(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像表示装置の画像発生部の画像発光面と該画像表示装置の画像表示面との間に、画像を構成する最小表示単位である表示素子のそれぞれに対応して各表示素子からの光がお互いに干渉しないように区分され、入射面に入射した光を該入射面にほぼ垂直方向に出射するように、各表示素子からの光がお互いに干渉しないように区分されたそれぞれの出射面に、複数のプリズム面が形成されたプリズムシートが１枚以上設けられていることを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記画像表示装置が有機ＥＬディスプレイであり、
金属電極層と、該金属電極層の上面に形成された電子輸送層と、該電子輸送層の上面に形成された発光層と、該発光層の上面に形成されたホール輸送層と、該ホール輸送層の上面に形成されたＩＴＯ膜と、該ＩＴＯ膜の上面に配設されたガラス基板と、ガラス基板の上面に配設された円偏光フイルタおよび反射防止フイルムとを備えた画像表示装置において、
前記ＩＴＯ膜と前記反射防止フイルムとの間のいずれかの層間に、前記発光層の画像を構成する最小表示単位である表示素子のそれぞれに対応して区分され、入射面に入射した光を該入射面にほぼ垂直方向に出射するように出射面にプリズム面が形成された前記プリズムシートが設けられている請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記プリズムシートが、前記ガラス基板と前記円偏光フイルタとの間に設けられている請求項２に記載の画面表示装置。
【請求項４】
前記画像表示装置が液晶ディスプレイであり、
第１のガラス基板と、該第１のガラス基板の下面に形成された第１の偏光フイルタと、該第１のガラス基板の上面に形成され画像を構成する最小表示単位である表示素子がマトリックス状に配置された第１のＩＴＯ膜とからなる下部基板部、該下部基板部の下面に配設された導光板、該導光板に近接して設けられた光源、第２のガラス基板と、画像を構成する最小表示単位である前記表示素子のそれぞれに対応して区分されて該第２のガラス基板に形成されたカラーフイルタと、該第２のガラス基板の下面に形成された共通電極であるＩＴＯ膜とからなる上部基板部、前記下部基板部と前記上部基板部との間に配設された液晶分子、前記上部基板部の上面に配設された第２の偏光フイルタ、および該第２の偏光フイルタの上に配設された反射防止フイルムを備えた画像表示装置において、
前記上部基板部と前記反射防止フイルムとの間のいずれかの層間に、画像を構成する最小表示単位である前記表示素子のそれぞれに対応して区分され、入射面に入射した光を該入射面にほぼ垂直方向に出射するように出射面にプリズム面が形成された前記プリズムシートが設けられている請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記プリズムシートが、前記第２の偏光フイルタと前記反射防止フイルムとの間に設けられている請求項４に記載の画面表示装置。
【請求項６】
前記プリズムシートが、前記上部基板部と前記第２の偏光フイルタとの間に設けられている請求項４に記載の画面表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は画像表示装置に関し、特に画像発光面と画像表示面との間にプリズムフイルムを設けた画像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、Ｖ字型の繰り返し凹凸列を形成したプリズム面を表面に備えた透明シートであるプリズムシートは、裏面から入射した散乱光を表面プリズム面からプリズムシートにほぼ垂直方向に集光させる特性を利用して、主に液晶のバックライトの導光板の上に貼り付けられて導光板からの光を垂直上向方向に集光させる役割を果たしていた。
【０００３】
図５は、従来例の透過型液晶バックライトからの放射光がプリズムシートを用いて集光される原理を示す模式図である。光源３１４から発した光３０２は反射板３１５で一方向に反射され、導光板３１６を伝わりながら上向き方向に光路を折り曲げられ、導光板３１６に貼られたプリズムシート３０３でさらに垂直上向き方向に集光され上方にある不図示の液晶の入光面に向けて光３０２を投射していた。
【０００４】
一方従来集光レンズを用いて行われていた有機ＥＬ等の自己発光表示素子の放射光の集光をこのプリズムシートを利用して行う試みがなされていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、導光板に用いられていたプリズムシートを有機ＥＬ等の自己発光表示素子の上面へ貼り合わせて使用すると、光路を折り曲げられた有機ＥＬの各表示素子からの光がお互いに干渉し、画像が表示できなくなってしまうという問題点があった。
【０００６】
本発明の目的は、以上の問題点を解決して、自己発光型の画像表示装置に限定することなく、画像の表示を乱さないで表示面の正面から見た輝度を上昇させることができる画像表示装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像表示装置は、
画像表示装置の画像発生部の画像発光面とその画像表示装置の画像表示面との間に、画像を構成する最小表示単位である表示素子のそれぞれに対応して各表示素子からの光がお互いに干渉しないように区分され、入射面に入射した光をその入射面にほぼ垂直方向に出射するように、各表示素子からの光がお互いに干渉しないように区分されたそれぞれの出射面に、複数のプリズム面が形成されたプリズムシートが１枚以上設けられている。
【０００８】
画像表示装置が有機ＥＬディスプレイであり、金属電極層と、その金属電極層の上面に形成された電子輸送層と、その電子輸送層の上面に形成された発光層と、その発光層の上面に形成されたホール輸送層と、そのホール輸送層の上面に形成されたＩＴＯ膜と、そのＩＴＯ膜の上面に配設されたガラス基板と、ガラス基板の上面に配設された円偏光フイルタおよび反射防止フイルムとを備えた画像表示装置において、ＩＴＯ膜と反射防止フイルムとの間のいずれかの層間に、発光層の画像を構成する最小表示単位である表示素子のそれぞれに対応して区分され、入射面に入射した光をその入射面にほぼ垂直方向に出射するように出射面にプリズム面が形成されたプリズムシートが設けられていることが望ましく、プリズムシートが、ガラス基板と円偏光フイルタとの間に設けられていてもよい。
【０００９】
画像表示装置が液晶ディスプレイであり、第１のガラス基板と、その第１のガラス基板の下面に形成された第１の偏光フイルタと、その第１のガラス基板の上面に形成され画像を構成する最小表示単位である表示素子がマトリックス状に配置された第１のＩＴＯ膜とからなる下部基板部、その下部基板部の下面に配設された導光板、その導光板に近接して設けられた光源、第２のガラス基板と、画像を構成する最小表示単位である表示素子のそれぞれに対応して区分されてその第２のガラス基板に形成されたカラーフイルタと、その第２のガラス基板の下面に形成された共通電極であるＩＴＯ膜とからなる上部基板部、下部基板部と上部基板部との間に配設された液晶分子、上部基板部の上面に配設された第２の偏光フイルタ、およびその第２の偏光フイルタの上に配設された反射防止フイルムを備えた画像表示装置において、上部基板部と反射防止フイルムとの間のいずれかの層間に、画像を構成する最小表示単位である表示素子のそれぞれに対応して区分され、入射面に入射した光をその入射面にほぼ垂直方向に出射するように出射面にプリズム面が形成されたプリズムシートが設けられていることが望ましく、プリズムシートが、第２の偏光フイルタと反射防止フイルムとの間に設けられていても、上部基板部と第２の偏光フイルタとの間に設けられていてもよい
画像表示装置の画像発生部の画像発光面と画像表示装置の画像表示面との間に、画像を構成する最小表示単位（以下表示素子と略す）のそれぞれに対応して区分され、入射面に入射した光を入射面にほぼ垂直方向に出射するように出射面にプリズム面が形成されたプリズムシートを設けることによって表示面に対して垂直方向に集光させ、表示画面の映像を崩すことなく、正面方向から見た際のディスプレイの表示面の表示輝度を上昇させた。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態のプリズムシートを備えた画像表示装置について図面を参照して説明する。図１は本発明の第１の実施の形態のプリズムシートを備えた画像表示装置において、放射光がプリズムシートを用いて集光される原理を示す模式図であり、１個の表示素子の状態を示す。
【００１１】
図１において、プリズムシート３は、１個の表示素子１からあらゆる角度に向けて発光した光２が、それぞれの表示素子１ごとに設けられたプリズムシート３を通過することによって、表示面から見た際に表示素子の正面方向に光２を集光し、輝度を上昇させるという役目を果たす。従って、正面方向の観察者２０に対して、発光源の輝度を上げずに実質的に輝度を上昇させることが可能であり、いいかえると消費電力を上げずに輝度を上昇させる効果が得られる。
【００１２】
図２は本発明の第１の実施の形態のプリズムシートを設けた有機ＥＬディスプレイ型画像表示装置の模式的断面図である。図２を参照すると、ガラス基板１０９の上に、発光層１０６から発光した光１０２を集光させるためのプリズムシート１０３、プリズムシート１０３の上に、円偏光フイルタ１１１と外光からの反射を防止するための反射防止フィルム１１０とが貼り合わされている。プリズムシート１０３は、発光層１０６の赤、緑、青の各々の表示素子に対してそれぞれ一つずつ区分して設けられ、セパレータで各々に分割されお互いに干渉しない構造になっている。発光層１０６の上側と下側には、発光層１０６を発光させ輝度を制御するための制御電極が発光層１０６を挟み込む形で積層されている。制御電極は発光層１０６の上側には陽極、下側には陰極が設けられている。陽極は発光層１０６から発光した光１０２を透過させる必要があるので、電極は透明電極であるＩＴＯ膜１０８およびホール輸送層１０７より形成される。陰極は、金属よりなる金属電極１０４および電子輸送層１０５より形成される。
【００１３】
図３は図２の画像表示装置の１個のプリズムシートにおける光の屈曲状態を説明するための模式的断面図である。図３を参照すると、ガラス基板１０９を経由してプリズムシート１０３の下面から入射した散乱光１０２は、プリズムシート１０３のプリズム面で光の屈折特性を利用して光路が折り曲げられ、表示面に対して垂直上向き方向へ集光させられていることがわかる。
【００１４】
次に、本発明の第１の実施の形態のプリズムシートを備えた画像表示装置の表示動作について図２を参照して説明する。陽極側のＩＴＯ膜１０８側にプラス電位、陰極側の金属電極１０４にマイナス電位を印加すると、陽極側のＩＴＯ膜１０８からホール輸送層１０６を伝わって発光層１０６にホールが、陰極側の金属電極１０４から電子輸送層１０５を伝わって発光層１０６に電子がそれぞれ注入され、次にホールと電子が発光層１０６で再結合することにより一重項励起を形成し、そのエネルギーが光１０２に変る。発光層１０６から発した光１０２がホール輸送層１０７、ＩＴＯ膜１０８、およびガラス基板１０９を透過し、本実施の形態の場合はプリズムシート１０３により表示面に垂直上向きに集光される。
【００１５】
本発明の第１の実施の形態では、ガラス基板１０９の上にプリズムシート１０３を貼り合わせることとしているが、プリズムシート１０３は発光層１０５と表示面との間であれば何層目に積層するかに関して制限はなく、複数のプリズムシート１０３を積層してもよい。
【００１６】
次に本発明の第２の実施の形態のプリズムシートを備えた画像表示装置について図面を参照して説明する。図４は本発明の第２の実施の形態のプリズムシートを設けた液晶ディスプレイ型画像表示装置の模式的断面図である。第１の実施の形態では、本発明を自己発光型の有機ＥＬディスプレイに適用したが、液晶ディスプレイに対しても適用することができる。図４を参照すると、この液晶ディスプレイの光源は、不図示のバックライトと仮定している。バックライトから発した光２０２を直線偏光に変えるために、第１のガラス基板２０９の下に、第１の偏光フイルタ２１１が設けられている。第１のガラス基板２０９の上には、透明電極よりなる第１のＩＴＯ膜２０８が形成されており、  第１のＩＴＯ膜２０８には画像を構成する最小表示単位である表示素子を形成する不図示の素子がマトリックス状に配置されている。第１のガラス基板２０９と、第１の偏光フイルタ２１１と、第１のＩＴＯ膜２０８とで下部基板部が構成される。
【００１７】
液晶分子２１２の傾きを制御するための共通電極である第２のＩＴＯ膜２１３が第２のガラス基板２１４の下面に形成されており、第１のＩＴＯ膜と第２のＩＴＯ膜とに挟まれて液晶分子２１２が封入されている。第２のガラス基板２１４の上には、液晶分子２１２を通過した光２０２を着色するために赤、緑、青より構成されるカラ−フィルタ２１５が設けられている。カラーフィルタ２１５の赤、緑、青の各素子はそれぞれ一つの表示素子と対応しており、セパレータで各々に分割されお互いに干渉しない構造となっている。第２のガラス基板２１４と、カラーフイルタ２１５と、第２のＩＴＯ膜２１３とで上部基板部が構成される。カラーフィルタ２１５の上に液晶分子２１２で９０°に捻じ曲げられた直線偏光のみを透過させるための第２の偏光フイルタ２１６が設けられている。第２の偏光フイルタ２１６の上には、カラーフィルタ２１５の赤、緑、青の各素子の一つずつそれぞれ対応して区分されたプリズムシート２０３が構成されている。プリズムシート２０３の上には外光からの反射を防止するための反射防止フィルム２１０が貼り合わさせられている。
【００１８】
次に、第２の実施の形態のプリズムシートを設けた液晶ディスプレイ型画像表示装置の表示動作について、図４を参照して説明する。バックライトから発せられた光２０２が第１の偏光フイルタ２１１で直線偏光し、第１のガラス基板２０９、第１のＩＴＯ膜２０８、液晶分子２１２、第２のＩＴＯ膜２１３、および第２のガラス基板２１４を透過し、赤、緑、青より構成されるカラ−フィルタ２１５でそれぞれ色付けされる。色付けされた光２０２は、第２の偏光フイルタ２１６を透過し、プリズムシート２０３により表示面に対し垂直上向きに集光される。第２の偏光フイルタ２１６は、画像を構成する表示素子と対応する第１のＩＴＯ膜２０８の電極が一般的にＯＦＦの時に液晶分子２１２で９０°捻じ曲げられた光２０２のみを透過する。
【００１９】
本発明の実施例では、プリズムシート２０３を上層の第２の偏光フイルタ２１６の上に積層したが、カラーフィルタ２１５と表示面のと間で何層目に積層するかに関し制限はなく、複数のプリズムシート２０３を積層してもよい。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明のプリズムシートを備えた画像表示装置には次の効果がある。即ち、
第一の効果は、発光源の輝度または消費電力を上げずに、表示輝度を上げることができる。その理由は、発光源の輝度を上げずにプリズムシートを利用して光路を折り曲げ光束を変えて表示面に対して垂直方向の輝度を上げているためである。
【００２１】
第二の効果は、視野角が狭くなり、プライバシー保護に役立つ。特に、携帯機器等では、屋外で使用する機会が多く第三者からの盗視防止が可能である。その理由は、プリズムシートを利用して光路を折り曲げて表示面に対して垂直上方向へ変えているからである。
【００２２】
第三の効果は、製造プロセスが簡単である。その理由は、構造が単純で既存の製造プロセスに、各表示最小単位（ドット）に分割されたプリズムシートを貼り合わせるだけで簡単にできてしまうからである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態のプリズムシートを備えた画像表示装置において、放射光がプリズムシートを用いて集光される原理を示す模式図であり、１個の表示素子の状態を示す。
【図２】本発明の第１の実施の形態のプリズムシートを設けた有機ＥＬディスプレイ型画像表示装置の模式的断面図である。
【図３】図２の画像表示装置の１個のプリズムシートにおける光の屈曲状態を説明するための模式的断面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態のプリズムシートを設けた液晶ディスプレイ型画像表示装置の模式的断面図である。
【図５】従来例の透過型液晶バックライトからの放射光がプリズムシートを用いて集光される原理を示す模式図である。
【符号の説明】
１    表示素子
２、１０２、２０２、３０２    光
３、１０３、２０３、３０３    プリズムシート
２０    観察者
１０４    金属電極
１０５    電子輸送層
１０６    発光層
１０７    ホール輸送層
１０８    ＩＴＯ膜
１０９    ガラス基板
１１０、２１０    反射防止フイルム
１１１    円偏光フイルタ
２０８    第１のＩＴＯ膜
２０９    第１のガラス基板
２１１    第１の偏光フイルタ
２１２    液晶分子
２１３    第２のＩＴＯ膜
２１４    第２のガラス基板
２１５    カラーフイルタ
２１６    第２の偏光フイルタ
３１４    光源
３１５    反射板
３１６    導光板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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