JPH11212092A - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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JPH11212092A
JPH11212092A JP10026670A JP2667098A JPH11212092A JP H11212092 A JPH11212092 A JP H11212092A JP 10026670 A JP10026670 A JP 10026670A JP 2667098 A JP2667098 A JP 2667098A JP H11212092 A JPH11212092 A JP H11212092A
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light
crystal display
liquid crystal
light guide
display panel
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Toshiro Yukinari
俊郎 行成
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Kawaguchiko Seimitsu KK
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 装置本体の外表面から導き入れた光によっ
て、該装置本体に組み込んだ液晶表示パネルを照明する
低消費電力型の液晶表示装置を提供すること。 【解決手段】 液晶表示パネル８を備えた装置本体７の
外表面に形成された採光面１０と、採光面１０から取り
入れた光を液晶表示パネル８の裏面側に導く導光路１１
と、導光路１１の先端から液晶表示パネル８の受光面８
ｂに照射する照射面１２とからなる導光装置９を備え
た。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は液晶表示装置に係
り、特に液晶表示パネルの裏面側に外部から取り入れた
光を導く導光装置が備えられた液晶表示装置に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】従来の液晶表示装置は、図５に示したよ
うに、液晶表示パネル１と、その裏面側に配置されたラ
ンプ２及び導光板３からなるバックライトとで構成され
たものが多く、ランプ２と導光板３の周りは反射板４に
よって覆われている。一般に、液晶表示パネル１は、内
部に液晶物質が封入された液晶基板Ａと、その上下面に
配設される上側偏光板Ｂ及び下側偏光板Ｃとで構成され
る。液晶基板Ａは上下に配設された一対の透明ガラス基
板１ｃ、１ｄを備え、これらの透明ガラス基板１ｃ、１
ｄがファイバーガラス等で形成されたスペーサ１ｈによ
って所定の間隔を空けて平行に配置されている。また、
透明ガラス基板１ｃ、１ｄの各対向する内面上には、セ
グメント電極１ｅとコモン電極１ｆがそれぞれ形成され
ており、さらにその上に封入する液晶の分子を所望の一
定方向に配列させるための配向膜がそれぞれ形成されて
いる。また、液晶基板Ａの透明ガラス基板１ｃ、１ｄの
間には液晶１ｇが注入され、透明ガラス基板１ｃ、１ｄ
の周囲がフリットガラス、有機接着剤等からなる封着部
材で封止されている。このような構成からなる液晶表示
パネル１を裏面側からバックライトによって照射するこ
とで、液晶表示パネル１が一様に明るくなり、液晶表示
パネル１の表示画像の視認性が向上する。
【０００３】また、従来の液晶表示装置として、図６に
示したような構造のものも知られている（特開平５−２
７３５４８号参照）。これは、上記と同様の構成からな
る液晶表示パネル１の下側偏光板Ｃの下面側にカラー反
射板５を配設し、このカラー反射板５に硫化亜鉛を発光
基体とする蓄光顔料または蛍光顔料等の発光塗料６を塗
布して、液晶表示パネル１の表示面輝度を増幅させたも
のである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記図
５に示した構造にあっては、発光輝度を増幅させるのに
ランプ２を点灯させなければならず、それだけ消費電力
が多くなる。特に野外用の大型の液晶表示パネルになる
と野外の昼間の明るさよりも明るく照明するため、消費
電力とともに発熱量も大きくなり、別途冷却装置が必要
となる場合があり、装置自体のコストも上昇するといっ
た問題点がある。
【０００５】一方、上記図６に示した構造にあっては、
昼間に得られた光エネルギを蓄光材に蓄積し、夜間や暗
闇時に発光させるものであるが、液晶表示パネル１の表
示面から外光を取り入れるために、取り入れた光が発光
塗料６を塗布したカラー反射板５に到達する間で減衰し
てしまい、十分な光を蓄積することができず、発光輝度
や発光時間が低いものとなっていた。
【０００６】そこで本発明は、導光装置を利用して外部
からの光を液晶表示装置内に導き、液晶表示パネルの裏
面側から照射することで、採光効率を高めた液晶表示装
置を提供する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の請求項１に係る液晶表示装置は、液晶表示
パネルを備えた装置本体の外表面から光を取り入れ、こ
の取り入れた光を液晶表示パネルの裏面側に導き、液晶
表示パネルを裏面側から照射したことを特徴とする。
【０００８】また、本発明の請求項２に係る液晶表示装
置は、液晶表示パネルを備えた装置本体の外表面に形成
された採光面と、採光面から取り入れた光を液晶表示パ
ネルの裏面側に導く導光路と、導光路の先端から液晶表
示パネルの裏面側に照射する照射面とからなる導光装置
を少なくとも１つ備えたことを特徴とする。
【０００９】また、本発明の請求項３に係る液晶表示装
置は、前記導光装置と、前記導光装置の裏面側に配置さ
れ、発光部、集光部及び集光された光を液晶表示パネル
の裏面側に照射する第２照射面で構成される第２導光装
置とを備え、前記導光装置の背面部と、前記第２導光装
置における第２照射面とが透過性のある反射材を介して
接合され、前記第２導光装置によって得られたランプ光
が前記集光部及び第２照射面を介して前記導光装置内に
導かれ、導光装置の照射面から液晶表示パネルの裏面側
に照射したことを特徴とする。
【００１０】また、本発明の請求項４に係る液晶表示装
置は、前記導光装置の採光面から照射面に至る導光路の
外面に反射膜あるいは蓄光膜と反射膜を形成すると共
に、導光路を採光面から照射面に向かって漸次先細形状
となるように形成したことを特徴とする。
【００１１】また、本発明の請求項５に係る液晶表示装
置は、前記導光装置の採光面が、液晶表示パネルを備え
た装置本体の外表面から突出した曲面形状を成している
ことを特徴とする。
【００１２】また、本発明の請求項６に係る液晶表示装
置は、前記導光装置の照射面に微小な凹凸加工又は白色
の高屈折率粉末塗料が施してあることを特徴とする。
【００１３】また、本発明の請求項７に係る液晶表示装
置は、前記第２導光装置の発光部がタイマー装置によっ
て間欠的に点灯することを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下添付図面に基づいて本発明に
係る液晶表示装置の実施の形態を詳細に説明する。図１
は、本発明の第１実施例に係る液晶表示装置を示したも
のである。この液晶表示装置は、電子機器等の装置本体
７に従来と同一構造の液晶表示パネル８と導光装置９と
を配設したものである。液晶表示パネル８は、装置本体
７の上面と同一面上に配設され、また導光装置９は液晶
表示パネル８の裏面側に配設されている。
【００１５】導光装置９は、外からの光を取り入れる採
光面１０と、液晶表示パネル８の受光面８ｂに面対向し
て配設される照射面１２と、採光面１０から照射面１２
に光を導くための導光路１１とで構成されている。採光
面１０は装置本体７の側面に設けられ、その表面が外側
に曲面形状に突出形成される。このように曲面形状とす
ることで採光面積が広くなり、より多くの光を取り入れ
ることができる。また、曲面形状としたことで装置本体
７と違和感のないデザインにすることができる。
【００１６】上記採光面１０から水平方向に延びる導光
路１１は、照射面１２に向かって縦断面形状が漸次先細
形状に形成され、採光面１０から導入した光が効率的に
照射面１２に集光されることで、液晶表示パネル８の表
示面８ａを明るく照明する。なお、照射面１２の表面に
微小な凹凸面を形成すると、導光された光がこの微小な
凹凸面から放出するとともに光が散乱して照射効果をア
ップすることが出来る。なお、凹凸面の形成は、導光装
置９の材質に透明なアクリル樹脂板を採用した場合には
熱転写あるいは射出成形等の方法により、またガラスを
使用した場合にはサンドブラスト法で表面に凹凸模様を
形成する。これらの方法以外に、照射面１２に白色の高
屈折率粉末を塗布してもよい。高屈折率粉末としてチタ
ン酸バリウム，酸化チタン等がある。このように凹凸面
を形成したり高屈折率粉末を塗布することで、採光した
光を効率よく照射することができる。本実施例における
導光装置９は、透明なアクリル樹脂板で形成したもので
あるが、透過性を備えていれば材質に限定されるもので
はない。
【００１７】上記導光路１１の外壁面には、採光面１０
で取り入れた光を効率よく照射面１２まで導くための反
射膜１４が形成される。又、夜間等の外光がない時に液
晶表示パネル８の表示面８ａを照明するために導光路１
１の外壁面と反射膜１４の間に蓄光膜を設けることもで
きる。この蓄光膜は、高輝度長残光性の蓄光剤である酸
化アルミニウムストロンチウム、酸化アルミニウムカル
シウム等からなる高輝度化合物を発光基体とした塗料を
塗布することによって輝度が高く、残光性の長い性質を
持った蓄光膜が形成できる。反射膜１４は上記導光路１
１の外壁面に、或いは上記蓄光膜上に蒸着法あるいはス
パッタリング法等で銀あるいはアルミニウムの金属被膜
を形成するか、または白色のチタン酸バリウム、酸化チ
タン、炭酸カルシウム等の反射材含有の塗料を塗布して
形成する。
【００１８】このようにして形成された導光装置９は、
装置本体７の外表面に突出している採光面１０から外光
を取り入れ、取り入れた光をテーパ状に傾斜した導光路
１１によって奥方に導く。この時、導光路１１の内面に
形成された反射膜１４によって光が効率的に導かれ、照
射面１２から液晶表示パネル８の受光面８ｂに照射され
る。そして、この照射された光が液晶表示パネル８の表
示面８ａを明るく照明し、文字、数字等の表示内容を明
るく照らす。また、蓄光膜及び反射膜を形成した導光装
置においては、夜間あるいは暗闇時には蓄光膜の発光し
た光が導光装置の奥方に導かれ照射面１２から放射され
液晶表示パネル８を明るく照明する。
【００１９】図２は本発明に係る液晶表示装置の第２実
施例を示したものである。この実施例に係る液晶表示装
置は、装置本体７の内部に上述した導光装置９と第２導
光装置１６を配設したものである。本実施例では導光装
置９の裏面に第２導光装置１６が配置されている。この
第２導光装置１６は、導光装置９の裏面側に配置された
三角形状のプリズム体２１と、このプリズム体２１の隣
りに配設された発光部即ちランプ２２とこのランプ２２
の背面側を湾曲状に覆う反射カバー１７で構成される発
光装置１５とで構成されている。プリズム体２１は、ラ
ンプ２２に隣接した一側面が採光面１８となっており、
下面側には反射型塗料による反射膜１９が設けられ、上
面側には第２照射面２０を設けている。そして、プリズ
ム体２１はその採光面１８と反射膜１９とでもってラン
プ光を第２照射面２０に集光させる集光部を構成する。
第２照射面２０は前記導光装置９の導光路１１下面と接
合されている。そして、この接合部分における導光路１
１の下面は透光性を備える。
【００２０】従って、この実施例では発光装置１５のラ
ンプ２２から発した光は、一部がプリズム体２１の採光
面１８に直接入射し、残りが反射カバー１７で反射され
て採光面１８に入射する。入射した光はプリズム体２１
内を通過し、反射膜１９によって反射されたのち第２照
射面２０から導光装置９内に導かれる。このようにして
第２導光装置１６から導かれた光は、導光装置９の採光
面１０から取り入れられた光と一緒になって、増幅した
形で導光装置９の照射面１２から液晶表示パネル８の裏
面側に照射されることになる。
【００２１】なお、上記プリズム体２１には透明な樹脂
体またはガラス体等が使用される。プリズム体２１の第
２照射面２０は、前記導光装置９の照射面１２と同様、
表面に微小な凹凸模様を形成することでさらに光の照射
効率が良くなる。反射膜１９は、光の透過率が低く、逆
に反射率の高い銀、アルミニウム等の金属膜で形成す
る。反射カバー１７も反射率を高い材質が使用され、例
えばアルミ板を曲げて形成するか、形成した樹脂に蒸着
等で金属膜を形成するか、あるいは形成した樹脂に銀箔
またはアルミ箔を貼り付けたものでもよい。一方、導光
装置９の反射膜１４は、第２導光装置１６からの光を受
けるため、反射効果の他に光の透過性のあるものが望ま
しい。このため、白色のチタン酸バリウム、酸化チタ
ン、炭酸カルシウム等で形成した塗膜が適している。ま
た、ランプ２２は冷陰極管や熱陰極管等が使用される
が、紫外線ランプでもよい。
【００２２】上記構成にあっては、昼間等周囲が明るい
ときは上記導光装置９によって採光した光が液晶表示パ
ネル１の受光面１ｂを照明し、夜間等の暗闇時では蓄光
膜の蓄光材が発光して前記同様に液晶表示パネル１の受
光面１ｂを照明する。また、発光装置１５のランプ２２
を点灯させることにより、ランプ２２の光が第２導光装
置１６により集光されて導光装置９に入射し、導光装置
９の照射面１２を介して液晶表示パネル８を裏面側から
照明するものである。第２導光装置１６の第２照射面２
０は導光装置９の反射膜１４と接合されているが、この
反射膜１４が白色のチタン酸バリウムや酸化チタンある
いは炭酸カルシウム等との塗膜からなり、２０〜３０％
の透過率を有しているため、第２導光装置１６によって
集光された光が第２照射面２０を通過して導光装置９内
に導かれることになる。
【００２３】このようにして、ランプ２２の点灯時には
液晶表示パネル８の裏面が非常に明るく照光されるが、
ランプ２２の消灯時にも蓄光した光により一定の明るさ
で照光されるので、夜間や暗闇時においても絶えず一定
の明るさで液晶表示パネル８の表示面が視認できる。ま
た、上記発光装置１５は導光装置９によって導かれた光
を補充するのが目的であるから、常時発光させる必要が
ない。そのため、タイマー装置（図示せず）等を用いて
一定時間毎に発光させるのがよい。このような間欠的な
発光においても、ランプ２２の点灯時にはランプ光によ
って蓄光材が励起されるので、発光後の残光輝度が完全
に減衰されることなく、ある一定の周期で輝度を保った
まま発光が持続する。さらに、常時発光させる場合に比
べて電力消費量が少なくて済み、電力コストが小さいも
のとなる。特に、携帯用の機器においては、バッテリの
消耗時間が延びることから非常に有効な手段となる。
【００２４】図３は本発明に係る液晶表示装置の第３実
施例を示したものであり、上記第２実施例で示した第２
導光装置１６からプリズム体２１を除いて内部を空洞と
し、反射膜１９の代わりに発光装置１５に設けた反射カ
バー１７を前方に延ばして導光装置９の下面に連結した
ものである。従って、この実施例ではランプ２２から発
した光は、直接反射カバー１７に反射して導光装置９の
裏面に集光され、透過性を持った反射膜１４を透過して
導光装置９内に導光され、採光面１０から取り入れられ
た外光と一緒になって液晶表示パネル８を裏面側から照
明することができる。
【００２５】図４は本発明に係る液晶表示装置の第４実
施例を示したものであり、上記第１実施例で用いた導光
装置９の裏面側に、これと同様な構造からなる導光装置
９ｂを配設したものである。この導光装置９ｂの採光面
１０ｂは、装置本体７の上面において液晶表示パネル８
に隣接した位置に設けられる。導光路１１ｂは、採光面
１０ｂの近傍で略水平方向に折れ曲がり、第１の導光装
置９の導光路１１の下面に沿って逆方向に延びている。
また、導光路１１ｂの上面は、導光路１１の下面に接し
ており、半透過膜を通じて第１の導光装置９内に導き入
れる。なお、導光路１１ｂも先細形状となっている。
【００２６】従って、この実施例では導光装置９に加え
て導光装置９ｂにおいても採光面１０ｂから取り入れた
光を導光路１１ｂに導き、半透過膜を通じて導光装置９
内に導き入れ照射面１２から液晶表示パネル８を裏面側
から照らすことができる。このように、１つの液晶表示
パネル８に対して複数個の導光装置を組み合わせること
によって、液晶表示パネル８の受光面８ｂに照射する光
量が多くなり、より鮮明な表示画像を得ることができ
る。この方法は、ランプ等を使用せず、外から取り入れ
た光のみで液晶表示パネル８を明るく照明することがで
きる。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る液晶
表示装置によれば、装置本体の外表面から取り入れた光
を直接液晶表示パネルの裏面側に導くことによって、液
晶表示パネルの表示面を非常に明るく照明することがで
きる。
【００２８】また、本発明の液晶表示装置によれば、採
光面、導光路及び照射面を有する導光装置が透明な樹脂
材あるいはガラス材によって形成されているため、構造
が簡単であると共に安い製造コストで液晶表示装置のバ
ックライトとしての機能が果たせる。
【００２９】また、ランプ発光による第２導光装置を併
設することで、照光を更に明るくし、照光時間を持続さ
せることができる。
【００３０】また、第２導光装置のランプ点灯を間欠点
灯とすることによって電力消費量は少なくて済み、電力
コストは少なくて済む。
【００３１】また、導光路に蓄光膜を形成することによ
って、昼間の外光及び第２導光装置のランプ点灯光によ
って暗闇時に発光して液晶表示パネルを明るく照光し、
一定の明るさが確保できる。
【００３２】また、導光装置及び第２導光装置の導光路
を採光面から照射面に至る間で漸次先細形状としたこと
で、採光面から取り入れた光が次第に集光しながら奥の
方に導かれ、照光効率が高められる。
【００３３】また、導光装置の採光面が装置本体の外表
面から突出した曲面形状を成しているため、光の当たる
面積が多くなり、それだけ多くの光を取り入れることが
できる。
【００３４】また、導光装置の照射面に微小な凹凸形状
又は白色の高屈折率粉末塗料が形成されているため、採
光した光が効率よく放出されることで明るさがより高め
られるといった効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る液晶表示装置の第１実施例を示す
断面図である。
【図２】本発明に係る液晶表示装置の第２実施例を示す
断面図である。
【図３】本発明に係る液晶表示装置の第３実施例を示す
断面図である。
【図４】本発明に係る液晶表示装置の第４実施例を示す
断面図である。
【図５】従来の液晶表示装置の断面図である。
【図６】従来の液晶表示装置の断面図である。
【符号の説明】
７ 装置本体 ８ 液晶表示パネル ８ａ 表示面 ８ｂ 受光面 ９ 導光装置 １０ 採光面 １１ 導光路 １２ 照射面 １４ 反射膜

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 液晶表示パネルを備えた装置本体の外表
    面から光を取り入れ、この取り入れた光を液晶表示パネ
    ルの裏面側に導き、液晶表示パネルを裏面側から照射す
    ることを特徴とする液晶表示装置。
  2. 【請求項２】 液晶表示パネルを備えた装置本体の外表
    面に形成された採光面と、採光面から取り入れた光を液
    晶表示パネルの裏面側に導く導光路と、導光路の先端か
    ら液晶表示パネルの裏面側に照射する照射面とからなる
    導光装置を少なくとも１つ備えたことを特徴とする液晶
    表示装置。
  3. 【請求項３】 前記導光装置と、 前記導光装置の裏面側に配置され、発光部、集光部及び
    集光された光を液晶表示パネルの裏面側に照射する第２
    照射面で構成される第２導光装置とを備え、 前記導光装置の背面部と、前記第２導光装置における第
    ２照射面とが透過性のある反射材を介して接合され、前
    記第２導光装置によって得られたランプ光が前記集光部
    及び第２照射面を介して前記導光装置内に導かれ、導光
    装置の照射面から液晶表示パネルの裏面側に照射するこ
    とを特徴とする液晶表示装置。
  4. 【請求項４】 前記導光装置は、採光面から照射面に至
    る導光路の外面に反射膜あるいは蓄光膜と反射膜を形成
    すると共に、導光路を採光面から照射面に向かって漸次
    先細形状となるように形成したことを特徴とする請求項
    ２及び３記載の液晶表示装置。
  5. 【請求項５】 前記導光装置の採光面は、液晶表示パネ
    ルを備えた装置本体の外表面から突出した曲面形状を成
    していることを特徴とする請求項２及び３記載の液晶表
    示装置。
  6. 【請求項６】 前記導光装置の照射面には、微小な凹凸
    加工又は白色の高屈折率粉末塗料が施してあることを特
    徴とする請求項２及び３記載の液晶表示装置。
  7. 【請求項７】 前記第２導光装置の発光部は、タイマー
    装置によって間欠的に点灯することを特徴とする請求項
    ３記載の液晶表示装置。
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