JP2008033018A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の表示パネルを積層し，観察者に立体的な画像表示に見せることができる表示装置において、光損失の低減を図った三次元表示装置を提供する。
【解決手段】重ねて配置される第１液晶表示パネルと第２液晶表示パネルを備える液晶表示装置において、
前記第１液晶表示パネルの第２液晶表示パネルと対向する面に、および前記第２液晶表示パネルの第１液晶表示パネルと対向する面に、それぞれ光反射防止膜が形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は表示装置に係り、特に表示パネルを積層して三次元画像を表示する表示装置に関する。

３Ｄ（三次元）型ディスプレイとして用いられる表示装置において、第１表示パネルと第２表示パネルを重ねて配置させた構成のものが知られている。

このような構成からなる液晶表示装置は、たとえば、下記特許文献１、特許文献２に開示がなされている。

特許文献１では、観察者から見て異なる奥行き方向の位置に表示面を複数配置した三次元表示装置を開示している。また、特許文献１には、奥行き方向に配置した複数の表示面に、それぞれ輝度を独立に変化させた二次元画像を表示することで三次元の画像を表示することが記載されている。

特許文献２では、多層のスクリーンを用いて奥行きのある像を表示する表示装置を開示している。また、特許文献２は、観察者から見て異なる奥行き位置にある複数の表示装置が選択的に透明になることにより，表示映像に奥行きを形成できることが記述されている。

そして、第１表示パネルに対する第２表示パネルの配置は視差を考慮して精度よくなされなければならないことから、これら第１表示パネルおよび第２表示パネルは、いずれも液晶表示装置の外枠となる枠体に支持されるのが通常となっている。

このような三次元表示装置は、特殊な眼鏡を用いることなく表示画面に三次元の立体画像を表示させることができる。
特開２００１−５４１４４号 特表２００２−５０４７６４号

しかしながら、このように構成される表示装置は、第１表示パネルと第２表示パネルとの間に隙間が形成され、そこに空気層が介在されてしまうことを免れないものとなる。

このため、たとえば第１表示パネルから出射された光が、第１表示パネルの外囲器を構成する基板から空気層へ至る際に、あるいは該空気層から第２表示パネルの外囲器を構成する基板へ至る際に、基板と空気層の界面で大きな光の反射が生じてしまうことが認められる。

このことは、第１表示パネルから出射された光が充分に観察者側に至らないことになり、その改善が要望されるに至っている。

本発明の目的は、光損失の低減を図った表示装置を提供することにある。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。

（１）本発明による表示装置は、たとえば、重ねて配置される第１表示パネルと第２表示パネルを備える表示装置において、
前記第１表示パネルの第２表示パネルと対向する面および前記第２表示パネルの第１表示パネルと対向する面のうち、少なくとも一方の面に光反射防止膜が形成されていることを特徴とする。

（２）本発明による表示装置は、たとえば、重ねて配置される第１表示パネルと第２表示パネルを備える表示装置において、
前記第１表示パネルの第２表示パネルと対向する面に、および前記第２表示パネルの第１表示パネルと対向する面に、それぞれ光反射防止膜が形成されていることを特徴とする。

（３）本発明による表示装置は、たとえば、（１）、（２）のいずれかの構成を前提とし、前記第１表示パネルと前記第２表示パネルは液晶表示パネルであり、バックライトを備え、このバックライトからの光は第２表示パネルおよび第１表示パネルを通して観察者に至るように構成されていることを特徴とする。

（４）本発明による表示装置は、たとえば、（１）、（２）のいずれかの構成を前提とし、前記光反射防止膜は、該第１表示パネルあるいは第２表示パネルの表示領域を被って形成されていることを特徴とする。

なお、本発明は以上の構成に限定されず、本発明の技術思想を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

このように構成された表示装置は光損失の低減を図ることができるようになる。

以下、本発明による表示装置の実施例を図面を用いて説明をする。

本実施例においては、複数個積層される各表示パネルに液晶表示パネルを用いて説明する。本発明は液晶表示パネルを用いた表示装置に限定されるものではなく、観察者側に配置される表示パネルが透過性を持つ表示装置であれば良い。

図１は、本発明による液晶表示装置の一実施例を示す断面図である。

図１において、本発明による液晶表示装置１は、まず、第１液晶表示パネル１０と第２液晶表示パネル２０を備える。

これら第１液晶表示パネル１０と第２液晶表示パネル２０は、たとえば該第１液晶表示パネル１０を観察者側に配置されるようにして、枠体３０に積層されて配置されている。

第１液晶表示パネル１０は、その構成を後に詳述するが、液晶を介して配置される基板（第１液晶パネルの背面基板）２および基板（第１液晶パネルの前面基板）３を外囲器として備え、たとえば該第１液晶パネルの背面基板２の周辺が前記枠体３０によって支持されることによって該枠体３０内に配置されるようになっている。

該第１液晶表示パネル１０は、その基板３の観察者側の面において偏光板４０が配置され、また、第１液晶パネルの背面基板２の第２液晶表示パネル２０側の面において光反射防止膜ＰＲ１が形成されている。

該第１液晶表示パネル１０は、その僅かな周辺を除く中央部において後述する液晶表示部ＡＲが形成され、前記偏光板４０および光反射防止膜ＰＲ１はいずれも該液晶表示部ＡＲを充分被うようにして配置されている。

第２液晶表示パネル２０は、第１液晶表示パネル１０とほぼ同様の構成をなし、液晶を介して配置される基板（第２液晶パネルの背面基板）２’および基板（第２液晶パネルの前面基板）３’を外囲器として備え、たとえば該第２液晶パネルの背面基板２’の周辺が前記枠体３０によって支持されることによって該枠体３０内に配置されるようになっている。

該第２液晶表示パネル２０は、その第２液晶パネルの前面基板３’の観察者側の面において光反射防止膜ＰＲ２が配置され、また、第２液晶パネルの背面基板２’の後述するバックライトＢＬ側の面において偏光板５０が配置されている。

該第２液晶表示パネル２０は、その僅かな周辺を除く中央部において後述する液晶表示部ＡＲが形成され、前記光反射防止膜ＰＲ２および偏光板５０はいずれも該液晶表示部ＡＲを充分被うようにして配置されている。

さらに、第２液晶表示パネル２０の観察者側と反対側にはバックライトＢＬが配置されている。このバックライトＢＬは、前記枠体３０に固定されて液晶表示装置１の外枠を兼ねる反射板６０と、この反射板６０の反射面側の内部に配置されるたとえば冷陰極線管からなる光源７０と、この光源７０と第２液晶表示パネル２０の間に配置される光学シート８０とから構成されている。

光源７０からの光はその一部が直接に光学シート８０の側に照射され、また、他の残りは反射板６０の反射面に反射されて光学シート８０の側に照射されるようになっており、該光学シート８０を経て照射される光は光むらが取り除かれて、第２液晶表示パネル２０、および第１液晶表示パネル１０を通過して観察者側に至るようになっている。

第１液晶表示パネル１０および第２液晶表示パネル２０の各画像は後述する液晶表示領域ＡＲの各画素の液晶の挙動を前記偏光板５０および４０によって可視化させて認識できるようになっている。

この場合、図１に示すように、第１液晶表示パネル１０と第２液晶表示パネル２０は隙間を有して配置され、第１液晶表示パネル１０と第２液晶表示パネル２０の間には空気層が介在してしまうことになる。

このため、前記バックライトＢＬの光が第２液晶表示パネル２０の第２液晶パネルの前面基板３’から前記空気層側へ通過する際において、さらに、該空気層から前記第１液晶表示パネル１０の基板２側へ通過する際において、前記各基板３’、２と前記空気層の屈折率の関係から、反射光が多く発生し、バックライトＢＬからの光の有効利用が図れない不都合を、前述した光反射防止膜ＰＲ２、ＰＲ１によって解消させている。

図２は、たとえばガラスの基板２（３’）の表面に光反射防止膜ＰＲ１（ＰＲ２）が形成され、該光反射防止膜ＰＲ１の表面は空気に接触している状態を示した図である。そして、前記基板２の光屈折率をｎ_ｓ、光反射防止膜ＰＲ１の光屈折率をｎ_ｆ、空気の光屈折率をｎ_ｏとする。

該光反射防止膜ＰＲ１の厚さｄを次式（１）に示すように、光反射防止膜ＰＲ１中での光の波長の１／４に設定した場合、
ｄ＝（１／４）・（λ／ｎ_ｆ） …… （１）
光が屈折率ｎ_ｏの空気層側から屈折率ｎ_ｆの反射防止膜ＰＲ１に入射する際の光反射率Ｒは、次式（２）で示され、
Ｒ＝（ｎ_ｆ ^２−ｎ_ｏｎ_ｓ）^２／（ｎ_ｆ ^２＋ｎ_ｏｎ_ｆ）^２ …… （２）
これにより、光の干渉効果によって光反射率を大幅に低減させることができるようになる。

そして、前記光反射防止膜の具体的な構成としては、たとえば、酸化インジウム膜と弗化マグネシウム膜の多層膜で形成し、前記酸化インジウム膜の光学的な厚み(屈折率ｎと幾何学的な厚みｄの積)を約２６０ｎｍ、弗化マグネシウム膜の光学的な厚みを約１３０ｎｍとすることにより構成する。

また、たとえば、弗化セリウム膜、酸化インジウム膜、および弗化マグネシウム膜の順次積層膜で形成し、弗化セリウム膜の光学的な厚みを約１３０ｎｍ、酸化インジウム膜の光学的な厚みを約２６０ｎｍ、弗化マグネシウム膜の光学的な厚みを１３０ｎｍとすることにより構成してもよい。

さらに、基板の表面に、たとえば、ＳｉＯ_２の微粒子を添加したＳｉ（ＯＲ）_４（Ｒはアルキル基）のアルコール溶液を塗布後焼成するようにして前記光反射防止膜を構成するようにしてもよい。

なお、このような光反射防止膜は、たとえば樹脂等で形成されたものであってもよく、その樹脂フィルムを液晶表示パネルの外囲器を構成する基板にラミネート（貼り付け）するようにしてもよい。

図３は、たとえば第１液晶表示パネル１０の構成を示した平面図である。第２液晶表示パネル２０においてもほぼ同様の構成となっている。

図３において、第１液晶表示パネル１０は、液晶を介して配置されるたとえばガラスからなる一対の第１液晶パネルの背面基板２、第１液晶パネルの前面基板３を備える。

第１液晶パネルの前面基板３は、第１液晶パネルの背面基板２に対して若干小さく形成され、たとえば図中左側および上側において、第１液晶パネルの背面基板２から露出された周辺部を有し、図中左側の周辺部には半導体チップからなるゲート信号駆動回路４が搭載され、図中上側の周辺部には半導体チップからなるドレイン信号駆動回路５が搭載されている。

第１液晶パネルの前面基板３は、その周辺に形成されるシール材ＳＬによって第１液晶パネルの背面基板２に固定され、該シール材ＳＬは、第１液晶パネルの背面基板２と第１液晶パネルの前面基板３との間に介在される液晶を封入させるようになっている。

前記シール材ＳＬによって囲まれた領域であって第１液晶パネルの背面基板２の液晶側の面には、たとえば、図中ｘ方向に延在しｙ方向に並設されるゲート信号線ＧＬとｙ方向に延在しｘ方向に並設されるドレイン信号線ＤＬとが形成されている。

ゲート信号線ＧＬとドレイン信号線ＤＬで囲まれる矩形状の領域は画素領域を構成し、この画素領域には、図中点線丸枠Ａの部分を拡大した実線丸枠Ａ’に示すように、ゲート信号線からのゲート信号によってオンするスイッチング素子（薄膜トランジスタ）ＴＦＴと、このオンされた薄膜トランジスタＴＦＴを介してドレイン信号線ＤＬからの映像信号が供給される画素電極ＰＸと、前記画素電極ＰＸを囲むゲート信号線ＧＬのうち前記薄膜トランジスタＴＦＴを駆動させるゲート信号線ＧＬと異なる他のゲート信号線ＧＬと前記画素電極ＰＸの間に接続され、該画素電極ＰＸに供給される映像信号を蓄積させる容量素子Ｃａｄｄとを備えている。

なお、前記画素電極ＰＸに映像信号が供給された際には、該画素電極ＰＸは、前記基板３の液晶側の面において各画素に共通に形成された共通電極（図示せず）との間に電界を発生せしめ、この電界によって当該画素の液晶を挙動させるようになっている。

このように構成される各画素はマトリックス状に配置され、その集合体によって液晶表示領域ＡＲが形成されるようになっている。

前記各ゲート信号線ＧＬはたとえば図中左側の端部がシール材ＳＬを超えて延在され前記ゲート信号駆動回路４の出力電極に電気的に接続され、前記各ドレイン信号線ＤＬはたとえば図中上側の端部がシール材ＳＬを超えて延在され前記ドレイン信号駆動回路５の出力電極に電気的に接続されている。

ゲート信号駆動回路４によって各ゲート信号線ＧＬに順次ゲート信号が供給され、該ゲート信号が供給されたゲート信号線ＧＬに接続された各画素の薄膜トランジスタＴＦＴがオンし、各ドレイン信号線ＤＬからはオンされた薄膜トランジスタＴＦＴを通して当該画素の画素電極ＰＸに映像信号が供給されるようになっている。

図４（ａ）、図４（ｂ）は、それぞれ、光反射防止膜が形成された前記第１液晶表示パネル１０および前記第２液晶表示パネル２０を示す平面図である。

各図の液晶表示パネル１０、２０はいずれも観察者側から観た平面図で、第１液晶表示パネル１０が上側に、第２液晶表示パネル２０が下側に位置づけられて配置されるようになっている。

ここで、図４（ａ）に示すように、第１液晶表示パネル１０に形成されている光反射防止膜ＰＲ１は第１液晶パネルの背面基板２の液晶と反対側の面に形成され、その周辺がたとえばシール材ＳＬの外方に位置づけられるようにして形成されている。シール材ＳＬに囲まれて形成される液晶表示領域ＡＲを該光反射防止膜ＰＲ１によって充分に被われるようにするためである。

そして、図４（ｂ）に示すように、第２液晶表示パネル２０に形成されている光反射防止膜ＰＲ２は第２液晶パネルの前面基板３’の液晶と反対側の面に形成され、その周辺がたとえばシール材ＳＬの外方に位置づけられるようにして形成されている。シール材ＳＬに囲まれて形成される液晶表示領域ＡＲを該光反射防止膜ＰＲ２によって充分に被われるようにするためである。

このように構成された液晶表示パネル１０、２０をそれぞれ上側、下側に配置させた場合、少なくとも前記液晶表示パネル１０の液晶表示領域ＡＲおよび光反射防止膜ＰＲ１は、それぞれ液晶表示パネル２０の液晶表示領域ＡＲおよび光反射防止膜ＰＲ２に重ねられるようになっている。

これにより、液晶表示装置１を観察する観察者は、液晶表示パネル２０の液晶表示領域ＡＲ、液晶表示パネル１０の液晶表示領域ＡＲを通してバックライトＢＬからの光を感知する場合、該光は液晶表示パネル１０の光反射防止膜ＰＲ１、液晶表示パネル２０の光反射防止膜ＰＲ２を通して認識されるようになる。

図５は、このように構成した液晶表示装置１において、光反射率の低減が図れることを示す実験データである。

なお、この実験データは、一個の液晶表示パネル１０（２０）の一面に光反射防止膜ＰＲを形成し、この光反射防止膜ＰＲに対する白色および黒色の各反射率を計測したものとなっている。

図５に示すグラフにおいて、横軸は光の波長ＷＬ（ｎｍ）を、縦軸は反射率ＲＥを示している。図中、特性曲線ａは白色の反射率を示し、特性曲線ｂは黒色の反射率を示している。これら各特性曲線ａ、ｂから、いずれも反射率をたとえば０．１以下に抑えることができることが判る。

なお、図５に示すグラフでは、比較のため、前記光反射防止膜を形成していない場合の白色の反射率を示す特性曲線ｃを、黒色の反射率を示す特性曲線ｄをそれぞれ示している。

そして、実際に、図１に示す液晶表示装置１を構成し、光反射防止膜を図示のように形成することにより、光反射を約７％抑制でき、光透過を約７％向上できたことが確認された。

上述した各実施例はそれぞれ単独に、あるいは組み合わせて用いても良い。それぞれの実施例での効果を単独であるいは相乗して奏することができるからである。

また、上述した実施例は、表示装置を積層する(多層式)の表示装置に適用できる。多層式の表示装置は、例えば、三次元型ディスプレイとして用いられる表示装置、あるいは独立した映像を多層化して表示する表示装置がある。

三次元画像を表示できる表示装置（特に、観察者側から第１表示パネル、中間層、第２表示パネルの順に配置した表示装置）では、第１表示パネルから出射された光は中間層、第２表示パネルを通過して観察者に到達する。このとき、第１表示パネルと中間層の界面、及び中間層第２パネルとの界面で光の反射が生じる。

本発明によれば、第１表示パネルと中間層の界面、又は中間層と第２表示パネルの界面に光反射防止膜を形成することで界面での光の反射を抑制でき、良好な三次元画像を表示できる。

上述の実施例では、第１表示パネルの光出射面の基板にはガラス基板が、中間層には空気層が、第２表示パネルの光入射面の基板にはガラス基板が、それぞれ用いられるが、他の材料を用いた場合にも適用できる。

例えば、各表示パネルの基板に樹脂基板を用いた場合にも、界面に反射防止膜を形成することで、界面での光の反射を抑制できる。

本発明による液晶表示装置の一実施例を示す断面図である。 本発明による液晶表示装置に用いられる光反射防止膜を基板等との関係で示した説明図である。 本発明による液晶表示装置に備えられる液晶表示パネルの一実施例を示す平面図である。 本発明による液晶表示装置の各液晶表示パネルにおける光反射防止膜について示した平面図である。 本発明による液晶表示装置の効果について示した実験グラフである。

符号の説明

１……液晶表示装置、２、２’、３、３’……基板、４……ゲート信号駆動回路、５……ドレイン信号駆動回路、１０……第１液晶表示パネル、２０……第２液晶表示パネル、３０……枠体、４０、５０……偏光板、６０……反射板、７０……光源、８０……光学シート、ＰＲ１、ＰＲ２……光反射防止膜、ＢＬ……バックライト、ＳＬ……シール材、ＧＬ……ゲート信号線、ＤＬ……ドレイン信号線、ＴＦＴ……薄膜トランジスタ、ＰＸ……画素電極、Ｃａｄｄ……容量素子。

Claims (4)

1. 重ねて配置される第１表示パネルと第２表示パネルを備える表示装置において、
   前記第１表示パネルの第２表示パネルと対向する面および前記第２表示パネルの第１表示パネルと対向する面のうち、少なくとも一方の面に光反射防止膜が形成されていることを特徴とする表示装置。
2. 重ねて配置される第１表示パネルと第２表示パネルを備える表示装置において、
   前記第１表示パネルの第２表示パネルと対向する面に、および前記第２表示パネルの第１表示パネルと対向する面に、それぞれ光反射防止膜が形成されていることを特徴とする表示装置。
3. 前記第１表示パネルと前記第２表示パネルは液晶表示パネルであり、バックライトを備え、このバックライトからの光は第２表示パネルおよび第１表示パネルを通して観察者に至るように構成されていることを特徴とする請求項１、２のいずれかに記載の表示装置。
4. 前記光反射防止膜は、該第１表示パネルあるいは第２表示パネルの表示領域を被って形成されていることを特徴とする請求項１、２のいずれかに記載の表示装置。
   

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