(57)【要約】【課題】  視野角制御層を有する表示装置において、視野角制御層のルーバー筋の像が表示画面に現れるのを抑制できるようにした表示装置を提供する。【解決手段】  バックライトモジュールの前方に視野角制御層４０が設けられており、その前方に表示パネルを構成する後方偏光板５０が設けられている。後方偏光板５０が光角拡散制御層として機能しており、背面５０ａのヘイズが高く、それよりも前方領域でのヘイズが低くなっている。視野角制御層４０を通過した照明光は、背面５０ａで拡散され、後方偏光板５０の内部をその厚さ寸法Ｔだけ進行するときに、さらに拡散され、視野角制御層４０のルーバー４２の像をぼかすことができる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バックライトモジュールと、前記バックライトモジュールよりも前方に位置する透過型の表示セルと、を有する表示装置において、
前記バックライトモジュールと前記表示セルとの間に、視野角制御層と、前記視野角制御層よりも前方に位置する光拡散制御層とが配置されており、
前記光拡散制御層のヘイズは、前記バックライトモジュールに向けられた背面が、それよりも前方の領域よりも高いことを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記表示セルの前方に前方偏光板が前記表示セルの後方に後方偏光板が設けられており、前記後方偏光板が、前記光拡散制御層である請求項１記載の表示装置。
【請求項３】
前記光拡散制御層は、透光性のフィルムにフィラーを含ませたものであり、前記フィラーの密度は、前記フィルムの背面が、それよりも前方の領域よりも高い請求項１または２記載の表示装置。
【請求項４】
前記光拡散制御層は、透光性のフィルムの背面に凹凸を形成したものである請求項１または２記載の表示装置。
【請求項５】
前記光拡散制御層は、前記背面のヘイズに対する、前記背面よりも前方の領域のヘイズの率が５０％以下である請求項１ないし４のいずれかに記載の表示装置。
【請求項６】
自動車の車室内の前方に設置されるものであり、前記光拡散制御層が内部に複数のルーバーを有しており、ルーバーの方向が横向きである請求項１ないし５のいずれかに記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バックライトモジュールと透過型の表示パネルとの間に視野角制御層が設けられた表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に、視野角制御層を構成するルーバーフィルムに関する発明が記載されている。
【０００３】
このルーバーフィルムは、透明性の高いポリマー樹脂内に微小なルーバーを組み込んだルーバー層を含み、必要により、ルーバー層の機能を損なわない光透過性の保護層を含むものである。ルーバーフィルムを、バックライトの光射出面と液晶パネルとの間に配置することにより、側面方向への液晶パネル透過光の不要な射出を抑制できるようになっている。
【０００４】
特許文献２には、面光源装置と液晶パネルとの間にプリズムシートが配置された表示装置に関する発明が記載されている。
【０００５】
プリズムシートは、光透過性を有するシート状の本体部と、本体部の面光源装置に向く面に配置されて複数の凸状の単位プリズムが並列された単位プリズム部と、本体部の液晶パネルに向く面に配置された光拡散層とから構成されている。面光源装置に設けられた導光板は、断面形状が三角形の単位光学要素を有している。導光板内を進む光は、単位光学要素で屈折させられてプリズムシートに与えられ、プリズムシートの単位プリズム部でさらに屈折させられて、本体部の内部に向けられる。
【０００６】
プリズムシートにおいて、本体部の液晶パネルに向く面に配置された光拡散層は、光透過性樹脂層の内部に、光透過性樹脂層とは屈折率が相違する多数の光拡散粒子が含まれている。プリズムシートは、ヘイズを１８％以上で４１％以下に設定することで、像鮮明度を低く抑えることができ、高い傷隠蔽性を発揮できるようにしている。また、プリズムシートは、外部ヘイズと内部ヘイズを有するが、全ヘイズに対する外部ヘイズの比率を０．８よりも大きく０．９７未満とすることで、プリズムシートを設けることによる輝度の低下を抑えることができるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−３０５３１２号公報
【特許文献２】特開２０１４−１９９３１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に記載されたルーバーフィルムを備えた液晶表示装置は、液晶パネル透過光が、ルーバーと直交する方向へ射出するのを抑制できるため、例えば車載用の表示装置において、ルーバーの延びる方向を水平方向に設定しておくことにより、夜間などで表示装置の表示画像がフロントシールドガラスに写り込むのを防止する効果がある。しかしながら、ルーバーフィルムを使用した液晶表示装置では、表示画面に白色の表示領域や明るい諧調での表示領域があると、これらの表示領域に、ルーバーに起因する細い皺（ルーバー筋）が薄く映り込んで、表示品質を低下させる課題がある。
【０００９】
特許文献２に記載されたプリズムシートに設けられた光拡散層は、全ヘイズに対する外部ヘイズの比率を０．８よりも大きく０．９７未満とし、すなわち、外部ヘイズが内部ヘイズよりも高い比率にならないようにし、プリズムシートの全体のヘイズを均一化している。この均一化によって透過する光の輝度の低下を抑えるようにしている。しかし、全体のヘイズが均一化された光拡散層では、限られた厚さの中で光量のムラを十分に拡散することが難しく、仮に、特許文献１に記載されたルーバーフィルムの前方に前記光拡散層を配置したとしても、ルーバーを透過した光の縞（ルーバー筋）を、目視できないレベルまで拡散させるのは難しい。
【００１０】
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、視野角制御層によって発生する光の縞を効果的に拡散させる光拡散制御層を備えた表示装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、バックライトモジュールと、前記バックライトモジュールよりも前方に位置する透過型の表示セルと、を有する表示装置において、
前記バックライトモジュールと前記表示セルとの間に、視野角制御層と、前記視野角制御層よりも前方に位置する光拡散制御層とが配置されており、
前記光拡散制御層のヘイズは、前記バックライトモジュールに向けられた背面が、それよりも前方の領域よりも高いことを特徴とするものである。
【００１２】
本発明の表示装置は、前記表示セルの前方に前方偏光板が前記表示セルの後方に後方偏光板が設けられており、前記後方偏光板を前記光拡散制御層とすることが可能である。
【００１３】
本発明の表示装置は、前記光拡散制御層が、透光性のフィルムにフィラーを含ませたものであり、前記フィラーの密度は、前記フィルムの背面が、それよりも前方の領域よりも高いものとして構成することができる。
【００１４】
あるいは、本発明の表示装置は、前記光拡散制御層が、透光性のフィルムの背面に凹凸を形成したものである。
【００１５】
本発明の表示装置は、前記光拡散制御層における、前記背面のヘイズに対する、前記背面よりも前方の領域のヘイズの率が５０％以下であることが好ましい。
【００１６】
例えば、本発明の表示装置は、自動車の車室内の前方に設置されるものであり、前記光拡散制御層が内部に複数のルーバーを有しており、ルーバーの方向が横向きである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の表示装置は、視野角制御層とそれよりも前方に位置する光拡散制御層とが設けられており、光拡散制御層のヘイズは、バックライトモジュールに向けられた背面が、それよりも前方の領域よりも高くなっている。視野角制御層を透過した照明光は、光拡散制御層の背面を通過した時点で主に拡散され、その後、光拡散制御層の内部で光拡散制御層の厚さの距離だけ進行する間に、さらに光が拡散されて、像をぼかす効果を得ることができる。視野角制御層を透過した照明光が、光拡散制御層の前面に至るまでに効果的に拡散されるため、表示パネルの表示画面に視野角制御層内の縞（ルーバー筋）の像が現れるのを抑制でき、表示品質を向上させることができる。
【００１８】
しかも、光拡散制御層は、背面のヘイズの比率を高くすることで、層全体のヘイズが高くなるのを規制できるため、表示パネルに照射される照明光の全体の輝度が低下するのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態の表示装置が搭載された車両の説明図、
【図２】本発明の実施形態の表示装置が搭載された車室内の前方を示す正面図、
【図３】本発明の実施形態の表示装置の主要構成を示しており、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線での断面図、
【図４】図３に示す断面図の一部を拡大して示す拡大断面図、
【図５】（Ａ）は本発明の実施形態の表示装置の光拡散効果を説明する拡大断面図、（Ｂ）は、比較例の表示装置の光拡散効果を説明する拡大断面図、
【図６】比較例の表示装置と従来技術の問題点を説明するための表示画面を示す正面図、
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１と図２に示すように、自動車１の車室内では、ステアリングホイール２の前方に、インストルメントパネルまたはダッシボードなどの装備設置部３が設けられており、装備設置部３に本発明の実施形態の表示装置１０が設置されている。表示装置１０は、Ｙ方向が上下方向、Ｘ方向が横方向、Ｚ１方向は表示画面１０ａが向けられる表示方向の前方で、Ｚ２方向が後方ならびに背部方向である。
【００２１】
図１に示すように、装備設置部３は、その上部がウインドシールドガラス４に向かうように傾斜しており、前記上下方向（Ｙ方向）は、装備設置部３と平行に傾く方向を意味している。前後方向（Ｚ１−Ｚ２方向）は、上下方向（Ｙ方向）と直交する向きであるため、表示方向の前方（Ｚ１方向）は、車室内に向けて斜め上向きである。表示画面１０ａが車室内で斜め上方に向けられているため、視野角制御の対策が取られていないと、夜間走行時などに、表示画面１０ａの表示光がウインドシールドガラス４の投影領域Ｐに写り込み、安全走行の支障をきたすおそれがある。そこで、本発明の実施形態の表示装置１０は、表示画面１０ａからの表示光の、上下方向（Ｙ方向）へ指向性を制限するための視野角制御層４０を備えている。
【００２２】
図３は、図２に示す表示装置１０をＩＩＩ−ＩＩＩ線で切断した断面図であり、図４は図３の一部を拡大した一部拡大断面図、図５（Ａ）は、さらに図４の一部を拡大した一部拡大断面図である。図３では、表示装置１０の主要な構成部材のみを示しており、各構成部材を支持している筐体や、表示画面１０ａの周囲を囲む化粧枠体などの図示を省略している。また、各構成部材は、前方（Ｚ１方向）に向く表面が前面であり、後方（Ｚ２方向）に向く面が背面である。
【００２３】
図３に示すように、表示装置１０には透過型の表示パネル２０が設けられている。表示パネル２０の前方にカバー板１１が設置されており、表示パネル２０とカバー板１１とが光学接着剤によって固定されている。カバー板１１はガラスまたは透光性の合成樹脂材料で形成されている。カバー板１１の前面または背面には、静電容量検知方式などのタッチセンサが設けられている。表示パネル２０は、表示セル２１と、表示セル２１の前方に設けられた前方偏光板２２および表示セル２１の後方に設けられた後方偏光板５０とを有している。表示装置１０の表示画面１０ａは、表示パネル２０の表示領域と一致している。
【００２４】
表示セル２１はＩＰＳ駆動方式の透過型のカラー液晶表示セルであり、前方ガラス基板２１ａと後方ガラス基板２１ｂおよび両ガラス基板２１ａ，２１ｂに挟まれた液晶層２１ｃを有している。前方ガラス基板２１ａの液晶層２１ｃに向く内面には配向層およびカラーフィルタ層が設けられ、後方ガラス基板２１ｂの液晶層２１ｃに向く内面に、配向層およびＩＴＯや銀ナノワイヤなどで形成された透明電極が設けられている。なお、表示パネル２０は、ＴＮ駆動方式やＶＡ駆動方式などであってもよい。
【００２５】
表示装置１０では、表示パネル２０の後方にバックライトモジュール３０が設けられている。バックライトモジュール３０は、アクリル樹脂などの透光性の樹脂で形成された導光板３１と導光板３１に照明光を入射するＬＥＤなどの光源３２を有している。バックライトモジュール３０では、導光板３１の前方（Ｚ１方向）に向く前面に、拡散板３３とプリズム板３４および輝度向上フィルム３５が順に積層されている。図４に示すように、バックライトモジュール３０では、導光板３１の内部を伝搬して前方（Ｚ１方向）へ出た照明光が、拡散板３３で拡散されて拡散光Ｌ１となり、さらにプリズム板３４で前方（Ｚ１）へ指向するように矯正されて指向光Ｌ２となった後に、輝度向上フィルム３５で輝度が向上させられて前方へ射出される。
【００２６】
後方偏光板５０とバックライトモジュール３０との間に視野角制御層４０が設けられている。視野角制御層４０はルーバーフィルムであり、バックライトモジュール３０を構成する輝度向上フィルム３５の前方（Ｚ１方向）に向く前面に重ねられて光学接着剤で接着固定されている。図５（Ａ）に示すように、ルーバーフィルムである視野角制御層４０は、アクリル系樹脂などの透光性の合成樹脂材料で形成されたフィルム本体４１と、フィルム本体４１に埋め込まれた多数のルーバー４２とを有している。ルーバー４２は、フィルム本体４１の背面４１ａに形成された溝に、非透光性のインクが埋め込まれて形成されている。ルーバー４２は、上下方向（Ｙ方向）に間隔を空け、横方向（Ｘ方向）に向けて平行に延びている。
【００２７】
表示装置１０は、バックライトモジュール３０の前方に視野角制御層４０が設けられているため、バックライトモジュール３０から出る照明光のＹ方向への射出が規制され、照明光はＺ１方向への指向性が高められるようになり、図１に示したウインドシールドガラス４の投影領域Ｐに表示画面１０ａの表示内容が映し出されるのを防止できる。
【００２８】
表示パネル２０に設けられた前方偏光板２２と後方偏光板５０は、ＰＶＡなどの透光性フィルムをヨウ素化合物などで染色し、一方向へ延伸してから架橋させた偏光フィルムである。図５（Ａ）には、後方偏光板５０が拡大して示されている。実施形態の表示装置１０では、後方偏光板５０が光拡散制御層として機能している。後方偏光板５０は、表示セル２１の後方ガラス基板２１ｂに向けられた前面５０ｂと、視野角制御層４０に向けられた背面５０ａとを有している。後方偏光板５０の前面５０ｂは後方ガラス基板２１ｂの背面にアクリル系などの粘着層によって貼り付けられている。後方偏光板５０の背面５０ａと視野角制御層４０の前面との間に空気層Ｅが設けられている。後方偏光板５０の厚さ寸法Ｔは１２５μｍ以上で４００μｍ以下であり、例えば２８０μｍである。空気層Ｅの前後方向の厚さは、２００μｍ以上で５００μｍ以下程度である。
【００２９】
後方偏光板５０は、背面５０ａのヘイズ（平均ヘイズ）が、背面５０ａよりも前方の領域のヘイズ（背面を除く領域の平均ヘイズ）よりも高くなっている。本明細書での光拡散制御層の「背面５０ａ」は、以下のいずれかで定義される。第１の定義の「背面５０ａ」は、後方偏光板５０のＺ２方向に向く「表面」そのものであり、厚みを有しない。第２の定義の「背面５０ａ」は、前記「表面」を含み、「表面」よりも前方のわずかな厚みの領域までを含んだものである。この「厚み」は、例えば、後方偏光板５０の全体の厚さ寸法Ｔの１／１０以下であり、好ましくは１／２０以下である。
【００３０】
図５（Ａ）に示す後方偏光板５０は、ＰＶＡなどの透明性の高い透光性樹脂フィルム５１の内部に、透光性樹脂フィルム５１と屈折率が異なるフィラー５２が混入して形成されている。フィラー５２はシリカなどの無機材料で形成された微粒子、あるいは有機材料で形成された微粒子である。フィラー５２は背面５０ａでの密度が最も高く、透光性樹脂フィルム５１の内部において、背面５０ａよりも前方のいずれの領域も、密度が背面５０ａよりも低くなっている。その結果、後方偏光板５０は、背面５０ａの平均ヘイズが、それよりも前方の領域の平均ヘイズよりも高くなっている。
【００３１】
光拡散制御層として機能する後方偏光板５０の「背面５０ａ」のヘイズが主に前記フィラー５２で設定される場合、光拡散制御層の「背面５０ａ」は、Ｚ２方向に向く「表面」を含み、「表面」から前方へ向けてフィラー５２の１個分〜５個分の外寸法に相当する厚みの領域として定義することもできる。
【００３２】
後方偏光板５０は、Ｚ２方向に向く「表面」を面粗れさせて細かな凹凸を形成することによって、後方偏光板５０の背面５０ａのヘイズを、背面５０ａよりも前方の領域のヘイズよりも高く設定してもよい。この場合に、「背面５０ａ」がフィラー５２を含まなくてもよいし、含んでいてもよい。
【００３３】
「背面５０ａ」のヘイズは、前記フィラー５２を吹き付けるなどして設定され、あるいは面粗れさせることで設定されるが、背面５０ａよりも前方の領域でのヘイズは、密度の低いフィラー５２を分散させることで設定される。ただし、光拡散制御層における背面５０ａよりも前方の領域のヘイズは、低密度に分散させたフィラー５２の代わりに、または低密度に分散させたフィラー５２に加えて透光性樹脂フィルム５１に不純物を含ませることで設定してもよい。光拡散制御層が後方偏光板５０として兼用される場合は、延伸の前に透光性フィルムを染色するヨウ素化合物も、ヘイズを設定するための不純物となる。
【００３４】
光拡散制御層として適切に機能できるようにするためには、後方偏光板５０の背面５０ａよりも前方のいずれの領域であっても、その平均ヘイズが、背面５０ａの平均ヘイズに対して、５０％以下の率であることが好ましく、１／３以下の率であることがさらに好ましい。ただし、背面５０ａよりも前方の領域の平均ヘイズは１％以上である。後方偏光板５０の背面５０ａの平均ヘイズは、１０％以上で３０％以下が好ましく、１５％以上で２５％以下がさらに好ましい。後方偏光板５０の背面５０ａよりも前方の領域の平均ヘイズは、１％以上で１０％未満であり、好ましくは、１％以上で７％以下である。好ましい実施例は、背面５０ａの平均ヘイズが２０％で、背面５０ａよりも前方の領域の平均ヘイズが４％である。
【００３５】
実施形態の表示装置１０は、後方偏光板５０が光拡散制御層として機能しているが、後方偏光板５０とは別部材の光拡散制御層が設けられてもよい。この光拡散制御層は、ヘイズの分布が図５（Ａ）に示す後方偏光板５０などと同じであるが偏光機能は有していない。この場合の光拡散制御層は、バックライトモジュール３０と後方偏光板５０との間に配置され、光拡散制御層の背面とバックライトモジュールの前面との間に空気層が設けられる。
【００３６】
次に、実施形態の表示装置１０の動作を説明する。
図４に示すように、バックライトモジュール３０では、光源３２から導光板３１に入射した照明光が前方（Ｚ１方向）に向けられ、拡散板３３で拡散されて拡散光Ｌ１となり、さらにプリズム板３４で前方への指向性が高められた指向光Ｌ２となって、さらに輝度向上フィルム３５で輝度が高められて、視野角制御層４０に与えられる。
【００３７】
バックライトモジュール３０から前方へ出た照明光Ｌ０は、図５（Ａ）に拡大して示されている視野角制御層４０においてＸ方向に延びる多数のルーバー４２の間を通過する。照明光Ｌ０は、視野角制御層４０を通過することで、Ｙ方向の両側へ向かおうとする照明光Ｌ０の光量が低下し、図１に示すウインドシールドガラス４の投影領域Ｐに表示画面が写り込むのを防止することができる。しかし、視野角制御層４０を設けると、表示画面１０ａの白色表示領域や明るい諧調表示なっている領域に、図６に示すようなルーバー筋４２ｖが薄く目視されるようになる。しかし、実施形態の表示装置１０は、視野角制御層４０の前方に位置する後方偏光板５０が光拡散制御層として機能しているため、図６に示すルーバー筋４２ｖが目視できないように補正することが可能となっている。
【００３８】
図５（Ａ）に示すように、後方偏光板５０は、背面５０ａでフィラー５２の密度が高く、背面５０ａにフィラー５２の分散による微細な凹凸が形成されており、背面５０ａのヘイズがそれよりも前方の領域でのヘイズよりも高くなっている。背面５０ａが空気層Ｅと接触しているため、空気層Ｅの屈折率と、後方偏光板５０の背面５０ａとの屈折率差により、背面５０ａにおいて照明光Ｌ０が拡散されて拡散光Ｌａとなる。この拡散光Ｌａは、後方偏光板５０の内部において後方偏光板５０の厚さ寸法Ｔの距離だけ前方へ進行し、この間に、後方偏光板５０の背面５０ａよりも前方の領域のヘイズによってさらに光が拡散される。後方偏光板５０の前面５０ｂに照明光が至った時点で、照明光の光量のムラがほぼ解消されるため、視野角制御層４０を通過し、ルーバー４２の存在による縞状の光量分布を含む照明光（ルーバー４２の像を含む照明光）は、後方偏光板５０の前面５０ｂに至った時点で、光量差が平均化され、ルーバー筋の像がぼかされる。
【００３９】
そのため、表示画面１０ａにおいて、図６に示すルーバー筋４２ｖがほとんど目立たなくなる。
【００４０】
図５（Ｂ）は、表示装置の比較例を示している。比較例の後方偏光板１５０は内部にフィラー５２を有しているが、その密度は、後方偏光板１５０の各領域でほぼ均一であり、後方偏光板１５０の全域でヘイズが均一化されている。例えば平均ヘイズが２０％程度である。この比較例は、後方偏光板１５０の背面１５０ａのヘイズが低いため、視野角制御層４０を透過した照明光は、背面１５０ａにおいてさほど拡散されることなく、後方偏光板１５０内において厚さ寸法Ｔだけ前進する過程で、徐々に拡散されるのみである。よって、視野角制御層４０のルーバー４２の像をぼかす機能が不十分であり、表示画面１０ａに図６に示すルーバー筋４２ｖが現れやすくなる。
【符号の説明】
【００４１】
１  自動車
３  装備設置部
４  ウインドシールドガラス
１０  表示装置
１０ａ  表示画面
１１  カバー板
２０  表示パネル
２１  表示セル
３０  バックライトモジュール
４０  視野角制御層
４１  ルーバー
４２ｖ  ルーバー筋
５０  後方偏光板（光拡散制御層）
５０ａ  背面
５０ｂ  前面
５１  透光性フィルム
５２  フィラー
Ｅ  空気層
【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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