其特征在于：

所述显示装置为直视型的显示装置，包括：至少一个显示面板，所述至少一个显示面板具有排列有多个像素的显示区域和设置在所述显示区域的外侧的边框区域，并在所述显示区域与所述边框区域之间存在沿着第一方向延伸的边界；和至少一个透光性盖，所述至少一个透光性盖配置在所述至少一个显示面板的观察者一侧，

所述至少一个透光性盖具有透镜部，该透镜部以跨越所述边界的方式配置，并使从所述显示区域射出的光的一部分向所述边框区域一侧折射，

所述透镜部以使从所述显示区域中的多个像素射出的光在垂直于所述第一方向的平面中的间距大致相等的方式使所述光折射，垂直于所述第一方向的平面与所述透镜部的观察者一侧表面的交线是非圆弧的曲线，

所述交线是由非球面函数规定的曲线，

所述至少一个透光性盖在所述透镜部以外的部分具有平板部，所述平板部的观察者一侧表面由与所述至少一个显示面板的显示面大致平行的面形成，

在所述显示区域中，所述多个像素在与所述第一方向垂直的第二方向上等间隔地排列，

与向发出射入所述平板部的光的像素供给的显示信号相比，向发出射入所述透镜部的光的像素供给的显示信号在所述第二方向上均匀地被压缩，

设向发出射入所述透镜部的光的像素供给的所述显示信号的压缩率为a，所述非球面函数的圆锥常数k遵循以下式子

k=89.918a⁴-194.57a³+159.82a²-57.099a+7.1865，其中，0<a<1。

2.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于：

所述非球面函数的圆锥常数k的值为0.38以上。

3.如权利要求1或2所述的显示装置，其特征在于：

所述非球面函数的圆锥常数k的值为2.4以下。

4.如权利要求1或2所述的显示装置，其特征在于：

射入所述透镜部的光的亮度高于射入所述平板部的光的亮度。

5.如权利要求1或2所述的显示装置，其特征在于：

所述显示装置还包括向所述至少一个显示面板射出光的背光源装置，

从所述背光源装置向发出射入所述透镜部的光的像素射出的光的强度，高于从所述背光源装置向发出射入所述平板部的光的像素射出的光的强度。

6.如权利要求1或2所述的显示装置，其特征在于：

在所述显示区域与所述边框区域之间存在在与第一方向垂直的第二方向上延伸的第二边界，

所述至少一个透光性盖具有以跨越第二边界的方式配置的第二透镜部。

7.如权利要求6所述的显示装置，其特征在于：

所述至少一个显示面板包括以在所述第一方向或与所述第一方向垂直的第二方向上相互相邻的方式排列的2个以上的显示面板，

所述至少一个透光性盖包括以在所述第一方向或所述第二方向上相互相邻的方式排列的2个以上的透光性盖，

所述2个以上的透光性盖的透镜部在所述第一方向或所述第二方向上相互相邻。

8.一种电子设备，其特征在于：

所述电子设备包括2个显示部，所述2个显示部的各个为权利要求1至6中任一项所述的显示装置，

所述2个显示部中，一个显示部被保持为能够与另一个显示部相对旋转。

9.一种电子设备，其特征在于；

所述电子设备包括：第一显示部，其具有排列有多个像素的显示区域和设置在所述显示区域的外侧的边框区域；和第二显示部，其具有权利要求1至6中任一项所述的显示装置，并配置在所述第一显示部的观察者一侧，

所述第二显示部被保持成：从观察者一侧观看，所述第二显示部能够在所述第二显示部与所述第一显示部重叠的位置和所述第二显示部与所述第一显示部相互相邻且所述第二显示部的透镜部与所述第一显示部的边框区域重叠的位置之间滑动。

10.如权利要求9所述的电子设备，其特征在于：

所述电子设备包括第三显示部，所述第三显示部具有权利要求1至6中任一项所述的显示装置，并配置在所述第二显示部的观察者一侧，

所述第三显示部被保持成：从观察者一侧观看，所述第三显示部能够在所述第三显示部与所述第二显示部重叠的位置和所述第三显示部与所述第二显示部相互相邻且所述第三显示部的透镜部与所述第二显示部的边框区域重叠的位置之间滑动。