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Description
第1プリズムと、第2プリズムと、前記第1プリズムと前記第2プリズムとの間に設けられた表示パネルと、を備え、前記表示パネルは、第1透明基板と、画素電極と、を備えた第1基板と、第2透明基板と、前記画素電極と対向する共通電極と、を備えた第2基板と、前記第1基板と前記第2基板との間に設けられ、ポリマー及び液晶分子を含む液晶層と、を備えている、表示装置が提供される。
図1において拡大して示すように、各画素PXは、スイッチング素子SW、画素電極PE、共通電極CE、液晶層LC等を備えている。スイッチング素子SWは、例えば薄膜トランジスタ(TFT)によって構成され、走査線G及び信号線Sと電気的に接続されている。走査線Gは、第1方向Xに並んだ画素PXの各々におけるスイッチング素子SWと電気的に接続されている。信号線Sは、第2方向Yに並んだ画素PXの各々におけるスイッチング素子SWと電気的に接続されている。画素電極PEは、スイッチング素子SWと電気的に接続されている。共通電極CEは、複数の画素電極PEに対して共通に設けられている。画素電極PEの各々は、第3方向Zにおいて共通電極CEと対向している。液晶層LC(特に、液晶分子32)は、画素電極PEと共通電極CEとの間に生じる電界によって駆動される。容量CSは、例えば、共通電極CEと同電位の電極、及び、画素電極PEと同電位の電極の間に形成される。
後に説明するが、走査線G、信号線S、スイッチング素子SW、及び、画素電極PEは、第1基板SUB1に設けられ、共通電極CEは、第2基板SUB2に設けられている。第1基板SUB1において、走査線G及び信号線Sは、配線基板1あるいはICチップ2と電気的に接続されている。
第1基板SUB1は、第1透明基板10と、絶縁膜11及び12と、容量電極13と、スイッチング素子SWと、画素電極PEと、配向膜AL1と、を備えている。第1透明基板10は、主面(下面)10Aと、主面10Aの反対側の主面(上面)10Bと、を備えている。スイッチング素子SWは、主面10B側に配置されている。絶縁膜11は、スイッチング素子SWを覆っている。なお、図1に示した走査線G及び信号線Sは、第1透明基板10と絶縁膜11との間に配置されているが、ここでは図示を省略している。容量電極13は、絶縁膜11及び12の間に配置されている。画素電極PEは、絶縁膜12と配向膜AL1との間において、画素PX毎に配置されている。画素電極PEは、容量電極13の開口部OPを介してスイッチング素子SWと電気的に接続されている。画素電極PEは、絶縁膜12を挟んで、容量電極13と重畳し、画素PXの容量CSを形成している。配向膜AL1は、画素電極PEを覆っている。
図3は、本実施形態の表示装置DSPの第1構成例を示す断面図である。なお、表示パネルPNLについては、主要部のみを図示している。
発光素子LDは、側面20Cに向けて光L1を出射する。発光素子LDから出射された光L1は、第2方向Yを示す矢印の向きに沿って進行し、側面20Cから透明基板20に入射する。透明基板20に入射した光L1は、繰り返し反射されながら、表示パネルPNLの内部を進行する。
主面20Bを透過した光L3は、第2プリズムP2の第2面P21から入射する。第2プリズムP2に入射した光L3は、第2傾斜面P22で反射された後に、第2底面P23を透過する。法線Nに対して透過角θ0で表示パネルPNLの主面20Bを透過した光L3が透過角θtで第2プリズムP2を透過する場合、透過角θtは透過角θ0より小さい。つまり、第2プリズムP2を設けた本実施形態の表示装置DSPによれば、第2プリズムP2を設けない比較例の表示装置DSPと比較して、法線Nの方向に透過する光の輝度が増加する。このため、表示装置DSPを法線Nの方向から観察した場合に、高輝度の画像を視認することができる。
換言すると、法線Nの方向で同一輝度の画像を観察しようとする場合に、本実施形態の表示装置DSPは、比較例の表示装置DSPよりも、発光素子LDの輝度を低減することができる。したがって、消費電力を低減することができる。
角度θ0及びθ21の関係は次の通りである。
θ21=θ0…(1)
角度θ21及びθ22の関係は次の通りである。
n1*sin(θ21)=n2*sin(θ22)…(2)
角度θ2、θ22、i0の関係は次の通りである。
θ22=θ2-i0+90°…(3)
角度θ22及びi0の関係は次の通りである。
角度θ22及びi0の関係は、式(3)及び(4)に基づき次の通りである。
θ22=2*θ2…(5)
角度θ0及びθ2の関係は、式(1)、(2)、(5)に基づき次の通りである。
n1*sin(θ0)=n2*sin(2*θ2)…(6)
透過角θ0が50°のとき、第2頂角θ2は15.4°である。
透過角θ0が60°のとき、第2頂角θ2は17.6°である。
透過角θ0が70°のとき、第2頂角θ2は19.4°である。
透過角θ0が80°のとき、第2頂角θ2は20.5°である。
図8の(A)に示すように、第2透明基板20及び透明層TLを透過する光L4に着目する。角度θ0’、θ31、θ41の各々の関係は次の通りである。なお、空気層の屈折率をn1とし、第2透明基板20の屈折率をn3とし、透明層TLの屈折率をn4とする。
n3*sin(θ31)=n4*sin(θ41)=n1*sin(θ0’)…(7) 角度θ31が図7に示した例と同一であれば、角度θ0’は、図7に示した角度θ0と等しくなる。このため、図8の(B)に示すように、第2透明基板20と第2プリズムP2との間に透明層TLが介在する場合であっても、光L3の光路は、実質的に図7に示した系と同一となる。ゆえに、上記の式(6)の関係が成り立つ。つまり、第2頂角θ2の最適な角度は、図7に示した例と同一となる。
ここでは、第2プリズムP2の一つに着目してより、その形状を具体的に説明する。すなわち、第2面P21は、X-Z平面に平行な長方形の面である。第2底面P23は、X-Y平面に平行な長方形の面である。第2面P21及び第2底面P23のなす角度は、ほぼ90°である。第2傾斜面P22は、第1方向X、第2方向Y、及び、第3方向Zに交差する長方形の面である。このような第2プリズムP2のY-Z平面における断面は、直角三角形である。
ここでは、第2プリズムP2の一つに着目してより、その形状を具体的に説明する。すなわち、第2面P21は、X-Z平面に平行な三角形の面である。第2傾斜面P22は、第1方向X、第2方向Y、及び、第3方向Zに交差する三角形の面である。第2面P21と第2傾斜面P22との間には、2つの三角形の面P24及びP25が形成される。このような第2プリズムP2のY-Z平面における断面は、直角三角形である。
図11は、本実施形態の表示装置DSPの第2構成例を示す断面図である。図11に示す第2構成例は、図3に示した第1構成例と比較して、第1プリズムP1を覆う第1カバー部材CV1、及び、第2プリズムP2を覆う第2カバー部材CV2が設けられた点で相違している。第1カバー部材CV1及び第2カバー部材CV2は、ガラス基板やプラスチック基板などの透明な基材である。第1プリズムP1は、第1透明基板10と第1カバー部材CV1との間に設けられている。第2プリズムP2は、第2透明基板20と第2カバー部材CV2との間に設けられている。第1プリズムP1及び第2プリズムP2は、図9及び図10のいずれの構成例も適用可能である。
このような第2構成例においても、第1構成例と同様の効果が得られる。加えて、第1プリズムP1及び第2プリズムP2を保護することができる。
図12は、本実施形態の表示装置DSPの第3構成例を示す断面図である。図12に示す第3構成例は、図3に示した第1構成例と比較して、第1透明基板10と第1プリズムP1とを接着する第1透明接着層TL1、及び、第2透明基板20と第2プリズムP2とを接着する第2透明接着層TL2が設けられた点で相違している。このように第1透明接着層TL1及び第2透明接着層TL2が設けられた場合の第2頂角θ2の最適な角度は、図8を参照して説明した通りである。第1プリズムP1及び第2プリズムP2は、図9及び図10のいずれの構成例も適用可能である。
このような第3構成例においても、第1構成例と同様の効果が得られる。
(1)
第1プリズムと、
第2プリズムと、
前記第1プリズムと前記第2プリズムとの間に設けられた表示パネルと、を備え、
前記表示パネルは、
第1透明基板と、画素電極と、を備えた第1基板と、
第2透明基板と、前記画素電極と対向する共通電極と、を備えた第2基板と、
前記第1基板と前記第2基板との間に設けられ、ポリマー及び液晶分子を含む液晶層と、を備えている、表示装置。
(2)
前記第1プリズムは、前記第1透明基板に向かい合う第1頂部を備え、
前記第2プリズムは、前記第2透明基板に向かい合う第2頂部を備えている、(1)に記載の表示装置。
(3)
前記第1頂部は、第1頂角を有し、
前記第2頂部は、前記第1頂角と同等の第2頂角を有している、(2)に記載の表示装置。
(4)
前記第1頂角及び前記第2頂角は、15°より大きく、21°より小さい、(3)に記載の表示装置。
(5)
前記第1プリズムは、前記第1透明基板に対してほぼ垂直な第1面と、前記第1透明基板に対して傾斜した第1傾斜面と、を備え、前記第1面及び前記第1傾斜面が前記第1頂部を形成し、
前記第2プリズムは、前記第2透明基板に対してほぼ垂直な第2面と、前記第2透明基板に対して傾斜した第2傾斜面と、を備え、前記第2面及び前記第2傾斜面が前記第2頂部を形成し、
前記第1傾斜面は、前記第2傾斜面とほぼ平行である、(2)に記載の表示装置。
(6)
前記第1プリズムは第1方向に延出し、複数の前記第1プリズムは前記第1方向に交差する第2方向に並び、
前記第2プリズムは前記第1方向に延出し、複数の前記第2プリズムは前記第2方向に並んでいる、(1)乃至(5)のいずれか1項に記載の表示装置。
(7)
複数の前記第1プリズムは、第1方向、及び、前記第1方向に交差する第2方向に並び、
複数の前記第2プリズムは、前記第1方向、及び、前記第2方向に並んでいる、(1)乃至(5)のいずれか1項に記載の表示装置。
(8)
前記第1プリズムを覆う第1カバー部材と、
前記第2プリズムを覆う第2カバー部材と、を備えている、(1)乃至(7)のいずれか1項に記載の表示装置。
(9)
前記第1透明基板と前記第1プリズムとを接着する第1透明接着層と、
前記第2透明基板と前記第2プリズムとを接着する第2透明接着層と、を備えている、(1)乃至(7)のいずれか1項に記載の表示装置。
(10)
発光素子を備え、
前記第2透明基板は、前記発光素子と対向する側面を備えている、(1)乃至(9)のいずれか1項に記載の表示装置。
SUB1…第1基板 SUB2…第2基板
LC…液晶層 31…ポリマー 32…液晶分子
SE…シール LD…発光素子
PE…画素電極 CE…共通電極
10…透明基板 20…透明基板 30…透明基板
RL…反射層
Claims (8)
- 第1プリズムと、
第2プリズムと、
前記第1プリズムと前記第2プリズムとの間に設けられた表示パネルと、を備え、
前記表示パネルは、
第1透明基板と、画素電極と、を備えた第1基板と、
第2透明基板と、前記画素電極と対向する共通電極と、を備えた第2基板と、
前記第1基板と前記第2基板との間に設けられ、ポリマー及び液晶分子を含む液晶層と、を備え、
前記第1プリズムは、前記第1透明基板に向かい合う第1頂部と、前記第1透明基板に対してほぼ垂直な第1面と、前記第1透明基板に対して傾斜した第1傾斜面と、を備え、前記第1面及び前記第1傾斜面が前記第1頂部を形成し、
前記第2プリズムは、前記第2透明基板に向かい合う第2頂部と、前記第2透明基板に対してほぼ垂直な第2面と、前記第2透明基板に対して傾斜した第2傾斜面と、を備え、前記第2面及び前記第2傾斜面が前記第2頂部を形成し、
前記第1傾斜面は、前記第2傾斜面とほぼ平行である、表示装置。 - 前記第1頂部は、第1頂角を有し、
前記第2頂部は、前記第1頂角と同等の第2頂角を有している、請求項1に記載の表示装置。 - 前記第1頂角及び前記第2頂角は、15°より大きく、21°より小さい、請求項2に記載の表示装置。
- 前記第1プリズムは第1方向に延出し、複数の前記第1プリズムは前記第1方向に交差する第2方向に並び、
前記第2プリズムは前記第1方向に延出し、複数の前記第2プリズムは前記第2方向に並んでいる、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の表示装置。 - 複数の前記第1プリズムは、第1方向、及び、前記第1方向に交差する第2方向に並び、
複数の前記第2プリズムは、前記第1方向、及び、前記第2方向に並んでいる、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の表示装置。 - 前記第1プリズムを覆う第1カバー部材と、
前記第2プリズムを覆う第2カバー部材と、を備えている、請求項1乃至5のいずれか1項に記載の表示装置。 - 前記第1透明基板と前記第1プリズムとを接着する第1透明接着層と、
前記第2透明基板と前記第2プリズムとを接着する第2透明接着層と、を備えている、請求項1乃至5のいずれか1項に記載の表示装置。 - 発光素子を備え、
前記第2透明基板は、前記発光素子と対向する側面を備えている、請求項1乃至7のいずれか1項に記載の表示装置。
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