JPH11327453A - 画像表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の部分画像担持体を用いて表示画像の不
連続を実質上なくして画像品位の良好な大画面表示を実
現する。 【解決手段】 部分画像担持体１６Ａ，１６Ｂと導光体
１２Ａ，１２Ｂと線状光源１４Ａ，１４Ｂとからそれぞ
れなる第１及び第２のユニット２Ａ，２Ｂと、プリズム
シート４とを備える。導光体１２Ａでは、線状光源１４
Ａから発せられ入射端面１２Ａ１から入射した光が他の
端面１２Ａ２の方へ導光され且つ光出射表面１２Ａ３か
ら斜め指向性で出射する。導光体１２Ｂでも同様。プリ
ズムシート４は導光体１２Ａ，１２Ｂから部分画像担持
体１６Ａ，１６Ｂを経て到来する第１及び第２の部分画
像光を法線方向に揃え、第１及び第２の部分画像光がプ
リズムシート４にて互いに隣接し連続して表示画像を形
成するように第１及び第２の部分画像担持体１６Ａ，１
６Ｂとプリズムシート４とが位置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像表示の技術分
野に属するものであり、特に背面側に配置された面光源
を有し該面光源により画像担持体を透過照明することで
画像を表示する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
ノート型パソコン（パーソナルコンピュータ）の表示画
面を構成するのに使用されている液晶表示装置（液晶デ
ィスプレイ）は、基本的に液晶表示素子部（液晶セル）
と該液晶セルの背面側に配置されたバックライト部とか
ら構成されている。このバックライト部は、特公平７−
２７１３６号公報や特公平７−２７１３７号公報等に記
載されているように、板状導光体の端面に隣接配置され
た冷陰極管などの線状の光源から発せられる光を導光体
内へと入射させ、該導光体の一主面（表面）から面状に
光を出射させ、該光出射面上に配置したプリズムシート
により出射光の進行方向の分布（角度分布）を変更さ
せ、該プリズムシートからの光を画像担持体としての液
晶セルに入射させている。液晶セルは正面側及び裏面側
に互いに偏光面方向を直交させた状態で１対の偏光板が
配置されている。

【０００３】以上のような表示装置において、線状光源
から発せられ導光体内へと入射した光は、表面及び該表
面とほぼ平行な裏面による繰り返し反射を受けて、導光
体内を入射端面と対向する端面の方へと伝達される。こ
の伝達の途中で、導光体の表面から一部の光が出射す
る。この出射光或はそれを拡散シート等に通した光はか
なり広い角度分布を有していたり、観察方向と異なる方
向に指向性を有していたりする。このため、必要な方向
に光を集中させたり、必要な方向に指向性を変更させて
光を出射させるために、上記プリズムシートが使用され
る。このプリズムシートは、プリズム面を導光体と反対
の側に向けて配置されることが多く、また、プリズムシ
ートは、プリズム稜線の方向が互いに直交するような配
置で重ね合わせて使用することができる。

【０００４】ところで、近年では、次第に表示画面の大
型化が求められるようになってきており、この要求を満
たすために、以上のような液晶表示装置では、液晶セル
を大寸法化する努力がなされている。しかし、工業的規
模で製造される液晶セルの大きさには限界があり、それ
以上の寸法の表示画面を工業的規模で製造するには複数
の液晶セルを並べて配置するしかないのが現状である。

【０００５】このように、個々の液晶セル等の画像担持
体に全体の表示画像の一部（部分画像）を担持させ、複
数の画像担持体により総合して所望の画像表示をなす場
合には、隣接する画像担持体の間に画像のとぎれ（不連
続）が形成されるので、画像品位の点で十分とはいえな
いという問題点がある。

【０００６】そこで、本発明は、以上のような従来技術
の問題点を解決し、背面側から面状に照明光を照射して
画像担持体を透過照明することにより、該画像担持体に
より担持される画像を表示する画像表示装置において、
複数の部分画像担持体を用いて表示画像の不連続を実質
上なくして画像品位の良好な大画面表示を実現すること
を目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、以上の
如き目的を達成するものとして、第１部分画像と第２部
分画像とからなる表示すべき画像の第１部分画像を担持
する第１部分画像担持体と該第１部分画像担持体の背面
側に配置された第１導光体と該第１導光体の光入射端面
に対向して配置された第１線状光源とからなる第１ユニ
ットと、前記表示すべき画像の第２部分画像を担持する
第２部分画像担持体と該第２部分画像担持体の背面側に
配置された第２導光体と該第２導光体の光入射端面に対
向して配置された第２線状光源とからなる第２ユニット
と、前記第１ユニット及び第２ユニットの前方に配置さ
れた指向性制御部材とを備えており、前記第１導光体
は、前記第１線状光源から発せられ前記光入射端面から
入射した光を該光入射端面と反対側の反対端面の方へと
導光し且つこれら光入射端面及び反対端面を横切る向き
に配置された光出射表面からその法線方向に対して前記
反対端面の側へと斜めに指向性をもって出射させる指向
性出射機構が付与されており、前記第２導光体は、前記
第２線状光源から発せられ前記光入射端面から入射した
光を該光入射端面と反対側の反対端面の方へと導光し且
つこれら光入射端面及び反対端面を横切る向きに配置さ
れた光出射表面からその法線方向に対して前記反対端面
の側へと斜めに指向性をもって出射させる指向性出射機
構が付与されており、前記第１ユニットと前記第２ユニ
ットとは、前記第１導光体の反対端面と前記第２導光体
の反対端面とが近接し且つ前記第１部分画像担持体と前
記第２部分画像担持体とが略同一平面上にて第１の距離
隔てられるようにして、配置されており、前記指向性制
御部材は、前記第１導光体の光出射表面から出射し前記
第１部分画像担持体を経て到来する第１部分画像光の進
行方向と前記第２導光体の光出射表面から出射し前記第
２部分画像担持体を経て到来する第２部分画像光の進行
方向とを互いに近づけるように、前記第１部分画像光及
び前記第２部分画像光の方向を制御する機能を有してお
り、前記第１部分画像光と前記第２部分画像光とが前記
指向性制御部材において互いに隣接し連続して前記表示
すべき画像を形成するように、前記第１部分画像担持体
及び前記第２部分画像担持体と前記指向性制御部材とを
第２の距離隔てて配置してなることを特徴とする、画像
表示装置、が提供される。

【０００８】本発明の一態様においては、前記第１導光
体の指向性出射機構または前記第２導光体の指向性出射
機構は、各導光体の前記光入射端面及び前記光出射表面
の双方と略直交する断面内における光出射面法線方向か
らの角度に対する出射光光度の分布において、最大ピー
ク値の角度が４５度〜８５度であり、半値幅角度範囲が
８０度以下である。

【０００９】本発明の一態様においては、前記第１導光
体の指向性出射機構または前記第２導光体の指向性出射
機構は、前記出射光光度の分布において、前記光出射面
法線に関して前記最大ピークと反対側に現れる小ピーク
の光度値が前記最大ピークの光度値の３％以下である。

【００１０】本発明の一態様においては、前記第１導光
体の反対端面または前記第２導光体の反対端面には光吸
収部材または光吸収層が付されている。

【００１１】本発明の一態様においては、前記指向性制
御部材は、前記第１ユニット及び前記第２ユニットの側
の面に多数のプリズムが形成されているプリズムシート
からなる。

【００１２】本発明の一態様においては、前記プリズム
シートのプリズム頂角は５０度〜８０度である。

【００１３】本発明の一態様においては、前記第１部分
画像担持体及び前記第２部分画像担持体と前記指向性制
御部材との間に、少なくとも１つの透光性スペーサ部分
を単独あるいは重畳させて配置してなるスペーサ（空気
層を含む）が介在している。

【００１４】本発明の一態様においては、ｋ個のスペー
サ部分が重畳して配置されており、ｐ番目のスペーサ部
分の厚さをｔ_p とし屈折率をｎ_p とし、各導光体の前記
光入射端面及び前記光出射表面の双方と略直交する断面
内における光出射面法線方向からの角度に対する出射光
光度の分布における最大ピークの角度をθとし、前記第
１の距離の半分をｈとし、前記第２の距離をｔとしたと
きに、次の関係０．７ｈ＜Σ［ｔ_p ｓｉｎθ／√（ｎ_p
² −ｓｉｎ² θ）］＜１．２ｈが成立する（ここでΣは
ｐについて１〜ｋの和をとることを示す）。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を参照しながら説明する。

【００１６】図１は本発明による画像表示装置の第１の
実施形態の構成を示す模式的断面図であり、図２はその
一部切欠平面図を示す。

【００１７】これらの図において、符号２Ａは第１の表
示ユニットを示し、符号２Ｂは第２の表示ユニットを示
し、符号４は指向性制御部材を示す。

【００１８】第１ユニット２Ａは、矩形板状の導光体１
２Ａ、線状光源１４Ａ及び画像担持体１６Ａを有する。

【００１９】導光体１２Ａは、Ｙ方向に延びている一端
面１２Ａ１を光入射面とし、端面１２Ａ１と略直交する
Ｘ−Ｙ面内の一主面たる表面（上面）１２Ａ３を光出射
面とし、表面１２Ａ３と反対側のＸ−Ｙ面内の主面たる
裏面（下面）１２Ａ４を光反射面として、利用してい
る。裏面１２Ａ４には、光反射部材２２Ａを付設した
り、光反射層を形成したりすることによって、光反射面
としての機能を十分に発揮することができる。尚、導光
体１２Ａの２つの主面１２Ａ３，１２Ａ４は互いに平行
でなくともよく、例えば一端面１２Ａ１側から他端面１
２Ａ２へと少しづつ厚さが減少するようなくさび形であ
ってもよい。

【００２０】線状光源１４Ａは、導光体端面１２Ａ１に
対向するようにＹ方向に延びた状態で配置されている。
線状光源１４Ａには、発光光を効率よく導光体端面１２
Ａ１の方へと向かわせるために、リフレクタ２４Ａが付
設されている。線状光源１４Ａから発せられた光は、一
部が直接、他部がリフレクタ２４Ａにより反射された上
で、光入射端面１２Ａ１から導光体１２Ａ内へと入射せ
しめられる。

【００２１】導光体１２Ａ内に入射した光は、光反射面
１２Ａ４と光出射面１２Ａ３とにより全反射等の反射を
繰り返し受け、光入射面１２Ａ１とは反対側の端面１２
Ａ２の方へと伝達される。この光伝達の途中で、光反射
面１２Ａ４から出射する一部の光は、光反射部材２２Ａ
により反射せしめられ導光体へと再入射せしめられる。
また、この光伝達の途中で、光出射面１２Ａ３から一部
の光が出射する。

【００２２】この光出射面１２Ａ３からの光出射は、導
光体１２Ａに形成されている指向性出射機構により、図
示されているように斜め上向きに揃った指向性をもって
なされる。実際には、図３に示されているように、光出
射面１２Ａ３から出射する光は、Ｘ−Ｚ面Ｐ内の進行方
向に分布を持ち、完全に同一の方向とはならない場合が
殆どである。分布の最大ピークを示す最大ピーク光度出
射光Ｍが光出射面１２Ａ３の法線Ｎの方向に対してなす
角θを４５度〜８５度とするのが好ましく、しかも最大
ピーク光度値の１／２以上の光度値の光の分布角度範囲
（半値幅角度範囲）φを８０度以下例えば４０度以下と
するのが好ましい。導光体１２Ａの光出射面１２Ａ３の
上に光拡散シートを配置することができるが、その場合
においても、光拡散シートから出射する光が以上のよう
な指向性をもつようにするのが好ましい。

【００２３】導光体１２Ａ内で進行する光のうちには、
光入射面１２Ａ１と平行にＹ方向に延びている他の端面
１２Ａ２から光入射面１２Ａ１の方へと向かうものも僅
かではあるが存在することがある。そのような光に基づ
き、図３に示されている様に、光出射面１２Ａ３の法線
Ｎに関して最大ピーク光度出射光Ｍと反対側に小さなピ
ークが存在することがある。この小ピーク出射光ｍの光
度は最大ピーク出射光Ｍの光度の３％以下であるのが好
ましい。これは、小ピーク出射光ｍの光度が最大ピーク
出射光Ｍの光度の３％を越えると、観察条件によって
は、表示画像が二重に見えたりゴーストが生じたりする
可能性が高くなる傾向にあるからである。この小ピーク
出射光ｍは、他の端面１２Ａ２に光吸収部材２０Ａを付
設する等して該端面１２Ａ２を光吸収面とすることによ
って、少なくすることができる。

【００２４】導光体１２Ａの指向性出射機構としては、
例えば、光出射面１２Ａ３または光反射面１２Ａ４に形
成された微細な凹凸を用いることができる。この微細な
凹凸としては、平均傾斜角２度〜８度程度のものを用い
るのが好ましい。微細な凹凸をもつ粗面の平均傾斜角
（θａ）は、ＩＳＯ４２８７／１−１９８４に従って、
触針式表面粗さ計を用いて粗面形状を測定し、測定方向
の座標をｘとして、得られた傾斜関数ｆ（ｘ）から次式 Δａ＝（１／Ｌ）∫₀ ^L｜（ｄ／ｄｘ）ｆ（ｘ）｜ｄｘ θａ＝ｔａｎ^-1（Δａ） を用いて求めることができる。ここで、Ｌは測定長さで
ある。

【００２５】平均傾斜角θａが小さすぎると、導光体２
からの光の出射率が小さく輝度が低くなりやすい。ま
た、平均傾斜角が大きすぎると、線状光源に近い位置で
大部分の光が出射し、導光体中で線状光源から離れるに
従い光の減衰が著しくなり、光出射面からの出射光も線
状光源から離れるに従って急に減衰し、光出射面内での
輝度の均斉度が低下しやすい。

【００２６】この微細な凹凸は、略等方性であってもよ
いし方向性をもっていてもよい。方向性をもつ場合に
は、微細な凹凸は、例えばＸ−Ｚ断面内の形状が平均傾
斜角２度〜８度程度のＹ方向に並列配置された多数の微
細なプリズム列やレンチキュラーレンズ列等の多数の微
細な凹凸条溝であってもよい。微細な凹凸の凹凸形状の
ピッチは、画像表示装置の観察条件等に応じて画像品質
の劣化がないように定めるのが好ましいが、例えば１μ
ｍ〜２０００μｍ程度とすることができる。

【００２７】また、導光体１２Ａの指向性出射機構とし
ては、導光体１２Ａを構成する基礎材料の屈折率と異な
る屈折率をもつ微小な光拡散材を導光体中に分散してな
るものを用いることができる。この微小光拡散材として
は、例えば、プラスチック等の有機物またはガラス等の
無機物からなる粒径２〜１００μｍ例えば４〜１０μｍ
の透光性粒子を用いることができる。このような光拡散
材は、光出射面１２Ａ３または光反射面１２Ａ４の近傍
における層状領域に分散されていてもよいし、導光体全
体に分散されていてもよい。

【００２８】導光体１２Ａの光反射面１２Ａ４に付設さ
れる光反射部材２２Ａとしては、例えば表面に金属蒸着
反射層を有するプラスチックシートを用いることができ
る。この光反射部材２２Ａは、正反射機能を有するもの
や拡散反射機能を有するものを用いることができる。あ
るいは、上記導光体の光出射面１２Ａ３からの光出射を
全面にわたって均一化するために、光反射部材２２Ａと
して、部分的に反射率の異なるものや部分的に反射面積
割合の異なるパターン反射機能を有するものを用いるこ
とができる。尚、以上のような反射シートを省略して、
導光体の光反射面１２Ａ４に金属蒸着などにより反射層
を付与することも可能である。

【００２９】光出射面１２Ａ３から出射することなく他
の端面１２Ａ２に到達した光は、該他の端面１２Ａ２に
付設された光吸収部材２０Ａにより吸収され、光入射面
１２Ａ１の方へと反射される光は殆どない。光吸収部材
２０Ａとしては、例えばクロスニコルの状態（偏光面方
向が互いに直交する状態）に配置された２枚の偏光板や
黒色顔料を含むプラスチックなどを用いることができ
る。尚、以上のような光吸収部材を省略して、導光体の
光吸収面１２Ａ２に光吸収層を付与することも可能であ
る。

【００３０】また、線状光源１４Ａに付設されるリフレ
クタ２４Ａとしては、例えば表面に金属蒸着反射層を有
するプラスチックシートや金属カバーを用いることがで
きる。

【００３１】以上のようにして、導光体１２Ａの光出射
面１２Ａ３から指向性をもって出射した光は、光透過型
の（光透過率差を利用した）画像（第１の部分画像）を
担持する画像担持体１６Ａを通過する。該画像担持体と
しては、例えば透過型液晶セルを用いることができる。
液晶セルは、多数の表示画素を有しており、背面側（下
面側）及び正面側（上面側）に１対の偏光板を備えてお
り、電気的画像情報信号に基づいて各画素を適時オン−
オフすることで、オンされた画素部分では背面側から到
来する光を通過させることができ、オフされた画素部分
では背面側から到来する光を遮断することができる。こ
れにより、所望の静止画や動画を表示することができ
る。画像担持体としては、その他、例えば、プラスチッ
クシートに所望の光透過率分布パターンの画像を形成し
たものを用いることもできる。

【００３２】画像担持体１６Ａを通過した光は、該画像
担持体へ入射した時の指向性をほぼ維持したままで、但
し画像情報による変調を受けた画像光として、大略斜め
上方へと進行する。

【００３３】以上のようにして、第１ユニット２Ａか
ら、画像担持体１６Ａの画像情報をもつ第１の画像光が
発せられ、該画像光は第１ユニット２Ａに対して上下方
向に距離ｔだけ隔てられて配置された指向性制御部材４
に入射する。この指向性制御部材４は、上記法線Ｎの方
向に対して最大ピーク角度θで入射する光の進行方向を
所望の方向へと変化させる（方向性を制御する）作用を
有する。本実施形態では、所望方向として上記法線Ｎの
方向を採用している。

【００３４】該指向性制御部材４としては、下面側にＹ
方向に延びた多数のプリズム列が並列して形成されてい
るプリズムシートを用いることができる。このプリズム
シートとしては、プリズム頂角５０度〜８０度のものを
使用することができる。このプリズムシートのプリズム
列の配列のピッチは、例えば１０μｍ〜１０００μｍと
することができる。例えば、屈折率１．５２の材質でプ
リズム頂角６３度のプリズムシートを構成した場合に
は、上記法線Ｎの方向に対して角度６５で入射する光の
進行方向を法線Ｎの方向へと変化させることができる。
これは、法線Ｎの方向に対して斜めにプリズムシート４
の各プリズム列の一方面から入射した光が、各プリズム
列の他方面で全反射作用によって内面反射され、法線Ｎ
の方向に向かってその進行方向を変更せしめられる。

【００３５】上記のように、指向性制御部材４は第１ユ
ニット２Ａに対して上下方向に距離ｔだけ隔てて配置さ
れているので、画像担持体１６Ａの画像情報は、指向性
制御部材４へはＸ方向に距離ｔ・ｔａｎθだけ移動した
（図１において右方へと移動した）状態で入射する。従
って、指向性制御部材４からは、第１ユニット２Ａから
斜めに到来する画像光に対応した画像光が、Ｘ方向に距
離ｔ・ｔａｎθだけシフトして略法線方向に上方へと出
射する。

【００３６】以上、第１ユニット２Ａに関して述べた
が、第２ユニット２Ｂに関しても同様である。第２ユニ
ット２Ｂは第１ユニット２Ａと実質上同等の構成を有し
ており、図１及び図２において、第２ユニット２Ｂの第
１ユニット２Ａと対応する部材には符号部分Ａに代えて
符号部分Ｂを用いた符号で示している。即ち、符号１２
Ｂは導光体であり、符号１２Ｂ１はＹ方向に延びている
光入射端面であり、符号１２Ｂ２は該端面１２Ｂ１と平
行にＹ方向に延びている光吸収端面であり、符号１２Ｂ
３は端面１２Ｂ１と直交するＸ−Ｙ面内の一主面たる光
出射面であり、符号１２Ｂ４は光出射面１２Ｂ３と反対
側のＸ−Ｙ面内の主面たる光反射面である。符号２０Ｂ
は光吸収部材であり、符号２２Ｂは光反射部材である。
符号１４Ｂは導光体端面１２Ｂ１に対向するようにＹ方
向に延びた状態で配置されている線状光源であり、符号
２４Ｂはリフレクタである。符号１６Ｂは第２の部分画
像を担持する画像担持体である。この画像担持体１６Ｂ
により担持される第２の部分画像は、画像担持体１６Ａ
に担持される第１の部分画像と組み合わされて１つの総
合画像を形成する。

【００３７】また、第２ユニット２Ｂは、第１ユニット
２Ａと同様に、指向性制御部材４から上下方向に距離ｔ
だけ隔てられて配置されている。そして、第２ユニット
２Ｂと第１ユニット２Ａとは、それぞれの画像担持体１
６Ａ，１６ＢがＸ方向に距離２ｈだけ隔てられ、それぞ
れの光吸収部材２０Ａ，２０Ｂどうしが対向するように
して、位置している。

【００３８】上記のように、第１画像担持体１６Ａの第
１部分画像情報はＸ方向に距離ｔ・ｔａｎθだけ右方へ
と移動して指向性制御部材４に入射し、同様にして第２
画像担持体１６Ｂの第２部分画像情報はＸ方向に距離ｔ
・ｔａｎθだけ左方へと移動して指向性制御部材４に入
射するので、２ｔ・ｔａｎθ＝２ｈが成り立つ条件の近
傍の条件下において、指向性制御部材４から正面側へと
出射画像光は第１部分画像と第２部分画像との重なりが
それほど目立たず且つ第１部分画像と第２部分画像との
分離もそれほど目立たず、第１部分画像と第２部分画像
とからなる良好な画像品質の総合画像が指向性制御部材
４の上方において法線Ｎの方向及びその近傍の方向から
良好な光利用効率で観察することができる。このような
条件として、 ０．７ｈ＜ｔ・ｔａｎθ＜１．２ｈ を挙げることができる。ｔ・ｔａｎθが０．７ｈ以下で
あると２つの部分画像の重なりが目立ちやすくなり、ｔ
・ｔａｎθが１．２ｈ以上であると２つの部分画像の分
離が目立ちやすくなる。

【００３９】以上のようにして、本実施形態によれば、
工業上良好に製作し得る最大の画像担持体の２倍の大き
さの良好な品質の画像表示が可能な表示装置を、工業上
良好に製作することができる。

【００４０】以上、主としてＸ−Ｚ断面内における光の
振舞に関して説明したが、本発明においては、Ｙ−Ｚ断
面内における光の進行方向を制御する手段を設けること
ができる。

【００４１】このような手段として、たとえば、導光体
１２Ａ，１２Ｂの光出射面１２Ａ３，１２Ｂ３または光
反射面１２Ａ４，１２Ｂ４にＹ−Ｚ断面形状が円弧形状
その他の弧形状となる表面を有するレンチキュラーレン
ズ列（柱状レンズ）又はＹ−Ｚ断面形状が三角形状のＶ
字形状その他の折れ線形状となる表面を有するプリズム
列（柱状プリズム）を形成することができる。この略Ｘ
方向に延びたレンズ列（プリズム列を含む）での屈折及
び／または反射の作用により、Ｙ−Ｚ断面内の指向性を
制御することができ、即ちレンズ列の形状を適宜設定す
ることで光源１と平行な方向の出射光分布を所望なもの
とすることができる。

【００４２】このようなレンズ列として断面形状が円弧
形状のレンチキュラーレンズ列を用いる場合には、該レ
ンチキュラーレンズ列の曲率半径は例えば１０〜５００
μｍである。また、レンズ列として断面形状が三角形状
のプリズム列を用いる場合には、該プリズム列の頂角は
例えば４０〜１４０°である。

【００４３】尚、各レンズ列の表面形状をＸＺ面に関し
て非対称なものとなした場合には、Ｚ方向に対して傾い
た方向への指向性が高められる。

【００４４】また、Ｙ−Ｚ断面内における光の進行方向
を制御する手段として、上記指向性制御部材４の上側ま
たは下側に、Ｙ−Ｚ断面形状が円弧形状その他の弧形状
の繰り返しからなる表面を有するレンチキュラーレンズ
シート又はＹ−Ｚ断面形状が三角形状のＶ字形状その他
の折れ線形状の繰り返しからなる表面を有するプリズム
シートを形成することができる。このプリズムシートと
しては、指向性制御部材４として用いたものと同様なも
のを用いることができる。

【００４５】図４は本発明による画像表示装置の第２の
実施形態の構成を示す模式的断面図である。図４におい
て、図１〜３におけると同様の機能を有する部材には同
一の符号が付されている。

【００４６】本実施形態は、第１ユニット２Ａと第２ユ
ニット２Ｂとで、それぞれ光吸収部材を有する代わり
に、共通の光吸収部材２０を用いたことが、上記図１〜
３に示す第１の実施形態と異なる。即ち、本実施形態で
は、第１ユニット２Ａと第２ユニット２Ｂとは一連の形
態を有する。

【００４７】また、本実施形態は、導光体１２Ａ，１２
Ｂの端面１２Ａ２，１２Ｂ２の間隔が小さい場合を示し
ている。この場合、良好な表示を実現するために、導光
体１２Ａ，１２Ｂの光出射面の光吸収部材２０の近傍に
画像担持体１６Ａ，１６Ｂが配置されていない部分を存
在させている。そして、この部分から上方へと光が出射
するのを防止するために、画像担持体１６Ａ，１６Ｂの
間に遮光部材３０が配置されている。該遮光部材３０と
しては、例えば上記光吸収部材と同様のものを用いるこ
とができる。

【００４８】本実施形態においても、上記図１〜３に示
す第１の実施形態と同様な作用効果が得られる。

【００４９】図５は本発明による画像表示装置の第３の
実施形態の構成を示す模式的断面図である。図５におい
て、図１〜４におけると同様の機能を有する部材には同
一の符号が付されている。

【００５０】本実施形態は、第１ユニット２Ａ及び第２
ユニット２Ｂと指向性制御部材４との間に所望厚さの板
状透光性スペーサ３２を配置したことが、上記図１〜３
に示す第１の実施形態と異なる。透光性スペーサ３２と
しては例えばプラスチックシートを用いることができ
る。これにより、第１ユニット２Ａ及び第２ユニット２
Ｂと指向性制御部材４との間隔を容易に所望値に設定す
ることができる。

【００５１】本実施形態においても、上記図１〜３に示
す第１の実施形態と同様な作用効果が得られる。

【００５２】図６は本発明による画像表示装置の第４の
実施形態の構成を示す模式的部分断面図である。図６に
おいて、図１〜５におけると同様の機能を有する部材に
は同一の符号が付されている。

【００５３】本実施形態では、第１ユニット２Ａにおい
て、導光体１２Ａと画像担持体１６Ａとの間にも所望厚
さの板状透光性スペーサ３４Ａを配置している。図示し
ないが、第２ユニット２Ｂにおいても、同様に、導光体
１２Ｂと画像担持体１６Ｂとの間にスペーサ３４Ａと同
一厚さの板状透光性スペーサ３４Ｂを配置している。そ
の他の構成は、上記図５に示す第３の実施形態と同様で
ある。

【００５４】本実施形態においても、上記図５に示す第
３の実施形態と同様な作用効果が得られる。

【００５５】図７は本発明による画像表示装置の第５の
実施形態の構成を示す模式的部分断面図である。図７に
おいて、図１〜６におけると同様の機能を有する部材に
は同一の符号が付されている。

【００５６】本実施形態は、板状透光性スペーサ３２と
して、ｋ個の透光性スペーサ部分３２−１〜３２−ｋを
重畳させた複合スペーサを用いている点が、上記図５に
示す第３の実施形態と異なる。各スペーサ部分３２−１
〜３２−ｋが、厚さｔ₁ 〜ｔ _k で、屈折率ｎ₁ 〜ｎ_k で
あるとすると、第１部分画像と第２部分画像との重なり
がそれほど目立たず且つ第１部分画像と第２部分画像と
の分離もそれほど目立たず、第１部分画像と第２部分画
像とからなる良好な画像品質の総合画像が指向性制御部
材４の上方において法線Ｎの方向及びその近傍の方向か
ら良好な光利用効率で観察することができる条件とし
て、 ０．７ｈ＜Σ［ｔ_p ｓｉｎθ／√（ｎ_p ²−ｓｉｎ²
θ）］＜１．２ｈ を挙げることができる。ここで、Σはｐについて１〜ｋ
の和をとることを意味する。Σ［ｔ_p ｓｉｎθ／√（ｎ
_p ²−ｓｉｎ² θ）］が０．７ｈ以下であると２つの部分
画像の重なりが目立ちやすくなり、Σ［ｔ_p ｓｉｎθ／
√（ｎ_p ²−ｓｉｎ ² θ）］が１．２ｈ以上であると２つ
の部分画像の分離が目立ちやすくなる。このようにする
ことで、予めいくつかの透光性スペーサ部分を用意して
おき、これらを適宜組み合わせることで、部分画像をＸ
方向に所望距離移動させることができる。

【００５７】本実施形態においても、上記図５に示す第
３の実施形態と同様な作用効果が得られる。

【００５８】図８は本発明による画像表示装置の第６の
実施形態の構成を示す模式的部分断面図である。図８に
おいて、図１〜７におけると同様の機能を有する部材に
は同一の符号が付されている。

【００５９】本実施形態では、指向性制御部材４として
上面側に光拡散層４０を有するプリズムシートを用いて
いる。その他の構成は、上記図１〜３に示す第１の実施
形態と同様である。光拡散層４０の光拡散性能に応じ
て、視野角を調整することが可能である。

【００６０】本実施形態においても、上記図１〜３に示
す第１の実施形態と同様な作用効果が得られる。

【００６１】尚、指向性制御部材４は、第１ユニット及
び第２ユニットからＸ方向に関して互いに逆向きに到来
する２つの部分画像光の指向性を目的とする方向（例え
ば法線Ｎの方向）へとほぼ揃えるように制御できるもの
であればよく、例えば上面側にプリズム列が形成された
シートや、円弧形状その他の弧形状の断面の表面を有す
るレンチキュラーレンズ列を下面側または上面側に設け
たレンチキュラーレンズシートや、フライアイレンズシ
ートなどを用いることも可能である。また、指向性制御
部材４として、シート状、フィルム状または板状の光拡
散部材を用いることもできる。

【００６２】本発明においては、導光体及び指向性制御
部材は、光透過率の高い合成樹脂から構成することがで
きる。このような合成樹脂としては、メタクリル樹脂、
アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、塩化ビニル
系樹脂が例示できる。これらの高透明性の合成樹脂を使
用して、押出成形、射出成形等の通常の成形方法を用い
て、導光体及び指向性制御部材を製造することができ
る。特に、メタクリル樹脂が、光透過率の高さ、耐熱
性、力学的特性、成形加工性に優れており、最適であ
る。このようなメタクリル樹脂としては、メタクリル酸
メチルを主成分とする樹脂であり、メタクリル酸メチル
が８０重量％以上であるものが好ましい。

【００６３】導光体及び指向性制御部材の粗面などの微
細な凹凸表面構造やレンチキュラーレンズ列やプリズム
列などのレンズ列を配列した表面構造を形成するに際し
ては、透明合成樹脂板を所望の表面構造を有する型部材
を用いて熱プレスすることで形成してもよいし、押出成
形や射出成形等によって導光体や指向性制御部材を製造
する際に、同時に形状付与してもよい。また、熱あるい
は光硬化性樹脂等を用いて、導光体や指向性制御部材を
製造する際に、同時に形成してもよい。この場合、導光
体や指向性制御部材の内部と微細凹凸構造またはレンチ
キュラーレンズ列やプリズム列などのレンズ列配列構造
を有する表面部とで、屈折率を異ならせたものを製造す
ることもできる。さらに、ポリエステル系樹脂、アクリ
ル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、塩化ビニル系樹
脂、ポリメタクリルイミド系樹脂等からなる透明フィル
ムあるいはシート等の透明基材上に、活性エネルギー線
硬化型樹脂からなる粗面構造またはレンチキュラーレン
ズ列やプリズム列などのレンズ列配列構造を表面に形成
してもよいし、このようなシートを接着、融着等の方法
によって別個の透明基材上に接合一体化させてもよい。
活性エネルギー線硬化型樹脂としては、多官能（メタ）
アクリル化合物、ビニル化合物、（メタ）アクリル酸エ
ステル類、アリル化合物、（メタ）アクリル酸の金属塩
等を使用することができる。

【００６４】

【実施例】以下、実施例により本発明を説明する。

【００６５】［実施例１］上記実施形態１に従った画像
表示装置を製造した。その際、板状導光体として、屈折
率１．５２のアクリル樹脂からなる１９６ｍｍ×２４５
ｍｍ×３ｍｍの寸法のものを用いた。この導光体の指向
性出射機構として、光出射面に平均傾斜角３．３度の微
細な凹凸を形成した。光吸収部材としてクロスニコル状
態に配置した２枚の偏光板を用い、この光吸収部材を導
光体の光吸収端面に空気層を介さずに透明接着剤で接着
した。線状光源として、直径２ｍｍの冷陰極管を用い
た。導光体の光入射端面と光出射面との双方に垂直な断
面内での導光体出射光の光度分布において、光出射面法
線方向に対して、＋６７度に最大ピークがあり、−６７
度に最大ピークの光度値の２．６％の小ピークがあっ
た。

【００６６】以上のような導光体及び線状光源などの組
を２つ用意し、それぞれの組の導光体光出射面上に部分
画像担持体を配置した。部分画像担持体として、１つの
総合画像を担持するＯＨＰシートを中央で切断して得た
ものを用いた。

【００６７】以上のようにして形成した第１ユニット及
び第２ユニットを、光吸収部材側の端部どうしを対向さ
せ隣接させた状態で配置した。第１ユニットの第１部分
画像と第２ユニットの第２部分画像との間隔は５ｍｍで
あった。

【００６８】第１ユニット及び第２ユニットの上方に、
第１部分画像及び第２部分画像から距離１ｍｍ隔てて、
指向性制御部材を配置した。この指向性制御部材として
は、頂角６３度でピッチ５０μｍのプリズムシートをプ
リズム面が第１部分画像及び第２部分画像と対向するよ
うに下向きに配置したものを用いた。

【００６９】以上のようにして製造された画像表示装置
において画像を表示したところ、二重像は観察されず、
部分画像間の分離や部分画像どうしの重なりは観察され
ず、良好な品位の画像が得られた。

【００７０】［実施例２］第１ユニット及び第２ユニッ
トの上方に厚さ３ｍｍのアクリル樹脂製シートを介して
指向性制御部材を配置することを除いて、実施例１と同
様にして上記実施形態３に従った画像表示装置を製造し
た。

【００７１】以上のようにして製造された画像表示装置
において画像を表示したところ、二重像は観察されず、
部分画像間の分離や部分画像どうしの重なりは観察され
ず、良好な品位の画像が得られた。

【００７２】尚、アクリル樹脂製シートとして厚さ２ｍ
ｍのものを用いて同様にして画像表示装置を製造し、同
様にして画像を表示したところ、二重像は観察されなか
ったが、部分画像間にやや分離が発生した。

【００７３】また、アクリル樹脂製シートとして厚さ４
ｍｍのものを用いて同様にして画像表示装置を製造し、
同様にして画像を表示したところ、二重像は観察されな
かったが、部分画像間どうしにやや重なりが発生した。

【００７４】［実施例３］導光体の指向性出射機構とし
て該導光体に屈折率１．５０で平均粒径８．０μｍの光
拡散材を３．３％分散させたものを用いることを除い
て、実施例１と同様にして画像表示装置を製造した。導
光体の光入射端面と光出射面との双方に垂直な断面内で
の導光体出射光の光度分布において、光出射面法線方向
に対して、＋６６度に最大ピークがあり、半値幅角度範
囲は２９度であった。

【００７５】以上のようにして製造された画像表示装置
において画像を表示したところ、二重像は観察されず、
部分画像間の分離や部分画像どうしの重なりは観察され
ず、良好な品位の画像が得られた。

【００７６】［比較例１］実施例１と同様にして、但
し、第１ユニット及び第２ユニットの上方に間隔をおか
ずに指向性制御部材を密着配置させて、画像表示装置を
製造した。

【００７７】以上のようにして製造された画像表示装置
において画像を表示したところ、二重像は観察されなか
ったが、部分画像間の分離が発生した。

【００７８】［比較例２］実施例２と同様にして、但
し、値第１ユニット及び第２ユニットの上方に間隔をお
かずに指向性制御部材を密着配置させて、画像表示装置
を製造した。

【００７９】以上のようにして製造された画像表示装置
において画像を表示したところ、二重像は観察されなか
ったが、部分画像間の分離が発生した。

【００８０】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、背面側
から面状に照明光を照射して画像担持体を透過照明する
ことにより、該画像担持体により担持される画像を表示
する画像表示装置において、表示画像の不連続や部分的
重畳を実質上なくして画像品位の良好な大画面表示を実
現することが可能となる。かくして、本発明によれば、
工業上良好に製作し得る最大の画像担持体の２倍の大き
さの良好な品質の画像表示が可能な表示装置を、工業上
良好に製作することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による画像表示装置の第１の実施形態の
構成を示す模式的断面図である。

【図２】本発明による画像表示装置の第１の実施形態の
構成を示す一部切欠平面図である。

【図３】本発明による画像表示装置の第１の実施形態に
おける導光体からの指向性光出射の説明図である。

【図４】本発明による画像表示装置の第２の実施形態の
構成を示す模式的断面図である。

【図５】本発明による画像表示装置の第３の実施形態の
構成を示す模式的断面図である。

【図６】本発明による画像表示装置の第４の実施形態の
構成を示す模式的部分断面図である。

【図７】本発明による画像表示装置の第５の実施形態の
構成を示す模式的部分断面図である。

【図８】本発明による画像表示装置の第６の実施形態の
構成を示す模式的部分断面図である。

【符号の説明】

２Ａ 第１ユニット ２Ｂ 第２ユニット ４ 指向性制御部材 １２Ａ，１２Ｂ 板状導光体 １２Ａ１，１２Ｂ１ 光入射端面 １２Ａ２，１２Ｂ２ 端面 １２Ａ３，１２Ｂ３ 光出射面 １２Ａ４，１２Ｂ４ 光反射面 １４Ａ，１４Ｂ 線状光源 １６Ａ，１６Ｂ 部分画像担持体 ２０，２０Ａ，２０Ｂ 光吸収部材 ２２Ａ，２２Ｂ 光反射部材 ２４Ａ，２４Ｂ リフレクタ ３０ 遮光部材 ３２ 板状透光性スペーサ ３２−１〜３１−ｋ スペーサ部分 ３４Ａ 板状透光性スペーサ Ｍ 最大ピーク光度出射光 ｍ 小ピーク光度出射光 Ｎ 光出射面法線

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１部分画像と第２部分画像とからなる
   表示すべき画像の第１部分画像を担持する第１部分画像
   担持体と該第１部分画像担持体の背面側に配置された第
   １導光体と該第１導光体の光入射端面に対向して配置さ
   れた第１線状光源とからなる第１ユニットと、前記表示
   すべき画像の第２部分画像を担持する第２部分画像担持
   体と該第２部分画像担持体の背面側に配置された第２導
   光体と該第２導光体の光入射端面に対向して配置された
   第２線状光源とからなる第２ユニットと、前記第１ユニ
   ット及び第２ユニットの前方に配置された指向性制御部
   材とを備えており、 前記第１導光体は、前記第１線状光源から発せられ前記
   光入射端面から入射した光を該光入射端面と反対側の反
   対端面の方へと導光し且つこれら光入射端面及び反対端
   面を横切る向きに配置された光出射表面からその法線方
   向に対して前記反対端面の側へと斜めに指向性をもって
   出射させる指向性出射機構が付与されており、 前記第２導光体は、前記第２線状光源から発せられ前記
   光入射端面から入射した光を該光入射端面と反対側の反
   対端面の方へと導光し且つこれら光入射端面及び反対端
   面を横切る向きに配置された光出射表面からその法線方
   向に対して前記反対端面の側へと斜めに指向性をもって
   出射させる指向性出射機構が付与されており、 前記第１ユニットと前記第２ユニットとは、前記第１導
   光体の反対端面と前記第２導光体の反対端面とが近接し
   且つ前記第１部分画像担持体と前記第２部分画像担持体
   とが略同一平面上にて第１の距離隔てられるようにし
   て、配置されており、 前記指向性制御部材は、前記第１導光体の光出射表面か
   ら出射し前記第１部分画像担持体を経て到来する第１部
   分画像光の進行方向と前記第２導光体の光出射表面から
   出射し前記第２部分画像担持体を経て到来する第２部分
   画像光の進行方向とを互いに近づけるように、前記第１
   部分画像光及び前記第２部分画像光の方向を制御する機
   能を有しており、 前記第１部分画像光と前記第２部分画像光とが前記指向
   性制御部材において互いに隣接し連続して前記表示すべ
   き画像を形成するように、前記第１部分画像担持体及び
   前記第２部分画像担持体と前記指向性制御部材とを第２
   の距離隔てて配置してなることを特徴とする、画像表示
   装置。
2. 【請求項２】 前記第１導光体の指向性出射機構または
   前記第２導光体の指向性出射機構は、各導光体の前記光
   入射端面及び前記光出射表面の双方と略直交する断面内
   における光出射面法線方向からの角度に対する出射光光
   度の分布において、最大ピーク値の角度が４５度〜８５
   度であり、半値幅角度範囲が８０度以下であることを特
   徴とする、請求項１に記載の画像表示装置。
3. 【請求項３】 前記第１導光体の指向性出射機構または
   前記第２導光体の指向性出射機構は、前記出射光光度の
   分布において、前記光出射面法線に関して前記最大ピー
   クと反対側に現れる小ピークの光度値が前記最大ピーク
   の光度値の３％以下であることを特徴とする、請求項２
   に記載の画像表示装置。
4. 【請求項４】 前記第１導光体の反対端面または前記第
   ２導光体の反対端面には光吸収部材または光吸収層が付
   されていることを特徴とする、請求項１に記載の画像表
   示装置。
5. 【請求項５】 前記指向性制御部材は、前記第１ユニッ
   ト及び前記第２ユニットの側の面に多数のプリズム列が
   形成されているプリズムシートからなることを特徴とす
   る、請求項１に記載の画像表示装置。
6. 【請求項６】 前記プリズムシートのプリズム頂角は５
   ０度〜８０度であることを特徴とする、請求項５に記載
   の画像表示装置。
7. 【請求項７】 前記第１部分画像担持体及び前記第２部
   分画像担持体と前記指向性制御部材との間に、少なくと
   も１つの透光性スペーサ部分を単独あるいは重畳させて
   配置してなるスペーサ（空気層を含む）が介在している
   ことを特徴とする、請求項１に記載の画像表示装置。
8. 【請求項８】 ｋ個のスペーサ部分が重畳して配置され
   ており、ｐ番目のスペーサ部分の厚さをｔ_p とし屈折率
   をｎ_p とし、各導光体の前記光入射端面及び前記光出射
   表面の双方と略直交する断面内における光出射面法線方
   向からの角度に対する出射光光度の分布における最大ピ
   ークの角度をθとし、前記第１の距離の半分をｈとし、
   前記第２の距離をｔとしたときに、次の関係 ０．７ｈ＜Σ［ｔ_p ｓｉｎθ／√（ｎ_p ² −ｓｉｎ²
   θ）］＜１．２ｈ が成立する（ここでΣはｐについて１〜ｋの和をとるこ
   とを示す）ことを特徴とする、請求項７に記載の画像表
   示装置。