JP3820797B2

JP3820797B2 - 導光体の形成方法

Info

Publication number: JP3820797B2
Application number: JP15539699A
Authority: JP
Inventors: 幸雄樫尾
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 1999-06-02
Filing date: 1999-06-02
Publication date: 2006-09-13
Anticipated expiration: 2019-06-02
Also published as: JP2000347586A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は導光体の形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
表示装置には、２枚の液晶表示パネルを用いて１つの合成画像を表示するようにしたものがある。このような場合、２枚の液晶表示パネルを同一平面の左右に所定の間隔をおいて並べて配置することとなるが、２枚の液晶表示パネル間の非表示領域（液晶表示パネル自体の非表示領域を含む）が見えないようにするために、２枚の液晶表示パネルの各表面側に導光体を配置している。従来のこのような導光体としては、多数の光ファイバを１列に並べてなる光ファイバシートの所定の箇所をプレス等により所定の角度に折り曲げ、この折り曲げられた光ファイバシートを多数積層してなるものがある（特開平５−５８７３号公報参照）。そして、このような構造の２つの導光体の各入射面を２枚の液晶表示パネルの各表面側に配置し、当該２つの導光体の各出射面側を互いに密接させ、これにより２枚の液晶表示パネル間の非表示領域が見えないようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、例えば４枚の液晶表示パネルを同一平面の左右及び上下に２×２のマトリクス状に配置する場合、４つの導光体を用いることとなるが、上記従来の導光体では、各左右の２枚の液晶表示パネル間の非表示領域が見えないようにすることはできるが、各上下の２枚の液晶表示パネル間の非表示領域が見えないようにすることはできないという問題がある。
この発明の課題は、例えば４枚の表示パネルを同一平面の左右及び上下に２×２のマトリクス状に配置しても、４枚の表示パネル間の非表示領域が見えないようにすることである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明に係る導光体の形成方法は、入射面と出射面とが互いに平行すると共に出射面が入射面に対して平行な一方向にずれた導光体形成用ブロックの入射面側及び出射面側を入射面及び出射面に対して同一角度で傾斜する傾斜面に沿って切断することにより、新たな入射面と出射面とが互いに平行すると共に出射面が入射面に対して平行な一方向及び該一方向に直交する他方向にずれている多数の光ファイバを複数列、複数行密集した導光体を形成するようにしたものである。
この発明によれば、導光体を、入射面と出射面とが互いに平行すると共に出射面が入射面に対して平行な一方向及び該一方向に直交する他方向にずれたものによって形成し、複数の導光体の各出射面側を前記一方向及び前記他方向において互いに密接させて配置するようにしているので、例えば４枚の表示パネルを同一平面の左右及び上下に２×２のマトリクス状に配置しても、４枚の表示パネル間の非表示領域が見えないようにすることができる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
図１（Ａ）はこの発明の第１実施形態における表示装置の要部の正面図を示し、図１（Ｂ）はその一部を切り欠いた底面図を示し、図１（Ｃ）はその一部を切り欠いた右側面図を示したものである。この表示装置では、４枚の液晶表示パネル１が同一平面において左右方向及び上下方向にそれぞれ所定の間隔をおいて配置されている。
【０００６】
４枚の液晶表示パネル１の各表面側には導光体１１が配置されている。導光体１１は、その形成方法については後で説明するが、多数の光ファイバ（線状導光素子）１２を密集したものによって、入射面側及び出射面側が垂直部１１ａ、１１ｂでその間が滑らかな曲線部１１ｃとなるように形成され、入射面側の垂直部１１ａの裏面からなる入射面１３と出射面側の垂直部１１ｂの表面からなる出射面１４のサイズが同じで入射面１３と出射面１４とが互いに平行とされた構造となっている。
【０００７】
この場合、図１（Ａ）の左下側の導光体１１においては、曲線部１１ｃの傾斜状態等により、矢印Ｐで示すように、出射面１４が入射面１３に対して右上側に所定の距離だけずれている。図１（Ａ）の左上側の導光体１１においては、曲線部１１ｃの傾斜状態等により、矢印Ｑで示すように、出射面１４が入射面１３に対して右下側に所定の距離だけずれている。図１（Ａ）の右下側の導光体１１においては、曲線部１１ｃの傾斜状態等により、矢印Ｒで示すように、出射面１４が入射面１３に対して左上側に所定の距離だけずれている。図１（Ａ）の右上側の導光体１１においては、曲線部１１ｃの傾斜状態等により、矢印Ｓで示すように、出射面１４が入射面１３に対して左下側に所定の距離だけずれている。
【０００８】
そして、４つの導光体１１の各入射面１３は４枚の液晶表示パネル１の各表面の表示領域上に配置されている。また、図１（Ｂ）に示すように、図１（Ａ）の左側の２つの導光体１１の各出射面１４側の垂直部１１ｂの右端部と図１（Ａ）の右側の２つの導光体１１の各出射面１４側の垂直部１１ｂの左端部とは互いに密接されて配置されている。さらに、図１（Ｃ）に示すように、図１（Ａ）の下側の２つの導光体１１の各出射面１４側の垂直部１１ｂの上端部と図１（Ａ）の上側の２つの導光体１１の各出射面１４側の垂直部１１ｂの下端部とは互いに密接されて配置されている。
【０００９】
４つの導光体１１の出射面１４側には１枚の拡散板１５が配置されている。拡散板１５は、詳細には図示していないが、樹脂シートの一方の面の全体に極めて微小なレンズ部を多数密接させて形成したものからなっている。
【００１０】
ここで、導光体１１の形成方法の一例について説明する。まず、図２（Ａ）に示すように、多数の光ファイバ１２を複数列、複数行密集することにより、直方体形状の導光体形成用ブロック２１を形成する。この場合、光ファイバ１２は、高屈折率のアクリル系樹脂からなるコアを低屈折率のフッ素系樹脂からなるクラッドで被覆したものからなっている。また、光ファイバ１２の長さは所期の長さよりもある程度長くなっている。
【００１１】
次に、図示していないが、導光体形成用ブロック２１の各面に上面（表面）加熱部材、下面（裏面）加熱部材、前面加熱部材、後面加熱部材、左側面加熱部材及び右側面加熱部材をそれぞれ接触させ、１００〜１２０℃程度の温度で３０分間程度加熱する。次に、両側面加熱部材を取り除き、次いで図２（Ｂ）に示すように、対向面に所定の傾斜面２２ａを有する左右点対称な形状の一対の加熱加圧部材２２を１２０〜１５０℃程度の温度に保持して、導光体形成用ブロック２１の両側面のいずれか一方からまたは両方から横方向に所定の距離だけ加圧する（図２（Ｃ）参照）。すると、導光体形成用ブロック２１の上面側は下面側に対して右側に所定の距離だけずれた状態となる。すなわち、この状態における導光体形成用ブロック２１の下面側（入射面側）及び上面側（出射面側）は垂直部２１ａ、２１ｂとなり、その間は滑らかな曲線部２１ｃとなる。
【００１２】
次に、図２（Ｄ）において一点鎖線で示すように、導光体形成用ブロック２１の下面側及び上面側を下面及び上面に対して同一角度で傾斜する傾斜面に沿って切断する。この場合、切断面は垂直部２１ａ、２１ｂの途中とする。これにより、図１に示す導光体１１が得られる。このようにして得られた導光体１１では、新たな入射面１３と出射面１４とが互いに平行すると共に、出射面１４が入射面１３に対して平行な一方向及び該一方向に直交する他方向にずれている。また、図１（Ｃ）に示すように、導光体１１の所定の側面形状は平行四辺形となっている。
【００１３】
次に、この表示装置による画像表示について説明する。４枚の液晶表示パネル１の裏面側に配置された図示しないバックライトからの光が液晶表示パネル１の裏面に照射されると、液晶表示パネル１の表示駆動に応じた画像光が液晶表示パネル１の表示領域の表面から出射される。この出射された画像光は、導光体１１の光ファイバ１２を通った後、導光体１１の出射面１４から出射される。この出射された画像光は、拡散板１５を透過すると共にこの拡散板１５の微小なレンズ部で拡散される。そして、この拡散された画像光が視認されることになる。
【００１４】
この場合、図１（Ａ）の左側の２つの導光体１１の出射面１４側の垂直部１１ｂの右端部と図１（Ａ）の右側の２つの導光体１１の出射面１４側の垂直部１１ｂの左端部とを互いに密接させて配置しているので、図１（Ａ）の左側の２枚の液晶表示パネル１と図１（Ａ）の右側の２枚の液晶表示パネル１との間の非表示領域（液晶表示パネル１自体の非表示領域を含む）が見えないようにすることができる。
【００１５】
また、図１（Ａ）の下側の２つの第１の導光体１１の出射面１４側の垂直部１１ｂの上端部と図１（Ａ）の上側の２つの第１の導光体１１の出射面１４側の垂直部１１ｂの下端部とを互いに密接させて配置しているので、図１（Ａ）の下側の２枚の液晶表示パネル１と図１（Ａ）の上側の２枚の液晶表示パネル１との間の非表示領域が見えないようにすることができる。
【００１６】
以上の結果、この表示装置では、４枚の液晶表示パネル１を同一平面の左右及び上下に２×２のマトリクス状に配置しても、４枚の液晶表示パネル１間の非表示領域が見えないようにすることができる。
【００１７】
また、この表示装置では、導光体１１の中間部を曲線部１１ｃとしているので、次に説明するように、曲線部１１ｃの光ファイバ１２から漏れてしまう光の量を少なくすることができる。すなわち、まず、図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、光ファイバ１２が高屈折率のアクリル系樹脂からなるコア１２ａを低屈折率のフッ素系樹脂からなるクラッド１２ｂで被覆したものからなっていると、光ファイバ１２の取り込み角度θが約１３°と比較的小さい。
【００１８】
この結果、図３（Ｂ）に示すように、光ファイバ１２を折り曲げた場合には、この折り曲げ点で光路の角度が急激に変化するので、実線の矢印で示すように、取り込み角度θよりも角度の小さい光はクラッド１２ｂにより全反射されてコア１２ａ内を進行するが、点線の矢印で示すように、取り込み角度θよりも角度の大きい光はクラッド１２ｂを突き抜けてしまう。このクラッド１２ｂを突き抜けた光は迷光となり、表示画質の低下の一要因となる。これに対して、図３（Ａ）に示すように、光ファイバ１２を滑らかに湾曲させた場合には、部分的に見ると光路の角度変化が僅かであるので、実線の矢印で示すように、ほとんどの光はクラッド１２ｂにより全反射されてコア１２ａ内を進行し、上記のような迷光の発生を抑制することができる。
【００１９】
なお、上記第１実施形態では、導光体１１の形成方法として、図２（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、多数の光ファイバ１２を密集してなる１つの直方体形状の導光体形成用ブロック２１を横方向から加熱加圧して成形する場合について説明したが、これに限定されるものではない。
【００２０】
例えば、まず、図４（Ａ）に示すように、多数の光ファイバ１２を複数列、複数行密集して各光ファイバ１２のクラッドを溶融結合してなる複数の例えば６個の直方体形状の導光体形成用の小ブロック２１Ａを用意し、次いで図２（Ｂ）、（Ｃ）に示す場合と同様の成形方法により、６個の小ブロック２１Ａを個々に横方向から加熱加圧して成形し、次いで図４（Ｂ）に示すように、加熱加圧して成形された６個の小ブロック２１Ａを積層接着するようにしてもよい。この場合、加熱加圧して成形された６個の小ブロック２１Ａをただ単に積層した後、加熱加圧して各小ブロック２１Ａのクラッド部分を相互に溶融結合するようにしてもよい。なお、この場合も、図２（Ｄ）に示す場合と同様に切断する。
【００２１】
また、上記第１実施形態では、４つの導光体１１を同じ形状とした場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、図５（Ａ）〜（Ｃ）に示すこの発明の第２実施形態のようにしてもよい。この場合、図５（Ａ）の下側（図５（Ｃ）の左側）の２つの導光体１１は、例えば図２（Ｃ）に示す場合とほぼ同じような形状であって、矢印Ｔ及び矢印Ｕで示すように、出射面１４が入射面１３に対して右側及び左側に所定の距離だけずれたものからなっている。そして、図５（Ｃ）に示すように、図５（Ａ）の下側の２つの導光体１１の各所定の上端部と図５（Ａ）の上側の２つの導光体１１の各所定の下端部とは互いに密接されて配置されている。
【００２２】
また、上記第１実施形態では、４枚の液晶表示パネル１を同一平面の左右及び上下に２×２のマトリクス状に配置した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、要は、複数の液晶表示パネル１を各辺が２枚以上のマトリクス状に配置するものであればよい。
【００２３】
例えば、図６及び図７（Ａ）、（Ｂ）に示すこの発明の第３実施形態のように、６枚の液晶表示パネル１を同一平面の左右及び上下に３×２のマトリクス状に配置するようにしてもよい。この場合、図６の下側の２つの導光体１１及び図６の上側の２つの導光体１１は、図１（Ａ）に示す４つの導光体１１と同じ形状となっている。一方、図６の上下方向中央部の２つの導光体１１は、図５（Ａ）の下側の２つの導光体１１と同じ形状となっている。
【００２４】
ところで、例えば図１に示す表示装置では、図１（Ｃ）に示すように、導光体１１の所定の側面形状が平行四辺形であるので、当該所定の側面側から見ると、２つの導光体１１の光ファイバ１２が直線状であって左右対称に傾斜して配置されている。この結果、当該２つの導光体１１の各出射面１４から出射される光が互いに交差する方向に進行し、視角特性がどちらかといえば異なることになる。
【００２５】
そこで、図８（Ａ）、（Ｂ）に示すこの発明の第４実施形態のように、４つの導光体１１の出射面１４と拡散板１５との間に導光板（光学手段）１６を配置すると、視角特性をほぼ同じとすることができる。すなわち、導光板１６は、多数の直線状の光ファイバ（線状導光素子）１７を複数列、複数行密集したものによって形成されている。このため、２つの導光体１１の各出射面１４から出射される光が導光板１６の光ファイバ１７によって進行方向を変えられてほぼ平行な光とされ、視角特性をほぼ同じとすることができる。このような導光板１６を用いることは、上記第２及び第３実施形態においても同様である。
【００２６】
なお、表示パネルとしては、液晶表示パネルの他に、ＥＬ表示パネル、ＬＥＤ表示パネル、プラズマ表示パネル等を用いてもよい。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、導光体を、入射面と出射面とが互いに平行すると共に出射面が入射面に対して平行な一方向及び該一方向に直交する他方向にずれたものによって形成し、複数の導光体の各出射面側を前記一方向及び前記他方向において互いに密接させて配置すると、例えば４枚の表示パネルを同一平面の左右及び上下に２×２のマトリクス状に配置しても、４枚の表示パネル間の非表示領域が見えないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）はこの発明の第１実施形態における表示装置の要部の正面図、（Ｂ）はその一部を切り欠いた底面図、（Ｃ）はその一部を切り欠いた右側面図。
【図２】（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ図１に示す導光体の形成方法の一例を説明するために示す斜視図。
【図３】（Ａ）は光ファイバを滑らかに湾曲させた場合の光の進行を説明するために示す図、（Ｂ）は光ファイバを折り曲げた場合の光の進行を説明するために示す図。
【図４】（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ図１に示す導光体の形成方法の他の例を説明するために示す斜視図。
【図５】（Ａ）はこの発明の第２実施形態における表示装置の要部の正面図、（Ｂ）はその一部を切り欠いた底面図、（Ｃ）はその一部を切り欠いた右側面図。
【図６】この発明の第３実施形態における表示装置の要部の正面図。
【図７】（Ａ）は図６に示す表示装置の一部を切り欠いた底面図、（Ｂ）は図６に示す表示装置の一部を切り欠いた右側面図。
【図８】この発明の第４実施形態における表示装置を説明するために示すもので、（Ａ）は図１（Ｂ）と同様の底面図、（Ｂ）は図１（Ｃ）と同様の右側面図。
【符号の説明】
１液晶表示パネル
１１導光体
１２光ファイバ
１５拡散板

Claims

入射面と出射面とが互いに平行すると共に出射面が入射面に対して平行な一方向にずれた導光体形成用ブロックの入射面側及び出射面側を入射面及び出射面に対して同一角度で傾斜する傾斜面に沿って切断することにより、新たな入射面と出射面とが互いに平行すると共に出射面が入射面に対して平行な一方向及び該一方向に直交する他方向にずれている多数の光ファイバを複数列、複数行密集した導光体を形成することを特徴とする導光体の形成方法。
請求項１記載の発明において、前記導光体の各光ファイバの入射面側及び出射面側が、入射面及び出射面に対して一方向のみが垂直部となるようにすると共にその間が滑らかな曲線部となるようにすることを特徴とする導光体の形成方法。
請求項２記載の発明において、前記導光体の所定の側面形状が平行四辺形となるようにすることを特徴とする導光体の形成方法。
請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、前記導光体形成用ブロックは多数の線状導光素子が密集された成形品であることを特徴とする導光体の形成方法。
請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、前記導光体形成用ブロックは各々が多数の線状導光素子からなる複数の小ブロックの成形品であることを特徴とする導光体の形成方法。