JP2007033908A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液晶表示パネルの表示品位を改善するとともに、液晶表示パネルの背後に配置された表示媒体の視認性を向上することが可能な液晶表示装置を提供することを目的とする。
【解決手段】可変表示する表示媒体１１０の前面側に配置され複数の表示画素が配置された有効表示部を備えた透過型の液晶表示パネル２と、液晶表示パネル２と表示媒体１１０との間に配置され液晶表示パネル２をその背面側から照明する面光源装置１５と、を備えた液晶表示装置であって、面光源装置１５は、光源２２と、表示媒体１１０と対向した開口部２１Ａを有するとともに光源２２から放射された放射光を液晶表示パネル２に向けて出射する導光体２１と、を備え、導光体２１は、開口部２１Ａを規定する端面２１Ｅの少なくとも一部に凹凸パターン２１Ｘ（粗面）を有することを特徴とする。
【選択図】 図３

Description

この発明は、液晶表示装置に係り、特に、透過型の液晶表示パネル及びこれを照明する面光源装置を備えた液晶表示装置に関する。

液晶表示装置は、軽量、薄型、低消費電力などの特徴を生かして、パーソナルコンピュータなどのＯＡ機器や情報端末機器などの表示装置として各種分野で利用されている。近年では、液晶表示装置は、スロットマシンなどの遊技機にも利用されている。遊技機用に搭載される液晶表示パネルは、例えばその筐体の正面に設けられている。

すなわち、液晶表示パネルの中央には、筐体の内部に収納した可変表示する表示媒体すなわち回転リールの絵柄に基づいた抽選結果を外部から目視可能とする透過部が形成されている。このような液晶表示パネルは、基本的には通常用途のものと同一構成である。液晶表示パネルと回転リールとの間に配置されたバックライトは、液晶表示パネルの透過部に対応して、略矩形状の開口部を有している（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００４−８７０５号公報

上述した構成の液晶表示装置において、バックライトは、略矩形状の開口部を有している。このため、このような液晶表示装置を搭載した遊技機を斜め方向から観察したとき、導光体の開口部を規定する端面から漏れ出た光が視認され、液晶表示パネルの表示品位、さらには回転リールの視認性の低下を招くおそれがある。

この発明は、上述した問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、液晶表示パネルの表示品位を改善するとともに、液晶表示パネルの背後に配置された表示媒体の視認性を向上することが可能な液晶表示装置を提供することにある。

この発明の態様による液晶表示装置は、
可変表示する表示媒体の前面側に配置され、複数の表示画素が配置された有効表示部を備えた透過型の液晶表示パネルと、
前記液晶表示パネルと前記表示媒体との間に配置され、前記液晶表示パネルをその背面側から照明する面光源装置と、を備えた液晶表示装置であって、
前記面光源装置は、光源と、
前記表示媒体と対向した開口部を有するとともに、前記光源から放射された放射光を前記液晶表示パネルに向けて出射する導光体と、を備え、
前記導光体は、前記開口部を規定する端面の少なくとも一部に粗面を有することを特徴とする。

この発明によれば、液晶表示パネルの表示品位を改善するとともに、液晶表示パネルの背後に配置された表示媒体の視認性を向上することが可能な液晶表示装置を提供することができる。

以下、この発明の一実施の形態に係る液晶表示装置、特に遊技機用に利用可能な液晶表示装置について図面を参照して説明する。

図１に示すように、液晶表示装置１は、略矩形平板状の透過型の液晶表示パネル２を備えている。この液晶表示パネル２は、一対の基板、すなわちアレイ基板３及び対向基板４と、これらの間に光変調層として保持された液晶層５と、によって構成されている。この液晶表示パネル２は、画像を表示する略矩形状の有効表示部６を備えている。この有効表示部６は、マトリクス状に配置された複数の表示画素ＰＸによって構成されている。

アレイ基板３は、有効表示部６において、表示画素ＰＸの行方向に沿って延在する複数の走査線Ｙ（１、２、３、…、ｍ）、表示画素ＰＸの列方向に沿って延在する複数の信号線Ｘ（１、２、３、…、ｎ）、これらの走査線Ｙと信号線Ｘとの交差部付近において表示画素ＰＸ毎に配置されたスイッチング素子７、スイッチング素子７に接続された画素電極８などを備えている。

スイッチング素子７は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）などで構成されている。このスイッチング素子７のゲート電極７Ｇは、対応する走査線Ｙに電気的に接続されている（あるいは走査線と一体に形成されている）。スイッチング素子７のドレイン電極７Ｄは、対応する信号線Ｘに電気的に接続されている（あるいは信号線と一体に形成されている）。スイッチング素子７のソース電極７Ｓは、対応する表示画素ＰＸの画素電極８に電気的に接続されている。

対向基板４は、有効表示部６において、全表示画素ＰＸに共通の対向電極９などを備えている。画素電極８及び対向電極９は、ＩＴＯ（インジウム・ティン・オキサイド）などの光透過性を有する導電材料によって形成されている。これらのアレイ基板３及び対向基板４は、画素電極８と対向電極９とを対向させた状態で配設され、これらの間にギャップを形成する。液晶層５は、アレイ基板３と対向基板４とのギャップに封止された液晶組成物によって形成されている。

また、液晶表示パネル２において、アレイ基板３の外面及び対向基板４の外面には、それぞれ液晶層５の特性に合わせて偏光方向を設定した一対の偏光板ＰＬ１及びＰＬ２が設けられている。

カラー表示タイプの液晶表示装置では、液晶表示パネル２は、複数種類の表示画素、例えば赤（Ｒ）を表示する赤色画素、緑（Ｇ）を表示する緑色画素、青（Ｂ）を表示する青色画素を有している。すなわち、赤色画素は、赤色の主波長の光を透過する赤色カラーフィルタを備えている。緑色画素は、緑色の主波長の光を透過する緑色カラーフィルタを備えている。青色画素は、青色の主波長の光を透過する青色カラーフィルタを備えている。これらカラーフィルタは、アレイ基板３または対向基板４の主面に配置される。

このような構成の液晶表示パネル２は、矩形枠状のベゼルカバー１１と面光源装置としてのバックライト１５との間に配置されている。すなわち、バックライト１５は、その表面を液晶表示パネル２の背面側（アレイ基板側）に対向させた状態で、液晶表示パネル２とともにベゼルカバー１１と一体化されており、液晶表示パネル２を背面側から照明する。

液晶表示パネル２に駆動信号を供給するドライバ回路１２は、フレキシブルなプリント配線基板１３を介して液晶表示パネル２における一側縁に電気的に接続されている。このドライバ回路１２は、プリント配線基板１３を湾曲させることにより、バックライト１５の裏面側に配置される。

図１乃至図３に示すように、バックライト１５は、光源部２０、導光体２１などを備えている。光源部２０は、光源としての冷陰極管２２及びランプリフレクタ２３を備えて構成されている。すなわち、冷陰極管２２は、略矩形状の導光体２１の辺に沿って延在する細長い円筒状の管状光源である。ランプリフレクタ２３は、冷陰極管２２から放射された放射光を導光体２１に向けて反射するものであり、冷陰極管２２の周囲を取り囲むように配置されている。

導光体２１は、光透過性を有するアクリル系樹脂やポリカーボネート系樹脂などの樹脂材料により形成されている。ここでは、導光体２１は、略矩形状に成型されている。この導光体２１は、液晶表示パネル２側に面した第１主面２１ｂと、この第１主面２１ｂに対向した第２主面２１ｄと、これら第１主面２１ｂと第２主面２１ｄとを接続する第１側面２１ａ及び第２側面２１ｃとを有している。

この実施の形態では、光源部２０は、導光体２１の一対の長辺２１Ｌに沿って配置されている。すなわち、冷陰極管２２は、導光体２１の長辺２１Ｌに沿った第１側面２１ａ及び第２側面２１ｃに対して略平行に対向するようにそれぞれ配置されている。つまり、導光体２１の第１側面２１ａ及び第２側面２１ｃは、冷陰極管２２からの放射光が入射する光入射面に相当する。

このような構成の導光体２１は、第１側面２１ａ及び第２側面２１ｃを介して入射した冷陰極管２２からの線状の放射光を伝搬し、第１主面２１ｂから出射可能である。つまり、導光体２１の第１主面２１ｂは、導光体２１の内部に入射した光を出射する出射面に相当する。

略矩形状の光学シート２４は、導光体２１の第１主面２１ｂを覆うように配置されている。この光学シート２４は、導光体２１の第１主面２１ｂから出射された出射光に対して所定の光学特性を付与するものであり、例えば、第１主面２１ｂからの出射光を集光する機能を有した集光シート、及び、第１主面２１ｂからの出射光を拡散する機能を有した拡散シートなどである。

また、略矩形状の光学シート２５は、導光体２１の第２主面２１ｄを覆うように配置されている。この光学シート２５は、光を反射する反射機能を有した反射シートである。すなわち、導光体２１に入射した冷陰極管２２からの放射光の一部は、第２主面２１ｄから漏れ出る。光学シート２５は、第２主面２１ｄから漏れ出た光を再び導光体２１に向けて反射するものである。
これらの光源部２０、導光体２１、光学シート２４及び２５は、略矩形状のフレーム３０に収容されている。

上述したような構成の液晶表示装置は、以下のように動作する。すなわち、一対の光源部２０の冷陰極管２２に電気エネルギを供給して、冷陰極管２２を発光させる。これらの冷陰極管２２から放射された線状の放射光の一部は、冷陰極管２２を覆うランプリフレクタ２３の内面にて反射され、それぞれ導光体２１の第１側面２１ａ及び第２側面２１ｃに向けて導出される。また、放射光の一部は、直接第１側面２１ａ及び第２側面２１ｃに導かれる。第１側面２１ａ及び第２側面２１ｃから入射した入射光は、導光体２１の内部を伝搬して、導光体２１の第１主面２１ｂに向けて屈折または反射される。導光体２１の第２主面２１ｄから漏れ出た光は、光学シート２５により再び導光体２１の内部に向けて反射される。

導光体２１の第１主面２１ｂから出射された出射光は、光学シート２４を通過する際に適度に集光されたり、適度に拡散されたりするなどの所定の光学特性が付与される。これにより、導光体２１の第１主面２１ｂから出射された出射光の輝度が向上され、且つ、均一化される。

バックライト１５からの照明光、すなわち光学シート２４を通過した光は、液晶表示パネル２の裏面側に導出される。液晶表示パネル２に導出された照明光は、液晶表示パネル２の有効表示部６を選択的に透過する。これにより、液晶表示パネル２の有効表示部６に画像が表示される。

次に、スロットマシンなどの遊技機用として利用される液晶表示装置１について説明する。すなわち、図１及び図３に示すように、遊技機は、筐体１００の内部に、可変表示する表示媒体として、回転自在に配置された回転リール１１０を備えている。この回転リール１１０は、共通の回転軸Ｏを中心として回転可能な複数のセグメントとして、例えば３個の円筒状のリール本体１１１Ａ、１１１Ｂ、１１１Ｃを備えている。図１に示した例では、３個のリール本体１１１（Ａ、Ｂ、Ｃ）は、回転軸Ｏの延びる方向に沿って配列されている。各リール本体１１１（Ａ、Ｂ、Ｃ）の円筒面には、等間隔に配置された複数の絵柄を有する帯状のリールテープ１１２が貼付されている。

液晶表示装置１は、筐体１００の内部における回転リール１１０の前面側（すなわち観察者側）に配置されている。つまり、液晶表示パネル２は回転リール１１０の前面側に配置され、また、バックライト１５は液晶表示パネル２と回転リール１１０との間に配置されている。筐体１００は、液晶表示装置１に表示された画像を目視可能とする窓部１０２を有しており、この窓部１０２にガラス板などの光透過性を有する保護板１０３を備えている。

このような液晶表示装置１に搭載されるバックライト１５は、その略中央に回転リール１１０の配置位置に対応して開口部１５Ａを有している。この実施の形態では、バックライト１５の開口部１５Ａは、リール本体１１１（Ａ、Ｂ、Ｃ）の配列方向（回転軸方向）に沿って一対の長辺１５Ｌを有するとともにこれらの長辺に直交する一対の短辺１５Ｓを有する略矩形状であり、バックライト１５の背後に位置する回転リール１１０上の所定の絵柄を目視可能としている。

すなわち、導光体２１は、回転リール１１０に対向した略矩形状の開口部２１Ａを有している。開口部２１Ａは、長辺１５Ｌのそれぞれに対応した一対の長辺２１ＡＬ、及び、短辺１５Ｓのそれぞれに対応した一対の短辺２１ＡＳによって規定される。また、光学シート２４も同様に、開口部２１Ａに対応した位置に略矩形状の開口部２４Ａを有している。さらに、光学シート２５も同様に、開口部２１Ａに対応した位置に略矩形状の開口部２５Ａを有している。

これにより、導光体２１の重量が軽減され、液晶表示装置１の軽量化が可能となる。また、回転リール１１０は、バックライト１５を介することなく目視可能となるため、回転リール１１０の視認性を向上することが可能となる。

なお、遊技機は、筐体１００の内部において、回転リール１１０を照明する専用の光源を備えていることが望ましい。図３に示した例では、バックライト１５と回転リール１１０との間に、回転リール１１０を照明するための光源１２０が配置されている。これにより、回転リール１１０の視認性を向上することが可能である。

ところで、上述した液晶表示パネル２において、有効表示部６に画像を表示した際、液晶表示パネル２の法線方向Ｎに対して斜め方向から観察したとき、導光体２１の開口部２１Ａを規定する端面２１Ｅから漏れ出た光が視認されやすくなる。なお、この端面２１Ｅとは、導光体２１の開口部２１Ａを囲む第１主面２１ｂと第２主面２１ｄとをつなぐ面に相当する。

遊技機は、３個のリール本体１１１（Ａ、Ｂ、Ｃ）が水平方向に並んだ構成で使用される場合が多い。このため、特に、回転リール１１０を斜め方向から観察したときに、垂直方向に延びる開口部２１Ａの端面２１Ｅすなわち開口部２１Ａの短辺２１ＡＳに沿った端面２１Ｅから漏れ出た光が視認されやすい。

そこで、図４及び図５に示すように、この実施の形態に係る導光体２１は、開口部２１Ａを規定する端面２１Ｅの少なくとも一部に粗面を形成している。この粗面は、例えば凹凸パターン２１Ｘから構成されている。この凹凸パターン２１Ｘは、１００μｍ以下、好ましくは３０μｍ以上５０μｍ以下のランダムなピッチで且つランダムな形状を有するように形成されることが好適である。ここで、ピッチＰとは、図５に示したように、凹凸パターン２１Ｘのうち、隣接する凸パターンの頂点の間隔に相当するものとする。

このような凹凸パターン２１Ｘは、例えば、導光体２１を成型する際の金型パターンで形成可能である。また、凹凸パターン２１Ｘを形成するその他の方法としては、凹凸状に加工した金型などを用いて導光体２１に凹凸形状を転写する方法（エンボス加工）、導光体２１に微粉末を吹き付けて導光体２１に凹凸形状を形成する方法（サンドブラスト加工）、シリカなどの微粒子を紫外線硬化型樹脂組成物に含有させて導光体２１に塗布し、紫外線を照射して凹凸形状を有する硬化被膜を形成する方法（紫外線加工）などが適用可能である。

このような形状の凹凸パターン２１Ｘを有する端面２１Ｅにおいては、漏れ出た光が拡散される。つまり、端面２１Ｅでのエッジライト効果による局所的な高輝度化が抑制される。このため、法線方向以外の方向から観察した場合であっても、端面２１Ｅから漏れ出た光を視認しにくくすることができる。これにより、液晶表示パネル２に表示された画像の表示品位、さらには、回転リール１１０の視認性を改善することが可能となる。

また、凹凸パターン２１Ｘは、開口部２１Ａを囲む４つのすべての面に形成される必要はない。すなわち、先に説明したように、遊技機は、３個のリール本体１１１（Ａ、Ｂ、Ｃ）が水平方向に並んだ構成で使用される場合が多い。このような構成の場合、一般に遊技機は表示部を正面から見た場合に最良の画像表示とされる場合が多いために、表示部の上下方向から表示部を観察した場合には、視認角度は正面方向から観察する場合とさほど変化しないが、左右方向から表示部を観察する場合には、表示部を側面方向（横方向）から見るようになるために、表示部の側面部分まで視認され易くなる傾向がある。そこで、導光体２１は、少なくとも、垂直方向に延びる開口部２１Ａの短辺２１ＡＳに沿った端面２１Ｅに凹凸パターン２１Ｘを有していることが望ましい。これにより、短辺２１ＡＳに沿った端面２１Ｅから漏れ出た光は拡散され、斜め方向から観察した場合であっても端面２１Ｅが視認されにくくなる。

この効果をより一層発揮させるためには、勿論、端面２１Ｅの開口部２１Ａの端面２１Ｅ（内壁）全面にわたって凹凸パターン２１Ｘを形成することが望ましい。このように構成すれば、左右方向はもとより上下方向のあらゆる斜め方向からの端面２１Ｅの視認を抑制することができるばかりでなく、導光体２１の開口部２１Ａ内壁面における高輝度面の発光輝度を略均一に低減することが可能となり、開口部２１Ａ内の輝度斑を抑制し得る効果を呈することができる。

さらに、導光体２１は、開口部２１Ａを囲む端面２１Ｅのみならず、光出射面に相当する第１主面２１ｂの開口部２１Ａ近傍に凹凸パターン２１Ｘを有していることが望ましい。すなわち、端面２１Ｅにつながる第１主面２１ｂにわたって凹凸パターン２１Ｘを形成することにより、端面２１Ｅと第１主面２１ｂとの連接部のコーナー部分におけるコーナーエッジライト効果がさらに軽減される。このため、液晶表示パネル２を照明する照明光の分布がより均一化され、法線方向以外の方向から観察した場合であっても、端面２１Ｅから漏れ出た光及び端面２１Ｅと第１主面２１ｂとのコーナー連接部分におけるコーナーエッジライト発光を視認しにくくすることができる。

観察者側からの視認性向上について言えば、第１主面２１ｂ側に凹凸パターン２１Ｘを形成すれば十分な効果を得ることができるが、これを第２主面２１ｄ側にも形成することにより、導光体２１の表裏の区分をなくすことが可能となるので、導光体２１が表裏対称に形成される場合には、導光体２１の表裏を判別する必要もなくなるので、バックライト１５の組立製造上も有利なものとすることができる。

なお、凹凸パターン２１ＸのピッチＰについて、液晶表示パネル２と対向する第１主面２１ｂに凹凸パターン２１Ｘを形成した場合、ピッチＰを１００μｍを超える値に設定すると、表示画素ＰＸと凹凸パターンとが干渉することによって液晶表示パネル２に表示される画像の表示品位の低下を招くおそれがあり、好ましくない。また、ピッチＰを３０μｍ未満に設定すると、漏れ出た光の拡散効果が十分に得られず、斜め方向から観察した際に端面２１Ｅが視認されやすくなるので、好ましくない。よって、ピッチＰは、３０μｍ以上１００μｍ以下、望ましくは５０μｍ以下の間でランダムに設定されることが望ましい。

以上説明したように、この実施の形態に係る遊技機に利用可能な液晶表示装置によれば、回転リールが設けられた位置に対応してバックライトの導光体に開口部を形成している。これにより、導光体の重量が軽減され、液晶表示装置の軽量化が可能となる。また、回転リールは、バックライトを介することなく目視可能となるため、回転リールの視認性を向上することが可能となる。

また、導光体は、開口部を規定する端面の少なくとも一部に凹凸パターンを有しているため、有効表示部において画像を表示した際に、法線方向以外の角度から観察した場合であっても、開口部の端面が視認されにくくなる。これにより、液晶表示パネルに表示された画像の表示品位を改善することが可能となる。また、液晶表示パネルの背後に配置された表示媒体（回転リール）の視認性を向上することが可能となる。

なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、その実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。例えば、光源として一対の冷陰極管２２を対向するように配置しているが、これを単一の冷陰極管２２で構成したり、Ｌ字型あるいはＵ字型の冷陰極管２２で構成することも可能で、更に、冷陰極管２２の代わりにＬＥＤを使用した光源とすることも可能である。

また、導光体２１として平板状の導光体２１を使用した場合につき説明しているが、これを光源から離れるに従って板厚が薄くなる楔状の導光体２１として形成したり、第２主面２１ｄにプリズム等を形成することも可能である。

また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。即ち、粗面は凹凸パターン２１Ｘのみによらず、刷りガラス（曇りガラス）状に形成して非透過性に形成しても同等の効果を発揮させることが可能で、これら異なる構成のパターンを組合せて使用することも可能である。

図１は、この発明の一実施の形態に係る液晶表示装置の構造を概略的に示す分解斜視図である。 図２は、図１に示した液晶表示装置に搭載されるバックライトの構造を概略的に示す分解斜視図である。 図３は、遊技機に利用される液晶表示装置の構造を概略的に示す断面図である。 図４は、図２に示したバックライトに適用可能な導光体の構造を概略的に示す斜視図である。 図５は、図４に示した導光体をＶ−Ｖ線で切断したときの構造を概略的に示す断面図である。

符号の説明

１…液晶表示装置、２…液晶表示パネル、１５…バックライト（面光源装置）、１５Ａ…開口部、２０…光源部、２１…導光体、２１Ａ…開口部、２１ＡＬ…長辺、２１ＡＳ…短辺、２１Ｅ…端面、２１ａ…第１側面、２１ｂ…第１主面、２１ｃ…第２側面、２１ｄ…第２主面、２１Ｘ…凹凸パターン（粗面）、２２…冷陰極管（光源）、２３…ランプリフレクタ、２４…光学シート、２５…光学シート、３０…フレーム、１００…筐体、１１０…回転リール（表示媒体）、１１１…リール本体、１１２…リールテープ

Claims (5)

1. 可変表示する表示媒体の前面側に配置され、複数の表示画素が配置された有効表示部を備えた透過型の液晶表示パネルと、
   前記液晶表示パネルと前記表示媒体との間に配置され、前記液晶表示パネルをその背面側から照明する面光源装置と、を備えた液晶表示装置であって、
   前記面光源装置は、光源と、
   前記表示媒体と対向した開口部を有するとともに、前記光源から放射された放射光を前記液晶表示パネルに向けて出射する導光体と、を備え、
   前記導光体は、前記開口部を規定する端面の少なくとも一部に粗面を有することを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記導光体は、前記開口部の周囲において、前記端面につながる前記液晶表示パネル側の主面の少なくとも一部に粗面を有することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記開口部は、前記表示媒体を構成する複数のセグメントの配列方向に沿って一対の長辺を有するとともにこれらの長辺に直交する一対の短辺を有する略矩形状であり、
   前記導光体は、前記開口部の周囲において、前記短辺に沿った前記端面につながる前記液晶表示パネル側の主面に粗面を有することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
4. 前記粗面は、凹凸パターンによって形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載の液晶表示装置。
5. 前記面光源装置は、前記導光体と前記液晶表示パネルとの間に、前記導光体から出射した出射光に所定の光学特性を付与する光学シートを備えたことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。

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