以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。なお、本明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺及び縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。
本明細書において、「板」、「シート」、「フィルム」の用語は、呼称の違いのみに基づいて、互いから区別されるものではない。例えば、「導光板」はシートやフィルムと呼ばれ得るような部材をも含む概念である。したがって、「導光板」は、「導光シート」や「導光フィルム」と呼ばれる部材と、呼称の違いのみにおいて区別され得ない。
また、「板面(シート面、フィルム面)」とは、対象となる板状(シート状、フィルム状)の部材を全体的かつ大局的に見た場合において対象となる板状部材(シート状部材、フィルム状部材)の平面方向と一致する面のことを指す。
さらに、本明細書において用いる、形状や幾何学的条件並びにそれらの程度を特定する、例えば、「平行」、「直交」、「同一」等の用語や長さや角度の値等については、厳密な意味に縛られることなく、同様の機能を期待し得る程度の範囲を含めて解釈することとする。
図1〜図7は、本発明による一実施の形態を説明するための図である。このうち図1は、本実施の形態の表示装置を示す縦断面図である。とりわけ図1は、表示装置の光源が発光していない状態において表示装置を示している。図2は、光源が発光した状態において表示装置を示す縦断面図であり、図3は、表示装置の光源及び導光板を示す部分斜視図であり、図4は、導光板の板面と平行をなす断面において光源及び導光板を示す断面図である。
本実施の形態の表示装置10は、例えば動画、静止画、文字情報や、これらの組み合わせで構成された映像を液晶表示パネルに表示する装置であり、室内、車両内又は屋外において、広告、プレゼンテーション、テレビジョン映像、各種情報の表示等、様々な用途に使用され得る。とりわけ図1に示された表示装置10は、対向して配置された2枚の液晶表示パネル12,14にそれぞれ映像を表示することが可能な両面表示型の液晶表示装置として構成されている。
表示装置10は、一対の主面31a,31bを有する導光板30と、導光板30と対向して配置された液晶表示パネル12,14とを備えている。また、導光板30は、導光板30の板面に沿った第1方向d1に配列された複数の光拡散部50を有している。図1に示された例では、表示装置10は、さらに、導光板30に向けて光を出射する光源20と、導光板30と各液晶表示パネル12,14との間に配置された反射型偏光板16,17と、液晶表示パネル12,14、反射型偏光板16,17、光源20及び導光板30を保持する筐体18を有している。本実施の形態の表示装置10においては、光源20及び導光板30は、いわゆるエッジライト型のバックライトを構成しており、液晶表示パネル12,14の背面側から当該液晶表示パネル12,14を照明する。以下、各部の構成について順に説明する。
図1に示された表示装置10は、2枚の液晶表示パネル12,14を有し、2枚の液晶表示パネル12,14のうちの一方の液晶表示パネル(第1液晶表示パネル)12は、導光板30の一対の主面31a,31bのうちの一方の主面(第1主面)31aに対向して配置され、2枚の液晶表示パネル12,14のうちの他方の液晶表示パネル(第2液晶表示パネル)14は、導光板30の一対の主面31a,31bのうちの他方の主面(第2主面)31bに対向して配置されている。
図示された例では、第1液晶表示パネル12は、映像が表示される表示面13aが導光板30の反対側を向くように配置され、第2液晶表示パネル14は、映像が表示される表示面15bが導光板30の反対側を向くように配置されている。第1液晶表示パネル12の表示面13aが表示装置10の第1表示面11aを形成し、第2液晶表示パネル14の表示面15bが表示装置10の第2表示面11bを形成している。液晶表示パネル12,14は、平面視において四角形形状に形成されている。
本実施の形態の液晶表示パネル12,14は、透過型の液晶表示パネルであり、導光板30から液晶表示パネル12,14に入射した光の一部を透過させ、表示面13a,15aに映像を表示させる。液晶表示パネル12,14は、液晶材料を有する液晶層を含んでおり、液晶表示パネル12,14の光透過率は、液晶層に印加される電界の強度に応じて変化する。このような液晶表示パネル12,14の一例として、一対の偏光板と、一対の偏光板間に配置された液晶セル(液晶層)と、を有する液晶表示パネルを用いることができる。この液晶表示パネルにおいて、偏光板は、入射した光を直交する二つの偏光成分に分解し、一方の方向の偏光成分を透過させ、前記一方の方向に直交する他方の方向の偏光成分を吸収する機能を有した偏光子を有する。液晶セルは、一対の支持板と、一対の支持板間に配置された液晶と、を有する。液晶セルは、一つの画素を形成する領域毎に電界が印加され得るようになっており、電界が印加された液晶セルの液晶の配向は変化するようになる。導光板30から出射し、液晶セルの導光板30側に配置された偏光板を透過した特定方向(透過軸と平行な方向)の偏光成分は、一例として、電界印加されていない液晶セルを通過する際にはその偏光方向を90°回転させ、電界印加されている液晶セルを通過する際にはその偏光方向を維持する。これにより、液晶セルへの電界印加の有無によって、液晶セルの導光板30側に配置された偏光板を透過した特定方向の偏光成分が、液晶セルの導光板30と反対側に配置された他の偏光板をさらに透過するか、あるいは、当該他の偏光板で吸収されて遮断されるか、を制御することができる。
液晶表示パネル12,14は、ノーマリーホワイト型の液晶表示パネルであることが好ましい。ノーマリーホワイト型の液晶表示パネルとは、液晶層に電界が印加されない状態において、当該液晶表示パネルの光透過率が最大となるものを指す。ノーマリーホワイト型の液晶表示パネルにおいては、液晶層に印加される電界の強度が大きくなるにつれて、当該液晶表示パネルの光透過率が低下していき、液晶層に印加される電界の強度が最大となった状態において、当該液晶表示パネルの光透過率が最小となる。液晶表示パネル12,14として、このようなノーマリーホワイト型の液晶表示パネルを用いることにより、表示装置10を透視可能な状態とする際に消費する電力量を効果的に低減することができる。なお、これに限られず、液晶表示パネル12,14として、ノーマリーブラック型の液晶表示パネルを用いてもよい。ノーマリーブラック型の液晶表示パネルとは、液晶層に電界が印加されない状態において、当該液晶表示パネルの光透過率が最小となるものを指す。
反射型偏光板16,17は、その透過軸と平行な方向の偏光成分を透過させ、その透過軸に直交する反射軸と平行な方向の偏光成分を反射する部材である。図1に示された例では、第1反射型偏光板16は、第1液晶表示パネル12と導光板30との間に配置され、第2反射型偏光板17は、第2液晶表示パネル14と導光板30との間に配置されている。また、液晶表示パネル12,14の板面、反射型偏光板16,17の板面及び導光板30の板面は、互いに平行をなすように配置されている。この反射型偏光板16,17によれば、導光板30から出射し液晶表示パネル12,14で有効に利用され得ない偏光成分の光が、当該液晶表示パネル12,14へ入射して偏光板で吸収されてしまうことを防止することができる。したがって、光源光の利用効率を向上させて、輝度特性を改善することができる。
反射型偏光板16,17としては、例えば米国3M社から入手可能な「DBEF」(登録商標)を用いることができる。また、「DBEF」以外にも、韓国SHINWHA INTERTEK社から入手可能な高輝度偏光シート「WRPS」(登録商標)や、あるいは、ワイヤーグリッド偏光子等を用いることもできる。
筐体18は、液晶表示パネル12,14、反射型偏光板16,17、光源20及び導光板30を収容し保持する部材である。図1に示された例では、筐体18は、液晶表示パネル12,14、反射型偏光板16,17、光源20及び導光板30を所定の相対位置に保持する。また、筐体18は、液晶表示パネル12,14の表示面13a,15bを外部に露出させる開口部を有しており、この開口部から露出した表示面13a,15bが、表示装置10の表示面11a,11bをなす。このような筐体18は、金属材料や樹脂材料等、適宜の材料で構成され得る。
次に、表示装置10のバックライトをなす光源20及び導光板30について説明する。図1〜図4に示すように、光源20は、例えば、冷陰極管等の蛍光灯や、LED(発光ダイオード)や白熱電球等の種々の態様で構成され得る。図1〜図4に示された例では、光源20は、導光板30の後述の入光面31cの長手方向である第2方向d2に沿って、並べて配置された多数の発光体22、一例として多数のLED、によって構成されている。各発光体22の出力、すなわち、各発光体22の点灯及び消灯、及び/又は、各発光体22の点灯時の明るさは、他の発光体の出力から独立して調節され得ることが好ましい。なお、図示された例において、第1方向d1及び第2方向d2は、互いに直交し、且つ、ともに導光板30の板面に平行となっている。なお、導光板30を、例えばその板面が鉛直方向と略平行になるようにして用いる場合、すなわち導光板30を立てた状態で用いる場合、光源20は、導光板30の側方、上方、下方のいずれに配置されてもよい。また、図1〜図4には、光源20から照射された光が直接導光板30に入射するようになっているものが示されているが、これに限られず、光源20から照射された光が、鏡やプリズム等の光路変更手段を介して導光板30に入射するようになっていてもよい。
導光板30は、平面視において四角形形状を有する平板状に形成され、一対の対向する主面として第1主面31a及び第2主面31bを有している。したがって、一対の主面である第1主面31a及び第2主面31bも、四角形形状に形成され、且つ、導光板30の一対の主面31a,31b間に画成される側面は四つの面を含んでいる。図示された例では、第1主面31a及び第2主面31bが、光源20が点灯した際の導光板30の出光面を形成している。ここで、導光板30の一対の主面31a,31bは、それぞれ平坦であり且つ互いに平行をなしている。また、導光板30の板面に沿って延びる第1方向d1に対向する二つの側面のうちの一方の側面が、入光面31cをなしている。また、導光板30の第1方向d1に対向する二つの側面のうちの他方の側面が、反対面31dをなしている。図1〜図4に示された例では、導光板30の入光面31cに対面して光源20の発光体22が設けられている。光源20が点灯すると、図2に示すように、光源20から出射し、入光面31cから導光板30に入射した光L3〜L5は、第1方向(導光方向)d1に沿って入光面31cに対向する反対面31dに向け、概ね第1方向(導光方向)d1に沿って導光板30内を進むようになる。
図5を参照して、導光板30についてさらに詳述する。導光板30は、基材32と、基材32に接して配置されたベース部40と、ベース部40内に設けられた複数の光拡散部50と、ベース部40の基材32と反対側に配置されたカバー層36と、ベース部40とカバー層36との間に配置された接着層34と、を有している。
基材32は、後述する導光板30の製造方法において、ベース部40を支持するための基材として機能する部材である。図5に示された例では、基材32は、第1主面33a及び第2主面33bを有し、第1主面33aが導光板30の第1主面31aをなしている。基材32の第1主面33a及び第2主面33bはそれぞれ平坦面となっており、これにより、基材32の第1主面33aで形成される導光板30の第1主面31aは平坦面となっている。基材32は、高い光透過率を有した材料、例えば透明な樹脂フィルムから構成され得る。樹脂フィルムとしては、光学部材の基材として使用されている種々のフィルムを好適に用いることができる。一例として、光透過性が高く光学特性に優れたアクリル樹脂のフィルムを基材32として用いることができる。他の例として、安価で安定性に優れたポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等のポリエステル樹脂を、基材32として用いることができる。一例として、基材32の厚さは、0.005mm以上10mm以下とすることができる。
カバー層36は、ベース部40を基材32と反対側から覆い、ベース部40及び光拡散部50を保護するための保護層として機能する部材である。図5に示された例では、カバー層36は、第1主面37a及び第2主面37bを有し、第2主面37bが導光板30の第2主面31bをなしている。カバー層36の第1主面37a及び第2主面37bはそれぞれ平坦面となっており、これにより、カバー層36の第2主面37bで形成される導光板30の第2主面31bは平坦面となっている。また、図示された例では、基材32のシート面とカバー層36のシート面とは、互いに平行をなしている。したがって、基材32の第1主面33aで形成される導光板30の第1主面31aと、カバー層36の第2主面37bで形成される導光板30の第2主面31bとは、互いに平行をなしている。カバー層36は、高い光透過率を有した材料、例えば透明な樹脂フィルムから構成され得る。樹脂フィルムとしては、光学部材の基材として使用されている種々のフィルムを好適に用いることができる。一例として、光透過性が高く光学特性に優れたアクリル樹脂のフィルムをカバー層36として用いることができる。他の例として、安価で安定性に優れたポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル樹脂を、カバー層36として用いることができる。なお、カバー層36は、基材32を構成する材料と同じ材料で形成されていてもよい。また、カバー層36の厚さは、一例として0.005mm以上10mm以下とすることができる。
ベース部40は、基材32側の主面をなす第1主面41aと、カバー層36側の面をなす第2主面41bとを有しており、第1主面41aは、基材32の第2主面33bと接している。図5に示された例において、ベース部40の第2主面41bには、第1方向d1に間を開けて複数の溝42が形成されている。光拡散部50は、溝42内に設けられている。ベース部40は、導光板30の外輪郭に対応して、平面視四角形形状の板状部材として形成されている。図示された例において、光拡散部50は、ベース部40の対応する溝42を埋めるようにして当該溝42の内部に配置されている。このようなベース部40は、高い光透過率を有した材料、例えば透明な樹脂材料、を用いて形成される。一例として、ベース部40は、UV(紫外線)硬化型樹脂を用いて形成される。
光拡散部50は、入射光を拡散させる機能を有した部位であり、光源20から入射し導光板30内を進む光の進行方向を変化させることを意図された部位である。後述するように、光拡散部50で進行方向を曲げられた光は、導光板30から出射することが可能となる。すなわち、光拡散部50は、光源20から入射し導光板30内を導光されている光を導光板30から取り出すための取出要素として機能する。
このような光拡散部50は、図5に示すように、樹脂材料からなる主部52と、主部52中に分散された拡散成分54と、を有するように構成され得る。ここで、拡散成分とは、反射や屈折等によって、光の進路方向を変化させる機能を発揮し得る成分のことである。拡散成分として、金属化合物、気体を含有した多孔質物質、金属化合物を周囲に保持した樹脂ビーズ、白色微粒子、さらには、単なる気泡が例示される。拡散成分をなす白色粒子として、酸化チタンが添加されたアクリル樹脂粒子を例示することができる。このアクリル樹脂粒子は、光拡散部50内に5%以上30%以下の重量%で含有することができる。白色粒子の平均粒径(平均直径)は、例えば、1μm以上10μm以下とすることができる。光拡散部50が白色粒子を適切に含有することができるよう、導光板30の法線方向ndに直交する断面における光拡散部50の断面積は、白色粒子の平均粒径の二乗よりも大きくなっていてもよい。また、光拡散部50が白色粒子を適切に含有することができるよう、光拡散部50の第1方向d1に沿った寸法S1を、白色粒子の平均粒径(平均直径)以上とすることができる。ここで、導光板30の法線方向とは、導光板30の板面の法線方向、すなわち導光板30の板面に垂直をなす方向、を指す。
なお、図示された光拡散部50は、ベース部40の溝42内に形成される。したがって、各光拡散部50は、溝42に対応した形状及び配置にて構成されている。とりわけ、各光拡散部50の形状と溝42の形状とは、互いに相補形状をなしている。このため、以下においては、光拡散部50の形状及び配置を代表として説明し、これにより、溝42の形状及び配置についても説明したこととする。
図1〜図4に示すように、複数の光拡散部50は、第1方向d1に配列されている。図示された例では、各光拡散部50は、配列方向である第1方向d1と非平行な方向に線状に延びている。とりわけ図3及び図4に示すように、各光拡散部50は、第1方向d1と直交する第2方向d2に直線状に延びている。また、各光拡散部50は、その長手方向に直交する断面、すなわち第2方向d2に直交する断面において矩形形状となっている。また、光拡散部50の断面をなす矩形形状の一対の面は、導光板30の板面への法線方向ndに沿って延びている。
図示された例において、導光板30の法線方向ndに沿った光拡散部50の寸法S2(図5参照)は、導光板30に含まれる複数の光拡散部50の間で、一定ではない。光拡散部50は、上述したように入射光を拡散させ導光板30からの出射を引き起こす取出要素として、機能する。したがって、光拡散部50の導光板30内における体積分布によって、導光板30からの出射光量分布を調整することができる。このため、導光方向(第1方向)d1に沿って光源20から離れた領域において出射光量が低下しやすくなるといった傾向を考慮した上で、光拡散部50の寸法S2を決定することにより、導光方向である第1方向d1における出射光量分布を適切に制御することができる。
図示された例では、第1方向d1に沿った出射光量分布を均一化する観点から、光拡散部50の寸法S2が次のように決定されている。まず、少なくとも一つの光拡散部50の寸法S2が、当該一つの光拡散部50よりも第1方向d1において光源20に近接する一側に位置する少なくとも一つの他の光拡散部50の寸法S2よりも大きくなっている。これにより、光源20から導光板30へ入射した光が、出射光量が低下しやすい導光方向d1に沿って光源20から離れた領域においても光拡散部50に入射しやすくなり、当該光源20から離れた領域において、出射光量を確保することが可能となる。さらに図示された例では、任意の一つの光拡散部50の寸法S2が、当該一つの光拡散部50よりも第1方向d1において光源20に近接する一側に位置する他の光拡散部50の寸法S2以上となっている。或いは、任意の一つの光拡散部50の寸法S2が、当該一つの光拡散部50よりも第1方向d1において光源20に近接する一側に位置する他の光拡散部50の寸法S2より大きくなっている。このような光拡散部50の寸法S2の分布によれば、光源20から導光板30へ入射した光が、光源20から離れるにつれて光拡散部50に入射しやすくすることができ、結果として、導光方向d1に沿った出射光量分布を効果的に均一化することができる。
その一方で、第1方向d1に沿った光拡散部50の寸法S1は、複数の光拡散部50の間で一定となっていることが好ましい。同様に、第1方向d1に沿った光拡散部50のピッチも、複数の光拡散部50の間で一定となっていることが好ましい。さらに、第1方向d1に隣り合う二つの光拡散部の当該第1方向d1に沿った離間間隔dも、複数の光拡散部50の間で、一定となっていることが好ましい。このような構成によれば、ベース部40と異なる光透過率を有していることからベース部40と区別して視認されやすくなる光拡散部50を、目立たなくさせることができる。
以上のようなベース部40及び光拡散部50の具体的な寸法は、一例として次のように設定され得る。まず、ベース部40の板面への法線方向ndに沿った厚さを、2mm以上10mm以下とすることができる。また、第1方向d1に沿った光拡散部50の寸法S1を、1μm以上20μm以下とすることができる。さらに、隣り合う二つの光拡散部50の第1方向d1に沿った離間間隔dを、50μm以上500μm以下とすることができる。さらに、導光板30の法線方向ndに沿った光拡散部50の寸法S2を、1μm以上50μm以下とすることができる。
本実施の形態において、各光拡散部50の導光板30の法線方向ndに沿った寸法S2は、当該光拡散部50の第1方向d1に沿った寸法S1よりも大きくされている。言い換えると、各光拡散部50の寸法S2と寸法S1との比(S2/S1)は、1より大きくされている。このような光拡散部50によれば、導光板30の法線方向ndに沿った光拡散部50の投影面積を小さくしながら、導光板30内にある程度の体積で光拡散部50を含ませることが可能となる。すなわち、導光板30の法線方向ndから表示装置10を観察した際に、光拡散部50が目立ってしまうことを防止しながら、光拡散部50が取出要素として有効に機能することを可能にすることができる。一例として、S2/S1は、1より大きく、10以下とすることができる。
接着層34は、ベース部40及び光拡散部50と、カバー層36とを接着する接着材として機能する層である。ここで、「接着層」とは、接着性を有する層のみならず粘着性を有する層も含むものとする。したがって、接着層34としては、種々の接着性又は粘着性を有した材料からなる層を用いることができる。このような接着層34は、高い光透過率を有した材料、例えば透明な樹脂材料、を用いて形成され得る。一例として、接着層34は、UV硬化型樹脂を用いて形成される。なお、接着層34は、ベース部40を構成する材料と同じ材料で形成されていてもよい。
以上で説明した導光板30において、本実施の形態では、導光板30の透過ヘイズ値は0より大きく10以下となっている。好ましくは、導光板30の透過ヘイズ値は7以下となっている。導光板30の透過ヘイズ値が10以下であるとは、導光板30を透過し導光板30から出射した全ての可視光に対する、導光板30を透過し導光板30から出射した拡散光の割合が10%以下であることを意味する。導光板30がこのようなヘイズ値を有していると、導光板30の第1主面31a側から及び第2主面31b側からの、導光板30を介した良好な透視性を確保することができる。したがって、とりわけ光源20が点灯していない場合における、表示装置10の第1表示面11a側から及び第2表示面11b側からの、表示装置10を介した良好な透視性を確保することができる。一例として、基材32、ベース部40、接着層34及びカバー層36を構成する材料、及び/又は、基材32及びカバー層36の凹凸の有無、表面粗さ等の表面形状、とりわけ導光板30の第1主面31aを構成する基材32の第1主面33a及び導光板30の第2主面31bを構成するカバー層36の第2主面37bの表面形状、を適宜調整することにより、このような透過ヘイズ値を有する導光板30を得ることができる。
なお、導光板30の透過ヘイズ値は、ヘイズメーター「HM−150」(村上色彩技術研究所製)を用いてJIS K7136に準拠した方法により測定することができる。
次に、主に図6及び図7を参照して、上記で説明した導光板30の製造方法について説明する。ベース部40は、硬化することによってベース部40を構成するようになるベース部構成組成物、例えば、UV(紫外線)硬化型樹脂等の硬化性材料を用いて、作製する。例えば、流動性を有するベース部構成組成物を基材32上に塗布し、ベース部構成組成物の基材32と反対側から、ベース部40に形成されるべき溝42の形状に対応した凸部を有する金型を、その凸部がベース部構成組成物に対面するようにしてベース部構成組成物に押し付け、金型の凸部をベース部構成組成物に埋入させる。この状態で、すなわち、ベース部構成組成物を基材32と金型との間に保持した状態で、基材32側から紫外線を照射してベース部構成組成物を硬化させ、その後、硬化したベース部構成組成物を金型から取り外すことにより、図6に示すように、基材32上にベース部40を形成する。このとき、ベース部40の基材32に接している面が第1主面41aをなし、基材32と反対側に位置する面が第2主面41bをなすようになる。また、ベース部40の第2主面41b側には、金型の凸部と相補形状をなす溝42が形成される。
次に、図7に示すように、硬化することによって光拡散部50の主部52をなすようになる硬化性材料と、光拡散部50の拡散成分54と、を含んだ未硬化で流動性を有する組成物を用いて、光拡散部50を作製する。硬化することによって光拡散部50の主部52をなすようになる硬化性材料として、電離放射線により硬化する特徴を有するウレタンアクリレート等の硬化性材料を用いることができる。まず、先に形成されたベース部40の第2主面41b上に組成物を供給する。その後、ベース部40の溝42の内部に、ドクターブレードを用いながら、組成物を充填しつつ、当該溝42外に溢出した余剰分の組成物を掻き取っていく。その後、溝42内の組成物に電離放射線を照射して組成物に含まれる硬化性材料を硬化させることにより、光拡散部50が形成される。
その後、ベース部40の第2主面41b側から、接着層34を介してカバー層36を積層する。例えば、樹脂フィルムからなるカバー層36の第1主面37a上に、未硬化で流動性を有するUV硬化型樹脂を塗布し、ベース部40の第2主面41bとUV硬化型樹脂が対面するようにしてベース部40及び光拡散部50上にカバー層36を積層する。その後、例えばカバー層36側から紫外線を照射してUV硬化型樹脂を硬化させる。これにより、UV硬化型樹脂から形成された接着層34を介して、ベース部40及び光拡散部50と、カバー層36とが接合される。以上のようにして、図5に示された導光板30が製造される。
次に、以上のような構成からなる表示装置10の作用について説明する。図1は、光源20が発光していない状態における表示装置10を示しており、図2は、光源20が発光した状態における表示装置10を示している。
液晶表示パネル12,14が、ノーマリーホワイト型の液晶表示パネルである場合、液晶層に電界が印加されない状態において、液晶表示パネル12,14の光透過率は最大となる。図1に示すように、光源20が発光しておらず液晶表示パネル12,14の光透過率が比較的大きい場合、例えば、光源20が発光しておらず、且つ、液晶表示パネル12,14に映像が表示されておらず液晶表示パネル12,14の光透過率が全面にわたって最大となっている場合、表示装置10の第1表示面11a側から表示装置10に入射した外光L1は、第1液晶表示パネル12、第1反射型偏光板16、導光板30、第2反射型偏光板17、第2液晶表示パネル14の順に透過する。これにより、表示装置10を第2表示面11b側から観察している観察者は、表示装置10を介して表示装置10の第1表示面11a側を透視することができる。また、表示装置10の第2表示面11b側から表示装置10に入射した外光L2は、第2液晶表示パネル14、第2反射型偏光板17、導光板30、第1反射型偏光板16、第1液晶表示パネル12の順に透過する。これにより、表示装置10を第1表示面11a側から観察している観察者は、表示装置10を介して表示装置10の第2表示面11b側を透視することができる。
また、図1に示した例において、光源が発光しておらず液晶表示パネル12,14の少なくとも一方に映像が表示されている場合には、表示装置10を第2表示面11b側から観察している観察者は、表示装置10の第1表示面11a側から表示装置10に入射した外光L1を液晶表示パネル12,14の照明光として、液晶表示パネル12,14の少なくとも一方に表示された映像を視認することができる。また、表示装置10を第1表示面11a側から観察している観察者は、表示装置10の第2表示面11b側から表示装置10に入射した外光L2を液晶表示パネル12,14の照明光として、液晶表示パネル12,14の少なくとも一方に表示された映像を視認することができる。
光源20が発光すると、図2に示すように、光源20をなす発光体22から出射した光は、導光板30の入光面31cを介し、導光板30内に入射する。導光板30をなす材料の屈折率が、通常、1.4〜1.6であることに起因して、屈折率が約1.0の空気層から導光板30内に入射した光L3〜L5の進行方向は、導光板30の入光面31cへの法線方向に対して、すなわち第1方向d1に対して大きく傾斜することはない。そして、導光板30へ入射した光L3〜L5の多くは、導光板30の第1主面31a及び第2主面31bにおいて、反射、とりわけ導光板30と導光板30に隣接する空気層との屈折率差に起因した全反射を繰り返し、導光板30の入光面31cと反対面31dとを結ぶ導光方向、とりわけ図示された例では第1方向d1へ進んでいく。
ただし、導光板30内には、第1方向d1に間隔をあけて光拡散部50が設けられている。光拡散部50は、ベース部40の溝42内に形成され、導光板30の法線方向ndに沿って延びている。したがって、導光板30内を進む光は、この光拡散部50に入射することもある。そして、図2に示すように、導光板30内を進む光は、光拡散部50に入射すると、光拡散部50での拡散機能によって進行方向を曲げられる。この結果、光拡散部50で拡散された光は、全反射臨界角度以下の角度で導光板30の第1主面31a又は第2主面31bに入射し、第1主面31a又は第2主面31bを介して導光板30から照明光として出射する。第1主面31aを介して導光板30から出射した照明光は、第1反射型偏光板16を介して第1液晶表示パネル12を背面から照明し、第2主面31bを介して導光板30から出射した照明光は、第2反射型偏光板17を介して第2液晶表示パネル14を背面から照明する。これにより、表示装置10の第1表示面11a側からは、第1液晶表示パネル12に表示された映像が視認され、表示装置10の第2表示面11b側からは、第2液晶表示パネル14に表示された映像が視認される。
ここで、光拡散部50は、導光方向である第1方向d1に配列されている。したがって、導光板30内を進行する光は、導光方向に沿った各区域において、光拡散部50に入射する。このため、導光板30内を進んでいる光は、導光方向に沿った各区域において、導光板30から出射するようになる。とりわけ上述したように光拡散部50の寸法S2が調節されている場合には、導光方向に沿って光源に近接する側での出射光量が多くなり且つ導光方向に沿って光源から離れた側での出射光量が少なくなるといった傾向を効果的に解消し、導光方向に沿った各位置からの出射光量の分布を効果的に均一化することができる。より具体的には、少なくとも一つの光拡散部50の寸法S2が、当該一つの光拡散部50よりも第1方向d1において光源側に位置する少なくとも一つの他の光拡散部50の高さよりも大きい場合、より好ましくは、任意の一つの光拡散部50の寸法S2が、当該一つの光拡散部50よりも第1方向d1において光源側に位置する他の光拡散部50の寸法S2以上又は他の光拡散部50の寸法S2よりも大きい場合、導光方向に沿った各位置からの出射光量の分布を効果的に均一化することが可能となる。
また、本実施の形態の表示装置10は、導光板30と各液晶表示パネル12,14との間に配置された反射型偏光板16,17を有している。反射型偏光板16,17は、その透過軸と平行な方向の偏光成分を透過させ、その透過軸に直交する反射軸と平行な方向の偏光成分を反射する。図2に示された例では、導光板30の主面31a,31bから出射した照明光のうち、反射型偏光板16,17の透過軸と平行な方向の偏光成分は、当該反射型偏光板16,17を透過して液晶表示パネル12,14を照明する。一方、導光板30の主面31a,31bから出射した照明光のうち、反射型偏光板16,17の反射軸と平行な方向の偏光成分は、当該反射型偏光板16,17により反射されて導光板30へ向かい、照明光として再利用される。これにより、導光板30から出射し液晶表示パネル12,14で有効に利用され得ない偏光成分の光が、当該液晶表示パネル12,14へ入射して偏光板で吸収されてしまうことを防止することができる。したがって、光源光の利用効率を向上させて、輝度特性を改善することができる。
一例として、第1液晶表示パネル12は、導光板30から出射した光のうち一方の偏光成分の光を照明光として利用可能であり、第2液晶表示パネル14は、導光板30から出射した光のうち前記一方と直交する他方の偏光成分の光を照明光として利用可能であるものとすることができる。この場合、第1反射型偏光板16は、導光板30から出射した光のうち一方の偏光成分の光は透過し、他方の偏光成分の光は反射するように構成し、第2反射型偏光板17は、導光板30から出射した光のうち他方の偏光成分の光は透過し、一方の偏光成分の光は反射するように構成する。表示装置10をこのように構成することにより、光源20から導光板30に入射し光拡散部50でその進行方向を曲げられ第1主面31aから出射した光のうちの一方の偏光成分の光は、第1反射型偏光板16を透過し、第1液晶表示パネル12で照明光として利用される。また、光源20から導光板30に入射し光拡散部50でその進行方向を曲げられ第2主面31bから出射した光のうちの一方の偏光成分の光は、第2反射型偏光板17で反射されて再度導光板30に入射し、第1主面31aから出射して第1反射型偏光板16を透過し、第1液晶表示パネル12で照明光として利用される。一方、光源20から導光板30に入射し光拡散部50でその進行方向を曲げられ第2主面31bから出射した光のうちの他方の偏光成分の光は、第2反射型偏光板17を透過し、第2液晶表示パネル14で照明光として利用される。また、光源20から導光板30に入射し光拡散部50でその進行方向を曲げられ第1主面31aから出射した光のうちの他方の偏光成分の光は、第1反射型偏光板16で反射されて再度導光板30に入射し、第2主面31bから出射して第2反射型偏光板17を透過し、第2液晶表示パネル14で照明光として利用される。すなわち、第1液晶表示パネル12は、導光板30の第1主面31aから出射した一方の偏光成分の光だけでなく、第2主面31bから出射した一方の偏光成分の光も照明光として利用することができる。また、第2液晶表示パネル14は、導光板30の第2主面31bから出射した他方の偏光成分の光だけでなく、第1主面31aから出射した他方の偏光成分の光も照明光として利用することができる。これにより、光源光の利用効率を効果的に向上させることができる。
本実施の形態の表示装置10は、一対の主面31a,31bを有する導光板30と、導光板30と対向して配置された透過型液晶表示パネル12,14とを備え、導光板30は、導光板30の板面に沿った第1方向d1に配列された複数の光拡散部50を有し、各光拡散部50の導光板30の法線方向に沿った寸法S2は、当該光拡散部50の第1方向d1に沿った寸法S1よりも大きく、導光板30の透過ヘイズ値は10以下であり、導光板30の一対の主面31a,31bは、それぞれ平坦であり且つ互いに平行をなしている。
このような表示装置10によれば、各光拡散部50の導光板30の法線方向に沿った寸法S2は、当該光拡散部50の第1方向d1に沿った寸法S1よりも大きい、言い換えると、光拡散部50の第1方向d1に沿った寸法S1は、光拡散部50の導光板30の法線方向に沿った寸法S2よりも小さいので、導光板30から光を取り出すための取出要素として機能する光拡散部50を目立たなくさせることができる。したがって、導光板30から光を取り出すための取出要素が感知されることによって表示装置10の透視性が損なわれることを回避することができる。また、導光板30の透過ヘイズ値は10以下となっているので、導光板30を透過する光が導光板30で拡散することを抑制することができ、これにより、表示装置10の透視性を向上させることができる。さらに、導光板30の一対の主面31a,31bは、それぞれ平坦であり且つ互いに平行をなしているので、導光板30と空気層との屈折率差に起因して、表示装置10を介して視認される像がゆがむことが抑制され、これにより、表示装置10の透視性を向上させることができる。したがって、このような表示装置10によれば、光源20が発光しておらず透過型液晶表示パネル12,14の光透過率が比較的大きい場合における、表示装置10を介した透視性を効果的に向上させることができる。さらに、このような表示装置10によれば、意外性のある表示やアイキャッチ性の高い表示等の意匠性の高い表示を行うことが可能となる。
本実施の形態の表示装置10は、各光拡散部50の導光板30の法線方向に沿った寸法S2は一定でない。
また、本実施の形態の表示装置10は、少なくとも一つの光拡散部50の導光板30の法線方向に沿った寸法S2は、当該一つの光拡散部50よりも第1方向d1において一側に位置する少なくとも一つの他の光拡散部50の導光板30の法線方向に沿った寸法S2よりも大きい。
また、本実施の形態の表示装置10は、一つの光拡散部50の導光板30の法線方向に沿った寸法S2は、当該一つの光拡散部50よりも第1方向d1において一側に位置する他の光拡散部50の導光板30の法線方向に沿った寸法S2以上である。
このような表示装置10によれば、光を取り出すための取出要素となる光拡散部50の導光板30の法線方向に沿った寸法S2を調整することにより、導光板30からの出射光量の導光方向(第1方向)d1に沿った分布を制御することができる。そして、法線方向ndから導光板30を観察した場合、光拡散部50間での寸法S2の変化は感知され難い。また、光拡散部50の第1方向d1に沿った寸法S1や、第1方向d1に隣り合う二つの光拡散部50の離間間隔dを、出射光量分布の制御に利用しなくてもよい。このため、光拡散部50の寸法S1や離間間隔dを、導光板30内において一定にすることも可能である。この場合、図4に示すように、導光板30の法線方向ndに沿った光拡散部50の投影面積は各光拡散部50間で互いに同一となり、複数の光拡散部50の間での構成の相違は、ほとんど感知することができない。したがって、このような表示装置10によれば、導光方向に沿った出射光量の分布を高い自由度で制御しつつ、表示装置10の透視性の低下を効果的に抑制することができる。
本実施の形態の表示装置10において、導光板30は、一対の主面41a,41bを有するベース部40を備え、ベース部40は、一対の主面41a,41bのうちの一方の主面41bに第1方向d1に間隔をあけて形成された複数の溝42を有し、光拡散部50は、溝42内に設けられている。
また、本実施の形態の表示装置10において、各光拡散部50は、第1方向d1と非平行な方向に線状に延びている。
このような表示装置10によれば、硬化することによって光拡散部50の主部52をなすようになる硬化性材料と、光拡散部50の拡散成分54と、を含んだ未硬化で流動性を有する組成物を、線状に延びた複数の溝42の長手方向に沿ってドクターブレードを移動させながら当該複数の溝42に充填し、当該組成物に含まれる硬化性材料を硬化させることにより、各光拡散部50を形成することができる。したがって、簡便な方法で各光拡散部50を形成することができる。
本実施の形態の表示装置10において、透過型液晶表示パネル12,14は、液晶層を含み、透過型液晶表示パネル12,14の光透過率は、液晶層に印加される電界の強度に応じて変化し、当該液晶層に電界が印加されない状態において最大となる。
このような表示装置10によれば、表示装置10が高い透視性を有している状態、すなわち、光源20が発光しておらず透過型液晶表示パネル12,14の光透過率が比較的大きい状態における、表示装置10の電力消費量を削減することができる。したがって、表示装置10の省エネルギー化を図ることができる。
本実施の形態の表示装置10は、2枚の透過型液晶表示パネル12,14を有し、2枚の透過型液晶表示パネル12,14のうちの一方の透過型液晶表示パネル12は、導光板30の一対の主面31a,31bのうちの一方の主面31aに対向して配置され、2枚の透過型液晶表示パネル12,14のうちの他方の透過型液晶表示パネル14は、導光板30の一対の主面31a,31bのうちの他方の主面31bに対向して配置されている。
このような表示装置10によれば、光源20が発光している際には、表示装置10を両面表示型の表示装置とすることができ、光源20が発光しておらず液晶表示パネル12,14の光透過率が比較的大きい場合には、表示装置10を介した透視性を向上させることができる。また、光源が発光しておらず液晶表示パネル12,14の少なくとも一方に映像が表示されている場合には、表示装置10に入射した外光L1,L2を液晶表示パネル12,14の照明光として、液晶表示パネル12,14の少なくとも一方に表示された映像を視認可能とすることができる。一例として、一方の透過型液晶表示パネル12と他方の透過型液晶表示パネル14とに異なる映像を表示しておくと、観察者は、一方の透過型液晶表示パネル12に表示された映像と他方の透過型液晶表示パネル14に表示された映像とを重ねて視認することができ、さらに意外性のある表示やアイキャッチ性の高い表示を行うことが可能となる。
また、上述した本実施の形態に対して様々な変更を加えることが可能である。
上述の実施の形態では、2枚の透過型液晶表示パネル12,14を有し、両面表示型の表示装置として構成された表示装置10を示したが、これに限られず、表示装置10は、1枚の透過型液晶表示パネルのみを有し、片面表示型の表示装置として構成されてもよい。