JPH0843784A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 第１の目的は装置全体の小型化を図ることで
車両への搭載性を向上させる事。第２の目的は全ての視
野範囲において輝度ムラのない表示を行う事。 【構成】 液晶表示装置１は、車体への取付けを行うブ
ラケット７を備え、このブラケット７に同軸的に配され
た液晶表示板８、ランプ９、リフレクタ１０、レンズ１
１、および熱線吸収フィルタ１２より構成されている。
液晶表示板８は、液晶セル８ａと２枚の偏光板８ｂ、８
ｃより成る。液晶セル８ａの入射光側に配された偏光板
８ｂには、光を拡散する拡散処理が施されている。ま
た、液晶セル８ａの出射光側に配された偏光板８ｃは、
フロントガラスに設けられた反射層に入射する光の偏光
成分が横波となるように偏光方向が特定されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示板に照明光を
透過させて表示を行う液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、車両のフロントガラス等に車
両情報を投射して表示する投射用液晶表示装置が公知で
ある。この液晶表示装置は、図１１に示すように、車両
情報を表示するための液晶表示板１００、この液晶表示
板１００に照射する光源用のランプ１１０、このランプ
１１０に対して液晶表示板１００と反対側に配置され
て、液晶表示板１００に向けてランプ１１０の光を反射
するリフレクタ１２０、ランプ１１０の光を液晶表示板
１００の照射領域まで拡大させるレンズ１３０、および
液晶表示板１００とランプ１１０との間に配されて、液
晶表示板１００に向けて照射光を拡散する拡散板１４０
等より構成されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の液晶
表示装置は、液晶表示板１００、ランプ１１０、リフレ
クタ１２０、レンズ１３０、および拡散板１４０がそれ
ぞれ同軸的に配置されることから、装置全体が軸方向に
大きくなる。このため、設置スペースが限定される車両
への搭載性が悪いという問題が生じる。

【０００４】また、ランプ１１０の光を拡大するレンズ
１３０は、液晶表示板１００側の外周面のみ凸面形状と
されているため、視点中心においては輝度分布が均一で
あるが（図１１参照）、視点中心から視線を移動した場
合は、図１２に示すように、液晶表示板１００の表示端
面を通る光がランプ１１０の発光体１１１（例えばフィ
ラメント）から外れてしまうため、液晶表示面で輝度ム
ラが生じる、つまり輝度分布が悪くなるという問題が生
じる。

【０００５】本発明は、上記事情に基づいて成されたも
ので、第１の目的は装置全体の小型化を図ることで車両
への搭載性を向上させることにあり、第２の目的は全て
の視野範囲において輝度ムラのない表示を行うことにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、請求項１では、液晶セルの入射光側と出
射光側とにそれぞれ偏光板を有する液晶表示板と、この
液晶表示板に照射する光源用のランプとを備え、前記液
晶表示板を透過した透過光を運転者の前方視野内に設け
られた反射層に投射して表示するヘッドアップディスプ
レイ型液晶表示装置において、前記液晶表示板は、入射
光側の前記偏光板に光を拡散する拡散処理が施されたこ
とを技術的手段として採用する。

【０００７】請求項２では、請求項１に記載されたヘッ
ドアップディスプレイ型液晶表示装置において、前記液
晶表示板は、前記反射層に入射する光の偏光成分が横波
となるように、出射光側に配された前記偏光板の偏光方
向が特定されたことを特徴とする。

【０００８】請求項３では、請求項１または２に記載さ
れたヘッドアップディスプレイ型液晶表示装置におい
て、前記反射層は、車両のフロントガラスに設けられた
ことを特徴とする。

【０００９】請求項４では、照明光の透過によって表示
を行う液晶表示板と、この液晶表示板に照射する光源用
のランプと、前記ランプと前記液晶表示板との間に配さ
れて、前記ランプの光を前記液晶表示板の照射領域まで
拡大させるレンズとを備えた液晶表示装置において、前
記レンズは、前記ランプ側と前記液晶表示板側との両外
周面がそれぞれ凸曲面形状に設けられたことを技術的手
段として採用する。

【００１０】

【作用および発明の効果】請求項１に示す本発明は、液
晶表示板の入射光側に配された偏光板に光を拡散する拡
散処理を施したことにより、スリガラスや拡散板等を使
用することなく、ランプ自体の輝度ムラを低減して輝度
均斉度を向上することができる。この結果、スリガラス
や拡散板が不要となることから、装置全体を軸方向に小
型化することができ、車両への搭載性が向上する。ま
た、スリガラスや拡散板が不要となることでコストダウ
ンを図ることもできる。

【００１１】請求項２では、反射層に入射する光の偏光
成分が反射率の高い横波（所謂Ｓ波）となるように、液
晶表示板の出射光側に配された偏光板の偏光方向が特定
される。このため、反射層に投射される光の反射率が高
くなり、輝度の高い表示を行うことができる。なお、横
波とは、反射層に対して水平方向に振幅する偏光成分を
言う。

【００１２】請求項４では、レンズの液晶表示板側のみ
ならず、ランプ側の外周面も凸曲面形状としたことによ
り、液晶表示板を通る全ての光がランプの発光体を通る
ように設定することができる。このため、均一な輝度分
布が得られ、視点中心より視野を移動した場合でも、液
晶表示板の表示端面で輝度が低下することもなく、全て
の視野範囲において輝度ムラのない表示を行うことがで
きる。

【００１３】

【実施例】次に、本発明の液晶表示装置の第１実施例を
図１〜図６に基づいて説明する。図１は液晶表示装置の
側面断面図、図２は液晶表示装置の平面断面図である。
本実施例の液晶表示装置１は、例えば、インストルメン
トパネル（図示しない）の裏側に組み込まれて、液晶表
示された車両情報を、２枚のミラー２、３とホログラム
４とで反射させて、フロントガラス５の一部、もしくは
それより運転車側の所定位置に設けられた反射層６に表
示するヘッドアップディスプレイ型液晶表示装置１（図
３参照）である。

【００１４】この液晶表示装置１は、図１に示すよう
に、車体への取付けを行うためのブラケット７、このブ
ラケット７に同軸的に配された液晶表示板８、ランプ
９、リフレクタ１０、レンズ１１、および熱線吸収フィ
ルタ１２等より構成される。ブラケット７は、ランプ９
を挿入するための挿入孔（図示しない）を有し、その挿
入孔の両側にリフレクタ１０を固定するための一対のス
テー７ａが直立して設けられている。

【００１５】液晶表示板８は、図１に示すように、液晶
セル８ａと２枚の偏光板８ｂ、８ｃより成る。液晶セル
８ａは、図示しない電極を介して液晶セル８ａ中の液晶
に電圧が印加されると、液晶の分子配列が変化して光を
透過する。偏光板８ｂ、８ｃは、液晶セル８ａの入射光
側と出射光側とに配されており、それぞれ特定の偏光成
分のみを通過させることができる。入射光側に配された
偏光板８ｂには、光を拡散する拡散処理（アンチグレア
処理）が施されている。また、出射光側に配された偏光
板８ｃは、反射層６に入射する光の偏光成分が横波とな
るように偏光方向が特定されている。

【００１６】従って、２枚のミラー２、３およびホログ
ラム４で偏光方向が変わらなければ、出射光側の偏光板
８ｃは、その偏光板８ｃを通過する偏光成分が横波（図
４に偏光成分の振幅方向を矢印で示す）となるように偏
光方向が特定されている。なお、横波とは、図５に示す
ように、フロントガラス５（反射層６）に対して水平方
向に振幅する偏光成分のことである。

【００１７】ランプ９は、液晶表示板８へ照射するため
の光源であり、液晶表示板８の後方（図１の右方向）で
ソケット１３に取り付けられて、ブラケット７に装着さ
れている。なお、本実施例のランプ９は、図６に示すよ
うに、バルブ９ａの内部に発光体であるフィラメント９
ｂを収容した白熱ランプ９である。

【００１８】リフレクタ１０は、ランプ９に対して液晶
表示板８と反対側、つまりランプ９の後方に配置され
て、図２に示すように、ブラケット７のステー７ａにビ
ス１４により固定されている。このリフレクタ１０は、
リフレクタ１０側に照射されるランプ９の光を液晶表示
板８に向けて反射する反射板で、全体が半球面状に設け
られており、その凹曲面側がランプ９の光を反射する反
射面とされている。反射面は、例えばアルミニウム等の
反射性の高い金属を蒸着して形成される。

【００１９】レンズ１１は、液晶表示板８とランプ９と
の間に配されて、ランプ９の光およびリフレクタ１０で
反射した反射光を液晶表示板８の照射領域まで拡大させ
るもので、液晶表示板８側の外周面のみ凸曲面形状とさ
れて、ランプ９側の外周面は平面形状とされている。

【００２０】熱線吸収フィルタ１２は、レンズ１１と液
晶表示板８との間に配されて、レンズ１１を透過した照
明光の赤外線を吸収することにより、液晶の温度上昇を
抑えるものである。これにより、照明光の照射により液
晶温度が耐熱温度を越えるのを防止して液晶の転移を防
止することができる。

【００２１】上記の液晶表示板８、レンズ１１、および
熱線吸収フィルタ１２は、シリコンゴム等で形成された
スペーサ１５に取り付けられて、そのスペーサ１５を収
納するカバー１６と一体にブラケット７に取り付けられ
ている。カバー１６は、ビス１７（図２参照）によりブ
ラケット７に固定されている。なお、カバー１６には、
照明光（ランプ９からの光およびリフレクタ１０で反射
した反射光）を通すための入口側開口部１６ａと、液晶
表示板８を透過した光を通すための出口側開口部１６ｂ
とが設けられている。

【００２２】ブラケット７に装着されるソケット１３
は、リフレクタ１０の背面側ではなく、リフレクタ１０
より前方でリフレクタ１０に対して側方に位置する。従
って、ランプ９は、リフレクタ１０からランプ９を通っ
て液晶表示板８までを同軸的に結ぶ直線（図１に一点鎖
線で示す）に対して直角方向に取り付けられることにな
る。

【００２３】次に、液晶表示装置１の作用を説明する。
ランプ９の光およびリフレクタ１０で反射した反射光
は、レンズ１１を透過して拡大された後、熱線吸収フィ
ルタ１２を透過することで照明光に含まれる赤外線が吸
収されて液晶表示板８に照射される。液晶表示板８で
は、電極を介して液晶に電圧が印加されることで、入射
光側の偏光板８ｂを通過した光（照明光）の偏光成分が
液晶セル８ａを通過し、さらに出射光側の偏光板８ｃを
通過する。ここで、液晶表示板８に照射された光は、拡
散処理が施された入射光側の偏光板８ｂを通過する際に
拡散されるため、液晶表示面で所望の輝度均斉度を確保
することができる。

【００２４】液晶表示板８を通過した照明光（偏光成
分）は、２枚のミラー２、３およびホログラム４で反射
した後、フロントガラス５に設けられた反射層６に投射
される。乗員は、この反射層６に投射された車両情報を
虚像として視認することができる。

【００２５】（実施例の効果）本実施例では、液晶表示
板８の入射光側に配された偏光板８ｂに拡散処理を施し
たことにより、別途に輝度均斉度を確保するための拡散
板やスリガラス等を設ける必要がない。この結果、装置
全体を軸方向に小型化することができ、車両への搭載性
が向上するとともに、拡散板やスリガラスが不要となる
ことでコストダウンを図ることができる。また、本実施
例では、反射層６に入射する光の偏光成分が横波となる
ように、液晶表示板８の出射光側の偏光板８ｃの偏光方
向を特定したことにより、反射層６に投射される光の反
射率が高くなり、輝度の高い表示を行うことができる。

【００２６】次に、本発明の第２実施例を説明する。図
７は第２実施例に係わる液晶表示装置１の側面断面図で
ある。本実施例の液晶表示装置１は、第１実施例に対し
てレンズ１１の形状を変更したものである。具体的に
は、図７および図８に示すように、レンズ１１の液晶表
示板８側のみならず、ランプ９側の外周面を視野角に合
わせて凸曲面形状としたものである。

【００２７】これにより、液晶表示に対して視点中心よ
り視野が横方向に移動した場合でも、図１０に示すよう
に、液晶表示板８を通る全ての光がランプ９のフィラメ
ント９ｂを通るように構成することができる。なお、図
９に示すように、液晶表示に対して視点中心より見た場
合（真正面より見た場合）は、レンズ１１のランプ９側
が平面形状の場合（第１実施例）と同様に、全ての光が
ランプ９のフィラメント９ｂから出ているため、液晶表
示面での輝度ムラはない。このように、本実施例では、
全ての視野範囲において輝度ムラのない表示を行うこと
ができる。なお、第２実施例の液晶表示装置１は、必ず
しもヘッドアップディスプレイ型液晶表示装置として使
用する必要はない。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例に係わる液晶表示装置の側面断面図
である。

【図２】第１実施例に係わる液晶表示装置の平面断面図
である。

【図３】ヘッドアップディスプレイ型液晶表示装置の構
成を示す模式図である。

【図４】出射光側偏光板の偏光方向を示す液晶表示面の
平面図である。

【図５】反射層に入射する光の偏光成分を示す斜視図で
ある。

【図６】ランプの正面図である。

【図７】第２実施例に係わる液晶表示装置の側面断面図
である。

【図８】第２実施例に係わる液晶表示装置の平面断面図
である。

【図９】視点中心より見た場合の液晶表示装置の光路図
である。

【図１０】視点中心より視野が移動した時の液晶表示装
置の光路図である。

【図１１】従来技術に係わる液晶表示装置の模式図であ
る。

【図１２】視点中心より視野が移動した時の液晶表示装
置の光路図である（従来技術）。

【符号の説明】

１ ヘッドアップディスプレイ型液晶表示装置 ５ フロントガラス ６ 反射層 ８ 液晶表示板 ８ａ 液晶セル ８ｂ 偏光板（入射光側） ８ｃ 偏光板（出射光側） ９ ランプ １１ レンズ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】液晶セルの入射光側と出射光側とにそれぞ
   れ偏光板を有する液晶表示板と、 この液晶表示板に照射する光源用のランプとを備え、 前記液晶表示板を透過した透過光を運転者の前方視野内
   に設けられた反射層に投射して表示するヘッドアップデ
   ィスプレイ型液晶表示装置において、 前記液晶表示板は、入射光側の前記偏光板に光を拡散す
   る拡散処理が施されたことを特徴とするヘッドアップデ
   ィスプレイ型液晶表示装置。
2. 【請求項２】前記液晶表示板は、前記反射層に入射する
   光の偏光成分が横波となるように、出射光側に配された
   前記偏光板の偏光方向が特定されたことを特徴とする請
   求項１に記載されたヘッドアップディスプレイ型液晶表
   示装置。
3. 【請求項３】前記反射層は、車両のフロントガラスに設
   けられたことを特徴とする請求項１または２に記載され
   たヘッドアップディスプレイ型液晶表示装置。
4. 【請求項４】照明光の透過によって表示を行う液晶表示
   板と、 この液晶表示板に照射する光源用のランプと、 前記ランプと前記液晶表示板との間に配されて、前記ラ
   ンプの光を前記液晶表示板の照射領域まで拡大させるレ
   ンズとを備えた液晶表示装置において、 前記レンズは、前記ランプ側と前記液晶表示板側との両
   外周面がそれぞれ凸曲面形状に設けられたことを特徴と
   する液晶表示装置。