JP6941945B2 - 液晶表示装置および車載用表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、液晶表示装置および車載用表示装置に関する。

自動車用室内ディスプレイの搭載が進んできている。助手席用ディスプレイでも、映画などを視聴するため大画面、高画質化が進んでいる。この場合、通常は広い視野角特性を有するが、必要に応じて運転手方向には画像が見えない左右方向に狭い配光特性に切り替える機能を有する表示装置が要求されている。

特許文献１には、バックライトユニットと、このバックライトユニットからの光が透過する透過型液晶表示パネルとを備える液晶表示装置が開示されている。そのバックライトユニットは、輝度を変えることができる構成を有する。バックライトユニットと液晶表示パネルとの間に光学素子が配置され、液晶表示装置は、この光学素子がバックライトユニットから液晶表示パネルへの光の散乱度合いを変えることができる構成を有する。さらに、その液晶表示装置は、バックライトの輝度と光学素子の光散乱度合いとを関連付けた２つのモードに制御する手段を備える。その２つのモードのうち、一方はバックライトの輝度を小さくするとともに光学素子の光散乱度合いを小さくする低消費電力モードであり、他方はバックライトの輝度を大きくするとともに光学素子の光散乱度合いを大きくする広視野角モードである。

特許文献２には、ディスプレイ装置と、複数の液晶層を有する液晶装置とを備えたディスプレイが開示されている。その液晶層の分子は、第１の状態と第２の状態との間で切替え可能である。第１の状態とは第１の視野角範囲を提供する状態である。第２の状態とは第１の視野角範囲内にあり、かつ、第１の視野角範囲よりも狭い視野角範囲である第２の視野角範囲を提供する状態である。また、その液晶装置は、液晶分子が第２の状態にあるとき、第１の視野角範囲の、第２の視野角範囲外の部分に伝播する光を少なくとも部分的に遮断するよう構成されている。

特許文献３には、透過型表示素子と面状光源との間に光学装置が配置された表示装置が開示されている。その面状光源はサイドライト方式の光源であり、表面に微細な凹凸を有する透明な導光板を備える。面状光源は、出射光に、面状光源の光出射面に垂直な方向から所定角度傾いた方向に指向性を与える。光学装置は光線散乱状態と光線透過状態とを電気的に可逆的に切り替えることができる。表示装置は、光学装置を光線散乱状態にすることによって、表示の視野角を光学装置が光線透過状態である場合の表示の視野角より大きくする。

特許第３９２２７３５号公報 特許第４７６６５４２号公報 特許第４３６３２２５号公報

以上のような構成を備える従来の液晶表示装置においては、液晶表示パネルを透過する透過光は、その液晶表示パネルにより回折または散乱される。液晶表示装置が主たる表示方向に画像を表示する狭い視野角モードであっても、透過光は回折または散乱して拡がる。その結果、主たる表示方向以外の方向に位置する観察者からも、輝度は低いものの画像は視認される。

本発明は、上記のような問題点を解消するためになされたものであり、主たる表示方向以外には画像の表示を制限する液晶表示装置の提供を目的とする。

本発明に係る液晶表示装置は、マトリックス状に配置される複数の画素を含む液晶パネルと、液晶パネルの背面側に設けられ、液晶パネルを照明する光を出射するバックライトと、液晶パネルとバックライトとの間に設けられ、バックライトから出射する光のうち一方向の配光を狭める視野角制限フィルムとを備える。各画素は、複数の表示色に対応して配置される複数のサブ画素を含む。各サブ画素が含む開口は、液晶パネルの面内において、一方向に長手を有する。バックライトは、視野角制限フィルムを介して液晶パネルの背面に対面する出射面を含む。バックライトは、出射面の面内において一方向と交差する上下方向のうち、下方よりも上方の輝度が低い配光特性を有する。

本発明によれば、主たる表示方向以外には画像の表示を制限する液晶表示装置の提供が可能である。特に、本発明に係る液晶表示装置は、液晶パネルが含む画素の配列に起因する横方向への回折光を弱め、横方向に位置する観察者からは画像が視認されにくくすることができる。

実施の形態１における液晶表示装置の構成を模式的に示す斜視図である。 実施の形態１における車載用表示装置の配置を示す模式図である。 実施の形態１における液晶表示装置の画素の構成を示す平面図である。 実施の形態１における液晶表示装置の画素の構成を示す平面図である。 実施の形態２における液晶表示装置の構成を模式的に示す斜視図である。 実施の形態２における散乱液晶シートの配光特性を示すグラフである。 実施の形態３における液晶表示装置の構成を模式的に示す断面図である。 実施の形態３における液晶表示装置の縦方向の配光特性を示す図である。 実施の形態４における液晶表示装置の構成を模式的に示す断面図である。

本発明に係る液晶表示装置および車載用表示装置の実施の形態を説明する。

＜実施の形態１＞
図１は、実施の形態１における液晶表示装置１００の構成を示す斜視図である。液晶表示装置１００は、バックライト１と、液晶パネル２と、視野角制限フィルム３とを含む。

液晶パネル２は透過型の液晶パネルである。実施の形態１において、液晶パネル２は、横電界モードで液晶を駆動する。具体的には、液晶パネル２は、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ Ｆｉｅｌｄ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードあるいはＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードで液晶を駆動する。なお、ＩＰＳはジャパンディスプレイ株式会社の登録商標である。

液晶パネル２は矩形を有する。実施の形態１において、液晶表示装置１００は、その矩形の長手方向が横方向、短手方向が上下方向に位置するように設置される。以下、横方向は左右方向、上下方向は縦方向とも記す。液晶パネル２は、バックライト１側に背面２ｂを、背面２ｂとは反対側に表示面２ａとを含む。

バックライト１は、液晶パネル２の背面２ｂ側に設けられ、液晶パネル２を照明する光を出射面１ａから出射する。その出射面１ａは、後述する視野角制限フィルム３を介して液晶パネル２の背面２ｂに対面する。

視野角制限フィルム３は、液晶パネル２とバックライト１との間、すなわちバックライト１の出射面１ａ側に設けられる。視野角制限フィルム３は、バックライト１から出射する光のうち、一方向の配光を狭める。本実施の形態１において、その一方向とは、液晶パネル２の矩形の長手方向、つまり図１において左右方向である。視野角制限フィルム３は、例えば３Ｍ社製ＬＣＦフィルムである。

液晶パネル２には、複数の画素４がマトリックス状に配置されている。各画素４は、液晶パネル２が有する矩形の長手方向と短手方向との２方向に配列される。各画素４は、液晶パネル２が表示する複数の表示色、つまり液晶パネル２が有する複数のカラーフィルタの色に対応して配置される複数のサブ画素５を含む。例えば、図１に示す液晶パネル２は、ＲＧＢの３色の表示が可能であり、各画素４はそれら３色に対応した３つのサブ画素５Ｒ、５Ｇおよび５Ｂを含む。

各サブ画素５は、液晶パネル２の面内において、上記の視野角制限フィルム３が配光を狭める一方向に長手を有する。つまり、各サブ画素５の開口は、縦方向に位置する第１辺６の長さが左右方向に位置する第２辺７の長さよりも短い略長方形を有する。

さらにサブ画素５には、上記の一方向に延在する電極８が形成されている。その電極８は、液晶パネル２がＦＦＳモードで液晶を駆動する場合、スリット電極であり、ＩＰＳモードで液晶を駆動する場合、櫛歯電極である。

図２は、液晶表示装置１００が自動車５００内に設置された車載用表示装置５５０の配置を示す図であり、自動車５００の上方から観察した模式図である。

車載用表示装置５５０は、助手席５１０の前方、つまり、助手席５１０のほぼ正面に配置される。車載用表示装置５５０が含む液晶パネル２の表示面２ａは、助手席５１０に対面する。車載用表示装置５５０は、その矩形の長手方向が左右方向、短手方向が上下方向に位置するように設置される。なお、図２において、上下方向は紙面垂直方向である。運転席５２０は、助手席５１０の隣に位置しハンドル５３０と対面する。その運転席５２０は、車載用表示装置５５０の表示面つまり液晶パネル２の表示面２ａと助手席５１０とを結ぶ直線から約４０°斜め方向に位置する。上記の一方向は、助手席５１０と運転席５２０との間を結ぶ方向を含む。

（動作）
以下、実施の形態１の液晶表示装置１００の動作について説明する。まず、バックライト１から出射する光の伝搬について図１を用いて説明する。液晶表示装置１００のバックライト１の出射面１ａから出射した光は、視野角制限フィルム３に入射する。その光は、視野角制限フィルム３により一方向の配光が狭められる。図１において、その一方向は左右方向である。視野角制限フィルム３から出射する光は、左右方向に狭い配光特性を有する。例えば、視野角制限フィルム３から出射する光の斜め４０°方向の輝度は、正面輝度の１／１０以下に低減される。

視野角制限フィルム３から出射した光は、液晶パネル２を透過する。その透過光は、液晶パネル２に入射する前に視野角制限フィルム３によって配光が狭められたにも関わらず、液晶パネル２から出射した後、斜め４０°方向に伝搬する透過光が増加することがある。つまり、斜め４０°方向の輝度が、正面輝度の１／１０以上に増加することがある。

発明者らは、この原因に関して詳細に検討し、液晶パネル２のサブ画素５に起因する回折または散乱の影響によることを明らかにした。すなわち、光が各サブ画素５の開口を透過する際、その開口形状に応じた回折または散乱が生じ、その結果、斜め４０°方向に伝搬する透過光が増加する。

上述したように実施の形態１の液晶表示装置１００では、各サブ画素５の開口は左右方向に長い略長方形を有する。その長方形は、縦方向に位置する第１辺６の長さが左右方向に位置する第２辺７の長さよりも短い。左右方向の回折は、左右方向と直交する縦方向に位置する第１辺６により引き起こされる。各サブ画素５の開口が左右方向に長手を有することにより、液晶パネル２の面内において、第１辺６の個数が削減される。すなわち、実施の形態１の各サブ画素５の開口形状は、左右方向の回折を抑制する。その結果、図２において、車載用表示装置５５０は、斜め４０度方向つまり運転席方向の輝度の増加を抑えることができ、運転席方向から画像が視認されることを従来よりも確実に防ぐ。液晶表示装置１００は、主たる表示方向である車載用表示装置５５０から助手席５１０の方向以外には画像の表示を制限することができる。

さらに、実施の形態１の液晶表示装置１００では、上述したように、各サブ画素５に形成されている電極８が左右方向に延びる向きに形成されている。ＩＰＳモードまたはＦＦＳモードの液晶パネル２は、白表示時の透過率分布が電極８に沿ってサブ画素５の開口内に形成される。そのため、電極８に直交する方向に強い回折が引き起こされる。実施の形態１において、電極８は左右方向に延在して設けられるため、液晶表示装置１００は電極８ならびに付随する透過率分布による左右方向の回折を抑制する。その結果、液晶表示装置１００は、斜め４０度方向の輝度の増加を抑えることができる。したがって、より確実に、運転席方向から車載用表示装置５５０の画像が視認されないようになる。

上述したように、各サブ画素５を透過する際に生じる回折光は、各サブ画素５を構成する構造に対して直交方向に放射される。そのため、左右方向の回折光を抑制するには、縦方向に延在する構造を減らすことが望ましい。図３（ａ）から（ｄ）は、それぞれ１つの画素４の構成を拡大して模式的に示す平面図であり、各サブ画素５の開口形状と電極８の形成方向とがそれぞれ異なる４つの例を示す。なお、これら画素４と電極８とを備える液晶パネル２はＩＰＳもしくはＦＦＳモードの液晶パネルである。

図３（ａ）に示す画素４１ａが含む各サブ画素５１ａの開口は、左右方向に長い矩形を有する。つまり、縦方向に位置する第１辺６１ａの長さが左右方向に位置する第２辺７１ａの長さよりも短い。また、電極８１ａは左右方向に延在している。図３（ｂ）に示す画素４１ｂが含む各サブ画素５１ｂの開口は、縦方向に長い矩形を有する。つまり、縦方向に位置する第１辺６１ｂの長さが左右方向に位置する第２辺７１ｂの長さよりも長い矩形を有する。また、電極８１ｂは縦方向に延在している。図３（ｃ）に示す画素４１ｃが含む各サブ画素５１ｃの開口は、縦方向に位置する第１辺６１ｃの長さが左右方向に位置する第２辺７１ｃの長さよりも短い。電極８１ｃは縦方向に延在している。図３（ｄ）に示す画素４１ｄが含む各サブ画素５１ｄの開口は、縦方向に位置する第１辺６１ｄの長さが左右方向に位置する第２辺７１ｄの長さよりも長い。電極８１ｄは左右方向に延在している。

図３（ａ）から（ｄ）のうち、図３（ａ）に示す画素４１ａが、縦方向に延在する構造が最も少ない。一方で、図３（ｂ）に示す画素４１ｂは、縦方向に延在する構造が最も多く、左右方向の回折が多くなる。

また、運転手席方向への回折光または散乱光を抑制できる各サブ画素５の開口の形状は、図３（ａ）に示すような縦方向の第１辺６１ａの長さが左右方向の第２辺７１ａの長さよりも短い矩形に限るものではない。図４（ａ）から（ｄ）は、それぞれ１つの画素４の構成を拡大して模式的に示す平面図であり、各サブ画素５の開口形状の変形例を示す。

図４（ａ）に示す画素４２ａが含む各サブ画素５２ａの開口は、第１辺６２ａおよび第２辺７２ａからなる平行四辺形を有する。第２辺７２ａは左右方向に位置し、第１辺６２ａは縦方向から時計回りに傾いて位置する。複数の画素４２ａが配置された液晶パネル２を含む液晶表示装置１００が、図２に示すように、車載用表示装置５５０として自動車５００の車内に設置された場合を説明する。車載用表示装置５５０を起点に運転席方向は極角４０°および方位角０°の方向である。各サブ画素５２ａによって回折される回折光は、第１辺６２ａに直交する方位角方向に広がる。つまり、その回折光は、運転席方向からズレた方向に広がる。

図４（ｂ）に示す画素４２ｂが含む各サブ画素５２ｂの開口は、第１辺６２ｂと第２辺７２ｂとからなる。第２辺７２ｂは左右方向に位置し、第１辺６２ｂは、縦方向から傾いた２本の斜辺からなる。車載用表示装置５５０を起点に運転席方向が極角４０°および方位角０°の方向である場合、各サブ画素５２ｂによって回折される回折光は、その縦方向から傾いた２本の斜辺に対し、直交する方位角方向に広がる。つまり、図２に示す車載用表示装置５５０から出射する回折光は、運転席方向からズレた方向に広がる。

図４（ｃ）に示す画素４２ｃが含む各サブ画素５２ｃの開口は、第１辺６２ｃと第２辺７２ｃとからなる。第２辺７２ｃは左右方向に位置し、第１辺６２ｃは円弧からなる。車載用表示装置５５０を起点に運転席方向が極角４０°および方位角０°の方向である場合、各サブ画素５２ｃによって回折される回折光は、その円弧に対し直交する方位角方向に広がる。つまり、図２に示す車載用表示装置５５０は、運転席方向に回折される回折光を低減することができる。

図４（ｄ）に示す画素４２ｄは、液晶パネル２が有する矩形の長手方向および短手方向とは異なる２方向に配列される。画素４２ｄはＲＧＢの３色に対応した３つのサブ画素５２Ｒ、５２Ｇおよび５２Ｂに加え、白色を表示する５２Ｗを含む。各サブ画素５２ｄの開口は、左右方向に長い菱形を有する。その菱形は、縦方向および左右方向のいずれとも平行でない２つの斜辺６２ｄと斜辺７２ｄとからなる。車載用表示装置５５０を起点に運転席方向が極角４０°および方位角０°の方向である場合、各サブ画素５２ｄによって回折される回折光は、２本の斜辺６２ｄまたは斜辺７２ｄに対し、直交する方位角方向に広がる。つまり、図２に示す車載用表示装置５５０から出射する回折光は、運転席方向からズレた方向に広がる。

以上のように、図３（ａ）に示した画素４１ａが含む各サブ画素５１ａの開口形状に限らず、図４（ａ）から図４（ｄ）に示す開口形状を有する各サブ画素５を含む液晶表示装置も、左右方向の回折を抑制できる。図４（ａ）から（ｄ）に示した開口形状による回折光は、運転席方向からズレた方向に広がるため、より確実に、運転席方向からは画像が視認されないようにできる。

これらの各サブ画素の開口の形状は、ＩＰＳモードならびにＦＦＳモードの透過型の液晶パネル２に対してのみ有効であるわけでなく、ＴＮモードまたはＥＣＢモードの透過型の液晶パネルであっても、同様の効果を奏する。つまり、それら液晶パネルは、左右方向の回折を抑制し、より確実に、運転席方向から画像が視認されることを防ぐ。

以上をまとめると、本実施の形態１における液晶表示装置１００は、マトリックス状に配置される複数の画素４を含む液晶パネル２と、液晶パネル２の背面２ｂ側に設けられ、液晶パネル２を照明する光を出射するバックライト１と、液晶パネル２とバックライト１との間に設けられ、バックライト１から出射する光のうち一方向の配光を狭める視野角制限フィルム３とを備える。各画素４は、複数の表示色に対応して配置される複数のサブ画素５を含む。各サブ画素５が含む開口は、液晶パネル２の面内において、一方向に長手を有する。本実施の形態１において、上記の一方向は左右方向である。

以上のような構成により、液晶表示装置１００は、各サブ画素５による一方向（左右方向）に広がる回折光を抑制する。液晶表示装置１００は、視野角制限フィルム３により形成される左右方向に狭い配光特性を、液晶パネル２の通過後にも維持することができる。液晶表示装置１００は、主たる表示方向以外から画像が認識されないよう、その主たる表示方向以外への表示を制限する。

また、液晶表示装置１００の各サブ画素５は、一方向に延在し、前記液晶パネルが含む液晶の駆動を制御する電極８をさらに含む。このような構成により、液晶表示装置１００は、電極８による一方向（左右方向）に広がる回折光を抑制する。液晶表示装置１００は、視野角制限フィルム３により形成される左右方向に狭い配光特性をパネル通過後にも維持することができる。

また、本実施の形態１における車載用表示装置５５０は、上記の液晶表示装置１００が、自動車５００の助手席５１０の前方に設置される車載用表示装置５５０であって、液晶パネル２の背面２ｂとは反対側に位置する表示面２ａが助手席５１０に対面し、一方向は助手席５１０から助手席５１０の隣に位置する運転席５２０への方向を含む。このような構成により、車載用表示装置５５０は、助手席５１０から視認する画像の表示特性を最適化したうえで、運転手方向への画像表示を制限することができる。

＜実施の形態２＞
実施の形態２における液晶表示装置および車載用表示装置を説明する。図５は、実施の形態２における液晶表示装置２００の構成を示す斜視図である。

バックライト１の出射面１ａ側に左右方向の配光を狭める視野角制限フィルム３（例えば３Ｍ社ＬＣＦフィルム）が配置される。視野角制限フィルム３と液晶パネル２との間に、電気的に散乱特性が可変な散乱液晶シート９がさらに設置される。

この電気的に散乱特性を変えられる散乱液晶シート９は、図示は省略するが、対向配置された２枚の透明プラスチックシートの間に、ＰＤＬＣ（高分子分散型液晶）が挟持された積層構造を有する。２枚の透明プラスチックシートの各々の表面には、透明導電膜つまり透明電極が形成されており、各透明導電膜が内側を向いて対向配置される。散乱液晶シート９は、それら２枚の透明プラスチックシートとＰＤＬＣとが接着されて一体化された調光フィルムである。より具体的には、散乱液晶シート９は、例えば、日本板硝子ウムプロダクツ株式会社製のウムフィルム（スタンダードタイプ／高遮蔽タイプ）である。なお、ウムフィルム（ＵＭＵ ＦＩＬＭ）は日本板硝子株式会社の登録商標である。

また、透明導電膜が形成された２枚の透明プラスチックシートの代わりに、透明導電膜が形成された２枚の透明基板が用いられても良い。それら透明基板は、例えば、ガラス基板または透光性のプラスチック基板などである。

液晶パネル２の液晶モードは、ＦＦＳあるいはＩＰＳモードである。液晶パネル２が有するＲＧＢ色の各サブ画素５の開口は、実施の形態１と同様に、縦方向に位置する第１辺６の長さが左右方向の第２辺７の長さよりも短い略長方形を有する。さらにサブ画素５の開口には、電極８が左右方向に延びる向きで形成されている。すなわち、実施の形態２における液晶パネル２が含む複数の画素４および複数のサブ画素５の構成は実施の形態１に示す液晶表示装置１００と同様である。

（動作）
以下、実施の形態２における液晶表示装置２００および車載用表示装置の動作について説明する。ここでは、液晶表示装置２００が、図２に示す自動車５００内の助手席５１０の正面に設置され、車載用表示装置５５０として用いられる場合を例に説明する。助手席は、車載用表示装置５５０のほぼ正面方向に位置し、運転手席は左右方向の斜め方向（４０°程度）に位置する。

図５に示すバックライト１から出た光は、視野角制限フィルム３により一方向、ここでは左右方向に狭い配光特性を有する光に変換される。視野角制限フィルム３を出射した光は散乱液晶シート９を通過する。その散乱液晶シート９は、透明状態と散乱状態とに、電気的にその散乱特性を変えることができる。

図６は、散乱液晶シート９を通過した光の左右方向の配光特性を示す。散乱液晶シート９が透明状態の場合、通過した光は左右方向に狭い配光特性を示す。視野角制限フィルム３を通過した直後と同じく、光は主に正面方向（助手席方向、図６においておおよそ角度０°）に伝搬し、斜め４０度方向（運転手席方向）の輝度は正面輝度の１／１０以下と低い。すなわち、散乱液晶シート９が透明状態の場合、運転者は車載用表示装置５５０の画像を視認できないものの、助手席の同乗者はその映像を視認することができる。これを狭視野角モードという。

これに対し、散乱液晶シート９が散乱状態の場合、斜め４０度方向の輝度は正面輝度の１／３程度に増加する。これを広視野角モードという。

以上のように、実施の形態２における液晶表示装置２００は、散乱液晶シート９の透明状態と散乱状態とを切り替えることができる。車載用表示装置５５０は、その切り替え機能により、必要に応じて、運転席方向から画像が視認されることを可能にする。

以上をまとめると、本実施の形態２における液晶表示装置２００は、視野角制限フィルム３と液晶パネル２との間に設けられ、電気的に散乱特性が可変な散乱液晶シート９をさらに備える。その散乱液晶シート９は、透明電極が形成された２枚の透明基板間に高分子分散型液晶が配置された調光素子である。このような構成により、液晶表示装置２００は、必要に応じて、主たる表示方向以外の方向から画像が視認可能な状態と視認不可能な状態とを切り替え可能にする。また、液晶表示装置２００は、狭視野角モードの際に、主たる表示方向以外から画像が認識されないよう、その主たる表示方向以外への表示を制限する。

＜実施の形態３＞
実施の形態３における液晶表示装置を説明する。図７（ａ）および（ｂ）は、実施の形態３における液晶表示装置３００の構成を模式的に示す断面図である。

図７（ａ）に示すように、液晶表示装置３００は、バックライト１と透過型の液晶パネル２とから構成されている。バックライト１は、導光板１１と、導光板１１の上方端面に対向して設置された光源１２と、導光板１１の上方端面の対向面側に設けられた光吸収部材１３と、導光板１１の前面側に設置された逆プリズムシート１４とから構成されている。

バックライト１の出射面１ａ側には、左右方向の配光を狭める視野角制限フィルム３（例えば３Ｍ社ＬＣＦフィルム）が配置されている。なお、左右方向は、図７（ａ）において紙面垂直方向である。

液晶パネル２を構成するガラス基板２１とガラス基板２２との間には液晶分子２３ａが封入されている。ガラス基板２１および２２には、それぞれ偏光板２４および２５が貼り付けられている。液晶パネル２の液晶モードはＥＣＢモードである。図７（ｂ）は、液晶分子２３ａの配向と各偏光板の吸収軸の関係を模式的に示す平面図である。液晶分子２３ａは、１２時の方向にプレチルト角φ（４〜６°）で配向され、偏光板２４および２５は、それぞれ４５°および−４５°方向に吸収軸を有する。液晶パネル２が含む複数の画素４および複数のサブ画素５の構成は実施の形態１と同様である。

（動作）
以下、実施の形態３における液晶表示装置３００の動作について説明する。図７（ａ）に示すように、光源１２から導光板１１に入射した光Ａは、導光板１１の界面にて全反射を繰り返しながら下方に向かって進行する。その途中、導光板１１に形成された反射ドット（図示せず）に入射した光Ａは、導光板１１から出射し、逆プリズムシート１４に入射する。逆プリズムシート１４が有する三角形状のプリズムは、頂角が６０度〜９０度であり、光Ａの進行方向を液晶パネル２の方向に偏向する。

導光板１１の下方端面には、光吸収部材１３が設けられている。そのため、導光板１１内を伝搬し、下方端面まで進んだ光は、吸収され反射しない。よって、光吸収部材１３は、導光板１１の下方から上方へ伝搬して出射面１ａから出射し、さらに液晶パネル２を透過して表示面２ａから上方へ進行する光Ｂの発生を抑える。図８（ａ）は、バックライト１の出射面１ａから出射する光の配光特性を示す図である。バックライト１から出射する光は、正面方向よりも下方にピーク輝度を有する。つまり、バックライト１は、出射面１ａの面内において上記の一方向と交差する上下方向のうち、下方よりも上方の輝度が低い配光特性を有する。

バックライト１から出射した光Ａは、視野角制限フィルム３により左右方向に狭い配光特性に変換される。一方で、上下方向の配光分布は、視野角制限フィルム３の影響を受けない。視野角制限フィルム３を通過した後の光Ａは、正面方向よりも下方にピーク輝度を有して、液晶パネル２に入射する。

また、上記のように液晶分子２３ａと偏光板２４および２５とが配置され、かつ、ＥＣＢモードで制御される液晶パネル２は、白色表示の際、図８（ｂ）に示す透過率分布を有する。その透過率分布は、上方向に低い透過率を示す。つまり、液晶パネル２は、白色表示の際、表示面２ａの面内において、上記の一方向と交差する上下方向のうち、下方よりも上方の光透過率が低い配光特性を有する。

液晶パネル２を通過した光Ａは、図８（ａ）に示すバックライト１の配光特性と、図８（ｂ）に示す液晶パネル２の透過率特性とを乗じた図８（ｃ）に示す配光特性を有する。つまり、液晶パネル２を通過した光Ａは、液晶パネル２の上方向の輝度が低い。このため、図２に示すように、液晶表示装置３００が自動車内の助手席の正面に設置される車載用表示装置５５０として用いられる場合、車載用表示装置５５０は搭乗者の視界を妨害することが無い。

さらに、図７（ａ）に示すように、偏光板２５の表面に１／２波長板２６が所定の角度で設けられた液晶パネル２は、光Ａの偏光方向を所定の角度に回転させる。その結果、フロントガラス５４０における光Ａの反射率を下げることができる。車載用表示装置５５０は、映り込みによる搭乗者への視界妨害をさらに抑制することができる。

以上をまとめると、本実施の形態３における液晶表示装置３００が含むバックライト１は、液晶パネル２の背面２ｂに視野角制限フィルム３を介して対面する出射面１ａを含む。そのバックライト１は、出射面１ａの面内において一方向と交差する上下方向のうち、下方よりも上方の輝度が低い配光特性を有する。このような構成により、液晶表示装置３００の上方にフロントガラス５４０等の反射面が位置する場合においても、その反射面への映り込みを少なくすることができる。

また、液晶表示装置３００が含む液晶パネル２は、白色表示の際、背面２ｂとは反対側に位置する表示面２ａの面内において、一方向と交差する上下方向のうち、下方よりも上方の光透過率が低い配光特性を有する。このような構成により、液晶表示装置３００の上方にフロントガラス５４０等の反射面が位置する場合においても、その反射面への映り込みを少なくすることができる。

＜実施の形態４＞
実施の形態４における液晶表示装置を説明する。図９（ａ）および（ｂ）は、実施の形態４における液晶表示装置４００の構成を模式的に示す断面図である。図９（ａ）に示すように、液晶表示装置４００は、バックライト１と透過型の液晶パネル２から構成されている。バックライト１は、実施の形態２と同様の構成を有する。

液晶パネル２を構成するガラス基板２１とガラス基板２２との間には液晶分子２３ｂが封入されている。ガラス基板２１および２２には、それぞれ偏光板２４および２５が貼り付けられている。液晶パネル２の液晶モードはＴＮモードである。液晶分子２３ｂは、方位角方向にガラス基板２１側で４５°、ガラス基板２２側で−４５°、プレチルト角φ（４〜６°）で配向される。偏光板２４および２５はそれぞれ４５°および−４５°方向に吸収軸を有する。液晶パネル２が含む複数の画素４および複数のサブ画素５の構成は実施の形態１と同様である。

（動作）
以下、実施の形態４の液晶表示装置４００の動作について説明する。光源１２から導光板１１に入射し、液晶パネル２に入射する光Ｃの動作は、実施の形態２と同じである。

上記のように液晶分子２３ｂと偏光板２４および２５とが配置され、かつ、ＴＮモードで制御される液晶パネル２も、実施の形態３と同様に、図８（ｂ）に示す透過率分布を有する。つまり、実施の形態４の液晶パネル２も、上方向に低い透過率を示す。

この結果、液晶パネル２を通過した光Ｃは、図８（ｃ）に示すように、液晶パネル２の上方向の輝度が低い。このため、液晶表示装置４００は、図２に示すように、自動車内の助手席の正面に設置する車載用表示装置５５０として用いる場合、搭乗者の視界を妨害することが無い。

さらに、図９（ａ）に示すように、偏光板２５の表面に１／２波長板２６が所定の角度で設けられた液晶パネル２は、光Ｃの偏光方向を所定の角度に回転させる。その結果、フロントガラスにおける光Ｃの反射率を下げることができる。車載用表示装置５５０は、映り込みによる搭乗者への視界妨害をさらに抑制することができる。

上記の各実施の形態では、助手席の５１０正面方向に、各液晶表示装置が設置される車載用表示装置５５０の例を示した。ここで、正面方向とは、助手席５１０の前方側、基本的には車両などの前方側に一致する方向である。車載用表示装置５５０の表示面すなわち液晶パネル２の表示面２ａに対し、助手席５１０は正面方向に位置する。正面方向に該当する範囲は、例えば、車載用表示装置５５０の表示面から、左右１０°程度の範囲を含む。つまり、その左右１０°程度の範囲内に助手席５１０の中央が位置すれば、ほぼ正面と見なすことができ、各実施の形態に記載した効果と同等の効果が得られる。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。本発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての態様において、例示であって、本発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、本発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。

１ バックライト、１ａ 出射面、２ 液晶パネル、２ａ 表示面、２ｂ 背面、３ 視野角制限フィルム、４ 画素、５ サブ画素、８ 電極、９ 散乱液晶シート、１００ 液晶表示装置、５００ 自動車、５１０ 助手席、５２０ 運転席、５５０ 車載用表示装置。

Claims (9)

1. マトリックス状に配置される複数の画素を含む液晶パネルと、
   前記液晶パネルの背面側に設けられ、前記液晶パネルを照明する光を出射するバックライトと、
   前記液晶パネルと前記バックライトとの間に設けられ、前記バックライトから出射する前記光のうち一方向の配光を狭める視野角制限フィルムと、を備え、
   各前記画素は、複数の表示色に対応して配置される複数のサブ画素を含み、
   各前記サブ画素は、前記液晶パネルの面内において、前記一方向に長手を有し、
   前記バックライトは、前記視野角制限フィルムを介して前記液晶パネルの前記背面に対面する出射面を含み、前記出射面の面内において前記一方向と交差する上下方向のうち、下方よりも上方の輝度が低い配光特性を有する、液晶表示装置。
2. 前記液晶パネルは、白色表示の際、前記背面とは反対側に位置する表示面の面内において、前記一方向と交差する上下方向のうち、下方よりも上方の光透過率が低い透過率特性を有する、請求項１に記載の液晶表示装置。
3. マトリックス状に配置される複数の画素を含む液晶パネルと、
   前記液晶パネルの背面側に設けられ、前記液晶パネルを照明する光を出射するバックライトと、
   前記液晶パネルと前記バックライトとの間に設けられ、前記バックライトから出射する前記光のうち一方向の配光を狭める視野角制限フィルムと、を備え、
   各前記画素は、複数の表示色に対応して配置される複数のサブ画素を含み、
   各前記サブ画素は、前記液晶パネルの面内において、前記一方向に長手を有し、
   前記液晶パネルは、白色表示の際、前記背面とは反対側に位置する表示面の面内において、前記一方向と交差する上下方向のうち、下方よりも上方の光透過率が低い透過率特性を有する、液晶表示装置。
4. 前記視野角制限フィルムと前記液晶パネルとの間に設けられ、電気的に散乱特性が可変な散乱液晶シートをさらに備える、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
5. 前記散乱液晶シートは、透明電極が形成された２枚の透明基板間に高分子分散型液晶が配置された調光素子である、請求項４に記載の液晶表示装置。
6. 各前記サブ画素は、前記一方向に延在し、前記液晶パネルが含む液晶の駆動を制御する電極をさらに含む、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
7. 自動車の助手席の前方に設置される液晶表示装置を備え、
   前記液晶表示装置は、
   マトリックス状に配置される複数の画素を含む液晶パネルと、
   前記液晶パネルの背面側に設けられ、前記液晶パネルを照明する光を出射するバックライトと、
   前記液晶パネルと前記バックライトとの間に設けられ、前記バックライトから出射する前記光のうち一方向の配光を狭める視野角制限フィルムと、を含み、
   各前記画素は、複数の表示色に対応して配置される複数のサブ画素を含み、
   各前記サブ画素は、前記液晶パネルの面内において、前記一方向に長手を有し、
   前記液晶パネルの前記背面とは反対側に位置する表示面が前記助手席に対面し、
   前記一方向は、前記助手席から前記助手席の隣に位置する運転席への方向を含む、車載用表示装置。
8. 前記バックライトは、前記視野角制限フィルムを介して前記液晶パネルの前記背面に対面する出射面を含み、前記出射面の面内において前記一方向と交差する上下方向のうち、下方よりも上方の輝度が低い配光特性を有する、請求項７に記載の車載用表示装置。
9. 前記液晶パネルは、白色表示の際、前記背面とは反対側に位置する表示面の面内において、前記一方向と交差する上下方向のうち、下方よりも上方の光透過率が低い透過率特性を有する、請求項７または請求項８に記載の車載用表示装置。

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