JP2008181679A - 面状光源装置および表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】２通り以上の視野角範囲を選択することができる液晶表示装置を提供する。
【解決手段】本発明に係る面状光源装置は、光を出射する主面を有する面状光源装置であって、主面を平行に区分した複数の領域の各々に対応した複数の導光板８と、導光板８の出射面側に設けられた光学フィルムと、複数の導光板８の点灯／非点灯を制御する光駆動手段とを備える。光学フィルムは、導光板８からの光のうち所定の角度範囲内の光を透過する遮光スリットフィルム１０を含む。
【選択図】図２

Description

本発明は、面状光源装置および表示装置に関し、特に液晶表示装置に適用可能な面状光源装置および表示装置に関するものである。

液晶表示装置は、面状光源装置から液晶パネルの背面に光を照射することによって、画像表示、例えば、画像やデータの表示が可能であり、近年、薄型、軽量といった特徴を生かして急速に進展が図られている。一方、個人のプライバシーに関する画像やデータの保護が重要視されており、画像やデータを見る者以外の他人には見えない表示装置が求められている。

特許文献１に開示されているような面状光源装置では、これを実現するために、２つの導光板を上下に２枚配置し、それぞれの光源を点灯することで、通常の視野角と、それよりも狭い視野角（狭視野角）との変更を可能にしている。

特許第３２７１６９５号公報

しかしながら、特許文献１に提案された表示装置では、視野角の選択肢が２通りと限定されるという問題があった。また、遮光スリットフィルムで方向を整えた光を上側の導光板に透過させるため、上側導光板の「なし地模様」によって光が散乱し、実際には所望の視野角範囲よりも広がる傾向にあるという問題があった。

本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、視野角範囲を所望の視野角範囲に維持しつつ、２通り以上の視野角範囲を選択可能にすることを目的とする。

本発明に係る請求項１に係る面状光源装置は、光を出射する主面を有する面状光源装置であって、前記主面を平行に区分した複数の領域の各々に対応した複数の光出射ブロックと、前記光出射ブロックの出射面側に設けられた光学フィルムと、前記複数の光出射ブロックの点灯／非点灯を制御する光駆動手段とを備える。前記光学フィルムは、前記光出射ブロックからの光のうち所定の角度範囲内の光を透過する遮光スリットフィルムを含む。

本発明の面状光源装置によれば、２通り以上の視野角範囲を選択することができる。

＜実施の形態１＞
本発明に係る表示装置が液晶表示装置であるものとして以下、説明する。図１は、本実施の形態に係る液晶表示装置の概略構成の一例を示した分解斜視図である。図に示すように、本実施の形態に係る液晶表示装置は、面状光源装置１と、液晶パネル２と、ゲート駆動用ドライバー３と、ソース駆動用ドライバー４とを備える。

面状光源装置１は、光を出射する主面を有する。本実施の形態では、この面状光源装置１の主面からの光は、開口部５を介して、液晶パネル２に照射される。面状光源装置１は、液晶パネル２の背面側に配置されており、液晶パネル２の背面側に光を照射する。表示素子である液晶パネル２は、面状光源装置１の主面側に沿って設けられ、データの書き込みにより、主面からの光を変調する。液晶パネル２は、対向基板とＴＦＴ（Thin Film Transistor:薄膜トランジスタ）アレイ基板との間に液晶を保持している。

液晶パネル２において面状に形成された表示領域には、マトリックス状に多数の画素が配置されており、半導体スイッチ素子であるＴＦＴが、画素ごとに設けられている。表示領域には、表示領域の長辺方向と平行にゲート線（アドレス線）が形成され、表示領域の短辺方向と平行にソース線（データ線）が形成されている。表示領域の周辺には、ゲート線からＴＦＴをオンおよびオフする複数のゲート駆動用ドライバー３と、ソース線からＴＦＴを介して各画素に画像データを供給する複数のソース駆動用ドライバー４が形成されている。このゲート駆動用ドライバー３とソース駆動用ドライバー４は、例えば、半導体チップとしてＴＦＴアレイ基板上に形成される。各画素へのデータの書き込みは、コントローラが画像信号に基づいて各上記ドライバーを制御することによって行われ、所定の走査周期でゲート線をオン駆動して、順にソース線から画素に画像データが書き込まれる。

図２は、面状光源装置１の要部構成の一例を示した分解図である。本実施の形態に係る面状光源装置１は、上筐体６と、下筐体７と、光出射ブロックである導光板８と、ＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）９と、遮光スリットフィルム１０と、第１の異方性拡散フィルム１１と、第２の異方性拡散フィルム１２と、図示しない反射フィルムおよびＬＥＤドライバーおよびＬＥＤ９で電源を供給する基板とを備える。

上筐体６には、開口部５が形成されており、主面からの光は、この開口部５を介して外部に出射される。下筐体７は、上記各部材を収納保持するためのフレームであり、強度および加工性に優れている合成樹脂や、金属が用いられる。特に、光源であるＬＥＤ９の発光に伴って生じる熱を放熱するという観点から、熱伝導性に優れているアルミニウムや銅を用いるのが望ましい。

複数の光出射ブロックは、光を出射する主面を平行に区分した複数の領域の各々に対応するものであり、本実施の形態では、光出射ブロックは、導光板８である。導光板８は、端面に沿って設けた各ＬＥＤ９から光を受けると、上記領域に相当する出射面から光を出射する光学部材である。導光板８の材質は、例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂などの有機樹脂、または、ガラスなどの透光性を有する部材が挙げられる。また、導光板８の形状は、例えば、平面状または楔形状が挙げられる。本実施の形態では、導光板８は、液晶パネル２のソース線に沿った帯状の出射面を有しており、各出射面は、面積が等しくなるように設けられている。

導光板８の出射面と対峙する背面側には、拡散パターンがそれぞれ形成されている。拡散パターンは、凹凸や切り欠きなどの微細形状からなる。導光板８内を伝播する光は、この拡散パターンにより拡散され、導光板８の出射面から出射される。

拡散パターンを形成する方法として、例えば、酸化チタンを含有する白色顔料によってドットパターンを印刷する方法や、導光板８形成時に、円形状、円錐状、または、四角形状の微細パターンを形成する方法が挙げられる。この拡散パターンの濃度や形状、大きさ、深さによって、出射光の輝度分布が決定される。本実施の形態では、主面を平面視した場合に、導光板８の出射光の方向が導光板８を区分した方向と一致するように、拡散パターンが調整されているものとする。

図３は、図２の面状光源装置１の要部構成の一例を示した平面図である。導光板８の背面側には、導光板８内部の光を出射面以外から出射しないようにするため、出射面側に光を反射する図示しない反射フィルムが配置されている。反射フィルムは、銀を蒸着させた平板や白色の樹脂板からなるフィルム状の光学部品である。各ＬＥＤ９からの光を有効に出射させるためには、反射フィルムの反射率が９０％以上であることが好ましい。

また、本実施の形態では、導光板８同士の間に図示しない側面反射板が設けられている。側面反射板は、導光板８の反出射面側の微細パターンで乱反射した光のうち導光板８側面より出射された光をその導光板８内へ向けて反射して、光を再び導光板８内に伝播させる。この側面反射板は、例えば、銀を蒸着させた平板などの光学部材を用いる。このような側面反射板は、導光板８同士の側面間に空気層を介して配置されるか、あるいは、光透過性を有する接着剤を用いて空気層を介さずに配置される。なお、側面反射板は、導光板８同士の側面間に銀を蒸着させることによって形成してもよい。

図３に示すように、光駆動手段であるＬＥＤドライバー１３の制御に応じて、点灯／非点灯する光源であるＬＥＤ９が、導光板８の端面に沿って設けられている。光源は、ＬＤ（Laser Diode：レーザダイオード）であってもよい。

ＬＥＤ９として、本実施の形態では、単一色の白色光を発するＬＥＤを複数用いる。この白色光を発するＬＥＤは、これに限ったものではなく、単体で白色光を発する擬似白色ＬＥＤであってもよく、Ｒ（赤色），Ｇ（緑色），Ｂ（青色）の各ＬＥＤを組み合わせてもよい。この場合には、各色のＬＥＤ９による発光量を調整することによって、色調を容易に変化させることができる。また、液晶パネル２の画面表示における色再現性を向上させることができる。各ＬＥＤ９は、例えば、プリント基板上に突出させてマウントされている。

図３に示すように、導光板８は、導光板８Ａと導光板８Ｂの２グループ化されている。導光板８に沿って設けられたＬＥＤ９は、１つおきに電気的に直列接続されており、ＬＥＤドライバー１３に接続されている。光駆動手段であるＬＥＤドライバー１３は、複数の導光板８の点灯／非点灯を制御する。ＬＥＤ９は、そのＬＥＤドライバー１３の制御に応じて、点灯／非点灯する。

本実施の形態では、ＬＥＤドライバー１３は、図３のように、ＬＥＤ９をＬＥＤ９ＡとＬＥＤ９Ｂの２グループに分けて、グループごとに各々独立して点灯、非点灯を制御する。つまり、ＬＥＤ９Ａ、または、ＬＥＤ９Ｂのいずれか一方のみを点灯することもでき、ＬＥＤ９Ａ、および、ＬＥＤ９Ｂの両方を点灯することもできる。こうして、ＬＥＤドライバー１３は、グループごとに導光板８Ａと導光板８Ｂの点灯／非点灯を制御する。

図４に、図２の面状光源装置１の要部構成の断面図を示す。図４に示すように、光学フィルムが導光板８の出射面側に設けられている。この光学フィルムは、導光板８からの光のうち所定の角度範囲内の光を透過する遮光スリットフィルム１０を含む。遮光スリットフィルム１０と導光板８の間には、遮光スリットフィルム１０を除く光学フィルム１４が設けられている。

図５に、遮光スリットフィルム１０を厚さ方向に切断したときの断面図を示す。遮光スリットフィルム１０は、厚さ方向に、視野角制御層１５と、保護フィルム層１６に分かれる。視野角制御層１５では、光遮断部１７と、光透過部１８がフィルム面と略鉛直方向に交互に配置されている。ここで、保護フィルム層１６と光透過部１８は、光を透過する光学部材であり、光遮断部１７は、光を反射、吸収する光学部材である。

この視野角制御層１５に、許容以上の角度で入射した光は、光遮断部１７で吸収または反射される。そのため、遮光スリットフィルム１０は、入射された光のうち所定の角度範囲内の光のみを透過する。視野角制御層１５の厚さを一定にして、光遮断部１７のピッチを狭くすると、所定の角度範囲は狭くなり、光遮断部１７のピッチを広くすると、所定の角度範囲は広くなる。また、光遮断部１７のピッチを一定にして、視野角制御層１５の厚さを厚くすると、所定の角度範囲は狭くなり、視野角制御層１５の厚さを薄くすると、所定の角度範囲は広くなる。また、図５において、光遮断部１７の方向を、遮光スリットフィルム１０の厚さ方向に対して角度をつけた場合には、透過光の最大光量の方向は、遮光スリットフィルム１０の厚さ方向から当該角度の分だけ付加した方向となる。

本実施の形態では、遮光スリットフィルム１０が透過する光の所定の角度範囲は、導光板８のグループ（導光板８Ａ，８Ｂ）ごとに異なる。以下、導光板８Ａに対応する遮光スリットフィルム１０を遮光スリットフィルム１０Ａ、導光板８Ｂに対応する遮光スリットフィルム１０を遮光スリットフィルム１０Ｂと表すことにする。図３に示すように、遮光スリットフィルム１０は、所定の角度範囲が異なる、交互に配置された複数の遮光スリットフィルム１０Ａ，１０Ｂを含む。

図３のように遮光スリットフィルム１０を正面視した場合に、光遮断部１７を形成した方向（図３の横方向）をルーバー垂直方向、光遮断部１７を形成した方向と垂直な方向（図３の縦方向）をルーバー方向と、以下呼ぶことにする。遮光スリットフィルム１０のスリットである光遮断部１７は、導光板８を区分した方向と垂直（図３のルーバー垂直方向）に設けられている。

図６は、図３の遮光スリットフィルム１０Ａをルーバー垂直方向から見た断面図を図６（ａ）に、図３の遮光スリットフィルム１０Ｂをルーバー垂直方向から見た断面図を図６（ｂ）に示したものである。図６（ａ）、図６（ｂ）ともに、左側を図３の手前側、右側を図３の奥側であるものとして示している。本実施の形態では、遮光スリットフィルム１０Ａの光遮断部１７は、図６（ａ）のように、奥側から手前側に向かって少し上側に角度がつけられている。遮光スリットフィルム１０Ｂの光遮断部１７は、図６（ｂ）のように、奥側から手前側に向かって少し下側に角度がつけられている。このように、遮光スリットフィルム１０のスリットは、導光板８を区分した方向（図３のルーバー方向）に傾いている。

図３において、ＬＥＤ９Ａを点灯しても、ＬＥＤ９Ｂを点灯しても、ルーバー垂直方向については、遮光スリットフィルム１０Ａ，１０Ｂを透過する光の方向は、透過前後でほとんど変化しない。つまり、遮光スリットフィルム１０Ａ，１０Ｂによって、ルーバー垂直方向の視野角は制限されない。しかし、ルーバー方向については、ＬＥＤ９Ａを点灯した場合と、ＬＥＤ９Ｂを点灯した場合で透過する光の方向が異なる。

図７に図３の遮光スリットフィルム１０の視野角輝度特性を示す。なお、入射光には、様々な方向の光を含む完全拡散光を用いたものとする。図の縦軸は輝度を表している。図の横軸は遮光スリットフィルム１０に対する視野角を表しており、０以上であれば垂直配置した遮光スリットフィルム１０を上側から見下ろす視野角にあり、０以下であれば遮光スリットフィルム１０を下側から見上げる視野角にあることを示す。この図において、遮光スリットフィルム１０Ａの視野角輝度特性は、視野角輝度特性Ａとして表され、遮光スリットフィルム１０Ｂの視野角輝度特性は、視野角輝度特性Ｂとして表されている。

図７から分かるように、ＬＥＤ９Ａを点灯した場合には、光の輝度は、遮光スリットフィルム１０Ａの所定の角度範囲、つまり、遮光スリットフィルム１０Ａを上側から見下ろす一部の視野角範囲においてのみ高くなる。一方、ＬＥＤ９Ｂを点灯した場合には、光の輝度は、遮光スリットフィルム１０Ｂの所定の角度範囲、つまり、遮光スリットフィルム１０Ｂを下側から見上げる一部の視野角範囲においてのみ高くなる。このように、遮光スリットフィルム１０Ａ，１０Ｂによって、ルーバー方向の視野角範囲は制限されることになる。

次に、図４に戻って面状光源装置１の他の構成部分について説明する。本実施の形態に係る面状光源装置１は、上記の遮光スリットフィルム１０の出射面側に設けられ、遮光スリットフィルム１０からの光を遮光スリットフィルム１０の所定の角度範囲内で指向拡散する少なくとも１つの異方性拡散フィルムを備える。

本実施の形態では、異方性拡散フィルムは、導光板８を区分した方向と平行に、遮光スリットフィルム１０からの光を指向拡散する。図４では、第１，第２の異方性拡散フィルム１１，１２がこの異方性拡散フィルムに該当する。第１の異方性拡散フィルム１１は、遮光スリットフィルム１０に沿って設けられており、第２の異方性拡散フィルム１２は、開口部５に沿って設けられている。ここで、第１の異方性拡散フィルム１１と、第２の異方性拡散フィルム１２との間には、空間が形成され、互いに離れて設けられている。このような第１，第２異方性拡散フィルム１１，１２には、例えば、複数のポリマーをスピノーダル分解により相分離させることにより、フィルム内部に、共連続構造、もしくは、共連続と液滴の中間の構造が形成されたものを用いる。

この第１，第２異方性拡散フィルム１１，１２は、図３で示したルーバー垂直方向には広く拡散し、逆に、ルーバー方向にはほとんど拡散しないように、それぞれの指向拡散の方向を略同一にして配置されている。このように配置するのは、遮光スリットフィルム１０において制限したルーバー方向の視野角範囲を維持するためである。

図４のように配置することにより、第１の異方性拡散フィルム１１は、ルーバー垂直方向において、遮光スリットフィルム１０からの光を上記所定の角度範囲内で指向拡散する。同様に、第２の異方性拡散フィルム１２は、ルーバー垂直方向において、第１の異方性拡散フィルム１１からの光を上記所定の角度範囲内で指向拡散する。

遮光スリットフィルム１０と導光板８の間には、遮光スリットフィルム１０を除く光学フィルム１４が設けられている。この光学フィルム１４は、透光性を有するフィルム状の光学部材であり、例えば、光を拡散する拡散フィルムや、プリズム列が形成されたプリズムフィルムが該当する。拡散フィルムは、例えば、合成樹脂や、ガラスなどの透明部材に微細な反射材を混ぜ込んだり、表面を粗面化することによって形成される。このような光学フィルム１４は、出射光の輝度分布や色度分布を所望のものとするために、必要に応じて複数種類組み合わせたり、あるいは、複数枚数用いられる。ここでは、各導光板８ごとに導光板８形状と同一サイズの光学フィルム１４が配置される。

このように形成された面状光源装置１を備える液晶表示装置の動作を説明する。面状光源装置１のＬＥＤドライバー１３を用いて、ＬＥＤ９Ａに電力を供給し、ＬＥＤ９Ｂには電力を供給しないように制御する場合について説明する。この場合、ＬＥＤ９Ａから光が放射され、導光板８Ａの端面にその光が入射する。導光板８Ａに入射した光は、導光板８Ａの出射面側、および、背面側で反射を繰り返し、導光板８Ａ内を伝播する。伝播する光のうち、導光板８Ａの背面側に形成されたドットパターンで乱反射した光は出射面側に出射される。また、導光板８Ａの反射フィルムに反射した光は出射面側に出射される。そして、出射された光は、光学フィルム１４によって拡散、集光、偏光されたのち、遮光スリットフィルム１０Ａに入射される。

図８は、ＬＥＤ９のうちＬＥＤ９Ａを点灯させた場合に、遮光スリットフィルム１０Ａから出射される光の所定の角度範囲を、矢印の範囲で示した図である。この範囲は、上述した図７の視野角輝度特性Ａに対応する範囲であり、図８のように、遮光スリットフィルム１０Ａは、液晶表示装置１９を上側から見下ろす一部の視野角範囲の光のみを透過する。

ここで、ＬＥＤ９Ａは図３に示したように一つおきに配置されて点灯するため、遮光スリットフィルム１０を透過した光を見た場合には、導光板８Ａの箇所では縦帯状の明部が視認され、導光板８Ｂの箇所では縦帯状の暗部が視認される。その結果、縦帯状の明部と暗部が交互に並んで視認されることになる。この縦帯状の暗部を見えなくするのが、第１，第２の異方性拡散フィルム１１，１２である。

第１の異方性拡散フィルム１１は、入射された光をルーバー垂直方向に指向拡散して、上筐体６の開口部５側へと出射する。出射された光が第１の異方性拡散フィルム１１と第２の異方性拡散フィルム１２との間の空間を通過している間に、その光の量は、ルーバー垂直方向において均一となる。そして、液晶パネル２が設けられた開口部５付近において、第２の異方性拡散フィルム１２は、第１の異方性拡散フィルム１１によって指向拡散された光を、ルーバー垂直方向にさらに指向拡散する。

これら第１，２の異方性拡散フィルム１１，１２は、ルーバー方向には拡散しないため、遮光スリットフィルム１０Ａで制限された視野角範囲は維持される。このようにして、第１，第２の異方性拡散フィルム１１，１２は、遮光スリットフィルム１０の視野角範囲を維持しつつ、縦帯状の暗部を見えなくする。以上、導光板８Ａが明部、導光板８Ｂが暗部であるものとして説明したが、導光板８Ａが暗部、導光板８Ｂが明部である場合でも同様に、縦帯状の暗部を見えなくする。

面状光源装置１の主面から出射される光は、液晶パネル２に入射し、偏光層、液晶層、カラーフィルター層、偏光層の順に透過して出射される。ここで、液晶パネル２から出射された光の方向は、図８で示した面状光源装置１からの出射方向と略同一である。そのため、図８の被験者Ａのように、遮光スリットフィルム１０Ａの視野角範囲から液晶表示装置１９を見た場合には、明るく画面が表示され、液晶表示装置１９の表示を視認することができる。一方、図８の被験者Ｂのように、遮光スリットフィルム１０Ａの視野角範囲外から液晶表示装置１９を見た場合には、明るく画面が表示されないため、液晶表示装置１９の表示を視認することができない。

図９は、ＬＥＤ９のうちＬＥＤ９Ｂを点灯させた場合に、遮光スリットフィルム１０Ｂから出射される光の所定の角度範囲を、矢印の範囲で示した図である。この範囲は、上述した図７の視野角輝度特性Ｂに対応する範囲であり、図９のように、遮光スリットフィルム１０Ｂは、液晶表示装置１９を下側から見上げる一部の視野角範囲の光のみを透過する。

ここで、液晶パネル２から出射された光の方向は、図９で示した面状光源装置１からの出射方向と略同一である。そのため、図９の被験者Ｂのように、遮光スリットフィルム１０Ｂの視野角範囲から液晶表示装置１９を見た場合には、明るく画面が表示され、液晶表示装置１９の表示を視認することができる。一方、図９の被験者Ａのように、遮光スリットフィルム１０Ｂの視野角範囲外から液晶表示装置１９を見た場合には、明るく画面が表示されないため、液晶表示装置１９の表示を視認することができない。

図１０は、ＬＥＤ９ＡとＬＥＤ９Ｂの両方を同時に点灯させた場合に、遮光スリットフィルム１０Ａ，１０Ｂそれぞれから出射される光の所定の角度範囲を、矢印の範囲で示した図である。図１０のように、遮光スリットフィルム１０Ａは、液晶表示装置１９を上側から見下げる一部の視野角範囲の光のみを透過し、遮光スリットフィルム１０Ｂは、液晶表示装置１９を下側から見上げる一部の視野角範囲の光のみを透過する。

ここで、液晶パネル２から出射された光の方向は、図１０で示した面状光源装置１からの出射方向と略同一である。そのため、図１０の被験者Ａのように、遮光スリットフィルム１０Ａの視野角範囲から液晶表示装置１９を見た場合には、明るく画面が表示され、液晶表示装置１９の表示を視認することができる。それと同時に、図１０の被験者Ｂのように、遮光スリットフィルム１０Ｂの視野角範囲から液晶表示装置１９を見た場合には、明るく画面が表示され、液晶表示装置１９の表示を視認することができる。一方、これらの視野角範囲外から液晶表示装置１９を見た場合には、明るく画面が表示されないため、液晶表示装置１９の表示を視認することができない。

以上のように、本実施の形態に係る液晶表示装置は、２通りの視野角範囲を選択することができるため、プライバシーデータの保護が可能となる。

また、導光板８をグループごとに各々独立して点灯／非点灯とすることで、最大３通りの視野角範囲を有することができる。なお、本実施の形態では、導光板８を２つのグループにグループ化したが、２以上のグループにグループ化して、遮光スリットフィルム１０の所定の角度範囲を対応させて異なるようにしてもよい。この場合には、２以上の視野角範囲を有することになり、より細分化された視野角調整が可能となる。

また、第１，２の異方性拡散フィルム１１，１２を用いることで、開口部５に達するまでに、ルーバー垂直方向の光の量を均一化することができる。その結果、光を出射しない導光板８の暗部を見えなくすることができる。

なお、本実施の形態では、第１の異方性拡散フィルム１１を用いて、開口部５におけるルーバー垂直方向の光の量を均一化している。しかし、面状光源装置１の厚みが許容され、第２の異方性拡散フィルム１２と開口部５との間の距離を十分確保することができるのであれば、遮光スリットフィルム１０からの光は開口部５に達するまでに、ルーバー垂直方向の光の量は均一化される。その場合には、第１の異方性拡散フィルム１１を用いなくても同様の効果が得られ、コストを削減することができる。また、図３において、導光板８の横幅を狭くすれば、さらに光の量を均一化することができるため、第２の異方性拡散フィルム１２と開口部５との間の距離を縮めることができる。その結果、面状光源装置１の厚さを薄くすることができる。

また、本実施の形態では、図３のように導光板８と遮光スリットフィルム１０を縦方向並べ、図８〜図１０のように上下方向の視野角範囲を制御するようにした。しかし、これに限ったものではなく、９０度回転したもの、つまり、導光板８と遮光スリットフィルム１０を横方向に並べ、左右方向の視野角範囲を制御するものとしてもよい。

＜実施の形態２＞
図１１は、本実施の形態の面状光源装置１の要部構成の一例を示した平面図である。この図は、実施の形態１の図３に対応するものである。以下、実施の形態１と同様の構成については同一の符号を付すものとする。

実施の形態１と同様に、導光板８の出射面側に光学フィルムが設けられている。本実施の形態では、光学フィルムは、遮光スリットフィルム１０と交互に配置され、導光板８からの光を拡散する拡散フィルム２０をさらに含む。

図１１に示すように、本実施の形態では、遮光スリットフィルム１０が、導光板８Ａに沿って設けられ、拡散フィルム２０が、導光板８Ｂに沿って設けられているものとする。また、遮光スリットフィルム１０の所定の角度範囲は、導光板８の出射面と垂直方向であるとする。さらに、導光板８Ａと遮光スリットフィルム１０との間、および、導光板８Ｂと拡散フィルム２０との間にはそれぞれ、光学フィルム１４が設けられているものとする。

本実施の形態に係る面状光源装置１は、上記の遮光スリットフィルム１０および拡散フィルム２０の出射面側に設けられ、遮光スリットフィルム１０および拡散フィルム２０からの光を遮光スリットフィルム１０の所定の角度範囲内で指向拡散する第１，第２の異方性拡散フィルム１１，１２を備える。第１の異方性拡散フィルム１１は、遮光スリットフィルム１０および拡散フィルム２０に沿って設けられており、第２の異方性拡散フィルム１２は、開口部５に沿って設けられている。

この第１，第２異方性拡散フィルム１１，１２は、実施の形態１と同様、ルーバー垂直方向には光を広く拡散し、逆に、ルーバー方向にはほとんど光を拡散しないように、それぞれの指向拡散の方向を略同一にして配置されている。

このように形成された面状光源装置１を備える液晶表示装置の動作を説明する。まず、面状光源装置１のＬＥＤドライバー１３を用いて、ＬＥＤ９Ａのみ点灯させて、ＬＥＤ９Ｂを非点灯する場合について説明する。この場合、ＬＥＤ９Ａから光が放射され、導光板８Ａの端面にその光が入射する。導光板８Ａに入射した光は、導光板８Ａの出射面側、および、背面側で反射を繰り返し、導光板８Ａ内を伝播する。伝播する光のうち、導光板８Ａの背面側に形成されたドットパターンで乱反射した光は出射面側に出射される。また、導光板８Ａの反射フィルムに反射した光は出射面側に出射される。そして、出射された光は、光学フィルム１４によって拡散、集光、偏光されたのち、遮光スリットフィルム１０に入射される。

図１２は、遮光スリットフィルム１０と拡散フィルム２０の視野角輝度特性を示す。この図１２は、実施の形態１の図３に対応するものである。この図において、遮光スリットフィルム１０の視野角輝度特性は、視野角輝度特性Ａとして表され、拡散フィルム２０の視野角輝度特性は、視野角輝度特性Ｂとして表されている。

図１２から分かるように、ＬＥＤ９Ａを点灯した場合には、光の輝度は、遮光スリットフィルム１０の所定の角度範囲、つまり、遮光スリットフィルム１０を正面から見た一部の視野角範囲においてのみ高くなる。一方、ＬＥＤ９Ｂを点灯した場合には、光の輝度は、拡散フィルム２０が光を拡散するため、広範囲の視野角範囲において高くなる。こうして、遮光スリットフィルム１０によって、ルーバー方向の視野角範囲は制限されることになる。その一方で、拡散フィルム２０によって、ルーバー方向の視野角範囲は拡大されることになる。

図１３は、ＬＥＤ９のうちＬＥＤ９Ａを点灯させた場合に、遮光スリットフィルム１０から出射される光の所定の角度範囲を、矢印の範囲で示した図である。この範囲は、上述した図１２の視野角輝度特性Ａに対応する範囲であり、図１３のように、遮光スリットフィルム１０は、液晶表示装置１９を正面から見る一部の視野角範囲の光のみを透過する。

ここで、実施の形態１と同様、第１，第２の異方性拡散フィルム１１，１２は、遮光スリットフィルム１０からの光を、ルーバー垂直方向には広く拡散し、逆に、ルーバー方向にはほとんど拡散しないように配置されている。そのため、第１，第２の異方性拡散フィルム１１，１２は、遮光スリットフィルム１０の視野角範囲を維持しつつ、縦帯状の暗部を見えなくする。

面状光源装置１の主面から出射される光は、液晶パネル２に入射し、偏光層、液晶層、カラーフィルター層、偏光層の順に透過して出射される。ここで、液晶パネル２から出射された光の方向は、図１３で示した面状光源装置１からの出射方向と略同一である。そのため、図１３の被験者Ｄのように、遮光スリットフィルム１０の視野角範囲から液晶表示装置を見た場合には、明るく画面が表示され、液晶表示装置１９の表示を視認することができる。一方、図１３の被験者Ｃ，Ｅのように、遮光スリットフィルム１０の視野角範囲外から液晶表示装置１９を見た場合には、明るく画面が表示されないため、液晶表示装置１９の表示を視認することができない。

次に、面状光源装置１のＬＥＤドライバー１３を用いて、ＬＥＤ９Ｂのみ点灯させて、ＬＥＤ９Ａを非点灯する場合について説明する。この場合、ＬＥＤ９Ｂから光が放射され、導光板８Ｂの端面にその光が入射する。導光板８Ｂに入射した光は、導光板８Ｂの出射面側、および、背面側で反射を繰り返して光は導光板８Ｂ内を伝播する。伝播する光のうち、導光板８Ｂの背面側に形成されたドットパターンで乱反射した光は出射面側に出射される。また、導光板８Ｂの反射フィルムに反射した光は出射面側に出射される。そして、出射された光は、光学フィルム１４によって拡散、集光、偏光されたのち、拡散フィルム２０に入射される。

図１４は、ＬＥＤ９のうちＬＥＤ９Ｂを点灯させて、拡散フィルム２０から出射される光の角度範囲を、矢印の範囲で示した図である。図１４は、上述した図１２の視野角輝度特性Ｂに対応する範囲であり、図１４のように、拡散フィルム２０は、光を広範囲に拡散する。

ここで、実施の形態１と同様、第１，第２の異方性拡散フィルム１１，１２は、遮光スリットフィルム１０からの光を、ルーバー垂直方向には広く拡散し、逆に、ルーバー方向にはほとんど拡散しないように配置されている。そのため、第１，第２の異方性拡散フィルム１１，１２は、遮光スリットフィルム１０の視野角範囲を維持しつつ、縦帯状の暗部を見えなくする。
面状光源装置１の主面から出射される光は、液晶パネル２に入射し、偏光層、液晶層、カラーフィルター層、偏光層の順に透過して出射される。ここで、液晶パネル２から出射された光の方向は、図１３で示した面状光源装置１からの出射方向と略同一である。そのため、図１４の被験者Ｃ，Ｄ，Ｅのように、広い視野角範囲から明るく画面が表示され、液晶表示装置１９の表示を視認することができる。

以上のように、本実施の形態に係る液晶表示装置は、２通りの視野角範囲を選択することができる。本実施の形態は、実施の形態１と異なり、制限された視野角範囲と、拡大された視野角範囲を選択することができる。

なお、図１２に示す視野角輝度特性を持つ遮光スリットフィルム１０に限らず、異なる視野角範囲を持つ遮光スリットフィルム１０を導光板８Ａに沿って配置してもよい。また、ＬＥＤ９Ａと、ＬＥＤ９Ｂをともに点灯させた場合には、２つの視野角輝度特性を加算した第３の視野角輝度特性を有することが可能となる。

実施の形態１に係る液晶表示装置の分解図である。 実施の形態１に係る液晶表示装置の面状光源装置の分解図である。 実施の形態１に係る液晶表示装置の面状光源装置を示す図である。 実施の形態１に係る液晶表示装置の面状光源装置を示す断面図である。 実施の形態１に係る液晶表示装置の面状光源装置を示す図である。 実施の形態１に係る液晶表示装置の面状光源装置を示す図である。 実施の形態１に係る液晶表示装置の面状光源装置の視野角特性を示す図である。 実施の形態１に係る液晶表示装置の動作を示す図である。 実施の形態１に係る液晶表示装置の動作を示す図である。 実施の形態１に係る液晶表示装置の動作を示す図である。 実施の形態２に係る液晶表示装置の面状光源装置を示す図である。 実施の形態２に係る液晶表示装置の面状光源装置の視野角特性を示す図である。 実施の形態２に係る液晶表示装置の動作を示す図である。 実施の形態２に係る液晶表示装置の動作を示す図である。

符号の説明

１ 面状光源装置、２ 液晶パネル、３ ゲート駆動用ドライバー、４ ソース駆動用ドライバー、５ 開口部、６ 上筐体、７ 下筐体、８，８Ａ，８Ｂ 導光板、９，９Ａ，９Ｂ ＬＥＤ、１０，１０Ａ，１０Ｂ 遮光スリットフィルム、１１ 第１の異方性拡散フィルム、１２ 第２の異方性拡散フィルム、１３ ＬＥＤドライバー、１４ 光学フィルム、１５ 視野角制御層、１６ 保護フィルム層、１７ 光遮断部、１８ 光透過部、１９ 液晶表示装置、２０ 拡散フィルム。

Claims (10)

1. 光を出射する主面を有する面状光源装置であって、
   前記主面を平行に区分した複数の領域の各々に対応した複数の光出射ブロックと、
   前記光出射ブロックの出射面側に設けられた光学フィルムと、
   前記複数の光出射ブロックの点灯／非点灯を制御する光駆動手段とを備え、
   前記光学フィルムは、
   前記光出射ブロックからの光のうち所定の角度範囲内の光を透過する遮光スリットフィルムを含む、
   面状光源装置。
2. 前記光学フィルムは、
   前記遮光スリットフィルムと交互に配置され、前記光出射ブロックからの光を拡散する拡散フィルムをさらに含む、
   請求項１に記載の面状光源装置。
3. 前記遮光スリットフィルムは、前記所定の角度範囲が異なる、交互に配置された複数の遮光スリットフィルムを含む、
   請求項１または請求項２に記載の面状光源装置。
4. 前記複数の光出射ブロックはグループ化されており、
   前記遮光スリットフィルムが透過する光の前記所定の角度範囲は、前記グループごとに異なり、
   前記光駆動手段は、前記グループごとに前記複数の光出射ブロックの点灯／非点灯を制御する、
   請求項１または請求項３に記載の面状光源装置。
5. 各前記光出射ブロックは、
   導光板を含み、
   前記導光板の端面に沿って設けられ、前記光駆動手段の制御に応じて、点灯／非点灯する光源をさらに備える、
   請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の面状光源装置。
6. 前記光源は、発光ダイオードを含む、
   請求項５に記載の面状光源装置。
7. 前記光学フィルムの出射面側に設けられ、前記光学フィルムからの光を前記所定の角度範囲内で指向拡散する少なくとも１つの異方性拡散フィルムをさらに備える、
   請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の面状光源装置。
8. 前記異方性拡散フィルムは、前記光出射ブロックを区分した方向と平行に、前記光学フィルムからの光を指向拡散する、
   請求項７に記載の面状光源装置。
9. 前記遮光スリットフィルムのスリットは、前記光出射ブロックを区分した方向と垂直に設けられた、
   請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の面状光源装置。
10. 請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の面状光源装置と、
    前記面状光源装置の前記主面側に沿って設けられ、前記主面からの光を変調する表示素子とを備える、
    表示装置。

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