JPH1173124A - 集光機能付液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 表示品質を維持しかつ消費電力を低くすると
ともに、小型・薄型の液晶表示装置とする。 【解決手段】 液晶パネルの表示面と反対側に表示光源
ユニット１８を備えた液晶表示装置であり、集光の必要
がない場合には、集光パネル３０を液晶表示装置の本体
１０側に収納したり、本体１０から取り外すことができ
る構成とする。このため、必要な時には、集光パネル３
０によって十分な光量の外光を集光することが容易とな
り、表示品質が高くかつ消費電力の低い装置とでき、一
方で、非集光時における装置の大きさを低減できるの
で、小型で、携帯性に優れた装置とできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、液晶表示装置、
特に外部光源からの外光を取り入れこれを表示光源を補
う補助光としたり、駆動電力として用いるために外光集
光機構を備えた液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】透過型の液晶表示装置は、間に液晶が封
入された１組の基板によって構成された液晶表示パネル
と、その表示面の反対側に設けられたバックライトなど
と呼ばれる表示光源を備え、液晶表示パネルの各表示画
素において光源光の光透過率を制御することにより、表
示面に所望の画像を得る。

【０００３】このような液晶表示装置は、基本的には液
晶表示パネルを備えたユニットとその後方に配置する表
示光源ユニットとによって構成できるため、薄型化、小
型化が容易であり、現在、携帯型装置や車両搭載用の表
示装置として多く利用されている。

【０００４】ところが携帯用装置などの連続稼働時間
は、できる限り長くすることが望まれており、表示装置
についてもその消費電力を低く抑えることが不可欠であ
る。現在では、液晶パネルの材料やその駆動回路につい
て多くの改良が行われ、液晶表示パネル自体における消
費電力は低く、低消費電力型の表示装置としての有用性
は高く評価されている。これに対して、表示光源におけ
る消費電力の削減はそれほどは進んでおらず、液晶パネ
ル自体が低消費電力であることの利点が生かしきれてい
ないという問題がある。表示光源の輝度を低くすれば、
光源における消費電力を低減することができる。しかし
ながら、透過型の液晶表示装置で表示光源の輝度を低く
すると、液晶表示画面での輝度及びコントラスト等の表
示品質に直接的に影響を与えてしまう。従って、表示品
質を維持し或いは更に向上しなければならない現状にお
いて、消費電力を抑えるために単に光量を低くすること
はできない。特に、屋外などの明るい場所において使用
されることの多い携帯用の表示装置（例えば、液晶ビュ
ーカムや液晶テレビなど）において、明るい場所でも十
分な品質の液晶表示を行うためには、十分な輝度の表示
光源が必要である。

【０００５】そこで、従来、液晶表示装置に集光機能を
付加し、表示光源の光量を補うことで、消費電力を低く
抑えつつ明るい表示を可能とするための構成が提案され
ている。

【０００６】図６に、このような集光機能を備えた液晶
表示装置の構成を示す。図６において、液晶表示装置本
体１０は、開口部を有する本体筐体１２と、その本体筐
体１２の開口部で液晶パネルの表示面が露出するように
配置され駆動回路がパネルの周囲に配置され、あるいは
内蔵された液晶パネルユニット１４、パネルユニット１
４の後方側に設けられた表示光源ユニット１６を備え
る。そして、本体１０の一辺に、集光部２０が一体的に
取り付けられている。集光部２０は、上面側が開口した
集光部筐体２２内に、透明なアクリル樹脂等からなる導
光材が配置されて構成されている。また、集光部筐体２
２の内壁には光反射面が取り付けられており、集光部筐
体２２の開口部分に構成された採光部２４から取り込ま
れた太陽光や屋内照明光などの外光が、集光部筐体２２
内の光反射面で反射を繰り返しながら導光材内を進み、
補助光として表示光源ユニット１６へと導かれる。表示
光源ユニット１６は、内部に導光部材及び光散乱部材を
備えており、表示光源光とともに集光部２０から供給さ
れる補助光を平面光として液晶パネルユニット１４に照
射する。

【０００７】このように集光部２０を設けて外光を取り
込み、外光を表示光源からの光源光の補助光として利用
することにより、表示光源からの光源光を補えば、光源
輝度をあげなくても、明るい液晶表示が可能となる。ま
た、周囲が明るい程、集光部２０で集光される光量が多
くなるため、表示光源として、明るい場所での利用を想
定した高輝度の光源を採用しなくても、十分視認性の優
れた高品質な液晶表示が可能となる。従って、相対的に
表示光源における消費電力を低減することが可能とな
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来提
案されている集光部２０は液晶表示装置本体１０に固定
的に取り付けられており、装置全体としての面積が大き
くなり、携帯性や限られた場所に設置するなどの点で問
題となる。

【０００９】また、表示光源ユニット１６での消費電力
のさらなる低減を図り、表示を明るくするには、更に多
くの外光を集光するために集光部面積を大きくすればい
い。ところが、上述のように本体１０に集光部２０が固
定されているので、集光部２０を大きくすると、一段と
装置の大型化を招いてしまうこととなり、好ましくな
い。

【００１０】従って、小型で薄く、携帯性等に優れると
いう本来の利点を損ねることなく、消費電力が低くかつ
表示品質の高い液晶表示装置が望まれている。

【００１１】上記課題を解決するために、この発明の液
晶表示装置は、表示品質を維持しながら消費電力を低く
するともに、小型・薄型の液晶表示装置を提供すること
を目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
にこの発明は、以下のような特徴を有する。

【００１３】まず、この発明は、液晶パネルと、その表
示面と反対側に表示光源ユニットを備えた液晶表示装置
であって、前記液晶表示装置の外光を集光するための集
光部を備え、前記集光部を前記液晶表示装置に収納自在
に取り付けることを特徴とするものである。

【００１４】集光部が外光を集光し、これを表示光源の
光源光の補助光として利用すれば外光を有効に利用して
明るい表示を行うことが可能となる。また、液晶表示装
置の駆動用電力として利用すれば確実に消費電力の低減
が図れ、この電力を利用して液晶の駆動電圧を高くすれ
ば、明るい表示を得ることも容易である。その上、例え
ば非表示時や、他の理由により、集光の必要が場合に
は、集光部を装置本体に収納することで、必要な時以外
はコンパクトな状態とでき、持ち運び等の邪魔にならな
い。このため集光部を十分な集光機能を発揮するために
必要な大きさとすることが可能となる。更に、収納でき
るから集光部自体の非使用時における破損の可能性も低
くなる。

【００１５】また、この発明は、前記集光部が、前記液
晶表示装置の非表示面側に重なるように収納可能である
ことを特徴とするものである。集光部を液晶表示装置の
非表示面側に収納する構成とすることで、液晶表示装置
が表示状態であるか非表示状態であるかにかかわらず、
集光部を必要に応じて収納することができる。

【００１６】更に、この発明は、液晶パネルと、その表
示面後方側に表示光源ユニットを備えた液晶表示装置で
あって、前記液晶表示装置の外光を集光するための集光
部が液晶表示装置に対して着脱自在であることを特徴と
するものである。

【００１７】このように集光部を着脱自在とすれば、そ
れぞれ異なる集光特性を有する集光部を複数作成し、使
用者が集光条件に応じて最適な集光部を選択して液晶表
示装置に装着することが可能となる。或いは、複数の集
光部を組み合わせて液晶表示装置に装着するなどという
使用形態をとることも可能となる。また、集光部の非使
用時には、これを液晶表示装置本体から抜脱すれば、集
光部が持ち運びの邪魔等になることがない。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いてこの発明の好
適な実施の形態（以下実施形態という）について説明す
る。

【００１９】［実施形態１］図１は、この発明の実施形
態に係る集光機能付液晶表示装置の上面、図２及び図３
は側面をそれぞれ概略的に示している。

【００２０】（液晶表示装置の本体）液晶表示装置の本
体１０は、本体筐体１２内に、液晶パネルユニット１４
と表示光源ユニット１６を備えており、集光部である集
光パネル３０が本体筐体下部の収納スペース４６に収納
できるように取り付けられている。

【００２１】本体筐体１２は、従来同様、開口部を有
し、開口部では液晶パネルの表示面が露出している。液
晶パネルユニット１４は詳細には示していないが、一組
の基板間に液晶層が封入されてなる液晶パネルを備え、
この液晶パネルが上記本体筐体１２の開口部の位置と合
うように位置合わせされている。また、液晶パネルに
は、駆動回路や内蔵されたり、パネルの周辺にこの駆動
回路や電源回路等が配置されている場合がある。

【００２２】液晶パネルユニット１４の表示面の後方に
は表示光源ユニット１８が配置されている。表示光源ユ
ニット１８は、表示光源４０と、この光源４０からの光
及びリフレクタで反射された光を液晶パネル全体に照射
するための導光板４２、更に、後述する集光パネル３０
で取り込んだ外光を液晶パネル全体に照射するための補
助光導光板４４を備える。なお、本実施形態１の表示光
源ユニット１８では２枚の導光板４２、４４を用いるこ
とから、各導光板の形状をそれぞれ楔型にして組み合わ
せることで表示光源ユニット１８の省スペース化と軽量
化を図っている。

【００２３】光源光を平面光として液晶パネルに照射す
るための導光板４２は、その下面側に反射シート４２ａ
が配置され、上面側には拡散板４２ｂが配置され、反射
シート４２ａ及び拡散板４２ｂは、光源４０から遠ざか
るほどそれぞれ反射と拡散が強くなるように特性が与え
られている。このような導光板４２の構成により、液晶
パネルユニットの一辺側に配置された表示光源４０から
の光は、平面光とされ、液晶パネル全体に均一に照射さ
れる。

【００２４】補助光導光板４４は、その下面に選択反射
シート４４ａが設けられ、上面には拡散板４４ｂが設け
られている。選択反射シート４４ａは、導光板４２から
射出される表示光源光を透過するが、入射面４４ｃから
照射される集光パネル３０からの外光は選択的に反射す
る。この選択反射シート４４ａは、入射面４４ｃから遠
ざかるにつれて反射が弱くなるように構成され、拡散板
４４ｂは、補助光の入射側では拡散が強く、入射側から
遠ざかるにつれて拡散が弱くなるように形成されてい
る。

【００２５】また、集光パネル３０を使用する際、上記
補助光導光板４４の入射面４４ｃと集光パネル３０の射
出面３０ａと対向するように位置合わせする必要がある
ため、補助光導光板４４の入射面４４ｃには固定用金具
５２が取り付けられ、後述する集光パネル３０の射出面
３０ａには固定用磁石５０が取り付けられている。そし
て、このような構成により、集光パネル３０を展開した
場合には（図２参照）、集光パネル３０の射出面３０ａ
と補助光導光板４４の入射面４４ｃとが対向するように
固定配置され、補助光導光板４４は集光パネル３０から
の外光を均一な平面補助光として液晶パネルに照射す
る。

【００２６】なお、表示光源ユニット１８では、必ずし
も導光板４２を用いる構成でなくてもよく、導光板を省
略した空気導光層により表示光源４０の光を平面光とし
てもよい。このような構成とすれば、表示光源ユニット
１８の薄型化及び軽量化を更に図ることができ、また、
導光板による光損失がないので、液晶パネルに照射する
平面光の輝度を向上させることが可能となる。

【００２７】本体筐体１２の下部スペース（ここでは表
示光源ユニット１８の下方）には、集光パネル３０を収
納するための収納スペース４６が設けられている。収納
スペース４６は、その内に挿入された集光パネル３０の
射出面３０ａの一部には固定用磁石５０と対向する部分
に固定用金具５４が取り付けられている。このため、図
３に示すように集光パネル３０が収納スペース４６内に
押し込まれた際には、収納スペース４６内の固定用金具
５４に集光パネル３０の固定用磁石５０が吸着し、収納
スペース４６内に集光パネル３０が固定保持される。

【００２８】（集光パネル）集光パネル３０は、導光部
材３４、反射用突起３６を備え、導光部材３４は、アク
リル樹脂やポリカーボネートなどの透明材料によって構
成され、導光部材３４の下面側の反射用突起３６は、Ａ
ｌ等により構成されている。集光パネル３０の端部に
は、取っ手３２が設けられ、また集光パネル３０の反対
側の端部である射出面３０ａには、上述のように集光パ
ネル展開時及び収納時にそれぞれ固定用金具５２，５４
に吸着させるための固定用磁石５０が取り付けられてい
る。そして、この固定用磁石５０により、図２に示す展
開位置、図３に示す収納位置のそれぞれで本体１０に対
する集光パネル３０の位置が固定される。

【００２９】図１及び図２に示すように集光パネル３０
を展開した状態においては、集光パネル３０に太陽光や
屋内照明光等の外光があたり、導光部材３４によって集
光される。この外光は、導光部材３４の正面に形成され
ている反射用突起３６及び側面に形成されている光反射
面によって複数回反射されながら導光部材３４内を進み
射出面３０ａから射出される。なお、従来のように集光
パネル筐体内に導光部材、反射用突起が設けられている
場合には筐体内面に光反射面を設けておく。集光パネル
３０から射出された外光は、入射面４４ｃから表示光源
ユニット１８の補助光導光板４４に入射され、ここで、
上述のように平面補助光が作成され、液晶パネルに平面
光として照射される。

【００３０】液晶表示を行わない場合や、外光が少なす
ぎる等、集光パネル３０による集光が不要になった場合
には、集光パネル３０を下方に押し下げて固定用金具５
２と固定用磁石５０との吸着状態を解く。その後、集光
パネル３０を本体筐体１２の収納スペース４６内に向け
てスライドさせ、収納スペース４６内の固定用金具５４
と集光パネル３０の固定用磁石５０とが当接する程度ま
で集光パネル３０を収納スペース４６内に挿入する。こ
れにより、固定用金具５４と固定用磁石５０とが互いに
吸着し、集光パネル３０が収納スペース４６内へ完全に
収納される。ここで、この実施形態１では、収納スペー
ス４６内への集光パネル３０の収納作業を円滑に行わせ
るために、集光パネル３０の射出面３０ａを下部にいく
につれてせり出すように傾け、対応する補助光導光板４
４の入射面４４ｃは上部ほどせり出すように傾けてあ
る。

【００３１】収納されている集光パネル３０を使用する
際には、本体筐体１２の集光パネル用開口部に露出して
いる取っ手３２を掴んで集光パネル３０を引き出し、固
定用金具５４から固定用磁石５０を引き離し、補助光導
光板４４の固定用金具５２に集光パネル３０の固定用磁
石５０を当接させればよい。

【００３２】（他の態様）上記説明では、収納スペース
４６を本体筐体１２内に形成しているが、図４に示すよ
うに、本体筐体１２の外側に集光パネル３０を収納でき
るような構成としてもよい。この場合には、例えば、補
助光導光部板４４の設置付近の本体筐体１２の側面に連
結部材の一端を回動可能に取り付け、この連結部材の他
端を集光パネル３０の側方に設けた案内溝に移動可能に
係合さればよい。

【００３３】また、以上の説明では、集光した光を表示
光源光の補助光として利用しているが、これには限ら
ず、集光パネル３０をａ−Ｓｉやｐ−Ｓｉ等からなる太
陽電池により構成し、集光した光を液晶表示装置の駆動
用電力として利用してもよい。なお、この場合には補助
光導光板４４は不要であり、集光パネル３０で得られた
電力を配線により駆動回路等に送る。

【００３４】［実施形態２］上記実施形態１では、集光
パネル３０を液晶表示装置の本体１０に収納可能に取り
付けているが、この実施形態２では、例えば、図５に示
すように、集光パネル３０の射出面３０ａと補助光導光
板４４の入射面４４ｃとが互いに嵌合するように嵌合部
を形成し、集光パネル３０を本体１０に対して着脱可能
としている。他の構成は実施形態１と同じである。

【００３５】図５に示す例では集光パネル３０の射出面
３０ａに嵌合用凹部３０ｂ、補助光導光板４４の入射面
４４ｃに上記嵌合用凹部３０ｂと嵌合する嵌合用凸部４
４ｄを形成している。集光パネル３０を使用する際に
は、集光パネル３０の嵌合用凹部３０ｂを補助光導光板
４４の嵌合用凸部４４ｄに嵌装する。これにより、導光
部材３４内を進んだ外光がこの嵌合部を介して補助光導
光板４４に供給され、平面補助光が作成される。但し、
集光パネル３０及び補助光導光板４４の嵌合部の形状は
図５に示すものには限らず、集光パネル３０の射出面３
０ａが補助光導光板４４の入射面４４ｃに対向するよう
に集光パネル３０を本体１０に対して装着できればよ
い。このため、補助光導光板４４と集光パネル３０とが
互いに嵌合しない構成、例えば、実施形態１のように磁
石などで対向面が吸着されるような構成でも良い。

【００３６】また、集光パネル３０が不要な場合には、
集光パネル３０を補助光導光板４４から嵌脱すればよ
い。

【００３７】この実施形態２のように集光パネル３０を
液晶表示装置の本体１０に対して着脱自在とすることに
より、上記実施形態１と同様に、非使用時における装置
の小型化を図ることができるとともに、目的に応じて異
なる特性の集光パネル３０を利用することが可能とな
る。例えば、標準の集光パネル３０を図５のパネル30-1
とすると、より多くの外光を集光したい場合には、集光
面積の大きいパネル30-4を本体１０に装着する。また、
既に装着した集光パネル３０を変更することなく更に多
くの外光を集光する必要がある場合には、パネル30-2の
ように端に他の集光パネル30-3を装着可能な構成を備え
たものを用い、このパネル30-2の端に、追加して集光パ
ネル30-3を装着すればよい。

【００３８】なお、実施形態１と同様に、集光パネル３
０は、太陽電池パネルを用いて構成しても良い。例え
ば、太陽電池パネルで得られた電力を液晶パネルユニッ
ト１４に供給するために本体１０に太陽電池入力インタ
フェースなどを設け、必要に応じてそのインタフェース
に太陽電池パネルを着脱する構成等が適用可能である。
なお、この場合には、本体側の補助光導光板４４は不要
である。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、この発明において
は、集光部を集光の必要がない場合には液晶表示装置本
体側に収納したり、本体から取り外すことができる構成
としたので、集光機能の非使用時における装置の大きさ
を低減することができる。よって、小型で、携帯性に優
れた装置とできる。また、非使用時に集光部が邪魔にな
らないので、必要に応じて集光部の集光面積を大きくす
ることが容易となり、低消費電力でかつ表示品質の高い
液晶表示装置を得ることができる。

【００４０】また、液晶パネルの非表示面側に集光部を
収納可能とすれば、液晶パネルの表示面を集光部が覆う
ことがないので、表示状態に応じて選択的に集光部を利
用できる。

【００４１】更に、集光部を本体に対して着脱自在とし
た場合、液晶表示、非表示を問わず、表示状態に応じて
集光部を利用できる。更に、着脱自在とすることによ
り、特性の異なる集光部材を選択して利用することも可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施形態１に係る集光機能付液晶
表示装置の集光パネル伸張状態を示す上面概念図であ
る。

【図２】 図１の装置の側面概念図である。

【図３】 この発明の実施形態１に係る集光機能付液晶
表示装置の集光パネル収納状態を示す側面概念図であ
る。

【図４】 この発明の実施形態１に係る集光パネルの他
の収納機構を示す図である。

【図５】 この発明の実施形態２に係る集光機能付液晶
表示装置を示す側面概念図である。

【図６】 従来の集光機能付液晶表示装置の構成を示す
図である。

【符号の説明】

１０ 本体、１２ 本体筐体、１４ 液晶パネルユニッ
ト、１８ 表示光源ユニット、３０，30-1，30-2，30-
3，30-4 集光パネル、３０ａ 射出面、３０ｂ嵌合用
凹部、３２ 取っ手、３４ 導光部材、３６ 反射用突
起、４０ 表示光源、４２ 導光板、４２ａ 反射シー
ト、４２ｂ 拡散板、４４ 補助光導光板、４４ａ 選
択反射シート、４４ｂ 拡散板、４４ｃ 入射面、４４
ｄ 嵌合用凸部、５０ 固定用磁石、５２，５４ 固定
用金具。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大橋 真季夫 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 (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

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液晶パネルと、その表示面と反対側に表
   示光源ユニットを備えた液晶表示装置であって、 前記液晶表示装置の外光を集光するための集光部を備
   え、 前記集光部を前記液晶表示装置に収納自在に取り付ける
   ことを特徴とする集光機能付液晶表示装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の集光機能付液晶表示装
   置において、 前記集光部は、前記液晶表示装置の非表示面側に重なる
   ように収納可能であることを特徴とする集光機能付液晶
   表示装置。
3. 【請求項３】 液晶パネルと、その表示面と反対側に表
   示光源ユニットを備えた液晶表示装置であって、 前記液晶表示装置の外光を集光するための集光部が液晶
   表示装置に対して着脱自在であることを特徴とする集光
   機能付液晶表示装置。