JP3823746B2

JP3823746B2 - Liquid crystal display

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Publication number: JP3823746B2
Application number: JP2001079088A
Authority: JP
Inventors: 隆一平山
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 2001-03-19
Filing date: 2001-03-19
Publication date: 2006-09-20
Anticipated expiration: 2021-03-19
Also published as: JP2002277872A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、外光を利用する反射表示と、照明光を利用する透過表示との両方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】
液晶表示装置として、液晶表示素子の後側に、前側から前記液晶表示素子を透過して入射した光を前記液晶表示素子に向けて反射するとともに照明光を前記液晶表示素子に向けて出射する面光源を配置したものがある。
【０００３】
この液晶表示装置は、明るい環境下ではその環境の光である外光を利用する反射表示を行ない、前記反射表示では明るい表示が得られないときに、前記面光源からの照明光を利用する透過表示を行なうものであり、前記面光源は、外光を利用する反射表示で充分な明るさの表示が得られるときは消灯され、外光を利用する反射表示では明るい表示が得られないときに点灯される。
【０００４】
この表示装置の面光源は、例えば、入射端面と前面および後面を有し、前記入射端面から入射して光を前面全体から出射する導光板と、この導光板の入射端面に対向させて配置された発光素子と、前記導光板の前面の前側に配置された半透過反射板とからなっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の液晶表示装置は、外光を利用する反射表示のときの表示の明るさが、前側から入射する外光の明るさに比べて極端に低いという問題をもっている。
【０００６】
これは、外光を利用する反射表示を行なう液晶表示装置は、表示の観察方向である正面方向に対して画面の上縁側に傾いた方向を使用環境のうちの最も明るい方向に向けて使用されるのが普通であるため、外光は主に前記正面方向に対して斜めに傾いた方向から入射するからであり、従来の液晶表示装置は、前記面光源が、前側からの入射光をその入射角に応じた反射角で反射するため、前側から入射した光のほとんどが正面方向に対して斜めに傾いた方向に出射する。
【０００７】
そのため、従来の液晶表示装置は、外光を利用する反射表示のときの出射光の正面輝度が低く、したがって、正面方向から観察される表示の明るさが、前側から入射する外光の明るさに比べて極端に低い。
【０００８】
この発明は、外光を利用する反射表示のときの出射光の正面輝度を高くして正面方向から観察される表示を明るくすることができる液晶表示装置を提供することを目的としたものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明の液晶表示装置は、光の透過を制御して表示する液晶表示素子と、前記液晶表示素子の後側に配置され、前記液晶表示素子の前側から入射して前記液晶表示素子を透過した光を前記液晶表示素子に向けて反射するとともに照明光を前記液晶表示素子に向けて出射する面光源と、前記液晶表示素子の前側から入射する外光の強度を測定する光センサと、前記光センサの測定値に応じて前記面光源からの照明光の出射を制御する光源制御手段とを備え、且つ、前記面光源は、前側からの入射光のうち、前記液晶表示素子の画面の縦軸方向を中心とする所定の角度範囲の方向から入射した光の反射光を高い強度で正面方向に出射する指向性を有しており、前記光センサは、受光面に緑の波長帯域以外の波長光を吸収する緑色フィルタが設けられ、その受光面を前記前側からの入射光のうち、前記面光源により反射されて高い強度で正面方向に出射する光の入射方向に向けて配置されていることを特徴とするものである。
【００１０】
この液晶表示装置は、その使用環境の光である外光を利用する反射表示と、前記面光源からの照明光を利用する透過表示との両方の表示を行なうものであり、前記面光源からの照明光の出射は、前記液晶表示素子の前側から入射する外光の強度を測定する前記光センサの測定値に応じて前記光源制御手段により制御される。
【００１１】
この液晶表示装置によれば、前記面光源が、前側からの入射光のうち、前記液晶表示素子の画面の縦軸方向を中心とする所定の角度範囲の方向から入射した光の反射光を高い強度で正面方向に出射する指向性を有しているため、主に前記正面方向に対して前記画面の上縁側に傾いた方向から入射する外光を利用する反射表示のときの出射光の正面輝度を高くし、正面方向から観察される表示を明るくすることができる。
【００１２】
しかも、この液晶表示装置は、前記液晶表示素子の前側から入射する外光の強度を測定する光センサと、前記光センサの測定値に応じて前記面光源からの照明光の出射を制御する光源制御手段とを備えるとともに、前記光センサの受光面に緑の波長帯域以外の波長光を吸収する緑色フィルタが設けられ、その受光面を、前記前側からの入射光のうち、前記面光源により反射されて高い強度で正面方向に出射する光の入射方向に向けて配置しているため、入射する外光の色温度の違いにより表示の明るさの変化、および前記角度範囲の方向から入射する外光の強度が画面の向きに応じて変化することによる出射光の正面輝度の変化を、前記光センサの測定値に応じて前記面光源からの照明光の出射を制御することにより補償し、画面の向きによる表示の明るさの変化を小さくすることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
この発明の液晶表示装置は、上記のように、液晶表示素子と、前記液晶表示素子の前側から入射して前記液晶表示素子を透過した光を前記液晶表示素子に向けて反射するとともに照明光を前記液晶表示素子に向けて出射する面光源と、前記液晶表示素子の前側から入射する外光の強度を測定する光センサと、前記光センサの測定値に応じて前記面光源からの照明光の出射を制御する光源制御手段とを備え、且つ、前記面光源に、前側からの入射光のうち、前記液晶表示素子の画面の縦軸方向を中心とする所定の角度範囲の方向から入射した光の反射光を高い強度で正面方向に出射する指向性をもたせるとともに、前記光センサの受光面に緑の波長帯域以外の波長光を吸収する緑色フィルタが設けられ、その受光面を、前記前側からの入射光のうち、前記面光源により反射されて高い強度で正面方向に出射する光の入射方向に向けて配置することにより、外光を利用する反射表示のときの出射光の正面輝度を高くして正面方向から観察される表示を明るくし、しかも、入射する外光の色温度の違いにより表示の明るさの変化、および前記所定の角度範囲の方向から入射する外光の強度が画面の向きに応じて変化することによる出射光の正面輝度の変化を、前記光センサの測定値に応じて前記面光源からの照明光の出射を制御することにより補償し、画面の向きによる表示の明るさの変化を小さくすることができるようにしたものである。
【００１４】
この発明の液晶表示装置において、前記光源制御手段は、前記面光源から出射する照明光の輝度を、前記光センサの測定値に対応させて予め定められた輝度範囲になるように制御する調光手段を備えているのが望ましい。
【００１６】
さらに、前記面光源は、入射端面と前面および後面を有し、前記前面に前記入射端面の長さ方向とほぼ平行な方向に沿う複数の細長出射面が間隔をおいて形成された導光板と、前記導光板の前面の前記複数の細長出射面の間の領域と前記導光板の後面との少なくとも一方に設けられた反射膜と、前記導光板の前記入射端面に対向させて配置された発光素子と、前記導光板の前面の前側に配置され、前記導光板の前記複数の細長出射面から出射した光および前記導光板の前側から入射して前記反射膜により反射された光を正面方向に向けて屈折させる光学手段とからなっているのが好ましい。
【００１７】
【実施例】
図１〜図４はこの発明の一実施例を示しており、図１および図２は液晶表示装置の正面図および拡大側面図、図３および図４は前記液晶表示装置の面光源の側面図およびその一部分の拡大図である。
【００１８】
この実施例の液晶表示装置は、図１および図２に示すように、前面に表示窓が設けられたケース１内に前記表示窓に対向させて配置された液晶表示素子２と、前記液晶表示素子２の後側に配置された面光源３と、前記液晶表示素子２の前側から入射する外光の強度を測定する光センサ１４と、前記面光源３からの照明光の出射を制御する光源制御手段１５とからなっている。
【００１９】
なお、前記液晶表示素子２は、例えば、ＴＮ（ツイステッドネマティック）型またはＳＴＮ（スーパーツイステッドネマティック）型液晶表示素子、液晶分子を一方向にホモジニアスさせたホモジニアス配向型液晶表示素子、強誘電性または反強誘電性液晶表示素子等のいずれかであり、その構造は図示しないが、液晶層を挟んで対向する前後一対の透明基板の内面にそれぞれ透明電極が設けられた液晶セルと、この液晶セルの前面と後面とに配置された一対の偏光板とからなっている。
【００２０】
前記面光源３は、図３および図４に示すように、入射端面４ａと前面および後面を有し、前面に前記入射端面４ａの長さ方向とほぼ平行な方向に沿う複数の細長出射面５が間隔をおいて形成された導光板４と、前記導光板４の後面にその全面にわたって設けられた反射膜７と、前記導光板４の入射端面４ａに対向させて配置された発光素子８と、前記導光板４の前面の前側に配置され、前記導光板４の複数の細長出射面５から出射した光および前記導光板４の前側から入射して前記反射膜７により反射された光を正面方向（液晶表示素子２の画面の法線付近の方向）に向けて屈折させる光学手段１０とからなっている。
【００２１】
前記導光板４は、一端面が入射端面４ａとされ、前面が、前記入射端面４ａ側から他端側に向って順次低くなる階段形状面に形成されるとともに、後面が平坦面に形成されたアクリル系樹脂等からなる透明板であり、その前面の階段形状面の複数の段差面がそれぞれ前記細長出射面５とされている。なお、前記階段形状面の前記複数の細長出射面（段差面）５の間の段面６は、導光板後面とほぼ平行な面であり、前記細長出射面（段差面）５は、前記段面６に対してほぼ垂直な面である。
【００２２】
また、前記導光板４の後面に設けられた前記反射膜７は、アルミニウム等の高反射金属の蒸着膜またはメッキ膜からなる鏡面反射膜であり、この反射膜７は、前記導光板４の後面全体にわたって形成されている。
【００２３】
さらに、前記導光板４の入射端面４ａに対向させて配置された発光素子８は、例えば、冷陰極管、ネオン管、ＥＬ（エレクトロルミネセンス）素子、複数のＬＥＤ（発光ダイオード）を整列したＬＥＤアレイ等である。
【００２４】
なお、図に示した発光素子８は、前記入射端面４ａの全長にわたる長さの直管状の冷陰極管からなっており、その背後に、この冷陰極管からの出射光を前記導光板４の入射端面４ａに向けて反射するリフレクタ９が配置されている。
【００２５】
また、前記導光板２の前面の前側に配置された屈折手段１０は、前面が平坦面に形成され、後面に、前記導光板４の複数の細長出射面５の長さ方向（導光板４の幅方向）とほぼ平行な複数の横長プリズム部１２が所定のピッチで形成されたプリズムシート１１からなっている。なお、このプリズムシート１１は、アクリル系樹脂等の成形品である。
【００２６】
このプリズムシート１１の複数の横長プリズム部１２は、その両側面のうち、一方の側面がプリズムシート１１の前面の法線に対して５°〜１５°の角度で傾斜し、他方の面が前記法線に対して前記一方の側面とは反対方向に２０°〜５０°の角度で傾斜する不等辺三角形状の断面形状を有しており、このプリズム部１２の両側面のうち、前記法線に対する傾き角が小さい前記一方の側面が、前記導光板４の細長出射面５からの出射光を入射させる入射面１２ａとされ、前記法線に対する傾き角が大きい他方の側面が、前記入射面１２ａから入射した光を正面方向に屈折させる屈折面１２ｂとされている。
【００２７】
また、前記複数の横長プリズム部１２は、所定の間隔を存して形成されており、プリズムシート１１の後面の前記複数の横長プリズム部１２の間の領域は、その両側の横長プリズム部１２のうち、一方（図において左側）のプリズム部１２の屈折面１２ｂの基部から他方（図において右側）のプリズム部１２の入射面１２ａの基部に向かい、プリズムシート１１の前面方向に、プリズムシート前面に対して５°〜１５°の角度で傾斜する横長の入出射面１３となっている。
【００２８】
そして、前記導光板４は、前記プリズムシート１１に対し、導光板前面の複数の細長出射面５を前記プリズムシート１１の複数の横長プリズム部１２の入射面１２ａに対向させるとともに、前記複数の細長出射面５の上縁を通る仮想線が前記複数の横長プリズム部１２の頂部を通る仮想線とほぼ平行になるように傾けた状態で、導光板前面の複数の段面６の上面を前記プリズムシート１１の複数の横長プリズム部１２の頂部にできるだけ近接させて配置されており、前記プリズムシート１１の複数の横長プリズム部１２の入射面１２ａは、前記のように配置された導光板４の細長出射面５に対し、ほぼ平行または平行に近い傾き角で対向している。
【００２９】
なお、前記プリズムシート１１の複数の横長プリズム部１２は、前記導光板４の複数の細長出射面５のピッチよりも小さいピッチで設けられており、したがって、前記導光板４の複数の細長出射面５はそれぞれ、前記プリズムシート１１の少なくとも１つの横長プリズム部１２の入射面１２ａに対向している。
【００３０】
また、図２および図３では、導光板４の前面の階段形状面およびプリズムシート１１の複数の横長プリズム部１２とその間の入出射面１３を大きく誇張して示しているが、前記プリズムシート１１の複数の横長プリズム部１２と前記入出射面１３は、約５０μｍ〜約１０００μｍの極く小さいピッチで形成されており、前記導光板４の階段形状面の複数の細長出射面５は、前記プリズムシート１１の横長プリズム部１２のピッチよりも若干大きいピッチで形成されている。
【００３１】
このように構成された面光源３は、前記導光板４の入射端面４ａ側（光源素子８の配置側）を前記液晶表示素子２の画面の上縁方向に向けるとともに、前記プリズムシート１１の前面を前記液晶表示素子２の後面とほぼ平行にして、前記液晶表示素子２の後側に配置されている。
【００３２】
この面光源３は、前記液晶表示素子２の前側から入射して前記液晶表示素子２を透過した光を前記液晶表示素子２に向けて反射するとともに、照明光を前記液晶表示素子２に向けて出射するものであり、前記光源素子８は、照明光を出射するときに点灯される。
【００３３】
まず、前記面光源３からの照明光の出射について説明すると、前記光源素子８から出射した照明光は、その経路を図３および図４に実線で示したように、導光板４にその入射端面４ａから入射し、導光板前面の複数の段面６と外気（空気）との界面での全反射と、導光板後面に設けられた反射膜７での反射の繰り返しにより導光板４内をその長さ方向に導かれ、導光板前面の複数の細長出射面５から出射する。
【００３４】
前記導光板４の複数の細長出射面５から出射した光は、前記プリズムシート１１の後面の複数の横長プリズム部１２にその入射面１２ａから入射し、前記横長プリズム部１２の反対側の屈折面１２ｂと外気（空気）との界面での全反射により正面方向に向けて屈折されてプリズムシート１１の前面から出射する。
【００３５】
すなわち、前記面光源３は、前記発光素子８から出射した照明光を、前記導光板４により導いてその前面の複数の細長出射面５から出射するとともに、その光を前記プリズムシート１１により正面方向に向けて屈折させ、正面方向の輝度が高い輝度分布の照明光として前記プリズムシート１１の前面から出射する。
【００３６】
そして、前記面光源３のプリズムシート１１の前面から出射した照明光は、液晶表示素子２にその後面から入射し、この液晶表示素子２により透過を制御されて画像光となり、前記液晶表示素子２の前側に出射する。
【００３７】
次に、前記面光源３による前側からの入射光の反射について説明すると、前記液晶表示素子２の前側から入射する光は、液晶表示装置の使用環境の光である外光であり、その外光が、前記液晶表示素子２により透過を制御されて画像光となって液晶表示素子２の前側に出射する。
【００３８】
そして、前記液晶表示素子２の後側に出射した光は、その経路を図３および図４に破線で示したように、前記面光源３のプリズムシート１１にその前面から入射し、このプリズムシート１１の後面の複数の横長プリズム部１２およびこれらのプリズム部１２の間の入出射面１３から後側に出射する。
【００３９】
前記プリズムシート１１の後側に出射した光は、前記導光板４の前面の複数の段面６から導光板４内に入射してこの導光板４の後面の反射膜７により反射され、前記導光板４の前面の前記複数の段面６から出射して、前記プリズムシート１１にその後面の複数のプリズム部１２およびこれらのプリズム部１２の間の入出射面１３から入射し、このプリズムシート１１の前面から出射する。
【００４０】
そして、前記プリズムシート１１の前面から出射した照明光は、液晶表示素子２にその後面から入射し、この液晶表示素子２を再び透過して前記液晶表示素子２の前側に出射する。
【００４１】
なお、前記プリズムシート１１は、前記反射膜７により反射されてプリズムシート１１にその後面から入射した反射光のほとんどを前面から出射するが、このプリズムシート１１の後面の複数のプリズム部１２は、横長のプリズム部であり、またこれらのプリズム部１２の間の入出射面１３は、その両側の一方のプリズム部１２の屈折面１２ｂの基部から他方のプリズム部１２の入射面１２ａの基部に向かってプリズムシート１１の前面方向に傾斜する横長面であるため、このプリズムシート１１は、その後面から入射した前記反射光のうち、前記横長プリズム部１２および横長の入出射面１３の長さ方向（プリズムシート１１の幅方向）に対して交差する方向から入射した光を屈折させて前面から出射する。
【００４２】
すなわち、前記プリズムシート１１は、その後面から入射した前記反射光のうち、前記横長プリズム部１２および横長入出射面１３の長さ方向に対して交差する方向から入射した光を、前記横長プリズム部１２の屈折面１２ｂおよび前記入出射面１３と外気との界面で屈折させ、その光のうち、直接プリズムシート１１の前面に向かう光をこのプリズムシート１１の前面から出射するとともに、前記横長プリズム部１２の屈折面１２ｂとは反対側の入射面１２ａに向かう光を、この入射面１２ａと外気との界面での全反射により前面方向に屈折させてプリズムシート１１の前面から出射する。
【００４３】
このプリズムシート１１による反射光の主な屈折方向は、プリズムシート１１に対する前記反射光の入射方向によって異なり、前記横長プリズム部１２および横長入出射面１３の長さ方向に対して直交する方向に近い方向から入射する反射光ほど、より多く正面方向に屈折される。
【００４４】
前記反射光のプリズムシート１１による正面方向への屈折量が充分多い反射光の入射方向は、前記横長プリズム部１２および横長入出射面１３の長さ方向に対して直交する方向を中心にして±約４５°の角度範囲の方向であり、その角度範囲を越える方向から入射した反射光の正面方向への屈折量は極端に少ない。
【００４５】
なお、前記反射膜７は鏡面反射膜であるため、前記液晶表示素子２の前側から入射し、前記反射膜７により反射されて前記プリズムシート１１にその後面から入射する反射光の入射方向は、前記液晶表示素子２の前側から入射する光の入射方向に対して正反対の方向である。
【００４６】
そのため、前記面光源３は、前側からの入射光のうち、正面方向に対して所定の角度範囲の方向、つまり前記プリズムシート１１の横長プリズム部１２および横長入出射面１３の長さ方向に対して直交する方向を中心にして±約４５°の角度範囲の方向から入射した光の反射光を高い強度で正面方向に屈折させる指向性を有している。
【００４７】
そして、この実施例では、上述したように、前記面光源３を、前記導光板４の入射端面４ａ側を液晶表示素子２の画面の上縁方向に向けて配置し、前記プリズムシート１１を、前記横長プリズム部１２の入射面１２ａを前記導光板４の前面に前記入射端面４ａの長さ方向とほぼ平行に形成された前記細長出射面５に対向させて配置しているため、前記プリズムシート１１の複数の横長プリズム部１２およびその間の横長の入出射面１３の長さ方向は前記液晶表示素子２の画面の縦軸ｙ（図１参照）に対してほぼ直交する方向にあり、したがって、前記面光源３は、前側からの入射光のうち、図１に示したように前記画面の縦軸方向ｙを中心にして±約４５°の角度範囲Ａの方向から入射した光の反射光を高い強度で正面方向に出射する指向性を有している。
【００４８】
次に、図１および図２に示した光センサ１４と光源制御手段１５について説明する。
【００４９】
前記光センサ１４は、可視光帯域の光のうち、人間の目に最も明るく見える緑の波長帯域の波長光の強度を測定する緑色光測定センサであり、例えば、可視光帯域の各波長光の平均的な強度を測定する光強度測定素子の受光面に、緑の波長帯域以外の波長光を吸収する緑色フィルタを設けた構成のものである。
【００５０】
この光センサ１４は、液晶表示素子２の近傍、例えば前記液晶表示素子２の画面の上縁側の側方に、前記液晶表示素子２の前側から入射する外光のうち、前記面光源３により反射されて高い強度で正面方向に出射する光の入射方向に向けて配置され、前記ケース１に固定されている。
【００５１】
すなわち、上述したように、前記前側から入射する光のうち、前記面光源３により反射されて高い強度で正面方向に出射する光の入射方向は、正面面方向に対し、前記画面の縦軸ｙに沿った方向を中心にして±約４５°の角度範囲Ａの方向である。
【００５２】
また、外光を利用する反射表示を行なう液晶表示装置は、表示の観察方向である正面方向に対して画面の上縁側に傾いた方向を使用環境のうちの最も明るい方向に向けて使用されるのが普通であり、したがって、外光は主に前記正面方向に対して前記画面の上縁側に傾いた方向から入射するが、その外光のほとんどは、図２に示したように、液晶表示素子２の画面の法線ｈに対して約１０°〜５０°の傾き角範囲Ｂで入射する。
【００５３】
そのため、この実施例では、前記光センサ１４を、前記画面の縦軸ｙに沿った方向を中心にして±約４５°の角度範囲Ａの方向で、且つ、前記画面の法線ｈに対して前記画面の上縁側に約１０°〜５０°の傾き角範囲Ｂで傾けた方向に向けて配置している。
【００５４】
なお、前記面光源３により反射されて正面方向に出射する光のうち、最も高い強度で正面方向に出射する光の入射方向は、画面の縦軸ｙに沿った方向であるため、前記光センサ１４は、前記画面の縦軸ｙに沿った方向に向けて配置するのが最も好ましい。
【００５５】
また、前記光源制御手段１５は、前記光センサ１４の測定値に応じて前記面光源３からの照明光の出射を制御するものであり、前記面光源３から出射する照明光の輝度を、前記光センサ１４の測定値に対応させて予め定められた輝度範囲になるように制御する調光手段を備えている。
【００５６】
この光源制御手段１５は、図１に示したように、前記面光源３から出射させる照明光の輝度値を、前記光センサ１４の測定値に対応させて予め定められた輝度範囲になるように調整する調光回路１６と、前記面光源３の発光素子８を、前記調光回路１６からの輝度値に応じた輝度の照明光を出射させるように駆動する光源駆動回路１７とからなっている。
【００５７】
この液晶表示装置は、その使用環境の光である外光を利用する反射表示と、前記面光源３からの照明光を利用する透過表示との両方の表示を行なうものであり、前記面光源３からの照明光の出射は、液晶表示素子２の前側から入射する外光の強度を測定する前記光センサ１４の測定値に応じて前記光源制御手段１５により制御される。
【００５８】
この液晶表示装置によれば、前記面光源３が、前側からの入射光のうち、前記液晶表示素子２の画面の縦軸方向ｙを中心とする所定の角度範囲（画面の縦軸方向ｙを中心にして±約４５°の角度範囲）Ａの方向から入射した光の反射光を高い強度で正面方向に出射する指向性を有しているため、主に前記正面方向に対して前記画面の上縁側に傾いた方向から入射する外光を利用する反射表示のときの液晶表示素子２の前側に出射する出射光の正面輝度を高くし、正面方向から観察される表示を明るくすることができる。
【００５９】
しかも、この液晶表示装置は、前記液晶表示素子２の前側から入射する外光の強度を測定する光センサ１４と、前記光センサ１４の測定値に応じて前記面光源３からの照明光の出射を制御する光源制御手段１５とを備えるとともに、前記光センサ１４を、前側からの入射光のうちの前記面光源３により反射されて高い強度で正面方向に出射する光の入射方向である前記角度範囲Ａの方向に向けて配置しているため、前記角度範囲Ａの方向から入射する外光の強度が画面の向きによって変化することによる出射光（液晶表示素子２の前側に出射する光）の正面輝度の変化を、前記光センサ１４の測定値に応じて前記面光源３からの照明光の出射を制御することにより補償し、画面の向きによる表示の明るさの変化を小さくすることができる。
【００６０】
すなわち、この液晶表示装置は、表示の観察方向である正面方向に対して画面の上縁側に傾いた方向を使用環境のうちの最も明るい方向に向けて使用されるのが普通であるが、液晶表示装置の置き場所等の関係で、画面を上記のような方向に向けて使用することができない場合は、同じ照度の環境下でも、前記角度範囲Ａの方向から入射する外光の強度が低くなる。
【００６１】
そして、前記面光源３は、前側からの入射光のうち、前記角度範囲Ａの方向から入射した光の反射光を高い強度で正面方向に出射する指向性を有しているため、前記角度範囲Ａの方向から入射する外光の強度が低くなると、液晶表示素子２の前側に出射する出射光の正面輝度が低下し、正面方向から観察される表示の明るさが暗くなる。
【００６２】
しかし、この液晶表示装置では、前記光センサ１４を、前記面光源３の指向性に合わせて、前記角度範囲Ａの方向に向けて配置しているため、前記角度範囲Ａの方向から入射する外光の強度を前記光センサ１４により測定し、その測定値に応じて前記光源制御手段１５により前記面光源３からの照明光の出射を制御することにより、前記角度範囲Ａの方向から入射する外光の強度低下による表示の明るさの低下を、前記面光源３から照明光を出射させることにより補償し、画面の向きによる表示の明るさの変化を小さくすることができる。
【００６３】
さらに、この実施例では、前記光源制御手段１５を、図１に示したように、前記面光源３から出射させる照明光の輝度値を、前記光センサ１４の測定値に対応させて予め定められた輝度範囲になるように調整する調光回路１６と、前記面光源３の発光素子８を、前記調光回路１６からの輝度値に応じた輝度の照明光を出射させるように駆動する光源駆動回路１７とにより構成しているため、前記面光源から出射する照明光の輝度を、前記光センサ１４の測定値に対応させて予め定められた輝度範囲になるように制御し、画面の向きによる表示の明るさの変化をより小さくすることができる。
【００６４】
この液晶表示装置の正面方向から観察される表示の明るさは、前側から入射して前記面光源３により反射された反射光のうちの正面方向に出射する光の強度と、前記面光源３からの照明光のうちの正面方向に出射する光の強度とによって決まり、外光だけを利用して表示するときは、前記反射光のうちの正面方向に出射する光の強度に応じた明るさの表示が観察され、前記面光源３から照明光を出射させたときは、前記反射光のうちの正面方向に出射する光と、前記照明光のうちの正面方向に出射する光との両方の強度に応じた明るさの表示が観察され、外光がほとんど得られない暗い環境下で前記面光源３から照明光を出射させて表示するときは、前記照明光のうちの正面方向に出射する光の強度に応じた明るさの表示が観察される。
【００６５】
一方、液晶表示装置の好適な画面輝度は、その使用環境の照度によって異なり、液晶表示装置の画面輝度が一定である場合は、環境照度によって、観察される表示が眩しく見えたり暗く見えたりする。
【００６６】
そのため、この実施例では、前記光源制御手段１５の輝度調整回路１６を、前記光センサ１４の測定値に基いて環境照度と正面方向に出射する反射光の強度を判定し、その環境照度と反射光の強度に応じて前記面光源３から出射させる照明光の輝度値を調整するように構成し、前記正面方向に出射する反射光の強度（光がほとんど得られない暗い環境下では０）と正面方向に出射する照明光の強度が、環境照度に応じた好適な画面輝度が得られる強度になるようにしている。
【００６７】
なお、環境照度に応じた好適な画面輝度は、例えば夜間の街灯下のような５０ルクスの環境照度で２０〜２００ニット、昼間や夜間の室内照明を点灯させたときの室内のような１０００ルクスの環境照度で３０〜３００ニット、晴天時の木陰のような３００００ルクスの環境照度で４００〜４０００ニットである。
【００６８】
したがって、前記面光源３から出射させる照明光の輝度は、環境照度に対する画面輝度が、５０ルクスの環境照度で２０〜２００ニット、１０００ルクスの環境照度で３０〜３００ニット、３００００ルクスの環境照度で４００〜４０００ニットの範囲をそれぞれ満足する二次関数で表わされる輝度となるように制御すればよい。
【００６９】
ただし、前記面光源３から出射させる照明光の輝度値を調整するための環境照度と正面方向に出射する反射光の強度は、前記光センサ１４の測定値を所定の補正率で補正することにより判定することができるが、前記光センサ１４により測定される外光の強度は、様々な方向から入射する外光のうちの前記光センサ１４が向いている方向から入射した光の強度であり、また環境照度が同じでも、液晶表示装置の画面の向きによって前記光センサ１４の測定値が変化するため、前記光センサ１４の測定値に基いて判定される環境照度と正面方向に出射する反射光の強度は、実際の環境照度と正面方向に出射する反射光の強度とは異なる。
【００７０】
しかし、環境照度に応じた好適な画面輝度の範囲は、上述したように、５０ルクスの環境照度で２０〜２００ニット、１０００ルクスの環境照度で３０〜３００ニット、３００００ルクスの環境照度で４００〜４０００ニットというように比較的幅があるため、前記光センサ１４の測定値に基いて判定した環境照度と正面方向に出射する反射光の強度に応じて前記面光源３から出射させる照明光の輝度を制御しても、充分環境照度に応じた好適な画面輝度を得ることができる。
【００７１】
しかも、この実施例では、前記光センサ１４を緑色光測定センサとしているため、その測定値に応じて前記面光源３からの照明光の出射を制御することにより、入射する外光の色温度の違いによる表示の明るさの変化も少なくすることができる。
【００７２】
すなわち、液晶表示装置に入射する外光は、自然光や照明器具からの光等であり、その光には、色温度の高い（青や緑の色味が強い）光や、色温度の低い（赤の色味が強い）光等の様々な色温度の光があるが、人間の目に最も明るく見えるのは、可視光帯域の光のうちの緑の波長帯域の光であるため、同じ照度の環境下でも、入射する外光の色温度の違いにより、表示が明るく見えたり暗く見えたりする。
【００７３】
そして、この液晶表示装置は、外光の強度が画面の向きに応じて変化することによる出射光の正面輝度の変化を、前記光センサ１４の測定値に応じて前記面光源３からの照明光の出射を制御することにより補償し、画面の向きによる表示の明るさの変化を小さくするようにしたものであるが、入射する外光の強度を例えば可視光帯域の各波長光の平均的な強度を測定する光センサにより測定し、その測定値に応じて前記面光源３からの照明光の出射を制御したのでは、入射する外光の色温度の違いにより表示が明るく見えたり暗く見えたりするのを補償することはできない。
【００７４】
しかし、この実施例では、前記光センサ１４を、人間の目に最も明るく見える緑の波長帯域の波長光の強度を測定する緑色光測定センサとしているため、その測定値に応じて前記面光源３からの照明光の出射を制御することにより、入射する外光の色温度の違いにより表示が明るく見えたり暗く見えたりするのを補償することができ、したがって、外光の色温度の違いによる表示の明るさの変化も少なくすることができる。
【００７５】
また、この実施例では、前記面光源３を、入射端面４ａと前面および後面を有し、前記前面に前記入射端面４ａの長さ方向とほぼ平行な方向に沿う複数の細長出射面５が間隔をおいて形成された導光板４と、前記導光板４の後面に設けられた反射膜７と、前記導光板４の入射端面４ａに対向させて配置された発光素子８と、前記導光板４の前面の前側に配置され、前記導光板４の前記複数の細長出射面５から出射した光および前記導光板４の前側から入射して前記反射膜７により反射された光を正面方向に向けて屈折させるプリズムシート１１とにより構成しているため、この面光源３に、前側からの入射光のうちの所定の角度範囲Ａの方向から入射した光の反射光を高い強度で正面方向に出射する指向性をもたせるとともに、この面光源３から、正面方向の輝度が高い輝度分布の照明光を液晶表示素子２に向けて出射し、前記照明光による表示の正面輝度を高くすることができる。
【００７６】
なお、上記実施例では、面光源３の導光板４の後面に、前記導光板４にその入射端面４ａから入射した光を導光板４の長さ方向に導くためと、前側からの入射光を反射させるための反射膜７を設けているが、前側からの入射光を反射させるための反射膜は、前記導光板４の前面の複数の細長出射面５の間の領域である複数の段面６の上にそれぞれその全面にわたって設けてもよい。
【００７７】
その場合、前記導光板４の後面の反射膜７は、前記導光板４にその入射端面４ａから入射した光を導光板４の長さ方向に導くための反射膜として利用してもよく、また前記導光板４の後面の反射膜７を省略し、前記導光板４にその入射端面４ａから入射した光を、導光板前面の複数の段面６と外気との界面での全反射と、導光板後面と外気との界面での全反射の繰り返しにより導光板４の長さ方向に導くようにしてもよい。
【００７８】
また、上記実施例の面光源３は、導光板４の前面を階段形状面に形成し、前記複数の段差面をそれぞれ細長出射面５としたものであるが、前記面光源３の導光板は、その前面を、緩傾斜の広幅面と急傾斜の狭幅面とからなる山形形状面が交互に並ぶ形状に形成し、その各山形形状面の急傾斜の狭幅面をそれぞれ細長出射面とし、前記緩傾斜の広幅面上と導光板後面との少なくとも一方に反射膜を設けた構成としてもよい。
【００７９】
さらに、前記面光源３の導光板は、例えば平板状の透明板の前面に、入射端面とほぼ平行な方向に沿う複数本の溝を所定のピッチで互いに平行に形成し、その各溝をそれぞれ細長出射面とし、前記透明板の前面の各溝の間の領域と導光板後面との少なくとも一方に反射膜を設けた構成としてもよい。
【００８０】
また、前記導光板の前側に配置する屈折手段１０は、上記実施例のプリズムシート１１に限らず、前記導光板の複数の細長出射面から出射した光および前記導光板の前側から入射して前記反射膜により反射された光を正面方向に向けて屈折させる前記導光板の複数の細長出射面から出射する光を前側方向に屈折させて出射するものであればよい。
【００８１】
【発明の効果】
この発明の液晶表示装置は、液晶表示素子と、前記液晶表示素子の前側から入射して前記液晶表示素子を透過した光を前記液晶表示素子に向けて反射するとともに照明光を前記液晶表示素子に向けて出射する面光源と、前記液晶表示素子の前側から入射する外光の強度を測定する光センサと、前記光センサの測定値に応じて前記面光源からの照明光の出射を制御する光源制御手段とを備え、且つ、前記面光源に、前側からの入射光のうち、前記液晶表示素子の画面の縦軸方向を中心とする所定の角度範囲の方向から入射した光の反射光を高い強度で正面方向に出射する指向性をもたせるとともに、前記光センサの受光面に緑の波長帯域以外の波長光を吸収する緑色フィルタが設けられ、その受光面を、前記前側からの入射光のうち、前記面光源により反射されて高い強度で正面方向に出射する光の入射方向に向けて配置したものであるため、外光を利用する反射表示のときの出射光の正面輝度を高くして正面方向から観察される表示を明るくし、しかも、入射する外光の色温度の違いにより表示の明るさの変化、および前記所定の角度範囲の方向から入射する外光の強度が画面の向きに応じて変化することによる出射光の正面輝度の変化を、前記光センサの測定値に応じて前記面光源からの照明光の出射を制御することにより補償し、画面の向きによる表示の明るさの変化を小さくすることができる。
【００８２】
この発明の液晶表示装置において、前記光源制御手段は、前記面光源から出射する照明光の輝度を、前記光センサの測定値に対応させて予め定められた輝度範囲になるように制御する調光手段を備えているのが望ましく、このようにすることにより、前記面光源から出射する照明光の輝度を、前記光センサ１４の測定値に対応させて予め定められた輝度範囲になるように制御し、画面の向きによる表示の明るさの変化をより小さくすることができる。
【００８４】
さらに、前記面光源は、入射端面と前面および後面を有し、前記前面に前記入射端面の長さ方向とほぼ平行な方向に沿う複数の細長出射面が間隔をおいて形成された導光板と、前記導光板の前面の前記複数の細長出射面の間の領域と前記導光板の後面との少なくとも一方に設けられた反射膜と、前記導光板の前記入射端面に対向させて配置された発光素子と、前記導光板の前面の前側に配置され、前記導光板の前記複数の細長出射面から出射した光および前記導光板の前側から入射して前記反射膜により反射された光を正面方向に向けて屈折させる光学手段とからなっているのが好ましく、このような構成とすることにより、前記面光源に、前側からの入射光のうちの所定の角度範囲の方向から入射した光の反射光を高い強度で正面方向に出射する指向性をもたせるとともに、この面光源から、正面方向の輝度が高い輝度分布の照明光を液晶表示素子に向けて出射し、前記照明光による表示の正面輝度を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例を示す液晶表示装置の正面図。
【図２】前記液晶表示装置の拡大側面図。
【図３】前記液晶表示装置の面光源の側面図。
【図４】前記面光源の一部分の拡大図。
【符号の説明】
２…液晶表示素子
３…面光源
４…導光板
４ａ…入射端面
５…細長出射面
７…反射膜
８…発光素子
１０…光学手段
１１…プリズムシート
１４…光センサ
１５…光源制御手段
１６…調光回路
１７…光源駆動回路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid crystal display device that performs both a reflective display using external light and a transmissive display using illumination light.
[0002]
[Prior art]
As a liquid crystal display device, on the rear side of the liquid crystal display element, a surface that reflects light incident through the liquid crystal display element from the front side toward the liquid crystal display element and emits illumination light toward the liquid crystal display element Some have light sources.
[0003]
This liquid crystal display device performs reflective display using external light that is light of the environment in a bright environment, and transmits light using illumination light from the surface light source when a bright display cannot be obtained by the reflective display. The surface light source is turned off when a sufficiently bright display is obtained with a reflective display using external light, and a bright display cannot be obtained with a reflective display using external light. Illuminated.
[0004]
The surface light source of the display device has, for example, an incident end surface, a front surface, and a rear surface, and is disposed so as to face the incident end surface of the light guide plate that is incident from the incident end surface and emits light from the entire front surface. And a transflective plate disposed on the front side of the front surface of the light guide plate.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional liquid crystal display device has a problem that the brightness of the display in the reflective display using external light is extremely lower than the brightness of external light incident from the front side.
[0006]
This is because liquid crystal display devices that perform reflective display using external light are used with the direction inclined toward the upper edge of the screen relative to the front direction, which is the display observation direction, facing the brightest direction of the usage environment. This is because outside light is mainly incident from a direction inclined obliquely with respect to the front direction. In the conventional liquid crystal display device, the surface light source receives incident light from the front side. Since the light is reflected at a reflection angle corresponding to the incident angle, most of the light incident from the front side is emitted in a direction inclined obliquely with respect to the front direction.
[0007]
Therefore, the conventional liquid crystal display device has low front luminance of the emitted light at the time of reflective display using external light, and therefore the brightness of the display observed from the front direction is the brightness of the external light incident from the front side. Is extremely low compared to
[0008]
An object of the present invention is to provide a liquid crystal display device capable of increasing the front luminance of outgoing light during reflection display using external light and brightening the display observed from the front direction. .
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The liquid crystal display device of the present invention is arranged on the rear side of the liquid crystal display element for controlling and displaying light, and is incident from the front side of the liquid crystal display element and transmitted through the liquid crystal display element A surface light source that reflects light toward the liquid crystal display element and emits illumination light toward the liquid crystal display element; an optical sensor that measures the intensity of external light incident from the front side of the liquid crystal display element; and the light Light source control means for controlling the emission of illumination light from the surface light source according to the measured value of the sensor, and the surface light source is a vertical axis of the screen of the liquid crystal display element among the incident light from the front side The light sensor has a directivity to emit the reflected light of light incident from the direction of a predetermined angle range centering on the direction in the front direction with high intensity, A green filter that absorbs light of wavelengths other than the green wavelength band is provided on the light receiving surface. Of the incident light from the front side, the light is reflected toward the incident direction of light reflected by the surface light source and emitted in the front direction with high intensity.
[0010]
This liquid crystal display device performs both display of reflection display using external light that is light of the use environment and transmissive display using illumination light from the surface light source. The emission of illumination light is controlled by the light source control means in accordance with the measurement value of the optical sensor that measures the intensity of external light incident from the front side of the liquid crystal display element.
[0011]
According to this liquid crystal display device, the surface light source has a high reflected light of light incident from a direction in a predetermined angle range centering on the vertical axis direction of the screen of the liquid crystal display element among incident light from the front side. Because it has directivity that emits in the front direction with intensity, the front of the emitted light at the time of reflective display that uses outside light that is incident mainly from the direction inclined to the upper edge side of the screen with respect to the front direction The brightness can be increased and the display observed from the front direction can be brightened.
[0012]
In addition, the liquid crystal display device includes an optical sensor that measures the intensity of external light incident from the front side of the liquid crystal display element, and a light source that controls emission of illumination light from the surface light source according to a measurement value of the optical sensor. Control means, and the optical sensor The light receiving surface is provided with a green filter that absorbs light of wavelengths other than the green wavelength band. Is arranged toward the incident direction of the light that is reflected by the surface light source and emitted in the front direction with high intensity among the incident light from the front side, Changes in display brightness due to differences in color temperature of incident external light, and The change of the front luminance of the emitted light due to the change of the intensity of the external light incident from the direction of the angle range according to the orientation of the screen, the emission of the illumination light from the surface light source according to the measured value of the photosensor It is possible to compensate by controlling the display, and to reduce the change in display brightness due to the orientation of the screen.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
As described above, the liquid crystal display device of the present invention reflects the liquid crystal display element and the light incident from the front side of the liquid crystal display element and transmitted through the liquid crystal display element toward the liquid crystal display element and the illumination light. A surface light source that emits light toward the liquid crystal display element; a light sensor that measures the intensity of external light incident from the front side of the liquid crystal display element; and illumination light from the surface light source according to a measurement value of the light sensor. Light source control means for controlling emission, and light incident on the surface light source from a direction in a predetermined angular range centering on the vertical axis direction of the screen of the liquid crystal display element among incident light from the front side And having the directivity of emitting the reflected light in the front direction with high intensity, and the optical sensor The light receiving surface is provided with a green filter that absorbs light of wavelengths other than the green wavelength band. Of the incident light from the front side is directed toward the incident direction of the light reflected by the surface light source and emitted in the front direction with high intensity, thereby emitting light at the time of reflective display using external light Increase the front brightness of the display to brighten the display viewed from the front, Changes in display brightness due to differences in color temperature of incident external light, and The change in the front luminance of the emitted light due to the change in the intensity of the external light incident from the direction of the predetermined angle range according to the orientation of the screen, and the illumination light from the surface light source according to the measurement value of the photosensor Is compensated by controlling the emission of light, and the change in display brightness due to the orientation of the screen can be reduced.
[0014]
In the liquid crystal display device according to the present invention, the light source control means controls the luminance of the illumination light emitted from the surface light source so as to be within a predetermined luminance range corresponding to the measured value of the optical sensor. It is desirable to have a means.
[0016]
Further, the surface light source has an incident end face, a front face and a rear face, and a light guide plate in which a plurality of elongated outgoing faces along the direction substantially parallel to the length direction of the incident end face are formed on the front face at intervals. , A reflective film provided on at least one of a region between the plurality of elongated light emitting surfaces on the front surface of the light guide plate and a rear surface of the light guide plate, and light emission disposed to face the incident end surface of the light guide plate The element and the light that is disposed on the front side of the front surface of the light guide plate and that is emitted from the plurality of elongated light emission surfaces of the light guide plate and light that is incident from the front side of the light guide plate and reflected by the reflective film are directed in the front direction. It is preferable that it comprises an optical means for refracting it.
[0017]
【Example】
1 to 4 show an embodiment of the present invention, FIGS. 1 and 2 are a front view and an enlarged side view of a liquid crystal display device, and FIGS. 3 and 4 are side views of a surface light source of the liquid crystal display device. It is an enlarged view of a part thereof.
[0018]
As shown in FIGS. 1 and 2, the liquid crystal display device according to this embodiment includes a liquid crystal display element 2 disposed in a case 1 having a display window provided on the front face so as to face the display window, and the liquid crystal display. A surface light source 3 disposed on the rear side of the element 2, a light sensor 14 for measuring the intensity of external light incident from the front side of the liquid crystal display element 2, and a light source for controlling the emission of illumination light from the surface light source 3 It comprises control means 15.
[0019]
The liquid crystal display element 2 is, for example, a TN (twisted nematic) type or STN (super twisted nematic) type liquid crystal display element, a homogeneous alignment type liquid crystal display element in which liquid crystal molecules are homogenized in one direction, ferroelectric or anti-reflection. A ferroelectric liquid crystal display element or the like, the structure of which is not shown, but a liquid crystal cell in which transparent electrodes are provided on the inner surfaces of a pair of front and rear transparent substrates facing each other across the liquid crystal layer, and the liquid crystal cell It consists of a pair of polarizing plates arranged on the front surface and the rear surface.
[0020]
As shown in FIGS. 3 and 4, the surface light source 3 has an incident end face 4a, a front face, and a rear face, and a plurality of elongate exit faces 5 along the direction substantially parallel to the length direction of the incident end face 4a on the front face. Are formed at intervals, a reflective film 7 provided over the entire rear surface of the light guide plate 4, and a light emitting element 8 disposed to face the incident end surface 4 a of the light guide plate 4. The front surface of the light guide plate 4 is disposed on the front side of the light guide plate 4, and the light emitted from the plurality of elongated light exit surfaces 5 of the light guide plate 4 and the light incident on the front side of the light guide plate 4 and reflected by the reflective film 7 are viewed from the front. The optical means 10 refracts in the direction (direction near the normal line of the screen of the liquid crystal display element 2).
[0021]
The light guide plate 4 has one end surface as an incident end surface 4a, and the front surface is formed in a stepped surface that gradually decreases from the incident end surface 4a side toward the other end side, and the rear surface is formed in a flat surface. A transparent plate made of acrylic resin or the like, and a plurality of stepped surfaces on the front side of the stepped surface are the elongated outgoing surfaces 5. The step surface 6 between the plurality of elongated emission surfaces (step surfaces) 5 of the staircase-shaped surface is a surface substantially parallel to the rear surface of the light guide plate, and the elongated emission surface (step surface) 5 is the step. The surface is substantially perpendicular to the surface 6.
[0022]
The reflection film 7 provided on the rear surface of the light guide plate 4 is a specular reflection film made of a vapor deposition film or a plating film of a highly reflective metal such as aluminum. The reflection film 7 is a rear surface of the light guide plate 4. It is formed throughout.
[0023]
Further, the light emitting element 8 disposed to face the incident end face 4a of the light guide plate 4 is, for example, a cold cathode tube, a neon tube, an EL (electroluminescence) element, or an LED in which a plurality of LEDs (light emitting diodes) are arranged. An array or the like.
[0024]
The light-emitting element 8 shown in the drawing is a straight tubular cold cathode tube having a length extending over the entire length of the incident end face 4 a, and the light emitted from the cold cathode tube is transmitted behind the light guide plate 4. A reflector 9 that reflects toward the incident end face 4a is disposed.
[0025]
Further, the refracting means 10 disposed on the front side of the front surface of the light guide plate 2 has a front surface formed in a flat surface, and on the rear surface, the length direction of the plurality of elongated emission surfaces 5 of the light guide plate 4 (of the light guide plate 4). A plurality of horizontally long prism portions 12 substantially parallel to the width direction) is formed of a prism sheet 11 formed at a predetermined pitch. The prism sheet 11 is a molded product such as an acrylic resin.
[0026]
Among the laterally long prism portions 12 of the prism sheet 11, one of the side surfaces thereof is inclined at an angle of 5 ° to 15 ° with respect to the normal line of the front surface of the prism sheet 11, and the other surface is the aforementioned surface. It has a cross-sectional shape of an unequal triangular shape that is inclined at an angle of 20 ° to 50 ° in the opposite direction to the one side surface with respect to the normal line. The one side surface having a small inclination angle with respect to the incident surface 12a is an incident surface 12a on which light emitted from the elongated light emitting surface 5 of the light guide plate 4 is incident, and the other side surface having a large inclination angle with respect to the normal is the incident surface 12a. Is a refracting surface 12b that refracts light incident from the front in the front direction.
[0027]
Further, the plurality of horizontally long prism portions 12 are formed at a predetermined interval, and the region between the plurality of horizontally long prism portions 12 on the rear surface of the prism sheet 11 is formed on both sides of the horizontally long prism portions 12. Among them, from the base of the refracting surface 12b of the prism portion 12 on one side (left side in the drawing) toward the base of the incident surface 12a of the prism portion 12 on the other side (right side in the drawing), toward the front surface of the prism sheet 11, On the other hand, it is a horizontally long incident / exit surface 13 inclined at an angle of 5 ° to 15 °.
[0028]
The light guide plate 4 makes the plurality of elongated outgoing surfaces 5 on the front surface of the light guide plate face the incident surfaces 12a of the plurality of horizontally long prism portions 12 of the prism sheet 11 with respect to the prism sheet 11. The upper surface of the plurality of step surfaces 6 on the front surface of the light guide plate is placed on the prism in a state where the imaginary line passing through the upper edge of the emission surface 5 is inclined so as to be substantially parallel to the imaginary line passing through the tops of the plurality of horizontally long prism portions 12. The prism 11 is disposed as close as possible to the tops of the plurality of horizontally long prism portions 12 of the sheet 11. plural The incident surface 12a of the laterally long prism portion 12 faces the elongated outgoing surface 5 of the light guide plate 4 arranged as described above at an inclination angle substantially parallel or nearly parallel.
[0029]
The plurality of horizontally long prism portions 12 of the prism sheet 11 are provided at a pitch smaller than the pitch of the plurality of elongated light emitting surfaces 5 of the light guide plate 4, and accordingly, the plurality of elongated light emitting surfaces of the light guide plate 4. Each of 5 faces the incident surface 12 a of at least one horizontally long prism portion 12 of the prism sheet 11.
[0030]
2 and 3, the stepped surface on the front surface of the light guide plate 4 and the plurality of horizontally long prism portions 12 of the prism sheet 11 and the entrance / exit surface 13 therebetween are greatly exaggerated. The plurality of horizontally long prism portions 12 and the light incident / exit surface 13 are formed at a very small pitch of about 50 μm to about 1000 μm, and the plurality of elongated light emitting surfaces 5 of the stepped surface of the light guide plate 4 are formed by the prism. The pitch is slightly larger than the pitch of the horizontally long prism portion 12 of the sheet 11.
[0031]
The surface light source 3 configured as described above has the incident end surface 4a side (the side where the light source element 8 is disposed) of the light guide plate 4 face the upper edge direction of the screen of the liquid crystal display element 2, and the front surface of the prism sheet 11 Is arranged on the rear side of the liquid crystal display element 2 so as to be substantially parallel to the rear surface of the liquid crystal display element 2.
[0032]
The surface light source 3 reflects light incident from the front side of the liquid crystal display element 2 and transmitted through the liquid crystal display element 2 toward the liquid crystal display element 2 and directs illumination light toward the liquid crystal display element 2. The light source element 8 is turned on when emitting illumination light.
[0033]
First, the emission of illumination light from the surface light source 3 will be described. The illumination light emitted from the light source element 8 has its path on the light guide plate 4 as shown by a solid line in FIGS. 3 and 4. 4a, and the total reflection at the interface between the plurality of step surfaces 6 on the front surface of the light guide plate and the outside air (air) and the reflection at the reflection film 7 provided on the rear surface of the light guide plate are repeated in the light guide plate 4 The light is guided in the length direction and emitted from a plurality of elongated outgoing surfaces 5 on the front surface of the light guide plate.
[0034]
Light emitted from the plurality of elongated emission surfaces 5 of the light guide plate 4 is incident on the plurality of horizontally elongated prism portions 12 on the rear surface of the prism sheet 11 from the incident surface 12a, and is a refracting surface on the opposite side of the horizontally elongated prism portion 12. The light is refracted in the front direction by total reflection at the interface between 12 b and the outside air (air), and is emitted from the front surface of the prism sheet 11.
[0035]
That is, the surface light source 3 guides the illumination light emitted from the light emitting element 8 by the light guide plate 4 and emits the light from a plurality of elongated emission surfaces 5 on the front surface thereof, and the light is emitted from the prism sheet 11 in the front direction. And is emitted from the front surface of the prism sheet 11 as illumination light having a luminance distribution with high luminance in the front direction.
[0036]
The illumination light emitted from the front surface of the prism sheet 11 of the surface light source 3 is incident on the liquid crystal display element 2 from its rear surface, and transmission is controlled by the liquid crystal display element 2 to become image light. The light is emitted to the front side.
[0037]
Next, the reflection of incident light from the front side by the surface light source 3 will be described. The light incident from the front side of the liquid crystal display element 2 is external light that is light in the usage environment of the liquid crystal display device, and the external light. However, the transmission is controlled by the liquid crystal display element 2 and the image light is emitted to the front side of the liquid crystal display element 2.
[0038]
Then, the light emitted to the rear side of the liquid crystal display element 2 is incident on the prism sheet 11 of the surface light source 3 from the front surface, as shown by the broken lines in FIG. 3 and FIG. 11 is emitted rearward from a plurality of horizontally long prism portions 12 on the rear surface 11 and an incident / exit surface 13 between these prism portions 12.
[0039]
Light emitted to the rear side of the prism sheet 11 enters the light guide plate 4 from a plurality of step surfaces 6 on the front surface of the light guide plate 4 and is reflected by the reflective film 7 on the rear surface of the light guide plate 4. The light is emitted from the plurality of step surfaces 6 on the front surface of the optical plate 4 and is incident on the prism sheet 11 from the plurality of prism portions 12 on the rear surface and the incident / exit surface 13 between the prism portions 12. Emanates from the front of the.
[0040]
The illumination light emitted from the front surface of the prism sheet 11 is incident on the liquid crystal display element 2 from the rear surface, passes through the liquid crystal display element 2 again, and exits to the front side of the liquid crystal display element 2.
[0041]
The prism sheet 11 emits most of the reflected light reflected from the reflective film 7 and incident on the prism sheet 11 from its rear surface from the front surface. The plurality of prism portions 12 on the rear surface of the prism sheet 11 are The prism portion 12 is a horizontally long prism portion, and an incident / exit surface 13 between the prism portions 12 is directed from the base portion of the refractive surface 12b of one of the prism portions 12 toward the base portion of the incident surface 12a of the other prism portion 12. Since the prism sheet 11 is a horizontally long surface inclined toward the front surface of the prism sheet 11, the prism sheet 11 includes the reflected light incident from the rear surface in the length direction of the horizontally long prism portion 12 and the horizontally long incident / exit surface 13 ( Light incident from the direction intersecting the width direction of the prism sheet 11 is refracted and emitted from the front surface.
[0042]
That is, the prism sheet 11 transmits light incident from the direction intersecting the length direction of the horizontally long prism portion 12 and the horizontally long incident / exit surface 13 among the reflected light incident from the rear surface thereof. 12 is refracted at the interface between the refracting surface 12b and the incident / exiting surface 13 and the outside air, and the light directed directly to the front surface of the prism sheet 11 out of the light is emitted from the front surface of the prism sheet 11, and the horizontally long prism portion The light directed to the incident surface 12a opposite to the refracting surface 12b is refracted in the front direction by total reflection at the interface between the incident surface 12a and the outside air and is emitted from the front surface of the prism sheet 11.
[0043]
The main refraction direction of the reflected light by the prism sheet 11 differs depending on the incident direction of the reflected light with respect to the prism sheet 11, and is close to the direction orthogonal to the length direction of the horizontally long prism portion 12 and the horizontally long incident / exit surface 13. The more the reflected light is incident from the direction, the more is refracted in the front direction.
[0044]
The incident direction of the reflected light having a sufficiently large amount of refraction of the reflected light in the front direction by the prism sheet 11 is ± around the direction orthogonal to the length direction of the horizontally long prism portion 12 and the horizontally long incident / exit surface 13. The angle is in the direction of an angle range of about 45 °, and the amount of reflected light incident from the direction exceeding the angle range in the front direction is extremely small.
[0045]
Since the reflection film 7 is a specular reflection film, the incident direction of the reflected light incident from the front side of the liquid crystal display element 2 and reflected by the reflection film 7 and incident on the prism sheet 11 from the rear surface is as follows. The direction is opposite to the incident direction of the light incident from the front side of the liquid crystal display element 2.
[0046]
Therefore, the surface light source 3 has a predetermined angle range with respect to the front direction of the incident light from the front side, that is, with respect to the length direction of the horizontally long prism portion 12 and the horizontally long incident / exit surface 13 of the prism sheet 11. Thus, it has directivity to refract reflected light of light incident from a direction in an angle range of about ± 45 ° around the orthogonal direction with high intensity in the front direction.
[0047]
In this embodiment, as described above, the surface light source 3 is arranged with the incident end face 4a side of the light guide plate 4 facing the upper edge of the screen of the liquid crystal display element 2, and the prism sheet 11 is Since the incident surface 12a of the laterally long prism portion 12 is disposed on the front surface of the light guide plate 4 so as to face the elongated outgoing surface 5 formed substantially parallel to the length direction of the incident end surface 4a, the prism sheet 11, the lengthwise direction of the horizontally long prism portion 12 and the horizontally long incident / exiting surface 13 between them is substantially perpendicular to the vertical axis y (see FIG. 1) of the screen of the liquid crystal display element 2, and therefore The surface light source 3 reflects the reflected light of the incident light from the front side, as shown in FIG. 1, from the direction of the angle range A of about ± 45 ° about the vertical axis direction y of the screen. Directivity to emit in the front direction with high intensity Have.
[0048]
Next, the optical sensor 14 and the light source control means 15 shown in FIGS. 1 and 2 will be described.
[0049]
The optical sensor 14 is a green light measurement sensor that measures the intensity of the wavelength light in the green wavelength band that is the brightest to the human eye among the light in the visible light band. In this configuration, a green filter that absorbs light of wavelengths other than the green wavelength band is provided on the light receiving surface of the light intensity measuring element that measures average intensity.
[0050]
This optical sensor 14 is reflected by the surface light source 3 out of the external light incident from the front side of the liquid crystal display element 2 in the vicinity of the liquid crystal display element 2, for example, the side of the upper edge side of the screen of the liquid crystal display element 2. It is arranged toward the incident direction of light emitted in the front direction with high intensity and is fixed to the case 1.
[0051]
That is, as described above, of the light incident from the front side, the incident direction of the light reflected by the surface light source 3 and emitted in the front direction with high intensity is the vertical axis y of the screen with respect to the front surface direction. The direction of the angle range A is about ± 45 ° with respect to the direction along.
[0052]
In addition, a liquid crystal display device that performs reflective display using external light is used with the direction inclined toward the upper edge side of the screen with respect to the front direction, which is the display observation direction, facing the brightest direction of the usage environment. Therefore, outside light is mainly incident from a direction inclined toward the upper edge side of the screen with respect to the front direction, but most of the outside light is liquid crystal display as shown in FIG. Incidence is made in a tilt angle range B of about 10 ° to 50 ° with respect to the normal h of the screen of the element 2.
[0053]
Therefore, in this embodiment, the optical sensor 14 is positioned in the direction of the angle range A of ± about 45 ° with respect to the direction along the vertical axis y of the screen and with respect to the normal h of the screen. It arrange | positions toward the direction inclined in the inclination angle range B of about 10 degrees-50 degrees on the upper edge side of the said screen.
[0054]
Of the light reflected by the surface light source 3 and emitted in the front direction, the incident direction of the light emitted in the front direction with the highest intensity is the direction along the vertical axis y of the screen. 14 is most preferably arranged in a direction along the vertical axis y of the screen.
[0055]
Further, the light source control means 15 controls the emission of illumination light from the surface light source 3 according to the measurement value of the optical sensor 14, and the luminance of the illumination light emitted from the surface light source 3 is determined as described above. A light control means is provided for controlling the brightness to be within a predetermined brightness range corresponding to the measurement value of the optical sensor 14.
[0056]
As shown in FIG. 1, the light source control unit 15 sets the luminance value of the illumination light emitted from the surface light source 3 to a predetermined luminance range corresponding to the measurement value of the optical sensor 14. The light control circuit 16 to adjust and the light source drive circuit 17 which drives the light emitting element 8 of the said surface light source 3 so that the illumination light of the brightness | luminance according to the luminance value from the said light control circuit 16 may be radiate | emitted. .
[0057]
This liquid crystal display device performs both display of reflection display using external light, which is light of the usage environment, and transmissive display using illumination light from the surface light source 3. The illumination light is emitted from the light source control means 15 in accordance with the measured value of the optical sensor 14 that measures the intensity of external light incident from the front side of the liquid crystal display element 2.
[0058]
According to this liquid crystal display device, the surface light source 3 has a predetermined angular range centering on the vertical axis direction y of the screen of the liquid crystal display element 2 in the incident light from the front side (the vertical axis direction y of the screen). (An angle range of about 45 ° from the center) Since the reflected light of the light incident from the direction A has a directivity to emit the light in the front direction with high intensity, the screen It is possible to increase the front luminance of the outgoing light emitted to the front side of the liquid crystal display element 2 in the reflective display using the external light incident from the direction inclined to the upper edge side, and to brighten the display observed from the front direction. .
[0059]
In addition, the liquid crystal display device includes an optical sensor 14 that measures the intensity of external light incident from the front side of the liquid crystal display element 2, and emission of illumination light from the surface light source 3 according to the measured value of the optical sensor 14. Light source control means 15 for controlling the light, and the light sensor 14 is reflected by the surface light source 3 out of incident light from the front side, and the angle that is the incident direction of light emitted in the front direction with high intensity Since it is arranged toward the direction of the range A, the intensity of the external light incident from the direction of the angle range A varies depending on the orientation of the screen (light emitted to the front side of the liquid crystal display element 2). A change in front luminance can be compensated by controlling the emission of illumination light from the surface light source 3 in accordance with the measured value of the optical sensor 14, and the change in display brightness due to the orientation of the screen can be reduced. .
[0060]
That is, this liquid crystal display device is normally used with the direction inclined toward the upper edge side of the screen with respect to the front direction which is the viewing direction of the display being directed to the brightest direction in the usage environment. If the screen cannot be used in the above direction due to the location of the display device, etc., the intensity of external light incident from the direction of the angle range A is low even under the same illuminance environment. Become.
[0061]
And since the said surface light source 3 has the directivity which radiate | emits the reflected light of the light which injected from the direction of the said angle range A in a front direction with high intensity | strength among the incident light from the front side, the said angle range When the intensity of external light incident from the direction A decreases, the front luminance of the emitted light emitted to the front side of the liquid crystal display element 2 decreases, and the brightness of the display observed from the front direction becomes dark.
[0062]
However, in this liquid crystal display device, since the optical sensor 14 is arranged in the direction of the angle range A in accordance with the directivity of the surface light source 3, the outside is incident from the direction of the angle range A. The intensity of light is measured by the optical sensor 14, and the emission of illumination light from the surface light source 3 is controlled by the light source control means 15 in accordance with the measured value. A decrease in display brightness due to a decrease in light intensity can be compensated by emitting illumination light from the surface light source 3, and a change in display brightness due to the orientation of the screen can be reduced.
[0063]
Furthermore, in this embodiment, as shown in FIG. 1, the light source control means 15 determines the luminance value of the illumination light emitted from the surface light source 3 in advance corresponding to the measured value of the photosensor 14. A dimming circuit 16 that adjusts the luminance range to be within a range, and a light source drive that drives the light emitting element 8 of the surface light source 3 to emit illumination light having a luminance corresponding to the luminance value from the dimming circuit 16. Since the circuit 17 is configured, the luminance of the illumination light emitted from the surface light source is controlled so as to be in a predetermined luminance range corresponding to the measurement value of the optical sensor 14, and depends on the orientation of the screen. The change in display brightness can be further reduced.
[0064]
The brightness of the display observed from the front direction of the liquid crystal display device is the intensity of light that is incident from the front side and is emitted in the front direction out of the reflected light that is reflected by the surface light source 3 and the surface light source 3. Of the illumination light is determined according to the intensity of the light emitted in the front direction, and when displaying only using the external light, the brightness of the reflected light depends on the intensity of the light emitted in the front direction. When the display is observed and illumination light is emitted from the surface light source 3, the intensity of both the light emitted in the front direction of the reflected light and the light emitted in the front direction of the illumination light When the illumination light is emitted from the surface light source 3 and displayed in a dark environment where a display with brightness corresponding to the light is observed and little external light is obtained, the light emitted in the front direction of the illumination light A display of brightness corresponding to the intensity of is observed.
[0065]
On the other hand, the suitable screen brightness of the liquid crystal display device varies depending on the illuminance of the usage environment. When the screen brightness of the liquid crystal display device is constant, the observed display looks dazzling or dark depending on the environment illuminance.
[0066]
Therefore, in this embodiment, the luminance adjustment circuit 16 of the light source control means 15 determines the ambient illuminance and the intensity of the reflected light emitted in the front direction based on the measurement value of the optical sensor 14, and the ambient illuminance and reflection are determined. The brightness value of the illumination light emitted from the surface light source 3 is adjusted according to the light intensity, and the intensity of the reflected light emitted in the front direction (0 in a dark environment where almost no light is obtained) and The intensity of the illumination light emitted in the front direction is set to an intensity at which a suitable screen luminance can be obtained according to the environmental illuminance.
[0067]
The screen brightness suitable for the ambient illuminance is, for example, 20 to 200 nits at an ambient illuminance of 50 lux as under a streetlight at night, 1000 lux as in a room when the daytime or nighttime indoor lighting is turned on. The ambient illuminance is 30 to 300 nits, and the ambient illuminance is 30000 lux like a shade in a sunny day.
[0068]
Therefore, the luminance of the illumination light emitted from the surface light source 3 is 20 to 200 nits at an environmental illuminance of 50 lux, 30 to 300 nits at an environmental illuminance of 1000 lux, and an environmental illuminance of 30000 lux. What is necessary is just to control so that it may become the brightness | luminance represented by the quadratic function which each satisfies the range of 400-4000 knit.
[0069]
However, the ambient illuminance for adjusting the luminance value of the illumination light emitted from the surface light source 3 and the intensity of the reflected light emitted in the front direction are obtained by correcting the measured value of the optical sensor 14 with a predetermined correction factor. Although it can be determined, the intensity of the external light measured by the optical sensor 14 is the intensity of the light incident from the direction in which the optical sensor 14 faces out of the external light incident from various directions, Even if the ambient illuminance is the same, the measured value of the optical sensor 14 changes depending on the orientation of the screen of the liquid crystal display device, so the ambient illuminance determined based on the measured value of the optical sensor 14 and the reflected light emitted in the front direction. Is different from the actual ambient illuminance and the intensity of the reflected light emitted in the front direction.
[0070]
However, as described above, the preferable range of the screen luminance according to the environmental illuminance is 20 to 200 nits at an environmental illuminance of 50 lux, 30 to 300 nits at an environmental illuminance of 1000 lux, and 400 to an environmental illuminance of 30000 lux. Since there is a relatively wide range such as 4000 knits, the luminance of illumination light emitted from the surface light source 3 according to the ambient illuminance determined based on the measurement value of the optical sensor 14 and the intensity of reflected light emitted in the front direction. Even if this is controlled, a suitable screen brightness corresponding to the ambient illuminance can be obtained.
[0071]
In addition, in this embodiment, since the optical sensor 14 is a green light measuring sensor, by controlling the emission of illumination light from the surface light source 3 according to the measured value, the color temperature of the incident external light can be adjusted. The change in display brightness due to the difference can also be reduced.
[0072]
That is, the external light incident on the liquid crystal display device is natural light, light from a lighting fixture, or the like, and the light has high color temperature (strong blue or green color) or low color temperature ( There is light of various color temperatures, such as light (which has a strong red color), but the light that appears brightest to the human eye is light in the green wavelength band of the visible light band, so the same illuminance Even in this environment, the display looks bright or dark depending on the color temperature of the incident external light.
[0073]
And this liquid crystal display device changes the front luminance of the emitted light due to the change of the intensity of the external light according to the orientation of the screen, and the illumination light from the surface light source 3 according to the measurement value of the photosensor 14. The intensity of the incident external light is, for example, the average of each wavelength of light in the visible light band. When the intensity of light is measured by an optical sensor and the emission of illumination light from the surface light source 3 is controlled according to the measured value, the display may appear bright or dark depending on the color temperature of the incident external light. You can't compensate for it.
[0074]
However, in this embodiment, since the optical sensor 14 is a green light measuring sensor that measures the intensity of the wavelength light in the green wavelength band that appears brightest to the human eye, the surface light source 3 is selected according to the measured value. By controlling the emission of illumination light from the projector, it is possible to compensate that the display looks bright or dark due to the difference in the color temperature of the incident external light, and therefore the display due to the difference in the color temperature of the external light. The change in brightness can be reduced.
[0075]
Further, in this embodiment, the surface light source 3 has an incident end face 4a, a front face and a rear face, and a plurality of elongate exit faces 5 along the direction substantially parallel to the length direction of the incident end face 4a are spaced on the front face. The light guide plate 4 formed on the rear surface of the light guide plate 4, the reflection film 7 provided on the rear surface of the light guide plate 4, the light emitting element 8 disposed to face the incident end surface 4 a of the light guide plate 4, and the light guide plate 4. The light emitted from the plurality of elongated light emitting surfaces 5 of the light guide plate 4 and the light incident from the front side of the light guide plate 4 and reflected by the reflective film 7 are directed in the front direction. Since the prism sheet 11 is refracted, the reflected light of the light incident from the direction of the predetermined angle range A out of the incident light from the front side is emitted to the surface light source 3 with high intensity in the front direction. This surface light source 3 is provided with directivity. Et al, it is possible to luminance in the front direction of the illumination light of high brightness distribution emitted toward the liquid crystal display element 2, increasing the front brightness of the display by the illumination light.
[0076]
In the above embodiment, the light incident on the light guide plate 4 from the incident end surface 4a is guided to the rear surface of the light guide plate 4 of the surface light source 3 in the length direction of the light guide plate 4, and the incident light from the front side is used. Although the reflective film 7 for reflecting is provided, the reflective film for reflecting incident light from the front side is a plurality of stepped surfaces that are regions between the plurality of elongated light emitting surfaces 5 on the front surface of the light guide plate 4. 6 may be provided over the entire surface.
[0077]
In that case, the reflective film 7 on the rear surface of the light guide plate 4 may be used as a reflective film for guiding the light incident on the light guide plate 4 from the incident end surface 4a in the length direction of the light guide plate 4. The reflection film 7 on the rear surface of the light guide plate 4 is omitted, and the light incident on the light guide plate 4 from the incident end surface 4a is totally reflected at the interface between the plurality of step surfaces 6 on the front surface of the light guide plate and the outside air. The light guide plate 4 may be guided in the length direction by repeating total reflection at the interface between the rear surface of the optical plate and the outside air.
[0078]
Moreover, the surface light source 3 of the said Example forms the front surface of the light-guide plate 4 in a staircase-shaped surface, and uses the said several level | step difference surface as the elongate output surface 5, respectively. The front surface is formed into a shape in which chevron-shaped surfaces composed of a gently inclined wide surface and a steeply inclined narrow surface are alternately arranged, and the steeply inclined narrow surface of each chevron-shaped surface is an elongated outgoing surface, respectively. A reflection film may be provided on at least one of the gently inclined wide surface and the rear surface of the light guide plate.
[0079]
Furthermore, the light guide plate of the surface light source 3 is formed with, for example, a plurality of grooves along a direction substantially parallel to the incident end surface in parallel with each other at a predetermined pitch on the front surface of a flat plate-like transparent plate, It is good also as a structure which set it as the elongate light emission surface, and provided the reflecting film in at least one of the area | region between each groove | channel of the front surface of the said transparent plate, and the rear surface of a light-guide plate.
[0080]
Further, the refracting means 10 disposed on the front side of the light guide plate is not limited to the prism sheet 11 of the above-described embodiment, and the light emitted from the plurality of elongated emission surfaces of the light guide plate and the front side of the light guide plate are incident on the Any light can be used as long as it refracts light emitted from the plurality of elongated light emitting surfaces of the light guide plate to refract the light reflected by the reflective film in the front direction and emits it in the front direction.
[0081]
【The invention's effect】
The liquid crystal display device of the present invention reflects a liquid crystal display element and light incident from the front side of the liquid crystal display element and transmitted through the liquid crystal display element toward the liquid crystal display element and illumination light to the liquid crystal display element. A surface light source that emits toward the surface, a light sensor that measures the intensity of external light incident from the front side of the liquid crystal display element, and a light source that controls the emission of illumination light from the surface light source in accordance with the measured value of the light sensor And a high reflected light of light incident from a predetermined angle range centered on the vertical axis direction of the screen of the liquid crystal display element among the incident light from the front side. The optical sensor has a directivity that emits light in the front direction with strength. The light receiving surface is provided with a green filter that absorbs light of wavelengths other than the green wavelength band. Of the incident light from the front side is arranged toward the incident direction of the light reflected by the surface light source and emitted in the front direction with high intensity. Increase the front brightness of the emitted light to brighten the display observed from the front direction, Changes in display brightness due to differences in color temperature of incident external light, and The change in the front luminance of the emitted light due to the change in the intensity of the external light incident from the direction of the predetermined angle range according to the orientation of the screen, and the illumination light from the surface light source according to the measurement value of the photosensor It is possible to compensate by controlling the emission of light and to reduce the change in display brightness due to the orientation of the screen.
[0082]
In the liquid crystal display device according to the present invention, the light source control means controls the luminance of the illumination light emitted from the surface light source so as to be within a predetermined luminance range corresponding to the measured value of the optical sensor. It is desirable to provide a means, and by doing so, the luminance of the illumination light emitted from the surface light source is controlled so as to fall within a predetermined luminance range corresponding to the measured value of the optical sensor 14. In addition, the change in display brightness due to the orientation of the screen can be further reduced.
[0084]
Further, the surface light source has an incident end face, a front face and a rear face, and a light guide plate in which a plurality of elongated outgoing faces along the direction substantially parallel to the length direction of the incident end face are formed on the front face at intervals. , A reflective film provided on at least one of a region between the plurality of elongated light emitting surfaces on the front surface of the light guide plate and a rear surface of the light guide plate, and light emission disposed to face the incident end surface of the light guide plate The element and the light that is disposed on the front side of the front surface of the light guide plate and that is emitted from the plurality of elongated light emission surfaces of the light guide plate and light that is incident from the front side of the light guide plate and reflected by the reflective film are directed in the front direction. It is preferable that the optical unit refracts the light toward the surface. With such a configuration, reflected light of light incident on the surface light source from the direction of a predetermined angle range of incident light from the front side. In the front direction with high strength Together impart a directivity to be, from the surface light source, it is possible to illumination light of high brightness luminance distribution in the front direction is emitted toward the liquid crystal display device, increasing the front brightness of the display by the illumination light.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged side view of the liquid crystal display device.
FIG. 3 is a side view of a surface light source of the liquid crystal display device.
FIG. 4 is an enlarged view of a part of the surface light source.
[Explanation of symbols]
2. Liquid crystal display element
3. Surface light source
4. Light guide plate
4a: Incident end face
5 ... Elongated exit surface
7 ... Reflective film
8 ... Light emitting element
10: Optical means
11 ... Prism sheet
14 ... Optical sensor
15 ... Light source control means
16. Dimming circuit
17 ... Light source drive circuit

Claims

A liquid crystal display element and a liquid crystal display element disposed on the rear side of the liquid crystal display element, the light incident from the front side of the liquid crystal display element and transmitted through the liquid crystal display element is reflected toward the liquid crystal display element and illumination light is reflected on the liquid crystal A surface light source that emits light toward the display element; a light sensor that measures the intensity of external light incident from the front side of the liquid crystal display element; and an illumination light that is emitted from the surface light source according to a measurement value of the light sensor. Light source control means for controlling, and the surface light source reflects light incident from a direction within a predetermined angle range centering on a vertical axis direction of the screen of the liquid crystal display element among incident light from the front side. The light sensor has directivity for emitting light in the front direction with high intensity, and the light sensor is provided with a green filter that absorbs light of wavelengths other than the green wavelength band on the light receiving surface, and the light receiving surface is disposed from the front side. Of the incident light of the surface The liquid crystal display apparatus characterized by being arranged toward the incident direction of the light emitted in the front direction by the high strength is reflected by the source.

Billing light source control means, the luminance of the illumination light emitted from the surface light source, characterized in that in correspondence with the measured values of the optical sensors and a control for light control means such that the luminance within a predetermined range Item 2. A liquid crystal display device according to item 1 .

The surface light source has an incident end surface, a front surface, and a rear surface, and a light guide plate in which a plurality of elongated emission surfaces along the direction substantially parallel to the length direction of the incident end surface are formed on the front surface at intervals. A reflective film provided on at least one of a region between the plurality of elongated light exit surfaces on the front surface of the light plate and a rear surface of the light guide plate; a light emitting element disposed to face the incident end surface of the light guide plate; Refracted toward the front direction of light that is disposed on the front side of the front surface of the light guide plate and that is emitted from the plurality of elongated emission surfaces of the light guide plate and light that is incident from the front side of the light guide plate and reflected by the reflective film The liquid crystal display device according to claim 1, comprising optical means for causing the liquid crystal display device to operate.