JP2016102871A - Head-up display device and liquid crystal display device - Google Patents

Head-up display device and liquid crystal display device Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a head-up display device and a liquid crystal display device capable of ensuring visibility of a display image while suppressing power consumption.SOLUTION: The head-up display device includes a liquid crystal display device having a liquid crystal panel 1a that is illuminated with illumination light from a light source. The liquid crystal panel 1a includes a display side polarizing plate 22 and a reflective polarizing plate 21 opposing to each other to interpose a liquid crystal cell 10, and a light-shielding part 30, in which a segment forming region T is switched into one of a transmissive state and a non-transmissive state responding to an applied voltage. The light-shielding part 30 is formed to overlap an outer edge of the segment forming region T in a normal direction of the substrate, and is recognized as an edge enclosing the segment in a display image. When the segment forming region T is in a transmissive state, the segment is lit by illumination light while the segment forming region T and the background region B in a non-transmissive state are displayed in a reflection mode by the reflection of external light on the reflective polarizing plate 21.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、ヘッドアップディスプレイ装置及び液晶表示装置に関する。   The present invention relates to a head-up display device and a liquid crystal display device.

ヘッドアップディスプレイ装置（以下ＨＵＤ装置とも言う）として、特許文献１に開示されたものがある。特許文献１のＨＵＤ装置は、バックライトの光によって透過表示を行う液晶表示装置の表示像を透明板に投影し、当該表示像の虚像を透明板越しに見える風景と重ねて表示させるものである。   A head-up display device (hereinafter also referred to as a HUD device) is disclosed in Patent Document 1. The HUD device disclosed in Patent Document 1 projects a display image of a liquid crystal display device that performs transmissive display using light from a backlight onto a transparent plate, and displays a virtual image of the display image superimposed on a landscape that can be seen through the transparent plate. .

特開２０１３−２２８４４２号公報JP 2013-228442 A

この種のＨＵＤ装置では、外光が強い昼間の環境下でも視認性を確保するためには、透明板越しの風景に対して表示像が十分なコントラストを得られるように、高輝度でバックライトを発光させる必要がある。そのため、消費電力の増大に繋がるという問題がある。   In this type of HUD device, in order to ensure visibility even in daylight environments where the outside light is strong, the backlight has a high brightness so that the display image can have a sufficient contrast with the scenery over the transparent plate. Need to emit light. Therefore, there is a problem that the power consumption is increased.

本発明は、上記実状に鑑みてなされたものであり、消費電力を抑えつつ表示像の視認性を確保できるヘッドアップディスプレイ装置及び液晶表示装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a head-up display device and a liquid crystal display device that can ensure the visibility of a display image while suppressing power consumption.

上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係るヘッドアップディスプレイ装置は、
光源と、前記光源からの照明光によって点灯するセグメントを含む像を表示する液晶パネルと、前記液晶パネルから前記像を表す表示光を受けることで、前記像の虚像を視認させる透明板と、を備えるヘッドアップディスプレイ装置であって、
前記液晶パネルは、
液晶層を挟んで互いに対向する一対の基板と、前記一対の基板の各々の前記液晶層側に設けられた透明電極と、を有する液晶セルと、
前記液晶セルと前記光源の間に位置し、透過軸と直交する偏光成分の光を反射する反射型偏光板と、
前記液晶セルよりも前記像の表示側に位置する表示側偏光板と、
前記反射型偏光板と前記光源の間に位置する遮光部と、を備え、
前記透明電極を介して前記液晶層に印加される電圧に応じて、前記セグメントの形状に対応して形成された前記透明電極の領域であるセグメント形成領域が、前記照明光を透過させる透過状態と前記照明光を透過させない不透過状態とのいずれかに切り替えられ、
前記遮光部は、前記基板の法線方向において、前記セグメント形成領域外の背景領域と重なると共に前記セグメント形成領域の外縁と重なるように形成され、前記像においては前記セグメントを囲む縁部として視認され、
前記セグメント形成領域が前記透過状態である場合に、前記縁部に囲まれた前記セグメントが前記照明光により点灯し、
前記不透過状態の前記セグメント形成領域と前記背景領域とは、前記表示側偏光板側から前記液晶パネルに外光が入射すると、当該外光が前記反射型偏光板で反射することにより反射表示される、
ことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a head-up display device according to the first aspect of the present invention provides:
A light source, a liquid crystal panel that displays an image including a segment that is lit by illumination light from the light source, and a transparent plate that visually recognizes a virtual image of the image by receiving display light representing the image from the liquid crystal panel. A head-up display device comprising:
The liquid crystal panel is
A liquid crystal cell having a pair of substrates facing each other across the liquid crystal layer, and a transparent electrode provided on the liquid crystal layer side of each of the pair of substrates;
A reflective polarizing plate that is positioned between the liquid crystal cell and the light source and reflects light of a polarization component orthogonal to the transmission axis;
A display-side polarizing plate located on the display side of the image from the liquid crystal cell;
A light shielding portion located between the reflective polarizing plate and the light source,
In accordance with a voltage applied to the liquid crystal layer through the transparent electrode, a segment formation region which is a region of the transparent electrode formed corresponding to the shape of the segment has a transmission state in which the illumination light is transmitted. It is switched to one of the non-transparent states that do not transmit the illumination light,
The light shielding portion is formed so as to overlap a background region outside the segment formation region and an outer edge of the segment formation region in the normal direction of the substrate, and is visually recognized as an edge portion surrounding the segment in the image. ,
When the segment formation region is in the transmissive state, the segment surrounded by the edge is lit by the illumination light,
The segment forming region and the background region in the non-transmissive state are reflected and displayed when the external light is incident on the liquid crystal panel from the display side polarizing plate side and the external light is reflected by the reflective polarizing plate. The
It is characterized by that.

上記目的を達成するため、本発明の第２の観点に係る液晶表示装置は、
光源と、前記光源からの照明光によって点灯するセグメントを含む像を表示する液晶パネルと、を備える液晶表示装置であって、
前記液晶パネルは、
液晶層を挟んで互いに対向する一対の基板と、前記一対の基板の各々の前記液晶層側に設けられた透明電極と、を有する液晶セルと、
前記液晶セルと前記光源の間に位置し、透過軸と直交する偏光成分の光を反射する反射型偏光板と、
前記液晶セルよりも前記像の表示側に位置する表示側偏光板と、
前記反射型偏光板と前記光源の間に位置する遮光部と、を備え、
前記透明電極を介して前記液晶層に印加される電圧に応じて、前記セグメントの形状に対応して形成された前記透明電極の領域であるセグメント形成領域が、前記照明光を透過させる透過状態と前記照明光を透過させない不透過状態とのいずれかに切り替えられ、
前記遮光部は、前記基板の法線方向において、前記セグメント形成領域外の背景領域と重なると共に前記セグメント形成領域の外縁と重なるように形成され、前記像においては前記セグメントを囲む縁部として視認され、
前記セグメント形成領域が前記透過状態である場合に、前記縁部に囲まれた前記セグメントが前記照明光により点灯し、
前記不透過状態の前記セグメント形成領域と前記背景領域とは、前記表示側偏光板側から前記液晶パネルに外光が入射すると、当該外光が前記反射型偏光板で反射することにより反射表示される、
ことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a liquid crystal display device according to a second aspect of the present invention provides:
A liquid crystal display device comprising: a light source; and a liquid crystal panel that displays an image including a segment that is lit by illumination light from the light source,
The liquid crystal panel is
A liquid crystal cell having a pair of substrates facing each other across the liquid crystal layer, and a transparent electrode provided on the liquid crystal layer side of each of the pair of substrates;
A reflective polarizing plate that is positioned between the liquid crystal cell and the light source and reflects light of a polarization component orthogonal to the transmission axis;
A display-side polarizing plate located on the display side of the image from the liquid crystal cell;
A light shielding portion located between the reflective polarizing plate and the light source,
In accordance with a voltage applied to the liquid crystal layer through the transparent electrode, a segment formation region which is a region of the transparent electrode formed corresponding to the shape of the segment has a transmission state in which the illumination light is transmitted. It is switched to one of the non-transparent states that do not transmit the illumination light,
The light shielding portion is formed so as to overlap a background region outside the segment formation region and an outer edge of the segment formation region in the normal direction of the substrate, and is visually recognized as an edge portion surrounding the segment in the image. ,
When the segment formation region is in the transmissive state, the segment surrounded by the edge is lit by the illumination light,
The segment forming region and the background region in the non-transmissive state are reflected and displayed when the external light is incident on the liquid crystal panel from the display side polarizing plate side and the external light is reflected by the reflective polarizing plate. The
It is characterized by that.

本発明によれば、消費電力を抑えつつ表示像の視認性を確保できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the visibility of a display image is securable, suppressing power consumption.

本発明の一実施形態に係るＨＵＤ装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the HUD apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 表示像及び表示要素の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a display image and a display element. 本発明の一実施形態に係る液晶パネルの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the liquid crystal panel which concerns on one Embodiment of this invention. 一対の偏光板の光学的関係を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the optical relationship of a pair of polarizing plate. （ａ）は高程度の外光環境での表示像を示し、（ｂ）は中程度の外光環境で表示像を示し、（ｃ）は低程度での外光環境での表示像を示す模式図である。(A) shows a display image in a high ambient light environment, (b) shows a display image in a moderate ambient light environment, and (c) shows a display image in a low ambient light environment. It is a schematic diagram. 本発明の一実施形態に係るＨＵＤ装置及び液晶表示装置の効果を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the effect of the HUD apparatus and liquid crystal display device which concern on one Embodiment of this invention.

本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。   An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

ＨＵＤ装置１００は、図１に示すように、液晶表示装置１と、制御部２と、反射部３と、コンバイナ４（透明板の一例）と、筐体５と、を備える。   As shown in FIG. 1, the HUD device 100 includes a liquid crystal display device 1, a control unit 2, a reflection unit 3, a combiner 4 (an example of a transparent plate), and a housing 5.

ＨＵＤ装置１００は、車両（自動二輪車、自動四輪車等）のダッシュボードに配設され、液晶表示装置１の表示像（以下、当該表示像を表す光を表示光Ｌと言う）をコンバイナ４に投影することにより、コンバイナ４の前方に表示像の虚像を表示するものである。これにより、ユーザＵ（主に運転者）に、コンバイナ４越しに見える風景に重ねて表示像を視認させることができる。
表示像は、ユーザＵに、搭載車両に関する車速等の情報や、既知のカーナビゲーションシステムを用いた経路案内情報（例えば、行き先を示す矢印等のアイコン）等を示す車両情報を報知するものである。つまり、車両情報は自車の情報だけでなく、運転を補助するための種々の情報も含む。 The HUD device 100 is disposed on a dashboard of a vehicle (motorcycle, motorcycle, etc.), and a display image of the liquid crystal display device 1 (hereinafter, light representing the display image is referred to as display light L) is a combiner 4. The virtual image of the display image is displayed in front of the combiner 4. Thereby, it is possible to make the user U (mainly the driver) visually recognize the display image superimposed on the scenery seen through the combiner 4.
The display image notifies the user U of vehicle information indicating information such as a vehicle speed regarding the mounted vehicle, route guidance information using a known car navigation system (for example, an icon such as an arrow indicating a destination), and the like. . That is, the vehicle information includes not only information on the own vehicle but also various information for assisting driving.

液晶表示装置１は、パッシブ駆動方式で動作するセグメント表示型のものであり、液晶パネル１ａと、液晶パネル１ａを背後から照明する光源１ｂ（バックライト）と、を備える。液晶表示装置１は、光源１ｂが発する光（以下、照明光ＩＬ）によりセグメントＳ（図２）を透過表示する。光源１ｂは、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）から構成され、制御部２の制御の下で照明光ＩＬを出射する。
また、液晶表示装置１は後述するように、ねじれネマティック（ＴＮ（Twisted Nematic））型、且つ、ネガ表示型として構成されている。 The liquid crystal display device 1 is of a segment display type that operates in a passive drive system, and includes a liquid crystal panel 1a and a light source 1b (backlight) that illuminates the liquid crystal panel 1a from behind. The liquid crystal display device 1 transmits and displays the segment S (FIG. 2) with light emitted from the light source 1b (hereinafter referred to as illumination light IL). The light source 1b is composed of, for example, an LED (Light Emitting Diode), and emits illumination light IL under the control of the control unit 2.
Further, the liquid crystal display device 1 is configured as a twisted nematic (TN) type and a negative display type as will be described later.

液晶パネル１ａは、図３に示すように、液晶セル１０と、反射型偏光板２１と、表示側偏光板２２と、遮光部３０と、着色透過層４０と、拡散板５０と、を有する。   As illustrated in FIG. 3, the liquid crystal panel 1 a includes a liquid crystal cell 10, a reflective polarizing plate 21, a display-side polarizing plate 22, a light shielding unit 30, a colored transmission layer 40, and a diffusion plate 50.

液晶セル１０は、液晶層１３を挟んで互いに対向する一対の基板１１，１２と、一対の基板１１，１２の各々の液晶層１３側に設けられた透明電極１１ａ，１２ａと、を備える。   The liquid crystal cell 10 includes a pair of substrates 11 and 12 that face each other with the liquid crystal layer 13 interposed therebetween, and transparent electrodes 11a and 12a provided on the liquid crystal layer 13 side of the pair of substrates 11 and 12, respectively.

基板１１，１２は、例えばガラス、プラスチック等からなる透明基板であり、互いの主面（対向面）が平行となるように配置されている。表示側の基板１１には、透明電極１１ａと、透明電極１１ａを液晶層１３側から覆う配向膜１１ｂが設けられている。同様に、光源１ｂ側の基板１２には、透明電極１２ａと、透明電極１２ａを液晶層１３側から覆う配向膜１２ｂが設けられている。   The substrates 11 and 12 are transparent substrates made of, for example, glass or plastic, and are arranged so that their main surfaces (opposing surfaces) are parallel to each other. The substrate 11 on the display side is provided with a transparent electrode 11a and an alignment film 11b that covers the transparent electrode 11a from the liquid crystal layer 13 side. Similarly, the substrate 12 on the light source 1b side is provided with a transparent electrode 12a and an alignment film 12b that covers the transparent electrode 12a from the liquid crystal layer 13 side.

透明電極１１ａ，１２ａは、例えば酸化インジウムを主成分とするＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜から構成され、各々が所定の形状にパターニングされている。透明電極１１ａは基板１１に、透明電極１２ａは基板１２に、公知の方法（スパッタ、蒸着、エッチング等）により形成されている。透明電極１１ａはコモン電極として、透明電極１２ａはセグメント電極として構成されている。両電極には、制御部２を構成するドライバによって、スタティック駆動方式により駆動電圧が印加される。なお、透明電極１１ａがセグメント電極、透明電極１２ａがコモン電極として構成されてもよい。   The transparent electrodes 11a and 12a are made of, for example, an ITO (Indium Tin Oxide) film containing indium oxide as a main component, and each is patterned into a predetermined shape. The transparent electrode 11a is formed on the substrate 11 and the transparent electrode 12a is formed on the substrate 12 by a known method (sputtering, vapor deposition, etching, etc.). The transparent electrode 11a is configured as a common electrode, and the transparent electrode 12a is configured as a segment electrode. A drive voltage is applied to both electrodes by a static drive method by a driver constituting the control unit 2. The transparent electrode 11a may be configured as a segment electrode, and the transparent electrode 12a may be configured as a common electrode.

液晶表示装置１は、基板１１及び基板１２の対向面の法線方向（以下、基板法線方向と言う）で透明電極１１ａと透明電極１２ａとが重なる領域において、両電極の形状に対応したセグメントＳを表示する。セグメントＳは、互いに分割された表示要素であり、複数の組み合わせで数字を表したり、それ単体で文字等を表したりする。一例として液晶表示素子１００は、図２に示すように、７セグメント方式で表される数値と、「ｋｍ」という単位とで車速を表示可能に構成されている。   The liquid crystal display device 1 includes a segment corresponding to the shape of both electrodes in a region where the transparent electrode 11a and the transparent electrode 12a overlap in the normal direction of the opposing surfaces of the substrate 11 and the substrate 12 (hereinafter referred to as the substrate normal direction). S is displayed. The segment S is a display element divided from each other, and represents a number by a plurality of combinations, or represents a character or the like by itself. As an example, as shown in FIG. 2, the liquid crystal display element 100 is configured to be able to display the vehicle speed with a numerical value represented by a 7-segment method and a unit of “km”.

液晶表示装置１では、透明電極１１ａ，１２ａを介して液晶層１３に印加される電圧に応じて、所望のセグメントＳの形状に対応して形成された透明電極１１ａ，１２ａの領域（以下、セグメント形成領域Ｔ。図３参照）が、照明光ＩＬを透過させる透過状態と、照明光ＩＬを透過させない不透過状態とのいずれかに切り替えられる。後述のように、閾電圧よりも十分に高いオン電圧印加時に透過状態となり、閾電圧よりも低いオフ電圧印加時（または電圧無印加時）に不透過状態となる。
透過状態のセグメント形成領域Ｔを照明光ＩＬが透過することにより、セグメントＳが点灯する（以下、オン電圧が印加されているセグメントＳをＯＮセグメントＳ１とする）。また、透明電極１１ａと透明電極１２ａとが重ならない領域（背景領域Ｂ）、及び、オン電圧が印加されていないセグメント形成領域Ｔ（以下、ＯＦＦセグメントＳ２とする）が無彩色に視認される。
このように液晶表示装置１は、いわゆるネガ表示型のものとして構成されている。ただし、後述のように、外光環境に応じて背景領域Ｂでの反射の強弱が変化することで、表示像の見栄えが変化する。 In the liquid crystal display device 1, regions of the transparent electrodes 11 a and 12 a (hereinafter referred to as segments) formed corresponding to the shape of the desired segment S according to the voltage applied to the liquid crystal layer 13 through the transparent electrodes 11 a and 12 a. The formation region T (see FIG. 3) is switched between a transmission state in which the illumination light IL is transmitted and a non-transmission state in which the illumination light IL is not transmitted. As will be described later, a transparent state is obtained when an on-voltage that is sufficiently higher than the threshold voltage is applied, and an opaque state is obtained when an off-voltage lower than the threshold voltage is applied (or when no voltage is applied).
When the illumination light IL passes through the segment formation region T in the transmissive state, the segment S is turned on (hereinafter, the segment S to which the on-voltage is applied is referred to as the ON segment S1). In addition, a region where the transparent electrode 11a and the transparent electrode 12a do not overlap (background region B) and a segment formation region T where no ON voltage is applied (hereinafter referred to as OFF segment S2) are visually recognized as achromatic.
Thus, the liquid crystal display device 1 is configured as a so-called negative display type. However, as will be described later, the appearance of the display image changes as the intensity of reflection in the background region B changes according to the ambient light environment.

配向膜１１ｂ，１２ｂは、各々、液晶層１３と接する膜（例えばポリイミド）であり、公知の方法（例えばフレクソ印刷）によって形成されている。配向膜１１ｂ、１２ｂにはラビング処理が施されており、これにより液晶層１３を構成する液晶分子１３ａの配向方向が規定される。なお、配向膜１１ｂ，１２ｂに施される配向処理は、ラビング処理に限らず、光配向処理、突起配向処理などの他の公知の処理であってもよい。   Each of the alignment films 11b and 12b is a film (for example, polyimide) that is in contact with the liquid crystal layer 13, and is formed by a known method (for example, flexographic printing). The alignment films 11b and 12b are rubbed, and thereby the alignment direction of the liquid crystal molecules 13a constituting the liquid crystal layer 13 is defined. The alignment process applied to the alignment films 11b and 12b is not limited to the rubbing process, but may be other known processes such as a photo-alignment process and a protrusion alignment process.

液晶層１３は、基板１１と基板１２とを接合するシール材（図示せず）と両基板とによって形成される密閉空間に液晶材が封入されることによって形成される。液晶層１３は、その層厚（セルギャップ）が図示しないスペーサにより一定に保たれている。液晶層１３の液晶分子１３ａは、基板法線方向から見て互いに直交する方向にラビング処理がなされた配向膜１１ｂ及び配向膜１２ｂにより、その長軸の向きが液晶層１３の基板１１側の端部と基板１２側の端部とで略９０°の角度（ツイスト角が略９０°）でねじれると共に、一方の基板側から他方の基板側にいくにつれて少しずつ回転（旋回）するように配向している（カイラル構造）。このようにして、電圧無印加時における液晶層１３は、カイラリティを有する。また、液晶層１３では、基板１１及び基板１２各々に近接する位置の液晶分子１３ａは、基板面に対して数度程度の傾きをもって配列している（プレチルトが付与されている）。   The liquid crystal layer 13 is formed by sealing a liquid crystal material in a sealed space formed by a sealing material (not shown) that joins the substrate 11 and the substrate 12 and both substrates. The layer thickness (cell gap) of the liquid crystal layer 13 is kept constant by a spacer (not shown). The liquid crystal molecules 13a of the liquid crystal layer 13 are aligned with the alignment film 11b and the alignment film 12b that are rubbed in directions orthogonal to each other when viewed from the normal direction of the substrate. And the end on the substrate 12 side are twisted at an angle of approximately 90 ° (twist angle is approximately 90 °) and are oriented so that they gradually rotate (turn) from one substrate side to the other substrate side. (Chiral structure). Thus, the liquid crystal layer 13 when no voltage is applied has chirality. Further, in the liquid crystal layer 13, the liquid crystal molecules 13 a at positions adjacent to the substrate 11 and the substrate 12 are arranged with a tilt of about several degrees with respect to the substrate surface (pretilt is given).

反射型偏光板２１は、液晶セル１０の背面側に位置する。反射型偏光板２１は、図４に示すように、透過軸２１ａと、透過軸２１ａと直交する反射軸２１ｂを有する。反射型偏光板２１は、一方の面に入射した光を透過軸２１ａに沿った直線偏光として他方の面から出射する。また、反射型偏光板２１は、入射光のうち、反射軸２１ｂに沿った偏光成分の光を反射させる。
反射型偏光板２１は、例えば、透明基板上に複数の導電体（金属細線）が平行に延在してなるワイヤグリッド偏光フィルム、複屈折性樹脂の積層体からなる偏光フィルムなどである。なお、高い透過率で透過軸２１ａに沿った直線偏光を得て、高い反射率で反射軸２１ｂに沿った直線偏光を得る観点からは、ワイヤグリッド偏光フィルムが好適である。このように、液晶セル１０の背面側に反射型偏光板２１を設けたことによる効果は後述する。 The reflective polarizing plate 21 is located on the back side of the liquid crystal cell 10. As shown in FIG. 4, the reflective polarizing plate 21 has a transmission axis 21a and a reflection axis 21b orthogonal to the transmission axis 21a. The reflective polarizing plate 21 emits light incident on one surface from the other surface as linearly polarized light along the transmission axis 21a. Moreover, the reflective polarizing plate 21 reflects the light of the polarization component along the reflection axis 21b in the incident light.
The reflective polarizing plate 21 is, for example, a wire grid polarizing film in which a plurality of conductors (fine metal wires) extend in parallel on a transparent substrate, a polarizing film made of a laminate of birefringent resins, or the like. From the viewpoint of obtaining linearly polarized light along the transmission axis 21a with high transmittance and obtaining linearly polarized light along the reflection axis 21b with high reflectance, a wire grid polarizing film is preferable. Thus, the effect by providing the reflective polarizing plate 21 on the back side of the liquid crystal cell 10 will be described later.

表示側偏光板２２は、液晶セル１０を挟んで反射型偏光板２１と対向配置される。表示側偏光板２２は、図４に示すように透過軸２２ａを有し、一方の面に入射した光を透過軸２２ａに沿った直線偏光として他方の面から出射する。表示側偏光板２２は、例えば、ヨウ素系の吸収型偏光フィルムからなる。   The display-side polarizing plate 22 is disposed opposite to the reflective polarizing plate 21 with the liquid crystal cell 10 interposed therebetween. As shown in FIG. 4, the display-side polarizing plate 22 has a transmission axis 22a, and emits light incident on one surface from the other surface as linearly polarized light along the transmission axis 22a. The display-side polarizing plate 22 is made of, for example, an iodine-based absorption polarizing film.

表示側偏光板２２の表側の面（図３での上側の面）には、図示しない反射防止層が設けられている。反射防止層は、ＡＲ(Anti-Reflection)フィルムやモスアイフィルム等の既知の反射防止フィルムからなり、粘着剤にて表示側偏光板２２に貼合されている。なお、多層膜により反射を低減するＡＲコートが施された偏光板を表示側偏光板２２として適用してもよい。このように反射防止層を設けることで、液晶パネル１ａの表面での外光反射を０．４％〜５％程度に低減でき、表示像のコントラストの低下を抑制することができる。   An antireflection layer (not shown) is provided on the front surface (upper surface in FIG. 3) of the display side polarizing plate 22. The antireflection layer is made of a known antireflection film such as an AR (Anti-Reflection) film or a moth-eye film, and is bonded to the display-side polarizing plate 22 with an adhesive. Note that a polarizing plate on which an AR coating for reducing reflection by a multilayer film is applied may be used as the display-side polarizing plate 22. By providing the antireflection layer in this way, external light reflection on the surface of the liquid crystal panel 1a can be reduced to about 0.4% to 5%, and a reduction in contrast of the display image can be suppressed.

反射型偏光板２１と表示側偏光板２２とは、互いの透過軸２１ａと透過軸２２ａとが略平行（丁度、平行も含む）となるように配置されている（パラレルニコル配置）。   The reflection-type polarizing plate 21 and the display-side polarizing plate 22 are arranged so that the transmission axis 21a and the transmission axis 22a of each other are substantially parallel (just including parallel) (parallel Nicol arrangement).

遮光部３０は、図３に示すように、反射型偏光板２１の背面側（光源１ｂ側）に位置する。遮光部３０は、例えば、所定の樹脂、金属等からなり、反射型偏光板２１の背面上に印刷形成される遮光層である。
遮光部３０は、基板法線方向において、セグメント形成領域Ｔ外の背景領域Ｂと重なると共にセグメント形成領域Ｔの外縁（図３に示す領域Ｔ２に対応）と重なるように形成される。このように形成された遮光部３０は、表示像においてはセグメントＳを囲む縁部３１として視認される。そのため、セグメント形成領域Ｔが透過状態になると、縁部３１に囲まれたセグメントＳが点灯することになる（つまり、図３に示す領域Ｔ１が点灯する）。また、遮光部３０は、背景領域Ｂを裏側から覆うように形成されているため、照明光ＩＬが背景領域Ｂから漏れ出てしまう現象（いわゆる光抜け、背景抜け）を防止する。
このように遮光部３０を設けることで、後述するように様々な外光環境下でも、背景領域ＢとＯＮセグメントＳ１との色調差を強調することができるため、視認性を確保することができる。 As shown in FIG. 3, the light shielding unit 30 is located on the back side (the light source 1 b side) of the reflective polarizing plate 21. The light shielding unit 30 is a light shielding layer made of, for example, a predetermined resin, metal, or the like and printed on the back surface of the reflective polarizing plate 21.
The light shielding portion 30 is formed so as to overlap the background region B outside the segment formation region T and the outer edge of the segment formation region T (corresponding to the region T2 shown in FIG. 3) in the substrate normal direction. The light shielding portion 30 formed in this way is visually recognized as an edge portion 31 surrounding the segment S in the display image. Therefore, when the segment formation region T is in the transmissive state, the segment S surrounded by the edge 31 is lit (that is, the region T1 shown in FIG. 3 is lit). Further, since the light shielding unit 30 is formed so as to cover the background region B from the back side, a phenomenon (so-called light omission, background omission) in which the illumination light IL leaks out from the background region B is prevented.
By providing the light shielding portion 30 in this manner, the color difference between the background region B and the ON segment S1 can be emphasized even under various external light environments as will be described later, and thus visibility can be ensured. .

着色透過層４０は、基板法線方向においてセグメント形成領域Ｔと重なるように設けられる。例えば着色透過層４０は、図３に示すように、遮光部３０が反射型偏光板２１に形成されることにより生じる段差を埋めるようにして、反射型偏光板２１の背面上に形成されている。この場合、図３に示すように領域Ｔ１に対応して着色透過層４０が設けられることになる。
着色透過層４０は、例えば、アクリル等の樹脂から有彩色（好ましくは明彩色）に形成されている。着色透過層４０を透過した照明光ＩＬによって、ＯＮセグメントＳ１には当該有彩色が付与される。 The colored transmission layer 40 is provided so as to overlap the segment formation region T in the normal direction of the substrate. For example, as shown in FIG. 3, the colored transmission layer 40 is formed on the back surface of the reflective polarizing plate 21 so as to fill a step formed when the light shielding portion 30 is formed on the reflective polarizing plate 21. . In this case, as shown in FIG. 3, the colored transmission layer 40 is provided corresponding to the region T1.
The colored transmission layer 40 is formed in a chromatic color (preferably a bright color) from a resin such as acrylic, for example. The chromatic color is given to the ON segment S1 by the illumination light IL transmitted through the colored transmission layer 40.

拡散板５０は、反射型偏光板２１の背面側に設けられ、光源１ｂからの照明光ＩＬを拡散させて反射型偏光板２１へと到達させる。なお、遮光部３０を拡散板５０に形成することもできるが、組み付けずれや、印刷ずれが生じるおそれがあることを考慮すると、前述のように反射型偏光板２１の背面に直接形成することが好ましい。   The diffusion plate 50 is provided on the back side of the reflective polarizing plate 21 and diffuses the illumination light IL from the light source 1 b to reach the reflective polarizing plate 21. Although the light shielding portion 30 can be formed on the diffuser plate 50, it is possible to form it directly on the back surface of the reflective polarizing plate 21 as described above in view of the possibility of assembly displacement or printing displacement. preferable.

図１に戻って、制御部２は、ＨＵＤ装置１００の各部の動作を制御するものであり、液晶表示装置１の駆動用ＩＣ（Integrated Circuit）などから構成されている。制御部２は、例えば、筐体５内の所定位置に配設された回路基板（図示せず）に実装されている。
制御部２は、透明電極１１ａ，１２ａにスタティック駆動方式により駆動電圧を印加したり、光源１ｂを所望の出力で発光させたりする。例えば、制御部２は車両のＥＣＵ（Electric Control Unit）から車速などの各種車両情報を取得し、取得した車両情報を表示するように液晶表示装置１を駆動する。なお、光源１ｂの出力は、外光の強度を検出する検出手段（図示せず）からの信号に基づき、制御部２によって自動調整されるようになっている。 Returning to FIG. 1, the control unit 2 controls the operation of each unit of the HUD device 100, and includes a driving IC (Integrated Circuit) of the liquid crystal display device 1. For example, the control unit 2 is mounted on a circuit board (not shown) disposed at a predetermined position in the housing 5.
The controller 2 applies a driving voltage to the transparent electrodes 11a and 12a by a static driving method, or causes the light source 1b to emit light with a desired output. For example, the control unit 2 acquires various types of vehicle information such as vehicle speed from an ECU (Electric Control Unit) of the vehicle, and drives the liquid crystal display device 1 to display the acquired vehicle information. The output of the light source 1b is automatically adjusted by the control unit 2 based on a signal from a detection means (not shown) that detects the intensity of external light.

反射部３は、例えばコールドミラーからなる平面鏡であり、表示光Ｌをコンバイナ４に向けて反射させる。なお、本実施形態では、反射部３が１枚の鏡で構成される例を示したが、拡大鏡などを含む複数の鏡から構成されてもよい。   The reflection unit 3 is a plane mirror made of, for example, a cold mirror, and reflects the display light L toward the combiner 4. In the present embodiment, an example in which the reflection unit 3 is configured by a single mirror has been described.

コンバイナ４は、曲面を有する板状のハーフミラー等から構成されている。コンバイナ４は、反射部３で反射した表示光Ｌを受けて虚像Ｖを前遠方に形成すると共に、前方からの光を透過する。これにより、ＨＵＤ装置１００は、実景に重ねて虚像として表示された画像を、ユーザＵに視認させることができる。   The combiner 4 is comprised from the plate-shaped half mirror etc. which have a curved surface. The combiner 4 receives the display light L reflected by the reflecting portion 3 to form a virtual image V in the front and far directions and transmits light from the front. Thereby, the HUD apparatus 100 can make the user U visually recognize the image displayed as a virtual image on a real scene.

筐体５は、コンバイナ４を保持すると共に、液晶表示装置１、制御部２、及び反射部３を内部に収容する。筐体５は、例えば、合成樹脂や金属により遮光性を有して箱状に形成されている。筐体５には、表示光Ｌの光路を確保する開口部５ａが設けられている。   The housing 5 holds the combiner 4 and accommodates the liquid crystal display device 1, the control unit 2, and the reflection unit 3 therein. The housing 5 has a light shielding property and is formed in a box shape by, for example, synthetic resin or metal. The housing 5 is provided with an opening 5a that secures the optical path of the display light L.

以上がＨＵＤ装置１００の構造である。ここからは、液晶表示装置１がどのように表示を行うかを説明する。   The above is the structure of the HUD device 100. From here, how the liquid crystal display device 1 performs display will be described.

（背景領域Ｂ及びＯＦＦセグメントＳ２の表示）
液晶表示装置１では、電圧無印加領域、及び液晶分子１３ａが挙動し始める閾電圧（例えば電圧無印加時の透過率を基準に透過率が１０％変化する電圧）よりも低い電圧が印加された領域においては、液晶分子１３ａが実質的に基板面と平行なままで、液晶層１３はカイラリティを有したままとなる。この場合、光源１ｂから出射され、反射型偏光板２１を通過することによって直線偏光となった照明光ＩＬは、液晶層１３を通過すると液晶層１３のカイラリティにより、概ねツイスト角の角度（本実施形態では９０°）だけ偏光方向が傾く。そのため、液晶層１３を通過した照明光ＩＬは、反射型偏光板２１とパラレルニコルの関係で配置された表示側偏光板２２を通過することができない。したがって、背景領域Ｂ及びＯＦＦセグメントＳ２は照明光ＩＬによって光輝しないことになる。
しかしながら、外光ＮＬがある場合、背景領域Ｂ及びＯＦＦセグメントＳ２は反射により光輝することになる。前述のように表示光Ｌは、液晶表示装置１、反射部３、コンバイナ４の順に光路を進むが、外光環境下では、外光ＮＬは、この光路を逆に進んで液晶表示装置１の表側の面（つまり、表示側偏光板２２）へと入射する。表示側偏光板２２を通過することによって透過軸２２ａに沿う直線偏光となった外光ＮＬは、液晶層１３のカイラリティにより偏光方向が略９０°傾く。つまり、液晶層１３を通過した外光ＮＬは、反射軸２１ｂに沿う成分の直線偏光となるため、反射型偏光板２１で反射する。この反射光は、液晶層１３を再び通過して略９０°偏光方向が傾くため、表示側偏光板２２を通過する。これにより、背景領域Ｂ及びＯＦＦセグメントＳ２が反射表示されることになる。 (Display of background area B and OFF segment S2)
In the liquid crystal display device 1, a voltage lower than a voltage non-application region and a threshold voltage at which the liquid crystal molecules 13a start to behave (for example, a voltage at which the transmittance changes by 10% based on the transmittance when no voltage is applied) are applied. In the region, the liquid crystal molecules 13a remain substantially parallel to the substrate surface, and the liquid crystal layer 13 remains chiral. In this case, the illumination light IL emitted from the light source 1b and converted into linearly polarized light by passing through the reflective polarizing plate 21 passes through the liquid crystal layer 13 and is almost twisted (this embodiment) due to the chirality of the liquid crystal layer 13. The polarization direction is tilted by 90 °). For this reason, the illumination light IL that has passed through the liquid crystal layer 13 cannot pass through the display-side polarizing plate 22 that is disposed in a parallel Nicol relationship with the reflective polarizing plate 21. Therefore, the background region B and the OFF segment S2 are not shined by the illumination light IL.
However, when there is external light NL, the background region B and the OFF segment S2 are shining due to reflection. As described above, the display light L travels along the optical path in the order of the liquid crystal display device 1, the reflection unit 3, and the combiner 4. However, under the external light environment, the external light NL travels in the reverse direction along this optical path. The light enters the front side surface (that is, the display side polarizing plate 22). The external light NL that has been linearly polarized along the transmission axis 22 a by passing through the display-side polarizing plate 22 is inclined by approximately 90 ° due to the chirality of the liquid crystal layer 13. That is, the external light NL that has passed through the liquid crystal layer 13 becomes linearly polarized light having a component along the reflection axis 21b, and is reflected by the reflective polarizing plate 21. This reflected light passes through the liquid crystal layer 13 again and passes through the display-side polarizing plate 22 because the polarization direction is inclined by approximately 90 °. As a result, the background area B and the OFF segment S2 are reflected and displayed.

なお、このように背景領域Ｂ等を反射表示することは、反射型偏光板２１の代わりに、通常の偏光板（吸収型偏光板など）を設けると共に、その背面に反射板や反射印刷層からなる反射部を設ける構成でも実現可能である。しかしながら、外光ＮＬが当該反射部で反射して表示光Ｌの一部として出射されるには、外光ＮＬが一対の偏光板を二度、つまり四回通ることになるため、反射効率が低い。また、この構成では反射率を上げようとすると透過率が低下するため、ＯＮセグメントＳ１に高い輝度が要求されるＨＵＤ装置１００に好ましいとは言えない。
一方、本実施形態に係る液晶表示装置１のように反射型偏光板２１を用いた構成では、外光ＮＬが表示側偏光板２２を二度通過するだけで、外光ＮＬを表示光Ｌの一部として使用することができるため、反射効率が良い。 It should be noted that the reflective display of the background region B and the like in this manner is provided by providing a normal polarizing plate (such as an absorption polarizing plate) instead of the reflective polarizing plate 21 and using a reflective plate or a reflective printing layer on the back surface thereof. This can also be realized with a configuration in which a reflecting portion is provided. However, in order for the external light NL to be reflected by the reflecting portion and emitted as part of the display light L, the external light NL passes through the pair of polarizing plates twice, that is, four times. Low. Further, in this configuration, if the reflectance is increased, the transmittance is lowered, and therefore it cannot be said that it is preferable for the HUD device 100 in which high brightness is required for the ON segment S1.
On the other hand, in the configuration using the reflective polarizing plate 21 as in the liquid crystal display device 1 according to the present embodiment, the external light NL passes through the display-side polarizing plate 22 twice, and the external light NL is converted into the display light L. Since it can be used as a part, the reflection efficiency is good.

（ＯＮセグメントＳ１の表示）
閾電圧よりも十分に高いオン電圧が印加されている領域においては、液晶層１３の液晶分子１３ａは、実質的に電圧の印加方向（基板法線方向）に沿うように配向し、カイラリティが失われる。この場合、光源１ｂから反射型偏光板２１を通過した直線偏光の偏光方向は、液晶層１３を通過することによってもほぼ変化しない。そのため、液晶層１３を通過した照明光ＩＬは、表示側偏光板２１を通過する。これにより、ＯＮセグメントＳ１は照明光ＩＬによって光輝する（点灯する）。なお、照明光ＩＬは着色透過層４０を透過するため、ＯＮセグメントＳ１は着色透過層４０によって有彩色が付与されることになる。
ここで、ＯＮセグメントＳ１における外光ＮＬの影響を考える。液晶表示装置１へ入射し、表示側偏光板２２を通過した外光ＮＬの偏光方向は、液晶層１３を通過することによってもほぼ変化しない。つまり、液晶層１３を通過した外光ＮＬは、反射軸２１ｂに沿う成分の直線偏光とはならないため、反射型偏光板２１で反射しない。しかし、液晶層１３を通過した外光ＮＬは、反射型偏光板２１を透過することになるため、光源１ｂが配置された照明空間内で反射することになる。したがって、ＯＮセグメントＳ１は外光ＮＬではほとんど反射表示されないが、反射型偏光板２１を透過した外光ＮＬの影響を受けた照明光ＩＬによって透過表示されることになる。 (Display of ON segment S1)
In a region where an on voltage sufficiently higher than the threshold voltage is applied, the liquid crystal molecules 13a of the liquid crystal layer 13 are aligned substantially along the voltage application direction (substrate normal line direction), and the chirality is lost. Is called. In this case, the polarization direction of the linearly polarized light that has passed through the reflective polarizing plate 21 from the light source 1 b does not substantially change even when it passes through the liquid crystal layer 13. Therefore, the illumination light IL that has passed through the liquid crystal layer 13 passes through the display-side polarizing plate 21. As a result, the ON segment S1 is illuminated (illuminated) by the illumination light IL. Since the illumination light IL passes through the colored transmission layer 40, the ON segment S1 is given a chromatic color by the colored transmission layer 40.
Here, the influence of the external light NL in the ON segment S1 is considered. The polarization direction of the external light NL that has entered the liquid crystal display device 1 and has passed through the display-side polarizing plate 22 is not substantially changed by passing through the liquid crystal layer 13. That is, the external light NL that has passed through the liquid crystal layer 13 is not reflected by the reflective polarizing plate 21 because it does not become linearly polarized light with a component along the reflection axis 21b. However, since the external light NL that has passed through the liquid crystal layer 13 passes through the reflective polarizing plate 21, it is reflected within the illumination space in which the light source 1b is disposed. Therefore, the ON segment S1 is hardly reflected and displayed by the external light NL, but is transmissively displayed by the illumination light IL influenced by the external light NL transmitted through the reflective polarizing plate 21.

以上のように、本実施形態に係る液晶表示装置１では、ＯＮセグメントＳ１を透過表示し、背景領域Ｂ及びＯＦＦセグメントＳ２を反射型偏光板２１の機能により反射表示する。そして、ＯＮセグメントＳ１と背景領域Ｂ（ここでは説明便宜のため、ＯＦＦセグメントＳ２は背景領域Ｂに含まれるものとする）とからなる表示像は、コンバイナ４の前方に虚像Ｖとして視認される。このように虚像Ｖとして視認される表示像は、外光環境の違いで見栄えが異なるものとなる。以下では、図５（ａ）〜（ｃ）を参照して、各外光環境での表示像の見栄えを説明する。   As described above, in the liquid crystal display device 1 according to the present embodiment, the ON segment S 1 is transmissively displayed, and the background region B and the OFF segment S 2 are reflectively displayed by the function of the reflective polarizing plate 21. A display image composed of the ON segment S1 and the background region B (here, for convenience of explanation, the OFF segment S2 is included in the background region B) is visually recognized as a virtual image V in front of the combiner 4. Thus, the display image visually recognized as the virtual image V has a different appearance due to the difference in the external light environment. Hereinafter, the appearance of the display image in each ambient light environment will be described with reference to FIGS.

図５（ａ）は、高程度の外光環境（晴天時の日中や、太陽が表示光Ｌの光路の延長上に位置した状況等）での表示像を示したものである。図５（ｂ）は、中程度の外光環境（夕方や曇天時や、日陰等）での表示像を示したものである。図５（ｃ）は、低程度の外光環境（夜間や、トンネル内等）での表示像を示したものである。
これらの図では、見易さを考慮して、ＯＮセグメントＳ１と背景領域Ｂとを模式的に示している。なお、図示しないが、背景領域ＢにはＯＦＦセグメントＳ２が含まれるものとする。 FIG. 5A shows a display image in a high ambient light environment (daytime in fine weather, situation where the sun is positioned on the extension of the optical path of the display light L, etc.). FIG. 5B shows a display image in a moderate external light environment (evening, cloudy, shade, etc.). FIG. 5C shows a display image in a low external light environment (nighttime, inside a tunnel, etc.).
In these drawings, the ON segment S1 and the background region B are schematically shown in consideration of visibility. Although not shown, it is assumed that the background region B includes the OFF segment S2.

図５（ａ）に示すように高程度の外光環境では、照明光ＩＬによって点灯したＯＮセグメントＳ１と同程度、又はそれ以上に背景領域Ｂが外光ＩＬによる反射により光輝することになる。前述のように、液晶表示装置１はいわゆるネガ型として構成されているが、このように背景領域Ｂの反射が強いと、ＯＮセグメントＳ１よりも背景領域Ｂのほうが明るく視認され、見栄えとしてはポジ表示型のように視認されることになる。
なお、このように背景領域Ｂの反射が強い状態であっても、本実施形態では、セグメントＳを囲む縁部３１として視認される遮光部３０が設けられているため、背景領域ＢとＯＮセグメントＳ１との境界が消失することがなく、ユーザＵが表示コンテンツを把握できる。 As shown in FIG. 5A, in a high external light environment, the background region B shines due to reflection by the external light IL as much as or more than the ON segment S1 lit by the illumination light IL. As described above, the liquid crystal display device 1 is configured as a so-called negative type. However, when the reflection in the background region B is strong as described above, the background region B is viewed brighter than the ON segment S1, and the appearance is positive. It will be visually recognized like a display type.
Even if the reflection of the background region B is strong as described above, in the present embodiment, the light shielding portion 30 that is visually recognized as the edge portion 31 surrounding the segment S is provided. The user U can grasp the display content without losing the boundary with S1.

図５（ｂ）に示すように中程度の外光環境では、背景領域Ｂでの外光ＮＬの反射が弱くなり、背景領域Ｂは薄く視認されることになる。この場合、背景領域Ｂに比べ、ＯＮセグメントＳ１が目立って視認されることになる。
なお、背景領域Ｂでの反射光による輝度と、ＯＮセグメントＳ１の点灯輝度とが同等になる場合でも、着色透過層４０によって有彩色が付与されて点灯するＯＮセグメントＳ１が、無彩色の背景領域Ｂとの色差によって十分に視認されることになる。さらに、縁部３１の存在により、背景領域ＢとＯＮセグメントＳ１との境界を保つことができるため、ユーザＵは表示コンテンツを把握できる。 As shown in FIG. 5B, in a moderate external light environment, the reflection of the external light NL in the background region B becomes weak, and the background region B is visually recognized thinly. In this case, the ON segment S1 is conspicuously recognized as compared with the background region B.
Even when the luminance due to the reflected light in the background region B is equal to the lighting luminance of the ON segment S1, the ON segment S1 that is lit with the chromatic color by the colored transmission layer 40 is an achromatic background region. The color difference from B is sufficiently visible. Furthermore, since the border between the background region B and the ON segment S1 can be maintained due to the presence of the edge portion 31, the user U can grasp the display content.

図５（ｃ）に示すように低程度の外光環境では、背景領域Ｂはほぼ視認されない。これは、外光ＮＬの反射がほとんど無いのみならず、遮光部３０により照明光ＩＬの光抜けを効果的に防止しているためである。したがって、ほぼ、ＯＮセグメントＳ１のみが光輝して視認されることになる。   As shown in FIG. 5C, the background region B is hardly visually recognized in a low external light environment. This is because not only the external light NL is hardly reflected, but also the light blocking portion 30 effectively prevents light from passing through the illumination light IL. Therefore, almost only the ON segment S1 is brilliantly visually recognized.

以上のように、本実施形態のＨＵＤ装置１００では、外光環境に応じて反射表示の度合いが変わり、表示像の見栄えが変化する。
本実施形態のように外光ＮＬによる反射表示を利用しないＨＵＤ装置（または液晶表示装置）では、外光ＮＬが強くなればなるほど、より高輝度で光源１ｂを発光させる必要があるため、図６に模式的に示すように、外光の明るさ（照度）が大きくなると、表示像を確保するための光源１ｂの輝度（バックライト輝度）が、外光照度に比例して増加することになる。つまり、外光照度が大きくなると、光源１ｂの消費電力及び発熱量が増大する（同図の破線６参照）。
一方、本実施形態のＨＵＤ装置１００（及び液晶表示装置１）では、外光照度が所定値になるまでは、外光照度の上昇に比例して、光源１ｂの輝度も増やす必要があるが、当該所定値を超えると、光源１ｂの輝度の上昇率（比例係数）を抑えることができる（同図の実線７参照）。これは、前述の通り、高・中程度の外光環境では、背景領域Ｂを外光ＮＬにより反射表示することで、ＯＮセグメントＳ１を高輝度で点灯させることだけに依存せずに、背景領域ＢとＯＮセグメントＳ１とのコントラストを確保した表示が可能であるためである。
したがって、本実施形態に係るＨＵＤ装置１００及び液晶表示装置１によれば、消費電力を抑えつつ表示像の視認性を確保できる。 As described above, in the HUD device 100 of the present embodiment, the degree of reflective display changes according to the ambient light environment, and the appearance of the display image changes.
In the HUD device (or liquid crystal display device) that does not use the reflection display by the external light NL as in the present embodiment, the stronger the external light NL, the light source 1b needs to emit light with higher brightness. As schematically shown, the brightness (illuminance) of the external light increases, and the brightness (backlight brightness) of the light source 1b for securing the display image increases in proportion to the external light illuminance. That is, when the external light illuminance increases, the power consumption and the heat generation amount of the light source 1b increase (see the broken line 6 in the figure).
On the other hand, in the HUD device 100 (and the liquid crystal display device 1) of the present embodiment, it is necessary to increase the luminance of the light source 1b in proportion to the increase in the external light illuminance until the external light illuminance reaches a predetermined value. When the value is exceeded, the increase rate (proportional coefficient) of the luminance of the light source 1b can be suppressed (see the solid line 7 in the figure). As described above, this is because the background region B is reflected and displayed by the external light NL in a high / medium ambient light environment, and the background region is not dependent on only lighting the ON segment S1 with high brightness. This is because the display can ensure the contrast between B and the ON segment S1.
Therefore, according to the HUD device 100 and the liquid crystal display device 1 according to the present embodiment, the visibility of the display image can be ensured while suppressing power consumption.

なお、バックライト輝度の上昇率（比例係数）を切り替えるポイントＰ（図６参照）は、官能的評価に合わせて適宜変更可能である。ポイントＰを介しての上昇率の変化率も適宜変更可能であり、よりなだらかにしてもよい。また、ポイントＰを設けずに、一定の上昇率にしてもよい。一定の上昇率にした場合であっても、従来のＨＵＤ装置に比べると上昇率を小さくする（直線の傾きを小さくする）ことができるため、消費電力を抑えることができる。   In addition, the point P (refer FIG. 6) which switches the raise rate (proportional coefficient) of a backlight brightness | luminance can be suitably changed according to sensory evaluation. The rate of change of the rate of increase through the point P can be changed as appropriate, and may be made gentler. Moreover, you may make it a fixed increase rate, without providing the point P. FIG. Even when the rate of increase is constant, the rate of increase can be reduced (the slope of the straight line can be reduced) compared to conventional HUD devices, so that power consumption can be suppressed.

なお、本発明は上記の実施形態及び図面によって限定されるものではない。これらに変更（構成要素の削除も含む）を加えることができるのはもちろんである。   In addition, this invention is not limited by said embodiment and drawing. Of course, changes (including deletion of components) can be added to these.

以上の説明では、液晶表示装置１がＴＮ型である例を示したが、液晶の複屈折を利用してセグメントＳのオンとオフを切り替えるものであれば、これに限られない。例えば、液晶表示装置１は、ＶＡ（Virtical Alignment）型であってもよい。ＶＡ型の場合は、表示側偏光板２２と反射型偏光板２１とをクロスニコルの関係で配置すればよい。また、駆動方式はスタティック駆動に限られず、デューティ駆動でもよい。つまり、パッシブ駆動でセグメント表示を行うネガ型の液晶表示装置であれば、液晶の配向方式は限定されず、様々な方式に適用可能である。   In the above description, an example in which the liquid crystal display device 1 is a TN type has been described. For example, the liquid crystal display device 1 may be a VA (Virtical Alignment) type. In the case of the VA type, the display side polarizing plate 22 and the reflective polarizing plate 21 may be arranged in a crossed Nicols relationship. The driving method is not limited to static driving, and may be duty driving. In other words, the liquid crystal alignment method is not limited as long as it is a negative type liquid crystal display device that performs segment display by passive driving, and can be applied to various methods.

また、液晶表示装置１の配置も任意である。例えば、液晶表示装置１を図１における上側（空の方）へ向けて傾斜させると共に、筐体５の一部から外光ＮＬを取り込んで反射表示を行うようにしてもよい。   The arrangement of the liquid crystal display device 1 is also arbitrary. For example, the liquid crystal display device 1 may be tilted toward the upper side (empty direction) in FIG. 1 and the external light NL may be taken in from a part of the housing 5 to perform reflective display.

セグメントＳの組み合わせ又は単体による表示内容は車速に限定されないことは言うまでも無く、他の計測値でもよい。また、セグメントＳは、各種警告や、ウインカーなどの方向を示す文字、図形、アイコン等を表しても良い。   Needless to say, the display content of the combination or the single segment S is not limited to the vehicle speed, but may be other measurement values. In addition, the segment S may represent various warnings, characters, figures, icons, and the like indicating directions of blinkers.

以上では、表示光Ｌを投射する透明板をコンバイナ４とした例を説明したが、当該透明板は、車両のウインドシールド（フロントガラス）であってもよい。   Although the example which used the transparent plate which projects the display light L as the combiner 4 was demonstrated above, the said transparent plate may be a windshield (front glass) of a vehicle.

また、ＨＵＤ装置１００は、車両（自動二輪車、自動四輪車等）に限らず、農耕機械、航空機、船舶などの他の乗り物に搭載されるものであってもよい。   In addition, the HUD device 100 is not limited to a vehicle (a motorcycle, an automobile, or the like), and may be mounted on another vehicle such as an agricultural machine, an aircraft, or a ship.

以上の説明では、本発明の理解を容易にするために、重要でない公知の技術的事項の説明を適宜省略した。   In the above description, in order to facilitate the understanding of the present invention, the description of known unimportant technical matters is appropriately omitted.

１００…ＨＵＤ装置
１…液晶表示装置
１ａ…液晶パネル
１０…液晶セル
１１，１２…基板
１１ａ，１２ａ…透明電極
１３…液晶層
２１…反射型偏光板
２２…表示側偏光板
３０…遮光部
３１…縁部
４０…着色透過層
５０…拡散板
１ｂ…光源（バックライト）
２…制御部
３…反射部
４…コンバイナ
５…筐体
ＩＬ…照明光
Ｌ…表示光
ＮＬ…外光
Ｓ…セグメント
Ｓ１…ＯＮセグメント
Ｓ２…ＯＦＦセグメント DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... HUD apparatus 1 ... Liquid crystal display device 1a ... Liquid crystal panel 10 ... Liquid crystal cell 11, 12 ... Substrate 11a, 12a ... Transparent electrode 13 ... Liquid crystal layer 21 ... Reflective polarizing plate 22 ... Display side polarizing plate 30 ... Light-shielding part 31 ... Edge 40 ... colored transmission layer 50 ... diffuser plate 1b ... light source (backlight)
2 ... Control unit 3 ... Reflecting unit 4 ... Combiner 5 ... Housing IL ... Illumination light L ... Display light NL ... External light S ... Segment S1 ... ON segment S2 ... OFF segment

Claims (4)

光源と、前記光源からの照明光によって点灯するセグメントを含む像を表示する液晶パネルと、前記液晶パネルから前記像を表す表示光を受けることで、前記像の虚像を視認させる透明板と、を備えるヘッドアップディスプレイ装置であって、
前記液晶パネルは、
液晶層を挟んで互いに対向する一対の基板と、前記一対の基板の各々の前記液晶層側に設けられた透明電極と、を有する液晶セルと、
前記液晶セルと前記光源の間に位置し、透過軸と直交する偏光成分の光を反射する反射型偏光板と、
前記液晶セルよりも前記像の表示側に位置する表示側偏光板と、
前記反射型偏光板と前記光源の間に位置する遮光部と、を備え、
前記透明電極を介して前記液晶層に印加される電圧に応じて、前記セグメントの形状に対応して形成された前記透明電極の領域であるセグメント形成領域が、前記照明光を透過させる透過状態と前記照明光を透過させない不透過状態とのいずれかに切り替えられ、
前記遮光部は、前記基板の法線方向において、前記セグメント形成領域外の背景領域と重なると共に前記セグメント形成領域の外縁と重なるように形成され、前記像においては前記セグメントを囲む縁部として視認され、
前記セグメント形成領域が前記透過状態である場合に、前記縁部に囲まれた前記セグメントが前記照明光により点灯し、
前記不透過状態の前記セグメント形成領域と前記背景領域とは、前記表示側偏光板側から前記液晶パネルに外光が入射すると、当該外光が前記反射型偏光板で反射することにより反射表示される、
ことを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。 A light source, a liquid crystal panel that displays an image including a segment that is lit by illumination light from the light source, and a transparent plate that visually recognizes a virtual image of the image by receiving display light representing the image from the liquid crystal panel. A head-up display device comprising:
The liquid crystal panel is
A liquid crystal cell having a pair of substrates facing each other across the liquid crystal layer, and a transparent electrode provided on the liquid crystal layer side of each of the pair of substrates;
A reflective polarizing plate that is positioned between the liquid crystal cell and the light source and reflects light of a polarization component orthogonal to the transmission axis;
A display-side polarizing plate located on the display side of the image from the liquid crystal cell;
A light shielding portion located between the reflective polarizing plate and the light source,
In accordance with a voltage applied to the liquid crystal layer through the transparent electrode, a segment formation region which is a region of the transparent electrode formed corresponding to the shape of the segment has a transmission state in which the illumination light is transmitted. It is switched to one of the non-transparent states that do not transmit the illumination light,
The light shielding portion is formed so as to overlap a background region outside the segment formation region and an outer edge of the segment formation region in the normal direction of the substrate, and is visually recognized as an edge portion surrounding the segment in the image. ,
When the segment formation region is in the transmissive state, the segment surrounded by the edge is lit by the illumination light,
The segment forming region and the background region in the non-transmissive state are reflected and displayed when the external light is incident on the liquid crystal panel from the display side polarizing plate side and the external light is reflected by the reflective polarizing plate. The
A head-up display device. 前記法線方向において前記セグメント形成領域と重なる着色透明層をさらに備える、
ことを特徴とする請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置。 A colored transparent layer that overlaps the segment forming region in the normal direction;
The head-up display device according to claim 1. 前記液晶パネルは、ねじれネマティック型であり、
前記表示側偏光板と前記反射型偏光板とは、互いの透過軸が平行となるように配置される、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のヘッドディスプレイ装置。 The liquid crystal panel is a twisted nematic type,
The display-side polarizing plate and the reflective polarizing plate are arranged so that their transmission axes are parallel to each other.
The head display device according to claim 1, wherein: 光源と、前記光源からの照明光によって点灯するセグメントを含む像を表示する液晶パネルと、を備える液晶表示装置であって、
前記液晶パネルは、
液晶層を挟んで互いに対向する一対の基板と、前記一対の基板の各々の前記液晶層側に設けられた透明電極と、を有する液晶セルと、
前記液晶セルと前記光源の間に位置し、透過軸と直交する偏光成分の光を反射する反射型偏光板と、
前記液晶セルよりも前記像の表示側に位置する表示側偏光板と、
前記反射型偏光板と前記光源の間に位置する遮光部と、を備え、
前記透明電極を介して前記液晶層に印加される電圧に応じて、前記セグメントの形状に対応して形成された前記透明電極の領域であるセグメント形成領域が、前記照明光を透過させる透過状態と前記照明光を透過させない不透過状態とのいずれかに切り替えられ、
前記遮光部は、前記基板の法線方向において、前記セグメント形成領域外の背景領域と重なると共に前記セグメント形成領域の外縁と重なるように形成され、前記像においては前記セグメントを囲む縁部として視認され、
前記セグメント形成領域が前記透過状態である場合に、前記縁部に囲まれた前記セグメントが前記照明光により点灯し、
前記不透過状態の前記セグメント形成領域と前記背景領域とは、前記表示側偏光板側から前記液晶パネルに外光が入射すると、当該外光が前記反射型偏光板で反射することにより反射表示される、
ことを特徴とする液晶表示装置。 A liquid crystal display device comprising: a light source; and a liquid crystal panel that displays an image including a segment that is lit by illumination light from the light source,
The liquid crystal panel is
A liquid crystal cell having a pair of substrates facing each other across the liquid crystal layer, and a transparent electrode provided on the liquid crystal layer side of each of the pair of substrates;
A reflective polarizing plate that is positioned between the liquid crystal cell and the light source and reflects light of a polarization component orthogonal to the transmission axis;
A display-side polarizing plate located on the display side of the image from the liquid crystal cell;
A light shielding portion located between the reflective polarizing plate and the light source,
In accordance with a voltage applied to the liquid crystal layer through the transparent electrode, a segment formation region which is a region of the transparent electrode formed corresponding to the shape of the segment has a transmission state in which the illumination light is transmitted. It is switched to one of the non-transparent states that do not transmit the illumination light,
The light shielding portion is formed so as to overlap a background region outside the segment formation region and an outer edge of the segment formation region in the normal direction of the substrate, and is visually recognized as an edge portion surrounding the segment in the image. ,
When the segment formation region is in the transmissive state, the segment surrounded by the edge is lit by the illumination light,
The segment forming region and the background region in the non-transmissive state are reflected and displayed when the external light is incident on the liquid crystal panel from the display side polarizing plate side and the external light is reflected by the reflective polarizing plate. The
A liquid crystal display device characterized by the above.
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