(57)【要約】本発明は、互いに隣接して配される液晶（ＬＣ）パネルを有するディスプレイ装置（１）に関する。２つの隣接する液晶パネル間のシーム（２４）の視認性を低減し、グレイスケール反転を避けるために、コリメート光が適用される。レンチキュラフォイル（９）が、水平方向の視野角を拡大するために用いられる。シーム（２４）が垂直方向にのみ存在する場合、垂直方向における最も広い視野角が選択されるべきである。この選択は、水平方向における非対称の視野角につながる。水平視野角における非対称性を低減するために、スクリーンのレンチキュラが台形形状をもつ。頂角は、水平方向における所望の広がり及び視野角の対称性に依存する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、液晶ディスプレイパネルと、前記液晶ディスプレイパネルの前記光源からの光を予め決定されたコリメート角度でコリメートするコリメートシステムと、見る人の側で前記液晶ディスプレイパネルに光学的に結合されるレンチキュラスクリーンとを有し、前記レンチキュラスクリーンのレンチキュラが、第２方向の輝度分散を拡大するために第１方向に向けられている、ディスプレイ装置であって、
前記レンチキュラが、台形の形状をもつことを特徴とするディスプレイ装置。
【請求項２】
前記台形の頂角が、前記第２方向における所望の水平広がり及び所望の視野角の対称性に依存することを特徴とする、請求項１に記載のディスプレイ装置。
【請求項３】
前記レンチキュラスクリーンが、ホスト材料と、前記ホスト材料に分散されるバルク拡散材料とを有することを特徴とする、請求項１に記載のディスプレイ装置。
【請求項４】
前記バルク拡散材料が、前記ホスト材料の屈折率とは異なる屈折率をもつことを特徴とする、請求項１に記載のディスプレイ装置。
【請求項５】
前記液晶ディスプレイパネルが、前記レンチキュラスクリーンの側に前方偏光子を備え、前記レンチキュラスクリーンが、ラミネーションによって前記前方偏光子に光学的に結合されることを特徴とする、請求項１に記載のディスプレイ装置。
【請求項６】
第２方向において互いに隣接して構成される２つの液晶ディスプレイパネルを有し、表示される画像のサイズを拡大するために第１方向にシームをもつディスプレイ装置。
【請求項７】
前記液晶ディスプレイ装置が、前記２つの液晶ディスプレイパネルにわたって延在するブラックマスクを備え、前記ブラックマスクが、前記液晶ディスプレイパネルのピクチャエレメントのピッチに対応する周期的構造をもつことを特徴とする、請求項６に記載のディスプレイ装置。
【請求項８】
請求項１に記載されたディスプレイ装置用のレンチキュラスクリーン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、請求項１の特徴部分の前に規定されるディスプレイ装置に関する。
【０００２】
更に、本発明は、ディスプレイ装置用のレンチキュラスクリーンに関する。
【０００３】
【従来の技術】
ディスプレイ装置は、テレビジョン及びグラフィック画像を表示するために用いられる。
【０００４】
ディスプレイ装置は、ディスプレイパネルのサイズを拡大することなく、ディスプレイの物理的なサイズを拡大するために、互いに隣接して配される２つ以上の液晶ディスプレイパネルを有することができる。このようにして、かなり安価なディスプレイが得られる。液晶ディスプレイパネルの隣接する側に、シーム（継ぎ目）が存在する。液晶ディスプレイパネル間のシームの視認性を低下させるために、光がシーム領域に入射するのを防ぐ必要がある。このことは、ディスプレイ全体にわたって周期的であるブラックマスクによって、またコリメート光（ｃｏｌｌｉｍａｔｅｄ ｌｉｇｈｔ：平行にされる光）の分散の適用によって実現される。このコリメート光の分散には、レンチキュラスクリーンを必要とし、かかるレンチキュラスクリーンは、光が液晶ディスプレイパネルを通過した後、ディスプレイの輝度分散を拡大するために液晶ディスプレイパネルに光学的に結合される。
【０００５】
ディスプレイ装置は、単に垂直なシームのみが存在するような液晶ディスプレイパネルの構成をもつことができる。その結果、更に、ブラックマスクも周期的に垂直な構造のみをもつ。このタイプのディスプレイ装置において、垂直方向のコリメート光源の要件はさほど厳密ではなく、ディスプレイ装置の前面におけるルーメン出力又は輝度が増加される可能性がある。ディスプレイ装置の増加されたルーメン出力を得るために、液晶ディスプレイ装置の垂直方向においてグレイスケール反転が全く起こらないような、最も広くなり得るコリメート角度（ｃｏｌｌｉｍａｔｉｎｇ ａｎｇｌｅ）が選択される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
現行のディスプレイ装置の欠点は、このコリメート角度が、水平方向において視野角の非対称性を引き起こすだろうということである。
【０００７】
本発明の目的は、水平方向において視野角の非対称性が低減されたディスプレイ装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この目的は、請求項１に規定された本発明によるディスプレイ装置により実現される。本発明によるディスプレイ装置のレンチキュラスクリーンの台形構造は、第２方向において法線に関して正及び負の角度で液晶パネルを横切る光線を混合する。異なる正及び負の角度から入射する光線は、台形構造の傾斜面で全反射されるだろう。また、第２方向の視野角の輝度の非対称性が平均化され、低減されるだろう。既知のレンチキュラスクリーンは、輝度分散を拡大するだけにすぎず、しかしながら、レンチキュラスクリーンの法線に関する斜角において入射光を混合しないので、第２方向の非対称性が低減されない。
【０００９】
本発明によるディスプレイ装置の有利な実施例は、従属請求項に規定される。
【００１０】
本発明のこれら及び他の態様は、本明細書の下文に説明される実施例から明らかとなり、これら実施例を参照とすることで明瞭に説明されるであろう。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は、ディスプレイ装置１及び照射システム２の概略図である。この照射システム２は、光源３と、反射体（リフレクタ）５と、コリメートシステム７とを有する。好適には、コリメート角度は、垂直方向のグレイスケール反転を防止するために約３０°である。更に、ディスプレイ装置１は、好適には、互いに隣接して構成されるとともにシーム２４により隔てられた２つの液晶ディスプレイパネル２０，２２を有する。この例において、前記２つの液晶ディスプレイパネル２０と２２との間のシーム２４は垂直方向にある。他に、ディスプレイ装置１は、コリメート照射システム２の適用によって、水平方向の輝度分散を拡大するレンチキュラスクリーン９を備える。
【００１２】
液晶ディスプレイパネル２０及び２２は、従来の９０度のツイストネマチック液晶セルを有する。この液晶セルの配向層のラビング方向は、例えば垂直方向である第１の方向における視野角が、液晶ディスプレイパネル２０，２２に対する法線について対称になるように選択される。その結果、水平方向の視野角が、法線について非対称になる。シーム２４の視認性を低下させるために、光をシーム領域に入射させないようにする必要がある。このことは、垂直方向において周期的なライン構造をもつブラックマスク２６を備える液晶ディスプレイパネル２０，２２を提供することによって実現されうる。
【００１３】
図２は、２つの液晶ディスプレイパネル２０，２２を有するディスプレイ装置１の前面図である。ディスプレイパネル２０，２２を覆うブラックマスク２６は、周期的なライン構造２８によって示される。周期的なライン構造２８は、例えば水平方向である第２の方向におけるピクチャエレメントのピッチと合致する。更に、図１に図示されるようなコリメート照射システム２の適用によって、シーム領域に光が入射することを防止する。ディスプレイ装置１が、垂直方向において単一のシーム２４のみをもつ場合、この垂直方向におけるコリメート照射システム７に課せられる要件は、さほど厳密でなくてもよい。ディスプレイ装置１の前面の輝度又は光出力を増加させるために、垂直方向においてグレイスケール反転が全く起こらない最大視野角を提供するように最も広いコリメート角度が選択される。この角度は、図３ｂ及び図３ｄから導き出されることができる。
【００１４】
図３は、液晶ディスプレイパネルの異なる方向の５つの異なるグレーレベルにおける視野角の特性に対するシミュレートされた輝度を示す。図３ａ及び図３ｂは、液晶ディスプレイパネルにラミネート（積層）される広視野角フォイルと光学的に結合される液晶ディスプレイパネルに関して、水平方向及び垂直方向における視野角の特性に対するそれぞれの輝度を図示する。図３ｃ及び図３ｄは、上記のような広視野角フォイルをもたない液晶ディスプレイパネルに関して、水平方向及び垂直方向における視野角の特性に対するそれぞれの輝度を図示する。選択される５つの公称のグレーレベルは、それぞれ０，０．２５，０．５，０．７５及び１である。各々の曲線４１乃至４５は、輝度対視野角特性を示す。これら図について、光分散は等方性であると見なされる。図３ａ乃至図３ｄにおいて、曲線４１乃至４５が互いに交わる角度は、グレイ反転の開始を示す。
【００１５】
上述したように、レンチキュラスクリーン９は、制限された光分散を拡大する。ただし、ディスプレイ装置１の広いコリメート角度は、図３ｃ及び図３ｄに参照されるように、水平方向における非対称の視野角をもたらす。水平方向の視野方向における非対称性を低減するために、レンチキュラスクリーン９は台形構造１１をもつ。
【００１６】
図４は、台形構造１１をもつレンチキュラスクリーン９の一部分を示す。この台形構造１１において、前記台形の傾斜面４３に当たって跳ね返る光線４２が、全反射によって反射され、液晶パネル２０，２２を異なる正及び負の水平角で横断（トラバース）する光線が混合される。このようにして、水平方向における視野角の非対称性が、平均化されることができるので、その結果低減される。水平方向における所望の水平広がり及び必要な視野角の対称性が、前記台形４３の（斜辺を延長したときの）頂角αを決定する。実際には、この頂角は２０°である。可能性としてより深さがある台形構造と組み合わせたより大きい角度αは、より多くの補正及びより大きな水平広がりを提供する。より小さい角度αは、より少ない補正及びより小さな水平広がりを提供する。
【００１７】
更に、レンチキュラスクリーン９は、垂直方向における輝度分散を広げるために台形構造１１のホスト材料に分散されたバルクディフューザ（ｂｕｌｋ ｄｉｆｆｕｓｅｒ）を備える。好適には、バルクディフューザの屈折率は、ホスト材料の屈折率と約０．１だけ異なるので、入射光の後方散乱を低減する。本例において、バルクディフューザの屈折率は１．５２０であり、ホスト材料の屈折率は１．４９５である。バルクディフューザは、台形構造１１において図示されるように、レンチキュラスクリーンに対して垂直に入射される光線４１を光線４１’のように散乱させる。ブルースター角（Ｂｒｅｗｓｔｅｒ ａｎｇｌｅ）よりも大きい角度で法線に対して斜めに入射される光線４２は反射され、バルクディフューザにより光線４２’及び４２’’に散乱される。
【００１８】
多くの変形例が本発明の枠組みの中で可能であることは明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】液晶ディスプレイ装置及びコリメート照射システムを示す。
【図２】２つの液晶セルを有するディスプレイ装置の前面図である。
【図３ａ】ツイストネマチック液晶ディスプレイパネルについて垂直及び水平方向の異なるグレーレベルにおけるシミュレートされた輝度対視野角のグラフを示す。
【図３ｂ】ツイストネマチック液晶ディスプレイパネルについて垂直及び水平方向の異なるグレーレベルにおけるシミュレートされた輝度対視野角のグラフを示す。
【図３ｃ】ツイストネマチック液晶ディスプレイパネルについて垂直及び水平方向の異なるグレーレベルにおけるシミュレートされた輝度対視野角のグラフを示す。
【図３ｄ】ツイストネマチック液晶ディスプレイパネルについて垂直及び水平方向の異なるグレーレベルにおけるシミュレートされた輝度対視野角のグラフを示す。
【図４】レンチキュラスクリーンの台形構造の断面図を示す。
【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図３ｃ】
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【図３ｄ】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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