JP6985962B2 - 表示装置 - Google Patents

Description

本発明は表示装置に関し、特にプリズム構造を有する表示装置に関する。

大画面表示システムは、様々な共用情報を大画面で表示したいというユーザのニーズに応えることができる。現在、大画面表示システムを達成する方法として、複数の表示スクリーンを繋ぎ合わせることで、より大きい映像画面を実現している。例を挙げると、複数の液晶ディスプレイ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ、ＬＣＤ）を繋ぎ合わせて大画面の表示システムを形成する方法は、常用方法である。しかし、液晶ディスプレイのフレーム領域は、通常、回路及び液晶ディスプレイの内部素子を固定する機構部品を有するため、このフレーム領域に画面を表示することができず、液晶ディスプレイの無効表示エリアと言われている。複数の液晶ディスプレイを繋ぎ合わせて大画面表示システムを形成する場合、これらの液晶ディスプレイの複数の映像画面の間に無効表示エリアが存在するため、映像画面全体として不連続となり、映像品質を影響する。

上記問題を解決するために、一つの解決法は、無効表示エリアの上方に対応させてプリズムシートを設置することである。液晶ディスプレイにおいて無効表示エリアに隣接する表示領域が発した映像光束はプリズムシートまで伝達されることが可能であるため、映像光束はプリズムシートによって光学経路が変更され、ユーザの目まで伝達される。従って、ユーザが無効表示エリアを見た時に映像画面が見えるため、映像画面全体として不連続現象を感じ難い。

しかし、上記の解決法にも以下のような欠点がある。外部の環境光が上記プリズムシートを照射した時に、プリズムシートによって環境光がユーザの目へ反射される。これにより、ユーザが映像画面を見た時に、プリズムシートから伝達された一部の映像画面の輝度は環境光によって比較的に明るくなるが、その他の部分の映像画面が比較的に暗いため、映像画面のコントラストを劣化させるほか、ユーザにプリズムシートの存在を感じさせることになる。また、ユーザが映像画面を見た時に、プリズムシートの屈折作用が関係して、液晶ディスプレイの縁部に対応する映像画面の位置が液晶ディスプレイの縁部に隣接する映像画面とずれることがある。且つ、ユーザが映像画面を見た時に、プリズムシートに対応する位置の映像画面の輝度が大幅に低減したように感じることがある。上記映像画面のずれ及び輝度のばらつき現象から、ユーザの視覚上の違和感を引き起こす。

「背景技術」部分は本発明の内容に対する理解を促すものであり、「背景技術」部分で開示された内容に、当業者に知られている従来技術を構成しないものが含まれている可能性もある。「背景技術」部分で開示された内容は、当前記内容又は本発明の一つ若しくは複数の実施例で解決しようとする課題が本発明の出願前に既に当業者に把握又は認識されていたことを意味するものではない。

本発明は、フレームレスの表示効果及び優れた表示品質を実現できる表示装置を提供する。

本発明のその他の目的と利点について、本発明が開示する技術特徴からより一層理解を深めることができる。

上記一部又は全部の目的、及びその他の目的を達成するために、本発明の実施例はディスプレイ、プリズムモジュール及びフィルター層を含む表示装置を提供する。プリズムモジュールはディスプレイに設置される。プリズムモジュールは透光基板及び複数のプリズム構造を含む。これらのプリズム構造は透光基板上に位置し、且つこれらのプリズム構造の複数の先端がディスプレイから離れている。フィルター層はプリズムモジュールとディスプレイとの間に設定され、又はプリズムモジュールがフィルター層とディスプレイとの間に設置される。

上記一部又は全部の目的、及びその他の目的を達成するために、本発明の実施例はディスプレイ、プリズムモジュール及びフィルター層を含む表示装置を提供する。プリズムモジュールはディスプレイに設置される。プリズムモジュールは透光基板及び複数のプリズム構造を含む。これらのプリズム構造は透光基板上に位置し、且つこれらのプリズム構造の複数の先端がディスプレイから離れている。フィルター層はプリズムモジュールとディスプレイとの間に設置され、又は、プリズムモジュールがフィルター層とディスプレイとの間に設置される。そして、ディスプレイは表示領域及び表示領域を囲むフレーム領域を有し、且つプリズムモジュールが複数の領域を有し、これらのプリズム構造が複数の部分に分けられ、これらのプリズム構造の一つの部分が一つの領域中に対応して位置し、各プリズム構造が第一底角及び第二底角を有し、第一底角の位置が第二底角の位置よりもフレーム領域に近く、且つ、これらの領域中のこれらの第一底角は表示領域からフレーム領域の方向へ次第に大きくなる。

以上により、本発明の実施例の表示装置は少なくとも以下の一つ又は複数の利点を有する。表示装置はフィルター層を設置することによってプリズムモジュールに対する環境光束の影響を低減できるため、表示装置はフレームレスの表示効果を実現できるとともに、表示される映像画面のコントラストが良好である。

本発明の上記特徴及び利点をより明確且つわかり易く示すべく、以下は実施例において、図面を参照しながら詳しく説明する。

本発明の一実施例の表示装置の断面概略図である。 図１Ａの実施例の表示装置中のディスプレイの上面概略図である。 図１Ａの実施例の表示装置中のプリズムモジュールとフィルター層の部分拡大概略図である。 本発明の一実施例において図１Ａ及び図１Ｂの表示装置を複数繋ぎ合わせた場合を示す上面概略図である。 本発明の異なる実施例の表示装置の断面概略図である。 本発明の異なる実施例の表示装置の断面概略図である。 本発明の異なる実施例の表示装置の断面概略図である。 図４中の左側第一領域に位置するプリズム構造の拡大概略図である。 図４中の左側第二領域に位置するプリズム構造の拡大概略図である。 図４中の左側第三領域に位置するプリズム構造の拡大概略図である。 図５Ｃ中のプリズム構造の有効領域面積の概略図である。 二等辺三角形のプリズム構造の有効領域面積の概略図である。 図４中のディスプレイの出射光角度と輝度の関係図である。

本発明の上記及びその他の技術内容、特徴及び効果は、以下の図面に基づいて行われる好ましい実施例の詳細説明において明確に示されている。以下の実施例で言及される方向用語、例えば、上、下、左、右、前又は後などは図面を参照するための方向のみである。従って、これらの方向用語は説明目的で用いられたものであり、本発明を制限するものではない。

図１Ａは本発明の一実施例の表示装置の断面概略図である。図１Ｂは図１Ａの実施例の表示装置中のディスプレイの上面概略図である。図１Ｃは図１Ａの実施例の表示装置中のプリズムモジュールとフィルター層の部分拡大概略図である。図１Ｄは本発明の一実施例において、図１Ａ及び図１Ｂの表示装置を複数繋ぎ合わせた場合を示す上面概略図である。

まず、図１Ａを参照すると、本実施例において、表示装置１００はディスプレイ１１０、プリズムモジュール１２０及びフィルター層１３０を含む。プリズムモジュール１２０はディスプレイ１１０に設置される。プリズムモジュール１２０は透光基板１２２及び複数のプリズム構造１２４を含む。これらのプリズム構造１２４は透光基板１２２上に位置し、且つ透光基板１２２はこれらのプリズム構造１２４とフィルター層１３０との間に位置する。これらのプリズム構造１２４は、例えば、三角プリズム構造であり、且つこれらのプリズム構造１２４の複数の先端Ｓがディスプレイ１１０から離れている。これらのプリズム構造１２４は、例えば互いに実質的に同じである。プリズムモジュール１２０は例えば透明材料によって作製され、透明材料は例えばポリメタクリル酸メチル（Ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ、ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（Ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ、ＰＣ）、ガラス（Ｇｌａｓｓ）、又はポリエチレンテレフタラート（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ、ＰＥＴ）であるが、本発明はこれに限定されない。フィルター層１３０は、プリズムモジュール１２０とディスプレイ１１０との間に設置される。フィルター層１３０は、例えば直接に貼り付ける（Ｄｉｒｅｃｔｉｎｇ Ｂｏｎｄｉｎｇ）方式で透光基板１２２の下表面に貼り付けられる。

図１Ｂを参照すると、本実施例において、ディスプレイ１１０の種類が例えば非自発光式のディスプレイである。ディスプレイ１１０は例えば液晶ディスプレイ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ、ＬＣＤ）である。ディスプレイ１１０は液晶表示パネル１１２、バックライトモジュール１１４、外枠１１６及びブラックマトリクス１１８を含む。液晶表示パネル１１２はフィルター層１３０とバックライトモジュール１１４との間に設置される。バックライトモジュール１１４は、液晶表示パネル１１２が映像を表示するために必要な光源を提供して、液晶表示パネル１１２に映像光束ＩＢを出射させる。外枠１１６は液晶表示パネル１１２及びバックライトモジュール１１４を固定するものである。別の実施例において、ディスプレイ１１０の種類が自発光式のディスプレイであってもよい。例を挙げると、ディスプレイ１１０は、発光ダイオードディスプレイ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ Ｄｉｓｐｌａｙ、ＬＥＤ Ｄｉｓｐｌａｙ）、量子ドット発光ダイオードディスプレイ（Ｑｕａｎｔｕｍ Ｄｏｔｓ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ Ｄｉｓｐｌａｙ、ＱＬＥＤ Ｄｉｓｐｌａｙ）又は有機発光ダイオードディスプレイ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ Ｄｉｓｐｌａｙ、ＯＬＥＤ Ｄｉｓｐｌａｙ）であってもよいが、本発明はこれに限定されない。ディスプレイ１１０の操作及び実施形態について、本技術分野の周知知識から十分な教示、提案及び実施説明が得られるため、ここで省略する。

図１Ａ及び図１Ｂを同時に参照すると、本実施例において、ディスプレイ１１０は表示領域ＤＲ及び表示領域ＤＲを囲むフレーム領域ＦＲを有する。表示領域ＤＲは複数の表示画素（図示せず）を有し、表示画面を表示する。ディスプレイ１１０中の一部配線（図示せず）、外枠１１６及びブラックマトリクス１１８がフレーム領域ＦＲ内に対応して設置されている。フレーム領域ＦＲはディスプレイ１１０の非表示領域である。詳しく言うと、本実施例において、プリズムモジュール１２０はディスプレイ１１０上の投影領域ＰＲにおいて、フレーム領域ＦＲ及びフレーム領域ＦＲに隣接する一部表示領域ＤＲ（即ち、表示領域ＤＲの縁領域ＥＲ）と重なる。表示装置１００は第一出光エリアＥ１及び第二出光エリアＥ２を有する。第一出光エリアＥ１は表示領域ＤＲの上に位置する。第二出光エリアＥ２はフレーム領域ＦＲ及びフレーム領域ＦＲに隣接する一部表示領域ＤＲの上（即ち、表示領域ＤＲの縁領域ＥＲ）に位置する。ディスプレイ１１０は映像光束ＩＢを提供する。映像光束ＩＢの第一部分ＩＢ１（細い黒実線で示す）は第一出光エリアＥ１から出射され、表示領域ＤＲの表示効果を達成する。映像光束ＩＢの第二部分ＩＢ２（破線で示す）は、プリズムモジュール１２０を経て、垂直出光の方式で第二出光エリアＥ２から出射され、フレーム領域ＦＲの表示効果を達成する。言い換えれば、従来なら非表示エリアであったフレーム領域ＦＲは、プリズムモジュール１２０によって映像光束ＩＢのうち第二部分ＩＢ２を第二出光エリアＥ２に出射することができて、ディスプレイ１１０のフレーム領域ＦＲにおいても画面を表示できる。従って、本実施例の表示装置１００は、プリズムモジュール１２０を設置することによってボーダーレス（Ｂｏｒｄｅｒｌｅｓｓ）の表示効果を達成できる。

本実施例において、フィルター層１３０は、例えば、吸収式偏光層１３０（Ａｂｓｏｒｐｔｉｖｅ Ｐｏｌａｒｉｚｉｎｇ Ｌａｙｅｒ）である。吸収式偏光層１３０は吸収軸（図示せず）を有する。吸収軸の軸方向は、ディスプレイ１１０からの映像光束ＩＢの偏光方向に対し垂直である。吸収式偏光層１３０は光束中の吸収式偏光層１３０の吸収軸と平行な一部光束を吸収するが、吸収式偏光層１３０の吸収軸と異なる軸方向を有する一部光束を吸収しない。ディスプレイ１１０の映像光束ＩＢの偏光方向が固定であるため、吸収式偏光層１３０はディスプレイ１１０からの映像光束ＩＢを吸収することなく、映像画面の輝度を維持できる。

図１Ｃを参照すると、環境光束ＥＢがフレーム領域ＦＲに対応する位置のプリズムモジュール１２０まで伝達された場合、環境光束ＥＢはこれらのプリズム構造１２４及び透光基板１２２を順に透過して、吸収式偏光層１３０まで伝達される。環境光束ＥＢは固定の偏光方向を有しないため、環境光束ＥＢのうち吸収式偏光層１３０の吸収軸と平行な偏光方向を有する一部の環境光束ＥＢが吸収式偏光層１３０に吸収されて、環境光束ＥＢのエネルギが半減される。環境光束ＥＢのうち吸収式偏光層１３０の吸収軸に垂直な一部の環境光束ＥＢ’は、吸収式偏光層１３０の上表面Ｓ１を通って、吸収式偏光層１３０の下表面Ｓ２に反射される。透光基板１２２はその製造過程において成形延伸ステップを経るため、吸収式偏光層１３０の下表面Ｓ２に反射された後の環境光束ＥＢ’が吸収式偏光層１３０の上表面Ｓ１を経由して透光基板１２２内に入射された場合、環境光束ＥＢ’が透光基板１２２内に伝達される間にその偏光状態が透光基板１２２に破壊されて、環境光束ＥＢ’から、吸収式偏光層１３０の吸収軸と平行な偏光方向を有する環境光束ＥＢ’’及び吸収式偏光層１３０の吸収軸に垂直な偏光方向の環境光束ＥＢ’’’がさらに形成される。上記説明と同じように、環境光束ＥＢ’’も吸収式偏光層１３０に吸収され、環境光束ＥＢ’’’が再度吸収式偏光層１３０の下表面Ｓ２に反射されて透光基板１２２内に入射し、且つその偏光状態が再度透光基板１２２に破壊され、吸収式偏光層１３０の吸収軸と平行な偏光方向を有する環境光束（図示せず）及び吸収式偏光層１３０の吸収軸に垂直な偏光方向の環境光束（図示せず）が形成される。環境光束ＥＢの強度が上記過程において大幅に低減されるため、本実施例の表示装置１００は上記フィルター層１３０（吸収式偏光層）を設置することでプリズムモジュール１２０に対する環境光束ＥＢの影響を低減し、これにより、表示装置１００で表示される映像画面のコントラストが良くなり、且つフレームレスの表示効果を実現できる。言い換えれば、ユーザが本実施例の表示装置１００で表示される映像画面を観賞する時、環境光束ＥＢの強度が大幅に低減され、プリズムモジュール１２０によって環境光束ＥＢがユーザの目まで反射されにくいため、ユーザがプリズムモジュール１２０の存在を感じにくい。本実施例において、吸収式偏光層１３０をフィルター層１３０とする例を示したが、これに限定されず、本発明中のフィルター層１３０は環境光の反射を防止可能な光学層又は光学コーティング膜全般を意味し、例えば、反射防止層（Ａｎｔｉ Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ Ｃｏａｔｉｎｇ）、ライトフィルター（Ｌｉｇｈｔ Ｆｉｌｔｅｒ）などである。

図１Ｄを参照すると、本実施例において、比較的に大きい映像画面を実現するために、四つの表示装置１００が２×２の方式で繋ぎ合わせられている。しかし、別の実施例においてこれらの表示装置１００を異なる方法で繋ぎ合わせることが可能であり、本発明はこれに限定されない。

なお、下記実施例では上記実施例の一部内容を引用し、同じ技術内容の説明を省略し、同じ素子の名称について上記実施例の一部内容を参照し、下記実施例では省略する。

図２から図４は本発明の異なる実施例の表示装置の断面概略図である。図５Ａは図４中の左側第一領域に位置するプリズム構造の拡大概略図である。図５Ｂは図４の左側第二領域に位置するプリズム構造の拡大概略図である。図５Ｃは図４中の左側第三領域に位置するプリズム構造の拡大概略図である。図６Ａは図５Ｃ中のプリズム構造の有効領域面積の概略図である。図６Ｂは二等辺三角形のプリズム構造の有効領域面積の概略図である。図７は図４中のディスプレイの出射光角度と輝度の関係図である。

図２を参照すると、本実施例の表示装置１００’は図１Ａ及び図１Ｂの表示装置１００に類似するが、主な差異点は、プリズムモジュール１２０’がディスプレイ１１０上の投影領域ＰＲ’においてフレーム領域ＦＲ及び表示領域ＤＲと完全に重なっている。本実施例の表示装置１００’の上記設置により、ディスプレイ１１０からの映像光束ＩＢがプリズムモジュール１２０’によって異なる方向へ伝達され、表示装置１００’の映像画面を異なる位置にいるユーザが共有することができる。且つ、フィルター層１３０’を設置することにより、本実施例の表示装置１００’の映像画面が外部環境光束の影響を受けにくく、良好なコントラストを有する。

図３を参照すると、本実施例の表示装置１００’’は図２の表示装置１００’に類似するが、その主な相違点は、プリズムモジュール１２０’がフィルター層１３０’’とディスプレイ１１０との間に設置されている。且つ、フィルター層１３０’’は複数の遮光部１３２と複数の透光部１３４を含む。これらの遮光部１３２とこれらの透光部１３４はこれらのプリズム構造１２４の配列方向Ｄに沿って交互に配列されている。遮光部１３２の材料は例えば吸光材料であり、吸光材料が例えば黒色インク又は黒色樹脂などであり、透光部１３４の材料が例えば透光材料又は空気であるが、本発明はこれに限定されない。環境光束ＥＢがプリズムモジュール１２０’まで伝達された時に、比較的に大きい入射角を有する環境光束ＥＢ１（一本の環境光束ＥＢ１のみを例示）はこれらの遮光部１３２に遮蔽又は吸収されて、プリズムモジュール１２０’’に反射されてユーザの目に入ることはない。比較的に小さい入射角を有する環境光束ＥＢ２（一本の環境光束ＥＢ２のみを例示）はこれらの透光部１３４を通って、プリズムモジュール１２０’まで伝達される。環境光束ＥＢ２はこれらのプリズム構造１２４’に屈折されて、透光基板１２２’の下表面まで伝達される。環境光束ＥＢ２は透光基板１２２’の下表面に反射された後、再度これらのプリズム構造１２４’に入射し、環境光束ＥＢ２がこれらのプリズム構造１２４’に屈折されて、比較的に大きい入射角を有する環境光束ＥＢ２’を形成する。環境光束ＥＢ２’はフィルター層１３０’’中のこれらの遮光部１３２に遮蔽又は吸収される。従って、本実施例中の表示装置１００’’は上記フィルター層１３０’’を設置することによって、プリズムモジュール１２０’’に対する環境光束ＥＢの影響を低減させることができるため、表示装置１００’’で表示される映像画面のコントラストが良好である。また、別の実施例において、図３の実施例のフィルター層１３０’’を図１Ａの実施例に設置することも可能であり、フィルター層１３０（吸収式偏光層）の代わりにフィルター層１３０’’を用いて、プリズムモジュール１２０をフィルター層１３０’’とディスプレイ１１０との間に設置し、フィルター層１３０’’のディスプレイ１１０上における投影領域がプリズムモジュール１２０のディスプレイ１１０上における投影領域ＰＲと重なることでも上記効果が得られる。また、フィルター層１３０’’を図４の実施例に設置することも可能であり、その効果が以上の説明に類似するため、ここで省略する。

図４を参照すると、本実施例の表示装置１００’’’は図１Ａ及び図１Ｂの表示装置１００に類似するが、その主な相違点は、本実施例の表示装置１００’’’は透明板１４０をさらに含む。透明板１４０はプリズムモジュール１２０’’とディスプレイ１１０との間に設置される。透明板１４０はプリズムモジュール１２０’’とディスプレイ１１０との間に間隔をもたらし、且つプリズムモジュール１２０’’を搭載するが、本発明はこれに限定されない。本実施例において、プリズムモジュール１２０’’は複数の領域Ｒを有し、例えば三つの領域Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３であるが、本発明はこれに限定されない。第一領域Ｒ１は表示領域ＤＲに最も近い。第二領域Ｒ２は表示領域ＤＲに二番目に近い。第三領域Ｒ３は表示領域ＤＲから最も離れている。プリズムモジュール１２０’’中のこれらのプリズム構造１２４’’は複数の部分Ｐに分けられ、例えば三つの部分Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３であるが、本発明はこれに限定されない。これらのプリズム構造１２４’’の一つの部分Ｐが一つの領域Ｒ中に対応して位置する。詳しく言うと、これらのプリズム構造１２４’’の第一部分Ｐ１（例えば、二つのプリズム構造１２４１）が第一領域Ｒ１中に対応して位置している。これらのプリズム構造１２４’’の第二部分Ｐ２（例えば、三つのプリズム構造１２４２）が第二領域Ｒ２中に対応して位置している。これらのプリズム構造１２４’’の第三部分Ｐ３（例えば、三つのプリズム構造１２４３）が第三領域Ｒ３中に対応して位置している。図５Ａから図５Ｃを参照すると、本実施例において、各プリズム構造１２４’’は第一底角θ１及び第二底角θ２を有する。各プリズム構造１２４’’中に、第一底角θ１の位置が第二底角θ２の位置よりもフレーム領域ＦＲに近い。これらの領域Ｒ（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３）中のこれらの第一底角θ１は表示領域ＤＲからフレーム領域ＦＲの方向へ次第に大きくなる。図５Ａから図５Ｃを参照して詳しく言うと、これらのプリズム構造１２４１のこれらの第一底角θ１’がこれらのプリズム構造１２４２のこれらの第一底角θ１’’より小さく、且つ、これらのプリズム構造１２４２のこれらの第一底角θ１’’がこれらのプリズム構造１２４３のこれらの第一底角θ１’’’より小さい。各領域Ｒにおいて、これらのプリズム構造１２４’’の部分Ｐのこれらの第一底角θ１が互いに同じであり、且つこれらのプリズム構造１２４’’の部分Ｐのこれらの第二底角θ２が互いに同じである。図４を参照してさらに詳しく言うと、第一領域Ｒ１において、これらのプリズム構造１２４’’の第一部分Ｐ１のこれらの第一底角θ１’が互いに同じであり、これらのプリズム構造１２４’’の第一部分Ｐ１のこれらの第二底角θ２’が互いに同じである。第二領域Ｒ２において、これらのプリズム構造１２４’’の第二部分Ｐ２のこれらの第一底角θ１’’が互いに同じであり、これらのプリズム構造１２４’’の第二部分Ｐ２のこれらの第二底角θ２’’が互いに同じである。第三領域Ｒ３において、これらのプリズム構造１２４’’の第三部分Ｐ３のこれらの第一底角θ１’’’が互いに同じであり、これらのプリズム構造１２４’’の第三部分Ｐ３のこれらの第二底角θ２’’’が互いに同じである。フィルター層１３０は透明板１４０とプリズムモジュール１２０’’との間に設置され、フィルター層１３０はプリズムモジュール１２０’’に対する環境光束ＥＢの影響を大幅に低減することが可能であり、その効果が上記の説明と類似するため、ここで省略する。

再度図４及び図５Ａを参照すると、本実施例において、第一領域Ｒ１に位置するプリズム構造１２４１の第一底角θ１’は例えば１０度であり、第二底角θ２’は例えば７２度であり、先端Ｓからプリズム構造１２４１の底面までの高さＨ１は例えば６マイクロメートル（６ｕｍ）であり、且つプリズム構造１２４１の底面の幅Ｄ１は例えば３６マイクロメートル（３６ｕｍ）であるが、本発明はこれに限定されない。再度図４及び図５Ｂを参照すると、本実施例において、第二領域Ｒ２のプリズム構造１２４２の第一底角θ１’’は例えば２２度であり、第二底角θ２’’は例えば７２度であり、先端Ｓからプリズム構造１２４２の底面までの高さＨ２は例えば１３マイクロメートルであり、且つプリズム構造１２４２の底面の幅Ｄ２は例えば３６マイクロメートルであるが、本発明はこれに限定されない。再度図４及び図５Ｃを参照すると、本実施例において、第三領域Ｒ３のプリズム構造１２４３の第一底角θ１’’’は例えば４５度であり、第二底角θ２’’’は例えば７２度であり、先端Ｓからプリズム構造１２４３の底面までの高さＨ３は例えば２７マイクロメートルであり、且つプリズム構造１２４３の底面の幅Ｄ３は例えば３６マイクロメートルであるが、本発明はこれに限定されない。

再度図４を参照すると、本実施例において、表示領域ＤＲの一部領域ＤＲ１が発する一部の映像光束ＩＢは第一出光エリアＥ１から出射され、且つ第一領域Ｒ１中に位置するプリズム構造１２４１を経由して第二出光エリアＥ２から出射される。言い換えれば、一部領域ＤＲ１によって表示される映像は、第一出光エリアＥ１から直接出射され、又はプリズム構造１２４１によって複製されて第二出光エリアＥ２から出射される。表示領域ＤＲの一部領域ＤＲ２が発する一部の映像光束ＩＢは、第二領域Ｒ２中のプリズム構造１２４２及び第三領域Ｒ３中のプリズム構造１２４３を同時に経由して、第二出光エリアＥ２から出射される。言い換えれば、一部領域ＤＲ２によって表示される映像は、プリズム構造１２４２、１２４３によって複製されて、第二出光エリアＥ２の二箇所から出射される。本実施例の表示装置１００’’’において、プリズムモジュール１２０’’中のプリズム構造１２４’’が複数類の異なる第一底角θ１を有し、且つこれらの第一底角θ１が表示領域ＤＲからフレーム領域ＦＲの方向へ次第に大きくなるように設計されている。同じフレーム領域ＦＲの大きさにおいて、映像光束ＩＢはこれら異なる第一底角θ１を有するプリズム構造１２４’’を経由し、屈折されて複数段の映像画面を形成し、ユーザに映像画面の明らかなズレを感じさせず、ユーザの視覚的な違和感を低減している。

再度図４から図７を同時に参照すると、本実施例において、第二出光エリアＥ２に対応する映像画面の輝度は、映像光束ＩＢが各領域Ｒ中のプリズム構造１２４’’に入る比例、及び対応するプリズム構造１２４’’の出射光角度の最大値が出射光角度０度に対する出射光輝度比例この両者の積と正比例となる。以下の段落において、映像光束ＩＢがプリズム構造１２４’’に入る比例、及び対応するプリズム構造１２４’’の出射光角度の最大値が出射光角度０度に対する出射光輝度比例の意味について詳しく説明する。

詳しく言うと、映像光束ＩＢがこれらのプリズム構造１２４’’に入る比例は、プリズム構造１２４’’中の第一底角θ１と第二底角θ２に関係している。映像光束ＩＢがこれらのプリズム構造１２４’’に入る比例は、例えば、プリズム構造１２４’’の有効領域面積の比例である。以下は図６Ａ及び図６Ｂを組み合わせて有効領域面積の比例について説明する。図６Ａを参照すると、図６Ａは図５Ｃのプリズム構造の有効領域面積の概略図である。プリズム構造１２４３は底面ＢＳ、第一側面ＳＳ１及び第二側面ＳＳ２を有する。底面ＢＳはプリズム構造１２４３の頂角Ｓに対応する。第一側面ＳＳ１はプリズム構造１２４３の第一底角θ１’’’に対応する。第二側面ＳＳ２はプリズム構造１２４３の第二底角θ２’’’に対応する。図６Ａにおいて、第二側面ＳＳ２の面積が第一側面ＳＳ１の面積より大きい。第二底角θ２’’’が第一底角θ１’’’よりも表示領域ＤＲに近いため、第二側面ＳＳ２を経由してプリズム構造１２４３に入った順方向光束Ｉはプリズム構造１２４３に屈折された後、一部底面ＢＳ’から出射されて、表示領域ＤＲの方向へ伝達される。一方、第一側面ＳＳ１を経由してプリズム構造１２４３に入った光束（図示せず）はプリズム構造１２４３に屈折された後、フレーム領域ＦＲの方向へ伝達される。光学的可逆性により、表示領域ＤＲからの映像光束ＩＢは一部底面ＢＳ’を経由してプリズム構造１２４３に入って、第二側面ＳＳ２から順方向に出光するが、これに対し、フレーム領域ＦＲからの光束の強度が映像光束ＩＢの光強度より遥かに小さいため、第一側面ＳＳ１から出光される光束を無視してもよい。有効領域面積比例の定義は、映像光束ＩＢがプリズム構造１２４’’に入る一部底面の面積とプリズム構造１２４’’の底面全体の面積の比例である。図６Ａを例にすると、有効領域面積比例は一部底面ＢＳ’の面積と底面ＢＳの面積の比例に等しい。計算の結果、図５Ｃ（又は図６Ａ）のプリズム構造１２４３の有効領域面積比例は９９％であり、図５Ｂのプリズム構造１２４２の有効領域面積比例は９３％であり、図５Ａのプリズム構造１２４１の有効領域面積比例が９５％であり、当業者は実際の設計ニーズに応じて有効領域面積比例を適宜調整することが可能であり、本発明はこれに限定されない。

図６Ｂを参照すると、図６Ｂに二等辺三角形のプリズム構造ＩＰＳが示されている。図６Ｂにおいて、第二側面ＳＳ２’の面積が第一側面ＳＳ１’の面積に等しい。第二底角θ_ＩＩ（例えば、４５度）は第一底角θ_Ｉ（例えば、４５度）よりも表示領域ＤＲに近いため、第二側面ＳＳ２’を経由して二等辺三角形のプリズム構造ＩＰＳに入った順方向光束Ｉは二等辺三角形のプリズム構造ＩＰＳに屈折された後、一部底面ＰＢＳ’から出光して、表示領域ＤＲの方向へ伝達される。これに対し、第一側面ＳＳ１’を経由して二等辺三角形のプリズム構造ＩＰＳに入った光束（図示せず）は、二等辺三角形のプリズム構造ＩＰＳに屈折された後、フレーム領域ＦＲの方向へ伝達される。光学的可逆性により、表示領域ＤＲからの映像光束ＩＢは一部底面ＰＢＳ’を経由して二等辺三角形のプリズム構造ＩＰＳに入り、第二側面ＳＳ２’から順方向に出光するが、これに対し、フレーム領域ＦＲからの光束の強度が映像光束ＩＢの光強度より遥かに小さいため、第一側面ＳＳ１’から出光する光束を無視してもよい。図６Ｂの二等辺三角形のプリズム構造ＩＰＳの有効領域面積は、例えば、一部底面ＰＢＳ’の面積と底面ＢＳ’の面積の比例に等しい。計算の結果、図６Ｂの有効領域面積比例は、例えば６６％である。本実施例のプリズム構造１２４’’（図５Ａ〜図５Ｃ）は非対称的なプリズム構造１２４’’であるため、対称的な二等辺三角形のプリズム構造ＰＢＳ（図６Ｂ）に比べると、本実施例のプリズム構造１２４’’は比較的に高い有効領域面積比例を有する。

続いて、図４及び図７を参照すると、本実施例において、表示領域ＤＲの出射光角度は、映像光束ＩＢのうちプリズム構造１２４’’の対応する部分Ｐによって順方向光束へ導かれる角度と定義されている。図４を参照すると、表示領域ＤＲ中の一部領域がこれらのプリズム構造１２４’’の第一部分Ｐ１（プリズム構造１２４１）に対応する出射光角度はγであり、γは例えば５．４度であり、図７からわかるように、γが５．４度で測定された出射光輝度と角度０度（即ち、順方向光束）で測定された出射光輝度との間の出射光輝度比例は９７％である。表示領域ＤＲ中の一部領域がこれらのプリズム構造１２４’’の第二部分Ｐ２（プリズム構造１２４２）に対応する出射光角度はβであり、βは例えば１７度であり、図７からわかるように、βが１７度で測定された出射光輝度と角度０度（即ち、順方向光束）で測定された出射光輝度との間の出射光輝度比例は９０％である。表示領域ＤＲ中の一部領域がこれらのプリズム構造１２４’’の第三部分Ｐ３（プリズム構造１２４３）に対応する出射光角度はαであり、αは例えば２８度であり、図７からわかるように、αが２８度で測定された出射光輝度と角度０度（即ち、順方向光束）で測定された出射光輝度との間の出射光輝度比例は８０％である。以上からわかるように、第二出光エリアＥ２の各領域Ｒに対応する映像画面の輝度は、映像光束ＩＢが各領域Ｒ中のプリズム構造１２４’’に進入する比例、及び対応するプリズム構造１２４’’の出射光角度最大値が出射光角度０度に対する出射光輝度比例この両者の積である。以下の表１は本実施例の上記各パラメータを整理した表であり、当業者はその実際のニーズに応じて下記パラメータを適宜調整することができるが、本発明はこれに限定されない。

以上の通り、本実施例の表示装置１００’’’はその上記配置により、表示領域ＤＲに最も近い第一領域Ｒ１に対応する映像画面の輝度が表示領域ＤＲに二番目に近い第二領域Ｒ２に対応する映像画面の輝度より大きく、且つ、表示領域ＤＲに二番目に近い第二領域Ｒ２に対応する映像画面の輝度が表示領域ＤＲから最も離れている第三領域Ｒ３に対応する映像画面の輝度より大きい。言い換えれば、上記配置により、プリズムモジュール１２０’’に対応する位置の映像画面の輝度は、表示領域ＤＲからフレーム領域ＦＲの方向へ次第に小さくなり、従来技術のような輝度が激減する状況と異なるため、ユーザの視覚的違和感を低減できる。

以上をまとめると、本発明の実施例の表示装置は少なくとも以下の利点の一つを有する。表示装置はフィルター層を設置することによって、プリズムモジュールに対する環境光束の影響を低減することができるため、表示装置はフレームレスの表示効果を達成できるとともに、その表示する映像画面のコントラストが良好である。

かつ、本発明の実施例の表示装置は、プリズムモジュールの投影領域がディスプレイの表示領域及びフレーム領域と完全に重なるようにすることで、プリズムモジュールが映像光束を異なる方向へ伝達することができるため、表示装置の映像画面を異なる位置にいるユーザに提供する。

また、本発明の実施例の表示装置は、プリズムモジュール中のこれらのプリズム構造が異なる多種の第一底角を有する設計であり、これらの第一底角が表示領域からフレーム領域へ次第に大きくなる。映像光束はこれらの異なる第一底角を有するプリズム構造によって屈折され、複数段の映像画面が形成されるため、ユーザは映像画面の明らかなズレを感じにくい。且つ、上記配置により、プリズムモジュール位置に対応する映像画面の輝度は表示領域からフレーム領域の方向へ次第に小さくなり、従来技術のように輝度が激減する状況と異なるため、ユーザの視覚的違和感が低減される。

以上に記載したのは本発明の好ましい実施例であり、本発明の実施範囲がこれに限定されるべきではない。即ち、本発明の請求の範囲及び発明の詳細な説明を基に行った簡単な等価変更及び修正も本発明の請求範囲内に属する。また、本発明の実施例又は請求項のいずれかが必ずしも本発明の開示した目的又は利点又は特徴を全て満たすとは限らない。その他、要約書と発明の名称は特許文献の検索のために用いられるものであり、本発明の権利範囲を制限するものではない。また、明細書又は請求の範囲に言及された「第一」、「第二」などの用語は、素子（ｅｌｅｍｅｎｔ）を示す名称であり、素子の数量の上限又は下限を制限するものではない。

１００、１００’、１００’’、１００’’’ 表示装置
１１０ ディスプレイ
１１２ 液晶表示パネル
１１４ バックライトモジュール
１１６ 外枠
１１８ ブラックマトリクス
１２０、１２０’、１２０’’ プリズムモジュール
１２２、１２２’、１２２’’ 透光基板
１２４、１２４’、１２４’’、１２４１、１２４２、１２４３ プリズム構造

１３０、１３０’、１３０’’ フィルター層
１３２ 遮光部
１３４ 透光部
１４０ 透明板
ＢＳ、ＢＳ’ 底面Ｄ：配列方向
ＤＲ 表示領域
Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３ 幅
Ｅ１ 第一出光エリア
Ｅ２ 第二出光エリア
ＥＢ、ＥＢ’、ＥＢ’’、ＥＢ’’’、ＥＢ１、ＥＢ２、ＥＢ２’ 環境光束
ＥＲ 縁領域
ＦＲ フレーム領域
ＰＲ、ＰＲ’ 投影領域
Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３ 高さ
Ｉ 光束
ＩＰＳ 二等辺三角形のプリズム構造
ＩＢ：映像光束
ＩＢ１：映像光束の第一部分
ＩＢ２：映像光束の第二部分
Ｓ 先端
Ｓ１ 上表面
Ｓ２ 下表面
ＳＳ１、ＳＳ１’ 第一側面
ＳＳ２、ＳＳ２’ 第二側面
Ｒ 領域
Ｒ１ 第一領域
Ｒ２ 第二領域
Ｒ３ 第三領域
Ｐ 部分
Ｐ１ 第一部分
Ｐ２ 第二部分
Ｐ３ 第三部分
ＰＢＳ、ＰＢＳ’ 一部底面
θ１、θ１’、
θ１’’、θ１’’’、θＩ 第一底角
θ２、θ２’、θ２’’、θ２’’’、θＩＩ 第二底角

Claims (6)

1. 表示装置であって、
   ディスプレイと、
   前記ディスプレイに設置されたプリズムモジュールと、
   フィルター層とを含み、
   前記プリズムモジュールは透光基板及び複数のプリズム構造を含み、前記透光基板が外部からの環境光束の偏光状態を破壊し、前記複数のプリズム構造が前記透光基板上に位置し、且つ前記複数のプリズム構造の複数の先端が前記ディスプレイから離れており、
   前記フィルター層が前記プリズムモジュールと前記ディスプレイとの間に設置され、
   前記フィルター層が吸収式偏光層であり、且つ前記吸収式偏光層の吸収軸の軸方向が前記ディスプレイからの映像光束の偏光方向に垂直であり、
   前記ディスプレイが表示領域及び前記表示領域を囲むフレーム領域を有し、
   前記プリズムモジュールの投影領域が、少なくとも前記フレーム領域及び前記フレーム領域に隣接する前記表示領域と重なる、表示装置。
2. 前記プリズムモジュールは複数の領域を有し、前記複数のプリズム構造が複数の部分に分けられ、前記複数のプリズム構造の一つの前記部分が一つの前記領域中に対応して位置し、各前記プリズム構造が第一底角及び第二底角を有し、前記第一底角の位置が前記第二底角の位置よりも前記フレーム領域に近く、
   前記複数の領域中の前記複数の第一底角が前記表示領域から前記フレーム領域の方向へ次第に大きくなる、請求項１に記載の表示装置。
3. 各前記領域中、前記複数のプリズム構造の前記部分の前記複数の第一底角が互いに同じであり、且つ前記複数のプリズム構造の前記部分の前記複数の第二底角が互いに同じである、請求項２に記載の表示装置。
4. 前記ディスプレイにおける前記プリズムモジュールの投影領域が前記フレーム領域及び前記表示領域と完全に重なる、請求項１に記載の表示装置。
5. 前記表示装置は第一出光エリア及び第二出光エリアを有し、前記第一出光エリアが前記表示領域に位置し、前記第二出光エリアが前記フレーム領域及び前記フレーム領域に隣接する一部の前記表示領域に位置し、
   前記ディスプレイは映像光束を提供し、前記映像光束の第一部分が前記第一出光エリアから出射され、且つ、前記映像光束の第二部分が前記プリズムモジュールを経由した後前記第二出光エリアから出射される、請求項１に記載の表示装置。
6. 表示装置であって、
   表示領域及び前記表示領域を囲むフレーム領域を有するディスプレイと、
   前記ディスプレイに設置されたプリズムモジュールと、
   フィルター層とを含み、
   前記プリズムモジュールは透光基板及び複数のプリズム構造を有し、前記透光基板が外部からの環境光束の偏光状態を破壊し、前記複数のプリズム構造が前記透光基板上に位置し、且つ前記複数のプリズム構造の複数の先端が前記ディスプレイから離れており、
   前記フィルター層が前記プリズムモジュールと前記ディスプレイとの間に設置され、
   前記フィルター層が吸収式偏光層であり、且つ前記吸収式偏光層の吸収軸の軸方向が前記ディスプレイからの映像光束の偏光方向に垂直であり、
   前記プリズムモジュールの投影領域が、少なくとも前記フレーム領域及び前記フレーム領域に隣接する前記表示領域と重なり、
   前記プリズムモジュールは複数の領域を有し、前記複数のプリズム構造が複数の部分に分かられ、前記複数のプリズム構造の一つの前記部分が一つの前記領域中に対応して位置し、各前記プリズム構造が第一底角及び第二底角を有し、前記第一底角の位置が前記第二底角の位置よりも前記フレーム領域に近く、
   前記複数の領域中の前記複数の第一底角は前記表示領域から前記フレーム領域の方向へ次第に大きくなる、表示装置。

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