JPH10301103A - 車両用表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構造で外光による画面反射を減らす。 【解決手段】 液晶表示板１２の前面側の第１の直線偏
光板１２ｄと同じく前面側第１の透明電極板１２ａとの
間に１／４波長板１３を配置し、太陽などの外光Ｃ１を
第１の直線偏光板１２ｄによって直線偏光の光Ｃ２と
し、これを１／４波長板１３によって円偏光の光として
裏面反射させて、再び直線偏光板１４に背面から照射す
る。このときの光Ｃ３は第１の直線偏光板１２ｄの偏光
方位に対して直交する直交偏光の光であり、故に第１の
直線偏光板１２ｄによって遮断される。これにより液晶
表示板１２で形成した像の光Ｃ４のみを第１の直線偏光
板１２ｄに透過させ得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、自動車の各種機
能についての表示を行う車両用表示装置に関し、特に液
晶表示板を使用した車両用表示装置に係る。

【０００２】

【従来の技術】近年の技術発展に伴って、乗用車等の自
動車の分野においても技術上の様々な進展が見られる。
特に、エレクトロニクス技術の発展は目覚ましいものが
あり、これに伴い車両の諸制御系の構成も複雑になって
いる。そして、これら諸制御系の操作は運転席前のイン
ストゥルメント・パネルにおいて行われることが多い。
通常では、このインストゥルメント・パネルには、各種
操作ボタンの他、一般に制御系の各種設定等を表示する
表示パネルが含められている。

【０００３】この表示パネルには、例えばスピードメー
タ（速度計）、フュエルゲージ（燃料計）及びテンパラ
チャーゲージ（水温計）等の各種メータ・ゲージ類や、
チャージウォーニングランプ（充電警告灯）及びブレー
キウォーニングランプ（ブレーキ警告灯）等の各種ウォ
ーニングランプ類等が設けられている他、車種や車格
（グレード）によっては、アンチロックブレーキシステ
ム（ＡＢＳ）が作動中であることを示すＡＢＳオン表示
やエアバッグ（ＳＲＳ）装備中であることを示すＳＲＳ
表示等の制御系表示が設けられたものがあり、これらの
機能に関連した複雑な制御を適正に実行するためにも、
表示パネルの視認性を確保することは大変重要となって
いる。

【０００４】なお、上述した車両用の表示パネルとして
は、一般に、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）や蛍光表示管
（ＶＦＤ）、及びブラウン管などを使用している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、例えば朝日
や夕日等のように太陽が低い場合等には、外部の強い光
が窓から車内に差込まれることがあり、このような外光
が表示パネルの表面で反射して、その反射光がディスプ
レイを見ている人間の目に届いたときは、表示パネルの
像と反射光とが重なってしまい、表示が見づらくなる。

【０００６】しかしながら、車両用の表示パネルの場
合、一般に運転者が自らイグニションパネルを操作する
ことが多く、したがって運転の合間に表示パネルを一瞬
で視認する必要のある場合が多い。このような場合に、
外光が表示パネルに写り込んでしまうと、表示内容をは
っきりと確認できなくなり、安全性を損なうことになっ
てしまう。かかる事態を防止すべく、外部光の反射を低
減する手法としては、アンチグレア（防眩）フィルム
（第１従来技術）やアンチリフレクション（無反射）フ
ィルム（第２従来技術）などが存在する。

【０００７】図５に、第１従来技術としてのアンチグレ
アフィルムの動作原理を示す。このアンチグレアフィル
ム１は、表示パネルとしての液晶表示板２の表面側に配
置され、特に表面が磨りガラス状に細かい凹凸面３とさ
れたものである。この第１従来技術において、太陽光等
の外光Ｃ１が照射された場合、かかる外光はアンチグレ
アフィルム１の凹凸面３で反射されるが、このときの反
射光は凹凸面３で散乱（乱反射）するため、操作者の目
に届くときにはぼやけた像となる。その結果、このぼや
けた反射光と液晶表示板２の表示像との識別が容易にな
る。

【０００８】しかしながら、この第１従来技術では、反
射光が散乱して画面全体が白っぽく光ってしまうといっ
た欠点があった。

【０００９】また、第２従来技術としてのアンチリフレ
クションフィルムは、図６の符号４に示すように、例え
ば製品として完成された液晶表示板２の表示面に貼付さ
れる透明膜であって、内部の進行光を往復させて半波長
分だけ進行させ、表面で反射した光と内部を往復して出
射された光との位相を反転させることで、光の干渉によ
り反射光を打消すものであるが、望むような十分な効果
を得ることができなかった。

【００１０】そこで、この発明の課題は、液晶表示板を
用いた車両用表示装置であって、簡単な構造で外光によ
る画面反射を確実に低減できる車両用表示装置を提供す
ることにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく、
請求項１に記載の発明は、互いに平行に配置された二枚
の透明電極板の間に液晶層を形成してなり、画素単位毎
に分子配列に捻れを生じせしめる表示制御手段と、前記
表示制御手段の表面側に配置され、所定の１方位に振動
する光のみを透過する第１の直線偏光板と、周囲の外光
の中心波長に対して四分の一の厚さ寸法に設定されて前
記表示制御手段と前記第１の直線偏光板間に介装される
１／４波長板と、前記表示制御手段の背面側に配置さ
れ、第１の直線偏光板の偏光方位と直交方向または同方
向の１方位に振動する光のみを透過する第２の直線偏光
板と、前記第２の直線偏光板の背面側に配置される背面
発光部とを備えるものである。

【００１２】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の前記第１の直線偏光板の背面に、背面側からの光を表
面側へ透過させるとともに表面側からの光を反射する一
方向透過鏡が形成されたものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】

｛基本原理｝図１はこの発明の基本原理の車両用表示装
置を示す図である。図１の如く、この車両用表示装置
（表示パネル）は、車両室１１内の運転席前のインスト
ゥルメント・パネル中にあって、例えばスピードメータ
（速度計）等の各種メータ・ゲージ類や、チャージウォ
ーニングランプ（充電警告灯）等の各種ウォーニングラ
ンプ類の表示及びＡＢＳオン表示等の制御系の表示等を
行う表示部１２と、この表示部１２の表側に配置された
１／４波長板１３と、さらに１／４波長板１３の表側に
配された直線偏光板１４とを備えたものである。

【００１４】表示部１２は、液晶ディスプレイ（ＬＣ
Ｄ）、蛍光表示管（ＶＦＤ）またはブラウン管等の一般
的なものが使用されており、車両本体の制御装置（図示
せず）の諸機能動作及び所定のセンサからの信号に基づ
いて予め定められた警告マーク等の像を所定の表示面１
５に表示する表示制御手段として機能する。

【００１５】１／４波長板１３は、任意の整数をｎ、太
陽光等の外光の平均波長をλとして、厚さが（ｎ・λ＋
λ／４）に設定された透明ガラス板が使用されており、
その固体結晶方位は直線偏光板１４の偏光方位に対して
例えば４５度傾いて形成され、これにより直線偏光板１
４側から与えられた直線偏光の光を互いに直交する２成
分（常光線及び異常光線）に分解し、これらの２成分の
光を進行とともに位相させることで円偏光の光にするよ
うに構成されている。

【００１６】直線偏光板１４は、例えば、所定のガラス
基板上にローラ転写法などで配向膜を印刷し、その後
に、一定の硬さをもった布等で擦りこんで一定方向の微
細な筋（溝）を付けたものが使用される。

【００１７】以上の基本原理に関して、車両用表示装置
の基本的動作を説明する。まず、図２の如く、太陽光等
の自然光が外光として照射された場合において、便宜上
１／４波長板１３や直線偏光板１４の法線方向（ｚ方
向）に入射する光Ｃ１を考える。この自然光Ｃ１は、振
動方位が全く不規則な光であるが、直線偏光板１４を通
過することによって、図３で示す疑似ベクトルＣ２（太
矢印）のようにｙ方向に直線偏光された振動波の光とな
る。このベクトルＣ２は、１／４波長板１３の固体結晶
方位に従って同位相のα成分の常光線とβ成分の異常光
線とに分けて考えることができる。

【００１８】この直線偏光の光Ｃ２が１／４波長板１３
内に表面１３ａ側から進入する。ここで、１／４波長板
１３の内部では光のα成分とβ成分の速度が異なってお
り、故に両者の位相が徐々にずれてくる。そして、１／
４波長板１３内部の光が裏面１３ｂで反射して再び表面
１３ａを通過するときには、上記二成分の位相差が半波
長になり、出射光Ｃ３の振動方位は入射光Ｃ２の振動方
位に対して直角（ｘ方向）な偏波面（ベクトルＣ３）を
持つ直線偏光の光Ｃ３となり、この直線偏光の光Ｃ３は
偏光方位がｙ方向のみである直線偏光板１４によって遮
断されるため、観測者の目に入ることはない。

【００１９】一方、表示部１２の表示面１５に表示され
た像を表示する光Ｃ４は、１／４波長板１３を通過した
後、ｙ方向の直線偏光成分のみが取出されて観測者に向
けて出射されるため、表側から視認することができる。

【００２０】このように、直線偏光板１４と１／４波長
板１３とを重ねて使用するといった簡単な構成だけで、
外光の反射光を大幅に除去できるため、アンチグレアフ
ィルムやアンチリフレクションフィルムを使用していた
従来例に比べて、車室内でのパネルの視認性を飛躍的に
向上できる。

【００２１】｛一の実施形態｝図４はこの発明の最も好
ましい一の実施形態の車両用表示装置を示す図である。
なお、図４では先に説明した基本原理中の要素と同様の
機能を有する要素については同一符号を付している。こ
の車両用表示装置（表示パネル）は、表示部１２として
液晶表示板を使用しており、この液晶表示板１２への外
光の写り込みを低減しようとするものである。

【００２２】ここで、一般的な液晶表示板１２は、互い
に平行に配置された二枚の透明電極板１２ａ，１２ｂの
間にネマチックまたはスメクチックの液晶層１２ｃ（表
示制御手段）を形成した後、透明電極板１２ａ，１２ｂ
の両側にそれぞれ直線偏光板１２ｄ，１２ｅを配置した
ものであるが、この実施形態では、特に表側の第１の直
線偏光板１２ｄと同じく表側の第１の透明電極板１２ａ
との間に１／４波長板１３を介装している。この第１の
直線偏光板１２ｄと１／４波長板１３との配置関係は、
先に説明した基本原理（図１及び図２）における直線偏
光板１４と１／４波長板１３との関係と同じものとなっ
ており、言い換えれば、第１の直線偏光板１２ｄを先に
説明した基本原理で説明した直線偏光板１４として兼用
していることになる。

【００２３】ここで、１／４波長板１３の裏面１３ｂ
は、一定の透過性を有する所定の金属膜と一定の透過性
を有する光沢性のない黒色膜とが貼り合わされた一方向
透過鏡が形成されており、背面側からの進行光を透過す
ると同時に、表面側からの光の殆どを再び表面側へ反射
するようにされている。

【００２４】なお、図４中の符号１６は光源、符号１７
は光源１６からの光を表示面全体に拡散する磨りガラス
状の光拡散板１７をそれぞれ示しており、これらは直線
偏光板１２ｄ，１２ｅ、透明電極板１２ａ，１２ｂ及び
液晶層１２ｃ等に対して背後から光を照射する背面発光
部として機能する。

【００２５】また、ここで説明する表示部（液晶表示
板）１２としては、両直線偏光板１２ｄ，１２ｅの偏光
方位が互いに直交しているものを使用している。ただ
し、このような偏光方位の配列に代えて、偏光方位が全
く等しい二枚の直線偏光板を平行配置する構成としても
差支えない。この場合には上記の構成と比べて白黒反転
するが、画素制御を反転させて駆動させれば上記構成と
同じ画像を表示できる。

【００２６】上記のような車両用表示装置では、まず光
源１６が発光し、この光が光拡散板１７で拡散された
後、第２の直線偏光板１２ｅで水平方位（ｘ方向）に直
線偏光される。この直線偏光の光は、透明電極板１２ｂ
を通じて液晶層１２ｃに進入するが、透明電極板１２
ａ，１２ｂには所定の電圧が印可されて、画素単位でオ
ンオフ制御が行われており、これに応じて液晶層１２ｃ
では各画素単位毎に分子配列に捻れが生じ、鉛直方位
（ｙ方向）に直線偏光された光と水平方位（ｘ方向）に
直線偏光された光とが混在した状態になる。そして、こ
れらの光の束が第１の透明電極板１２ａ及び１／４波長
板１３を透過して第１の直線偏光板１２ｄに至ったと
き、水平方位（ｘ方向）に直線偏光された光は第１の直
線偏光板１２ｄにより遮断され、鉛直方位（ｙ方向）に
直線偏光それた光だけが第１の直線偏光板１２ｄを透過
する（符号Ｃ４）。このように、画素単位毎に明暗を制
御することで、所定の画像を表示できる。ただし、実際
には、光は１／４波長板１３を通過する間に４５度の角
度で円偏光するが、４５度の方位に偏光面を持つ光は鉛
直方位（ｙ方向）に成分を有していることになるため、
光量は若干減少するものの、第１の直線偏光板１２ｄで
視認することが可能である。なお、光量が不足する場合
は、光源１６の発光量を増大することで調整すればよ
い。

【００２７】一方、太陽光等の自然光Ｃ１が表側から第
１の直線偏光板１２ｄに照射されると、この光Ｃ１は第
１の直線偏光板１２ｄを通過することによって、鉛直方
位（ｙ方向）に直線偏光された振動波の光Ｃ２となる。
この直線偏光の光Ｃ２が１／４波長板１３内に表面１３
ａ側から進入する。そして、１／４波長板１３内部の光
が裏面１３ｂで反射して再び表面１３ａを通過するとき
には、出射光Ｃ３の振動方位は、先に説明した基本原理
で説明した理由により、入射光Ｃ２の振動方位に対して
直角（ｘ方向）な偏波面（ベクトルＣ３）を持つ直線偏
光の光Ｃ３となり、この直線偏光の光Ｃ３が、偏光方位
がｙ方向のみである第１の直線偏光板１２ｄによって遮
断されるため、観測者の目に入ることはない。これによ
り、太陽光等の外光の反射を飛躍的に抑えることができ
るようになり、車室内でのパネルの視認性を飛躍的に向
上できる。

【００２８】なお、表面側から１／４波長板１３に照射
された光の殆どは、１／４波長板１３の裏面１３ｂに形
成された一方向透過鏡によって反射され、上述のように
第１の直線偏光板１２ｄによって遮断されるため、１／
４波長板１３からさらに背面側に透過する光の量は極め
て少なく、したがって第１の透明電極板１２ａや光拡散
板１７での反射光が表示面に写り込む心配はほとんどな
い。

【００２９】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、表示制
御手段と第１の直線偏光板との間に１／４波長板を配置
しているので、太陽などの外光が第１の直線偏光板に入
射した場合に、第１の直線偏光板によって直線偏光の光
とし、これを１／４波長板によって円偏光の光として裏
面反射させ、第１の直線偏光板を通過する際には第１の
直線偏光板の偏光方位に対して直交する方向に変位させ
て遮断することができ、表示制御手段で形成した像のみ
を第１の直線偏光板に透過させることができる。

【００３０】また、第１の直線偏光板として、一般に液
晶表示装置中に用いられる前面偏光板を兼用しているの
で、液晶表示装置の表面側にさらなる直線偏光板と１／
４波長板とを配置する場合に比べて部品点数を低減でき
る。

【００３１】請求項２に記載の発明によれば、表面側か
ら第１の直線偏光板を透して１／４波長板に照射された
光は、１／４波長板の裏面に形成された一方向透過鏡に
よってその殆どが反射され、背面側に透過することはほ
とんどない。したがって、表示制御手段において外光が
写り込むのを防止できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の基本原理を示す概略図である。

【図２】この発明の基本原理を示す原理図である。

【図３】直線偏光の光を互いに直交する２成分に分解し
た原理図である。

【図４】この発明の一の実施形態の車両用表示装置を示
す原理図である。

【図５】第１従来技術の車両用表示装置を示す断面図で
ある。

【図６】第２従来技術の車両用表示装置を示す断面図で
ある。

【符号の説明】

１２ 表示部 １２ａ，１２ｂ 透明電極板 １２ｃ 液晶層 １２ｄ，１２ｅ 直線偏光板 １４ 直線偏光板 １５ 表示面 １６ 光源 １７ 光拡散板

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに平行に配置された二枚の透明電極
   板の間に液晶層を形成してなり、画素単位毎に分子配列
   に捻れを生じせしめる表示制御手段と、 前記表示制御手段の表面側に配置され、所定の１方位に
   振動する光のみを透過する第１の直線偏光板と、 前記第１の直線偏光板の偏光方位に対して傾いた結晶軸
   を有して前記表示制御手段と前記第１の直線偏光板の間
   に介装される１／４波長板と、 前記表示制御手段の背面側に配置され、第１の直線偏光
   板の偏光方位と直交方向または同方向の１方位に振動す
   る光のみを透過する第２の直線偏光板と、 前記第２の直線偏光板の背面側に配置される背面発光部
   とを備える車両用表示装置。
2. 【請求項２】 前記第１の直線偏光板の背面に、背面側
   からの光を表面側へ透過させるとともに表面側からの光
   を反射する一方向透過鏡が形成されたことを特徴とする
   請求項１に記載の車両用表示装置。