JPH08227072A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 いわゆる額縁を小さくする。 【構成】 液晶表示基板の表示画像をスクリーン面に結
像させるものであって、前記液晶表示基板の背面に配置
される光源からの光を該液晶表示基板の表示画像領域面
のみに照射させるための導光手段が備えられている液晶
表示装置において、前記導光手段は、液晶表示基板の表
示画像領域を覆い、かつ、空気よりも屈折率の大きな材
料からなる透明基板によって構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示装置に係り、
いわゆる投射型の液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】いわゆる投射型の液晶表示装置は、液晶
表示基板を介して光源からの光をスクリーン面に照射す
るもので、これにより液晶表示基板に形成される表示画
像を該スクリーン面に結像させている。

【０００３】この場合、前記光源としてはその光の強度
が比較的大きなものを用いているのが通常である。遠方
に存在するスクリーン面に表示画像を結像させなければ
ならないからである。

【０００４】そして、該光源は、それから照射される光
が液晶表示基板の表示画像領域に照射されなければなら
ないのはもちろんであるが、該表示画像領域ばかりかそ
の外方の領域にも照射されてしまう構成となっている。

【０００５】そこで、液晶表示基板の背面にはいわゆる
導光手段が設けられ、この導光手段は、表示画像領域を
露呈させる開口が設けられた肉厚の大きな遮光基板によ
って構成されているとともに、該開口はその側壁面にテ
ーパが設けられることによって光源側における開口面積
が液晶表示基板側のそれよりも大きくなっている。

【０００６】これにより、液晶表示基板の表示画像領域
の外方の領域から照射される光は前記開口のテーパに沿
って該表示画像領域に導光されて照射されることにな
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに構成された液晶表示装置において、その液晶表示基
板は他の部材とともに前記導光手段とモジュール化して
形成するようにしているが、そのモジュールにおいてい
わゆる額縁と称する部分の面積が大きくなってしまうと
いう点が指摘されるに至った。

【０００８】ここで、額縁とは液晶表示基板の表示画像
領域の外方の周辺領域の部分をいい、この額縁が大きく
なることはいわゆる見栄えが悪くなるとともに装置自体
の小型化を阻害する原因となるものである。

【０００９】そして、このように額縁が大きくなってし
まうのは主として前記導光手段に原因があることが判明
した。この導光手段は、光源側の開口面積を液晶表示基
板側のそれよりも大きくしなければならないとともにそ
の機械的な強度をある程度保持しなければならないこと
から、必然的に液晶表示基板よりも大きな面積を有する
ものになってしまうからである。

【００１０】また、従来のオーバヘッドプロジェクタ
（ＯＨＰ）装置では、赤外線は防熱ガラスで吸収する工
夫がなされているが、液晶の寿命に悪影響を与える紫外
線に対しては、配慮がされていない装置が多く、メタル
ハライド光源等から発生する強力な紫外光を遮断する必
要があった。

【００１１】本発明はこのような事情に基づいてなされ
たものであり、その目的は、いわゆる額縁を小さくでき
る液晶表示装置を提供することにある。

【００１２】また、ＯＨＰ装置から液晶に入射する紫外
光を有効に遮断できる液晶表示装置を提供することにあ
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明は、基本的には、液晶表示基板の表示
画像をスクリーン面に結像させるものであって、前記液
晶表示基板の背面に配置される光源からの光を該液晶表
示基板の表示画像領域面のみに照射させるための導光手
段が備えられている液晶表示装置において、前記導光手
段は、液晶表示基板の表示画像領域を覆い、かつ、空気
よりも屈折率の大きな材料からなる透明基板によって構
成されていることを特徴とするものである。

【００１４】

【作用】このような構成からなる液晶表示装置によれ
ば、透明基板からなる導光手段は液晶表示基板とほぼ同
じ大きさであるいはそれより小さく形成することができ
るようになる。

【００１５】すなわち、液晶表示基板の表示画像領域に
照射される光源からの光はこの透明基板を通過するよう
になるが、該表示画像領域の外方の領域からのこの透明
基板に照射される光は屈折によって該表示画像領域側に
指向されるようになる。

【００１６】したがって、この屈折による該透明基板の
表裏面における光のずれは該透明基板の肉厚に応じて大
きくできることから、少なくとも該透明基板を液晶表示
基板よりも大きく形成する必要がなくなる。

【００１７】

【実施例】図４は、本発明の液晶表示装置の一実施例で
あるオーバヘッドプロジェクタ（ＯＨＰ）の概略構成図
である。

【００１８】同図において、メタルハライド等の光源４
２を内蔵する外枠４０があり、該光源からの光は直接に
あるいは球面鏡４３に反射された後、防熱ガラス４７を
介して、外枠４０の主表面側に配置されたフレネルレン
ズ４４側に入射されるようになっている。

【００１９】そして、このフレネルレンズ４４によって
集光された光は液晶表示モジュール４１を透過するよう
になっている。この液晶表示モジュール４１は、後に詳
述するように、液晶表示基板が組み込まれており、この
液晶表示基板面の表示画像領域には所定の画像が光の透
過によって形成されるようになっている。

【００２０】また、この液晶表示モジュール４１は、必
要に応じて外枠４０の主表面に配置したり、取り外すこ
とができるようになっている。

【００２１】そして、このように液晶表示基板の面に形
成された画像は外枠４０に支持された投影レンズ４８お
よび反射鏡４５を介してスクリーン４６の面に結像され
るようになっている。

【００２２】図１は、前記液晶表示モジュール４１の一
実施例を示す断面図である。

【００２３】同図において、まず、液晶表示基板１０が
ある。この液晶表示基板１０は液晶を介して互いに対向
配置された透明ガラス基板１１、１２を外囲器とするも
ので、その主表面における周辺部を除いた中央部はいわ
ゆる画像表示領域ＤＲとなっている。

【００２４】この画像表示領域ＤＲは、一方の透明ガラ
ス基板１１の液晶側の面においてたとえばｘ方向に延在
しかつｙ方向に並設されたセグメント電極と他方の透明
ガラス基板１２の液晶側の面においてｙ方向に延在しか
つｘ方向に並設されたコモン電極との各交差部をそれぞ
れ画素領域として形成された領域となっている。

【００２５】なお、この画像表示領域ＤＲにおける各透
明ガラス基板１１、１２のそれぞれの面には偏向膜１
３、１４が形成されている。

【００２６】そして、液晶表示基板１０の光源４２の側
の面にはスペーサ１４を介して導光手段１５が配置され
ている。ここで、スペーサ１４は液晶表示基板１０の画
像表示領域ＤＲを除く周辺部に沿って位置づけられた環
状の矩形形状となっている。

【００２７】また、導光手段１５は、たとえばポリカー
ボネートあるいはアクリルから構成される透明の板状の
部材からなり、液晶表示基板１０とほぼ同じ大きさにな
っている。

【００２８】ここで、導光手段１５の材料としては上述
したポリカーボネートあるいはアクリルに限定されるこ
とはなく、透明かつその光屈折率が空気よりも大きな材
料であれば適用できる。

【００２９】液晶表示基板１０の上面にはその画像表示
領域ＤＲに相当する部分に開口が設けられたフレーム１
６が配置され、このフレーム１６は、液晶表示基板１０
の周辺部を導光手段１５側に押圧させているとともに、
該導光手段１５にかしめられている。これにより、液晶
表示基板１０と導光手段との一体化が図れたモジュール
となっている。

【００３０】図２は、このように構成された液晶表示モ
ジュール４１において、光源４２からの光の進路を示し
た説明図である。

【００３１】液晶表示モジュール４１に照射される光源
４２からの光は、前記フレネルレンズ４４を介して画像
表示領域ＤＲだけでなくその外方に相当する領域からも
照射されることになっているので、この説明では、特に
該画像表示領域ＤＲの端辺に至る光の進路を考えてみ
る。

【００３２】図中実線矢印に示すように、導光手段１５
に照射される光Ｌは、該導光手段１５に対して入射角θ
で入射された場合、屈折角θ₁で屈折されて導光手段１
５に進入されることになる。

【００３３】上述したように、導光手段１５はその光屈
折率が空気よりも大きな材料で構成されていることか
ら、入射角θと屈折角θ₁との関係は常にθ＞θ₁とな
る。

【００３４】その後、導光手段１５を通過した光は導光
手段１５に入射する前の光と平行になって液晶表示基板
１０内を通過して液晶層２０に至るようになる。ここ
で、液晶層２０は画像表示領域ＤＲに対応させて描いて
おり、このため、前記光Ｌは該液晶層２０の端辺に至る
ようになる。

【００３５】前記導光手段１５が存在していない場合に
おいて液晶層２０の端辺に至るような光ｌの進路は図中
一点鎖線に示すようになることから、該導光手段１５の
存在によって該光ｌの進路を図中Ｑ分だけシフトさせる
ことができることになる。

【００３６】このことは、換言すれば、導光手段１５が
ある場合には、それがない場合と比べて、液晶表示基板
の中央側の光を画像表示領域ＤＲに充分に集光させるこ
とができることを意味する。

【００３７】なお、図２において、前記Ｑの値を大きく
したい場合には、導光手段１５の肉厚ｔを大きくする
か、さらに光屈折率の材料を使用すればよいことは明白
である。

【００３８】図３は、本実施例による液晶表示装置の構
成を従来のそれと比較した説明図である。

【００３９】同図（ａ）は本実施例による液晶表示装置
の構成を示す説明図であり、同図（ｂ）は従来の液晶表
示装置の構成を示す説明図である。ここで、従来の液晶
表示装置において、その導光手段５は、表示画像領域Ｄ
Ｒを露呈させる開口５Ａが設けられた肉厚の大きな遮光
基板５Ｂによって構成されているとともに、該開口５Ａ
はその側壁面にテーパ５Ｃが設けられることによって光
源側における開口面積が液晶表示基板１０側のそれより
も大きく形成されている。

【００４０】それぞれの構成の比較から判るように、図
（ａ）の場合は、中央側の光を画像表示領域ＤＲに充分
集光させることができ、しかも導光手段１５それ自体機
械的強度が強い構成となっていることから、液晶表示基
板１０とほぼ大きさの等しい導光手段１５とすることが
できる。

【００４１】このことから、額縁の幅Ｗ、すなわち、液
晶表示基板１０の表示画像領域ＤＲの外方の周辺領域の
部分の幅Ｗを大幅に小さくすることができる。

【００４２】これに対して、図（ｂ）の場合には、図
（ａ）の場合と比較して外方の光まで画像表示領域ＤＲ
に取り込まなければならないことに相俟って、比較的面
積の大きな開口５Ａを有する導光手段５の機械的強度を
確保するため、液晶表示基板と比較して極めて大きなも
のとなってしまう。

【００４３】このことから、額縁の幅ｗは最小限図中に
示した程度とせざるを得ない。

【００４４】以上説明した実施例によれば、透明基板か
らなる導光手段１５は液晶表示基板１０とほぼ同じ大き
さで形成することができ、いわゆる額縁を小さくできる
ようにできる。

【００４５】図４に示すＯＨＰ装置では、防熱フィルタ
４７が装備されており、液晶の温度が、上昇しないため
に有効な手段となっているが、近年光源４２の明るさ
が、増大するにつれ、発生する紫外線についても遮断す
る必要が生じた。特に、紫外線は、液晶分子を破壊し、
色ムラ等の表示品質の低下を発生させる。

【００４６】本実施例では、紫外線吸収係数を向上させ
るため、導光手段１５中に、Ｃｅを含有させ３８０ｎｍ
以下を効果的に遮断させている。他の手段として、市販
のＵＶフィルターを導光手段１５の一部として貼り合わ
せて使用することも可能である。

【００４７】上記実施例では、特にＯＨＰからなる液晶
表示装置について説明したものであるが、他の構成から
なるプロジェクタにおいても適用できることはいうまで
もない。要は、投射型の液晶表示装置の全般に適用でき
るものである。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明による液晶表示装置によれば、いわゆる額縁を小
さくできるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による液晶表示装置に組み込まれる液晶
表示モジュールの一実施例を示す断面図である。

【図２】図１に示した液晶表示モジュールの光源からの
光からの進路を示した説明図である。

【図３】本発明の効果を従来の液晶表示装置との比較で
示した説明図である。

【図４】本発明による液晶表示装置の一実施例を示す概
略図である。

【符号の説明】

１０……液晶表示基板、１５……導光手段、４１……液
晶表示モジュール、４３……光源、４６……スクリー
ン。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鳥山 良男 千葉県茂原市早野3681番地 日立デバイス エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 長谷川 薫 千葉県茂原市早野3300番地 株式会社日立 製作所電子デバイス事業部内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液晶表示基板の表示画像をスクリーン面
   に結像させるものであって、前記液晶表示基板の背面に
   配置される光源からの光を該液晶表示基板の表示画像領
   域面のみに照射させるための導光手段が備えられている
   液晶表示装置において、 前記導光手段は、液晶表示基板の表示画像領域を覆い、
   かつ、空気よりも屈折率の大きな材料からなる透明基板
   によって構成されていることを特徴とする液晶表示装
   置。
2. 【請求項２】 前記導光手段には、液晶表示基板の表示
   画像領域を覆って、紫外線吸収フィルターとしての材料
   からなる透明基板によって構成されていることを特徴と
   する請求項１記載の液晶表示装置。