JPH11174443A - Liquid crystal display device - Google Patents

Liquid crystal display device

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Publication number
JPH11174443A
JPH11174443A JP9342881A JP34288197A JPH11174443A JP H11174443 A JPH11174443 A JP H11174443A JP 9342881 A JP9342881 A JP 9342881A JP 34288197 A JP34288197 A JP 34288197A JP H11174443 A JPH11174443 A JP H11174443A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
liquid crystal
light guide
crystal display
guide plate
Prior art date
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Pending
Application number
JP9342881A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
泰樹 ▲らい▼
Yasuki Rai
Hisao Uehara
久夫 上原
Yutaka Marushita
裕 丸下
Makoto Shimizu
真 清水
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
Priority to JP9342881A priority Critical patent/JPH11174443A/en
Publication of JPH11174443A publication Critical patent/JPH11174443A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336Illuminating devices
    • G02F1/133618Illuminating devices for ambient light

Landscapes

  • Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Planar Illumination Modules (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To achieve a bright display screen and also to reduce total power consumption by improving the efficiency of light in a LCD. SOLUTION: A condenser lens 30 is pivoted by a rotary shaft 301 in a case 40 so as to be vertically turnable. Lighting efficiency can be improved optimally setting an angle of the condenser lens 30 according to an external light position. Since more light is caught by a reflecting plate 31 and diffusing plate 21 by tilting the main traveling direction of the light guided into a light guide plate 11, a utilization efficiency of light can be improved.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶の電気光学的
な異方性を利用して表示を行う液晶表示装置(LCD:
Liquid Crystal Display)に関し、特に、バックライト
の消費電力を低減した液晶表示装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display (LCD) for performing display utilizing the electro-optical anisotropy of liquid crystal.
More particularly, the present invention relates to a liquid crystal display device in which power consumption of a backlight is reduced.

【0002】[0002]

【従来の技術】LCDは、透明な基板上に透明な電極を
形成した電極基板間に液晶を封入して構成される。液晶
は電気光学的に異方性を有しているので、電極間に所望
の電圧を印加して液晶に電界を形成することにより、液
晶は電界強度に従った光学特性を示す。この性質を利用
し、画素毎に異なる電圧を印加せしめる構成とすること
により、所望の輝度を呈した画素の集合体として、表示
画像が作成される。このようにLCDは、電圧制御によ
り表示画像が作成され、小型、薄型、低消費電力などの
利点があり、OA機器、AV機器などの分野で実用化が
進んでいる。特に、形態用として用いられる場合には、
屋外で使用することが多く、豊富な外光を利用して表示
画面の可視化を図ることで総消費電力を大幅に低減した
ものが開発されている。
2. Description of the Related Art An LCD is constructed by sealing liquid crystal between electrode substrates having transparent electrodes formed on a transparent substrate. Since the liquid crystal has electro-optical anisotropy, by applying a desired voltage between the electrodes to form an electric field in the liquid crystal, the liquid crystal exhibits optical characteristics according to the electric field intensity. By utilizing this property and applying a different voltage to each pixel, a display image is created as an aggregate of pixels exhibiting a desired luminance. As described above, the LCD has a display image created by voltage control, has advantages such as small size, thin shape, and low power consumption, and has been put to practical use in fields such as OA equipment and AV equipment. In particular, when used for forms,
It is often used outdoors, and a device has been developed in which the total power consumption is greatly reduced by visualizing the display screen using abundant external light.

【0003】図5にこのようなLCDの構成図を示す。
(10)はLCDパネル、(20)は光源、(15)は
導光板、(35)は反射板、(25)は拡散板、(3
0)は集光レンズ、(40)は、これらのユニットを保
持する筐体である。光源(20)は、背後にリフレクタ
(201)を配した蛍光ランプ、導光板(15)はアク
リル樹脂等が用いられる。拡散板(25)及び反射板
(35)は、各々導光板(15)の前面及び背面を一体
的に拡散加工及び乱反射加工を施したものでも良い。こ
れら光源(20)、導光板(15)、反射板(25)及
び拡散板(35)は、照光部であるバックライトを構成
している。集光レンズ(30)は、導光板(15)と別
体のレンズ、あるいは、導光板(15)と一体でレンズ
加工されたものが用いられる。また、筐体(40)に
は、採光用の窓(41)が開けられ、集光レンズ(3
0)が外部へ覗くようになっている。
FIG. 5 shows a configuration diagram of such an LCD.
(10) is an LCD panel, (20) is a light source, (15) is a light guide plate, (35) is a reflection plate, (25) is a diffusion plate, and (3)
Reference numeral 0) denotes a condenser lens, and reference numeral 40 denotes a housing for holding these units. The light source (20) is made of a fluorescent lamp with a reflector (201) arranged behind, and the light guide plate (15) is made of an acrylic resin or the like. The diffusing plate (25) and the reflecting plate (35) may be formed by integrally subjecting the front surface and the back surface of the light guide plate (15) to diffusion processing and irregular reflection processing. The light source (20), the light guide plate (15), the reflection plate (25), and the diffusion plate (35) constitute a backlight which is an illumination unit. As the condenser lens (30), a lens separate from the light guide plate (15), or a lens processed integrally with the light guide plate (15) is used. A window (41) for lighting is opened in the housing (40), and the condenser lens (3) is opened.
0) peeks outside.

【0004】光源(20)から発せられた光、あるい
は、集光レンズ(30)より採り入れられた光は、導光
板(15)に伝えられ、拡散板(25)にて拡散される
とともに、反射板(35)で乱反射される。そして、拡
散板(25)より均一な平面光としてLCDパネル(1
0)へ照射される。LCDパネル(10)は、自身で発
光することができず、このように背後より照光を行うこ
とにより、認識可能な前段階にされた表示画面が透過光
の分布として可視化される。
The light emitted from the light source (20) or the light taken in from the condenser lens (30) is transmitted to the light guide plate (15) and diffused by the diffuser plate (25) and reflected. The light is irregularly reflected by the plate (35). Then, the LCD panel (1) is converted into uniform plane light by the diffusion plate (25).
0). The LCD panel (10) cannot emit light by itself, and by illuminating from behind as described above, a recognizable preceding display screen is visualized as a distribution of transmitted light.

【0005】この構成では、晴れの屋外のような外光が
豊富な環境では、光源(20)を消灯して、集光レンズ
(30)からの光のみによって照光を行い、屋内等、外
光が不十分な状態下では、光源(20)を点灯すること
で明るい表示画面を得るといった使い方が可能となり、
総消費電力が低減される。
In this configuration, in an environment where the outside light is abundant, such as a sunny outdoors, the light source (20) is turned off and the light is illuminated only by the light from the condenser lens (30), and the outside light such as indoors In a state where is insufficient, it is possible to use the light source (20) to obtain a bright display screen by turning on the light source (20).
Total power consumption is reduced.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】図7に示すLCDで
は、集光レンズ(30)の焦点と光源(20)の焦点と
は、LCDパネル(10)の平面と平行な平面上に位置
している。このため、光源(20)より発せられた光の
多くは、導光板(15)内部を平行に進み、反対側に位
置する集光レンズ(30)部より外部へ漏洩してしま
う。集光レンズ(30)より採り入れられた光もまた、
導光板(15)の内部を平行に進み、光源(20)のリ
フレクタにて反射されて、導光板(15)内部を逆に進
み、再び集光レンズ(30)より外部に漏れる。即ち、
拡散板(25)及び反射板(35)にとらえられてLC
Dパネル(10)へ向かって照射される光量が減少し、
光の利用効率が悪かった。
In the LCD shown in FIG. 7, the focal point of the condenser lens (30) and the focal point of the light source (20) are located on a plane parallel to the plane of the LCD panel (10). I have. For this reason, much of the light emitted from the light source (20) travels in parallel inside the light guide plate (15) and leaks outside from the condensing lens (30) located on the opposite side. The light taken in from the condenser lens (30) is also
The light travels in parallel inside the light guide plate (15), is reflected by the reflector of the light source (20), travels in the light guide plate (15) in the opposite direction, and leaks again from the condenser lens (30) to the outside. That is,
LC captured by diffuser (25) and reflector (35)
The amount of light emitted toward the D panel (10) decreases,
Light use efficiency was poor.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、この課題を解
決するために成され、対向面に所定の電極が形成された
一対の透明電極基板間に液晶が封入されてなる液晶表示
パネルと、この液晶表示パネルの表示部に対応し前記液
晶表示パネルに面する前面と反対側の背面に反射層が施
された導光部、前記導光部と光路を接続し、外部の光を
採り入れる集光部または/および光を発する光源部から
なり、前記液晶表示パネルに光を照射する照光部と、を
有する液晶表示装置において、前記集光部または/およ
び光源部は、その光の主射出方向が回転可動的に制御さ
れ、前記導光部の内部に導入された光の主進行方向は、
前記導光部の主平面に対して非平行かつ非直角にするこ
とを可能とした構成である。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and has been made in view of the above circumstances, and has an object to provide a liquid crystal display panel having a liquid crystal sealed between a pair of transparent electrode substrates having predetermined electrodes formed on opposing surfaces. A light guide section corresponding to the display section of the liquid crystal display panel and provided with a reflective layer on the back side opposite to the front face facing the liquid crystal display panel, connecting the light guide section to an optical path to take in external light A liquid crystal display device comprising a light condensing unit and / or a light source unit that emits light, and an illuminating unit that irradiates the liquid crystal display panel with light, wherein the light converging unit and / or the light source unit emits the main light. The direction is rotatably controlled, and the main traveling direction of the light introduced into the light guide section is
The light guide section is configured to be non-parallel and non-perpendicular to the main plane.

【0008】これにより、集光部より採り入れられた光
または/および光源より発せられた光の多くは、導光部
の前面または背面に向かって進み、前面または反射層に
とらえられて液晶表示装置へ照射されるので、光の利用
効率が良くなる。特に、前記集光部は、長方形の側平面
を有する部分円柱状であり、この側平面を、前記導光板
の側面に対面して配され、前記集光部の側平面が前記導
光板の側面とのなす角度が制御される構成である。
As a result, most of the light taken in from the light condensing part and / or the light emitted from the light source travels toward the front or back of the light guide part, and is caught by the front or reflective layer to be applied to the liquid crystal display device. Irradiates light to improve the light use efficiency. In particular, the condensing part is a partial columnar shape having a rectangular side plane, and this side plane is disposed so as to face a side surface of the light guide plate, and the side plane of the light condensing part is a side surface of the light guide plate. Is configured to be controlled.

【0009】これにより、集光部より採り入れられた光
は導光部の側平面にて屈折され、導光部に導入された光
の主進行方向が導光部の主平面に対して斜めにされ、導
光部の前面または反射層に向けられる。
Thus, the light taken in from the light condensing part is refracted by the side plane of the light guiding part, and the main traveling direction of the light introduced into the light guiding part is oblique to the main plane of the light guiding part. And directed to the front of the light guide or to the reflective layer.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】図1は、本発明の第1の実施の形
態にかかるLCDの側断面図である。(10)はLCD
パネル、(11)は導光板、(21)は拡散板、(3
1)は反射板、(20)は光源、(30)は集光レン
ズ、(40)は、これらのユニットを保持する筐体であ
る。光源(20)は、背後にリフレクタ(201)を配
した蛍光ランプ、導光板(11)はアクリル樹脂等が用
いられる。拡散板(21)及び反射板(31)は、各々
導光板(11)の前面及び背面を一体的に拡散加工及び
乱反射加工を施したものでも良い。これら光源(2
0)、導光板(11)、反射板(21)及び拡散板(3
1)は、バックライトを構成している。集光レンズ(3
0)は、導光板(11)と別体のレンズ、あるいは、導
光板(11)と同じアクリル樹脂が、長方形の一側面を
有した部分円柱状に加工されたものである。また、筐体
(40)には、採光用の窓(41)が開けられ、集光レ
ンズ(30)が外部へ覗くようにされている。
FIG. 1 is a side sectional view of an LCD according to a first embodiment of the present invention. (10) is LCD
Panel, (11) is a light guide plate, (21) is a diffusion plate, (3)
1) is a reflection plate, (20) is a light source, (30) is a condenser lens, and (40) is a housing for holding these units. The light source (20) is made of a fluorescent lamp with a reflector (201) disposed behind, and the light guide plate (11) is made of an acrylic resin or the like. The diffusing plate (21) and the reflecting plate (31) may be formed by integrally subjecting the front surface and the back surface of the light guide plate (11) to diffusion processing and irregular reflection processing. These light sources (2
0), the light guide plate (11), the reflection plate (21), and the diffusion plate (3).
1) constitutes a backlight. Condensing lens (3
No. 0) is a lens separate from the light guide plate (11) or the same acrylic resin as the light guide plate (11) processed into a partial columnar shape having one side surface of a rectangle. Further, a window (41) for lighting is opened in the housing (40) so that the condenser lens (30) can be seen outside.

【0011】また、LCDパネル(10)としては、ポ
リシリコン等の多結晶半導体を用いた薄膜トランジスタ
を用いることにより、表示画素部分と、その周辺の駆動
回路を同一基板上に一体的に作り込んだドライバー内蔵
型を採用することが望ましい。これにより、ドライバー
ICの外付けが不要となるので、表示画面の周囲の額縁
部が縮小され、いっそうの小型化、軽量化が達成される
ので、携帯用に最適なLCDが得られる。
Further, as the LCD panel (10), by using a thin film transistor using a polycrystalline semiconductor such as polysilicon, a display pixel portion and a peripheral drive circuit are integrally formed on the same substrate. It is desirable to use a built-in driver type. This eliminates the need for an external driver IC, so that the frame around the display screen is reduced, and further miniaturization and weight reduction are achieved, so that an optimal LCD for portable use is obtained.

【0012】本発明では、集光レンズ(30)は、図に
示されるような半円あるいは部分円の横断面を有し、導
光板(11)の一側辺に沿った紙面垂直方向に長い部分
円柱状のレンズであり、その曲面部を採光面とするとと
もに、側平面部を光の導出面とし、導光板(11)の側
面に対面している。そして、この集光レンズ(30)
は、紙面向こう側あるいは手前、または、両側で回転軸
(301)が支持されており、回転可動的に固定されて
いる。集光レンズ(30)は、例えば、筐体(40)に
取り付けられたアーム部により支持される。導光板(1
1)と集光レンズ(30)との間には、図1(a)に示
すように、集光レンズ(30)を回転可能とするための
スペースが設けられている。また、集光レンズ(30)
の回転角度は、手動で制御することができる。
In the present invention, the condenser lens (30) has a semicircular or partial circular cross section as shown in the figure, and is elongated in a direction perpendicular to the paper surface along one side of the light guide plate (11). The lens is a partial columnar lens, the curved surface portion of which is a light-receiving surface, the side flat surface portion is a light extraction surface, and faces the side surface of the light guide plate (11). And this condenser lens (30)
Has a rotating shaft (301) supported on the other side, on the front side, or on both sides, and is rotatably fixed. The condenser lens (30) is supported, for example, by an arm attached to the housing (40). Light guide plate (1
As shown in FIG. 1A, a space is provided between 1) and the condenser lens (30) so that the condenser lens (30) can be rotated. Also, a condenser lens (30)
Can be manually controlled.

【0013】この構成で、例えば、図1(b)に示すよ
うに、集光レンズ(30)を下方に回転する。集光レン
ズ(30)の光導出面は上端で導光板(11)の側面に
接した状態で、回転角度は最大限となる。そして、集光
レンズ(30)と導光板(11)との間には、集光レン
ズ(30)の傾きに従って厚みが変わる空気層が介在さ
れている。
With this configuration, for example, as shown in FIG. 1B, the condenser lens (30) is rotated downward. With the light exit surface of the condenser lens (30) at the upper end in contact with the side surface of the light guide plate (11), the rotation angle is maximized. An air layer whose thickness changes according to the inclination of the condenser lens (30) is interposed between the condenser lens (30) and the light guide plate (11).

【0014】この状態で、集光レンズ(30)にて採り
入れられた外光は、傾けられた集光レンズ(30)の光
導出面より垂直に導出され、導光板(11)の側面に斜
めに入射される。このようにして導光板(11)内に導
入された光の主進行方向は、導光板(11)の背面に向
かって傾けられ、光は導光板(11)の背面に設けられ
た反射板(31)に斜めに入射される。このため、導入
された光の多くは、反射板(31)にとらえられ、乱反
射される。乱反射光は導光板(11)の前面に設けられ
た拡散板(21)へ向かい、拡散される。拡散光の一部
は均一化された平行光としてLCDパネル(10)へ照
射される。残りは、再び、反射板(31)へ向かい、同
様に乱反射される。このように導光板(11)内に導入
された光は、上下間を往復しながら左右方向にも進み、
次第に減少しながら、光源(20)に達する。光源(2
0)に達した光はリフレクタ(201)にて反射され、
再び、導光板(11)へ戻され、最終的に一部が、集光
レンズ(30)よる漏れ出される。
In this state, external light taken in by the condenser lens (30) is perpendicularly extracted from the light exit surface of the inclined condenser lens (30), and obliquely enters the side surface of the light guide plate (11). Incident. The main traveling direction of the light introduced into the light guide plate (11) in this manner is inclined toward the rear surface of the light guide plate (11), and the light is reflected on the reflection plate (11) provided on the rear surface of the light guide plate (11). 31) is obliquely incident. Therefore, most of the introduced light is captured by the reflector (31) and is irregularly reflected. The diffusely reflected light is diffused toward the diffusion plate (21) provided on the front surface of the light guide plate (11). Part of the diffused light is radiated to the LCD panel (10) as uniformed parallel light. The rest again goes to the reflector (31) and is similarly irregularly reflected. The light thus introduced into the light guide plate (11) travels in the left-right direction while reciprocating up and down,
The light source (20) is reached with a gradual decrease. Light source (2
The light reaching 0) is reflected by the reflector (201),
The light is returned to the light guide plate (11) again, and a part thereof is finally leaked out by the condenser lens (30).

【0015】また、図1(c)に示すように、集光レン
ズ(30)を上方に回転する。集光レンズ(30)の光
導出面は下端で導光板(11)の側面に接した状態で、
回転角度は最大限となる。この構成で、集光レンズ(3
0)より採り入れられた外光は、導光板(11)の側面
へ斜めに入射し、導光板(11)の内部における光の主
進行方向は、導光板(11)の前面に傾けられ、導光板
(11)の前面に設けられた拡散板(21)に斜めに入
射される。このため、導光板(11)内に導入された光
の多くは、拡散板(21)にとらえれて拡散され、一部
が均一化されてLCDパネル(10)に照射されるとと
もに、残りは、反射板(31)へ向かって導光板(1
1)内を進み、乱反射される。この反射光は、再び、拡
散板(21)へ向かって同様に拡散される。こうして、
導入された光は、拡散板(21)と反射板(31)間
で、導光板(11)内を上下に往復し、一部がLCDパ
ネル(10)へ照射されて減少しながら、図の左右方向
にも進む。そして、光源(20)に達した光はリフレク
タ(201)にて反射され、再び、導光板(12)に戻
され、集光レンズ(30)に達した光は外部へ漏れだ
す。
Further, as shown in FIG. 1C, the condenser lens (30) is rotated upward. The light exit surface of the condenser lens (30) is in contact with the side surface of the light guide plate (11) at the lower end,
The rotation angle is maximized. With this configuration, the condenser lens (3
The external light taken in from 0) is obliquely incident on the side surface of the light guide plate (11), and the main traveling direction of the light inside the light guide plate (11) is inclined toward the front surface of the light guide plate (11) and is guided. The light is obliquely incident on the diffusion plate (21) provided on the front surface of the light plate (11). For this reason, most of the light introduced into the light guide plate (11) is caught and diffused by the diffusion plate (21), and a part of the light is made uniform and irradiated on the LCD panel (10). The light guide plate (1) is directed toward the reflection plate (31).
1) It travels inside and is irregularly reflected. This reflected light is similarly diffused again toward the diffusion plate (21). Thus,
The introduced light reciprocates up and down in the light guide plate (11) between the diffusion plate (21) and the reflection plate (31), and is partially irradiated on the LCD panel (10) and reduced. Proceed right and left. Then, the light that has reached the light source (20) is reflected by the reflector (201), is returned to the light guide plate (12) again, and the light that has reached the condenser lens (30) leaks out.

【0016】ここで、導光板(11)の材料であるアク
リル樹脂は、空気よりも屈折率が大きく、集光レンズ
(30)から導出された光が導光板(11)の側面に斜
めに入射して屈折される際、入射角よりも出射角の方が
小さくなる。従って、導光板(11)内部においては、
光の主進行方向は、集光レンズ(30)を回転した角度
よりもやや低下した角度をもって傾けられる。
Here, the acrylic resin, which is the material of the light guide plate (11), has a higher refractive index than air, and light derived from the condenser lens (30) is obliquely incident on the side surface of the light guide plate (11). When the light is refracted, the outgoing angle is smaller than the incident angle. Therefore, inside the light guide plate (11),
The main traveling direction of the light is inclined at an angle slightly lower than the angle at which the condenser lens (30) is rotated.

【0017】本発明では、以上のように、導光板(1
1)に導入された光の主進行方向を、導光板(11)の
主平面に非平行とすることができ、反射板(31)ある
いは拡散板(21)に向かうようにされる。このため、
反射板(31)及び拡散板(21)にて捕捉される光の
量が多く、LCDパネル(10)への照射光量が増大さ
れる。これに伴い、導光板(11)内を左右に往復して
最終的に集光レンズ(30)より漏れ出される光量が少
なくされる。従って、外部の光の利用効率が高く、比較
的少ない採光量でも十分に明るい表示画面が得られる。
また、光源(20)の使用頻度を下げる、あるいは、発
光輝度を落とす、等により消費電力を低減することがで
きる。更に、屋外における太陽光や、屋内における照明
の位置等に合わせて、集光レンズ(30)の角度を最適
に設定することで、採光効率をより高めることができ
る。
In the present invention, as described above, the light guide plate (1)
The main traveling direction of the light introduced into 1) can be non-parallel to the main plane of the light guide plate (11), and is directed to the reflection plate (31) or the diffusion plate (21). For this reason,
The amount of light captured by the reflection plate (31) and the diffusion plate (21) is large, and the amount of light applied to the LCD panel (10) is increased. Accordingly, the amount of light that reciprocates right and left in the light guide plate (11) and finally leaks from the condenser lens (30) is reduced. Therefore, the display efficiency is high and the display screen is sufficiently bright even with a relatively small amount of collected light.
In addition, power consumption can be reduced by reducing the frequency of use of the light source (20) or decreasing the light emission luminance. Furthermore, by setting the angle of the condenser lens (30) optimally according to the position of sunlight outdoors or illumination indoors, the lighting efficiency can be further improved.

【0018】図2は、本発明の第2の実施の形態にかか
るLCDの側断面図である。本実施の形態では、光源
(20)は、導光板(11)の一側面に沿った、紙面垂
直方向に長い蛍光ランプと、その背後に、半円あるいは
部分円の横断面形状を有したリフレクタ(202)から
なり、この光源(20)の出射面が導光板(11)の側
面に対面している。そして、この光源(20)は、紙面
向こう側あるいは手前、または、両側で回転軸(20
2)が支持されており、回転可動的に固定されている。
光源(20)は、例えば、筐体(40)に取り付けられ
たアーム部により支持される。導光板(11)と光源
(20)との間には、図2(a)に示すように、光源
(20)を回転可能とするためのスペースが設けられて
いる。また、光源(20)の回転角度は、手動で制御す
ることができる。
FIG. 2 is a side sectional view of an LCD according to a second embodiment of the present invention. In the present embodiment, the light source (20) is a fluorescent lamp that extends along one side surface of the light guide plate (11) in a direction perpendicular to the plane of the drawing, and a reflector having a semicircular or partial circular cross-sectional shape behind the fluorescent lamp. (202), and the emission surface of the light source (20) faces the side surface of the light guide plate (11). The light source (20) is provided on the rotating shaft (20) on the other side or the front side or on both sides.
2) is supported, and is rotatably fixed.
The light source (20) is supported by, for example, an arm attached to the housing (40). As shown in FIG. 2A, a space is provided between the light guide plate (11) and the light source (20) so that the light source (20) can be rotated. Further, the rotation angle of the light source (20) can be manually controlled.

【0019】この構成で、例えば、図2(b)に示すよ
うに、光源(20)を下方に向ける。光源(20)のリ
フレクタ(201)は上端で導光板(11)の側面に接
した状態で、回転角度は最大限となる。そして、光源
(20)と導光板(11)との間には、光源(20)の
傾きに従って厚みが変わる空気層が介在されている。こ
の状態で、光源(20)より発せられた光は斜め下方向
に向かい、導光板(11)の側面に斜めに入射される。
導光板(11)に導入された光は、その主進行方向を導
光板(11)の背面側へ向けた状態にされる。このた
め、導入された光の多くは、導光板(11)の背面に設
けられた反射板(31)にとらえられ、乱反射される。
乱反射された光は、更に、第1の実施の形態と同様、拡
散板(21)と反射板(31)間で導光板(11)内を
上下に往復しながら図の左右方向へも進み減少する。そ
して、一部は、集光レンズ(30)より漏れ出されるこ
とになる。
In this configuration, for example, as shown in FIG. 2B, the light source (20) is directed downward. With the reflector (201) of the light source (20) in contact with the side surface of the light guide plate (11) at the upper end, the rotation angle is maximized. An air layer whose thickness changes according to the inclination of the light source (20) is interposed between the light source (20) and the light guide plate (11). In this state, the light emitted from the light source (20) goes obliquely downward and is obliquely incident on the side surface of the light guide plate (11).
The light introduced into the light guide plate (11) is in a state where its main traveling direction is directed to the back side of the light guide plate (11). Therefore, most of the introduced light is captured by the reflecting plate (31) provided on the back surface of the light guide plate (11) and is irregularly reflected.
The light that has been diffusely reflected further decreases and reciprocates in the light guide plate (11) up and down in the light guide plate (11) between the diffusion plate (21) and the reflection plate (31), as in the first embodiment. I do. Part of the light leaks from the condenser lens (30).

【0020】また、図2(c)に示すように、光源(2
0)を上方に回転する。光源(20)のリフレクタ(2
01)は下端で導光板(11)の側面に接した状態で、
回転角度は最大限となる。この構成で、光源(20)よ
り採り入れられた外光は、導光板(11)の側面へ斜め
に入射し、導光板(11)の内部における光の主進行方
向は、導光板(11)の前面に傾けられ、導光板(1
1)の前面に設けられた拡散板(21)に斜めに入射さ
れる。このため、導光板(11)内に導入された光の多
くは、拡散板(22)にとらえられ、拡散される。拡散
された光は、更に、第1の実施の形態と同様、拡散板
(21)と反射板(31)間で導光板(11)内を上下
に往復する間にLCDパネル(10)へ照射さて減少し
ながら、図の左右方向へも進む。そして、一部は、集光
レンズ(30)より漏れ出される。
Further, as shown in FIG.
Rotate 0) upward. Reflector (2) of light source (20)
01) is a state in which the lower end is in contact with the side surface of the light guide plate (11),
The rotation angle is maximized. In this configuration, the external light taken in from the light source (20) is obliquely incident on the side surface of the light guide plate (11), and the main traveling direction of the light inside the light guide plate (11) is the same as that of the light guide plate (11). The light guide plate (1
The light is obliquely incident on the diffusion plate (21) provided on the front surface of 1). Therefore, most of the light introduced into the light guide plate (11) is captured by the diffusion plate (22) and diffused. The diffused light is further applied to the LCD panel (10) while reciprocating up and down in the light guide plate (11) between the diffusion plate (21) and the reflection plate (31), as in the first embodiment. Now, it moves in the left-right direction of the figure while decreasing. Then, a part is leaked from the condenser lens (30).

【0021】ここで、第1の実施の形態と同様、導光板
(11)であるアクリル板の屈折率は空気の屈折率より
も大きいので、導光板(11)内の光の主進行方向の傾
きは、光源(20)の回転角よりも小さい角度となって
いる。本発明では、以上のように、導光板(11)に導
入された光の主進行方向は、導光板(11)の主平面に
非平行とされるので、反射板(31)あるいは拡散板
(21)における捕捉量が多く、LCDパネル(10)
への照射光量が多くされ、一方で、集光レンズ(30)
からの漏洩量が少なくされている。従って、第1の実施
の形態と同様、光の利用効率が高く、比較的少ない光量
でも十分に明るい表示画面が得られ、また、消費電力を
低減することができる。
Here, as in the first embodiment, since the refractive index of the acrylic plate, which is the light guide plate (11), is larger than the refractive index of air, the light in the main traveling direction of light in the light guide plate (11) is not changed. The inclination is smaller than the rotation angle of the light source (20). In the present invention, as described above, since the main traveling direction of the light introduced into the light guide plate (11) is not parallel to the main plane of the light guide plate (11), the reflection plate (31) or the diffusion plate ( LCD panel (10) with large amount of capture in 21)
The irradiation light amount to the light is increased, while the condenser lens (30)
The amount of leakage from the air has been reduced. Therefore, as in the first embodiment, a display screen with high light use efficiency, a sufficiently bright display screen even with a relatively small amount of light, and reduced power consumption can be obtained.

【0022】なお、第1の実施の形態で説明した回転可
動式の集光レンズ(30)と回転可動式の光源(20)
は、一つのLCDにおいて併用することも可能である。
この場合、外光の状況により、集光レンズ(30)の角
度を調節するとともに、光源(20)の角度を調節する
ことにより採光効率を最大にすることができる。図3
に、本発明の第3の実施の形態にかかるLCDの側断面
図を示す。本実施の形態では、第1の実施の形態と同
様、集光レンズ(30)を上下に回転可動されている
が、反射板(31)と拡散板(21)との間は、空気導
光層(12)とされている。このため、図3(b)及び
図3(c)に示すように、集光レンズ(30)より斜め
上方向あるいは斜め下方向に導出された光は、光の主進
行方向を変えることなく、空気導光層(12)に導入さ
れ、反射板(31)あるいは拡散板(21)に入射し、
とらえられる。即ち、第1の実施の形態におけるよう
に、集光レンズ(30)より採り入れられた光が導光板
(11)に入射する際に、屈折することが無く、集光レ
ンズ(30)の回転角が、直接に空気導光層(12)内
の光の主進行方向に反映される。従って、第1の実施の
形態に比べて、集光レンズ(30)の回転角度が実質的
に大きくされ、光の利用効率が更に高められる。
Incidentally, the rotatable movable condenser lens (30) and the rotatable movable light source (20) described in the first embodiment.
Can be used together in one LCD.
In this case, the lighting efficiency can be maximized by adjusting the angle of the condenser lens (30) and the angle of the light source (20) according to the situation of external light. FIG.
Next, a side sectional view of an LCD according to a third embodiment of the present invention is shown. In the present embodiment, as in the first embodiment, the condenser lens (30) is rotatable up and down, but the air guide is provided between the reflector (31) and the diffuser (21). It is a layer (12). For this reason, as shown in FIGS. 3B and 3C, light guided obliquely upward or downward from the condenser lens (30) does not change the main traveling direction of light. The light is introduced into the air light guide layer (12), and enters the reflection plate (31) or the diffusion plate (21).
Caught. That is, as in the first embodiment, when the light taken in from the condenser lens (30) is incident on the light guide plate (11), it is not refracted and the rotation angle of the condenser lens (30) is changed. Is directly reflected in the main traveling direction of light in the air light guide layer (12). Therefore, as compared with the first embodiment, the rotation angle of the condenser lens (30) is substantially increased, and the light use efficiency is further improved.

【0023】図4に、本発明の第4の実施の形態にかか
るLCDの側断面図を示す。本実施の形態では、第2の
実施の形態と同様、光源(20)を上下に回転可動され
ているが、反射板(31)と拡散板(21)との間は、
空気導光層(12)とされている。このため、図4
(b)及び図4(c)に示すように、光源(20)より
斜め上方向あるいは斜め下方向に導出された光は、光の
主進行方向を変えることなく、空気導光層(12)に導
入され、反射板(31)あるいは拡散板(21)に入射
し、とらえられる。即ち、第2の実施の形態におけるよ
うに、光源(20)より発せられた光が導光板(11)
に入射する際に、屈折することが無く、光源(20)の
回転角が、直接に空気導光層(12)内の光の主進行方
向に反映される。従って、第2の実施の形態に比べて、
光源(20)の回転角度が実質的に大きくされ、光の利
用効率が更に高められる。
FIG. 4 is a side sectional view of an LCD according to a fourth embodiment of the present invention. In the present embodiment, as in the second embodiment, the light source (20) is rotatable up and down, but between the reflecting plate (31) and the diffusing plate (21),
It is an air light guide layer (12). For this reason, FIG.
As shown in FIG. 4B and FIG. 4C, the light guided obliquely upward or downward from the light source 20 does not change the main traveling direction of the light and does not change the main light traveling direction. And enters the reflection plate (31) or the diffusion plate (21) and is caught. That is, as in the second embodiment, the light emitted from the light source (20) is applied to the light guide plate (11).
When the light is incident on the light guide layer, the light is not refracted, and the rotation angle of the light source (20) is directly reflected in the main traveling direction of the light in the air guide layer (12). Therefore, compared to the second embodiment,
The rotation angle of the light source (20) is substantially increased, and the light use efficiency is further enhanced.

【0024】[0024]

【発明の効果】以上の説明から明らかな如く、外部の光
を採り入れる集光部、または/および、光を発する光源
を備えた液晶表示装置において、集光部または/および
光源を回転可動な構成とすることで、外光の位置に応じ
て、集光部を最適な角度に設定することが可能となり、
採光量を増やすことができた。また、集光部または/お
よび光源より導光部へ導入された光の主進行方向が導光
部の主平面に対して斜めになり、導光部の前面及び背面
における光の捕捉量が多くなり、採り入れられた光の利
用効率が高められた。また、光源の使用頻度を減らし、
あるいは、光源の発光輝度を下げることができ、総消費
電力を低減することができた。
As is apparent from the above description, in a liquid crystal display device provided with a condensing unit for taking in external light and / or a light source for emitting light, the condensing unit and / or the light source can be rotated. By doing so, it becomes possible to set the condensing part to an optimum angle according to the position of external light,
The amount of light collected was increased. In addition, the main traveling direction of the light introduced from the light condensing unit and / or the light source to the light guide unit is inclined with respect to the main plane of the light guide unit, and the amount of light trapped on the front and back surfaces of the light guide unit is large. In other words, the efficiency of light utilization has been increased. In addition, we reduce use frequency of light source,
Alternatively, the light emission luminance of the light source can be reduced, and the total power consumption can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態にかかるLCDの側
断面図である。
FIG. 1 is a side sectional view of an LCD according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2の実施の形態にかかるLCDの側
断面図である。
FIG. 2 is a side sectional view of an LCD according to a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第3の実施の形態にかかるLCDの側
断面図である。
FIG. 3 is a side sectional view of an LCD according to a third embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第4の実施の形態にかかるLCDの側
断面図である。
FIG. 4 is a side sectional view of an LCD according to a fourth embodiment of the present invention.

【図5】従来のLCDの側断面図である。FIG. 5 is a side sectional view of a conventional LCD.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 LCDパネル 20 光源 30 集光レンズ 40 筐体 11 導光板 12 空気導光層 21 拡散板 31 反射板 201 リフレクタ 301,202 回転軸 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 LCD panel 20 Light source 30 Condensing lens 40 Case 11 Light guide plate 12 Air guide layer 21 Diffusion plate 31 Reflection plate 201 Reflector 301,202 Rotation axis

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI G09F 9/00 336 G09F 9/00 336J (72)発明者 清水 真 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification symbol FI G09F 9/00 336 G09F 9/00 336J (72) Inventor Makoto Shimizu 2-5-5 Keihanhondori Moriguchi-shi, Osaka Sanyo Electric Co., Ltd.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 対向面に所定の電極が形成された一対の
透明電極基板間に液晶が封入されてなる液晶表示パネル
と、この液晶表示パネルの表示部に対応し前記液晶表示
パネルに面する前面と反対側の背面に反射層が施された
導光部、前記導光部と光路を接続し、外部の光を採り入
れる集光部または/および光を発する光源部からなり、
前記液晶表示パネルに光を照射する照光部と、を有する
液晶表示装置において、 前記集光部または/および光源部は、その光の主射出方
向が回転可動的に制御され、前記導光部の内部に導入さ
れた光の主進行方向は、前記導光部の主平面に対して非
平行かつ非直角にすることを可能としたことを特徴とす
る液晶表示装置。
1. A liquid crystal display panel in which liquid crystal is sealed between a pair of transparent electrode substrates having predetermined electrodes formed on opposing surfaces, and facing the liquid crystal display panel corresponding to a display section of the liquid crystal display panel. A light guide section provided with a reflective layer on the back side opposite to the front face, a light guide section for connecting the light guide section and an optical path, and a light collecting section for taking in external light and / or a light source section for emitting light;
An illumination section for irradiating the liquid crystal display panel with light, wherein the light condensing section and / or the light source section are controlled such that a main emission direction of the light is rotatably movable, and The liquid crystal display device according to claim 1, wherein a main traveling direction of the light introduced therein is made non-parallel and non-perpendicular to a main plane of the light guide.
【請求項2】 前記集光部は、長方形の側平面を有する
部分円柱状であり、この側平面を、前記導光板の側面に
対面して配され、前記集光部の側平面が前記導光板の側
面とのなす角度が制御されることを特徴とする請求項1
記載の液晶表示装置。
2. The light collector according to claim 1, wherein the light collector has a partial cylindrical shape having a rectangular side plane, and the side plane is arranged to face a side surface of the light guide plate. The angle formed between the light plate and the side surface is controlled.
The liquid crystal display device as described in the above.
【請求項3】 前記集光部は、前記導光部と集光レンズ
であることを特徴とする請求項3記載の液晶表示装置。
3. The liquid crystal display device according to claim 3, wherein the light condensing part includes the light guiding part and a light condensing lens.
【請求項4】 前記導光板は、空気導光層であることを
特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の液
晶表示装置。
4. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the light guide plate is an air light guide layer.
【請求項5】 前記集光部は、前記液晶表示装置の背後
からはみ出されていることを特徴とする請求項1から請
求項4のいずれかに記載の液晶表示装置。
5. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the light condensing portion protrudes from behind the liquid crystal display device.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2003004931A3 (en) * 2001-06-30 2003-05-15 Samsung Electro Mech Backlight using planar hologram for flat display device
US8714804B2 (en) 2010-10-29 2014-05-06 Samsung Display Co., Ltd Backlight assembly and display apparatus having the same
US9223082B2 (en) 2012-09-28 2015-12-29 Beijing Boe Display Technology Co., Ltd. Backlight assembly and liquid crystal display device

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