JP2018060026A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高い視認性を有する表示装置を提供する。【解決手段】表示装置１０は、表示面２１ａを有する反射型液晶表示パネル２０と、表示面２１ａと対向して配置された光学シート３０と、光源５０と、を備え、光学シート３０は、シート状の本体部３２と、本体部３２の表示面２１ａと反対側に設けられた複数の単位プリズム４０であって本体部３２のシート面に平行な第１方向ｄ１に配列された複数の単位プリズム４０と、を有し、各単位プリズム４０は、第１方向ｄ１の一側に配置された入光面４２と、第１方向ｄ１の他側に配置された反射面４４と、を有し、光源５０は、光学シート３０に対して、表示面２１ａと反対側且つ第１方向ｄ１の一側に配置されている。【選択図】図１

Description

本発明は、反射型液晶表示パネルを備えた表示装置に関する。

従来、液晶表示パネルを備えた表示装置が、室内、車両内又は屋外等において、広告、プレゼンテーション、テレビジョン映像、各種情報の表示等、様々な用途に使用されている。特許文献１には、反射型の液晶表示パネルと、この反射型の液晶表示パネルの表示面と対向して配置された導光板と、を備えた液晶表示装置が開示されている。特許文献１に開示された液晶表示装置では、導光板の、液晶表示パネルと反対側に位置する表面（反射面）に、緩斜面部及び急斜面部からなるくさび状の溝が形成されており、導光板の側端面に対向して配置された光源から入射し導光板内を伝搬してきた光が、くさび状の溝の急斜面部によって反射され、液晶表示パネルに入射する。液晶表示パネルに入射した光は、液晶表示パネルの液晶層を透過して反射体により反射され、液晶層を再度透過して液晶表示パネルから出射する。液晶表示パネルから出射した光は、導光板を透過して表示装置から出射する。

特許文献２には、ディスプレイ等に用いられる表示装置であって、導光板と、導光板の端面に設けられた光源と、を備え、導光板の一方面側に所定のパターンを有して配列された複数の凹部を有した表示装置が開示されている。この表示装置では、光源から導光板に入射した光が各凹部の反射面で反射し、導光板の他方面側に出射するようになる。したがって、観察者は、導光板から出射した光を視認することにより、所定のパターンを認識することができる。

特開２００５−１０４８５号公報 特開２００８−２９９１１７号公報

近年、表示装置を用いた広告、プレゼンテーション、テレビジョン映像、各種情報の表示等において、表示画像のさらなる視認性の向上が求められている。特許文献１の表示装置では、導光板の表面に、くさび状の溝を構成する緩斜面部及び急斜面部により、凹凸形状が形成されている。この表示装置では、導光板表面の凹凸形状の存在に起因して液晶表示パネルに表示された画像の視認性が低下する問題がある。例えば、液晶表示パネルから観察者に向けて出射した光が、導光板表面に形成されたくさび状の溝を構成する緩斜面部又は急斜面部を透過する際に、この緩斜面部と急斜面部との間で異なる屈折を生じ、これにより液晶表示パネルに表示された画像の解像度が低下する問題がある。また、とりわけ光源が発光していない状態において、導光板表面に形成されたくさび状の溝を構成する緩斜面部又は急斜面部で反射した外光が観察者から視認されることにより、液晶表示パネルに表示された画像のコントラストが低下する問題もある。

特許文献２に開示された表示装置においても、反射型液晶表示パネルのためのフロントライトとして十分な光量を得るためには、導光板に凹部を多数設ける必要があり、これにより、光源が発光していない状態においても、この多数の凹部が表示装置を介した透視性を低下させる。すなわち、反射型液晶表示パネルのフロントライトとして、特許文献２に開示された表示装置を用いると、導光板の多数の凹部の存在に起因して、液晶表示パネルに表示された画像の解像度やコントラストの低下が生じる。

本発明は、以上の点を考慮してなされたものであり、高い視認性を有する表示装置を提供することを目的とする。

本発明による表示装置は、
表示面を有する反射型液晶表示パネルと、前記表示面と対向して配置された光学シートと、光源と、を備え、
前記光学シートは、シート状の本体部と、前記本体部の前記表示面と反対側に設けられた複数の単位プリズムであって前記本体部のシート面に平行な第１方向に配列された複数の単位プリズムと、を有し、
各単位プリズムは、前記第１方向の一側に配置された入光面と、前記第１方向の他側に配置された反射面と、を有し、
前記光源は、前記光学シートに対して、前記表示面と反対側且つ前記第１方向の前記一側に配置されている。

本発明による表示装置において、前記光学シートは、前記第１方向に隣り合う二つの前記単位プリズムの間に、前記本体部のシート面と平行をなす平坦面を有していてもよい。

本発明による表示装置において、前記本体部の法線方向及び前記第１方向の両方に平行な主切断面において、前記反射面は、前記第１方向の前記一側から前記他側へ向かうにつれて前記表示面に近づく直線をなしていてもよい。

本発明による表示装置において、前記本体部の法線方向及び前記第１方向の両方に平行な主切断面において、前記反射面は、前記第１方向の一側に配置された第１反射面と、前記第１反射面の前記第１方向の前記他側に配置された第２反射面と、を有し、前記第１反射面及び前記第２反射面は、いずれも前記第１方向の前記一側から前記他側へ向かうにつれて前記表示面に近づく直線をなし、前記第２反射面が前記本体部の法線方向に対してなす角度は、前記第１反射面が前記本体部の法線方向に対してなす角度よりも大きくてもよい。

本発明による表示装置において、前記本体部の法線方向及び前記第１方向の両方に平行な主切断面において、前記反射面は、前記第１方向の前記一側から前記他側へ向かうにつれて前記表示面に近づく曲線をなし、前記反射面への接線が前記本体部の法線方向に対してなす角度は、前記接線の前記反射面への接点が前記第１方向の一側から前記他側へ向かうにつれて大きくなってもよい。

本発明による表示装置において、前記光学シートの前記表示面と反対側に配置されたカバー部材をさらに有してもよい。

本発明によれば、高い視認性を有する表示装置を提供することができる。

図１は、本発明の一実施の形態を説明するための図であって、表示装置を示す縦断面図である。 図２は、表示装置の液晶表示パネル及び光学シートを示す斜視図である。 図３は、表示装置の光学シート及び光源を光学シートの法線方向から見て示す図である。 図４は、液晶表示パネル及び光学シートを示す部分断面図である。 図５は、光学シートの一変形例を示す部分断面図である。 図６は、光学シートの他の変形例を示す部分断面図である。

以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。なお、本件明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺及び縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。

本明細書において、「板」、「パネル」、「シート」、「フィルム」の用語は、呼称の違いのみに基づいて、互いから区別されるものではない。例えば、「シート」は、板やパネル、フィルムと呼ばれ得るような部材をも含む概念であり、したがって、「光学シート」は、「光学板（基板）」や「光学パネル」、「光学フィルム」と呼ばれる部材と、呼称の違いのみにおいて区別され得ない。

また、「板面（パネル面、シート面、フィルム面）」とは、対象となる板状（パネル状、シート状、フィルム状）の部材を全体的かつ大局的に見た場合において対象となる板状部材（パネル状部材、シート状部材、フィルム状部材）の平面方向と一致する面のことを指す。また、板状（パネル状、シート状、フィルム状）の部材に対して用いる法線方向とは、当該部材の板面（パネル面、シート面、フィルム面）に対する法線方向のことを指す。

さらに、本明細書において用いる、形状や幾何学的条件並びにそれらの程度を特定する、例えば、「平行」、「直交」、「同一」等の用語や長さや角度の値等については、厳密な意味に縛られることなく、同様の機能を期待し得る程度の範囲を含めて解釈することとする。

図１〜図６は、本発明による一実施の形態を説明するための図である。このうち図１は、本実施の形態の表示装置を示す縦断面図である。図２は、表示装置の反射型液晶表示パネル及び光学シートを示す斜視図であり、図３は、表示装置の光学シート及び光源を光学シートの法線方向から見て示す図である。

本実施の形態の表示装置１０は、例えば動画、静止画、文字情報や、これらの組み合わせで構成された映像を液晶表示パネル２０に表示する装置であり、室内、車両内又は屋外において、広告、プレゼンテーション、テレビジョン映像、各種情報の表示等、様々な用途に使用され得る。とりわけ図１に示された表示装置１０は、広告映像等を液晶表示パネル２０に表示するデジタルサイネージとして使用することが可能である。

表示装置１０は、表示面２１ａを有する液晶表示パネル２０と、表示面２１ａと対向して配置された光学シート３０と、光学シート３０に向けて光を出射する光源５０と、を備えている。図１に示された例では、表示装置１０は、さらに、光学シート３０の表示面２１ａと反対側に配置されたカバー部材１２と、液晶表示パネル２０、光学シート３０、光源５０及びカバー部材１２を保持する筐体１５と、を有している。液晶表示パネル２０は反射型の液晶表示パネルであり、表示面２１ａに入射した光が液晶表示パネル２０内の反射板で反射されて表示面２１ａから映像光として出射する。表示面２１ａから出射した映像光は、光学シート３０及びカバー部材１２を透過して観察者側に出射する。カバー部材１２は、観察者側を向く第１面１３ａと、観察者と反対側すなわち液晶表示パネル２０側を向く第２面１３ｂとを有しており、カバー部材１２の第１面１３ａが表示装置１０の出光面１１ａを形成している。なお、図示された例では、液晶表示パネル２０の法線方向ｎｄ、光学シート３０の法線方向ｎｄ及びカバー部材１２の法線方向ｎｄは、互いに平行となっている。本実施の形態の光学シート３０は、第１方向ｄ１に配列された複数の単位プリズム４０を有しており、この単位プリズム４０により、光源５０からの照明光又は表示装置１０の外部からの外光が、その進行方向を曲げられて液晶表示パネル２０へ入射するようになっている。

液晶表示パネル２０は、対向する第１面３１ａ及び第２面３１ｂを有する光学シート３０の第２面３１ｂに対向して配置されている。図示された例では、液晶表示パネル２０は、映像が表示される表示面２１ａが光学シート３０側を向くように配置されている。すなわち、液晶表示パネル２０と光学シート３０とは、液晶表示パネル２０の表示面２１ａと光学シート３０の第２面３１ｂとが互いに対面するようにして配置されている。液晶表示パネル２０及び光学シート３０は、いずれも平面視において四角形形状に形成されている。なお、図示された例では、液晶表示パネル２０の表示面２１ａと光学シート３０の第２面３１ｂとが、接着材、粘着材等からなる接合層１８を介して互いに接合されている。これにより、光学シート３０は液晶表示パネル２０に対して固定されている。

本実施の形態の液晶表示パネル２０は、反射型の液晶表示パネルであり、光学シート３０から液晶表示パネル２０に入射した光の一部を反射させ、表示面２１ａに映像を表示させる。液晶表示パネル２０は、液晶材料を有する液晶層を含んでおり、液晶層の光透過率は、液晶層に印加される電界の強度に応じて変化する。このような液晶表示パネル２０の一例として、液晶セル（液晶層）と、液晶層の一方側に配置された偏光板と、液晶層の他方側に配置された反射板と、液晶層と偏光板との間又は液晶層と反射板との間に配置されたカラーフィルターと、を有する液晶表示パネルを用いることができる。なお、これに限られず、本実施の形態の液晶表示パネル２０として、種々の反射型の液晶表示パネルを用いることができる。

カバー部材１２は、光学シート３０を保護するためのカバーとして機能する。また、カバー部材１２は、表示装置１０内に塵埃等の異物が入り込むことを防止するカバーとしても機能する。さらに、光源５０が点灯していない場合に、表示装置１０外から入射した外光を液晶表示パネル２０側へ透過させる機能も有する。カバー部材１２は、互いに対向する第１面１３ａ及び第２面１３ｂを有している。図１に示された例では、第１面１３ａは観察者側を向いた面であり、第２面１３ｂは、観察者と反対側すなわち液晶表示パネル２０側（光学シート３０側）を向いた面である。図示された例では、カバー部材１２は、観察者側の最表面に配置されており、これにより、カバー部材１２の第１面１３ａは、表示装置１０から観察者側へ向けて映像光が出射する出光面１１ａを形成している。このようなカバー部材１２の材料としては、表示装置１０内への外光の透過、及び、液晶表示パネル２０から観察者側への映像光の透過を妨げないよう、例えば可視光に対して優れた透過性を有したガラス、ポリカーボネートやアクリル等の透明な樹脂等を用いることができる。カバー部材１２の厚みは、一例として０．５ｍｍ以上１０ｍｍ以下とすることができる。

筐体１５は、液晶表示パネル２０、光学シート３０、光源５０及びカバー部材１２を収容し保持する部材である。図１に示された例では、筐体１５は、液晶表示パネル２０、光学シート３０、光源５０及びカバー部材１２を所定の相対位置に保持する。また、筐体１５は、カバー部材１２の第１面１３ａの少なくとも一部を外部に露出させる開口部を有している。このような筐体１５は、金属材料や樹脂材料等、適宜の材料で構成され得る。

光源５０は、光学シート３０を介して液晶表示パネル２０を照明する照明装置として機能する。光源５０は、例えば、冷陰極管等の蛍光灯や、ＬＥＤ（発光ダイオード）や白熱電球等の種々の態様で構成され得る。光源５０は、光学シート３０に対して、液晶表示パネル２０の表示面２１ａと反対側（観察者側）且つ第１方向ｄ１の一側（図１の紙面における上側）に配置されている。そして、図１に示された例では、光源５０は、第１方向ｄ１の他側（図１の紙面における下側）からわずかに光学シート３０側（観察者と反対側）に傾斜した向きに照明光を出射するようにされている。図１及び図３に示された例では、光源５０は、光学シート３０の後述の単位プリズム４０の長手方向である第２方向ｄ２に沿って、並べて配置された多数の発光体５２、一例として多数のＬＥＤ、によって構成されている。各発光体５２の出力、すなわち、各発光体５２の点灯及び消灯、及び／又は、各発光体５２の点灯時の明るさは、他の発光体５２の出力から独立して調節されてもよい。なお、図示された例において、第１方向ｄ１及び第２方向ｄ２は、互いに直交し、且つ、ともに光学シート３０の板面に平行となっている。なお、光学シート３０を、例えばその板面が鉛直方向と略平行になるようにして用いる場合、すなわち光学シート３０を立てた状態で用いる場合、光源５０は、光学シート３０の側方、上方、下方のいずれに配置されてもよい。また、本実施の形態では、光源５０から照射された光が直接光学シート３０に入射するようになっているが、これに限られず、光源５０から照射された光が、鏡やプリズム等の光路変更手段を介して光学シート３０に入射するようになっていてもよい。

接合層１８は、液晶表示パネル２０と光学シート３０とを互いに接合し、光学シート３０を液晶表示パネル２０に対して所定の相対位置に固定する機能を有する。図１及び図２に示されて例では、液晶表示パネル２０の表示面２１ａと光学シート３０の第２面３１ｂとが、接合層１８を介して互いに接合されている。このような接合層１８としては、可視光透過率の高い、種々の接着性又は粘着性を有した材料からなる層を用いることができる。なお、接合層１８は必須の構成ではなく省略することもできる。しかしながら、この場合であっても、光学シート３０と液晶表示パネル２０とは所定の相対位置に保持されることが好ましい。

次に、図１〜図４を参照して、光学シート３０について説明する。図４は、液晶表示パネル２０及び光学シート３０を示す部分断面図である。

光学シート３０は、光源５０からの照明光又は表示装置１０の外部からの外光の進行方向を曲げて液晶表示パネル２０へ入射させる機能を有した部材である。

図１〜図４に示されているように、光学シート３０は、本体部３２と、本体部３２の表示面２１ａと反対側に設けられた複数の単位プリズム４０と、を有している。光学シート３０は、液晶表示パネル２０に対面しない側（観察者側）に位置する第１面３１ａと、液晶表示パネル２０に対面する側に位置する第２面３１ｂと、を有している。本体部３２は、互いに対向する一対の平行な主面３３ａ，３３ｂを有するシート状の部材として構成されている。本体部３２において、液晶表示パネル２０に対面しない側（観察者側）に位置する主面が本体部３２の第１面３３ａをなし、液晶表示パネル２０に対面する側に位置する主面が本体部３２の第２面３３ｂをなす。図示された例では、本体部３２の第１面３３ａ及び第２面３３ｂは、いずれも本体部３２のシート面と平行をなす平坦面となっている。

複数の単位プリズム４０は、本体部３２の第１面３３ａ上に形成されている。とりわけ図示された例では、複数の単位プリズム４０は、本体部３２の第１面３３ａ上に第１方向ｄ１に沿って並べて配置されている。各単位プリズム４０は、柱状に形成され、その配列方向（第１方向ｄ１）と直交する第２方向ｄ２に沿って延びている。図示された例では、各単位プリズム４０は第２方向ｄ２に沿って直線状に延びている。また、各単位プリズム４０は、柱状に形成され、その長手方向に沿って同一の断面形状を有するようになっている。図示された例では、各単位プリズム４０は、その長手方向と直交する主切断面において、三角形状、とりわけ直角三角形状、の断面を有している。

複数の単位プリズム４０は、配列方向（第１方向ｄ１）に沿った間隔ｄを有して、互いに離間して配列されている。第１方向ｄ１に隣り合う二つの単位プリズム４０の間には、本体部３２の第１面３３ａが露出している。これにより、第１方向ｄ１に隣り合う二つの単位プリズム４０の間には、単位プリズム４０から露出した本体部３２の第１面３３ａからなる平坦面４６が形成されている。したがって、光学シート３０の第１面３１ａは、単位プリズム４０の表面４２，４４及び平坦面４６によって形成される。

図１〜図４に示されているように、各単位プリズム４０は、単位プリズム４０の配列方向、つまり第１方向ｄ１に沿って、互いに対向して配置された入光面４２及び反射面４４を有している。各単位プリズム４０の入光面４２は、第１方向ｄ１の一側（図１〜図４の紙面における上側）に配置され、反射面４４は、第１方向ｄ１の他側（図１〜図４の紙面における下側）に配置されている。より詳細には、各単位プリズム４０の入光面４２は、第１方向ｄ１における光源５０の側に位置して第１方向ｄ１における一側を向く。とりわけ図示された例では、各入光面４２は、光学シート３０の法線方向ｎｄ及び第２方向ｄ２の両方に平行をなすように形成されている。したがって、各入光面４２の法線方向は、第１方向ｄ１と平行をなしている。各単位プリズム４０の反射面４４は、第１方向ｄ１における光源５０から離間する側に位置し、観察者側且つ第１方向ｄ１における他側を向く。図示された例では、入光面４２及び反射面４４は、いずれも平面で構成されている。すなわち、入光面４２及び反射面４４は、単位プリズム４０の長手方向（第２方向ｄ２）と直交する主切断面において、直線をなしている。したがって、主切断面において、反射面４４は、第１方向ｄ１の一側から他側へ向かうにつれて、液晶表示パネル２０の表示面２１ａに近づく直線をなしている。後述するように、入光面４２は、第１方向ｄ１における一側に配置された光源５０から出射した光が、光学シート３０へ入射する際の入射面として機能する。一方、反射面４４は、入光面４２から単位プリズム４０へ入射した光を反射して、当該光の光路を液晶表示パネル２０側へ曲げる機能を有する。

第１方向ｄ１に沿った単位プリズム４０の寸法Ｓ_１は、図示された例のように、光学シート３０に含まれる複数の単位プリズム４０の間で、一定となっていることが好ましい。同様に、第１方向ｄ１に沿った単位プリズム４０のピッチも、図示された例のように、光学シート３０に含まれる複数の単位プリズム４０の間で、一定となっていることが好ましい。さらに、第１方向ｄ１に隣り合う二つの単位プリズム４０の当該第１方向ｄ１に沿った離間間隔ｄも、図示された例のように、光学シート３０に含まれる複数の単位プリズム４０の間で、一定となっていることが好ましい。このような構成によれば、本体部３２から観察者側に突出していることから本体部３２と区別して視認されやすくなる単位プリズム４０を、目立たなくさせることができる。

このような単位プリズム４０の寸法は、一例として、以下のように設定され得る。まず、以上のような構成からなる単位プリズム４０の具体例として、単位プリズム４０の第１方向ｄ１に沿った寸法Ｓ_１を０．０１ｍｍ以上１ｍｍ以下とすることができる。また、光学シート３０の法線方向ｎｄに沿った寸法Ｓ_２を０．０１ｍｍ以上１ｍｍ以下とすることができる。また、反射面４４と光学シート３０の法線方向ｎｄとのなす角度θ_１を、３０度以上６０度以下とすることができる。さらに、配列方向（第１方向ｄ１）に隣り合う二つの単位プリズム４０の間隔ｄ、すなわち第１方向ｄ１に隣り合う二つの単位プリズム４０の間に形成された平坦面４６の第１方向ｄ１に沿った長さｄを、０．１ｍｍ以上３ｍｍ以下とすることができる。

また、第１方向ｄ１に沿った単位プリズム４０の寸法Ｓ_１に対する、光学シート３０の板面への法線方向ｎｄに沿った単位プリズム４０の寸法Ｓ_２の比（Ｓ_２／Ｓ_１）、すなわち単位プリズム４０のアスペクト比を０．５以上２以下とすることができる。単位プリズム４０のアスペクト比が高い場合、光学シート３０の法線方向ｎｄに沿った単位プリズム４０の投影面積を小さくしながら、入光面４２の面積を大きくすることができる。すなわち、外光及び光源５０からの光を効率的に取り込むことができる。すなわち、図３に示すように、法線方向ｎｄから光学シート３０を観察した際に、単位プリズム４０が目立ってしまうことを防止しながら、液晶表示パネル２０を効率的に照明することができる。

以上のような構成からなる光学シート３０は、一例として、シート状の本体部３２上に単位プリズム４０を賦型することにより作製することができる。光学シート３０の本体部３２及び単位プリズム４０をなす材料としては、種々の材料を使用することができる。ただし、表示装置に組み込まれる光学部材用の材料として広く使用され、優れた機械的特性、光学特性、安定性及び加工性等を有するとともに安価に入手可能な材料、例えば、アクリル樹脂、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリアクリロニトリル等の一以上を主成分とする透明樹脂や、エポキシアクリレートやウレタンアクリレート系の反応性樹脂（電離放射線硬化型樹脂等）が好適に使用され得る。

次に、以上のような構成からなる表示装置１０の作用について、主に図４を参照して説明する。

本実施の形態の表示装置１０は、光源５０が発光している場合には、光源５０からの光Ｌ１を照明光として、液晶表示パネル２０の表示面２１ａに映像を表示する。また、光源５０が非発光の場合には、外光Ｌ２を照明光として液晶表示パネル２０の表示面２１ａに映像を表示する。

光源５０は、光学シート３０に対して、液晶表示パネル２０の表示面２１ａと反対側（観察者側）且つ第１方向ｄ１の一側（図１の紙面における上側）に配置されている。したがって、光源５０から出射した光Ｌ１は、光学シート３０の法線方向ｎｄから第１方向ｄ１の一側に大きく傾斜した方向から、光学シート３０とりわけ単位プリズム４０の入光面４２に入射する。

また、表示装置１０を、液晶表示パネル２０のパネル面及び光学シート３０のシート面が鉛直方向と平行をなし、第１方向ｄ１の一側が上方となるようにして、すなわち表示装置１０を立てた状態で設置した場合、又は、表示装置１０を立てた状態よりも所定の角度だけ傾斜した状態で設置した場合、太陽光又は上方に設置された照明からの照明光（外光）Ｌ２は、光学シート３０の法線方向ｎｄから第１方向ｄ１の一側に大きく傾斜した方向から、光学シート３０とりわけ単位プリズム４０の入光面４２に入射する。

入光面４２を介して単位プリズム４０内に入射した光Ｌ１，Ｌ２は、単位プリズム４０内を進み、反射面４４へ入射する。なお、光Ｌ１，Ｌ２は、入光面４２から単位プリズム４０内に入射する際に、単位プリズム４０と、単位プリズム４０に隣接する層、例えば空気層、との屈折率差に起因して、入光面４２において屈折する。ただし、図４においては入光面４２における光Ｌ１，Ｌ２の屈折の図示は省略している。

反射面４４へ入射した光Ｌ１，Ｌ２は、反射面４４において反射し、その光路が液晶表示パネル２０側へと曲げられる。とりわけ単位プリズム４０と、単位プリズム４０に隣接する層、例えば空気層、との屈折率差に起因して、反射面４４において全反射する。その後、光Ｌ１，Ｌ２は、光学シート３０を第１面３１ａ側から第２面３１ｂ側へ透過し、さらに接合層１８を透過して、液晶表示パネル２０へ表示面２１ａから入射する。

液晶表示パネル２０へ入射した光Ｌ１，Ｌ２は、例えば、液晶表示パネル２０の偏光板、カラーフィルター及び液晶層を透過して反射板で反射され、再度、液晶層、カラーフィルター及び偏光板を透過して、液晶表示パネル２０の表示面２１ａから光学シート３０側へ出射する。このとき、液晶表示パネル２０の表示面２１ａには映像が表示される。すなわち、液晶表示パネル２０の表示面２１ａから出射した光Ｌ１，Ｌ２は、映像光として光学シート３０側へ出射する。液晶表示パネル２０から接合層１８を介して光学シート３０に入射した映像光Ｌ１，Ｌ２は、光学シート３０を第２面３１ｂ側から第１面３１ａ側へ透過し、第１面３１ａ側から観察者側へ向けて出射する。さらにカバー部材１２を第２面１３ｂ側から第１面１３ａ側へ透過して、カバー部材１２の第１面１３ａ（出光面１１ａ）から出射した映像光Ｌ１，Ｌ２を観察者が視認することにより、表示装置１０で表示された映像が観察される。

ここで、光学シート３０は、第１方向ｄ１に隣り合う二つの単位プリズム４０の間に、本体部３２のシート面と平行をなす平坦面４６を有している。また、光学シート３０の第１面３１ａは、単位プリズム４０の入光面４２及び反射面４４並びに平坦面４６から構成されている。そして、図４に示された例では、液晶表示パネル２０から光学シート３０に入射した映像光Ｌ１，Ｌ２の多くは、光学シート３０の第１面３１ａにおける平坦面４６から出射する。これにより、光学シート３０から観察者側へ向けて出射する映像光を、光学シート３０の第１面３１ａ側に突出した単位プリズム４０の存在に起因して意図しない屈折を生じることなく、観察者側へ出射させることができる。したがって、液晶表示パネル２０の表示面２１ａに表示された映像の解像度やコントラストの低下を、効果的に抑制することができる。

従来、液晶表示パネルの法線方向に対して比較的大きな角度を有して液晶表示パネルに入射した光の多くは、液晶表示パネルの表面（表示面）で反射してしまい、映像光として利用できなかった。したがって、照明光を液晶表示パネルの法線方向に対して比較的大きな角度を有して液晶表示パネルに入射させた場合、この液晶表示パネルに表示される映像は暗くなり、解像度やコントラストも低下していた。すなわち、液晶表示パネルに表示された映像の視認性が低下していた。これを防止するためには、照明光が液晶表示パネルの法線方向に対して比較的小さな角度で入射するように、光源を液晶表示パネルの法線方向に沿って、液晶表示パネルから離間させて配置する必要があり、これにより表示装置が大型化するという問題があった。場合によっては、光源を表示装置と別体に設けることになり、装置全体の構造が複雑化するという問題もあった。

図１〜図４に示された表示装置１０では、光学シート３０の複数の単位プリズム４０により、液晶表示パネル２０の法線方向ｎｄに対して比較的大きな角度を有して光学シート３０に入射した照明光Ｌ１，Ｌ２の進行方向を曲げ、液晶表示パネル２０の法線方向ｎｄに対して比較的小さな角度を有して入射させることができる。これにより、液晶表示パネル２０の法線方向ｎｄに対して比較的大きな角度を有して入射する照明光の映像光としての利用効率を向上させることができる。したがって、照明光が液晶表示パネル２０の法線方向ｎｄに対して比較的大きな角度を有して入射する場合における、液晶表示パネル２０に表示される映像の視認性を効果的に向上させることができる。また、表示装置１０の光源５０を、液晶表示パネル２０の法線方向ｎｄに沿って、液晶表示パネル２０に近づけて配置することが可能となり、表示装置１０を小型化、薄型化することができる。

本実施の形態の表示装置１０は、表示面２１ａを有する反射型液晶表示パネル２０と、表示面２１ａと対向して配置された光学シート３０と、光源５０と、を備え、光学シート３０は、シート状の本体部３２と、本体部３２の表示面２１ａと反対側に設けられた複数の単位プリズム４０であって本体部３２のシート面に平行な第１方向ｄ１に配列された複数の単位プリズム４０と、を有し、各単位プリズム４０は、第１方向ｄ１の一側に配置された入光面４２と、第１方向ｄ１の他側に配置された反射面４４と、を有し、光源５０は、光学シート３０に対して、表示面２１ａと反対側且つ第１方向ｄ１の一側に配置されている。

このような表示装置１０によれば、光学シート３０が複数の単位プリズム４０を有していることにより、液晶表示パネル２０の法線方向ｎｄに対して比較的大きな角度を有して光学シート３０に入射した照明光Ｌ１，Ｌ２の進行方向を曲げて液晶表示パネル２０へ入射させ、液晶表示パネル２０の照明光として利用することができる。このとき、液晶表示パネル２０から観察側へ出射する映像光を、第１方向ｄ１に隣り合う二つの単位プリズムの間となる領域を透過させることができる。これにより、光学シート３０の第１面３１ａ側に突出した単位プリズム４０の存在に起因して意図しない屈折を生じることなく、映像光を観察者側へ出射させることができる。したがって、液晶表示パネル２０の表示面２１ａに表示された映像の解像度やコントラストの低下を、効果的に抑制することができる。すなわち、表示装置１０の映像の視認性を効果的に向上させることができる。

また、このような表示装置１０によれば、光学シート３０の複数の単位プリズム４０により、液晶表示パネル２０の法線方向ｎｄに対して比較的大きな角度を有して光学シート３０に入射した照明光Ｌ１，Ｌ２の進行方向を曲げ、液晶表示パネル２０の法線方向ｎｄに対して比較的小さな角度を有して入射させることができる。これにより、液晶表示パネル２０の法線方向ｎｄに対して比較的大きな角度を有して入射する照明光の映像光としての利用効率を向上させることができる。したがって、照明光が液晶表示パネル２０の法線方向ｎｄに対して比較的大きな角度を有して入射する場合における、液晶表示パネル２０に表示される映像の視認性を効果的に向上させることができる。また、表示装置１０の光源５０を、液晶表示パネル２０の法線方向ｎｄに沿って、液晶表示パネル２０に近づけて配置することが可能となり、表示装置１０を小型化、薄型化することができる。

本実施の形態の表示装置１０では、光学シート３０は、第１方向ｄ１に隣り合う二つの単位プリズム４０の間に、本体部３２のシート面と平行をなす平坦面４６を有している。

このような表示装置１０によれば、液晶表示パネル２０から観察側へ出射する映像光を、第１方向ｄ１に隣り合う二つの単位プリズムの間に位置する平坦面４６から出射させることができる。これにより、光学シート３０から観察者側へ向けて出射する映像光を、光学シート３０の第１面３１ａ側に突出した単位プリズム４０の存在に起因して意図しない屈折を生じることなく、観察者側へ出射させることができる効果がより大きくなる。したがって、液晶表示パネル２０の表示面２１ａに表示された映像の解像度やコントラストの低下を、さらに効果的に抑制することができる。

本実施の形態の表示装置１０は、本体部３２の法線方向ｎｄ及び第１方向ｄ１の両方に平行な主切断面において、反射面４４は、第１方向ｄ１の一側から他側へ向かうにつれて表示面２１ａに近づく直線をなしている。

このような表示装置１０によれば、単位プリズム４０の反射面４４の形状が単純化され、光学シート３０の設計及び製造を簡単にすることができる。

本実施の形態の表示装置１０は、光学シート３０の表示面２１ａと反対側に配置されたカバー部材１２をさらに有する。

このような表示装置１０によれば、カバー部材１２により、ユーザーが光学シート３０に触れることを防止することができ、光学シート３０を効果的に保護することができる。また、表示装置１０内に塵埃等の異物が入り込むことを防止することもでき、塵埃等に起因する表示装置１０の不具合の発生を防止することができる。さらに、表示装置１０の出光面１１ａを平坦面とすることができるので、第１面３１ａ上に凹凸形状を有している光学シート３０が表示装置１０の表面に露出している場合と比較して、清掃作業が簡単になる。

なお、上述した実施の形態に対して様々な変更を加えることが可能である。以下、図面を適宜参照しながら、変形例について説明する。以下の説明および以下の説明で用いる図面では、上述した実施の形態と同様に構成され得る部分について、上述の実施の形態における対応する部分に対して用いた符号と同一の符号を用いることとし、重複する説明を省略する。

光学シート３０の一変形例について、図５を参照して説明する。図５は、図４に対応する、液晶表示パネル２０及び光学シート３０の部分断面図であって、本変形例に係る光学シート３０の単位プリズム４０について説明するための図である。

図５に示された例では、本体部３２の法線方向ｎｄ及び第１方向ｄ１の両方に平行な主切断面において、反射面４４は、第１方向ｄ１の一側（図５の紙面における上側）に配置された第１反射面４４ａと、第１反射面４４ａの第１方向ｄ１の他側（図５の紙面における下側）に配置された第２反射面４４ｂと、を有している。第１反射面４４ａは、第１方向ｄ１の一側から他側へ向かうにつれて表示面２１ａに近づく平面で構成されている。また、第２反射面４４ｂも、第１方向ｄ１の一側から他側へ向かうにつれて表示面２１ａに近づく平面で構成されている。したがって、主切断面において、第１反射面４４ａ及び第２反射面４４ｂは、いずれも第１方向ｄ１の一側から他側へ向かうにつれて表示面２１ａに近づく直線をなしている。また、主切断面において、第２反射面４４ｂが本体部３２の法線方向ｎｄに対してなす角度θ_３は、第１反射面４４ａが本体部３２の法線方向ｎｄに対してなす角度θ_２よりも大きくされている。

このような表示装置１０によれば、入光面４２を介して単位プリズム４０内に入射した光を、本体部３２の法線方向ｎｄに対してなす角度が互いに異なる第１反射面４４ａ及び第２反射面４４ｂにより、より広い角度範囲に反射することができる。これにより、一つの単位プリズム４０から液晶表示パネル２０へ向かう照明光で液晶表示パネル２０の広い範囲を照明することができる。すなわち、液晶表示パネル２０の各領域をより均一に照明することができる。したがって、液晶表示パネル２０の表示面２１ａに表示された映像の解像度やコントラストを効果的に向上させることができる。

なお、図５では、反射面４４が、第１方向ｄ１の一側に配置された第１反射面４４ａと、第１反射面４４ａの第１方向ｄ１の他側に配置された第２反射面４４ｂと、の二つの反射面を有したものを示したが、これに限られない。反射面４４は、三つ以上の反射面で構成されてもよい。例えば、第２反射面４４ｂの第１方向ｄ１の他側に第３反射面を配置し、反射面４４が、第１反射面４４ａ、第２反射面４４ｂ及び第３反射面の三つの反射面で構成されるようにしてもよい。この場合、第１方向ｄ１に隣り合う二つの反射面において、第１方向ｄ１の他側にある反射面が本体部３２の法線方向ｎｄに対してなす角度が、第１方向ｄ１の一側にある反射面が本体部３２の法線方向ｎｄに対してなす角度よりも大きくされていることが好ましい。

光学シート３０の他の変形例について、図６を参照して説明する。図６は、図４に対応する、液晶表示パネル２０及び光学シート３０の部分断面図であって、本変形例に係る光学シート３０の単位プリズム４０について説明するための図である。

図６に示された例では、本体部３２の法線方向ｎｄ及び第１方向ｄ１の両方に平行な主切断面において、反射面４４は、第１方向ｄ１の一側（図６の紙面における上側）から他側（図６の紙面における下側）へ向かうにつれて表示面２１ａに近づく曲線をなしている。反射面４４への接線Ｌ_ｔが本体部３２の法線方向ｎｄに対してなす角度θ_４は、接線Ｌ_ｔの反射面４４への接点Ｐが第１方向ｄ１の一側から他側へ向かうにつれて大きくなっている。

このような表示装置１０によれば、入光面４２を介して単位プリズム４０内に入射した光を、各点Ｐにおける接線Ｌ_ｔが本体部３２の法線方向ｎｄに対してなす角度が互いに異なっている曲面で構成された反射面４４により、より広い角度範囲により均一に反射することができる。これにより、一つの単位プリズム４０から液晶表示パネル２０へ向かう照明光で液晶表示パネル２０の広い範囲をより均一に照明することができる。すなわち、液晶表示パネル２０の各領域をさらに均一に照明することができる。したがって、液晶表示パネル２０の表示面２１ａに表示された映像の解像度やコントラストをさらに効果的に向上させることができる。

他の変形例として、本体部３２の法線方向ｎｄ及び第１方向ｄ１の両方に平行な主切断面において、反射面４４が、直線と曲線の組み合わせや、折れ線と曲線の組み合わせで構成されていてもよい。

１０ 表示装置
１１ａ 出光面
１２ カバー部材
１３ａ 第１面
１３ｂ 第２面
１５ 筐体
１８ 接合層
２０ 液晶表示パネル
２１ａ 表示面
３０ 光学シート
３１ａ 第１面
３１ｂ 第２面
３２ 本体部
３３ａ 第１面
３３ｂ 第２面
４０ 単位プリズム
４２ 入光面
４４ 反射面
４４ａ 第１反射面
４４ｂ 第２反射面
４６ 平坦面

Claims (6)

1. 表示面を有する反射型液晶表示パネルと、前記表示面と対向して配置された光学シートと、光源と、を備えた表示装置であって、
   前記光学シートは、シート状の本体部と、前記本体部の前記表示面と反対側に設けられた複数の単位プリズムであって前記本体部のシート面に平行な第１方向に配列された複数の単位プリズムと、を有し、
   各単位プリズムは、前記第１方向の一側に配置された入光面と、前記第１方向の他側に配置された反射面と、を有し、
   前記光源は、前記光学シートに対して、前記表示面と反対側且つ前記第１方向の前記一側に配置されている、表示装置。
2. 前記光学シートは、前記第１方向に隣り合う二つの前記単位プリズムの間に、前記本体部のシート面と平行をなす平坦面を有している、請求項１に記載の表示装置。
3. 前記本体部の法線方向及び前記第１方向の両方に平行な主切断面において、前記反射面は、前記第１方向の前記一側から前記他側へ向かうにつれて前記表示面に近づく直線をなしている、請求項１又は２に記載の表示装置。
4. 前記本体部の法線方向及び前記第１方向の両方に平行な主切断面において、前記反射面は、前記第１方向の一側に配置された第１反射面と、前記第１反射面の前記第１方向の前記他側に配置された第２反射面と、を有し、前記第１反射面及び前記第２反射面は、いずれも前記第１方向の前記一側から前記他側へ向かうにつれて前記表示面に近づく直線をなし、前記第２反射面が前記本体部の法線方向に対してなす角度は、前記第１反射面が前記本体部の法線方向に対してなす角度よりも大きい、請求項１又は２に記載の表示装置。
5. 前記本体部の法線方向及び前記第１方向の両方に平行な主切断面において、前記反射面は、前記第１方向の前記一側から前記他側へ向かうにつれて前記表示面に近づく曲線をなし、前記反射面への接線が前記本体部の法線方向に対してなす角度は、前記接線の前記反射面への接点が前記第１方向の一側から前記他側へ向かうにつれて大きくなる、請求項１又は２に記載の表示装置。
6. 前記光学シートの前記表示面と反対側に配置されたカバー部材をさらに有する、請求項１〜５のいずれかに記載の表示装置。

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