JP2020038279A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ゴーストの抑制と画質とを両立可能な表示装置を提供する。【解決手段】表示装置は、光を発する光源６１と、光を一面側から受けて他面側に透過可能に設けられた表示部２と、光源６１から表示部２の一面側に延出して光を表示部２側に反射する導光部材７００とを備え、表示部２は、Ｘ−Ｙ平面に対して傾斜し、導光部材７００は、光の出射口に縁取られる出射面７０１がＸ−Ｙ平面に対して傾斜し、光軸に対する表示部２の傾斜方向と出射面７０１の傾斜方向は同じである。【選択図】図５

Description

本発明は、表示装置に関する。

ガラス等の透光性を有する部材に対して画像を投影する所謂ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ：Head Up Display）が知られている（例えば、特許文献１）。

特開２０１４−１７８３６８号公報

ＨＵＤは、光源からの光を表示パネルに透過させて画像を投影する。しかしながら、表示パネルは、出射面側から入射した光を反射することがある。光源からの光と反射光とが重複すると、同一の画像が多重に投影されることによるゴーストとして視認されることがある。

光源からの光と反射光との重複を抑制するため、光源からの光の出射方向に対して表示パネルを傾斜させて配置する方法がある。しかしながら、単に光源からの光の出射方向に対して表示パネルを傾斜させるだけでは、画像に輝度ムラ及び傾斜方向の歪みが生じ、画質が低下するという問題がある。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたもので、ゴーストの抑制と画質とを両立可能な表示装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、表示装置は、光を発する光源と、前記光を一面側から受けて他面側に透過可能に設けられた表示パネルと、前記光源から前記表示パネルの前記一面側に延出して前記光を前記表示パネル側に反射する導光部材とを備え、前記表示パネルは、前記光の光軸に直交する直交面に対して傾斜し、前記導光部材は、前記光の出射口に縁取られる出射面が前記直交面に対して傾斜し、前記光軸に対する前記表示パネルの傾斜方向と前記光軸に対する前記出射面の傾斜方向は同じである。

図１は、実施形態による表示装置の主要構成を示す概略図である。 図２は、表示部のシステム構成例を表すブロック図である。 図３は、表示部の画素を駆動する駆動回路の構成例を示す回路図である。 図４は、ローカルディミングが可能な表示装置の模式図である。 図５は、表示部、光源部、導光部及び拡散板の態様及び配置を示す図である。 図６は、導光部の斜視図である。 図７は、導光部のＸ−Ｚ平面図である。 図８は、導光部のＸ−Ｙ平面図である。 図９は、図８のＪ−Ｊ断面図である。 図１０は、図８のＫ−Ｋ断面図である。 図１１は、導光部材のＹ−Ｚ平面図である。 図１２は、導光部材のＸ−Ｚ平面図である。 図１３は、導光部材のＸ−Ｚ平面図である。 図１４は、光源の斜視図である。 図１５は、表示部の板面、出射面及び拡散板の板面の角度と、表示装置が出力する画像の形状及び輝度分布との関係を示す模式的な説明図である。

以下に、本発明の各実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。

図１は、実施形態による表示装置１の主要構成を示す概略図である。表示装置１は、例えば、光源装置として機能する光源部６、光源部６からの光Ｌを光源として画像を出力する表示部２、表示部２と光源部６との間に設けられる拡散板９等を有する。光源部６から発せられた光Ｌは、拡散板９により拡散されて表示部２を経ることで一部又は全部が透過し、鏡Ｍ及びフロントガラスＦＧにより反射されてユーザＨに到達することで、ユーザＨの視界内で画像ＶＩとして認識される。すなわち、本実施形態の表示装置１は、鏡Ｍ、フロントガラスＦＧを用いたヘッドアップディスプレイ（Head-Up Display：ＨＵＤ）として機能する。フロントガラスＦＧは、例えば車両のフロントガラスであるが、ユーザＨの視線上に位置する透光性を有する部材であればよい。

実施形態では、光源部６から板鏡Ｍ１に向かう光Ｌの光軸ＩＬ（図９等参照）に対して、表示部２及び拡散板９の板面は傾斜している。光軸ＩＬに対する表示部２の傾きによって、鏡Ｍを介して表示部２側に進入した外光ＳＬの光軸を光Ｌの光軸ＩＬと異なる方向に向けることができる。このため、外光ＳＬが表示部２に反射されて再び鏡Ｍを介してユーザＨに到達することによるゴーストの発生を抑制することができる。

なお、図１では、板鏡Ｍ１と凹面鏡Ｍ２を含む２つの鏡Ｍによって表示部２を通った後の光Ｌを導いているが、鏡Ｍの枚数は１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。

次に、表示部２について説明する。図２は、表示部２のシステム構成例を表すブロック図である。図３は、表示部２の画素Ｐｉｘを駆動する駆動回路の構成例を示す回路図である。本実施形態の表示部２は、光Ｌを光源として画像を出力する透過型の液晶ディスプレイである。表示部２は、例えば透過型の液晶ディスプレイであり、画像出力パネルと、駆動素子３、例えば、ＤＤＩＣ（Display Driver Integrated Circuit）を備えている。

画像出力パネルは、例えば、透光性絶縁基板、例えばガラス基板と、ガラス基板の表面にあり、液晶セルを含む画素Ｐｉｘがマトリクス状（行列状）に多数配置されてなる表示領域２１を有する。画素Ｐｉｘは、複数の副画素Ｖｐｉｘを含む（図３参照）。ガラス基板は、能動素子（例えば、トランジスタ）を含む多数の画素回路がマトリクス状に配置形成される第１の基板と、この第１の基板と所定の間隙をもって対向して配置される第２の基板とによって構成される。第１の基板と第２の基板との間隙は、第１の基板上の各所に配置形成されるフォトスペーサによって所定の間隙に保持される。そして、これら第１の基板及び第２の基板間に液晶が封入される。なお、図２に示す各部の配置及び大きさは模式的なものであり、実際の配置等を反映したものでない。

表示領域２１は、液晶層を含む副画素ＶｐｉｘがＭ行×Ｎ列に配置されたマトリクス（行列状）構造を有している。なお、この明細書において、行とは、一方向に配列されるＮ個の副画素Ｖｐｉｘを有する画素行をいう。また、列とは、行が延在する方向と直交する方向に配列されるＭ個の副画素Ｖｐｉｘを有する画素列をいう。そして、ＭとＮとの値は、垂直方向の解像度と水平方向の解像度に応じて定まる。表示領域２１には、副画素ＶｐｉｘのＭ行Ｎ列の配列に対して、Ｈ方向に沿って行毎に走査線２４_１，２４_２，２４_３，…，２４_Ｍが配線され、Ｖ方向に沿って列毎に信号線２５_１，２５_２，２５_３，…，２５_Ｎが配線されている。以後、本実施形態においては、走査線２４_１，２４_２，２４_３，…，２４_Ｍを代表して走査線２４のように表記し、信号線２５_１，２５_２，２５_３，…，２５_Ｎを代表して信号線２５のように表記することがある。また、本実施形態においては、走査線２４_１，２４_２，２４_３，…，２４_Ｍの任意の３本の走査線を、走査線２４_ｍ，２４_ｍ＋１，２４_ｍ＋２（ただし、ｍは、ｍ≦Ｍ−２を満たす自然数）のように表記し、信号線２５_１、２５_２、２５_３，…，２５_Ｎの任意の３本の信号線を、信号線２５_ｎ，２５_ｎ＋１，２５_ｎ＋２（ただし、ｎは、ｎ≦Ｎ−２を満たす自然数）のように表記する。

駆動素子３は、例えばＣＯＧ（Chip On Glass）によって画像出力パネルのガラス基板上に実装された回路である。駆動素子３は、図示しないフレキシブルプリント基板（Flexible Printed Circuits：ＦＰＣ）を介して制御部１００と接続されている。制御部１００は、表示部２及び光源部６の動作制御を行う回路である。具体的には、制御部１００は、例えば表示制御部１０１及び光源制御部１０２として機能する。表示制御部１０１は、画素Ｐｉｘを構成する複数の副画素Ｖｐｉｘを個別に駆動するための画素信号を出力する。画素信号は、例えば、後述する赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）、白（Ｗ）の個々の階調値を組み合わせた信号であるが、画素信号を構成する階調値と対応付けられる色の種類及び色数は、任意である。また、表示制御部１０１は、光源制御部１０２に制御された光源６１の発光量に基づいて複数の画素のうち一部又は全部の出力階調値を制御する機能を有する。光源制御部１０２は、表示部２の表示出力内容に基づいて光源６１の動作を制御する。具体的には、光源制御部１０２は、光源部６を構成する複数の光源６１の動作を個別に制御する。また、制御部１００は、表示部２の動作に係り用いられる各種の信号（例えば、マスタークロック、水平同期信号、垂直同期信号等）を出力する機能を有していてもよい。係る各種の信号を出力する構成は、別個設けられてもよい。

本実施形態では、光源制御部１０２は、１フレーム前の表示制御部１０１が出力した画素信号に基づいて複数の光源６１の動作を制御する所謂１フレーム遅延制御が採用されている。係る１フレーム遅延制御によって、画素信号と同一フレームで複数の光源６１の動作を制御しようとした場合に必要になる画素信号の保持のためのバッファを省略することができる。なお、バッファを設けて画素信号と同一フレームで複数の光源６１の動作を制御するようにしてもよい。

また、表示部２は、図示しない外部入力電源等と接続されている。当該外部入力電源から表示部２の動作に必要な電力が供給されている。

より具体的には、駆動素子３は、例えば制御部１００から与えられる各種の信号に応じて表示部２を動作させる。制御部１００は、例えば、マスタークロック、水平同期信号、垂直同期信号、画素信号、光源部６の駆動命令信号等を駆動素子３に出力する。駆動素子３は、これらの信号等に基づいてゲートドライバ及びソースドライバとして機能する。なお、ゲートドライバ又はソースドライバの一方、あるいは、その両方を、後述の薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor：ＴＦＴ）を用いて基板上に形成してもよい。その場合は、当該ゲートドライバ又はソースドライバの一方あるいはその両方を、駆動素子３に電気的に接続すればよい。また、ソースドライバとゲートドライバは、それぞれ別の駆動素子３に電気的に接続されていてもよいし、同じ駆動素子３に接続されていてもよい。

ゲートドライバは、垂直同期信号及び水平同期信号に同期して水平同期信号に応じた１水平期間単位でデジタルデータをラッチする。ゲートドライバは、ラッチされた１ライン分のデジタルデータを垂直走査パルスとして順に出力し、表示領域２１の走査線２４（走査線２４_１，２４_２，２４_３，…，２４_Ｍ）に与えることによって副画素Ｖｐｉｘを行単位で順次選択する。ゲートドライバは、例えば、行方向について、走査線２４_１，２４_２，…の表示領域２１の一方端側から他方端側へ順にデジタルデータを出力する。また、ゲートドライバは、行方向について、走査線２４_Ｍ，…の表示領域２１の他方端側から一方端側へ順にデジタルデータを出力することもできる。

ソースドライバには、例えば、画素信号に基づいて生成された画素駆動用のデータが与えられる。ソースドライバは、ゲートドライバによる垂直走査によって選択された行の副画素Ｖｐｉｘに対して、副画素毎に、若しくは複数副画素毎に、或いは全副画素一斉に、信号線２５（信号線２５_１，２５_２，２５_３，…，２５_Ｎ）を介して画素駆動用のデータを書き込む。

液晶ディスプレイの駆動方式として、ライン反転、ドット反転、フレーム反転などの駆動方式が知られている。ライン反転は、１ライン（１画素行）に相当する１Ｈ（Ｈは水平期間）の時間周期で映像信号の極性を反転させる駆動方式である。ドット反転は、交差する二方向（例えば、行列方向）について互いに隣接する副画素毎に映像信号の極性を交互に反転させる駆動方式である。フレーム反転は、１画面に相当する１フレーム毎に全ての副画素Ｖｐｉｘに書き込む映像信号を一度に同じ極性で反転させる駆動方式である。表示部２は、上記の各駆動方式のいずれを採用することも可能である。

本実施形態に係る説明では、Ｍ本の走査線２４_１，２４_２，２４_３，…，２４_Ｍの各々を包括して扱う場合、走査線２４と記載することがある。図３における走査線２４_ｍ、２４_ｍ＋１、２４_ｍ＋２は_、Ｍ本の走査線２４_１，２４_２，２４_３，…，２４_Ｍの一部である。また、Ｎ本の信号線２５_１，２５_２，２５_３，…，２５_Ｎの各々を包括して扱う場合、信号線２５と記載することがある。図３における信号線２５_ｎ、２５_ｎ＋１、２５_ｎ＋２は、Ｎ本の信号線２５_１，２５_２，２５_３，…，２５_Ｎの一部である。

表示領域２１には、副画素ＶｐｉｘのＴＦＴ素子Ｔｒに画素信号を供給する信号線２５、各ＴＦＴ素子Ｔｒを駆動する走査線２４等の配線が形成されている。このように、信号線２５は、上述したガラス基板の表面と平行な平面に延在し、副画素Ｖｐｉｘに画像を出力するための画素信号に基づいて生成された画素駆動用のデータを供給する。副画素Ｖｐｉｘは、ＴＦＴ素子Ｔｒ及び液晶素子ＬＣを備えている。ＴＦＴ素子Ｔｒは、薄膜トランジスタにより構成されるものであり、この例では、ｎチャネルのＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）型のＴＦＴで構成されている。ＴＦＴ素子Ｔｒのソース又はドレインの一方は信号線２５に接続され、ゲートは走査線２４に接続され、ソース又はドレインの他方は液晶素子ＬＣの一端に接続されている。液晶素子ＬＣは、一端がＴＦＴ素子Ｔｒのソース又はドレインの他方に接続され、他端が共通電極ＣＯＭに接続されている。共通電極ＣＯＭには、図示しない駆動電極ドライバによって駆動信号が印加されている。駆動電極ドライバは、駆動素子３の一構成であってもよいし、独立した回路であってもよい。

副画素Ｖｐｉｘは、走査線２４により、表示領域２１の同じ行に属する他の副画素Ｖｐｉｘと互いに接続されている。走査線２４は、ゲートドライバと接続され、ゲートドライバから走査信号の垂直走査パルスが供給される。また、副画素Ｖｐｉｘは、信号線２５により、表示領域２１の同じ列に属する他の副画素Ｖｐｉｘと互いに接続されている。信号線２５は、ソースドライバと接続され、ソースドライバより画素信号が供給される。さらに、副画素Ｖｐｉｘは、共通電極ＣＯＭにより、表示領域２１の同じ列に属する他の副画素Ｖｐｉｘと互いに接続されている。共通電極ＣＯＭは、不図示の駆動電極ドライバと接続され、駆動電極ドライバより駆動信号が供給される。

ゲートドライバは、走査線２４を介して、副画素ＶｐｉｘのＴＦＴ素子Ｔｒのゲートに垂直走査パルスを印加することにより、表示領域２１にマトリクス状に形成されている副画素Ｖｐｉｘのうちの１行（１水平ライン）を画像出力の対象として順次選択する。ソースドライバは、画素信号を、信号線２５を介して、ゲートドライバにより順次選択される１水平ラインに含まれる副画素Ｖｐｉｘにそれぞれ供給する。そして、これらの副画素Ｖｐｉｘでは、供給される画素信号に応じて、１水平ラインの画像出力が行われるようになっている。

上述したように、表示部２は、ゲートドライバが走査線２４を順次走査するように駆動することにより、１水平ラインが順次選択される。また、表示部２は、１水平ラインに属する副画素Ｖｐｉｘに対して、ソースドライバが信号線２５を介して画素信号を供給することにより、１水平ラインずつ画像出力が行われる。この画像出力動作を行う際、駆動電極ドライバは、その１水平ラインに対応する共通電極ＣＯＭに対して駆動信号を印加するようになっている。

また、表示領域２１は、カラーフィルタを有する。カラーフィルタは、格子形状のブラックマトリクス７６ａと、開口部７６ｂと、を有する。ブラックマトリクス７６ａは、図３に示すように副画素Ｖｐｉｘの外周を覆うように形成されている。つまり、ブラックマトリクス７６ａは、二次元配置された副画素Ｖｐｉｘと副画素Ｖｐｉｘとの境界に配置されることで、格子形状となる。ブラックマトリクス７６ａは、光の吸収率が高い材料で形成されている。開口部７６ｂは、ブラックマトリクス７６ａの格子形状で形成されている開口であり、副画素Ｖｐｉｘに対応して配置されている。

開口部７６ｂは、３色（例えばＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青））、又は、４色の副画素Ｖｐｉｘに対応する色領域を含む。具体的には、開口部７６ｂは、例えば、第１の色、第２の色、第３の色の一形態である赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色に着色された色領域と、第４の色（例えば、白（Ｗ））の色領域とを含む。カラーフィルタは、開口部７６ｂに例えば赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色に着色された色領域を周期的に配列する。第４の色が白（Ｗ）である場合、この白（Ｗ）の開口部７６ｂに対してカラーフィルタによる着色は施されない。第４の色が他の色である場合、第４の色として採用された色がカラーフィルタにより着色される。本実施形態では、図３に示す各副画素ＶｐｉｘにＲ、Ｇ、Ｂの３色の色領域と第４の色（例えばＷ）との計４色が１組として画素Ｐｉｘとして対応付けられている。本実施形態における１つの画素に対する画素信号は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）及び第４の色（白（Ｗ））の副画素Ｖｐｉｘを有する１つの画素Ｐｉｘの出力に対応する画素信号である。本実施形態の説明では、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）、白（Ｗ）を単にＲ，Ｇ，Ｂ，Ｗと記載することがある。なお、画素Ｐｉｘが２色以下又は５色以上の副画素Ｖｐｉｘを含む場合は、色数に応じたデジタルデータを画像の元データに基づいて供給すればよい。

なお、カラーフィルタは、異なる色に着色されていれば、他の色の組み合わせであってもよい。一般に、カラーフィルタは、緑（Ｇ）の色領域の輝度が、赤（Ｒ）の色領域及び青（Ｂ）の色領域の輝度よりも高い。また、第４の色が白（Ｗ）である場合に、カラーフィルタに光透過性の樹脂を用いて白色としてもよい。

表示領域２１は、正面に直交する方向からみた場合、走査線２４と信号線２５がカラーフィルタのブラックマトリクス７６ａと重なる領域に配置されている。つまり、走査線２４及び信号線２５は、正面に直交する方向からみた場合、ブラックマトリクス７６ａの後ろに隠されることになる。また、表示領域２１は、ブラックマトリクス７６ａが配置されていない領域が開口部７６ｂとなる。

図４は、ローカルディミングが可能な表示装置の模式図である。ローカルディミングが可能な表示装置は、表示する画像に応じて光の透過率を変更可能な表示パネルＰと、複数の光源ＬＭと、複数のリフレクターＲとを備える。表示パネルＰの表示面側から見て、表示面の反対側（背面側）に配置される。複数の光源ＬＭは、二次元マトリクス状に並べられる。複数の光源ＬＭは、個別に光を表示パネルＰに照射する。リフレクターＲは、複数の光源ＬＭの各々に設けられる。リフレクターＲは、光源ＬＭ側から表示パネルＰ側に向かって末広がりの形状を有する筒状の部材である。リフレクターＲの筒の一端側には光源ＬＭが配置され、他端側には表示パネルＰが配置されている。リフレクターＲは、内面で光源ＬＭの光を反射して表示パネルＰ側に導く。

複数のリフレクターＲは、複数の光源ＬＭと同様に表示パネルＰの背面側において二次元マトリクス状に設けられている。複数のリフレクターＲは、一体的に形成されることでリフレクターユニットＲＵを構成する。

図５は、表示部２、光源部６、導光部７及び拡散板９の態様及び配置を示す図である。以下の説明において、表示部２に照射される光Ｌの光軸ＩＬに沿う方向をＺ方向とする。また、Ｚ方向に直交する平面に沿う２方向の一方をＸ方向とし、他方向をＹ方向とする。Ｘ方向は、Ｈ方向と同一の方向である。Ｚ方向から見た平面視点において、Ｙ方向とＶ方向とは重なる。実施形態では、光軸ＩＬは、光源６１が有する基板６１２（図１４参照）の配置により定められる。具体的には、光源６１は、基板６１２の板面に設けられた発光素子（例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）６１ｌ）から、基板６１２に直交する方向を光軸ＩＬとして光Ｌが射出するよう設計されている。すなわち、基板６１２をＸ−Ｙ平面に沿うよう配置することで、光軸ＩＬがＺ方向に定まる。

実施形態の表示装置１は、リフレクターユニットＲＵとして機能する導光部７を備える。導光部７は、複数の導光部材７００を有する。導光部材７００は、リフレクターＲとして機能する。すなわち、導光部材７００は、光源６１から表示部２に向かって延出して光源６１からの光Ｌの光軸ＩＬの周囲を覆う筒状の部材として設けられる。導光部材７００は、光源６１からの光Ｌを内面で反射して表示部側に導く。図５では、光源６１から発せられた光の出射口の縁が形成する出射面７０１に沿って並ぶ４つの導光部材７００を例示している。図５等では、配置が異なる当該４つの導光部材７００を区別する目的で、導光部材７１１，７２１，７３１，７４１のように導光部材７００の列毎に符号を異ならせている。出射面７０１は、第１方向Ｉａに沿っている。第１方向Ｉａは、Ｙ方向に対して傾斜する。光源６１は、導光部材７００の一端に配置されている。導光部材７００の一端とは、出射面７０１の反対側の端部である。以下、導光部材７００の他端と記載した場合、出射面７０１側の端部をさす。光源６１が配置された導光部材７００の一端は、Ｘ−Ｙ平面に沿う。なお、光源６１は、光源ＬＭとして機能する。また、表示部２は、表示パネルＰとして機能する。

導光部７の一端側は、第１方向Ｉａに沿って並ぶ複数の導光部材７００の一端側が階段状の段差を形成している。図５では、導光部材７１１，７２１，７３１，７４１の順で、第１方向Ｉａに沿って並ぶ導光部材７００の一端の位置が光源６１の光の出射方向（上）側、すなわち他端側にずれている。すなわち、導光部材７２１の一端及び導光部材７２１に設けられた光源６１は、導光部材７１１の一端及び導光部材７１１に設けられた光源６１よりも他端側に位置する。導光部材７３１の一端及び導光部材７３１に設けられた光源６１は、導光部材７２１の一端及び導光部材７２１に設けられた光源６１よりも他端側に位置する。導光部材７４１の一端及び導光部材７４１に設けられた光源６１は、導光部材７３１の一端及び導光部材７３１に設けられた光源６１よりも他端側に位置する。

導光部７の一端側には、電力供給ユニット６２が設けられている。電力供給ユニット６２の導光部７側には、上述のように階段状の段差を形成するよう配置された複数の光源ＬＭに対応する階段状の段差が形成されている。複数の導光部材７００の各々の一端側に設けられた複数の光源６１は、電力供給ユニット６２の導光部７側の面と接続することで電力供給ユニット６２からの電力の供給及び制御部１００からの光量の制御を受ける。なお、図５では、電力供給ユニット６２と導光部７との間に隙間があるが、実際には当該隙間はない。すなわち、複数の導光部材７００の各々の一端側に設けられた複数の光源６１は、電力供給ユニット６２の導光部７側の段のいずれかに配置されている。各段の導光部７側の面である第１段６１１、第２段６２１、第３段６３１及び第４段６４１の導光部７側の面は、Ｘ−Ｙ平面に沿う。第１段６１１には、導光部材７１１に設けられた光源６１が載置される。第２段６２１には、導光部材７２１に設けられた光源６１が載置される。第３段６３１には、導光部材７３１に設けられた光源６１が載置される。第４段６４１には、導光部材７４１に設けられた光源６１が載置される。

導光部７の出射面７０１側には、表示部２及び拡散板９が配置されている。拡散板９は、表示部２と導光部７との間に介在する。表示部２の板面２０１は、第２方向Ｉｂに沿っている。拡散板９の板面９０１は、第３方向Ｉｃに沿っている。第２方向Ｉｂ及び第３方向Ｉｃは、Ｙ方向に対して傾斜する。実施形態では、第１方向Ｉａ、第２方向Ｉｂ及び第３方向ＩｃのＹ方向に対する傾斜方向及び傾斜角度は同じである。第１方向Ｉａ、第２方向Ｉｂ及び第３方向Ｉｃの少なくとも１つは、他の１つと異なってもよい。ただし、第２方向ＩｂのＹ方向に対する傾斜角度と第３方向ＩｃのＹ方向に対する傾斜角度との差は±２％の範囲内であることが望ましい。この「２％」は、一方（第２方向ＩｂのＹ方向に対する傾斜角度又は第３方向ＩｃのＹ方向に対する傾斜角度）を１００％とした場合の他方の比率である。

図６は、導光部７の斜視図である。図７は、導光部７のＸ−Ｚ平面図である。導光部７は、Ｘ方向に沿って並ぶ複数の導光部材７００を有する。図６及び図７では、導光部材７１１，７１２，７１３，７１４，７１５，７１６，７１７，７１８のようにＸ方向に並ぶ８つの導光部材７００が形成する導光部材７００の行を例示している。導光部材７１１と異なる列の導光部材７２１，７３１，７４１の各々の位置でも、導光部材７２１，…，７２８、導光部材７３１，…，７３８、導光部材７４１，…，７４８のように、Ｘ方向に並ぶ８つの導光部材７００が、導光部材７００の行を形成している。Ｘ方向に沿って並ぶ導光部材７００の数は７つ以下であってもよいし、９つ以上であってもよい。同様に、第１方向Ｉａに沿って並ぶ導光部材７００の数は３つ以下であってもよいし、５つ以上であってもよい。光源６１の数及び配置は、導光部材７００の数及び配置に対応する。

図５を参照して説明した出射面７０１は、行列方向に並ぶ複数の導光部材７００の他端の縁に沿う面である（図６及び図７参照）。上述のように、出射面７０１は第１方向Ｉａに沿い、Ｙ方向に対して傾斜している。図６では、第１方向ＩａのＹ方向に対する傾斜角度を角度θａとしている。角度θａは、例えば１３°であるが、この角度は一例であってこれに限られるものでなく、適宜変更可能である。

図８は、導光部７のＸ−Ｙ平面図である。図９は、図８のＪ−Ｊ断面図である。Ｊ−Ｊ断面は、導光部材７２１，…，７２８が形成する導光部材７００の行のＸ−Ｚ断面であるが、他の導光部材７００の行のＸ−Ｚ断面も同様である。図１０は、図８のＫ−Ｋ断面図である。Ｋ−Ｋ断面は、導光部材７１４，…，７４４が形成する導光部材７００の列のＹ−Ｚ断面であるが、他の導光部材７００の列のＹ−Ｚ断面も同様である。

導光部材７００は、反射部７５０を有する。反射部７５０は、導光部材７００が形成する筒の内面を被覆する。反射部７５０は、光源６１からの光Ｌの反射率をより高めるために設けられる。反射部７５０は、実施形態における導光部材７００の素材である樹脂よりも光Ｌの反射率が高い部材であればよい。例えば、反射部７５０は、導光部材７００の内面に貼り付けられたシート状の反射部材であってもよいし、導光部材７００の内面に塗布、蒸着等の方法で固着された金属又は化合物であってもよいし、他の方法で導光部材７００の内側に設けられた部材であってもよい。

反射部７５０は、Ｙ方向に対向する第１内面部７５１と第２内面部７５２及びＸ方向に対向する第３内面部７５３と第４内面部７５４を含む。第２内面部７５２は、第１内面部７５１に比してＺ方向の延設長が長い。第１内面部７５１と第２内面部７５２のＺ方向の延設長の差は、第２内面部７５２側から第１内面部７５１に向かって上る方向の第１方向Ｉａに対応して決定される。第３内面部７５３と第４内面部７５４は、Ｙ方向に線対称である。すなわち、第３内面部７５３の一端側と第４内面部７５４の一端側とを結ぶ直線は、Ｘ方向に沿う。また、第３内面部７５３の他端側と第４内面部７５４の他端側とを結ぶ直線は、Ｘ方向に沿う。また、第１内面部７５１の他端側と第２内面部７５２の他端側とを結ぶ直線は、Ｘ方向に沿う。

実施形態における第１内面部７５１と第２内面部７５２との継目、第２内面部７５２と第３内面部７５３との継目、第３内面部７５３と第４内面部７５４との継目及び第４内面部７５４と第１内面部７５１との継目は湾曲形状であるが、角を形成する継目であってもよく、具体的形状は適宜変更可能である。これらの継目の外周側に位置する導光部材７００の形状も同様である。

実施形態では、導光部材７００の素材である樹脂は、黒色の樹脂である。黒色の樹脂は、他の色の樹脂に比して光を吸収しやすい。このため、光源６１からの光Ｌが導光部材７００を透過して外部に漏れることを抑制することができる。

導光部材７００は、底部Ｂから先端部Ｔに向かって末広がりの形状を有する。すなわち、導光部材７００は、内面と光軸ＩＬとの距離が光源６１側（一端側）から出射面７０１側（他端側）に向かって大きくなる形状を有する。これは、光源６１からの光Ｌの光の反射方向をよりＺ方向に沿わせるための形状として機能することに加え、導光部材７００を射出成形する場合の抜き勾配としても利用可能である。また、導光部材７００の筒を形成する壁面のうち、相対的に他端側に位置する先端部Ｔの厚みは、相対的に一端側に位置する底部Ｂの厚みよりも薄い。これによって、底部Ｂに比して大きな筒状の枠体として形成される先端部Ｔにヒケが生じる可能性をより低減することができる。

図１１は、導光部材７００のＹ−Ｚ平面図である。図１２及び図１３は、導光部材７００のＸ−Ｚ平面図である。導光部材７００は、Ｙ方向に対向する第１壁面部７６１と第２壁面部７６２及びＸ方向に対向する第３壁面部７６３と第４壁面部７６４を含む。第２内面部７５２と第１内面部７５１との関係と同様、第２壁面部７６２のＺ方向の延設長Ｚ２は、第１壁面部７６１のＺ方向の延設長Ｚ１に比して長い。第１壁面部７６１と第２壁面部７６２のＺ方向の延設長の差は、第１方向Ｉａに対応して決定される。第３壁面部７６３と第４壁面部７６４は、第３内面部７５３と第４内面部７５４との関係と同様、Ｙ方向に線対称である。すなわち、第３壁面部７６３の一端側と第４壁面部７６４の一端側とを結ぶ直線は、Ｘ方向に沿う。また、第１壁面部７６１の一端側と第２壁面部７６２の一端側とを結ぶ直線は、Ｘ方向に沿う。すなわち、上述のように、導光部材７００の一端側は、Ｘ−Ｙ平面に沿う。また、第３壁面部７６３の他端側と第４壁面部７６４の他端側とを結ぶ直線は、Ｘ方向に沿う。なお、図１２は、第１壁面部７６１側から見た図である。また、図１３は、第２壁面部７６２側から見た図である。

図１１における第１壁面部７６１の第１中間部Ｐ３と、第２壁面部７６２の第１中間部Ｐ４とは、光軸ＩＬに対する距離が同じである。一方、導光部材７００の一端と第１中間部Ｐ３とのＺ方向の間隔Ｚ３と、導光部材７００の一端と第１中間部Ｐ３とのＺ方向の間隔Ｚ４とは異なる。図１１では、Ｚ４＞Ｚ３である。このため、第３壁面部７６３上に第１中間部Ｐ３と第１中間部Ｐ４とを結ぶ線を描いた場合、Ｚ方向に対して第１方向Ｉａと同じ方向の傾斜を有する線になる。これは、導光部材７００の一端側から他端側に向かって末広がりになる形状の曲率が、第１壁面部７６１と第２壁面部７６２とで異なることを示す。第１壁面部７６１の第２中間部Ｐ５と第２壁面部７６２の第２中間部Ｐ５との関係及び第１壁面部７６１の第３中間部Ｐ７と第２壁面部７６２の第３中間部Ｐ８との関係も、第１中間部Ｐ３と第１中間部Ｐ４の関係と同様である。このように、導光部材７００は、光軸ＩＬに直交する位置で対向する部分の曲率が均一でない。

導光部材７００の内面に設けられる反射部７５０も、導光部材７００と同様、光軸ＩＬに直交する位置で対向する内面の曲率の不均一による曲率の差を有する。係る曲率の差は、一端−他端間の距離が第１内面部７５１と第２内面部７５２で異なることによる光Ｌの反射の差異を低減するように設けられる。すなわち、光軸ＩＬを挟んで第１内面部７５１側と第２内面部７５２側で出射口から発せられる光Ｌの輝度分布がより均一に近づくように曲率の差が設けられる。

なお、第１壁面部７６１の他端Ｐ１と、第２壁面部７６２の他端Ｐ２とは、光軸ＩＬに対する距離が等しい必要はない。光軸ＩＬは、第１壁面部７６１、第２壁面部７６２、第３壁面部７６３及び第４壁面部７６４の内面、すなわち、第１内面部７５１、第２内面部７５２、第３内面部７５３及び第４内面部７５４で囲まれる導光部材７００の他端の出射口の中心からＹ方向にずれた位置であってもよい。例えば、光軸ＩＬは、Ｚ方向に沿う線であって、他端Ｐ１と他端Ｐ２に対するＹ方向の距離が等しい線（中間線）よりも第１内面部７５１側にずれていてもよい。なお、Ｘ方向については、光軸ＩＬは、第３内面部７５３と第４内面部７５４とが線対称の関係になる線上に位置することが望ましい。

図１４は、光源６１の斜視図である。光源６１は、ＬＥＤ６１ｌと、基板６１２と、拡散部材６１３とを有する。ＬＥＤ６１ｌは、例えば白色の光を発する発光ダイオードである。ＬＥＤ６１ｌは、電力供給ユニット６２から供給される電力によって点灯し、光を発する。基板６１２は、ＬＥＤ６１ｌに接続される配線が実装された基板である。基板６１２は、電力供給ユニット６２の段のいずれかに載置されてＬＥＤ６１ｌと電力供給ユニット６２とを接続する。導光部材７００の一端と他端の位置関係を基準にすると、基板６１２は、ＬＥＤ６１ｌの一端側に位置する。ＬＥＤ６１ｌは、他端側に光を発する。拡散部材６１３は、ＬＥＤ６１ｌ及び基板６１２の他端側を覆うように設けられて透光性を有する導光材であり、拡散板９と同様の構成である。拡散部材６１３は、ＬＥＤ６１ｌからの光を面状に拡散させて他端側から出射する。

実施形態では、基板６１２及び拡散部材６１３のＸ−Ｙ平面形状は、Ｘ方向に沿って対向する２辺とＹ方向に沿って対向する他の２辺とを含む４辺を有する矩形状である。導光部材７００の一端における筒の内側の形状は、光源６１のＸ−Ｙ平面形状の外形に対応する。このように、光源６１は、矩形状の発光面を有する。また、導光部材７００は、Ｘ−Ｙ平面に沿う形状が当該発光面の四辺に沿う四辺（第１壁面部７６１、第２壁面部７６２、第３壁面部７６３、第４壁面部７６４）を有する形状である（図８参照）。

また、実施形態の基板６１２は、少なくとも他端側が黒色の基板である。すなわち、基板６１２は、少なくともＬＥＤ６１ｌが設けられている側の色が黒色である。このため、ＬＥＤ６１ｌからの光軸ＩＬが基板６１２を透過して一端側に漏れることを抑制することができる。基板６１２は、配線パターン等が積層される前の他端側の面が黒色であるだけでもよいし、一端側の面を含むより多くの範囲が黒色であってもよい。

図１４では、１つの光源６１に設けられたＬＥＤ６１ｌが１つであるが、１つの光源６１に複数のＬＥＤ６１ｌが設けられてもよい。

以下、実施形態の作用効果について、図１５を参照して説明する。図１５は、表示部２の板面２０１、出射面７０１及び拡散板９の板面９０１の角度と、表示装置が出力する画像の形状及び輝度分布との関係を示す模式的な説明図である。

図１５の実施例では、上述の実施形態のように、出射面７０１、板面２０１、板面９０１がそれぞれＹ方向に対して傾斜する第１方向Ｉａ、第２方向Ｉｂ、第３方向Ｉｃを与えられた状態で設けられている。このような実施例では、画像ＶＩは、全体的に明るさの偏りが特段生じない矩形の画像として視認される。

一方、図１５の比較例１では、板面２０１のみがＹ方向に対して傾斜する第２方向Ｉｂを与えられ、出射面７０１及び板面９０１がＹ方向に沿うよう設けられている。このような比較例１では、画像ＶＩは、板面２０１と板面９０１との距離が相対的に近い側に対応する画像の一辺が相対的に短く、板面２０１と板面９０１との距離が相対的に遠い側の対向辺が相対的に長い台形状の画像として視認される。すなわち、比較例１では、画像に歪みが生じる。

また、図１５の比較例２では、板面２０１がＹ方向に対して傾斜する第２方向Ｉｂを与えられ、板面９０１がＹ方向に対して傾斜する第３方向Ｉｃを与えられ、出射面７０１がＹ方向に沿うよう設けられている。このような比較例２では、画像ＶＩは、板面２０１と出射面７０１との距離が相対的に近い側に対応する画像の一辺側が相対的に明るく、板面２０１と出射面７０１との距離が相対的に遠い側の対向辺側が相対的に暗い画像として視認される。すなわち、比較例１では、画像の明るさに偏りが生じる。

なお、上述のように、導光部材７００は、光軸ＩＬに直交する位置で対向する内面の曲率が均一でない。この影響で、出射面７０１のＹ方向の中間線上に光軸が位置すると、輝度の偏りが生じる。具体的には、光軸ＩＬを挟んで第１壁面部７６１側から発せられる光の輝度が、第２壁面部７６２側から発せられる光の輝度に比して有意に高くなる。当該中間線に対して第２壁面部７６２側の位置（図１１の左側）に光軸ＩＬが位置する場合にも、同様の輝度の偏りが生じる。

そこで、光軸ＩＬの位置を当該中間線に対して第１壁面部７６１側（図１１の右側）にずらすことで、輝度の偏りの発生を抑制することができる。言い換えれば、光軸ＩＬの位置を、中間線を挟んで他端Ｐ１側（図１１の右側）にずらすことで、輝度の偏りの発生を抑制することができる。

以上、実施形態によれば、表示部２の板面２０１がＸ−Ｙ平面に対して傾斜している。このため、光源からの光と反射光とが重複して多重投影されることによるゴーストの発生を抑制することができる。また、導光部７の出射面７０１がＸ−Ｙ平面に対して傾斜している。また、Ｚ方向に沿う光軸ＩＬに対する板面２０１の傾斜方向と出射面７０１の傾斜方向が同じである。このため、全体的に明るさの偏りが特段生じない矩形の画像として視認される画像ＶＩを得ることができる。従って、実施形態によれば、ゴーストの抑制と画質とを両立することができる。

また、導光部材７００は、内面と光軸ＩＬとの距離が光源６１側から出射面７０１側に向かって大きくなる末広がりの形状を有し、光軸ＩＬに直交する位置で対向する内面の曲率が均一でない。このため、一端−他端間の距離が第１内面部７５１と第２内面部７５２で異なることによる光Ｌの反射の差異を、曲率の差異によって低減することができる。

また、光軸ＩＬは、中間線から所定方向にずれている。ここで、所定方向は、中間線を挟んで他端Ｐ１側と他端Ｐ２側のうち、第１方向Ｉａによって出射口の縁と光源６１との距離が相対的に短くなっている他端Ｐ１側に向かう方向（図１１の右側）である。これによって、一端−他端間の距離が第１内面部７５１と第２内面部７５２で異なることによる光Ｌの反射の差異をより低減することができる。

また、光源６１は、矩形状の発光面を有する。また、導光部材７００は、Ｘ−Ｙ平面に沿う形状が発光面の四辺に沿う四辺を有する形状である。これによって、矩形状の表示領域２１を有する表示部２を照明するのにより好適な光源部６を得ることができる。

また、光源６１及び導光部材７００は複数設けられる。導光部材７００は、光源６１毎に個別に設けられる。また、第１方向Ｉａに沿って並ぶ複数の光源６１は階段状に配置される。これによって、光源６１からの光Ｌの出射面をＸ−Ｙ平面に沿わせて光軸ＩＬをＺ方向に沿わせることと、第１方向Ｉａに沿う複数の光源６１の配置とを両立することができる。また、第１方向Ｉａに沿う方向のローカルディミングのための複数の光源６１の配置を実現することができる。

また、Ｘ方向に沿って複数の光源６１が並ぶ。これによって、Ｘ方向のローカルディミングのための複数の光源６１の配置を実現することができる。

また、導光部７と表示部２との間に配置されて光を拡散する拡散板９を備える。これによって、表示領域２１をより均一に照明することができる。

また、拡散板９は、Ｘ−Ｙ平面に対して表示部２と同じ傾斜方向に傾斜する。また、第２方向Ｉｂと第３方向ＩｃのＸ−Ｙ平面に対する角度差は±２％以内である。これによって、画像ＶＩにおける明るさの偏りの発生をより抑制することができる。

さらに、導光部材７００が黒色の樹脂からなる。このため、光源６１からの光Ｌが導光部材７００を透過して外部に漏れる光漏れを抑制することができる。すなわち、光漏れによる画質の低下を抑制することができる。

さらに、導光部材７００は、黒色の樹脂よりも光Ｌの反射率が高い部材で被覆された反射部７５０を有する。このため、黒色の樹脂による光漏れの抑制と、反射部７５０による光Ｌの誘導とを両立することができる。

さらに、導光部材７００は、先端部Ｔの厚みが底部Ｂよりも薄い。これによって、底部Ｂに比して大きな筒状の枠体として形成される先端部Ｔにヒケが生じる可能性をより低減することができる。

さらに、導光部７を構成する複数の導光部材７００は、同一形状である。このため、複数の導光部材７００を同一の金型等に基づいて製造し、複数の導光部材７００を組み合わせることで導光部７を形成することができる。従って、より容易に導光部７を製造可能になる。

なお、上記の実施形態はあくまで一例であり、本発明の技術的特徴を逸脱しない範囲内において適宜変更可能である。例えば、実施形態の表示部２は、カラー表示可能な表示パネルであるが、モノクロの表示パネルであってもよい。また、実施形態では、光源６１及び導光部材７００がマトリクス状に配置されているが、Ｘ方向又は第１方向Ｉａの一方に複数の光源６１及び導光部材７００が配置される構成であってもよいし、光源６１及び導光部材７００が１つであってもよい。

また、本実施形態において述べた態様によりもたらされる他の作用効果について本明細書記載から明らかなもの、又は当業者において適宜想到し得るものについては、当然に本発明によりもたらされるものと解される。

１ 表示装置
２ 表示部
６ 光源部
７ 導光部
９ 拡散板
６１ 光源
６１ｌ ＬＥＤ
６１２ 基板
６２ 電力供給ユニット
７００ 導光部材
７０１ 出射面
７５０ 反射部
Ｂ 底部
ＦＧ フロントガラス
ＩＬ 光軸
Ｌ 光
Ｍ 鏡
ＳＬ 外光
Ｔ 先端部
ＶＩ 画像

Claims (8)

1. 光を発する光源と、
   前記光を一面側から受けて他面側に透過可能に設けられた表示パネルと、
   前記光源から前記表示パネルの前記一面側に延出して前記光を前記表示パネル側に反射する導光部材とを備え、
   前記表示パネルは、前記光の光軸に直交する直交面に対して傾斜し、
   前記導光部材は、前記光の出射口に縁取られる出射面が前記直交面に対して傾斜し、
   前記光軸に対する前記表示パネルの傾斜方向と前記光軸に対する前記出射面の傾斜方向は同じである
   表示装置。
2. 前記導光部材は、内面と前記光軸との距離が前記光源側から前記一面側に向かって大きくなる形状を有し、前記光軸に直交する位置で対向する内面の曲率が均一でない
   請求項１に記載の表示装置。
3. 前記光軸は、矩形状の前記出射口の中心から所定方向にずれており、
   前記所定方向は、前記直交面に沿う方向であって、かつ、前記出射面の前記直交面に対する傾斜によって前記出射口の縁と前記光源との距離が相対的に短くなっている側に向かう方向である
   請求項１又は２に記載の表示装置。
4. 前記光源は、矩形状の発光面を有し、
   前記導光部材は、前記直交面に沿う形状が前記発光面の四辺に沿う四辺を有する形状である
   請求項１から３のいずれか一項に記載の表示装置。
5. 前記光源及び前記導光部材は複数設けられ、
   前記傾斜方向に並ぶ複数の前記光源は、前記傾斜方向に沿って階段状に配置され、
   前記導光部材は、前記光源毎に設けられる
   請求項１から４のいずれか一項に記載の表示装置。
6. 前記光軸及び前記傾斜方向に直交する方向に沿って複数の前記光源が並ぶ
   請求項５に記載の表示装置。
7. 前記導光部材と前記表示パネルとの間に配置されて前記光を拡散する拡散板を備える
   請求項１から６のいずれか一項に記載の表示装置。
8. 前記拡散板は、前記直交面に対して前記表示パネルと同じ傾斜方向に傾斜し、
   前記表示パネルの傾斜角度と前記拡散板の傾斜角度の前記直交面に対する角度差は±２％以内である
   請求項７に記載の表示装置。