説明

ディスプレイ装置

【課題】本発明はディスプレイ装置を提供する。
【解決手段】ディスプレイ装置は、導光板と、第一光源装置と、第二光源装置と、表示パネルと、映像光源同期駆動ユニットとを含む。第一光源装置と第二光源装置はそれぞれ導光板の對向する両側に設けられる。第一光源装置をオンし、かつ第二光源装置をオフする際に、映像光源同期駆動ユニットは表示パネルに左側映像を表示し、導光板に形成された微構造は第一光源装置から発出された光束を左側に向かせ、第一光源装置をオフし、第二光源装置をオンする際に、映像光源同期駆動ユニットは表示パネルに右側映像を表示し、導光板に形成された微構造は第二光源装置から発出された光束を右側に向かせる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明はディスプレイ装置に関し、特に二種の異なる出光視角を有するディスプレイ装置に関する。
【背景技術】
【0002】
図1は二種の異なる出光視角を有する従来のディスプレイ装置を示す斜視図である。上記の従来のディスプレイ装置は、二種の異なる出光視角を有するため、同一時点で二種の異なる画面を使用者に提供して観賞させることができる。図1の実線は右側の観賞者に提供する画面を代表し、破線は左側の観賞者に提供する画面を代表する。図1を参照するに、画面は液晶パネル102から提供され、バックライト104は均一の面光源を提供して、各方向において出射光量を有するため、視差バリアー(parallax barrier)素子106を用いて出光方向を制御する必要がある。視差バリアー素子106の出光領域106aの幅、隣接する二つの出光領域106aの間隔及び液晶ディスプレイパネル102に対する視差バリアー素子106の位置を調整することにより、異なる出光視角を調整し、右側の観賞者にR1、R3、R5及びR7の画面を見せ、左側の観賞者にL2、L4、L6、L8の画面を見せる。即ち、二種の異なる画面を同時にそれぞれ異なる位置の使用者に提供して観賞させることができる。しかし、この構成によると、左側と右側の観賞者は、二人とも解像度が半分に下がった画面しか見られない。
【0003】
従って、他の従来技術において、時系列・同期制御視差バリアー素子106と液晶パネル102を有する同期装置108を提出し、第一時点において視差バリアー素子106と液晶パネル102を同時に制御して、図1に示しているように、右側観賞者にR1、R3、R5及びR7の画面を見せ、左側の観賞者にL2、L4、L6、L8の画面を見せる。次の時点において、更に視差バリアー素子106と液晶パネル102を同時に制御し、図2に示しているように、右側観賞者にR2、R4、R6及びR8の画面を見せ、左側の観賞者にL1、L3、L5、L7の画面を見せる。この場合、人の目は視角の持続性を有するため、同期装置108が快速に切替える場合、左と右側の観賞者は全ての画面を含む全解像度(全解像度の画面は画面R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8又は画面L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7及びL8を含む)の画面を見ることができる。
【0004】
しかし、上述の従来の構成は、視差バリアー素子106を用いて視角制御の効果を得るため、全体の厚さ、重量及び生産コストが増加する。一方、視差バリアー素子106と液晶パネル102が精確に位置合わせしなければ、視角制御の効果が得られないため、組み立てが難しく、歩留まりが下がる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は、同一時点で二種の異なる画面を使用者に提供して観賞させる二種の異なる出光視角を有するディスプレイ装置を提供する。
【0006】
本発明の他の目的と利点は、本発明によって開示される技術特徴から更に明らかになる。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の上記の一部又は全部の目的、あるいは他の目的を達成するために、本発明の実施例によるディスプレイ装置は、導光板と、第一光源装置と、第二光源装置と、表示パネルと、複数の第一微構造と、映像光源同期駆動ユニットと、を含む。導光板は對向する第一入光面と第二入光面、及び對向する底面と出光面を有する。第一光源装置は第一入光面に隣接する位置に設けられ、かつ第二光源装置は第二入光面に隣接する位置に設けられる。表示パネルは左側の観賞者に提供する左側映像と右側の観賞者に提供する右側映像を交替的に表示するのに適用され、かつ底面に複数の第一微構造が配列されている。各第一微構造は少なくとも第一平面及び第二平面を有し、第一平面と底面は第一角度を形成し、かつ第一平面は第二光源装置から発出された光束を右側に向かせるように適用され、第一角度の範囲は15度以上、かつ35度以下である。第二平面と底面と第二角度を形成し、かつ第二平面は第一光源装置から発出された光束を左側に向かせるように適用され、第二角度の範囲は15度以上、かつ35度以下である。映像光源同期駆動ユニットは、第一光源装置をオンし、かつ第二光源装置をオフする際に、左側映像を表示し、第二光源装置をオンし、かつ第一光源装置をオフする際に、右側映像を表示する。
【0008】
本実施例において、各第一微構造の長軸方向は大体第一入光面及び第二入光面に平行する。
【0009】
本実施例において、左側の観賞者の出光視角範囲は15度以上、かつ65度以下であり、右側の観賞者の出光視角範囲は15度以上、かつ65度以下である。
【0010】
本発明の実施例において、ディスプレイ装置は更に複数の第二微構造が出光面に配列され、各第二微構造の長軸方向は各第一微構造の長軸方向に大体垂直する。
【0011】
本発明の実施例において、第一微構造はV型溝に形成され、かつ第二微構造はV型溝又は柱状レンズに形成される。
【0012】
本発明の実施例において、左側の観賞者と右側の観賞者の間の距離がD、左側の観賞者と右側の観賞者各自から表示パネルまでの距離がS、導光板の屈折率がn、第二光源装置からの光束が第一平面に入射される前の進行方向と垂直方向の間の夾角がθ3、第一角度がαである場合、第一角度αは
【0013】
【数1】


を満足する。
【0014】
本発明の実施例において、左側の観賞者と右側の観賞者の間の距離がD、左側の観賞者と右側の観賞者各自から表示パネルまでの距離がS、導光板の屈折率がn、第一光源装置からの光束が第二平面に入射される前の進行方向と垂直方向の間の夾角がθ3、第二角度がβである場合、第二角度βは
【0015】
【数2】


を満足する。
【0016】
本発明の実施例において、導光板における三つの隣接する第一微構造はそれぞれ深さhi-1を有する第Ni-1微構造、深さhiを有する第Ni微構造、及び深さhi+1を有する第Ni+1微構造であり、第Ni-1微構造と第Ni微構造の間の距離はpi-1であり、第Ni微構造と第Ni+1微構造の間の距離はpi+1である場合、第一微構造は0.001≦hi/pi≦0.35を満足し、pi=(pi-1+pi+1)/2である。
【0017】
実施例において、第Ni-1微構造、第Ni微構造及び第Ni+1微構造の三者の深さは相互異なる。
【0018】
本発明の実施例において、V型凹槽の先端にはV型凹槽の方向と逆方向に凹む凹部が形成され、かつV型凹槽の深さがh、凹部の幅がWである場合、第一微構造は0≦(W/h)≦7.5を満足する。
【発明の効果】
【0019】
以上のように、本発明の実施例によるディスプレイ装置は少なくとも以下の利点のうちの一つを有する。
本発明の上記の実施例の構成により、従来構成における視差バリアー素子を省いても異なる出光視角の効果が得られ、左右の両側の観賞者に各自の映像を見せることができるため、ディスプレイ装置の全体の厚さ、重量及び製造コストを効率的に低減することができる。一方、従来の構造において、視角制御の効果を得るため、視差バリアー素子と液晶パネルは精確に位置合わせする必要があったが、上記の実施例による構造は、視差バリアー素子を省くことができるため、精確に位置合わせする工程を設ける必要がなく、組立が容易になり、歩留まりが向上する。
【0020】
本発明の上述及びその他の目的、特徴及び効果をより明らかにするために、以下は図面を参照しながら最適実施例を詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【図1】二つの異なる出光視角を有する従来のディスプレイ装置を示す斜視図である。
【図2】二つの異なる出光視角を有する他の従来のディスプレイ装置を示す斜視図である。
【図3】本発明の実施例によるディスプレイ装置を示す斜視図である。
【図4】本発明の実施例によるバックライトモジュールの平面図である。
【図5】図4に示されたバックライトモジュールの側面図である。
【図6】本発明の実施例による第一微構造の斜視図である。
【図7】本発明の他の実施例による第一微構造の斜視図である。
【図8】本発明の実施例によるディスプレイ装置の作動方式を説明するための斜視図である。
【図9】本発明の実施例による第二微構造の斜視図である。
【図10】本発明の他の実施例による第二微構造の斜視図である。
【図11】本発明の実施例による第一微構造の寸法の一例を示す図である。
【図12】本発明の他の実施例による第一微構造の寸法を示す図である。
【図13】本発明の実施例による第一微構造の平面傾角と出光視角の関係を示す図である。
【図14】本発明の実施例による第一微構造の平面傾角と出光視角の関係を示す図である。
【図15】本発明の実施例によるディスプレイ装置の出光視角のシミュレーション結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0022】
本発明の上記及び他の技術内容、特点及び効果は、添付された図面を参考しながら例示する実施例により明確に説明される。本実施例に記載された方向の用語、例えば「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」等は単に図面における方向を参照したものに過ぎない。従って、記載された方向用語は本発明を説明するためのものであり、本発明を限定するものではない。
【0023】
図3を参照するに、本発明の実施例によるディスプレイ装置10は、バックライトモジュール12、表示パネル14及び映像光源同期駆動ユニット16を含む。図4はバックライトモジュール12の一例の平面図であり、図5はバックライトモジュール12の一例の側面図である。図4及び図5を参照するに、バックライトモジュール12は、導光板22と、第一光源装置24aと、第二光源装置24bとを含む。導光板22は對向する第一入光面22aと第二入光面22b、及び對向する底面22cと出光面22dを有する。第一光源装置24aは第一入光面22aに隣接する位置に配置され、第二光源装置24bは第二入光面22bに隣接する位置に配置され、第一光源装置24aと第二光源装置24bはそれぞれLEDライトバー又は冷陰極管から構成されるが、第一光源装置24aと第二光源装置24bは上記の実施例に限られたものではない。本実施例において、第一光源装置24aと第二光源装置24bは例えLEDライトバーであり、第一光源装置24aと第二光源装置24bにそれぞれ複数のLEDが設けられている。反射シート28は底面22cに隣接する位置に設けられ、光学フィルムセット26は出光面22dに隣接する位置に設けられ、光学フィルムセット26は例えば輝度向上フィルム及び拡散フィルムのうちの少なくとも一つを含む。底面22cに複数の第一微構造32が配列され、かつ各第一微構造32の長軸方向は大体第一入光面22a及び第二入光面22bに平行する。出光面22dに複数の第二微構造34が配列され、かつ各第二微構造34の長軸方向は大体第一入光面22a及び第二入光面22bに垂直する。図6を参照するに、本実施例において、第一微構造32は例えばV型溝に形成され、V型溝の長軸方向は大体第一入光面22a及び第二入光面22bに平行し、かつV型溝は少なくとも第一平面32a及び第二平面32bを有し、第一平面32aと導光板22の底面22cはα角を形成し、第二平面32bと導光板22の底面22cはβ角を形成する。第一光源装置24aがオンされ、かつ第二光源装置24bがオフされる場合、第一光源装置24aから発出される光束は第二平面32bによって左側に偏光し、第一光源装置24aがオフされ、かつ第二光源装置24bがオンされる場合、第二光源装置24bから発出される光束は第一平面32aによって右側に偏光される。本実施例において、α角とβ角の角度範囲はそれぞれ15°≦α≦35°及び15°≦β≦35°である。
【0024】
図7を参照するに、他の実施例において、第一微構造42は例えば第一平面42a及び第二平面42bを有するV型溝に形成され、かつV型溝の先端にはV型溝の方向と逆方向に凹む凹部42cが形成される。具体的に、第一微構造42は略W文字の形状を有する。さらに、本実施例において、表示パネル14は例えば液晶パネルである。
【0025】
図8を参照するに、第一時点において、映像光源同期駆動ユニット16は映像源18に映像Aを提供させると共に、第一光源装置24aをオン、かつ第二光源装置24bをオフする。この場合、光線は第一微構造を介して片側に偏光し、左側の観賞者は映像Aを見ることができる。続いて、次の時点において、映像光源同期駆動ユニット16は映像源18に映像Bを提供させると共に、第一光源装置24aをオフ、かつ第二光源装置24bをオンする。この場合、光線は第一微構造を介して片側に偏光し、右側の観賞者は映像Bを見ることができる。このように、表示パネル14は絶え間なく、順番に映像A及び映像Bを表示し、人の目に視角の持続性を有するため、左側の観賞者は連続画面による映像Aを見ることができ、かつ右側の観賞者は連続画面による映像Bを見ることができる。上記実施例の構成により、従来構成における視差バリアー素子(parallax
barrier)を省いても、異なる出光視角が得られ、左右の両側の観賞者に各自の映像を見せることができるため、ディスプレイ装置の全体の厚さ、重量及び製造コストを効率的に低減することができる。一方、従来の構造において、視角制御の効果を得るため、視差バリアー素子106と液晶パネル102は精確に位置合わせする必要があったが、上記の実施例の構造によると、視差バリアー素子を省くことができるため、精確に位置合わせする工程を設ける必要がなく、組立が容易になり、歩留まりが向上する。
【0026】
一方、出光面22dに形成される第二微構造34の長軸方向は第一微構造32の長軸方向に垂直するため、他の方向への視角収斂効果を提供することができ、かつ第二微構造34の形状は限定されず、例えば図9に示される柱状レンズ(lenticular lens)又は図10に示されるV型溝にすることができる。
【0027】
図11を参照するに、仮に導光板22に設けられるいずれか三つの隣接する第一微構造32をそれぞれNi-1、Ni及びNi+1と標記し、それぞれ深さhi-1、hi及びhi+1を有し、微構造Ni-1と微構造Niの間の距離をpi-1にし、微構造Niと微構造Ni+1の間の距離をpi+1にする。pi=(pi-1+pi+1)/2である場合、本実施例において、第一微構造32は関係式0.001≦hi/pi≦0.35を満足し、これによりバックライトモジュール12の出光均一性を更に改善する。
【0028】
図12を参照するに、仮に導光板22に設けられるいずれか三つの隣接する第一微構造42をそれぞれNi-1、Ni及びNi+1に標記し、それぞれ深さhi-1、hi及びhi+1を有し、各凹部42cの両先端の間の幅をそれぞれWi-1、Wi及びWi+1にし、微構造Ni-1と微構造Niの間の距離をpi-1にし、微構造Niと微構造Ni+1の間の距離をpi+1にする。pi=(pi-1+pi+1)/2である場合、本実施例において、第一微構造42は関係式0.001≦hi/pi≦0.35、かつ0<Wi/hi<7.5を満足し、これによりバックライトモジュール12の出光均一性を改善する。さらに、上述の各実施例において、隣接する各微構造の深さ及び間隔は、同一又は異なってよい。
図13及び図14は、本発明の実施例による第一微構造の平面傾角と出光視角の関係を示す図である。図13を参照するに、左側の観賞者と右側の観賞者の間の距離がDであり、観賞者各自から表示パネル14までの距離がSであり、かつ表示パネル14の右側及び左側の出光方向と垂直方向の夾角がそれぞれθ1、θ2である場合、上述のパラメーターは下記の関係式を満足する。
【0029】
sin(θ1)=D/2S ………… (1)
第一微構造32の第一平面32aと導光板22の底面22cはα角を形成し、仮に導光板22の屈折率がnであり、第二光源装置24bからの光束が第一微構造32の第一平面32aに入射される前の進行方向と垂直方向の間の夾角がθ3であり、光束が第一平面32aに全反射された後の進行方向と垂直方向の間の夾角がθ4であり、光束が導光板22から離れる出光方向と垂直方向の間の夾角がθ1である場合、図14によって以下の関係式を導き出せる。
【0030】
θ3−2α=θ4………… (2)
nsin(θ4)=sin(θ1) ………… (3)
式(1)、(2)及び(3)から、
【0031】
【数3】


同様に、一微構造32の第一平面32aと導光板22の底面22cはβ角を形成し、仮に第一光源装置24aからの光束が第一微構造32の第二平面32bに入射する前の進行方向と垂直方向の夾角がθ3である場合、
【0032】
【数4】


ここで、4.8インチのディスプレイ装置を例として挙げると、左側の観賞者と右側の観賞者の間の距離が150cmであり、観賞者各自から表示パネルまでの距離が125cmであり、二つの出光視角は出光面の法線方向に対して対称する(即ち、θ1=θ2)場合、法線方向に対するディスプレイ装置の必要な発光角度は±37度であることが導き出せる。導光板内部における光線の伝導角度によって、更にα=β=20°であることが導き出せる。図15は本発明の実施例によるディスプレイ装置の出光視角のシミュレーション結果を表示し、α=β=20°である場合、バックライトモジュールの両側の出光角度が±37度であることが示されている。なお、実線は第一光源装置24aの出光角度を代表し、破線は第二光源装置24bの出光角度を代表する。一方、実施例において、右側観賞者の視角範囲は15°≦θ1≦65°であり、左側観賞者の視角範囲は15°≦θ2≦65°である。なお、θ1とθ2は必要に応じて同様又は異なる値に設定してよい。
【0033】
以上は、本発明の実施例を記載しているが、本発明は上記の実施例に限られず、本発明の精神と範囲内で変更、変換することができる。一方、本発明の何れの実施例又は請求項範囲は、本発明により開示された全ての目的又は利点又は特徴を実現すべきではない。また、要約部分と発明の名称はただ特許文献のサーチ作業を補助するためのものであり、本発明の権利範囲を限定するものではない。
【符号の説明】
【0034】
10 ディスプレイ装置
12 バックライトモジュール
14 表示パネル
16 映像光源同期駆動ユニット
18 映像源
22 導光板
22a 第一入光面
22b 第二入光面
22c 底面
22d 出光面
24a 第一光源装置
24b 第二光源装置
26 光学フィルムセット
28 反射シート
32、42 第一微構造
32a 第一平面
32b 第二平面
34 第二微構造
42a 第一平面
42b 第二平面
42c 凹部
102 液晶パネル
104 バックライト
106 視差バリアー素子
106a 出光領域
108 同期装置
D 両観賞者間の距離
S 観賞者からディスプレイまでの距離
R1−R8、L1−L8 画面
α、β、θ1、θ2、θ3、θ4 角度

【特許請求の範囲】
【請求項1】
ディスプレイ装置であって、
對向する第一入光面と第二入光面、及び對向する底面と出光面を有する導光板と、
前記第一入光面に隣接する位置に設けられる第一光源装置と、
前記第二入光面に隣接する位置に設けられる第二光源装置と、
左側の観賞者に提供する左側映像と右側の観賞者に提供する右側映像を交替的に表示する表示パネルと、
前記底面に配列される複数の第一微構造と、
前記第一光源装置をオンし、かつ前記第二光源装置をオフする際に、前記左側映像を表示し、前記第二光源装置をオンし、かつ前記第一光源装置をオフする際に、前記右側映像を表示する映像光源同期駆動ユニットと、を含み、
前記第一微構造は少なくとも第一平面及び第二平面を有し、
前記第一平面と前記底面は第一角度を形成し、前記第一平面は前記第二光源装置から発出された光束を前記右側に向かせ、前記第一角度の範囲は15度以上、かつ35度以下であり、
前記第二平面と前記底面は第二角度を形成し、前記第二平面は前記第一光源装置から発出された光束を前記左側に向かせ、前記第二角度の範囲は15度以上、かつ35度以下である、ことを特徴とするディスプレイ装置。
【請求項2】
前記各第一微構造の長軸方向は大体前記第一入光面及び前記第二入光面に平行することを特徴とする請求項1記載のディスプレイ装置。
【請求項3】
前記左側の前記観賞者の出光視角範囲は15度以上、かつ65度以下であり、前記右側の前記観賞者の出光視角範囲は15度以上、かつ65度以下であることを特徴とする請求項1記載のディスプレイ装置。
【請求項4】
さらに、複数の第二微構造が前記出光面に配列され、前記各第二微構造の長軸方向は前記各第一微構造の長軸方向に大体垂直することを特徴とする請求項1記載のディスプレイ装置。
【請求項5】
前記各第二微構造はV型溝又は柱状レンズに形成されることを特徴とする請求項4記載のディスプレイ装置。
【請求項6】
前記左側の前記観賞者と前記右側の前記観賞者の間の距離はD、前記左側の前記観賞者と前記右側の前記観賞者各自から前記表示パネルまでの距離はS、前記導光板の屈折率はn、前記第二光源装置からの前記光束が前記第一平面に入射される前の進行方向と垂直方向の間の夾角はθ3、前記第一角度はαであり、前記第一角度αは
【数5】


を満足することを特徴とする請求項1記載のディスプレイ装置。
【請求項7】
前記左側の前記観賞者と前記右側の前記観賞者の間の距離はD、前記左側の前記観賞者と前記右側の前記観賞者各自から前記表示パネルまでの距離はS、前記導光板の屈折率はn、前記第一光源装置からの前記光束が前記第二平面に入射される前の進行方向と垂直方向の間の夾角はθ3、前記第二角度はβであり、前記第二角度βは
【数6】


を満足することを特徴とする請求項1記載のディスプレイ装置。
【請求項8】
前記各第一微構造はV型溝に形成されることを特徴とする請求項1記載のディスプレイ装置。
【請求項9】
前記導光板における三つの隣接する前記第一微構造はそれぞれ深さhi-1を有する第Ni-1微構造、深さhiを有する第Ni微構造、及び深さhi+1を有する第Ni+1微構造であり、第Ni-1微構造と第Ni微構造の間の距離はpi-1であり、第Ni微構造と第Ni+1微構造の間の距離はpi+1であり、かつ第一微構造は0.001≦hi/pi≦0.35を満足し、pi=(pi-1+pi+1)/2であることを特徴とする請求項8記載のディスプレイ装置。
【請求項10】
前記第Ni-1微構造、前記第Ni微構造及び前記第Ni+1微構造の三者の深さは相互異なることを特徴とする請求項9記載のディスプレイ装置。
【請求項11】
前記V型溝の先端には前記V型溝の方向と逆方向に凹む凹部が形成されることを特徴とする請求項8記載のディスプレイ装置。
【請求項12】
前記V型溝の深さはh、前記凹部の幅はWであり、前記第一微構造は0≦(W/h)≦7.5を満足することを特徴とする請求項11記載のディスプレイ装置。
【請求項13】
前記導光板における三つの隣接する前記第一微構造はそれぞれ深さhi-1を有する第Ni-1微構造、深さhiを有する第Ni微構造、及び深さhi+1を有する第Ni+1微構造であり、第Ni-1微構造と第Ni微構造の間の距離はpi-1であり、第Ni微構造と第Ni+1微構造の間の距離はpi+1であり、かつ第一微構造は0.001≦hi/pi≦0.35を満足し、pi=(pi-1+pi+1)/2であることを特徴とする請求項11記載のディスプレイ装置。
【請求項14】
前記ディスプレイパネルは液晶パネルであることを特徴とする請求項1記載のディスプレイ装置。
【請求項15】
前記第一光源装置と前記第二光源装置はそれぞれ発光ダイオードライトバー又は冷陰極管であることを特徴とする請求項1記載のディスプレイ装置。

【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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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【図12】
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【図13】
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【図14】
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【図15】
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【公開番号】特開2012−3260(P2012−3260A)
【公開日】平成24年1月5日(2012.1.5)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−127826(P2011−127826)
【出願日】平成23年6月8日(2011.6.8)
【出願人】(500093133)中強光電股▲ふん▼有限公司 (53)
【Fターム(参考)】