JP2009157298A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 液晶表示パネルが均一に透過照明され、且つ、液晶表示パネルから発せられる表示光が所望の色度になる液晶表示装置を提供する。
【解決手段】 所定情報を表示する表示領域１８ａ及び表示領域１８ａから外れた位置にあるダミー表示領域１８ｂを有する液晶表示パネル１８と、第一の色を有する第一の光Ｌ１を発する第一の発光素子２０及び第二の色を有する第二の光Ｌ２を発する第二の発光素子２１を備え、第一の光Ｌ１及び第二の光Ｌ２を含む照明光Ｌ３で表示領域１８ａとダミー表示領域１８ｂとを照明する照明手段１９と、ダミー表示領域１８ｂから発せられるダミー表示光Ｌ４の色度を検出し、色度データを出力する検出手段２７と、前記色度データに基づいて第一の発光素子２０及び第二の発光素子２１の少なくとも一方に供給する電力を調整する制御手段５６と、を有するものである。
【選択図】図３

Description

本発明は、液晶表示パネル及びこの液晶表示パネルを照明する発光ダイオード等の発光素子を有する液晶表示装置に関するものである。

従来より、液晶表示装置を用いた車両用ヘッドアップディスプレイが種々提案されており、例えば特許文献１に開示されている。斯かる車両用ヘッドアップディスプレイ１は、表示光Ｌを車両のフロントガラス或いはコンバイナと称される半透過板に投影し、虚像を表示するものである。車両用ヘッドアップディスプレイ１は、透光性の窓部２を備えたハウジング３に液晶表示装置４及び反射鏡５を収容したものであり、液晶表示装置４が発した表示光Ｌは、反射鏡５で反射されて、透光性の窓部２を通じてフロントガラス或いはコンバイナに投影される（図８参照）。

液晶表示装置４は、所定情報を表示するための表示領域６ａを有する液晶表示パネル６及びこの液晶表示パネル６（つまり表示領域６ａ）を透過照明する発光ダイオード７，８を有するものである。発光ダイオード７，８は、図示しない駆動回路から所定の電力を供給されて発光するものであり、発光ダイオード７は緑色光Ｌ１を発し、発光ダイオード８は赤色光Ｌ２を発する。液晶表示パネル６は、発光ダイオード７が発した緑色光Ｌ１と発光ダイオード８が発した赤色光Ｌ２とが混色された橙色の照明光Ｌ３で透過照明される。つまり、この透過照明により液晶表示パネル６（表示領域６ａ）からは表示光Ｌが発せられることになる。
特開２００３−２９５１０５号公報

しかしながら、周囲温度によって、発光ダイオード７，８の発光輝度が各々変化するため、橙色の照明光Ｌ３が所望の色度ではなく、やや緑色が強かったり、やや赤色が強かったりすることがあるという問題（以下、第１の問題点という）を有していた。また、場合によっては、前記周囲温度によって、液晶表示パネル６（表示領域６ａ）の透過率特性が変化する場合もあることから、この場合、前記透過照明により液晶表示パネル６から発せられる表示光Ｌが所望の色度ではなく、やや緑色が強かったり、やや赤色が強かったりすることがあるという問題（以下、第２の問題点という）も有していた。

上述した第１の問題点を解消するため、照明光Ｌ３の色度を検出するカラーセンサを設け、このカラーセンサが出力する色度データに応じて発光ダイオード７，８に印加する電圧を調整して、照明光Ｌ３の色度を常に所望の色度にすることが考えられる。

しかし、カラーセンサを発光ダイオード７，８と液晶表示パネル６との間に配置した場合、例えば図８中、矢印Ｘ方向から表示領域６ａを見たときに、表示領域６ａの一部とカラーセンサとが重なり合う位置関係になることがあり、この場合、カラーセンサによって照明光Ｌ３が遮られ、液晶表示パネル６（表示領域６ａ）が均一に透過照明されなくなる虞があった。また、カラーセンサを発光ダイオード７，８と液晶表示パネル６との間（つまり、液晶表示パネル６の背後側）に配置した場合、上述した第２の問題点は解消されないことになるため、結果的に液晶表示パネル６から発せられる表示光Ｌが所望の色度とはならない虞があった。
そこで本発明は、前述の課題に対して対処するため、液晶表示パネルが均一に透過照明され、且つ、液晶表示パネルから発せられる表示光が所望の色度になる液晶表示装置を提供するものである。

本発明は、請求項１に記載したように、所定情報を表示する表示領域１８ａ及び前記表示領域１８ａから外れた位置にあるダミー表示領域１８ｂを有する液晶表示パネル１８と、第一の色を有する第一の光Ｌ１を発する第一の発光素子２０及び第二の色を有する第二の光Ｌ２を発する第二の発光素子２１を備え、前記第一の光Ｌ１及び前記第二の光Ｌ２を含む照明光Ｌ３で前記表示領域１８ａと前記ダミー表示領域１８ｂとを照明する照明手段１９と、前記ダミー表示領域１８ｂから発せられるダミー表示光Ｌ４の色度を検出し、色度データを出力する検出手段２７と、前記色度データに基づいて前記第一の発光素子２０及び前記第二の発光素子２１の少なくとも一方に供給する電力を調整する制御手段５６と、を有するものである。

また本発明は、請求項２に記載したように、前記表示領域１８ａを露出させるとともに前記ダミー表示領域１８ｂを覆い隠す被覆部材２８が、前記液晶表示パネル１８の前方側に配置されてなるものである。

照明光の一部がダミー表示領域を照明し、その後、ダミー表示領域から発せられるダミー表示光がダミー表示領域の前方に位置する検出手段に導かれる構造としたから、液晶表示パネルの表示領域に供給（入射）される照明光が検出手段によって遮られることがなくなり、これにより液晶表示パネル（前記表示領域）が均一に照明される。

また、照明光の一部がダミー表示領域を照明し、その後、ダミー表示領域から発せられるダミー表示光がダミー表示領域の前方に位置する検出手段に導かれる構造としたから、検出手段から出力される色度データに基づいて、各発光素子に供給する電力を調整することで、周囲温度に関係なく液晶表示パネルから発せられる表示光の色度を所望の色度とすることができる。

以下、添付の図面に基づいて、本発明の一実施形態について説明する。ヘッドアップディスプレイ１１は車両のダッシュボード１２内に配設されている（図１参照）。ヘッドアップディスプレイ１１が投射する表示光Ｌはフロントガラス１３により観察者１４に反射される。観察者１４は虚像Ｖを風景と重畳させて視認することができる。

ヘッドアップディスプレイ１１は、液晶表示装置１５，反射器１６等をハウジング１７に収容したものである（図２参照）。液晶表示装置１５は、液晶表示パネル１８と、照明器（照明手段）１９と、カラーセンサ（検出手段）２７と、被覆部材２８と、を有している（図３参照）。

液晶表示パネル１８は、透明電極膜が形成された一対の透光性基板に液晶を封入した液晶セルの前後両面に偏光板を貼着したものであり、車両の速度等からなる所定情報を表示するための表示領域１８ａを有してなる（図４参照）。

なお、１８ｂは、任意の意匠により形成されたダミー表示領域であり、このダミー表示領域１８ｂは、表示領域１８ａから外れた位置にあり、本実施形態では図３中、液晶表示装置１５を矢印Ｙ方向から見た図４に示すごとく、表示領域１８ａの右方に表示領域１８ａと隣接するように設けられてなる。また図５に示すように、表示領域１８ａとダミー表示領域１８ｂとは、照明光Ｌ３の照射範囲Ｓから照明光Ｌ３を入射可能となっている。

照明器１９は、第一の発光素子である発光ダイオード２０と、第二の発光素子である発光ダイオード２１と、回路基板２２，２３と、集光レンズ２４，２５と、ダイクロイックミラー（透過反射部材）２６と、を有している。

発光ダイオード２０は、第一の光である緑色光Ｌ１を発するものであり、回路基板２２には、８個の発光ダイオード２０が搭載されている。発光ダイオード２１は、第二の光である赤色光Ｌ２を発するものであり、回路基板２３には、８個の発光ダイオード２１が搭載されている。集光レンズ２４，２５は、ポリカーボネート等の透光性樹脂からなるものであり、夫々、発光ダイオード２０及び発光ダイオード２１に対向して配置されている。ダイクロイックミラー２６は、傾斜配置されており、発光ダイオード２０が発した緑色光Ｌ１を透過させ、発光ダイオード２１が発した赤色光Ｌ２を反射させる。ダイクロイックミラー２６によって緑色光Ｌ１と赤色光Ｌ２とが混色された照明光Ｌ３によって、液晶表示パネル１８（表示領域１８ａ並びにダミー表示領域１８ｂ）が透過照明される。

カラーセンサ２７は、液晶表示パネル１８におけるダミー表示領域１８ｂの前方側に配置され、ダミー表示領域１８ｂから発せられる照明光Ｌ３の一部であるダミー表示光Ｌ４の色度を検出すると共に、後述するマイコンに色度データを出力する。

被覆部材２８は、例えば黒色の合成樹脂からなり、図３、図４に示すように液晶表示パネル１８の前方側に配置され、表示領域１８ａを露出させるための開口部２８ａを有する枠状部２８ｂと、表示領域１８ａの周囲が外部から視認されないように枠状部２８ｂの外方に延在する略平板状の鍔部からなる覆い部２８ｃとを備えてなる。そして、この覆い部２８ｃが、表示領域１８ａから外れた位置にあるダミー表示領域１８ｂやカラーセンサ２７を覆い隠す構成となっている。なお、本実施形態の場合、表示領域１８ａは、被覆部材２８の開口部２８ａよりも若干小さく形成されている。

反射器１６は、凹面鏡３０，保持部材３１及びステッピングモータ３２を有している。凹面鏡３０は、樹脂（例えばポリカーボネート）に金属（例えばアルミニウム）を蒸着させ反射面３０ａを形成したものである。反射面３０ａは凹面となっており、液晶表示装置１５が発した表示光Ｌが拡大されて虚像Ｖが表示される。凹面鏡３０は保持部材３１に両面粘着テープにより接着されている。保持部材３１は樹脂（例えばＡＢＳ）からなるものであり、歯車部３４及び軸部３５が一体に形成されている。保持部材３１の軸部３５はハウジング１７に軸支されている。

ステッピングモータ３２の回動軸には歯車３７が取付けられており、この歯車３７は、保持部材３１の歯車部３４と噛合されている。凹面鏡３０は保持部材３１と共に回動可能な状態で支持されており、ステッピングモータ３２により凹面鏡３０を回動させ、表示光Ｌの投射方向を調整することができる。観察者１４は、押ボタンスイッチ（図示しない）を操作し表示光Ｌが目の位置に反射されるように（即ち、虚像Ｖを視認できるように）凹面鏡３０の角度を調整する。

ハウジング１７には液晶表示装置１５及び反射器１６が収容される。ハウジング１７には表示光Ｌが出射する窓部４４が設けられている。この窓部４４は透光性樹脂（例えばアクリル）からなるものであり、湾曲形状になっている。ハウジング１７には遮光壁１７ｃが設けられており、太陽光等の外光が液晶表示装置１５に入射し虚像Ｖが見えにくくなる現象（ウォッシュアウト）を防止している。遮光壁１７ｃは平板形状になっており、ハウジング１７の上部から斜めに垂下するように形成されている。

図６は液晶表示装置１５の電気的構成を示すブロック図である。５１は速度センサであり、この速度センサ５１は車両の速度を検出し、マイコン５２に速度データを出力する。カラーセンサ２７はマイコン５２に色度データを出力する。マイコン５２は、駆動回路５３を介して、液晶表示パネル１８に駆動信号を出力し、液晶表示パネル１８に車両の速度を表示させると共に、駆動回路５４，５５を介して、発光ダイオード２０，２１に駆動信号を出力し、発光ダイオード２０，２１を発光させる。制御手段５６は、マイコン５２と駆動回路５４，５５とからなるものであり、カラーセンサ２７が出力した色度データに基づいて、照明光Ｌ３が所望の色度になるように、発光ダイオード２０，２１に印加する駆動電圧を調整する。

本実施形態では、カラーセンサ２７が出力した色度データに基づいて、発光ダイオード２０，２１に供給する電力を調整することにより、周囲温度に関係なく液晶表示パネル１８（表示領域１８ａ）から発せられる表示光Ｌの色度が所望の色度になり、且つ、カラーセンサ２７を液晶表示パネル１８におけるダミー表示領域１８ｂの前方に配置したことで、液晶表示パネル１８に供給（入射）されることになる照明光Ｌ３がカラーセンサによって遮られない構成となるため、液晶表示パネル（表示領域）が均一に透過照明される。

なお、本発明は、本実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能であり、例えば変形例として図７に示すように、ダミー表示領域１８ｂから発せられるダミー表示光Ｌ４をアクリル等の透光性樹脂からなる導光部材６０を通じてカラーセンサ２７に導く構成としてもよい。例えば導光部材６０は、ダミー表示光Ｌ４を入光する入光部６１と、この入光部６１を通じて導光部材６０内部に採り入れられたダミー表示光Ｌ４をカラーセンサ２７側に反射させる反射面６２と、この反射面６２を通じて反射されるダミー表示光Ｌ４をカラーセンサ２７側に出光するための出光部６３とを備えてなる。かかる変形例おいても、前述した実施形態と同様の作用効果を得ることができる。また反射面６２にシボ加工を施してもよいし、出光部６３を平坦面ではなくカラーセンサ２７側に突出する凸レンズ形状としてもよい。なお、本実施形態では、発光色が異なる二種類の発光ダイオード２０，２１を用いたものであったが、例えば発光色が異なる三種類の発光ダイオードを用いてもよい。

本発明の実施形態によるヘッドアップディスプレイの概観図。 同実施形態によるヘッドアップディスプレイの断面図。 同実施形態による液晶表示装置の側面図。 図３中、液晶表示装置を矢印Ｙ方向から見たときの図。 同実施形態による液晶表示パネルに照明光が照射される照射範囲を示す図。 同実施形態による液晶表示装置の電気的構成を示すブロック図。 本発明の変形例による液晶表示装置の側面図。 従来例によるヘッドアップディスプレイの断面図。

符号の説明

１８ 液晶表示パネル
１８ａ 表示領域
１８ｂ ダミー表示領域
１９ 照明手段
２０ 発光ダイオード（第一の発光素子）
２１ 発光ダイオード（第二の発光素子）
２７ カラーセンサ（検出手段）
２８ 被覆部材
５６ 制御手段
Ｌ１ 緑色光（第一の光）
Ｌ２ 赤色光（第二の光）
Ｌ３ 照明光
Ｌ４ ダミー表示光

Claims (2)

1. 所定情報を表示する表示領域及び前記表示領域から外れた位置にあるダミー表示領域を有する液晶表示パネルと、
   第一の色を有する第一の光を発する第一の発光素子及び第二の色を有する第二の光を発する第二の発光素子を備え、前記第一の光及び前記第二の光を含む照明光で前記表示領域と前記ダミー表示領域とを照明する照明手段と、
   前記ダミー表示領域から発せられるダミー表示光の色度を検出し、色度データを出力する検出手段と、
   前記色度データに基づいて前記第一の発光素子及び前記第二の発光素子の少なくとも一方に供給する電力を調整する制御手段と、を有することを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記表示領域を露出させるとともに前記ダミー表示領域を覆い隠す被覆部材が、前記液晶表示パネルの前方側に配置されてなる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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