CN101859024B - 视频观看设备 - Google Patents

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    • G02B27/286—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising for controlling or changing the state of polarisation, e.g. transforming one polarisation state into another

Abstract

本发明提供一种视频观看设备。以往的自发光显示器(40)在从自发光面板(47)发出的显示光(51)(视频)通过偏振膜(43)时，光量的大约50％被偏振膜(43)吸收，因此显示画面较暗。且以往的自发光显示器(40)的防反射功能不充分，因此为了观看高品质的视频需要使房间变暗。本发明的视频观看设备(10)具备自发光显示器(30)和圆偏振光光源(11)，自发光显示器(30)按顺序具有：(a)第一波片(13)，具有对圆偏振光与直线偏振光进行相互转换的功能；(b)偏振膜(15)；(c)直线偏振光分离膜(20)；(d)第二波片(18)，具有对圆偏振光与直线偏振光进行相互转换的功能；(e)自发光面板(16)。

Description

视频观看设备
技术领域
本发明涉及一种具备自发光显示器和设置于自发光显示器的外部的圆偏振光光源的视频观看设备。 
背景技术
以往，作为具有防反射功能的自发光显示器，已知按顺序配置了偏振膜、1/4波片、自发光面板的自发光显示器(例如专利文献1)。 
图4示出以往的自发光显示器40的一例。 
(1)从自然光源41发出的自然光42通过偏振膜43而被转换为直线偏振光44。该直线偏振光44的振动面的方向为偏振膜43的透过轴方向43a。 
(2)直线偏振光44通过1/4波片45而被转换为圆偏振光46。 
(3)圆偏振光46在自发光面板47的表面反射，被转换为旋转方向相反的圆偏振光48(例如，如果反射前为右圆偏振光，则反射后为左圆偏振光)。 
(4)反射后的圆偏振光48通过1/4波片45而被转换为直线偏振光49。该直线偏振光49的方向成为偏振膜43的吸收轴方向43b。 
(5)直线偏振光49被偏振膜43吸收，因此在自发光面板47表面反射的户外光线不会到达观察者50。 
(6)另一方面，从自发光面板47发出的显示光51(视频)为自然光，因此不会受到1/4波片45的影响，以自然光52的状态入射到偏振膜43，被转换为直线偏振光53而到达观察者50。 
这样，能够抑制户外光线在自发光面板47表面上的反射， 提高视频的对比度。 
但是，以往的自发光显示器40存在如下问题：从自发光面板47发出的显示光51(视频)通过偏振膜43时，光量的大约50％被偏振膜43吸收，因此显示画面较暗。 
并且，以往的自发光显示器40的防反射功能不充分，因此，为了观看到高品质的视频需要使房间变暗(减少户外光线)。因此，要求一种具备即使不使房间变暗也能够显示高品质的、对比度较高的视频的自发光显示器的视频观看设备。 
专利文献1：日本特开平9-127885号公报 
发明内容
发明要解决的问题
本发明的目的在于提供一种具备即使在较亮的户外光线下也能够显示对比度较高的、高品质的视频的自发光显示器的视频观看设备。 
以下为本发明的主要技术方案。 
(1)本发明的视频观看设备具备自发光显示器和设置于上述自发光显示器的外部的圆偏振光光源，其特征在于， 
自发光显示器从上述圆偏振光光源侧起按顺序具有： 
(a)第一波片，其具有对圆偏振光与直线偏振光进行相互转换的功能； 
(b)偏振膜； 
(c)直线偏振光分离膜； 
(d)第二波片，其具有对圆偏振光与直线偏振光进行相互转换的功能； 
(e)自发光面板， 
上述第一波片以使从上述圆偏振光光源发出的光被上述偏振膜吸收的方式配置； 
上述直线偏振光分离膜被配置成，从内部向观察者侧通过了上述直线偏振光分离膜的光能直接通过上述偏振膜。 
(2)本发明的视频观看设备的特征在于，第一波片和第二波 片为1/4波片。 
图1示意性地表示本发明的视频观看设备10。 
(1)从圆偏振光光源11发出的圆偏振光12通过第一波片13被转换为直线偏振光14。 
(2)通过第一波片13之后的直线偏振光14的振动面与下一个偏振膜15的吸收轴方向15a一致，因此直线偏振光14被偏振膜15吸收。因而，从圆偏振光光源11发出的光不会到达自发光面板16。结果，在自发光面板16中显示黑色图像时，能减少在明亮处的亮度(能显示紧凑的(日语：引き締まつた)黑色图像)。 
(3)另一方面，从自发光面板16发出的图像的显示光17为自然光，因此直接通过第二波片18，通过之后也保持自然光19的状态。 
(4)通过第二波片18的自然光19通过直线偏振光分离膜20分离为两个直线偏振光21、22。 
(5)与直线偏振光分离膜20的反射轴方向20a正交的直线偏振光21通过直线偏振光分离膜20。 
(6)通过了直线偏振光分离膜20的直线偏振光21直接通过偏振膜15而成为直线偏振光23，并且通过第一波片13而被转换为圆偏振光24，到达观察者25。 
(7)与直线偏振光分离膜20的反射轴方向20a平行的直线偏振光22在直线偏振光分离膜20反射。 
(8)在直线偏振光分离膜20反射了的直线偏振光22通过第二波片18，被转换为圆偏振光26。 
(9)通过了第二波片18的圆偏振光26在自发光面板16的表面或者内部再次反射。此时，圆偏振光的方向反转(例如，如果反射前为左圆偏振光，则反射后为右圆偏振光)。 
(10)在自发光面板16表面反射了的圆偏振光27再次通过第 二波片18(第三次)。 
(11)此时，从圆偏振光27被转换为直线偏振光28，但是振动面与上一次相差90°，因此该直线偏振光28通过直线偏振光分离膜20。 
(12)通过了直线偏振光分离膜20的直线偏振光29直接通过偏振膜15而成为直线偏振光23，并且，通过第一波片13而被转换为圆偏振光24，到达观察者25。 
如上所述，在理论上，从自发光面板16发出的显示光17不被偏振膜15吸收而100％到达观察者25，因此在自发光面板16中显示白色图像时，能够提高亮度(能够显示鲜艳的视频)。 
这样，本发明的视频观看设备10在较亮处的对比度较高，因此不需要使房间变暗也能够显示高品质的视频。 
本发明的视频观看设备的自发光显示器即使在较亮的户外光线下也能够显示对比度较高的、高品质的视频。特别是黑色图像的显示亮度降低。 
附图说明
图1是本发明的视频观看设备的示意图。 
图2是本发明的视频观看设备的示意图。 
图3是本发明的视频观看设备的示意图。 
图4是以往的自发光显示器的示意图。 
具体实施方式
视频观看设备
图1示意性地表示本发明的视频观看设备10的一例。如图1所示，本发明的视频观看设备10具备自发光显示器30和设置于自发光显示器30的外部的圆偏振光光源11。 
自发光显示器30从圆偏振光光源11侧(观察者25侧)起按照顺序具有： 
(a)第一波片13，其具有对圆偏振光与直线偏振光进行相互转换的功能； 
(b)偏振膜15； 
(c)直线偏振光分离膜20； 
(d)第二波片18，其具有对圆偏振光与直线偏振光进行相互转换的功能； 
(e)自发光面板16。 
通常，上述第一波片13、偏振膜15、直线偏振光分离膜20以及第二波片18通过粘接层等层叠在自发光面板16表面上。 
圆偏振光光源
用于本发明的圆偏振光光源11只要是发出圆偏振光的光源，则并不特别进行限定。从圆偏振光光源11发出的圆偏振光为右圆偏振光、左圆偏振光或者其两者。在从圆偏振光光源11发出的光包括右圆偏振光和左圆偏振光两者的情况下，优选在右圆偏振光和左圆偏振光的强度中存在强度差。 
在本发明的说明书中，“右圆偏振光”是指在从光的行进方向观察的情况下电场矢量的轨迹向右向旋转的偏振光，“左圆偏振光”是指电场矢量的轨迹向左向旋转的偏振光。 
作为圆偏振光光源11的一个实施方式存在使用了圆偏振光二向色性发光材料的照明。作为圆偏振光二向色性发光材料例如存在具有螺旋结构的液晶性共轭高分子化合物(例如日本特开2004-107542号公报)、稀土类络合物(例如日本特开2005-97240号公报)等。 
作为圆偏振光光源11的其他实施方式存在在发出自然光(电场矢量的振动面的方向随机分布的光)的一般照明上配置了 圆偏振光分离膜的光源或者在建筑物、汽车、火车、航空器等的照射进太阳光的窗户上配置了圆偏振光分离膜的光源。 
圆偏振光分离膜例如为在日本特开平8-271731号公报中记载的胆甾型液晶层，优先反射右圆偏振光和左圆偏振光中的任一方而透过另一方。 
自发光显示器
用于本发明的自发光显示器30从圆偏振光光源11侧起按顺序具有： 
(a)第一波片13，其具有对圆偏振光与直线偏振光进行相互转换的功能； 
(b)偏振膜15； 
(c)直线偏振光分离膜20； 
(d)第二波片18，其具有对圆偏振光与直线偏振光进行相互转换的功能； 
(e)自发光面板16。 
第一波片13以使从圆偏振光光源11发出的光被偏振膜15吸收的方式配置。如图2以及图3所示，根据从圆偏振光光源11发出的圆偏振光12的旋转方向来适当地决定第一波片13的迟相轴方向13a。在本发明的说明书中，“迟相轴方向”是指面内折射率最大的方向。 
如图2所示，在从圆偏振光光源11发出左圆偏振光12a的情况下，优选第一波片13的迟相轴方向13a在从圆偏振光光源11侧观察时以偏振膜15的吸收轴方向15a为基准左旋45°±5°范围内。 
第二波片18以从内部向跟前侧(观察者25侧)通过了第二波片18的光通过直线偏振光分离膜20的方式配置。第二波片18的迟相轴方向18a从圆偏振光光源11侧观察时优选在以直线偏 振光分离膜20的反射轴方向20a为基准左旋135°±5°范围内(图示)或者45°±5°范围内(未图示)。 
如图3所示，在从圆偏振光光源11发出右圆偏振光12b的情况下，第一波片13的迟相轴方向13b优选在从圆偏振光光源11侧观察时以偏振膜15的吸收轴方向15a为基准左旋135°±5°范围内。 
第二波片18被配置成从内部向跟前侧通过了第二波片18的光通过直线偏振光分离膜20。第二波片18的迟相轴方向18a从圆偏振光光源11侧观察以直线偏振光分离膜20的反射轴方向20a为基准优选反转135°±5°范围内(未图示)或者45°±5°范围内(未图示)。 
直线偏振光分离膜20被配置成从内部向跟前侧通过了直线偏振光分离膜20的光通过偏振膜15。直线偏振光分离膜20的反射轴方向20a与偏振膜15的吸收轴方向15a优选在±5°以内一致。 
第一以及第二波片
使用于本发明的第一以及第二波片13、18具有将圆偏振光转换为直线偏振光或者将直线偏振光转换为圆偏振光的功能。第一波片13和第二波片18可以是相同种类，也可以是不同种类。 
第一以及第二波片13、18优选为1/4波片。在本发明的说明书中，“1/4波片”是指在可见光区域(波长380nm～780nm)的至少一个波长内面内相位差为1/4波长的波片。在波长550nm内，1/4波片的面内相位差优选为120nm～160nm。 
第一以及第二波片13、18代表性的由延伸的高分子膜、液晶化合物的涂层形成。第一以及第二波片13、18可以是单层，也可以是两层以上的层叠体。 
偏振膜
使用于本发明的偏振膜15是在将入射光分解为具有相互正交的两个方向的振动面的偏振光成分时使一个方向的偏振光成分通过且吸收另一个方向的偏振光成分的吸收型直线偏振元件。偏振膜15例如为延伸聚乙烯醇膜而利用碘染色的膜。在这种偏振膜15中，在聚乙烯醇膜中形成聚碘离子络合物，通过将聚碘离子络合物排列成一行来发现吸收二向色性。 
在本发明中，作为偏振膜15也可以使用市场上销售的偏振片(利用透明保护膜夹持偏振膜的板)。 
直线偏振光分离膜
使用于本发明的直线偏振光分离膜20是在将入射光分解为具有相互正交的两个方向的振动面的偏振光成分时使一个方向的偏振光成分通过而反射另一个方向的偏振光成分的膜。 
作为直线偏振光分离膜20例如使用记载在日本特表平9-507308号公报中那样的、交替层叠多层聚萘二甲酸乙二醇酯层和萘二羧酸与对苯二甲酸的共聚酯层而进行延伸的膜。或者，使用市场上销售的亮度增强膜(3M公司制DBEF)。 
关于直线偏振光分离膜20，交替层叠多层的两种层中存在一层的折射率与另一层的折射率一致的方向(透过轴方向)和不同的方向(反射轴方向)，折射率所一致的方向的直线偏振光通过，但是折射率不同的方向的直线偏振光被反射。 
自发光面板
作为使用于本发明的自发光面板16使用显像管、等离子显示板、场致发光(EL)显示面板、场致发射(FE)显示面板等任意的显示面板。 
实施例 
从观察者侧起以图3的位置关系来在安装到便携式电话 (KYOCERA公司制W52K)上的有机EL面板的表面上配置以下部分： 
(a)1/4波片(日东电工公司制NZF，波长590nm中的面内相位差值＝140nm) 
(b)偏振片(日东电工公司制NPFSEG1224DU) 
(c)直线偏振光分离膜(3M公司制DBEF) 
(d)1/4波片(日东电工公司制NZF，波长590nm中的面内相位差值＝140nm)，从而制作了自发光显示器。 
在观察者侧距自发光显示器表面60cm的位置配置圆偏振光光源，制作出图3示出的结构的视频观看设备。 
圆偏振光光源使用了在市场上销售的台灯(National公司制Love eye Inverter)的荧光灯上粘贴由胆甾型液晶层构成的圆偏振光分离膜(从日东电工公司制PCF400去掉1/4波片而得到的膜)。 
在视频观看设备的自发光显示器中显示黑色图像和白色图像，测量了亮度。表1表示测量结果。 
比较例1
从观察者侧起以图4的位置关系在安装到便携式电话(KYOCERA公司制W52K)上的有机EL面板的表面上配置以下部分： 
(a)偏振片(日东电工公司制NPFSEG1224DU) 
(b)1/4波片(日东电工公司制NZF，波长590nm中的面内相位差值＝140nm)，从而制作了自发光显示器。 
在观察者侧距自发光显示器表面60cm的位置配置与实施例相同照度的自然光光源，制作出图4示出的结构的视频观看设备。 
自然光光源使用了市场上销售的台灯(National公司制 Love eye Inverter)的荧光灯。 
在视频观看设备的自发光显示器中显示黑色图像和白色图像，测量了亮度。表1表示测量结果。 
比较例2
从比较例1的自发光显示器去掉配置在有机EL面板的表面上的偏振片和1/4波片，仅设为自发光面板。在该自发光面板中显示黑色图像和白色图像，在与比较例1相同条件下测量了亮度。表1表示测量结果。 
表1
    黑色亮度(cd/cm2)   白色亮度(cd/cm2)   对比度
  实施例   2.0   305.7   152.9
  比较例1   2.3   157.5   68.5
  比较例2   5.8   351.2   60.6
评价
根据表1可知，实施例(本发明的视频观看设备)的自发光显示器能够显示对比度较高的、高品质的视频。 
测量方法
黑色亮度、白色亮度、对比度
在显示器画面中显示图像，使用亮度计(Topcon公司制BM-5)，在测量距离1m、视场角1°的条件下测量了亮度。将显示黑色图像的情况下的亮度为黑色亮度，将显示白色图像的情况下的亮度为白色图像，根据白色亮度/黑色亮度来求出对比度。 
面内相位差
使用相位差测量装置(王子测量设备公司制KOBRA21ADH)来测量了面内相位差。 
工业上的可利用性
本发明的视频观看设备适于在较亮环境下观看自发光显示器的视频。在这样的环境下，通常，自发光显示器由于户外光线而使对比度降低且使视频的品质非常低，但是本发明的视频观看设备的对比度不会降低而能够观看品质较高的视频。 

Claims (2)

1.一种视频观看设备，其具备自发光显示器和设置于上述自发光显示器的外部的圆偏振光光源，其特征在于，
上述自发光显示器从上述圆偏振光光源侧起按顺序具有：
(a)第一波片，其具有对圆偏振光与直线偏振光进行相互转换的功能；
(b)偏振膜；
(c)直线偏振光分离膜；
(d)第二波片，其具有对圆偏振光与直线偏振光进行相互转换的功能；
(e)自发光面板，
上述第一波片以使从上述圆偏振光光源发出的光被上述偏振膜吸收的方式配置；
上述直线偏振光分离膜被配置成，从内部向观察者侧通过了上述直线偏振光分离膜的光能直接通过上述偏振膜。
2.根据权利要求1所述的视频观看设备，其特征在于，
上述第一波片和上述第二波片为1/4波片。
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