JP5346680B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、液晶表示装置に関し、特に、アクティブマトリクス型の液晶表示装置に関する。

液晶表示装置は、表示部を備えた液晶表示パネルと、表示部を照明する照明手段と、を備えている。例えば遊技機に搭載される液晶表示装置は、リール等の構造物を視認させるために、表示部の一部から背面側が視認可能に、透けるように構成されることがある。

上記のように表示部の一部に、透けるように構成された部分がある場合、液晶表示パネルの表示部全面に画像を表示させることができないことがあった。

例えば、特許文献１には、遊技機に搭載される液晶表示装置について、光を透過または不透過の状態に切り替えることができる高分子液晶パネルを備え、液晶パネルの背面に設けられた開口部に高分子液晶パネルを装着して、高分子液晶パネルを不透過とすることで液晶パネルにより表示される画像の視認性を全面に渡って良好にするとともに、イベント発生時に構造物を視認可能にして構造物を用いた演技演出を可能とする技術が提案されている。

特開２００７−２９４０６号公報

しかし、上記文献に開示された液晶表示装置は、液晶パネルの開口部に対向する領域とその他の領域とで照明手段を共有しているため、開口部に対向する領域とその他の領域との明るさや色度等を別々に調整することが困難であった。その結果、開口部に対向する領域が暗くなったり、開口部に対向する領域とその他の領域とで表示される画像の色が異なったりすることにより、表示品位が低下することがあった。

また、構造物が設置される液晶パネルの背面側に光源を設けることも可能であるが、液晶パネルへ光を均一に照射することが困難であって、明るさや色度等を調整することが難しかった。

本発明は上記事情に鑑みて成されたものであって、表示部の透けるように構成された部分とその他の部分とにおいて、明るさや色度等が異なることを抑制し、表示品位の良好な液晶表示装置を提供することを目的とする。

本発明の態様による液晶表示装置は、表示部を備えた液晶表示パネルと、前記表示部を照明する照明手段と、前記液晶表示パネルと前記照明手段との間において、少なくとも前記表示部の一部と対向するように配置された透過制御手段と、を備え、前記照明手段は、前記表示部を照明する第１照明装置と、前記第１照明装置の背面側に配置され、少なくとも前記透過制御手段と対向する前記表示部の一部を照明する第２照明装置とを備え、前記第１照明装置、および、前記第２照明装置は、前記液晶表示パネル側から背面側を視認可能な透明体を備え、前記透過制御手段は、駆動電圧に従って、白濁状態となって入射光を拡散させる、或いは、透明状態となって入射光を透過させるよう構成された液晶表示装置である。

本発明によれば、表示部の透けるように構成された部分とその他の部分とにおいて、明るさや色度等が異なることを抑制し、表示品位の良好な液晶表示装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の一構成例を説明するための図である。 図１に示す液晶表示装置の線II−IIにおける断面の一例を概略的に示す図である。 図１に示す液晶表示装置において、表示部全体に画像を表示させた場合について説明するための図である。 図１に示す液晶表示装置において、表示部の一部から背面側が視認可能となるように画像を表示させた場合について説明するための図である。 図１に示す液晶表示装置の線II−IIにおける断面の他の例を概略的に示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。図１および図２に示すように、本実施形態に係る液晶表示装置は、液晶表示パネル１０と、液晶表示パネル１０を背面から照明する光源装置と、前記液晶表示パネル１０と光源装置とを収容する筐体４０と、を備えている。

液晶表示パネル１０は、対向配置された一対の基板すなわちアレイ基板１２及び対向基板１４と、アレイ基板１２と対向基板１４との間に保持された液晶層ＬＱと、を備えている。アレイ基板１２と対向基板１４との外側にはそれぞれ偏光板（図示せず）が配置されている。

液晶表示パネル１０は、画像が表示される略矩形状の表示部１１を有している。表示部１１は、マトリクス状に配置された複数の画素ＰＸを含む。アレイ基板１２は、表示部１１において、複数の画素ＰＸの行方向に沿って延在する複数の走査線ＧＬ（ＧＬ１、ＧＬ２、ＧＬ３…）、複数の画素ＰＸの列方向に沿って延在する複数の信号線ＳＬ（ＳＬ１、ＳＬ２、ＳＬ３…）、及びこれら走査線ＧＬと信号線ＳＬとの交差部付近において画素ＰＸ毎に配置されたスイッチング素子ＳＷ、スイッチング素子ＳＷを介して信号線ＳＬに接続された複数の画素電極ＰＥ等を備えている。

対向基板１４は、表示部１１において、複数の画素ＰＸに共通の対向電極ＣＥなどを備えている。これらアレイ基板１２及び対向基板１４は、画素電極ＰＥと対向電極ＣＥとを対向させた状態で配設され、これらの間にギャップを形成する。液晶層ＬＱは、アレイ基板１２と対向基板１４とのギャップに封止された液晶組成物によって形成されている。

画素電極ＰＥには、スイッチング素子ＳＷを介して対応する信号線Ｓから映像信号が供給される。対向電極ＣＥには図示しない対向電極駆動回路から対向電圧が供給される。液晶層に含まれる液晶分子は、画素電極ＰＥと対向電極ＣＥとに供給される電圧により生じる電位に応じてその配向状態を制御される。

液晶表示パネル１０の一側縁には、フレキシブル基板（図示せず）を介して回路基板（図示せず）が接続されている。回路基板は、光源装置の背面側に向けてフレキシブル基板を湾曲させることにより、光源装置の背面側に配置される。回路基板は、液晶表示パネル１０に駆動信号を供給する。上記液晶表示パネル１０は、筐体４０により表示部１１の周囲を保持されている。

光源装置は、第１光源装置２０と第１光源装置２０の背面側に配置された第２光源装置３０とを備えている。第１光源装置２０と第２光源装置３０とは、図示しない駆動手段により、それぞれ独立に駆動制御される。第１光源装置２０は、液晶表示パネル１０の背面側に配置され、筐体４０に収容されている。第１光源装置２０は、２つの光源Ｌ１、Ｌ２と、光源Ｌ１、Ｌ２から出射された光を液晶表示パネル１０側に導く第１導光体２６と、を備えている。

第１導光体２６は透過手段としての例えばプリズム導光体であって、液晶表示パネル１０側から背面側を視認可能な略透明体である。第１導光体２６は、光源Ｌ１から出射された光が入射される第１入射面２６Ａと、光源Ｌ２から出射された光が入射される第２入射面２６Ｂと、互いに対向する２つの主面２６Ｃ、２６Ｄと、を備えている。第１入射面２６Ａと第２入射面２６Ｂとは互いに対向するとともに、２つの主面２６Ｃ、２６Ｄ間に延びている。一方の主面２６Ｃは液晶表示パネル１０に対向している。

光源Ｌ１は、第１入射面２６Ａおよび光源ホルダーＨＬ１に囲まれている。光源ホルダーＨＬ１は、光源Ｌ１から出射された光を第１入射面２６Ａ側に反射させる。同様に、光源Ｌ２は、第２入射面２６Ｂおよび光源ホルダーＨＬ２に囲まれている。光源ホルダーＨＬ２は、光源Ｌ２から出射さされた光を第２入射面２６Ｂ側に反射させる。

第１導光体２６の主面２６Ｃと液晶表示パネル１０との間には、光学補正シート２２と透過制御手段としての第１ＰＮＬＣ（Polymer Network Liquid Crystal）フィルム２４とが配置されている。

光学補正シート２２は、液晶表示パネル１０の表示部１１の一部と対向する開口部２２Ｗを備えている。図１および図２に示すように、第１ＰＮＬＣフィルム２４は、光学補正シート２２の開口部２２Ｗと対向するように配置されている。

光学補正シート２２は、例えば、第１導光体２６の主面２６Ｃから出射した光を拡散する拡散板や拡散シート、拡散した拡散光を集光するプリズムシート、偏光分離シートなどである。

第１ＰＮＬＣフィルム２４には図示しない駆動手段から駆動電圧が供給される。第１ＰＮＬＣフィルム２４は、駆動電圧が印加されないときは入射された光を拡散させ、白濁状態となる。第１ＰＮＬＣフィルム２４に駆動電圧が印加されると透明状態となり、入射された光を透過させる。

第１導光体２６の主面２６Ｄ側には反射シート２８が配置されている。反射シート２８は、第１導光体２６の主面２６Ｄから出射された光を反射して、第１導光体２６側に反射させる。反射シート２８は、光学補正シート２２の開口部２２Ｗの位置に対応する開口部２８Ｗを備えている。

第２光源装置３０は、反射シート２８の開口部２８Ｗの位置に対向して配置され、筐体４０に周囲を保持されている。第２光源装置３０は、光源Ｌ３と、光源Ｌ３から出射された光を第１光源装置２０側へ導く導光体３２とを備えている。

第２導光体３２は、液晶表示パネル１０側から背面側を視認可能な略透明体である。第２導光体３２は透過手段としてのプリズム導光体であって、光源Ｌ３から出射された光が入射される入射面３２Ａと、互いに対向する２つの主面３２Ｂ、３２Ｃと、を備えている。

入射面３２Ａは２つの主面３２Ｂ、３２Ｃ間に延びている。一方の主面３２Ｂは液晶表示パネル１０に対向している。光源Ｌ３は、入射面３２Ａおよび光源ホルダーＨＬ３に囲まれている。光源ホルダーＨＬ３は、光源Ｌ３から出射された光を入射面３２Ａ側に反射させる。

導光体３２の主面３２Ｃ側には、第２透過制御手段としての第２ＰＮＬＣフィルム３４とが配置されている。第２ＰＮＬＣフィルム３４は、主面３２Ｃと対向するように配置されている。

第２ＰＮＬＣフィルム３４には図示しない駆動手段から駆動電圧が供給される。第２ＰＮＬＣフィルム３４は、駆動電圧が印加されないときは入射された光を拡散させ、白濁状態となる。第２ＰＮＬＣフィルム３４に駆動電圧が印加されると透明状態となり、入射された光を透過させる。

第１ＰＮＬＣフィルム２４と第２ＰＮＬＣフィルム３４との両方に駆動電圧を供給すると、図４に示すように、第１ＰＮＬＣフィルム２４と第２ＰＮＬＣフィルム３４との両方が透明状態となる。

このとき、第２光源装置３０の背面側に配置された構造物１００は、第１導光体２６、第１ＰＮＬＣフィルム２４、第２導光体３２、および第２ＰＮＬＣフィルム３４を介して、液晶表示パネル１０側から視認可能となる。同時に、光源Ｌ３を消灯すると、構造物１００を視認しやすくなる。

第１ＰＮＬＣフィルム２４および第２ＰＮＬＣフィルム３４に駆動電圧を供給せずに白濁状態とすると、第１ＰＮＬＣフィルム２４および第２ＰＮＬＣフィルムは、第１導光体２６および第２導光体３２から出射された光を拡散する拡散シートとして用いることができる。

このとき、液晶表示パネル１０側から構造物１００を視認不可能となり、第２光源装置３０から出射される光の明るさを調整することにより、図３に示すように、表示品位を低下させることなく、表示部１１全体に画像を表示させることができる。

すなわち、第１ＰＮＬＣフィルム２４および第２ＰＮＬＣフィルム３４を駆動することにより構造物１００を視認可能となる表示部１１の領域についても、第２光源装置３０により明るさおよび色度を調整することができ、良好な表示品位の液晶表示装置を提供することが可能となる。

したがって、本実施形態に係る液晶表示装置によれば、表示部１１の透けるように構成された部分とその他の部分とにおいて、明るさや色度等が異なることを抑制し、表示品位の良好な液晶表示装置を提供することができる。

次に、本発明の第２実施形態に係る液晶表示装置について図面を参照して説明する。なお、以下の説明において、上述の第１実施形態に係る液晶表示装置と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

図５に示すように、本実施形態に係る液晶表示装置は、液晶表示パネル１０と第１光源装置２０と第２光源装置３０とを備えている。

本実施形態に係る液晶表示装置では、第１ＰＮＬＣフィルム２４が液晶表示パネル１０の表示部１１全体に対向するように配置されている。第１ＰＮＬＣフィルム２４には図示しない駆動手段から駆動電圧が供給される。本実施形態では、第１ＰＮＬＣフィルム２４は、光学補正シート２２の開口部２２Ｗと対向する透過制御部２４Ａと、その周囲の部分とを独立して駆動可能である。

なお、本実施形態では、第１ＰＮＬＣフィルム２４を表示部１１全体と対向するように配置しているため、光学補正シート２２は省略可能である。

第１ＰＮＬＣフィルム２４の透過制御部２４Ａに駆動電圧を供給するとともに、第２ＰＮＬＣフィルム２４に駆動電圧を供給すると、図４に示すように、第１ＰＮＬＣフィルム２４の透過制御部２４Ａと第２ＰＮＬＣフィルム３４とが透明状態となる。

このとき、第２光源装置３０の背面側に配置された構造物１００は、第１導光体２６、第１ＰＮＬＣフィルム２４の透過制御部２４Ａ、第２導光体３２、および第２ＰＮＬＣフィルム３４を介して、液晶表示パネル１０側から視認可能となる。同時に、光源Ｌ３を消灯すると、構造物１００を視認しやすくなる。

第１ＰＮＬＣフィルム２４全体および第２ＰＮＬＣフィルム３４に駆動電圧を供給せずに白濁状態とすると、第１ＰＮＬＣフィルム２４および第２ＰＮＬＣフィルムは、第１導光体２６および第２導光体３２から出射された光を拡散する拡散シートとして用いることができる。

このとき、液晶表示パネル１０側から構造物１００を視認不可能となり、第２光源装置３０から出射される光の明るさを調整することにより、図３に示すように、表示品位を低下させることなく、表示部１１全体に画像を表示させることができる。

すなわち、本実施形態に係る液晶表示装置によれば、上述の第１実施形態に係る液晶表示装置と同様の効果を得ることができる。

なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。例えば、上述の第１および第２実施形態に係る液晶表示装置では、表示部１１の中央部分において背面側の構造物１００を視認可能であったが、背面側を透過可能に構成する部分は、表示部１１の中央部分に限られない。

例えば、表示部１１の上部を透過可能に構成しても良い。その場合には、少なくとも表示部１１の上部に対応するように第１ＰＮＬＣフィルム２４、第２光源装置３０、および第２ＰＮＬＣフィルム３４を配置することにより、上述の第１および第２実施形態に係る液晶表示装置と同様の効果を得ることができる。

また、上述の第１および第２実施形態に係る液晶表示装置では、背面側を透過可能に構成する部分は１つであったが、背面側を透過可能な部分が２つ以上あってもよい。その場合には、それぞれの部分に対応するように第１ＰＮＬＣフィルム２４、第２光源装置３０および第２ＰＮＬＣフィルム３４が配置されても良く、背面側を透過可能な２つ以上の部分両方に対応するように第１ＰＮＬＣフィルム２４、第２光源装置２０および第２ＰＮＬＣフィルム３４を配置しても良い。

その場合であっても、上述の第１および第２実施形態に係る液晶表示装置と同様の効果を得ることができる。

また、上述の第１および第２実施形態に係る液晶表示装置では、透過制御手段としてＰＮＬＣフィルムを用いているが、透過制御手段は、光の透過／不透過を切り替え可能な手段であればＰＮＬＣフィルムに限られない。

また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。

例えば、上述の第１および第２実施形態に係る液晶表示装置は、第２ＰＮＬＣフィルム３４を備えていたが、第２導光体３２の光反射効率によっては省略することが可能である。第２導光体３２の光反射効率が良い場合には、第２ＰＮＬＣフィルム３４を省略しても、上述の第１および第２実施形態に係る液晶表示装置と同様の効果を得ることができる。

１０…液晶表示パネル、１１…表示部、２０…第１光源装置（第１照明装置）、２４…ＰＮＬＣフィルム、２６…第１導光体（透過手段）、３０…第２光源装置（第２照明装置）、３２…第２導光体（透過手段）。

Claims (5)

1. 表示部を備えた液晶表示パネルと、
   前記表示部を照明する照明手段と、
   前記液晶表示パネルと前記照明手段との間において、少なくとも前記表示部の一部と対向するように配置された透過制御手段と、を備え、
   前記照明手段は、前記表示部を照明する第１照明装置と、前記第１照明装置の背面側に配置され、少なくとも前記透過制御手段と対向する前記表示部の一部を照明する第２照明装置とを備え、
   前記第１照明装置、および、前記第２照明装置は、前記液晶表示パネル側から背面側を視認可能な透明体を備え、
   前記透過制御手段は、駆動電圧に従って、白濁状態となって入射光を拡散させる、或いは、透明状態となって入射光を透過させるよう構成された液晶表示装置。
2. 前記透過制御手段が、前記表示部全体に対向して配置されている請求項１記載の液晶表示装置。
3. 前記第２照明装置の背面に配置された第２透過制御手段をさらに備え、前記第２透過制御手段は、駆動電圧に従って、白濁状態となって入射光を拡散させる、或いは、透明状態となって入射光を透過させるよう構成された請求項１記載の液晶表示装置。
4. 前記第１照明装置は、第１光源と、第２光源とを備え、
   前記透過手段は、前記第１光源と前記第２光源との間に配置されている請求項１記載の液晶表示装置。
5. 前記液晶表示パネルと前記第１照明装置との間に配置された光学補正シートをさらに備え、
   前記光学補正シートは、前記透過制御手段に対向する開口部を備える請求項１記載の液晶表示装置。

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