JP4366682B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、電気機器類のディスプレイとして用いられる液晶表示装置に係わり、特に使用に際してイルミネーション効果を発現する液晶表示装置に関する。

従来、オーディオ装置などに装置されるディスプレイとして、消費電力が少なく薄型で軽量な液晶表示装置(ＬＣＤ：Liquid Crystal Display)が一般に広く利用されている。このＬＣＤには電気アドレス方式、熱アドレス方式、光アドレス方式があり、このうち電気アドレス方式は電極構成の相違によりセグメント電極駆動方式とマトリクス電極駆動方式とに大別される。更に、電気アドレス方法の相違によって、前者はスタティック駆動とダイナミック駆動に、後者はパッシブマトリクス(PM)駆動とアクティブマトリクス(AM)駆動に分類される。

中でも、ａ-Ｓi形やｐ-Ｓi形などの薄型トランジスタを用いるＴＦＴ駆動ＡＭ−ＬＣＤはコントラストやレスポンスなどの表示性能に優れるが、何れのＬＣＤでも液晶パネル自体は非発光であるため外部照射光を必要とする。なかには、外部照射光として自然光を用いる反射形の液晶パネルもあるが、明るさや画質を要求されるものは透過形が主流であり、その裏側にはバックライトが設けられる。

係るＬＣＤ用バックライトは、反射板方式(直下方式)、導光体方式(エッジライト方式)、及び面状光源方式の三つに大別されるが、反射板方式は反射板と拡散板とで構成される光学筺体の中に蛍光ランプなどを収納し、その放射光を反射・拡散させて面光源とするものである。又、導光体方式は蛍光ランプなどの発光体の放射光をアクリルやポリカーボネートといった導光板の側面から入射させ、その入射光を導光板内で多重反射させて面光源とするものであり、面状光源方式は冷陰極平板形蛍光ランプやＥＬ(エレクトロルミネセンス)などの面状光源をそのまま使用するものである。

図５は反射板方式のバックライトを備えたＬＣＤモジュールの断面を示す。Ｐは液晶パネル、Ｌ１はバックライトであり、このバックライトＬ１は内面が反射面を成す筺体Ｃ１の内側に発光体Ｅ１を設けると共に、筺体Ｃ１の前方開口部に光拡散板Ｄ１を設けて構成される。

又、図６は導光体方式のバックライトを備えたＬＣＤモジュールの例であり、そのバックライトＬ２は内面が反射面を成す筺体Ｃ２内にアクリルなどで成る導光板Ｔを収容して構成される。又、筺体Ｃ２内には導光板Ｔの両端面に臨む発光体Ｅ２が収容され、導光板Ｔの前面には光拡散板Ｄ２を介して液晶パネルＰが配置される。

ここで、近年ではカラーフィルタを用いて画面上の文字や図形をカラー表示することのできるカラーＬＣＤの普及も顕著であるが、カラーＬＣＤはモノクロタイプに比べて高価になるという不利がある。尚、モノクロタイプの液晶パネルでもバックライトによる背景色を赤や緑に切り換えられるものはあるが、その種のバックライトは背景色として二色以上を同時に表示するものでなく、設定された一色の光をパネル全体に照射する文字通りの照明機能を発揮するものに過ぎない。

そこで、ＬＣＤバックライトとして発光色が異なる二種類の光源を用い、背景色を部分的に異ならせ、その領域に表示される文字や図形を強調させ得る液晶表示装置が提案されている(例えば、特許文献１)。

特開平１１−２３１８０４号公報。

然し乍ら、特許文献１に開示される液晶表示装置では、液晶パネルの裏面に対向する導光板の端面に第１光源を臨ませると共に、導光板の裏面に対向して第２光源を設けていることから、第１光源と第２光源を同一の回路基板に実装することができない。

又、液晶パネルと導光板の間にカラーフィルタを介在させ、導光板の裏面に直射した第２光源の放射光が導光板を透過してカラーフィルタの一部から液晶パネルの裏面に照射されるようにしている事から、カラーフィルタに形成される第２光源の光透過領域（第２パターン）を他の領域と異なる背景色にすることはできても、背景色が異なる領域を多数点在させようとした場合には、カラーフィルタに第２光源の光透過領域を多数形成しなければならず、しかもその各領域を同じ輝度で発光させるには相当数の第２光源を必要として装置の大型化やコスト高を招くという欠点がある。

本発明は以上のような事情に鑑みて成されたものであり、その目的はカラーフィルタを使用せず少数の光源で多数の領域を他の領域とは異なる背景色で光らし、優れたイルミネーション効果を発現する簡易構造の液晶表示装置を提供することにある。

本発明は上記目的を達成するため、
液晶パネルの裏側にバックライトを備える液晶表示装置において、
前記バックライトは、
前記液晶パネルの裏面に対向する光透過性の背面板と、
この背面板の一端面から前記液晶パネルの裏面に照射される光を発生する第１光源と、
この第１光源とは異色の光を放射すると共に該放射光が前記背面板を直射しないように遮光部材を介して前記第１光源と同一平面上に配される第２光源と、
一端面が前記第２光源に臨んで他端面が前記背面板に対向し、前記第２光源の放射光を前記背面板を介して前記液晶パネルの裏面部に照射する線形の複数の光ガイドと、
を備え、
前記背面板と前記光ガイドの前記他端面との間には、所定の投射パターンを有する投射用テンプレートが設けられていることを特徴とする。

以上のように構成される本発明の液晶表示装置によれば、カラーフィルタを使用せずして表示面の背景色を部分的に異ならせて優れたイルミネーション効果が得られる。特に、第１光源の放射光を液晶パネルの裏面全体に照射しながら、第２光源の放射光を光ガイドを通じて液晶パネルの裏面部に照射するようにしていることから、第１光源と第２光源を同一平面、同一基板に設けて装置の小型化、低コスト化を図ることができ、しかも光ガイドを複数本用いることにより、一つの第２光源で表示面の多数の部分を高輝度で光らすことができる。

以下、本発明について説明すれば、係る液晶表示装置は液晶パネルの裏側にバックライトを備える透過型であり、そのバックライトは液晶パネルの裏面に対向する光透過性の背面板と、この背面板の一端面から液晶パネルの裏面に照射される光を発生する第１光源と、この第１光源とは異色の光を放射すると共に該放射光が前記背面板を直射しないように遮光部材を介して第１光源と同一平面上に配される第２光源と、一端面が前記第２光源に臨んで他端面が前記液晶パネルの裏面部に対向される線形の複数の光ガイドとを具備して構成される。そして、係る液晶表示装置によれば、第１光源と第２光源を同一平面、同一回路基板に設けて発光させ、第１光源の放射光を液晶パネルの裏面全体に照射しながら、光ガイドを通じて第２光源の放射光を液晶パネルの裏面部に照射し、第１光源とは異色の光で液晶パネルを部分的に光らすことができる。尚、バックライトは導光体方式、反射板方式の何れでも良い。

図１において、１１はノーマリホワイト型の液晶パネル、１２はその裏側に設けられるバックライトであり、このバックライト１２は液晶パネル１１の裏面に対向する光透過性の背面板１３と、背面板１３の側方に配される第１光源１４とを備えるエッジライト方式とされる。本例において、背面板１３はアクリルやポリカーボネートなどの透明材料から成る導光板１３Ａと、その前面に設けられる半透明の光拡散板１３Ｂとから成り、導光板１３Ａの裏面側には光散乱板などから成る投射用テンプレート１５を介して反射板１６が設けられる。特に、反射板１６は液晶パネル１１と背面板１３とを結合するケーシングを形成し、その一端側には第１光源１４を点灯させるための回路基板１７が固定され、この回路基板１７に実装される第１光源１４が導光板１３Ａの一端面に臨むようにしてある。尚、第１光源１４には、赤色ＬＥＤ、青色ＬＥＤ、黄色ＬＥＤ、橙色ＬＥＤ、又は緑色ＬＥＤほか、ＲＢ形の二色ＬＥＤやＲＧＢ形のマルチカラーＬＥＤが用いられるが、これに冷陰極管などを用いてもよい。

又、回路基板１７には、第１光源１４とは異色の光を放射する第２光源１８が実装される。この第２光源１８にも上記のような各種ランプが用いられるが、これに二色ＬＥＤやマルチカラーＬＥＤを採用した場合、第１光源１４とは異色の光を発生するよう制御される。特に、この第２光源１８はケーシング（第２光源１８の放射光を背面板１３に直射させない遮光部材）を形成する反射板１６の外側に配され、該第２光源の放射光が背面板１３を直射しないようにしてある。

１９は第２光源の放射光を反射板の内側に導く線形をした複数本の光ガイドであり、その各一端面は受光部１９Ａとして第２光源１８を臨み、それら光ガイドの他端面は投光部１９Ｂとして背面板１３を介して液晶パネル１１の裏面部に対向される。係る光ガイド１９は、高透過性を有する透明材料(本例において透明樹脂)をコア部とし、その外周面にコア部よりも屈折率が小さいクラッド層を形成したものであり、その直径は１〜３mm程度とされる。そして、その一端側は反射板１６より突出する図示せぬブラケットにより保持され、他端側は反射板１６に形成される貫通孔に差し込まれて固定される。尚、光ガイド１９として複数本の光ファイバを束ねた光ケーブルを用い、その一端面を第２光源１８に臨ませると共に、他端側を分岐させてその各分岐端を液晶パネル１１の裏面部に対向させるようにしてもよい。

次に、図２は係る液晶表示装置を部分的に省略して示した斜視分解図である。この図で明らかなように、投射用テンプレート１５には光ガイド１９の一端投光部１９Ｂに対応して星形などの各種模様を象った投射パターン１５Ａが穿設される。

そして、以上のような液晶表示装置によれば、第１光源１４を点灯すると、その放射光が導光板１３Ａの端面から入射し、その入射光が導光板１３Ａの内部で多重反射して背面板の前面を成す光拡散板１３Ｂから液晶パネル１１の裏面全体に照射する。よって、液晶パネル１１の表面(表示面)は第１光源１４の発光色により全体が一様に光る。

一方、第２光源１８を点灯すると、その放射光は光ガイド１９の一端面より入射し、その入射光が光ガイド１９の内部を通じてその他端面から投射テンプレートの投射パターン１５Ａ内に放射し、その放射光が背面板１３を透過して液晶パネル１１の裏面部に直角に照射する。よって、表示面には図３のように投射パターン１５Ａが部分的に現れ、これが第１光源とは異色の光を放射する第２光源と同色で光る。特に、第２光源１８は点滅させることが好ましく、これにより表示面を部分的に星のように輝かせてイルミネーション効果を上げることができ、しかも第２光源１８にマルチカラーＬＥＤを採用して発光色を順次切り換えることにより、イルミネーション効果が一層向上する。尚、本例において、投射テンプレート１５を省略しても構わない。

図４において、２１は実施例１と同じノーマリホワイト型の液晶パネル、２２はその裏側に設けられるバックライトであり、このバックライト２２は背面板２３と反射板２４で構成される光学筺体２５の内部に第１光源２６を設けた反射板方式とされる。本例において、背面板２３は液晶パネル２１の裏面に対向して反射板２４の前方開口部に設けられる光拡散板で成り、反射板２４は白色の樹脂から成る半円筒体とされる。又、反射板２４の外側面には第１光源２６を点灯させる回路基板２７が固定され、その回路基板２７に実装される第１光源２６が光学筺体２５の側面部からその内部に挿入される構成としてある。尚、この第１光源２６にも上記例と同じく赤色ＬＥＤ、青色ＬＥＤ、黄色ＬＥＤ、橙色ＬＥＤ、又は緑色ＬＥＤほか、ＲＢ形の二色ＬＥＤやＲＧＢ形のマルチカラーＬＥＤが用いられるが、これに冷陰極管などを用いてもよい。

一方、光学筺体２５の外側には回路基板２８に実装した第２光源２９が設けられ、その放射光が反射板２４（遮光部材）により遮蔽されて背面板２３を直射しないようにしてある。尚、第２光源２９には第１光源とは異色の光を放射する各種ランプを用いるが、これに二色ＬＥＤやマルチカラーＬＥＤを採用した場合、第１光源２６とは異色の光を発生するよう制御される。

３０は上記例と同様の光ガイドであり、その各一端面は受光部３０Ａとして第２光源２９を臨み、それら光ガイドの他端面は投光部３０Ｂとして光学筺体２５の内部から背面板２３を介して液晶パネル２１の裏面部に対向される。そして、光ガイド３０の一端側は反射板２４の貫通部分に固定され、投光部３０Ｂを成す他端面は背面板２３に接着剤などで固定される。

ここで、以上のような液晶表示装置によれば、第１光源２６を点灯すると、その放射光が光学筺体２５内で反射、拡散されて背面板２３の裏側一端面から液晶パネル２１の裏面全体に照射する。よって、液晶パネル２１の表面(表示面)は第１光源２６の発光色により全体が一様に光る。

一方、第２光源２９を点灯すると、その放射光は光ガイド３０の一端面より入射し、その入射光が光ガイド３０の内部を通じてその他端面から放射し、その放射光が背面板２３を透過して液晶パネル２１の裏面部に直角に照射する。よって、実施例１と同様に、表示面が部分的に第２光源２９と同色で光り、イルミネーション効果が発現される。

尚、実施例１で用いた投射用テンプレート１５を背面板２３の裏面に重ねたり、投射パターン１５Ａを背面板２３に形成してこれに光ガイドの投光部３０Ｂを対向させたりするようにしてもよい。又、図４には、第１光源２６と第２光源２９が別々の回路基板２７，２８に実装された状態を示しているが、それら光源２６，２９は同一平面上に設けることができる。

本発明に係る液晶表示装置の断面概略図 同装置を部分的に省略して示した斜視分解図 表示面を示す説明図 本発明に係る液晶表示装置の他の実施例を示す断面概略図 導光体方式のバックライトを備えた従来装置の断面概略図 反射板方式のバックライトを備えた従来装置の断面概略図

１１，２１ 液晶パネル
１２，２２ バックライト
１３，２３ 背面板
１３Ａ 導光板
１３Ｂ 光拡散板
１４，２６ 第１光源
１５ 投射用テンプレート
１６，２４ 反射板
１８，２９ 第２光源
１９，３０ 光ガイド
１７，２７，２８ 回路基板

Claims (1)

1. 液晶パネルの裏側にバックライトを備える液晶表示装置において、
   前記バックライトは、
   前記液晶パネルの裏面に対向する光透過性の背面板と、
   この背面板の一端面から前記液晶パネルの裏面に照射される光を発生する第１光源と、
   この第１光源とは異色の光を放射すると共に該放射光が前記背面板を直射しないように遮光部材を介して前記第１光源と同一平面上に配される第２光源と、
   一端面が前記第２光源に臨んで他端面が前記背面板に対向し、前記第２光源の放射光を前記背面板を介して前記液晶パネルの裏面に照射する線形の複数の光ガイドと、
   を備え、
   前記背面板と前記光ガイドの前記他端面との間には、所定の投射パターンを有する投射用テンプレートが設けられていることを特徴とする液晶表示装置。

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