JP2014016613A - ディスプレイユニット - Google Patents

Abstract

【課題】改良ダークパネル効果を有しバックライト付ＬＣＤデバイスに適度なコントラスト比及びディスプレイ明度を維持するディスプレイユニットの提供。
【解決手段】光源Ｓと、ディスプレイ領域Ａ後方に液晶セルと、第１、第２偏光板P1、P2とを備え、第１偏光板がバックライト照射を偏光し、セルで照射の偏光が回転すると第２偏光板が照射を通過／遮断するようセルの両側に一対の偏光板が形成され、第１カバーシートはセル上に広がり、第２カバーシートはその上に広がり、それらの一方は第３偏光板P3、他方は減光フィルタNDを備え、第２偏光板を通過した照射が第３偏光板を通過するよう第２、第３偏光板が整合され、ディスプレイ領域から後方反射／散乱する周囲外部光が減光フィルタの２回の通過及び第３偏光板の２回の通過により減衰するよう第１カバーシートはディスプレイ領域から間隙D1だけ分離される。
【選択図】図２

Description

本発明は、ディスプレイユニットに関し、特に、バックライト付液晶ディスプレイ（liquid crystal display：ＬＣＤ）デバイスを伴うディスプレイ領域を有する、自動車用ディスプレイユニットと、また、境界領域によって、少なくとも１つの側面上で境界される、そのようなＬＣＤデバイスとに関する。

近年、自動車用ディスプレイにおいて、サイズが増加し、機能的により複雑になる傾向が見られる。しかしながら、単一ディスプレイユニット内の同一領域又は重複領域内に多数の別個のディスプレイデバイス、例えば、機械ダイヤル、計器、及び警告灯を組み込んだ実用的な自動車用ディスプレイのサイズ及び複雑性には限界がある。ダッシュボードのスペースもまた、自動車において益々貴重になっている。

ディスプレイユニットの構成要素の数、サイズ、複雑性、及びコストを増加させるのではなく、単一のＬＣＤデバイスのサイズを増加させることによって、又は複数のＬＣＤデバイスを使用することによってのいずれかによって、自動車用ダッシュボードディスプレイユニット内の液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）デバイスの使用を向上させようとする傾向がある。そのようなＬＣＤデバイスは、当然ながら、また、同一ディスプレイユニット内の他のディスプレイデバイスと併用されてもよい。

多くの場合、そのようなディスプレイ要素又はその輪郭が、ディスプレイユニット内の周囲背景領域に溶け込むように、非使用時、バックライト付ＬＣＤデバイスを含む、ディスプレイ要素の部分的又は完全に不顕化される、いわゆる「ダークパネル」効果を最大限にすることが所望される。したがって、目には、不顕化されたディスプレイデバイス及びその関連付けられたディスプレイ領域は、明るい周囲照明条件下でも、暗く見える。

自動車用ダッシュボードディスプレイユニットは、通常、ディスプレイユニットのディスプレイデバイス及びディスプレイ領域の正面から離間される、クリア又は部分的に吸収性のカバーシートを有するであろう。部分的に吸収性である場合、カバーシートは、視覚的にクリア（すなわち、非散乱）であって、灰色等の中間色を有するか、又は代替として、視覚的訴求のための色で彩色されるかのいずれかであってもよい。そのような部分的吸収性カバーシートはすべて、中間色又は彩色されているかにかかわらず、本明細書では、「減光フィルタ」と称する。

多くの場合、カバーシートは、突出するベゼル又はディスプレイの縁取りによって遮蔽され、視認者の目に向かって、漂遊反射あるいは明るい光又は日光を後方に指向させないように、角度付けられるであろう。したがって、カバーシートから反射される周囲光の影響は、最小限にされる。しかしながら、有意な量の周囲光は、依然として、当然ながら、ディスプレイ領域に入射するであろう。反射性ＬＣＤデバイスは、そのような反射された周囲光から恩恵を被り得るが、本発明は、周囲光が、ＬＣＤデバイスによって表示される情報を表示するために使用されない、バックライト付ＬＣＤデバイスに関する。そのような周囲光は、ディスプレイユニットから視認者に向かって、後方散乱又は反射されると、バックライト付ＬＣＤデバイスによって表示される情報のコントラストを低減させ得る。

戻り周囲光はまた、ＬＣＤがアクティブであるかどうかにかかわらず、ＬＣＤデバイス自体の外側表面、あるいはＬＣＤデバイスとＬＣＤディスプレイ領域を境界又は囲繞する１つ以上の領域間の縁（エッジ）又は境界を照射もしくは強調し得る。そのような戻り光は、ダークパネル効果を損なわせる。

そのような状況において、ダークパネル効果を改良する公知の方法の１つは、ディスプレイ領域の上方において、減光フィルタを使用することであって、これは、ディスプレイ領域に入射する周囲光の強度を低減させ、また、視認者に向かって後方散乱又は反射されるいかなる戻り光の強度も低減させる。そのような減光フィルタは、多くの場合、ディスプレイユニットのディスプレイデバイス及びディスプレイ領域の正面から離間される、最外カバーシート内に組み込まれる。減光フィルタは、実質的に、ダークパネル効果が最大限にされるように、戻り周囲光を排除することができるが、これは、ディスプレイユニット内の全光源からユーザに可視となる、透過された光の強度を低減させることを犠牲とする。実際は、そのような減光フィルタを使用して、良好ダークパネル効果を達成するためには、約３７％の透過率を有するフィルタが必要であって、そのような減光フィルタを使用して、優良ダークパネル効果を達成するために、約２６％の透過率を有するフィルタが必要であることが分かっている。したがって、これを補償するために、バックライト付ＬＣＤデバイスを照射するために使用されるもの等の光源の輝度を増加させることが必要であって、結果として、ディスプレイユニットに対する電力消費及びコストの増加を伴う。

本発明の目的は、改良されたダークパネル効果を有する一方、ディスプレイユニット内のバックライト付ＬＣＤデバイスにおいて、適度なコントラスト比及びディスプレイ明度を維持する、ディスプレイユニットを提供することである。

本発明によると、ディスプレイユニットの視認者に可視情報を提示するためのディスプレイユニットであって、
可視情報を表示するためのディスプレイ領域と、光源と、ディスプレイ領域の背後に、液晶セルと、第１の偏光板及び第２の偏光板とを備え、光源は、セルにバックライト照射を提供するように構成され、偏光板は、使用時、第１の偏光板が、照射を偏光させ、照射の偏光が、セルによって回転されると、第２の偏光板が、照射の通過又は遮断のいずれかを行うように、セルの両側に一対の偏光板を形成する、バックライト付液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）デバイスと、
セルにわたって延在する第１のカバーシートと、
第１のカバーシートにわたって延在する第２のカバーシートと、
を備え、第１及び第２のカバーシートの一方は、第３の偏光板を備え、第１及び第２のカバーシートの他方は、減光フィルタを備え、第３の偏光板は、第２の偏光板によって通過される照射が、第３の偏光板によって通過されるように、第２の偏光板と整合され、第１のカバーシートは、ＬＣＤデバイスに入射し、ディスプレイ領域から視認者に向かって、後方反射又は散乱される、周囲外部光が、減光フィルタを通しての２回の通過、及び第３の偏光板シートを通しての２回の通過によって減衰されるように、ある間隙だけ、ＬＣＤデバイスのディスプレイ領域から分離される、ユニットが提供される。

本発明のいくつかの実施形態では、第１のカバーシートは、第３の偏光板を備え、第２のカバーシートは、減光フィルタを備える。本発明の代替実施形態では、第１のカバーシートは、減光フィルタを備え、第２のカバーシートは、第３の偏光板を備える。

第３の偏光板は、第２の偏光板と同一偏光特性を有するため、第３の偏光板は、ＬＣＤデバイスから透過された偏光光を有意に減衰させない。しかしながら、第３の偏光板は、ディスプレイ領域に向かって、ディスプレイユニット内に入射した周囲非偏光光の少なくとも半分を減衰させるであろう。

直接、ＬＣＤデバイスの外側表面又はディスプレイ領域上に第１のカバーシートを設置するのではなく、第１のカバーシートとディスプレイ領域との間に間隙を提供することには、多くの利点がある。１つは、ＬＣＤデバイスが、ＬＣＤデバイスを形成する層が、フレーム内にともに接合又はともに保持される必要があるため、その縁近傍に均一表面を有していなくてもよいことである。もう１つは、ＬＣＤデバイスが、多くの場合、ＬＣＤディスプレイ領域の１つ以上の縁上の１つ以上の領域によって境界されるであろうことである。これらが相互に境界する、ＬＣＤディスプレイ領域とそのような囲繞領域との間のステップ又は間隙があってもよい。間隙を提供することによって、第１のカバーシートは、任意のそのような特徴又は断続性にわたって伸展されることができ、それによって、原理上、平滑外側表面をディスプレイに提供することが可能になる。同時に、ＬＣＤデバイスの外側表面は、戻り周囲照射において、視認者から視覚的に不顕化される。

したがって、ディスプレイユニットが、ディスプレイユニットの視認者の視野内において、ディスプレイ領域に隣接して位置する、１つ以上の境界領域を備える時、第１のカバーシートは、好ましくは、そのような境界領域にわたって延在し、第１のカバーシートは、ある間隙だけ、境界領域から分離される。したがって、本配列は、ＬＣＤデバイスに入射し、境界領域から視認者に向かって、後方反射又は散乱される、周囲外部光が、減光フィルタを通しての２回の通過、及び第３の偏光板を通しての２回の通過によって減衰されるように、境界領域又は各境界領域の外側表面を視覚的に不顕化するのに有用である。

最も好ましくは、ＬＣＤデバイスのディスプレイ領域から視認者に向かって、後方反射又は散乱される、周囲光は、境界領域から視認者に向かって、後方反射又は散乱される、周囲光と実質的に同一である（例えば、輝度及び／又はカラースペクトルの観点から）。これによって、第１及び第２のカバーシートによる減衰後、ディスプレイの縁又は各縁が、不顕化される。

本発明のいくつかの好ましい実施形態では、第１のカバーシートは、第２のカバーシートに継合され、したがって、これらのシート間に間隙はない。

本発明の他の好ましい実施形態では、第１のカバーシート及び第２のカバーシートはまた、ある間隙だけ、分離される。第１及び第２のカバーシートが、例えば、相互に接合されることによって、そのような間隙を有していない配列と対照的に、これは、第１のカバーシート及び第２のカバーシートが、相互に平行である必要はないという利点を提供する。次いで、第３の偏光板が、第１のカバーシートによって提供されると、第１のカバーシートは、これが、第２の偏光板と平行であって、それによって、第２の偏光板及び第３の偏光板の軸が、可能な限り、密接して整合されることを確実にするように配向されることができる。同時に、減光フィルタを含むであろう、第２のカバーシートは、直接、視認者の目に対する、第２のカバーシートの外側表面からの周囲光の反射を最小限にするように、角度付けられることができる。

多くの場合、ディスプレイ領域近傍又はそれに隣接する境界領域は、実質的に平面である場合があり、その場合、第１のカバーシートは、好ましくは、そのような境界領域と平行である。

ＬＣＤデバイスのディスプレイ領域もまた、通常、実質的に平面であって、その場合、第１のカバーシートは、好ましくは、ディスプレイ領域と平行である。

本発明の好ましい実施形態では、ディスプレイ領域及び境界領域は、境界領域と第１のカバーシートとの間の個別の間隙が、実質的に同一であるように、相互に実質的に同一平面である。

好ましくは、減光フィルタは、減光フィルタに垂直に（法線角（normal angle）で）入射する光の約４０％から８０％を透過させる。最も好ましくは、減光フィルタは、減光フィルタに垂直に入射する光の約５０％から７０％を透過させる。

良好ダークパネル効果を達成するために、減光フィルタが、フィルタに入射する光の約２／３を透過させる場合、ディスプレイ領域からディスプレイの視認者への戻り周囲光は、第２のカバーシートに入射する総周囲光の約０．５％であることが好ましい。したがって、本発明の好ましい実施形態では、第１及び第２のカバーシートは、ディスプレイ領域からの照射の約半分を第２のカバーシートから外に透過させる。

優良ダークパネル効果を達成するために、減光フィルタが、フィルタに入射する光の約半分を透過させる場合、ディスプレイ領域からディスプレイの視認者への戻り周囲光は、第２のカバーシートに入射する総周囲光の約０．２５％であることが好ましい。したがって、本発明の好ましい実施形態では、第１及び第２のカバーシートは、ディスプレイ領域からの照射の約１／３を第２のカバーシートから外に透過させる。

次に、本発明は、単なる一例として、付随の図面を参照して、さらに説明される。

ディスプレイユニットの視認者に可視情報を提示するために、良好ダークパネル効果を提供可能であって、第１及び第２の偏光板を有するバックライト付液晶セルと、ある間隙だけセルから分離された減光フィルタ（３７％通過率）とを備える、先行技術のディスプレイユニットを表す概略図である。 ディスプレイユニットの視認者に可視情報を提示するためのディスプレイユニットを示し、良好ダークパネル効果を提供可能であって、第１及び第２の偏光板を有するバックライト付液晶セルと、ある間隙だけセルから分離された継合された減光フィルタ（６９％通過率）及び第３の偏光板とを備える、本発明の第１及び第２の好ましい実施形態を表す概略図である。 ディスプレイユニットの視認者に可視情報を提示するためのディスプレイユニットを示し、良好ダークパネル効果を提供可能であって、第１及び第２の偏光板を有するバックライト付液晶セルと、その一方が、ある間隙だけセルから分離された分離された減光フィルタ（６９％通過率）及び第３の偏光板とを備える、本発明の第３及び第４の好ましい実施形態を表す概略図である。 ディスプレイユニットの視認者に可視情報を提示するためのディスプレイユニットを示し、良好ダークパネル効果を提供可能であって、第１及び第２の偏光板を有するバックライト付液晶セルと、その一方が、ある間隙だけセルから分離される分離された減光フィルタ（６９％通過率）及び第３の偏光板とを備える、本発明の第３及び第４の好ましい実施形態を表す概略図である。 ディスプレイユニットの視認者に可視情報を提示するために、優良ダークパネル効果を提供可能であって、第１及び第２の偏光板を有するバックライト付液晶セルと、ある間隙だけセルから分離された減光フィルタ（２６％通過率）とを備える、先行技術のディスプレイユニットを表す概略図である。 ディスプレイユニットの視認者に可視情報を提示するためのディスプレイユニットを示し、優良ダークパネル効果を提供可能であって、第１及び第２の偏光板を有する、バックライト付液晶セルと、ある間隙だけ、セルから分離される、継合された減光フィルタ（５０％通過率）及び第３の偏光板を備える、本発明の第５及び第６の好ましい実施形態を表す概略図である。 ディスプレイユニットの視認者に可視情報を提示するためのディスプレイユニットを示し、優良ダークパネル効果を提供可能であって、第１及び第２の偏光板を有する、バックライト付液晶セルと、その一方が、ある間隙だけ、セルから分離される、分離された減光フィルタ（５０％通過率）及び第３の偏光板とを備える、本発明の第７及び第８の好ましい実施形態を表す概略図である。 ディスプレイユニットの視認者に可視情報を提示するためのディスプレイユニットを示し、優良ダークパネル効果を提供可能であって、第１及び第２の偏光板を有する、バックライト付液晶セルと、その一方が、ある間隙だけ、セルから分離される、分離された減光フィルタ（５０％通過率）及び第３の偏光板とを備える、本発明の第７及び第８の好ましい実施形態を表す概略図である。

図１及び図５は、ディスプレイユニットを視認する人物に、可視情報を提示するための先行技術ディスプレイユニットの２つの実施形態を図示する。ディスプレイユニットは、可視情報を表示するためのディスプレイ領域（Ａ）を備える液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）デバイスにバックライト照射（Ｌ_S）を提供するために、可視光源（Ｓ）を備える。光源は、したがって、液晶セルのディスプレイ領域の背後にあって、セルは、光源の最近傍の第１のガラス基板（Ｇ１）の外側に、第１の偏光板（Ｐ１）と、ディスプレイ領域のすぐ背後の第２のガラス基板（Ｇ２）の外側に、第２の偏光板（Ｐ２）とを備える。

２つのガラス基板間に挟入されているのは、液晶流体媒体を備える、液晶層（ＬＣ）である。液晶セルは、任意の公知のタイプのセルであってもよい。例えば、ガラスビーズスペーサ、ならびに液晶媒体を活性化及び不活性化するためのガラス基板上の透明電極等である、セルの他の従来の構成要素は、示されないが、それらはすべて、当業者に公知であろう。

光源（Ｓ）は、セルに対し、最初に、第１の偏光板（Ｐ１）、次いで、液晶層（ＬＣ）、次いで、第２の偏光板（Ｐ２）に通過する、通常、非偏光光であろう、バックライト照射（Ｌ_S）を提供するように構成される。随意に、第１の偏光板は、光源に組み込まれてもよい。偏光層（Ｐ１、Ｐ２）の偏光軸は、相互に平行であるか、又は交差されるかのいずれかであってもよく、交差される場合、通常、（線形偏光板の場合）相互に直角であろう。平行である場合、第２の偏光板は、ＬＣＤが偏光を回転させる照射を遮断し、交差される場合、第２の偏光板は、ＬＣＤが偏光を回転させる照射を通過させるであろう。逆に言えば、偏光軸が、平行である場合、第２の偏光板は、ＬＣＤが偏光を回転させない照射を通過させ、交差される場合、第２の偏光板は、ＬＣＤが偏光を回転させない照射を遮断するであろう。

偏光板は、多くの場合、線形偏光板であるが、代替として、偏光板は、同一左又は右偏光又は反対左及び右偏光のいずれかを伴う、円形偏光板である場合があってもよい。

いずれの場合も、図示されるディスプレイユニットと併用される、すべての偏光板は、無又は低複屈折性を有することが好ましい。

ディスプレイ領域（Ａ）の正面表面は、描写されるように、第２の偏光板（Ｐ２）によって提供されてもよいが、しかしながら、また、ＬＣＤデバイスの外側層が、透明層であることも公知である。同様に、第１の偏光板（Ｐ１）は、これが透明層によって提供される場合、光源最近傍セルの外側層を提供する必要はない。

ディスプレイ領域は、ほとんどの場合、不透明であろう、少なくとも１つの境界によって境界される。図中、２つの境界要素又は特徴が、図示され、その一方（Ｂ１）は、表面から盛り上がり、他方（Ｂ２）は、表面と同一平面又は実質的に同一平面である。そのような境界要素は、多くの場合、輪郭が正方形又は長方形であろう、ディスプレイ領域（Ａ）の周囲に完全に、又はディスプレイ領域の側面のいくつかのみに沿って、延在してもよい。

図１及び５の先行技術ディスプレイユニットはそれぞれ、非使用時、そのようなディスプレイ要素又はその輪郭が、実質的に、視野から消失するように、ダークパネル効果、すなわち、バックライト付ＬＣＤデバイス及び任意の境界特徴を含む、ディスプレイ要素の部分的又は完全不顕化を提供可能である。先行技術では、これは、ある間隙だけ、ディスプレイ領域（Ａ）及び任意の境界特徴（Ｂ１、Ｂ２）の正面から離間される、減光フィルタ（ＮＤ）の使用によって達成される。ディスプレイ領域を伴う間隙（Ｄ１）は、通常、任意の突出又は同一平面境界特徴（Ｂ１、Ｂ２）上方の間隙（ＤＢ）以上であろう。間隙はまた、カバーシートが、ディスプレイ領域と平行ではない場合、幅が異なってもよい。したがって、減光フィルタは、ディスプレイ領域（Ａ）の正面表面から分離され、ディスプレイユニットのための最外カバーによって提供されてもよい。

減光フィルタは、これらの特徴から散乱又は反射され、ディスプレイユニットを視認する人物に向かって後方に指向される、周囲光の量を低減させることによって、非アクティブディスプレイ領域、任意の境界特徴、及び非アクティブディスプレイ領域と境界特徴との間の継目又は境界の視認性を抑制する。図１では、減光フィルタは、フィルタに入射する光の３７％を通過させ、図５では、減光フィルタは、フィルタに入射する光の２６％を通過させる。

全図において、図中の入射周囲光（Ｌ_A）は、フィルタ及びディスプレイ領域に対して垂直でない角度で入射するように示され、これは、異なる反射が見え得るように、明確性のためだけに行われるが、しかしながら、全例において、記載された反射及び透過率は、垂直な入射に対するものである。周囲光は、当然ながら、ある範囲の入射角を有するであろうが、しかしながら、記載された百分率は、一般的観点において、先行技術デバイスの性能及び以下に説明される本発明の性能を説明するものである。

全図において、外部表面からの光の反射は、４％であると仮定されたが、本数値は、反射防止コーティングが提供される場合、幾分、低くなり得る。これらの実施例では、入射周囲光（Ｌ_A）の４％は、減光フィルタによって反射され、９６％は、減光フィルタ（ＮＤ）の本体に透過されるであろう。図１では、このうち３７％が、透過され（３５．５％）、図５では、２６％が、透過される（２５％）。ディスプレイ領域（Ａ）からの４％反射ならびに減光フィルタを通しての第２の通過における反射及び透過に起因する同様損失後、図１及び図５は、それぞれ、０．５％から０．２５％残留周囲反射光（Ｒ）が存在するであろうことを示す。主観的に、これらの量は、「良好」ダークパネル効果及び「優良」ダークパネル効果と分類することができる。

減光フィルタ（ＮＤ）はまた、ユーザに可視であるディスプレイ領域から出射する光（Ｌ_V）が、それぞれ、ディスプレイ領域（Ａ）から出射する透過された偏光光の３５．５％から２５％まで低減されるように、光源から透過された偏光光を吸収する。

これらの結果は、以下の表１に要約される。市販のＬＣＤデバイスは、典型的には、２００から５００ｃｄ／ｍ²の輝度を提供することができる。約５００ｃｄ／ｍ²から約１０００ｃｄ／ｍ²までの高輝度ディスプレイが、利用可能であるが、自動車用ドライバディスプレイ用途には、比較的に高商業原価である。一部には、本付加的コストは、光源（Ｓ）上に熱交換冷却器を提供し、これを動作温度境界内に維持する必要があるという結果によるものである。表１では、本利用可能であるが、比較的に高価な範囲は、下線が引かれた源輝度Ｌ_S数値によって示される。

１０００ｃｄ／ｍ²を有意に超える輝度ディスプレイは、自動車用ドライバディスプレイ用途には、商業的に実行可能ではない。表１では、本限界は、表中の破線によって示され、源輝度Ｌ_S数値は、太字で示される。

表１は、どれくらいの源輝度（Ｌ_S）が、ユーザに可視である４つの異なるレベルの輝度（Ｌ_V）、すなわち、最小使用可能レベルの可視輝度２００ｃｄ／ｍ²（主に、暗周囲照明条件に好適である）、容認可能可視輝度３５０ｃｄ／ｍ²（暗及び明周囲照明条件両方に好適な最小量である）、良好可視輝度５００ｃｄ／ｍ²（暗及び明周囲照明条件の両方に好適なより好ましい量である）、及び優良可視輝度６５０ｃｄ／ｍ²（非常に明るい周囲照明条件においても好適な量である）を達成するために要求されるかを示す。

表１から分かるように、商業的に実行可能光源（Ｓ）では、先行技術減光フィルタ（ＮＤ）アプローチは、約０．５％の戻り周囲光（Ｒ）の良好ダークパネル効果に対して、容認可能可視輝度のみ達成可能であって、約０．２５％の戻り周囲光（Ｒ）の優良ダークパネル効果に対して、最小使用可能可視輝度のみ達成可能である。

図２〜図４及び図６〜図８に示されるように、本発明は、両方とも、ある間隙だけ（Ｄ１、ＤＢ）、ディスプレイ領域（Ａ）から離間され、随意に、また、隣接する隆起、同一平面、又は実質的に同一平面の境界特徴（Ｂ１、Ｂ２）からも離間する、減光フィルタ（ＮＤ）及び付加的第３の偏光板（Ｐ３）の両方を使用することによって、本限界に対処する。図２〜図４及び図６〜図８では、光源（Ｓ）及びＬＣＤデバイス（Ｐ１、Ｇ１、ＬＣ、Ｇ２、Ｐ２）等の構成要素は、図１及び図５に関連して前述の先行技術におけるものと同一であって、したがって、再び、詳細に説明されない。先行技術と同様に、当業者に公知であるように、第１の偏光板（Ｐ１）は、代替として、光源（Ｓ）内に組み込まれてもよく、ＬＣＤセルは、付加的透明層を備えてもよい。

第３の偏光板（Ｐ３）は、本第３の偏光板が、ＬＣＤデバイスによって放出されるディスプレイ光の最小減衰を有するように、ＬＣＤデバイスの第２の、すなわち、上側偏光板（Ｐ２）と同一偏光を有する。しかしながら、第３の偏光板は、非偏光周囲光（Ｌ_A）を強力に減衰させるであろう。実践的低コストシートの線形偏光板は、偏光板と同一方向に偏光された入射光の約７３．７％を透過させ、偏光板に入射する非偏光光の約３８．７％を通過させるであろう。

図２〜図４は、約０．５％の良好ダークパネル効果を達成する、実施形態を示し、図６〜図８は、約０．２５％の優良ダークパネル効果を達成する、実施形態を示す。

図２及び図６では、減光フィルタ（ＮＤ）及び第３の偏光板（Ｐ３）は、ともに継合又は接合され、減光フィルタ（ＮＤ）による所与の吸収に対して、同一結果が、これらの２つの要素のいずれが、ディスプレイ領域（Ａ）に最も近接するかにかかわらず、達成されるであろう。これらの２つの要素の位置は、したがって、減光フィルタ（ＮＤ）と第３の偏光板（Ｐ３）との間に延在する両方向矢印によって示されるように、入れ替えられてもよい。

図３、図４、図７、及び図８は、減光フィルタ（ＮＤ）と第３の偏光板（Ｐ３）とが別個の要素であって、ある間隙（Ｄ２）だけ分離された配列を示す。これらの要素のいずれがディスプレイ領域（Ａ）に最も近接するかにかかわらず、同一光学結果が達成される。

第３の偏光板（Ｐ３）の追加によって、図２〜図４は、約０．５％の図１の先行技術配列と同一の良好ダークパネル効果（Ｒ）の達成において、減光フィルタ（ＮＤ）が、３７％から６９％の増加を伴って、より透過性にされることができることを示す。その結果、ディスプレイからの可視光（Ｌ_V）の強度は、図２の場合、３５．５％から４８．８％、図３及び図４の場合、４６．８％まで増加される。

第３の偏光板（Ｐ３）の追加によって、図６〜図８は、約０．２５％の図５の先行技術配列と同一の優良ダークパネル効果（Ｒ）の達成において、減光フィルタ（ＮＤ）が、２６％から５０％の増加を伴って、より透過性にされることができることを示す。その結果、ディスプレイからの可視光（Ｌ_V）の強度は、図６の場合、２５％から３５．４％、図７及び図８の場合、３４．０％まで増加される。

これらの結果は、商業的に実現可能な光源（Ｓ）によって、図２〜図４の配列が、あらゆる通常光条件に対して、約０．５％の戻り周囲光（Ｒ）の良好ダークパネル効果を伴って、良好可視輝度を達成可能であって、図６〜図８の配列が、明及び暗周囲光条件に対して、約０．２５％の戻り周囲光（Ｒ）の優良ダークパネル効果を伴って、容認可能可視輝度を達成可能であることを示す、表１に要約される。

したがって、本発明は、ＬＣＤデバイスによって表示される情報のユーザ可視性と、同時に、改良されたダークパネル効果の両方において、改良を可能にする。

図３及び図４の配列は、減光フィルタ及び第３の偏光板の別個の提供に起因する、他の潜在的利点を提供する。反射された周囲光を遮断する一方、依然として、表示される偏光された光を通過させるという観点から、最適性能のために、第３の偏光板は、可能な限り、ＬＣＤデバイスとほぼ平行にあるべきである。偏光板はまた、減光フィルタより高価である傾向がある。これらの要因は両方とも、第３の偏光板をＬＣＤデバイスに近接して、かつ平行に位置付けることに影響を及ぼす。

しかしながら、減光フィルタの外側及び内側表面からの漂遊周囲光反射を視認者の目から逸らすように、ＬＣＤデバイスの平面に対して、ある角度で減光フィルタを位置付けることが所望され得る。したがって、減光フィルタは、ディスプレイユニットの最外カバー内に提供されることができるが、これは、当然ながら、内側の第３の偏光板の寸法より遥かに大きくある必要があり得る。第３の偏光フィルタのものとは対照的に、減光フィルタのサイズ増加は、コストの観点から、問題とならないであろう。

ディスプレイ領域が、境界又はフレームを有する時、ＬＣＤデバイスのディスプレイ領域から視認者に向かって、後方反射又は散乱される、周囲光が、境界領域から視認者に向かって後方反射又は散乱される周囲光と（例えば、輝度及び／又はカラースペクトルの観点から）実質的に同一である場合、その表出は、最小限にされることができる。

したがって、本発明は、所与のバックライト源のために、改良されたダークパネル効果を有する一方、ディスプレイユニット内のバックライト付ＬＣＤデバイスにおいて、適度なコントラスト比及びディスプレイ明度を維持する、ディスプレイユニットを提供する。

Ａ ディスプレイ領域
Ｂ１、Ｂ２ 境界特徴
Ｄ１、Ｄ２、ＤＢ 間隙
Ｇ１ 第１のガラス基板
Ｇ２ 第２のガラス基板
ＮＤ 減光フィルタ
Ｌ_A 入射周囲光
ＬＣ 液晶層
Ｌ_S バックライト照射
Ｌ_V 可視光
Ｐ１ 第１の偏光板
Ｐ２ 第２の偏光板
Ｐ３ 第３の偏光板
Ｓ 光源
Ｒ 戻り周囲光

Claims (17)

1. ディスプレイユニットの視認者に可視情報を提示するための前記ディスプレイユニットであって、
   前記可視情報を表示するためのディスプレイ領域と、光源と、前記ディスプレイ領域の背後に、液晶セルと、第１の偏光板と、第２の偏光板とを備えたバックライト付液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）デバイスであって、前記光源は、バックライトの照射を前記セルに提供するように構成され、使用時に、前記第１の偏光板が前記照射を偏光し、前記照射の偏光が前記セルによって回転されるときに前記第２の偏光板が前記照射の通過又は遮断のいずれかを行うように、前記第１及び第２偏光板が前記セルの両側に一対の偏光板を形成する、バックライト付液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）デバイスと、
   前記セルの上に広がる第１のカバーシートと、
   前記第１のカバーシートの上に広がる第２のカバーシートと、
   を備え、
   前記第１及び第２のカバーシートの一方は第３の偏光板を備え、前記第１及び第２のカバーシートの他方は減光フィルタを備え、前記第３の偏光板は、前記第２の偏光板によって通過された照射が前記第３の偏光板によって通過されるように、前記第２の偏光板と整合され、前記第１のカバーシートは、前記ＬＣＤデバイスに入射して前記ディスプレイ領域から前記視認者に向かって後方反射又は散乱される周囲外部光が、前記減光フィルタの２回の通過及び前記第３の偏光板の２回の通過によって減衰されるように、前記ＬＣＤデバイスの前記ディスプレイ領域からある間隙だけ分離される
   ことを特徴とするディスプレイユニット。
2. 前記第１のカバーシートは前記第３の偏光板を備え、前記第２のカバーシートは前記減光フィルタを備える
   ことを特徴とする、請求項１記載のディスプレイユニット。
3. 前記第１のカバーシートは前記減光フィルタを備え、前記第２のカバーシートは前記第３の偏光板を備える
   ことを特徴とする、請求項１記載のディスプレイユニット。
4. １つ以上の境界領域を更に備え、前記領域は、前記ディスプレイ領域に隣接して位置し、前記ディスプレイユニットの視認者の視野内にあって、前記第１のカバーシートは前記境界領域上に広がり、前記第１のカバーシートは、前記ＬＣＤデバイスに入射して前記境界領域から前記視認者に向かって後方反射又は散乱される周囲外部光が前記減光フィルタの２回の通過及び前記第３の偏光板の２回の通過によって減衰されるように、前記境界領域からある間隙だけ分離される
   ことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のディスプレイユニット。
5. 前記第１及び第２カバーシートによる減衰後、前記ディスプレイの縁又は各縁が不顕化されるように、前記ディスプレイ領域から前記視認者に向かって後方反射又は散乱される前記周囲光は、前記境界領域から前記視認者に向かって後方反射又は散乱される前記周囲光と実質的に同一である
   ことを特徴とする、請求項４記載のディスプレイユニット。
6. 前記第１のカバーシートは、前記第２のカバーシートに継合される
   ことを特徴とする、請求項１〜５の何れか一項に記載のディスプレイユニット。
7. 前記第１のカバーシート及び前記第２のカバーシートは、ある間隙だけ分離される
   ことを特徴とする、請求項１〜５の何れか一項に記載のディスプレイユニット。
8. 前記第１のカバーシート及び前記第２のカバーシートは、相互に平行ではない
   ことを特徴とする、請求項７記載のディスプレイユニット。
9. 前記境界領域は実質的に平面であり、前記第１のカバーシートは前記境界領域と平行である
   ことを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載のディスプレイユニット。
10. 前記ディスプレイ領域は実質的に平面であり、前記第１のカバーシートは前記ディスプレイ領域と平行である
    ことを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載のディスプレイユニット。
11. 請求項９に従属する場合、前記領域と前記第１のカバーシートとの間の個別の間隙が実質的に同一であるように、前記ディスプレイ領域と前記境界領域とは実質的に同一平面である
    ことを特徴とする、請求項１０記載のディスプレイユニット。
12. 前記減光フィルタは、前記フィルタに垂直に入射する光の４０％〜８０％を透過させる
    ことを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のディスプレイユニット。
13. 前記減光フィルタは、前記フィルタに垂直に入射する光の５０％〜７０％を透過させる
    ことを特徴とする、請求項１２記載のディスプレイユニット。
14. 前記減光フィルタは、前記フィルタに入射する光の約２／３を透過させ、前記ディスプレイ領域から前記ディスプレイの前記視認者への戻り周囲光は、前記第２のカバーシートに入射する総周囲光の約０．５％である
    ことを特徴とする、請求項１２記載のディスプレイユニット。
15. 前記第１及び第２のカバーシートは、前記ディスプレイ領域からの照射の約半分を前記第２のカバーシートから外に透過させる
    ことを特徴とする、請求項１４記載のディスプレイユニット。
16. 前記減光フィルタは、前記フィルタに入射する光の約半分を透過させ、前記ディスプレイ領域から前記ディスプレイの前記視認者への戻り周囲光は、前記第２のカバーシートに入射する総周囲光の約０．２５％である
    ことを特徴とする、請求項１２記載のディスプレイユニット。
17. 前記第１及び第２のカバーシートは、前記ディスプレイ領域からの照射の約１／３を前記第２のカバーシートから外に透過させる
    ことを特徴とする、請求項１６記載のディスプレイユニット。

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