JPH10123507A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 透過型液晶パネルを用いた液晶表示装置にお
いて、様々な方向から入射する光の進行方向を変化させ
て液晶パネルに対する光の透過量を多くする。 【解決手段】 枠体１の前面に液晶パネル２が設けてあ
り、他面に設けられた採光窓部１ａには拡散部材３が嵌
め込んである。枠体の内部には反射板４が傾斜状に設け
てあり、採光窓部から進入した光が反射して液晶パネル
２に入射するようにしてある。拡散部材３の内側には、
マイクロプリズムとして作用する光路変更手段５が設け
てあり、入射した光線のメインの進行方向を変化させて
一方向に実質的に集光する。この変化された方向の光線
は、反射板４により反射されて液晶パネルにまっすぐ入
射する。こうして、液晶パネルの光線透過量が増加す
る。光路変更手段は拡散部材の内側に突条５ａを設けて
ある。あるいは内側を区画して、隣接する区画ごとに突
条の方向が異なるようにしたもの、または角錐状や円錐
状の突起を有するものなどが採用できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の技術分野】本発明は透過型液晶パネルを用いて
情報等の表示を行なう液晶表示装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】透過型液晶パネルを用いて情報等の表示
を行なう場合には、液晶パネルの背後から前方に向けて
光を照射する必要がある。光の照射としては、液晶パネ
ルの背後に照明手段を用いるようにしたものもあるが、
省電力のために室内の照明等の光を採り込んで、画面を
明るくするようにした液晶表示装置が用いられている。

【０００３】図６は、上記した液晶表示装置の概略図を
示すもので、角形断面の枠体６１の前面に透過型液晶パ
ネル６２を設け、枠体の他の面、図示の例では上面に設
けた採光窓部６１ａに乳白アクリル板等の拡散板６３を
嵌め込んである。枠体６１の内部には採光窓部６１ａか
ら内部に進入した光線を反射させて液晶パネルを明るく
する反射板６４を備えている。

【０００４】本装置は、室内灯の光線を採光窓部６１ａ
から採り入れ、反射板６４で反射させることにより、液
晶パネル６２の後方から前方に向けて光線を通過させる
ことにより、液晶パネルの表示面を明るくするようにし
たものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来技術の液
晶表示装置は、採光用の光源が常に反射板６４を介して
大部分の光が液晶パネル６２に向かって照射されるよう
になっていれば問題はない。例えば図７に示すように反
射板６４が水平と４５°に傾斜するように設けてあり、
光源が採光窓部６１ａの真上方向になるように設けてあ
れば、光源から発せられた光線は同図（ａ）のように拡
散板６３を透過した光のメイン光線が反射板６４で大部
分直角方向に反射して、メインの反射光が液晶パネル６
２に効率的に照射することが可能である。しかし、実際
にはこのような場合は少なく、多くの場合には光源が反
射光のメイン光線を液晶パネル以外の方向に反射させる
ような位置にある。したがってこのような場合には、光
源が例えば同図（ｂ）に示すような光路に偏重された光
となるため、メインの光線が液晶パネル以外の場所を照
射してしまい液晶パネルをあまり明るくすることができ
ず、液晶パネル画面が暗くなる問題がある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の問題を解決するた
めに本発明の液晶表示装置は、光路変更手段の採用によ
り光源の位置に拘束されず、常に室内灯等の光源を利用
して液晶パネルの表示面を明るくするようにしてある。

【０００７】光路変更手段は、具体的には、枠体に設け
てある採光窓部を介して様々な方向から入射した光線の
進行方向を変化させて所定の方向に実質的に集光するこ
とにより、透過型液晶パネルの光線透過量を増加させる
ものである。

【０００８】光路変更手段の例としては、採光窓部に取
り付けてある拡散部材の内側に複数の突条を平行に設け
ることによって、異なる方向から入射する光線を反射を
介して実質的に液晶パネルに照射するようにしたものが
ある。

【０００９】また、他の手段では、光路変更手段は、採
光窓部に設ける拡散部材の内側を突条がそれぞれ設けら
れた複数の区画に分けたものとし、隣接するこれらの区
画において突条が互いに異なる方向となるように配置す
ることにより、液晶パネルの表示特性の向上を図ってあ
る。

【００１０】さらに別の手段では、この光路変更手段を
上記した拡散部材の内側に、角錐状または円錐状の突起
を多数設けることによって液晶パネルの表示特性向上を
図ってある。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の液晶表示装置は、枠体の
前面に設けてある透過型液晶パネルと、枠体の他の面に
設けられた採光窓部と、この採光窓部を介して様々な方
向から入射した光線の進行方向を変化させて所定の方向
に実質的に集光することにより、液晶パネルの光線透過
量を増加させる光路変更手段とを有する。枠体内部には
採光窓部及び光路変更手段を通過した光線を反射する反
射板が備わっており、光路変更手段が光線の進行方向を
変化させることにより、反射板による反射光が透過型液
晶パネルに入射するように光線の反射板への入射角度が
変化する。

【００１２】光路変更手段は、拡散部材の内側に複数の
突条を平行に設ることにより光線の進行方向を変更させ
るようにすることが望ましい。

【００１３】また、光路変更手段は、拡散部材の内側を
突条がそれぞれ設けられた複数の区画に分け、隣接する
区画において上記した突条が互いに異なる方向を向くよ
うにしてもよい。

【００１４】さらに、光路変更手段は、拡散部材の内側
に角錐状または円錐状の突起を多数設け、様々な方向か
ら入射した光線がこれを透過することにより光線が液晶
パネルに入射するようにしてもよい。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１（ａ）は本実施例の横断面の形状を示
すもので、外観上は既述した従来技術と同様の構成とな
っている。すなわち、角形断面の枠体１の前面に透過型
液晶パネル２が嵌め込んであり、上面に設けられた採光
窓部１ａには乳白アクリル板等の拡散板からなる拡散部
材３が嵌め込んである。枠体１の内部には採光窓部１ａ
から採り入れた光を液晶パネル２の後方へ導くための光
沢紙等からなる反射板４が斜めに取り付けてある。

【００１６】液晶パネル２は周知技術の透過型液晶パネ
ルであり、図示しない制御手段によって文字・数字など
の情報等の表示が制御され、液晶パネルの後方から前方
に向けて光を透過させることにより、前方から情報等を
視認可能なものである。

【００１７】拡散部材３の背面に設けてある光路変更手
段５は、採光窓部２ａを介して様々な方向から入射した
光線の進行方向を変化させて所定の方向に実質的に集光
することにより、液晶パネル２への光線透過量を増加さ
せるためのものである。この光路変更手段５はマイクロ
プリズムとして作用し、採光窓部１ａから採光された光
線が拡散部材３を透過した後に、メインの進行方向が変
化して、反射板４による反射光が可及的に液晶パネル２
に入射するような反射板の入射角度となるように、拡散
板の背面に加工を施したものである。採光窓部１ａから
採光された光線は拡散部材３によって拡散されるが、入
射方向に偏った分布となる。すなわちこの入射方向がメ
インの光線の方向となる。光路変更手段５は、このメイ
ンの光線の方向が変化するようにしたものであり、本明
細書中の説明において、光の進行方向とはこのメインの
光線の方向を示すものである。

【００１８】変路変更手段５の例としては次のようなも
のを挙げることができる。その第１例は、図１（ｂ），
（ｃ）に示すように、拡散部材３の内側（拡散板の背
面）に断面が三角形の突条５ａ…を複数個平行に設けた
ものを採用している。突条５ａは透明部材３の内側の全
面に形成してあり、三角形の斜面によって光線の進行方
向を変化させるようにしたものである。

【００１９】図２は光路変更手段によって光線のメイン
の進行方向が変化する状態を模式的に示したもので、
（ａ）は光源が採光窓部１ａの真上にあるため、光線が
直進して反射板４に入射し、ここで反射して、反射光が
液晶パネル２に入射する状態を示している。これに対
し、（ｂ）は光源が採光窓部１ａの真上ではない位置に
存在する場合の例を示したもので、斜め方向から拡散部
材３に入射した光線は従来技術においてはその大部分が
入射方向のままで反射板４に入射していたものが、本発
明においては、光路変更手段５によって光線の進行方向
が変化させられて反射板に入射してその反射光が液晶パ
ネル２に入射している。もちろん採光窓部１ａから採り
入れられた光のすべてが液晶パネル２に入射するもので
はないが、光源がどこにあってもある程度の光量が必ず
液晶パネルに入射可能となるため、前方から液晶パネル
に表示される情報を読み取ることが可能である。

【００２０】第１例では、光路変更手段５として突条５
ａを透明部材の内側の全面に設けたものを採用している
が、これは加工コストの低減に主眼をおいたもので、そ
の反面、光源の位置によっては液晶パネルへの入射光量
にばらつきが生じることがあり得る。そこで、第２例と
して図３に示すように、拡散部材５を複数の区画に分
け、隣接する区画ごとに突条１５ａ…の方向が互いに異
なるように形成した光路変更手段１５を拡散部材の内側
に配設してある。これにより各区画ごとに反射板への入
射角が異なるため、区画ごとに異なる方向に光線の進行
方向を変化させ、光源の位置の変化による液晶パネルの
光線透過量のばらつきを少なくすることを可能にしたも
のである。

【００２１】図４は、第３例として液晶パネルの光線透
過量のばらつきをさらに少なくするために、上記の区画
を細分化して格子状（マトリクス状）に配置したものを
示している。すなわち、格子状の各区画ごとに突条２５
ａの方向が異なるように形成した光路変更手段２５を、
光線の透過量のばらつきを少なくするように拡散部材の
内側に配置してある。

【００２２】また、光路変更手段は、上記した突条の
他、角錐状または円錐状の突起を多設並設したものとす
ることによっても、その目的を達成することができる。
図５は、第４例として四角錐状の突起（ピラミッド形
状）３５ａ…を多設並設した光路変更手段３５を拡散部
材３の内側に配設した例を示したもので、光源の位置に
よる液晶パネルの光線透過量ばらつきが極めて小さいも
のとすることができるところに特徴を有するものであ
る。

【００２３】なお、光路変更手段と拡散板とは、一体形
成しても、それぞれ個別に形成し組み合わせて設置して
もよい。

【００２４】

【発明の効果】本発明は、光路変更手段を備えることに
より、採光窓部を介して様々な方向から入射した光の進
行方向を変化させて所定の方向に実質的に集光すること
により透過型液晶パネルの光線透過量を増加させるよう
にしてあるので、液晶表示装置の使用可能場所が制限さ
れず、常に液晶パネルに表示された情報等を読み取り容
易とすることができる。

【００２５】上記した採光窓部及び光路変更手段を通過
した光線は反射板によって進行方向を変えて液晶パネル
に入射するようにすると、光路変更手段は、あらゆる方
向から入射する光を反射板が液晶パネルに反射光を入射
しやすいように光の進行方向を変えることができる。

【００２６】さらに光路変更手段として種々の突条や突
起の採用すると、採光窓部から入射した様々な方向から
の光を反射板に集中させることができるので、それだけ
液晶パネルの光の透過量を多くすることが可能となり、
液晶パネルの画面を明るくすることができるようにな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液晶表示装置の要部の構成を示すもの
で、（ａ）は断面図、（ｂ）は透明部材及び光路変更手
段の一例を示す拡大断面図、（ｃ）は反射板を省略した
図（ａ）Ａ−Ａ線の断面図である。

【図２】本発明における光の進光方向を示す説明図であ
る。

【図３】光路変更手段の第２例を示す断面図である。

【図４】光路変更手段の第３例を示す断面図である。

【図５】光路変更手段の第４例を示す斜視図である。

【図６】従来技術の液晶表示装置の断面図である。

【図７】従来技術における光の進行方向を示す説明図で
ある。

【符号の説明】

１ 枠体 １ａ 採光窓部 ２ 液晶パネル ３ 拡散部材 ４ 反射板 ５，１５，２５，３５ 光路変更手段 ５ａ，１５ａ，２５ａ 突条 ５ｂ，５ｃ 区画 ３５ａ 突起

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 枠体の前面に設けてある透過型液晶パネ
   ルと、上記枠体の他の面に設けられた採光窓部と、上記
   採光窓部を介して様々な方向から入射した光線の進行方
   向を変化させて所定の方向に実質的に集光することによ
   り、上記透過型液晶パネルの光線透過量を増加させる光
   路変更手段とを有することを特徴とする液晶表示装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、上記枠体内部には、
   上記採光窓部及び上記光路変更手段を通過した上記光線
   を反射する反射板を有し、上記光路変更手段が上記光線
   の進行方向を変化させることにより、上記反射板による
   反射光が上記透過型液晶パネルに入射するように上記光
   線の上記反射板への入射角度が変化することを特徴とす
   る液晶表示装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２において、上記光路変
   更手段は、拡散部材の内側に複数の突条を平行に設けた
   ものであることを特徴とする液晶表示装置。
4. 【請求項４】 請求項１または２において、上記光路変
   更手段は、拡散部材の内側を突条がそれぞれ設けられた
   複数の区画に分け、隣接する上記区画において上記突条
   の方向が異なっていることを特徴とする液晶表示装置。
5. 【請求項５】 請求項１または２において、上記光路変
   更手段は、拡散部材の内側に角錐状または円錐状の突起
   が多数設けられたものであることを特徴とする液晶表示
   装置。