JP5552204B2 - 表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、表示装置に関し、特に、第１の観察領域に第１の画像を提供し、第２の観察領域に第２の画像を提供する表示装置に関する。

従来より、テレビ受像機や情報機器等に搭載される表示装置として、表示用の液晶パネル（ＬＣＤ；Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ，以降、「ＬＣＤ」と略称する）を用いた液晶表示装置等が知られている。液晶表示装置等の表示装置に関しては、近年の情報機器等の多様化に伴い、第１の観察領域に第１の画像を提供し、第２の観察領域に第２の画像を提供する２画面表示が知られている。

次に、２画面表示を行う従来例に係る表示装置について、図面を参照して説明する。図５は、従来例に係る表示装置を説明する断面図である。図５に示すように、第１の画像を表示する第１の画素列１０Ａと第２の画像を表示する第２の画素列１０Ｂとが交互に配置されてなる表示パネル１０が配置されている。ここで、第１及び第２の画素列１０Ａ，１０Ｂは、例えば液晶層を備えた画素からなる。また、第１及び第２の画素列１０Ａ，１０Ｂの各画素間には、いわゆるブラックマトリクス１１が形成されている。そして、表示パネル１０の上方には、不図示のガラス基板等の透明基板を介して、遮光機能を有した金属もしくは樹脂等からなる遮光板４０が配置されている。遮光板４０は、第１の画素列１０Ａ及び第２の画素列１０Ｂに対して平行に交互に延びる遮光部４１及び開口部４２を備えている。

次に、上記構成により２画面表示が実現される仕組みについて説明する。図５に示すように、表示パネル１０の真正面の位置Ｃから左方向に離れた第１の観察領域Ａには、遮光板４０の開口部４２を通して第１の画素列１０Ａから第１の画像が提供される。このとき、第２の画素列１０Ｂの第２の画像は、遮光板４０の遮光部４１により遮られるため、第１の観察領域Ａには提供されない。

一方、表示パネル１０の真正面の位置Ｃから右方向に離れた第２の観察領域Ｂには、遮光板４０の開口部４２を通して第２の画素列１０Ｂから第２の画像が提供される。このとき、第１の画素列１０Ａの第１の画像は、遮光板４０の遮光部４１により遮られるため、第２の観察領域Ｂには提供されない。こうして、第１の観察領域Ａに第１の画像を提供し、第２の観察領域Ｂに第２の画像を提供する２画面表示が行われる。

なお、本願に関連する技術文献としては、以下の特許文献が挙げられる。
特開２００５−２５８０１６号公報

しかしながら、上述した表示装置による２画面表示では、表示パネル１０を、その真正面の位置Ｃ及びその近傍から観察した場合、第１及び第２の画像が重畳してなる２重像が発生していた。即ち、第１の画像と第２の画像との識別ができなくなり、２画面表示の表示品位が低下していた。

そこで本発明は、表示パネル上方の所定の高さに、第１の画像が提供される第１の観察領域と、第２の画像が提供される第２の観察領域と、が境界を挟んで設定される表示装置において、第１及び第２の画像からなる２重像を抑止するものである。

本発明に係る表示装置は、表示パネル上方の所定の高さに、第１の画像が提供される第１の観察領域と、第２の画像が提供される第２の観察領域と、が境界を挟んで設定される表示装置であって、第１の画像を表示する第１の画素が列方向に延びる第１の画素列と、第２の画像を表示する第２の画素が列方向に延びる第２の画素列と、が行方向に交互に配置されてなるマトリクスと、第１の画素列と第２の画素列との境界に配置されたブラックマトリクスと、を含む表示パネルと、表示パネルの上方に配置され、第１の画素列及び第２の画素列に対して平行に延びる遮光部及び開口部が行方向に交互に形成され、第１の観察領域と第２の観察領域との境界近傍の表示パネルの真正面の位置とブラックマトリクスとを結ぶ線が開口部を通過するように遮光部が配置される遮光板と、を備え、第１の観察領域と第２の観察領域との境界にある表示パネルの真正面の位置を位置Ｃとし、ブラックマトリクスの１つと、遮光部の１つと、位置Ｃとが、表示パネルの鉛直線上に並び、位置Ｃと表示パネルの鉛直線上に並ぶブラックマトリクスの行方向隣のブラックマトリクスの幅の端部Ｓ点及び端部Ｔ点が、位置Ｃから開口部を通して、開口部の行方向の端部Ｌ点及び端部Ｍ点にそれぞれ重なって見える、位置Ｃと遮光板との間の距離Ｄを表示パネル上方の所定の高さとし、遮光板と表示パネルとの間の距離をＧとし、遮光板の開口部のマトリクスの行方向の幅をＫとし、ブラックマトリクスのマトリクスの行方向の幅をＱとするとき、Ｋ ≦ Ｑ×Ｄ／（Ｄ＋Ｇ）を満たすとともに、第１の観察領域及び第２の観察領域のマトリクスの行方向の幅をＶとし、第１の画素列及び第２の画素列の行方向のピッチをＰとするとき、Ｐ ＝ Ｇ×Ｖ／Ｄを満たす。

本発明に係る表示装置によれば、表示パネルを、その真正面の位置から観察した場合における第１及び第２の画像からなる２重像を抑止し、従来例に比して２画面表示の表示品位を向上させることができる。

次に、本発明の実施形態に係る表示装置について図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態に係る表示装置を説明する平面図である。図１（Ａ）及び図１（Ｂ）には、それぞれ、後述する表示パネル１０、それに重畳する遮光板３０が別個に示されている。また、図２は、図１のＸ−Ｘ線に沿った断面図である。即ち、図２では、後述する第１の画素列１０Ａ及び第２の画素列１０Ｂと直交する方向の断面を示している。なお、図１及び図２では、図５に示したものと同一の構成要素については同一の符号を付して説明を行うものとする。

図１及び図２に示すように、第１の画像を表示する第１の画素列１０Ａと第２の画像を表示する第２の画素列１０Ｂとが交互に配置されてなる表示パネル１０が配置されている。第１及び第２の画素列１０Ａ，１０Ｂの各画素間には、いわゆるブラックマトリクス１１が配置されている。ここで、第１及び第２の画素列１０Ａ，１０Ｂは、例えば液晶層を備えた画素からなる。もしくは、第１及び第２の画素列１０Ａ，１０Ｂは、液晶層を備えた画素に限定されず、その他の画素、例えば有機エレクトロルミネセンス素子を発光素子として備えた画素からなるものであってもよい。

表示パネル１０の上方には、不図示のガラス基板等の透明基板を介して、遮光機能を有した金属もしくは樹脂等からなる遮光板３０が配置されている。遮光板３０は、第１の画素列１０Ａ及び第２の画素列１０Ｂに対して平行に交互に延びる遮光部３１及び開口部３２を備えている。

また、表示パネル１０の真正面の位置Ｃの左側に第１の観察領域Ａが存在し、表示パネル１０の真正面の位置Ｃの右側に第２の観察領域Ｂが存在している。表示パネル１０の真正面の位置Ｃとは、第１及び第２の画素列１０Ａ，１０Ｂと直交する方向で表示パネル１０を略２分割する線上の鉛直線上の位置もしくはその近傍を意味する。

次に、表示パネル１０と遮光板３０の詳細な構成について説明する。図２に示すように、遮光板３０の遮光部３１は、表示パネル１０の真正面の位置Ｃとブラックマトリクス１１とを結ぶ線が開口部３２を通過するように配置されている。

ここで、第１の観察領域Ａ及び第２の観察領域Ｂと、遮光板３０との間の距離をＤとする。また、遮光板３０と表示パネル１０との間の距離をＧとする。また、遮光板３０の開口部３２の幅をＫとし、表示パネル１０のブラックマトリクス１１の幅をＱとする。このとき、表示パネル１０及び遮光板３０は、式１を満たすように形成されている。式１は、表示パネル１０の真正面の位置Ｃにおいて、遮光板３０の開口部３２を通してブラックマトリクス１１のみが観察されて黒表示となるための条件である。
Ｋ ≦ Ｑ×Ｄ／（Ｄ＋Ｇ） ・・・（１）

ただし、開口部３２の幅Ｋが著しく小さく決定されると、第１及び第２の観察領域Ａ，Ｂにおける第１及び第２の画像の輝度が低下して、それらの画像の視認に支障をきたす。そこで、開口部３２の幅Ｋの下限値は、第１及び第２の観察領域Ａ，Ｂにおいて、第１及び第２の画像の視認に支障をきたさないような輝度が得られる値として決定されるものとする。

次に、式１が得られる理由について図面を参照して説明する。図３は、図２の表示パネル１０のブラックマトリクス１１と遮光板３０の開口部３２との配置関係を説明する概念図である。

図３に示すように、開口部３２の幅Ｋを底辺とし、その底辺に対向する頂点を位置Ｃとすると、三角形ＣＬＭ（以降、△ＣＬＭと略称する）が得られる。また、ブラックマトリクス１１の幅Ｑを底辺とし、その底辺に対向する頂点を位置Ｃとすると、三角形ＣＳＴ（以降、△ＣＳＴと略称する）が得られる。

表示パネル１０の真正面の位置Ｃにおいて、開口部３２を通してブラックマトリクス１１のみが観察されるためには、開口部３２の幅Ｋは、△ＣＬＭ及び△ＣＳＴが相似となるような値であるか、それよりも小さい値である。そこで、△ＣＬＭ及び△ＣＳＴが相似である場合を考えると、幅Ｋに対する幅Ｑの比は辺ＣＬに対する辺ＣＳの比と等しい。また、このとき、辺ＣＬに対する辺ＣＳの比は、距離Ｄに対する距離Ｄ及び距離Ｇの総和の比と等しい。即ち、△ＣＬＭ及び△ＣＳＴが相似であれば式２が得られる。さらに式２を基に幅Ｋの値を求めると、その値以下となる幅Ｋのとりうる範囲は、式１として表される。
Ｋ：Ｑ ＝ Ｄ：（Ｄ＋Ｇ） ・・・（２）

また、図２に示すように、第１の観察領域Ａ及び第２の観察領域Ｂの幅をＶとし、第１の画素列１０Ａ及び第２の画素列１０ＢのピッチをＰとするとき、表示パネル１０は、式３を満たすように形成されている。
Ｐ ＝ Ｇ×Ｖ／Ｄ ・・・（３）

なお、式３は、式４の幾何学的関係から導かれたものである。
Ｐ：Ｖ＝Ｇ：Ｄ ・・・（４）

次に、上記構成により２画面表示が実現される仕組みについて図面を参照して説明する。図２に示すように、表示パネル１０の真正面の位置Ｃに対しては、第１の画素列１０Ａの第１の画像、及び第２の画素列１０Ｂの第２の画像は、いずれも遮光部３１により遮られるため提供されない。即ち、表示パネル１０の真正面の位置Ｃでは、ブラックマトリクス１１のみが観察されるため、黒表示となる。これは、表示パネル１０の真正面の位置Ｃとブラックマトリクス１１とを結ぶ線が開口部３２を通過することと、式１の関係が満たされていることによる。なお、図示しないが、式１の左辺、即ち開口部３２の幅Ｋが右辺より小さくなる場合（即ち両辺が等しくない場合）、上記黒表示となる領域は、表示パネル１０の真正面の位置Ｃのみならず、その近傍にも存在する。

また、第１の観察領域Ａには、式３の関係により、開口部３２を通して、第１の画素列１０Ａから第１の画像が提供される。このとき、第２の画素列１０Ｂの第２の画像は、遮光部３１により遮られるため、第１の観察領域Ａには提供されない。

一方、第２の観察領域Ｂには、開口部３２を通して、式３の関係により、第２の画素列１０Ｂから第２の画像が提供される。このとき、第１の画素列１０Ａの第１の画像は、遮光部３１により遮られるため、第２の観察領域Ｂには提供されない。

こうして、表示パネル１０の２画面表示が実現されると共に、表示パネル１０の真正面の位置Ｃにおいて、もしくは位置Ｃ及びその近傍において、従来例にみられたような第１の画像及び第２の画像からなる２重像を抑止することができる。結果として、従来例に比して２画面表示の表示品位を向上させることができる。

なお、上記実施形態の表示パネル１０及び遮光板３０は、上記構成に限定されず、少なくとも上記と同等の効果を奏するものであれば、下記のように配置されてもよい。図４は、本発明の実施形態に係る表示装置を説明する平面図である。図４（Ａ）及び図４（Ｂ）は、それぞれ、表示パネル１０、それに重畳する遮光板３０Ｇが別個に示されている。

図４（Ａ）に示すように、第１の画素列１０Ａ及び第２の画素列１０Ｂは、それぞれ、さらに複数の行単位に区分され、各行で交互に配置されてもよい。さらに、このときの第１の画素列１０Ａ及び第２の画素列１０Ｂに対応して、図４（Ｂ）に示すように、遮光板３０Ｇの遮光部３１及び開口部３２は、行単位に区分され、各行で交互に配置されてもよい。これにより、観察される第１及び第２の画像が列単位のみならず行単位にも交互に存在するため、２画面表示の際の視認性をさらに向上させることができる。

本発明の実施形態に係る表示装置を説明する平面図である。 本発明の実施形態に係る表示装置を説明する断面図である。 図２の表示パネルのブラックマトリクスと遮光板の開口部との配置関係を説明する概念図である。 本発明の実施形態に係る表示装置を説明する平面図である。 従来例に係る表示装置を説明する断面図である。

符号の説明

１０ 表示パネル １０Ａ 第１の画素列 １０Ｂ 第２の画素列
１１ ブラックマトリクス ３０ 遮光板 ３１ 遮光部
３２ 開口部 Ａ 第１の観察領域 Ｂ 第２の観察領域
Ｃ 表示パネル１０の真正面の位置

Claims (2)

1. 表示パネル上方の所定の高さに、第１の画像が提供される第１の観察領域と、第２の画像が提供される第２の観察領域と、が境界を挟んで設定される表示装置であって、
   前記第１の画像を表示する第１の画素が列方向に延びる第１の画素列と、前記第２の画像を表示する第２の画素が列方向に延びる第２の画素列と、が行方向に交互に配置されてなるマトリクスと、前記第１の画素列と前記第２の画素列との境界に配置されたブラックマトリクスと、を含む表示パネルと、
   前記表示パネルの上方に配置され、前記第１の画素列及び前記第２の画素列に対して平行に延びる遮光部及び開口部が行方向に交互に形成され、前記第１の観察領域と前記第２の観察領域との境界近傍の前記表示パネルの真正面の位置と前記ブラックマトリクスとを結ぶ線が前記開口部を通過するように前記遮光部が配置される遮光板と、を備え、
   前記第１の観察領域と前記第２の観察領域との境界にある前記表示パネルの真正面の位置を位置Ｃとし、
   前記ブラックマトリクスの１つと、前記遮光部の１つと、前記位置Ｃとが、前記表示パネルの鉛直線上に並び、
   前記位置Ｃと前記表示パネルの鉛直線上に並ぶ前記ブラックマトリクスの行方向隣のブラックマトリクスの幅の端部Ｓ点及び端部Ｔ点が、前記位置Ｃから前記開口部を通して、前記開口部の行方向の端部Ｌ点及び端部Ｍ点にそれぞれ重なって見える、前記位置Ｃと前記遮光板との間の距離Ｄを前記表示パネル上方の所定の高さとし、
   前記遮光板と前記表示パネルとの間の距離をＧとし、前記遮光板の前記開口部の前記マトリクスの行方向の幅をＫとし、前記ブラックマトリクスの前記マトリクスの行方向の幅をＱとするとき、
   Ｋ ≦ Ｑ×Ｄ／（Ｄ＋Ｇ）
   を満たすとともに、
   前記第１の観察領域及び前記第２の観察領域の前記マトリクスの行方向の幅をＶとし、前記第１の画素列及び前記第２の画素列の行方向のピッチをＰとするとき、
   Ｐ ＝ Ｇ×Ｖ／Ｄ
   を満たす表示装置。
2. 前記第１の画素列及び前記第２の画素列は、それぞれ、複数の行単位に区分され、各行で交互に配置されており、
   前記遮光板の前記遮光部及び前記開口部は、それぞれ、複数の行単位に区分され、各行で交互に配置されている請求項１に記載の表示装置。

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