JPH1195215A - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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JPH1195215A
JPH1195215A JP9259725A JP25972597A JPH1195215A JP H1195215 A JPH1195215 A JP H1195215A JP 9259725 A JP9259725 A JP 9259725A JP 25972597 A JP25972597 A JP 25972597A JP H1195215 A JPH1195215 A JP H1195215A
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liquid crystal
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Teru Hino
輝 日野
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    • 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
    • G02F1/133615Edge-illuminating devices, i.e. illuminating from the side
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    • G02F1/133618Illuminating devices for ambient light

Abstract

(57)【要約】 【課題】 液晶表示装置において、バックライトを備え
て液晶表示画面を照射するものは、バッテリー駆動状態
において、電力を消費するために、長時間使用に耐えな
い。外光を取り入れ、バックライトと併用する従来の技
術では、外光使用時には、バックライトの光は外部に漏
れてしまい、有効ではない。 【解決手段】 バックライトの光源となるランプ光源1
03を表示画面へ導光する導光板105〜107と、該
導光板の背面に備えられた半透過性の反射シートと10
8、該反射シートを通じて外光を導光する外光入射窓
と、導光板に入射する光量を検出する光検出器110
と、導光板に入射する光量に対応する照射すべきランプ
光源の輝度とを記憶した輝度データ格納部とを備え、導
光板に入射される光量に対応し、照射すべきランプ光源
の輝度を最適に可変させ、内蔵バックライトと外光を併
用して液晶表示画面を照明することにより上記課題を解
決する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ノート型やラップ
トップ型のパーソナルコンピュータ、携帯端末など液晶
表示を行う装置に関する。
【0002】
【従来の技術】液晶表示装置におけるバックライトの構
造としては、液晶パネルの背面にランプ光源を配し、光
源の光を直接液晶パネル背後に照射して液晶パネルを照
明する直下方式と、液晶パネル側面にランプ光源を配置
し、光源の光を光透過性の導光板により液晶パネル背面
に導いて照明するエッジライト方式とがある。近年、液
晶表示装置の小型化、薄型化、低価格化の要求からエッ
ジライト方式が多く用いられており、図4にその構成を
示す。
【0003】液晶パネル101は、ガラス基板間に液晶
セルや電極などにより形成されており、液晶パネル10
1の表裏には、偏光シート102を配置しており、表示
面からの外光入射による乱反射の防止、及び液晶表示の
視認性を向上している。
【0004】液晶パネル101を照明するバックライト
は、ランプ光源103、ランプ光源103が放射する光
を導光板401の方向に拡散反射するための反射材10
4、導光板401、反射板402により構成されてい
る。
【0005】ランプ光源103には消費電力が比較的低
いことから、蛍光管が一般的に使用され、インバータ回
路により昇圧された交流の高電圧電源で点灯する。ラン
プ光源103から照射された光はガラスまたはアクリル
等の光透過性材料からなる導光板401へ入射し、背面
の反射板402で液晶パネル101面に拡散反射され、
液晶パネル101を照明する。
【0006】反射板402は、導光板を通して入る光を
拡散及び液晶パネル面に放射するため、光拡散反射率が
大きい色の物質をドット状に印刷している。エッジライ
ト方式の場合、液晶パネル側面片側からの照射のため、
ランプ光源を設置している側と反対側では光量のムラが
あるため、その印刷するドットの大きさや量を調節して
液晶パネル面に光を反射する量を調節している。
【0007】また、内蔵バックライトと、外光を併用し
て液晶パネルを照明する技術として特開平9−1791
19号公報がある。図5及び図6にその構成を示す。通
常、バックライトを使用して液晶パネルを照明する場合
は、図6の状態で、上述のエッジライト方式のバックラ
イトと同じ方式で液晶パネルを照明する。
【0008】外光を利用して液晶パネルを照明する場合
は、図5のように支点軸504を支点にして、開閉可能
な第1カバー503を開いて、その開口部505より外
光を取り入れ、第1カバー503に張り付けられている
反射板402に反射させて導光板に光を照射し、液晶パ
ネルを照明させている。
【0009】このため、外光を取り入れて液晶パネルを
照明する場合には、第1カバー503を開いたままの状
態で使用しなければならず、あわせてランプ光源103
を利用する場合は、ランプ光源103を点灯させてもラ
ンプ光源が放射した光の大半は第1カバー開口部505
部分より漏れるため、ランプ光源と外光を併用して液晶
表示パネルを照明するには効率が悪かった。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】ノート型パーソナルコ
ンピュータ、小型携帯端末、カメラ一体型VTR等で
は、高精細で大型表示の液晶パネルが採用されつつあ
り、室内だけではなく戸外で使用される場合も多くなっ
ている。高精細で大型の液晶表示装置では、バックライ
トにより液晶パネルを照明するのが一般的であるが、液
晶パネルを照明するバックライトの光源ランプが消費す
る電力は大きく、バッテリ駆動時のバッテリ寿命に大き
く影響することになる。また、装置の構造が複雑になる
ことは、装置が大型化したり、破損しやすいという問題
を引き起こす原因となる可能性がある。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1によれ
ば、液晶表示画面を照明するバックライトを備えた液晶
表示装置であって、バックライトの光源となるランプ光
源を表示画面へ導光する導光板と、該導光板の背面に備
えられた半透過性の反射シートと、該反射シートを通じ
て外光を導光する外光入射窓とを備え、内蔵バックライ
トと外光を併用して液晶表示画面を照明することにより
上記課題を解決する。
【0012】本発明の請求項2によれば、前記導光板
は、光拡散方向の異なる複数の導光板から構成されるこ
とにより上記課題を解決する。
【0013】本発明の請求項3によれば、液晶表示画面
を照明するバックライトを備えた液晶表示装置であっ
て、バックライトの光源となるランプ光源を表示画面へ
導光する導光板と、該導光板の背面に備えられた半透過
性の反射シートと、該反射シートを通じて外光を導光す
る外光入射窓と、導光板に入射する光量を検出する光検
出器と、導光板に入射する光量に対応する照射すべきラ
ンプ光源の輝度とを記憶した輝度データ格納部とを備
え、導光板に入射される光量に対応し、照射すべきラン
プ光源の輝度を最適に可変させ、内蔵バックライトと外
光を併用して液晶表示画面を照明することにより上記課
題を解決する。
【0014】
【発明の実施の形態】本発明の実施形態を図面を用いて
詳細に説明する。液晶パネル101は、ガラス基板間に
液晶セルや電極などを配置され、液晶パネル101の表
裏には、偏光シート102を配置しており、表示面から
の外光入射による乱反射の防止、及び液晶表示の視認性
を向上している。
【0015】ランプ光源103には消費電力が比較的低
いことから、蛍光管が一般的に使用され、インバータ回
路により昇圧された交流の高電圧電源で点灯する。
【0016】導光板(c)107の背面には、フィルム
の片面にシボ加工もしくは、金属蒸着を施すことによ
り、一方からの光を通し、反対方向から光を反射する性
質を有する半透過性反射シート108を、導光板内の光
を反射し、外部の光を反射板内に通す向きで配置してい
る。
【0017】この半透過性反射シート108により、ラ
ンプ光源103より放射した光は反射材104により導
光板へ照射され、光は半透過性反射シート108により
液晶パネル101の面と平行に拡散反射する事により、
液晶パネル1を照明する。また、戸外で液晶表示装置の
背面に外光を受けると、半透過性反射シート108から
導光板内に光が取り込まれ、液晶パネル101面を照明
する。
【0018】この導光板の材料としてはアクリル樹脂が
望ましい。一旦線状に成形したアクリル樹脂を導光板の
形状に再度成形を行う。これにより導光板内で光拡散方
向が一方向にまとまって、光が導光される。
【0019】この導光板の構造を詳しく図2に示す。こ
の導光板を光拡散方向が図2の矢印aのように液晶パネ
ル面と垂直になるように成形された導光板(a)10
5、図2の矢印bのように、光拡散方向が液晶パネル面
と平行になるよう成形された導光板(b)106、図2
の矢印c方向に導光板(b)より拡散方向を90度ずら
した導光板(c)107の3種それぞれ異なった光拡散
方向性を持つ導光板をそれぞれ配置する。
【0020】上記導光板の構成により、半透過性反射シ
ート108部より外光が入射すると、導光板(b)10
6、導光板(c)107により、液晶パネルの面と平行
に上下左右に光が拡散され、拡散された光は、光拡散方
向性が液晶パネルと垂直になる導光板(a)105によ
り液晶パネルに向けて光が照射される。
【0021】以上説明した液晶表示装置のバックライト
においては、導光板(c)107を成形時にキャビネッ
ト形状に成形し、外側の半透過反射板を張り付ける以外
の部分に金属メッキ又は塗装により外光の入射を遮蔽
し、導光板内部からの光を反射するよう構成する。
【0022】また、キャビネット成形時に、液晶パネル
101、導光板、ランプ光源103等の液晶表示装置内
の内蔵部品をおさめるためのくぼみを設け、該くぼみ部
分に構成部品を組みつけ、最後にキャビネット前を組み
つけ固定することにより、導光板等の構成部品を固定す
る。
【0023】以下に、外光の光量の変化に応じて輝度を
自動調整する手段について、図3のブロック図を用いて
説明する。
【0024】光検出器110はキャビネット形状に一体
成形された導光板の液晶パネル配置部に近接して、液晶
パネル背面にある導光板の光を検出できる様配置してい
る。光検出器110には、フォトダイオードを使用し、
導光板に入る光を検出して、その光量に応じた電気信号
を常時出力する機能を有している。
【0025】A/D変換部302は、光検出手段から出
力された電気信号に応じたデジタル信号を生成して、輝
度比較制御部303に出力する。輝度比較制御部303
は、比較演算部304、データ格納部305、輝度制御
信号発信部306で構成されている。
【0026】データ比較部305には、予めA/D変換
された導光板の光量を表すデジタル信号と、その信号に
応じたランプ光源の輝度制御値、及び液晶パネル駆動電
圧制御値をテーブルにしたものが格納されており、比較
演算部304はデータ格納部305に格納されている輝
度制御テーブルの中から、A/D変換器で変換された導
光板の光量に応じたデジタル信号データを前記テーブル
と比較し、ランプ光源の輝度制御値、及び液晶パネル駆
動電圧制御値を決定する。決定した制御値は、それを表
すデジタル信号データに変換して、輝度制御信号発信部
306によりインバータ307、及び表示駆動制御部へ
常時発信する。
【0027】インバータ307は直流で供給された電気
をランプ光源の仕様に併せて交流に変換し、輝度制御信
号発信部306より発信されるランプ光源の輝度制御値
を表す信号に応じて、電圧を可変し、ランプ光源に電気
を供給する。
【0028】液晶駆動制御部308は、表示制御信号に
基づいて、液晶表示パネルの表示のコントロールを行う
と同時に、輝度制御信号発信部306より発信される液
晶パネル駆動電圧制御値を表す信号に応じて、常時駆動
電圧を可変し、液晶パネルに供給する。
【0029】
【発明の効果】本発明によれば、半透過性反射フィルム
により、戸外において、液晶表示装置の背面に外光を受
けることにより、液晶パネルを照明することが可能とな
り、また液晶表示装置の背面からの外光入射が少なく液
晶パネルを十分に照明できない場合は、液晶表示装置に
内蔵のランプ光源を点灯させ、外光と併用することが可
能となり、戸外では液晶表示装置に内蔵ランプ光源の点
灯をおさえる事が可能となり、常時点灯させる場合にく
らべ、消費電力をおさえることが可能となる。
【0030】また、導光板に入射する外光の光量を検出
して、内蔵ランプ光源の光量を自動的に調節し、最適な
光量を照射するために、十分な外光による光量が得られ
ている場合には、少ない光量で内蔵ランプを照射するた
めに、消費電力を低減することが可能となり、バッテリ
ー駆動を行う携帯型装置においては、有効である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態における液晶表示装置の装
置断面図である。
【図2】本発明の一実施形態における液晶表示装置の装
置展開図である。
【図3】本発明の一実施形態における液晶表示装置の構
成を示すブロック図である。
【図4】従来の一般的な液晶表示装置の装置断面図であ
る。
【図5】従来の外光を取り入れる液晶表示装置の装置断
面図(カバー開口時)である。
【図6】従来の外光を取り入れる液晶表示装置の装置断
面図(カバー閉口時)である。
【符号の説明】
101 液晶パネル 102 偏光板 103 ランプ光源 104 反射材 105 導光板(a) 106 導光板(b) 107 導光板(c) 108 半透過性シート 110 光検知器

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 液晶表示画面を照明するバックライトを
    備えた液晶表示装置であって、 バックライトの光源となるランプ光源を表示画面へ導光
    する導光板と、 該導光板の背面に備えられた半透過性の反射シートと、 該反射シートを通じて外光を導光する外光入射窓とを備
    え、 内蔵バックライトと外光を併用して液晶表示画面を照明
    することを特徴とする液晶表示装置。
  2. 【請求項2】 前記導光板は、光拡散方向の異なる複数
    の導光板から構成されることを特徴とする前記請求項1
    記載の液晶表示装置。
  3. 【請求項3】 液晶表示画面を照明するバックライトを
    備えた液晶表示装置であって、 バックライトの光源となるランプ光源を表示画面へ導光
    する導光板と、 該導光板の背面に備えられた半透過性の反射シートと、 該反射シートを通じて外光を導光する外光入射窓と、 導光板に入射する光量を検出する光検出器と、 導光板に入射する光量に対応する照射すべきランプ光源
    の輝度とを記憶した輝度データ格納部とを備え、 導光板に入射される光量に対応し、照射すべきランプ光
    源の輝度を最適に可変させ、内蔵バックライトと外光を
    併用して液晶表示画面を照明することを特徴とする液晶
    表示装置。
JP9259725A 1997-09-25 1997-09-25 液晶表示装置 Pending JPH1195215A (ja)

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