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JP2002124112A - バックライト及び液晶表示装置 - Google Patents

バックライト及び液晶表示装置

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Publication number
JP2002124112A
JP2002124112A JP2001184841A JP2001184841A JP2002124112A JP 2002124112 A JP2002124112 A JP 2002124112A JP 2001184841 A JP2001184841 A JP 2001184841A JP 2001184841 A JP2001184841 A JP 2001184841A JP 2002124112 A JP2002124112 A JP 2002124112A
Authority
JP
Japan
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light
luminance
incident
angle
guide plate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001184841A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroshi Torihara
広志 鳥原
Kenichi Ukai
健一 鵜飼
Nobuyuki Takahashi
伸行 高橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to JP2001184841A priority Critical patent/JP2002124112A/ja
Priority to US09/921,753 priority patent/US6609807B2/en
Priority to EP01118987A priority patent/EP1180641A1/en
Priority to TW090119255A priority patent/TWI288273B/zh
Priority to KR10-2001-0047546A priority patent/KR100394563B1/ko
Priority to CNA2004100322942A priority patent/CN1530712A/zh
Priority to CNB01125081XA priority patent/CN1170191C/zh
Publication of JP2002124112A publication Critical patent/JP2002124112A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G—PHYSICS
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    • G02B6/0086—Positioning aspects

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 所望の視角範囲を得ることができるととも
に、視認性の劣化を抑制することのできるバックライト
及び液晶表示装置を提供する。 【解決手段】 光源２と、光源２から射出された光束を
所定方向に導く平板状の導光板３と、導光板３に対向配
置されるとともに導光板３から出射する光束を入射角に
応じて遮る遮光型ルーバー５と、遮光型ルーバー５の入
射光を所定の輝度分布に変換するプリズムシート８とを
備え、プリズムシート８によって、遮光型ルーバー５の
入射光の輝度分布を入射角０゜で極小値をとるようにし
た。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、透過型の液晶パネ
ルを照射するバックライト及びそのバックライトを有す
る液晶表示装置に関し、特に、特定の視角範囲の画像を
視認できるバックライト及び液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】透過型の液晶パネルを有する液晶表示装
置は、バックライトにより液晶パネルを背面から照明し
て、液晶パネルの所定の画素を光束が透過して所望の画
像が得られるようになっている。これにより、外光を取
り入れることのできない夜間等であっても表示画像を視
認できるようになっている。
【０００３】また、車載用のナビゲーションシステム
や、金融機関のＡＴＭ等に使用される液晶表示装置は、
所定の視角範囲から表示画像を視認可能で、該視角範囲
を超えると視認できないようになっている。即ち、車載
用の液晶表示装置では、液晶パネルに表示された画像が
フロントガラスに映ると、運転者の視界が悪化して事故
の危険があるため出射光の出射角が制限されている。ま
た、ＡＴＭ用の液晶表示装置では、液晶パネルに表示さ
れた情報が利用者以外の者に見えないようにするため出
射光の出射角が制限されている。
【０００４】このような、出射角を制御できる従来の液
晶表示装置の構成を図２６に示す。液晶表示装置１は、
液晶パネル６とバックライト７とから成っている。バッ
クライト７は発泡ＰＥＴ等から成る反射シート４に覆わ
れた導光板３を有している。支持部材（不図示）によっ
て導光板３の対辺に沿って光源２が支持されている。導
光板３の背面３ｂは非光沢面に形成されており、光源２
から導光板３に入射した光束が出射面３ａから散乱光と
して出射されるようになっている。
【０００５】導光板３の上方には、拡散光を得るための
拡散シート２０と、所定の角度範囲の入射光を遮光する
遮光型ルーバー５とが配されている。遮光型ルーバー５
は図２７に示すように、光を透過する光透過層５ａと光
を吸収する光吸収層５ｂとが例えば５０μｍの周期で配
列され、透明の基板５ｃに挟持されている。従って、遮
光型ルーバー５に入射する光束は、視角範囲θの光束が
透過し、視角範囲θの外側の光束が遮光されるようにな
っている。
【０００６】遮光型ルーバー５の上方には、透過型の液
晶パネル６が配されている。遮光型ルーバー５を透過し
た視角範囲θ（図２７参照）の光束は、液晶パネル６を
照射し、所定の画素を透過して画像を形成する。これに
より、所定方向の視点から画像を視認できるようになっ
ている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来の液晶表示装置１によると、例えば遮光型ルーバー
５の視角範囲θが９０゜の場合にその透過率は、図２９
に示すようになっている。同図において、横軸は遮光型
ルーバー５に対する入射角（単位：゜）を示しており、
縦軸は透過率（単位：％）を示している。同図による
と、入射角が０゜のときに透過率は最大となり、入射角
の絶対値が大きくなるに従って透過率は直線的に減少す
る。
【０００８】導光板３から出射される光束は図２６に示
すバックライト７の特性上、図２８に示すように、遮光
型ルーバー５の入射角０°付近で輝度が最大となった輝
度分布を有している。このため、遮光型ルーバー５を通
過して液晶パネル６に入射する光束の輝度分布は図３０
に示すようになる。
【０００９】尚、図２８において、横軸は遮光型ルーバ
ー５に対する入射角（単位：゜）を示しており、縦軸は
入射角０゜のときの輝度を１００％とする相対輝度（単
位：％）を示している。また図３０において、横軸は遮
光型ルーバー５に対する出射角（単位：゜）を示してお
り、縦軸は出射角０°のときを１００％とする相対輝度
（単位：％）を示している。
【００１０】図３０によると、出射角０゜のときの輝度
が最も大きく、出射角の絶対値が大きくなるに従って急
峻に輝度が低下する。このため、観察者の身長や座高等
によって視点の位置が変化すると、液晶表示装置１の視
認性が著しく劣化する問題があった。
【００１１】また、遮光型ルーバー５を製造する際に、
光透過層５ａ及び光吸収層５ｂの配列周期に誤差が生じ
る。このため、図３１に示すように、矢印Ｐ１、Ｐ２の
方向から観察すると、矢印Ｐ２に示すように光吸収層５
ｂによって部分的に視線が遮られる。その結果、黒色の
縞模様が観察され、液晶表示装置１の視認性が悪くなる
問題もあった。
【００１２】本発明は、所望の視角範囲を得ることがで
きるとともに、視認性の劣化を抑制することのできるバ
ックライト及び液晶表示装置を提供することを目的とす
る。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のバックライトは、光源と、前記光源から射出
された光束を所定方向に導く平板状の導光板と、前記導
光板に対向配置されるとともに前記導光板から出射する
光束を入射角に応じて遮る遮光型ルーバーと、前記遮光
型ルーバーの入射光を所定の輝度分布に変換する変換手
段とを備え、前記遮光型ルーバーの入射光の輝度分布に
おいて、０゜から＋９０゜の範囲の所定の入射角での輝
度及び０゜から−９０゜の範囲の所定の入射角での輝度
を、前記変換手段によって入射角が０゜のときの輝度よ
りも大きくしたことを特徴としている。
【００１４】この構成によると、光源から出射される光
束は、導光板によって遮光型ルーバーに導かれる。遮光
型ルーバーへの入射光は、導光板の出射前または出射後
において変換手段によって所定の輝度分布に変換され
る。そして、入射角の正方向及び負方向にそれぞれ輝度
の最大値を持ち、入射角０°の光の輝度は各最大値より
も小さくなっている。
【００１５】また本発明は、上記構成のバックライトに
おいて、前記遮光型ルーバーの入射光の輝度分布におい
て、入射角が０゜から＋９０゜の範囲で輝度が最大とな
る入射角と、入射角が０゜から−９０゜の範囲で輝度が
最大となる入射角との角度差を８０゜以下にしたことを
特徴としている。
【００１６】また本発明は、上記構成のバックライトに
おいて、前記遮光型ルーバーの視角範囲を前記角度差よ
りも広くしたことを特徴としている。
【００１７】また本発明は、上記構成のバックライトに
おいて、前記変換手段は、所定周期で配列されたプリズ
ムから成ることを特徴としている。
【００１８】また本発明は、上記構成のバックライトに
おいて、前記導光板は屈折率の異なる複数の媒質から成
ることを特徴としている。この構成によると、光源から
導光板に入射した光束は、屈折率の異なる媒質によって
種々の方向に屈折するため、導光板の出射面で臨界角を
越えて散乱光となって出射される。
【００１９】また本発明は、上記構成のバックライトに
おいて、前記導光板の出射面を非光沢面にしたことを特
徴としている。この構成によると、光源から導光板に入
射した光束は、サンドブラスト等により形成された非光
沢面から成る出射面で種々の方向に屈折し、散乱光とな
って出射される。
【００２０】また本発明は、上記構成のバックライトに
おいて、前記プリズムを前記遮光型ルーバーと前記導光
板との間に設けたことを特徴としている。
【００２１】また本発明は、上記構成のバックライトに
おいて、前記プリズムの頂角を３０゜〜１１０゜にした
ことを特徴としている。
【００２２】また本発明は、上記構成のバックライトに
おいて、前記プリズムの頂部の断面形状を半径１０μｍ
以下にしたことを特徴としている。
【００２３】また本発明は、上記構成のバックライトに
おいて、前記変換手段は、前記導光板の背面に凹設され
たプリズム形状のピットから成るとともに、前記遮光型
ルーバーと前記導光板との間に光を拡散する拡散手段を
設けたことを特徴としている。この構成によると、導光
板に入射した光束はピットの斜面で反射して導光板から
所定の範囲の方向に出射された後、拡散手段によって拡
散される。
【００２４】また本発明は、上記構成のバックライトに
おいて、前記ピットの頂角を鈍角にしたことを特徴とし
ている。この構成によると、導光板の出射面に平行に入
射した光束はピットの斜面で反射し、導光板の出射面に
垂直な方向に対して傾斜して出射される。
【００２５】また本発明は、上記構成のバックライトに
おいて、前記拡散手段は、ヘイズ値が１５％〜７０％の
シート状部材から成ることを特徴としている。
【００２６】また本発明のバックライトは、光源と、前
記光源から射出された光束を所定方向に導く平板状の導
光板と、前記導光板に対向配置されるとともに前記導光
板から出射する光束を入射角に応じて遮る遮光型ルーバ
ーと、前記遮光型ルーバーの入射光を所定の輝度分布に
変換する変換手段とを備え、前記変換手段によって前記
遮光型ルーバーの入射光の平均入射方向を前記遮光型ル
ーバーの法線方向に対してシフトさせたことを特徴とし
ている。
【００２７】この構成によると、光源から出射される光
束は、導光板によって遮光型ルーバーに導かれる。遮光
型ルーバーへの入射光は、導光板の出射前または出射後
において変換手段によって所定の輝度分布に変換され
る。そして、入射光は遮光型ルーバーの法線方向に対し
てシフトした方向から入射する。ここで、平均入射方向
は、遮光型ルーバーに入射する光の入射角の平均値の方
向を指す。
【００２８】また本発明は、上記構成のバックライトに
おいて、前記変換手段は、断面形状が鋸歯状のフレネル
シートを有することを特徴としている。
【００２９】また本発明は、上記構成のバックライトに
おいて、前記フレネルシートはＰＥＴフィルム上に鋸歯
状のポリエステル系硬化性樹脂を配して成ることを特徴
としている。
【００３０】また本発明は、上記構成のバックライトに
おいて、前記遮光型ルーバーの入射光の輝度分布におい
て、平均入射角から正方向の所定の入射角での輝度及び
平均入射角から負方向の所定の入射角での輝度を、平均
入射角のときの輝度よりも大きくしたことを特徴として
いる。この構成によると、遮光型ルーバーに入射する光
は、平均入射角に対して正方向及び負方向にそれぞれ輝
度の最大値を持ち、平均入射角の光の輝度は各最大値よ
りも小さくなっている。ここで、平均入射角は、遮光型
ルーバーに入射する光の入射角の平均値を指す。
【００３１】また本発明は、上記構成のバックライトに
おいて、前記変換手段は、所定周期で配列されたプリズ
ムを有することを特徴としている。
【００３２】また本発明は、上記構成のバックライトに
おいて、前記遮光型ルーバーの光吸収層を傾斜させたこ
とを特徴としている。この構成によると、遮光型ルーバ
ーの法線方向に対して傾斜して入射する光の透過率が最
大値となる。
【００３３】また本発明は、上記構成のバックライトに
おいて、前記光源の光量を出射方向に応じて可変にした
ことを特徴としている。
【００３４】また本発明は、上記構成のバックライトに
おいて、前記光源は複数の蛍光管から成り、所望の蛍光
管の光量をＤＵＴＹ調整により可変するインバータを備
えたことを特徴としている。この構成によると、一の蛍
光管をＤＵＴＹ調整により可変すると、対応する出射方
向の光量が可変される。
【００３５】また本発明の液晶表示装置は、上記各構成
のバックライトと、前記バックライトから射出された光
束を透過して画像を表示できる液晶パネルとを備えたこ
とを特徴としている。
【００３６】また本発明は、上記構成の液晶表示装置に
おいて、前記遮光型ルーバーを前記液晶パネルと前記導
光板との間に配したことを特徴としている。
【００３７】また本発明の液晶表示装置は、光源と、前
記光源から出射された光束を所定方向に導く平板状の導
光板と、前記導光板に対向配置されるとともに前記導光
板から出射する光束を入射角に応じて遮る遮光型ルーバ
ーと、前記遮光型ルーバーの入射光を所定の輝度分布に
変換する変換手段とを有するバックライトと、前記バッ
クライトから射出された光束を透過して画像を表示でき
る液晶パネルとを備え、前記遮光型ルーバーの出射光の
輝度分布において、出射角０゜の輝度をＸ、輝度が０．
１Ｘとなる出射角の絶対値をαとし、前記変換手段によ
って出射角の絶対値がα／２のときの輝度を０．５５Ｘ
よりも大きくしたことを特徴としている。
【００３８】この構成によると、光源から出射された光
束は、導光板によって遮光型ルーバーに導かれる。遮光
型ルーバーの入射光は、導光板の出射前または出射後に
おいて変換手段によって所定の輝度分布に変換される。
遮光型ルーバーの透過率は入射角０゜のときを最大に、
入射角に対して直線的に減少して最大の視角範囲で透過
率が略０％となり、出射光の出射角が制御され、液晶パ
ネルに入射する。このとき、遮光型ルーバーの出射角０
゜のときの輝度の１０％以上の輝度の範囲を有効視角範
囲とすると、有効視角範囲の１／２の角度範囲では変換
手段によって輝度が増幅されて、出射角０゜のときの輝
度の５５％よりも大きくなっている。
【００３９】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。説明の便宜上、従来例の図２６と同
一の部分については同一の符号を付している。図１は第
１実施形態の液晶表示装置を示す断面図である。液晶表
示装置１は、液晶パネル６とバックライト７とが、プレ
ス加工により形成された金属製のベゼル１６により挟持
されている。
【００４０】液晶パネル６は対向配置されるガラス等の
透明基板６ａ、６ｂ間に液晶６ｃが封入され、マトリク
ス状に配列された多数の画素を有している。また、液晶
パネル６の両面には入射光及び出射光の偏光面の方向を
揃える偏光板９ａ、９ｂが配されている。
【００４１】バックライト７は樹脂成形品から成る筐体
１３により覆われ、筐体１３と液晶パネル６とが両面粘
着テープ１２により固着されている。筐体１３内には反
射シート４に覆われた導光板３が配され、支持部材（不
図示）によって導光板３の対辺に沿って光源２が支持さ
れている。導光板３はアクリル等の基材中に該基材と屈
折率の異なる粒状の媒質が含有されている。また、反射
シート４は厚みが１８８μｍの発泡ＰＥＴから成ってお
り、銀反射フィルム等を使用してもよい。また、偏光反
射を利用した反射シートを用いてもよい。
【００４２】これにより、光源２から入射した光束は粒
状の媒質によって屈折して出射面３ａに進行し、臨界角
を越えた光束が出射面３ａから散乱光として出射される
ようになっている。導光板３の出射面３ａをサンドブラ
スト等による非光沢面に形成して出射光を散乱させても
よい。また、反射シート４の背面には、放熱板１７が配
されており、筐体１３及びベゼル１６には放熱板１７か
ら放熱するための通気口１３ａ、１６ａが形成されてい
る。
【００４３】導光板３の上方には、複数のプリズム８ａ
が所定周期で配列されたプリズムシート８が配されてい
る。プリズムシート８はプリズム８ａの頂角が６０゜、
６５゜、９０゜のもの等や、頂部が曲面になったものが
市販されている。プリズム８ａの周期方向は、液晶パネ
ル６の画素の配列方向に対して３゜以上傾斜した方向に
なっており、モアレ縞の発生を防止するようになってい
る。
【００４４】プリズムシート８の上方には所定の角度範
囲の入射光を遮光する遮光型ルーバー５が配されてい
る。遮光型ルーバー５は前述の図２７に示したように、
光を透過する光透過層５ａと光を吸収する光吸収層５ｂ
とが例えば５０μｍの周期で配列され、透明の基板５ｃ
に挟持されている。従って、遮光型ルーバー５に入射す
る光束は、視角範囲θの入射光が透過し、視角範囲θの
外側の入射光が遮光されるようになっている。
【００４５】また、遮光型ルーバー５の周期方向も上記
と同様に、液晶パネル６の画素の配列方向に対して３゜
以上傾斜した方向になっており、モアレ縞の発生を防止
する。プリズムシート８の周期方向と遮光型ルーバー５
の周期方向とは、液晶パネル６の画素の配列方向に対し
て逆方向に傾斜させてもよいし、同一方向に異なる傾斜
角度で傾斜させてもよい、
【００４６】遮光型ルーバー５を透過した視角範囲θ
（図２７参照）の光束は、液晶パネル６を照射し、所定
の画素を透過して画像を形成する。これにより、所定方
向の視点から画像を視認できる透過型の液晶表示装置が
構成されている。尚、１５は液晶表示装置１の回路基
板、１１は液晶パネル６を駆動するドライバ、１４は回
路基板１５とドライバ１１とを接続するプリント配線基
板である。
【００４７】遮光型ルーバー５の入射角に対する透過率
を図２に示す。縦軸は透過率（単位：％）を示し横軸は
入射角（単位：゜）を示している。（ａ）、（ｂ）、
（ｃ）はそれぞれ視角範囲θが±３０゜、±４５゜、±
６０゜の遮光型ルーバー５を示しており、入射角０°の
ときに透過率が最大となり、入射角の絶対値が大きくな
るに従って直線的に透過率が減少するようになってい
る。
【００４８】例えば（ｂ）の特性の遮光型ルーバー５
に、図３に示すような（ｂ）の透過率の逆数に比例した
輝度分布（この時、入射角０°で輝度が極小値にな
る。）を有する光束が入射すると、出射光の輝度分布は
図４に示すように出射角が±４５゜で立ち上がる矩形と
なる。
【００４９】従って、観察者は視角範囲内では視点の位
置に関係なく常に一定の輝度の画像を見ることが可能と
なる。尚、図３において、横軸は入射角（単位：゜）、
縦軸は入射光の相対輝度（単位：％）、破線は漸近線で
ある。また、図４において、横軸は遮光型ルーバー５の
出射角（単位：゜）、縦軸は出射角０゜のときの出射光
の輝度に対する相対輝度（単位：％）である。
【００５０】プリズムシート８のプリズム８ａの形状を
適切に選択することによって、遮光型ルーバー５の入射
光の輝度分布を図３の輝度分布に近似させることができ
る。図５は、プリズム８ａの頂角を可変したときの遮光
型ルーバー５の入射光の輝度分布を示している。横軸は
遮光型ルーバー５の入射角（単位：゜）を示し、縦軸は
相対輝度（単位：％）を示している。
【００５１】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の輝度分布は、い
ずれも入射角０°の近傍で輝度が極小値になっている。
そして、（Ａ）の輝度分布では、入射角が０゜から−９
０゜の範囲で輝度が最大値となる入射角αａと、入射角
が０゜から＋９０゜の範囲で輝度が最大値となる入射角
αｂとの角度差（以下、「ピーク間隔」という）は約３
０゜になっている。また、（Ｂ）、（Ｃ）の輝度分布で
は、それぞれピーク間隔は約６０゜、９０゜になってい
る。
【００５２】ピーク間隔は図６に示すように、プリズム
８ａの頂角により変化し、図５の（Ａ）、（Ｂ）、
（Ｃ）はそれぞれ頂角が２０゜，９０゜，１２０゜、配
列周期が５０μｍ、プリズム８ａの頂部が半径１０μｍ
以下の尖形に形成されている。図６において、縦軸はピ
ーク間隔（単位：゜）を示し、横軸はプリズム８ａの頂
角（単位：゜）を示している。また、プリズム８ａの頂
部の形状を曲面等に可変してもよい。
【００５３】次に、図５の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の輝
度分布を有する入射光を前述の図２の（ａ）、（ｂ）、
（ｃ）の透過率を有する遮光型ルーバー５に入射したと
きの遮光型ルーバー５から出射される光束の輝度分布は
図７〜図９に示すようになる。これらの図において、横
軸は出射角（単位：゜）を示し、縦軸は出射角０゜のと
きに対する相対輝度（単位：％）を示している。
【００５４】図７の（Ａ−ａ）はピーク間隔が３０゜、
視角範囲θが６０゜（±３０゜）の場合の出射光の輝度
分布である。出射角の絶対値が３０゜を超えると相対輝
度が０％となり、出射角が約±１５゜の範囲で８０％〜
１００％の相対輝度を有している。
【００５５】ここで、車載用の液晶表示装置の場合に
は、画像がフロントガラスに映り込むと運転中の事故を
誘発する危険がある。図１０はフロントガラスに映り込
んだ画像の視認性を調べた結果を示す図である。横軸は
フロントガラスに投射した画像の輝度（単位：ｃｄ／ｍ
2）を示し、縦軸は視認性を示している。
【００５６】視認性は、画像がわかる場合を１、注視す
ればわかる場合を０．５、わからない場合を０として複
数の観察者による平均値を採っている。視認性が０．５
以下であれば運転に対して影響が少ないとすると、輝度
は３．３ｃｄ／ｍ2以下であればよい。通常、夜間での
液晶表示装置１の表示画像の輝度は３０ｃｄ／ｍ2であ
るので、フロントガラスの方向に出射される画像の相対
輝度を余裕を見て１０％以下にするのが望ましい。
【００５７】従って、相対輝度が１０％となる出射角の
絶対値をαとして、±αを有効視角範囲とすると、（Ａ
−ａ）ではα≒２４゜となっている。有効視角範囲が狭
いと液晶表示装置１の視認可能な範囲の指向性が強い。
このため、液晶表示装置１を車内に配置した場合にはフ
ロントガラスに映る画像の輝度が小さくなるように配置
できる場所の許容範囲が大きくなり、ＡＴＭ等に使用し
た場合には盗視の防止効果が高い。しかし、観察者の視
点位置の許容範囲が小さくなる。
【００５８】逆に、有効視角範囲が広いと液晶表示装置
１の指向性が弱く観察者の視点位置の許容範囲が大きく
なるが、車内に配置できる場所の許容範囲が小さくな
り、ＡＴＭ等の盗視の可能性が高くなる。このため、液
晶表示装置１は使用される環境に応じて所望の有効視角
範囲のものが使用される。
【００５９】そして、実際に液晶表示装置１が使用され
る場合の観察者の視点位置は、殆ど有効視角範囲の中央
の１／２の範囲、即ち±α／２の範囲で推移すると考え
た場合に、相対輝度が角度に対して直線的に減少すると
±α／２の出射角のときに５５％となる。このため、出
射角が±α／２での相対輝度が５５％よりも高ければ従
来よりも視点位置の変化に対して緩やかに輝度が変化
し、使用頻度の高い範囲での視認性が向上する。
【００６０】（Ａ−ａ）では、出射角の絶対値がα／２
＝１２゜における相対輝度は約９０％になっており、出
射角に対する視認可能な範囲の指向性が強く、輝度の変
化の少ない液晶表示装置１が得られる。
【００６１】また、遮光型ルーバー５の光透過層５ａと
光吸収層５ｂとの周期誤差による黒線は輝度が大きくな
ると目立たなくなる。（Ａ−ａ）の特性の液晶表示装置
１を観察者が観察する際に、観察者の視線を液晶パネル
６の法線方向（出射角０゜）から斜め方向に移動させて
いくと、輝度の高い範囲が広いため広い範囲で黒線を目
立たなくすることができる。
【００６２】図７の（Ａ−ｂ）はピーク間隔３０゜、視
角範囲θ＝９０゜（±４５゜）の場合の出射光の輝度分
布である。出射角の絶対値が３０゜を超えると相対輝度
が１０％以下となり、出射角が約±１５゜の範囲で１０
０％〜１１０％の相対輝度を有している。また、有効視
角範囲については、α≒２８゜であり、出射角の絶対値
がα／２での相対輝度は約１０５％になっている。従っ
て、出射角に対する視認可能な範囲の指向性が強く、輝
度の変化の少ない液晶表示装置１が得られる。また、広
い範囲で遮光型ルーバーの光透過層と光吸収層との周期
誤差による黒線を目立たなくすることができる。
【００６３】図７の（Ａ−ｃ）はピーク間隔３０゜、視
角範囲θ＝１２０゜（±６０゜）の場合の出射光の輝度
分布である。出射角の絶対値が３０゜を超えると相対輝
度が１０％以下となり、出射角が約±１５゜の範囲で１
００％〜１２０％の相対輝度を有している。また、有効
視角範囲については、α≒３０゜であり、出射角の絶対
値がα／２での相対輝度は約１２０％になっている。従
って、出射角に対する視認可能な範囲の指向性が強く、
輝度の変化の少ない液晶表示装置１が得られる。また、
広い範囲で遮光型ルーバーの光透過層と光吸収層との周
期誤差による黒線を目立たなくすることができる。
【００６４】図８の（Ｂ−ａ）はピーク間隔６０゜、視
角範囲θ＝６０゜（±３０゜）の場合の出射光の輝度分
布である。出射角が０゜のときに相対輝度は最大とな
り、出射角の絶対値が大きくなるに従ってほぼ単調に減
少して３０゜を超えると相対輝度が０％となる。このた
め、前述の図３０に示した従来の出射光の輝度分布と同
様に出射角に対して輝度の変化が大きいが、有効視角範
囲については、α≒２８゜であり、出射角の絶対値がα
／２での相対輝度は約６０％になっている。従って、使
用頻度の高い範囲（±α／２）で観察者の視点位置の変
化に対して輝度の変化が小さく、従来よりも視認性が向
上する。
【００６５】図８の（Ｂ−ｂ）はピーク間隔６０゜、視
角範囲θ＝９０゜（±４５゜）の場合の出射光の輝度分
布である。出射角の絶対値が４５゜を超えると相対輝度
が０％となり、出射角が約±２０゜の範囲で７０％〜１
００％の相対輝度、約±３０゜の範囲で５０％〜１００
％の相対輝度を有している。
【００６６】また、有効視角範囲については、α≒３８
゜であり、出射角の絶対値がα／２での相対輝度は約７
０％になっている。従って、視角範囲θ（＝９０゜）を
ピーク間隔よりも大きくすることにより、（Ｂ−ａ）よ
りも更に輝度の変化の少ない液晶表示装置１が得られ
る。また、広い範囲で遮光型ルーバーの光透過層と光吸
収層との周期誤差による黒線を目立たなくすることがで
きる。
【００６７】図８の（Ｂ−ｃ）はピーク間隔６０゜、視
角範囲θ＝１２０゜（±６０゜）の場合の出射光の輝度
分布である。出射角の絶対値が６０゜を超えると相対輝
度が０％となり、出射角が約±３０゜の範囲で８０％〜
１００％の相対輝度を有している。また、有効視角範囲
については、α≒３９゜であり、出射角の絶対値がα／
２での相対輝度は約８５％になっている。従って、視角
範囲θ（＝１２０゜）とピーク間隔（≒６０゜）との差
を大きくすることにより、（Ｂ−ｂ）よりも更に輝度の
変化が少なく黒線の目立たない範囲の広い液晶表示装置
１が得られる。
【００６８】ここで、液晶表示装置１を車載用に使用す
る際にはダッシュボードのできるだけ上方に配置する方
が観察者の運転中の視線の移動が少なく視認性がよい。
しかし、液晶表示装置１の有効視角範囲が±４０゜より
も大きくなると、上方に取り付けた場合に出射角±４０
゜を超える範囲からの画像がフロントガラスに映り込む
可能性が有り、ダッシュボードの下方に取り付ける必要
が生じる。
【００６９】（Ｂ−ｃ）では遮光型ルーバー５の視角範
囲θが１２０゜であるため輝度の高い範囲が広くなって
いるにもかかわらず、出射角±４０゜のときに相対輝度
が５％以下の低い値になっている。従って、ダッシュボ
ードの上方に取り付けることが可能で視認性がよく、映
り込み及び輝度の変化が非常に少ない液晶表示装置１を
得ることができる。
【００７０】図９の（Ｃ−ａ）はピーク間隔９０゜、視
角範囲θ＝６０゜（±３０゜）の場合の出射光の輝度分
布である。出射角が０゜のときに相対輝度は最大とな
り、出射角の絶対値が大きくなるに従って一様に減少し
て３０゜を超えると相対輝度が０％となる。この場合も
上記の（Ｂ−ａ）と同様に出射角に対して輝度の変化が
大きいが、有効視角範囲については、α≒２６゜であ
り、出射角の絶対値がα／２での相対輝度は約６０％に
なっている。従って、使用頻度の高い範囲で観察者の視
点位置の変化に対して輝度の変化が小さく、従来よりも
視認性が向上する。
【００７１】図９の（Ｃ−ｂ）はピーク間隔９０゜、視
角範囲θ＝９０゜（±４５゜）の場合の出射光の輝度分
布である。出射角の絶対値が４５゜を超えると相対輝度
が０％となっている。また、有効視角範囲については、
α≒４４゜であり、出射角の絶対値がα／２での相対輝
度は約６０％になっている。従って、上記と同様に、従
来例よりも輝度の変化量を抑制することができる。
【００７２】また前述したように、液晶表示装置１を車
載用として使用する場合には、有効視角範囲を±４０゜
にする方が上方に取付可能で運転者の視線の移動が少な
く視認性が向上する。従って、（Ｃ−ｂ）のようにピー
ク間隔を９０゜にすると有効視角範囲が±４０゜を越え
る場合があるため、ピーク間隔を８０゜以下にする方が
より望ましい。
【００７３】図９の（Ｃ−ｃ）はピーク間隔９０゜、視
角範囲θ＝１２０゜（±６０゜）の場合の出射光の輝度
分布である。出射角の絶対値が５５゜を超えると相対輝
度が０％となっている。また、有効視角範囲について
は、α≒５４゜であり、出射角の絶対値がα／２での相
対輝度は約７０％になっている。従って、上記と同様
に、従来例よりも輝度の変化量を抑制することができ、
車載用以外に使用することができる。
【００７４】次に、図１１は、更に異なるプリズム８ａ
による遮光型ルーバー５の入射光の輝度分布を示してい
る。縦軸は相対輝度（単位：％）を示し、横軸は入射角
（単位：゜）を示している。（Ｂ１）はプリズム８ａの
頂角が６５゜で配列周期５０μｍに形成されている。
（Ｂ２）はプリズム８ａの頂角が９０゜、配列周期５０
μｍで頂部が半径１０μｍの曲面に形成されている。
（Ｂ３）はプリズム８ａの周期が５０μｍの正弦波形状
に形成されている。それぞれのピーク間隔は５７゜、６
５゜、６７゜になっている。
【００７５】（Ｂ１）、（Ｂ２）、（Ｂ３）の輝度分布
の光束を前述の図２の（ｂ）に示す視角範囲θ＝９０゜
（±４５゜）の遮光型ルーバー５に入射させた際の出射
光の輝度分布を図１２に示す。図中、（Ｂ１−ｂ）は入
射光の輝度分布が（Ｂ１）の場合、（Ｂ２−ｂ）は入射
光の輝度分布が（Ｂ２）の場合、（Ｂ３−ｂ）は入射光
の輝度分布が（Ｂ３）の場合をそれぞれ示している。
【００７６】いずれの場合においても、出射角の絶対値
が４５゜を超えると相対輝度が０％となり、出射角が約
±２５゜の範囲で６０％以上の相対輝度を有している。
また、有効視角範囲については、α≒４０゜であり、出
射角の絶対値がα／２での相対輝度は約７０％になって
いる。従って、輝度の変化が少なく、黒線の目立たない
範囲の広い液晶表示装置１が得られる。
【００７７】（Ｂ１）、（Ｂ２）、（Ｂ３）の輝度分布
の光束を図２の（ｃ）に示す視角範囲θ＝１２０゜（±
６０゜）の遮光型ルーバー５に入射した際の出射光の輝
度分布を図１３に示す。図中、（Ｂ１−ｃ）は入射光の
輝度分布が（Ｂ１）の場合、（Ｂ２−ｃ）は入射光の輝
度分布が（Ｂ２）の場合、（Ｂ３−ｃ）は入射光の輝度
分布が（Ｂ３）の場合をそれぞれ示している。
【００７８】いずれの場合においても、出射角の絶対値
が６０゜を超えると相対輝度が０％となり、出射角が約
±３０゜の範囲で８０％〜１００％の相対輝度を有して
いる。また、α≒５５゜であり、出射角の絶対値がα／
２での相対輝度は約８０％になっている。従って、輝度
の変化の少ない液晶表示装置１が得られる。
【００７９】しかし、有効視角範囲が±４０゜の範囲を
超えており、車載用に使用する場合には適さない。従っ
て、遮光型ルーバー５の視角範囲θは１２０゜以上にす
ると有効視角範囲が±４０゜を越える場合があるため、
１１０゜以下にする方がより望ましい。尚、視角範囲θ
を３０゜よりも小さくすると輝度分布のピーク位置（α
ａ、αｂ，図５参照）が接近して入射角０゜で輝度が極
小値とならない場合が生じるので視角範囲θは３０゜以
上が望ましい。
【００８０】また、（Ｂ２−ｃ）、（Ｂ３−ｃ）は前述
の図８の（Ｂ−ｃ）に比して、同じ視角範囲θ（１２０
゜）でピーク間隔がほぼ等しいにもかかわらず、有効視
角範囲が±４０゜よりも広くなっており車載用には適さ
ない。これは、（Ｂ−ｃ）ではプリズム８ａの頂部は半
径１０μｍ以下の尖形に形成されているためにプリズム
８ａに入射する光束の出射方向が揃えられるのに対し、
（Ｂ２−ｃ）、（Ｂ３−ｃ）では頂部が曲面に形成され
ているために出射方向が分散するからである。従って、
プリズム８ａの頂部は半径１０μｍ以下に形成する方が
望ましい。
【００８１】次に、図１４は、更に異なる形状のプリズ
ム８ａによる遮光型ルーバー５の入射光の輝度分布を示
している。（Ｂ４）、（Ｂ５）は輝度が複数の極大値を
有しており、ピーク間隔はそれぞれ３０゜、５０゜にな
っている。
【００８２】（Ｂ４）、（Ｂ５）の輝度分布の光束を視
角範囲θ＝１２０゜（±６０゜）の遮光型ルーバー５に
入射した際の出射光の輝度分布を図１５に示す。図中、
（Ｂ４−ｃ）は入射光の輝度分布が（Ｂ４）による出射
光の輝度分布、（Ｂ５−ｃ）は入射光の輝度分布が（Ｂ
５）による出射光の輝度分布をそれぞれ示している。
【００８３】いずれの場合においても、出射角の絶対値
が６０゜を超えると相対輝度が０％となり、それぞれ出
射角が約±２０゜、±２５゜の範囲で約８０％以上の相
対輝度を有している。また、（Ｂ４−ｃ）では有効視角
範囲については、α≒３０゜であり、出射角の絶対値が
α／２での相対輝度は約１３０％になっている。（Ｂ５
−ｃ）では有効視角範囲については、α≒３４゜であ
り、出射角の絶対値がα／２での相対輝度は１００％以
上になっている。従って、頻繁に使用される領域での輝
度の変化が非常に少なく、黒線の目立たない範囲の広い
液晶表示装置１が得られる。
【００８４】次に、図１６は第２実施形態の液晶表示装
置を示す正面図である。説明の便宜上、前述の図１に示
す第１実施形態と同一の部分には同一の符号を付してい
る。導光体３の背面にはプリズム状に形成されるピット
３ｃが凹設されている。ピット３ｃの頂角は鈍角に形成
されており、光源２から導光板３の出射面３ａに略平行
に入射した光束はピット３ｃの斜面で反射して出射面３
ａに垂直な方向に対して傾斜して出射される。
【００８５】これにより、導光板３の法線方向に対して
傾斜した所定の角度範囲の出射光の輝度が大きくなる。
しかし、出射光はピット３ｃの斜面で反射して導光板３
から出射されるのでピット３ｃの周期毎に出射される。
このため、同じ出射方向であってもピット３ｃの周期毎
に輝度の大きな部分と小さな部分とが生じて一様な輝度
にならない。従って、導光板３と遮光型ルーバー５との
間には拡散シート１０が設けられている。
【００８６】拡散シート１０はヘイズ値が４０％に形成
された樹脂から成り、導光板３から出射された光束を拡
散して一様な光束を遮光型ルーバー５に導くようになっ
ている。これにより、前述の図５に示すような輝度分布
の光束を遮光型ルーバー５に入射させることができる。
尚、ヘイズ値Ｈは、拡散シート１０に光を照射し、入射
方向と同方向に透過した光の輝度をＨ１、拡散された光
の輝度をＨ２とした時に、Ｈ＝Ｈ２／（Ｈ１＋Ｈ２）で
与えられる。
【００８７】本実施形態においても、第１実施形態と同
様にピット３ｃの形状を適切に選択することによって、
遮光型ルーバー５の入射光の輝度分布は入射角０゜付近
で輝度が極小値となるように構成することができる。こ
れにより、遮光型ルーバー５の出射光を所定の有効視角
範囲にすることができるとともに、出射光の輝度の変化
を低減して視認性のよい液晶表示装置１を得ることがで
きる。
【００８８】図１７は第３実施形態の液晶表示装置を示
す正面図である。説明の便宜上、前述の図１、図１６に
示す第１、第２実施形態と同一の部分には同一の符号を
付している。第１実施形態と異なる点は、遮光型ルーバ
ー２３とプリズムシート８との間にフレネルシート２２
を配し、遮光型ルーバー２３の光吸収層２３ｂの角度を
傾斜させている点である。その他の部分は第１実施形態
と同一である。
【００８９】図１８は遮光型ルーバー２３の詳細を示す
断面図である。遮光型ルーバー２３の光吸収層２３ｂは
遮光型ルーバー２３の法線方向に対して傾斜角βを有す
るように形成されている。このため、光吸収層２３ｂに
対して平行で、遮光型ルーバー２３の出射面に対して傾
斜した光Ｌ１の透過率が最大になっている。
【００９０】図１９はフレネルシート２２の詳細を示す
断面図である。フレネルシート２２は、所定の周期の鋸
歯状に形成されたフレネル部２２ａが表面に形成されて
いる。フレネル部２２ａはポリエステル系の硬化性樹脂
から成り、厚さ１００μｍのＰＥＴフィルムから成る基
材上に形成されている。また、フレネル部２２ａの隣接
する鋸歯形状の境界はフレネルシート２２に対して垂直
な面になっている。
【００９１】図２０はフレネルシート２２から出射され
た遮光型ルーバー２３の入射光の輝度分布を示してい
る。横軸は遮光型ルーバー２３の入射角（単位゜）を示
し、縦軸は相対輝度（単位％）を示している。プリズム
シート８は、プリズム８ａの頂角が９０゜になってお
り、プリズムシート８の出射光は破線で示すように、前
述の図５の（Ｂ）と同一の法線方向に対して対称な輝度
分布を有している。また、フレネルシート２２の傾斜面
の角度γ（図１９参照）は、周期方向に対して３０゜に
なっている。
【００９２】フレネルシート２２に入射する光は屈折
し、同図の（Ｂ’）に示すように、出射光が法線方向に
対して非対称で、法線方向から約１５゜シフトした方向
に対して略対称な輝度分布を有する。即ち、フレネルシ
ート２２によって遮光型ルーバー２３に入射する入射光
の入射角の平均値（以下、「平均入射角」という）が０
゜から−１５゜にシフトする。
【００９３】このため、遮光型ルーバー２３の光吸収層
２３ｂの傾斜角β（図１８参照）を１５゜にしている。
これにより、遮光型ルーバー２３は図２１に示すよう
に、入射角が−１５゜の時に最大透過率が得られる。ま
た、遮光型ルーバー２３の視角範囲θは１２０゜であ
る。尚、図２１において、縦軸は透過率（単位：％）を
示し、横軸は入射角（単位：゜）を示している。
【００９４】その結果、遮光型ルーバー２３から出射さ
れる出射光の輝度分布は図２２に示すようになる。縦軸
は相対輝度（単位：％）を示し、横軸は出射角（単位：
゜）を示している。出射角が−１５゜±４０゜の範囲を
超えると輝度の最大値に対する相対輝度が５％以下とな
り、出射角が約−１５゜±３０゜の範囲で約８０％以上
の相対輝度を有している。
【００９５】これにより、第１、第２実施形態と同様の
効果を得ることができる。更に、本実施形態の液晶表示
装置１を車載用に使用する場合等において、液晶表示装
置１の法線方向に観察者の目がくるように液晶表示装置
１を配置する必要がない。即ち、液晶表示装置１を種々
の向きに配置しても、傾斜角β、γ（図１８、図１９参
照）が異なる遮光型ルーバー２３及びフレネルシート２
２を設けることにより、観察者の目の方向を中心とする
所定の角度範囲において高い輝度を確保することができ
る。従って、車内等に液晶表示装置を配置するデザイン
の制限を緩和し、デザインの自由度を向上させることが
できる。
【００９６】第１〜第３実施形態において、光源２は複
数の蛍光管から成っており、蛍光管の明るさを可変する
ことによって液晶表示装置１の所望の出射方向以外の輝
度を低くすることができる。これについて、第３実施形
態の場合を参照して説明する。前述の図１７に示すよう
に、光源２は導光板３の対辺に沿ってそれぞれ２本の蛍
光管２ａ、２ｂが液晶パネル６の法線方向に並設されて
いる。
【００９７】蛍光管２ａ、２ｂはインバータ（不図示）
によって制御されている。インバータはＤＣワン入力タ
イプのツートランス方式になっており、ボリュームの操
作によりＤＵＴＹ調整することができる。ボリュームか
らの入力信号が所定範囲の時は蛍光管２ａ、２ｂは最大
光量で点灯する。
【００９８】ボリュームからの入力信号が所定範囲より
も大きいと、液晶パネル６に遠い側の蛍光管２ｂが最大
光量で点灯し、近い側の蛍光管２ａは入力信号の大きさ
に応じて光量が低下する。ボリュームからの入力信号が
所定範囲よりも小さいと、液晶パネル６に近い側の蛍光
管２ａが最大光量で点灯し、遠い側の蛍光管２ｂは入力
信号の大きさに応じて光量が低下するようになってい
る。
【００９９】図２３は光源２の光量を可変した時の遮光
型ルーバー２３の入射光の輝度分布を示す図である。横
軸は入射角（単位：゜）を示しており、縦軸は相対輝度
（単位：％）を示している。図中、Ｄ１は前述の図２０
のＢ’に示す輝度分布に対して遮光型ルーバー２３に近
い側の蛍光管２ａを５０％の光量で点灯した場合を示し
ており、Ｄ２は蛍光管２ａを消灯した場合を示してい
る。いずれも遮光型ルーバー２３から遠い側の蛍光管２
ｂは最大光量で点灯している。
【０１００】遮光型ルーバー２３は前述の図２１に示す
透過率を有しているため、遮光型ルーバー２３の出射光
の輝度分布は図２４に示すようになる。Ｄ１’、Ｄ２’
はそれぞれ入射光の輝度分布がＤ１、Ｄ２の場合を示し
ている。同図において、横軸は出射角（単位：゜）を示
しており、縦軸は相対輝度（単位：％）を示している。
【０１０１】いずれの場合においても出射角が０゜から
＋２０゜の範囲において、蛍光管２ａ、２ｂを最大光量
で点灯した図２２に示す場合と同等の高い輝度が得られ
ている。このため、出射角が約０゜〜＋２０゜の範囲以
外の光を減少させることができる。
【０１０２】例えば、図２５に示すように、車３０に搭
載された車載用の液晶表示装置１の場合には、観察者が
同じであれば観察者の座高によって定まる狭い角度範囲
の出射光が通常観察される。液晶表示装置１を所定の向
きに装着した場合に、座高の高い観察者Ｍ１であれば出
射角が約０゜〜＋２０゜の範囲の光が通常観察される。
平均的な座高の観察者Ｍ２であれば出射角が約０゜〜−
２０゜の範囲の光が通常観察される。座高の低い観察者
Ｍ３であれば出射角が約−２０゜〜−４０゜の範囲の光
が通常観察される。
【０１０３】このため、観察者Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３が座高
に応じて蛍光管２ａ、２ｂの光量を調整することによっ
て、通常観察に使用しない光を減少させて液晶表示装置
１の省電力化を図ることができる。複数の観察者が観察
する場合等には蛍光管２ａ、２ｂを最大光量にすること
により出射光が前述の図２２に示す輝度分布になり、広
い角度範囲で鮮明な画像を観察できるとともにフロント
ガラスへの映りこみが防止される。
【０１０４】また、第１〜第３実施形態において、液晶
パネル６はいわゆる半透過型であってもよい。半透過型
の液晶パネルは、外光を取り入れることができる場合に
は外光を反射して画像を表示し、外光が取り入れられな
い場合にはバックライト７からの光束を透過して画像を
表示する。
【０１０５】また、遮光型ルーバー５、２３は液晶パネ
ル６の前後のいずれに設けてもよいが、液晶パネル６が
半透過型の場合には、液晶パネル６の出射面に配すると
外光を取り入れる効率が低下する。このため、液晶パネ
ル６と導光板３との間に配する方がより望ましい。
【０１０６】
【発明の効果】本発明によると、遮光型ルーバーに入射
する光束の輝度分布が、入射角が正の範囲と負の範囲と
に略法線方向の輝度よりも高い輝度を有するので、観察
者の視点の移動に対する輝度の変化が小さくなり、視認
性のよい液晶表示装置を得ることができる。また、輝度
の高い範囲が広くなるため、遮光型ルーバーの光透過層
と光吸収層との周期誤差による黒線を広い範囲で目立た
なくすることができる。
【０１０７】また本発明によると、ピーク間隔を８０゜
以下にすることで有効視界範囲を８０゜以下にすること
ができ、液晶表示装置を車載用に使用してもダッシュボ
ードの上方に配置することができ運転者の視点移動があ
っても視認性のよい液晶表示装置を得ることができる。
【０１０８】また本発明によると、遮光型ルーバーの視
角範囲をピーク間隔よりも大きくすることで、頻繁に使
用される出射角の小さい範囲での輝度の変化をより小さ
くすることができる。
【０１０９】また本発明によると、導光板を屈折率の異
なる複数の媒質から構成することや導光板の出射面を非
光沢面にすることにより、遮光型ルーバーの方向に光束
を簡単に導くことができる。
【０１１０】また本発明によると、所定周期で配される
プリズムを導光板の出射側に配置することや、プリズム
形状のピットを導光板の背面に設けて拡散シートを導光
板の出射側に配置することにより、遮光型ルーバーの入
射光の輝度分布を所望の輝度分布に簡単に変換すること
ができる。
【０１１１】また本発明によると、プリズムの頂角を３
０゜〜１１０゜にすることによって、有効視界範囲が８
０゜以下で且つ法線方向の輝度が極小値を有するバック
ライトを得ることができる。またプリズムの頂部の断面
形状を半径１０μｍ以下の尖形に形成することによっ
て、出射光の輝度の変化が非常に少なく有効視角範囲が
狭いバックライトを得ることができる。
【０１１２】また本発明によると、ピットの頂角を鈍角
にすることによって法線方向の輝度が極小になった出射
光を簡単に得ることができる。また、拡散シートのヘイ
ズ値を１５％〜７０％にすることで簡単にピットの反射
光を拡散して輝度の一様な光束にすることができる。
【０１１３】また本発明によると、遮光型ルーバーの入
射光の平均入射方向を遮光型ルーバーの法線方向に対し
てシフトさせているので、液晶表示装置を車載用に使用
する場合等において、液晶表示装置の法線方向に観察者
の目がくるように液晶表示装置を配置する必要がない。
従って、車内等に液晶表示装置を配置するデザインの制
限を緩和し、デザインの自由度を向上させることができ
る。
【０１１４】また本発明によると、断面形状が鋸歯状の
フレネルシートを設けることによって遮光型ルーバーの
入射光の平均入射方向を遮光型ルーバーの法線方向に対
して容易にシフトさせることができる。
【０１１５】また本発明によると、遮光型ルーバーの入
射光は、平均入射角から正方向の範囲の所定の入射角で
の輝度及び平均入射角から負方向の範囲の所定の入射角
での輝度が平均入射角のときの輝度よりも大きいので、
観察者の視点の移動に対する輝度の変化が小さくなり、
視認性のよい液晶表示装置を得ることができる。また、
輝度の高い範囲が広くなるため、広い範囲で遮光型ルー
バーの光透過層と光吸収層との周期誤差による黒線を目
立たなくすることができる。
【０１１６】また本発明によると、遮光型ルーバーの光
吸収層を傾斜することにより、フレネルシートにより傾
斜した平均入射方向に光吸収層の向きを一致させて有効
視角範囲の輝度を高くすることができる。
【０１１７】また本発明によると、光源の出射光の光量
を出射方向に応じて可変できるので、観察者の使用状況
に応じて所望の角度範囲以外の光量を低下させることに
より省電力化を図ることができる。
【０１１８】また本発明によると、所望の蛍光管の出射
光の光量をＤＵＴＹ制御により可変するインバータを備
えるので、簡単に光源の光量を可変することができる。
【０１１９】また本発明によると、有効視角範囲の１／
２の範囲での相対輝度を５５％よりも大きくすることに
よって、頻繁に使用される角度範囲での輝度の変化を緩
やかにすることができ視認性のよい液晶表示装置を得る
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施形態の液晶表示装置を示
す構成図である。
【図２】 本発明の第１実施形態の液晶表示装置の遮
光型ルーバーの透過率を示す図である。
【図３】 本発明の第１実施形態の液晶表示装置の遮
光型ルーバーの入射光の理想的な輝度分布を示す図であ
る。
【図４】 本発明の第１実施形態の液晶表示装置の遮
光型ルーバーの出射光の理想的な輝度分布を示す図であ
る。
【図５】 本発明の第１実施形態の液晶表示装置の遮
光型ルーバーの入射光の輝度分布を示す図である。
【図６】 本発明の第１実施形態の液晶表示装置のプ
リズムの頂角とピーク角度の関係を示す図である。
【図７】 本発明の第１実施形態の液晶表示装置のプ
リズム頂角が４５゜のときの遮光型ルーバーの出射光の
輝度分布を示す図である。
【図８】 本発明の第１実施形態の液晶表示装置のプ
リズム頂角が９０゜のときの遮光型ルーバーの出射光の
輝度分布を示す図である。
【図９】 本発明の第１実施形態の液晶表示装置のプ
リズム頂角が１２０゜のときの遮光型ルーバーの出射光
の輝度分布を示す図である。
【図１０】 車載された液晶表示装置によるフロントガ
ラスの映り込みの視認性と輝度の関係を示す図である。
【図１１】 本発明の第１実施形態の液晶表示装置の他
のプリズム形状のときの遮光型ルーバーの入射光の輝度
分布を示す図である。
【図１２】 図１１の場合の視角範囲９０゜の遮光型ル
ーバーの出射光の輝度分布を示す図である。
【図１３】 図１１の場合の視角範囲１２０゜の遮光型
ルーバーの出射光の輝度分布を示す図である。
【図１４】 本発明の第１実施形態の液晶表示装置の更
に他のプリズム形状のときの遮光型ルーバーの入射光の
輝度分布を示す図である。
【図１５】 図１４の場合の視角範囲１２０゜の遮光型
ルーバーの出射光の輝度分布を示す図である。
【図１６】 本発明の第２実施形態の液晶表示装置を示
す構成図である。
【図１７】 本発明の第３実施形態の液晶表示装置を示
す構成図である。
【図１８】 本発明の第３実施形態の液晶表示装置の遮
光型ルーバーの詳細を示す断面図である。
【図１９】 本発明の第３実施形態の液晶表示装置のフ
レネルシートの詳細を示す断面図である。
【図２０】 本発明の第３実施形態の液晶表示装置の遮
光型ルーバーの入射光の輝度分布を示す図である。
【図２１】 本発明の第３実施形態の液晶表示装置の遮
光型ルーバーの透過率を示す図である。
【図２２】 本発明の第３実施形態の液晶表示装置の遮
光型ルーバーの出射光の輝度分布を示す図である。
【図２３】 本発明の第３実施形態の液晶表示装置の光
量を調整した時の遮光型ルーバーの入射光の輝度分布を
示す図である。
【図２４】 本発明の第３実施形態の液晶表示装置の光
量を調整した時の遮光型ルーバーの出射光の輝度分布を
示す図である。
【図２５】 本発明の第３実施形態の液晶表示装置を車
載時の使用状態を説明する図である。
【図２６】 従来の液晶表示装置を示す構成図である。
【図２７】 遮光型ルーバーの構成を示す図である。
【図２８】 従来の液晶表示装置の遮光型ルーバーの入
射光の輝度分布を示す図である。
【図２９】 従来の液晶表示装置の遮光型ルーバーの透
過率を示す図である。
【図３０】 従来の液晶表示装置の遮光型ルーバーの出
射光の輝度分布を示す図である。
【図３１】 従来の液晶表示装置の遮光型ルーバーの問
題点を説明する図である。
【符号の説明】
１ 液晶表示装置 ２ 光源 ３ 導光体 ３ａ 出射面 ３ｃ ピット ４ 反射シート ５、２３ 遮光型ルーバー ５ａ 光透過層 ５ｂ、２３ｂ 光吸収層 ６ 液晶パネル ７ バックライト ８ プリズムシート ８ａ プリズム １０ 拡散シート １１ ドライバ １３ 筐体 １４ プリント配線基板 １５ 回路基板 １６ ベゼル １７ 放熱板 ２２ フレネルシート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０２Ｆ 1/1335 Ｇ０２Ｆ 1/1335 1/13357 1/13357 Ｇ０９Ｆ 9/00 ３２４ Ｇ０９Ｆ 9/00 ３２４ ３３６ ３３６Ｊ // Ｆ２１Ｙ 103:00 Ｆ２１Ｙ 103:00 (72)発明者 高橋 伸行 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 Ｆターム(参考） 2H091 FA21X FA23Z FA41Z FA42Z LA16 2H093 NC42 ND01 5G435 AA01 BB12 BB15 DD13 EE27 FF06 FF08 FF13 GG24

Claims (23)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 光源と、前記光源から射出された光束を
    所定方向に導く平板状の導光板と、前記導光板に対向配
    置されるとともに前記導光板から出射する光束を入射角
    に応じて遮る遮光型ルーバーと、前記遮光型ルーバーの
    入射光を所定の輝度分布に変換する変換手段とを備え、 前記遮光型ルーバーの入射光の輝度分布において、０゜
    から＋９０゜の範囲の所定の入射角での輝度及び０゜か
    ら−９０゜の範囲の所定の入射角での輝度を、入射角が
    ０゜のときの輝度よりも大きくしたことを特徴とするバ
    ックライト。
  2. 【請求項２】 前記遮光型ルーバーの入射光の輝度分布
    において、入射角が０゜から＋９０゜の範囲で輝度が最
    大となる入射角と、入射角が０゜から−９０゜の範囲で
    輝度が最大となる入射角との角度差を８０゜以下にした
    ことを特徴とする請求項１に記載のバックライト。
  3. 【請求項３】 前記遮光型ルーバーの視角範囲を前記角
    度差よりも広くしたことを特徴とする請求項２に記載の
    バックライト。
  4. 【請求項４】 前記変換手段は、所定周期で配列された
    プリズムから成ることを特徴とする請求項１〜請求項３
    のいずれかに記載のバックライト。
  5. 【請求項５】 前記導光板は屈折率の異なる複数の媒質
    から成ることを特徴とする請求項４に記載のバックライ
    ト。
  6. 【請求項６】 前記導光板の出射面を非光沢面にしたこ
    とを特徴とする請求項４に記載のバックライト。
  7. 【請求項７】 前記プリズムを前記遮光型ルーバーと前
    記導光板との間に設けたことを特徴とする請求項４〜請
    求項６のいずれかに記載のバックライト。
  8. 【請求項８】 前記プリズムの頂角を３０゜〜１１０゜
    にしたことを特徴とする請求項４〜請求項６のいずれか
    に記載のバックライト。
  9. 【請求項９】 前記プリズムの頂部の断面形状を半径１
    ０μｍ以下にしたことを特徴とする請求項４〜請求項６
    のいずれかに記載のバックライト。
  10. 【請求項１０】 前記変換手段は、前記導光板の背面に
    凹設されたプリズム形状のピットから成るとともに、前
    記遮光型ルーバーと前記導光板との間に光を拡散する拡
    散手段を設けたことを特徴とする請求項１〜請求項３の
    いずれかに記載のバックライト。
  11. 【請求項１１】 前記ピットの頂角を鈍角にしたことを
    特徴とする請求項１０に記載のバックライト。
  12. 【請求項１２】 前記拡散手段は、ヘイズ値が１５％〜
    ７０％のシート状部材から成ることを特徴とする請求項
    １０または請求項１１に記載のバックライト。
  13. 【請求項１３】 光源と、前記光源から射出された光束
    を所定方向に導く平板状の導光板と、前記導光板に対向
    配置されるとともに前記導光板から出射する光束を入射
    角に応じて遮る遮光型ルーバーと、前記遮光型ルーバー
    の入射光を所定の輝度分布に変換する変換手段とを備
    え、 前記変換手段によって前記遮光型ルーバーの入射光の平
    均入射方向を前記遮光型ルーバーの法線方向に対してシ
    フトさせたことを特徴とするバックライト。
  14. 【請求項１４】 前記変換手段は、断面形状が鋸歯状の
    フレネルシートを有することを特徴とする請求項１３に
    記載のバックライト。
  15. 【請求項１５】 前記フレネルシートはＰＥＴフィルム
    上に鋸歯状のポリエステル系硬化性樹脂を配して成るこ
    とを特徴とする請求項１４に記載のバックライト。
  16. 【請求項１６】 前記遮光型ルーバーの入射光の輝度分
    布において、平均入射角から正方向の所定の入射角での
    輝度及び平均入射角から負方向の所定の入射角での輝度
    を、平均入射角のときの輝度よりも大きくしたことを特
    徴とする請求項１３〜請求項１５のいずれかに記載のバ
    ックライト。
  17. 【請求項１７】 前記変換手段は、所定周期で配列され
    たプリズムを有することを特徴とする請求項１６に記載
    のバックライト。
  18. 【請求項１８】 前記遮光型ルーバーの光吸収層を傾斜
    させたことを特徴とする請求項１３〜請求項１７のいず
    れかに記載のバックライト。
  19. 【請求項１９】 前記光源の光量を出射方向に応じて可
    変にしたことを特徴とする請求項１〜請求項１８のいず
    れかに記載のバックライト。
  20. 【請求項２０】 前記光源は複数の蛍光管から成り、所
    望の蛍光管の光量をＤＵＴＹ調整により可変するインバ
    ータを備えたことを特徴とする請求項１９に記載のバッ
    クライト。
  21. 【請求項２１】 請求項１〜請求項２０のいずれかに記
    載のバックライトと、前記バックライトから射出された
    光束を透過して画像を表示できる液晶パネルとを備えた
    ことを特徴とする液晶表示装置
  22. 【請求項２２】 前記遮光型ルーバーを前記液晶パネル
    と前記導光板との間に配したことを特徴とする請求項２
    １に記載の液晶表示装置
  23. 【請求項２３】 光源と、前記光源から射出された光束
    を所定方向に導く平板状の導光板と、前記導光板に対向
    配置されるとともに前記導光板から出射する光束を入射
    角に応じて遮る遮光型ルーバーと、前記遮光型ルーバー
    の入射光を所定の輝度分布に変換する変換手段とを有す
    るバックライトと、前記バックライトから射出された光
    束を透過して画像を表示できる液晶パネルと、を備え、
    前記遮光型ルーバーの出射光の輝度分布において、出射
    角０゜の輝度をＸ、輝度が０．１Ｘとなる出射角の絶対
    値をαとし、前記変換手段によって出射角の絶対値がα
    ／２のときの輝度を０．５５Ｘよりも大きくしたことを
    特徴とする液晶表示装置。
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