(57)【要約】【課題】  液晶表示パネルによる表示機能とは別に、新たな機能を簡便な構成によって付加した液晶表示装置を提供する。【解決手段】  液晶表示パネル２と、液晶表示パネル２の背面側から光を照射するバックライト５と、液晶表示パネル２とバックライト５との間に配置されて、バックライト５から出射された光を透過させると共に、液晶表示パネル２の前面側から入射した光を反射させるハーフミラー１５とを備え、このハーフミラー１５の背面には、バックライト５の点灯時のみ当該ハーフミラー１５を透かして映し出される加飾層１６が印刷により形成されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶表示パネルと、
前記液晶表示パネルの背面側から光を照射するバックライトと、
前記液晶表示パネルと前記バックライトとの間に配置されて、前記バックライトから出射された光を透過させると共に、前記液晶表示パネルの前面側から入射した光を反射させる半透過反射層とを備え、
前記半透過反射層の背面には、前記バックライトの点灯時に当該半透過反射層を透かして映し出される加飾層が設けられていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記半透過反射層は、その前面が反射面とされた白色又はそれに類似した白色系の半透過反射体からなり、前記加飾層は、前記半透過反射層とは異なる色に着色された着色体からなることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記着色体の色は、蛍光色からなることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記加飾層は、前記半透過反射層の背面に印刷により形成されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記バックライトの点灯時に前記加飾層によって形成された画像が前記半透過反射層を透かして映し出されることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記バックライトの点灯時に前記加飾層による背景色が前記半透過反射層を透かして映し出されることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バックライトや外光等を照明光として利用する液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
照明光としてバックライトを用いる透過型の液晶表示装置は、彩度が高く、暗いところでも見やすいといった利点がある反面、消費電力が大きく、明るいところでは表示が暗くなるといった欠点がある。一方、外光を照明光として用いる反射型の液晶表示装置は、消費電力が少なく、明るいところで見やすいといった利点がある反面、彩度が低く、暗いところでは表示できなくなるといった欠点がある。
【０００３】
そこで、両者の利点を生かすため、液晶表示パネルとバックライトとの間にハーフミラー（半透過反射層）を配置し、外光が強い場所では、ハーフミラーで反射される外光を利用して反射表示を行い、外光のない暗い場所では、ハーフミラーを透過するバックライトからの光を利用して透過表示を行う、いわゆる半透過型の液晶表示装置が提案されている（例えば、特許文献１，２を参照。）。
【０００４】
ところで、従来の液晶表示装置では、バックライトや外光などの照明光によって液晶表示パネルに映し出された画像を観察するものであるが、この液晶表示パネルによる表示機能とは別に新たな機能を付加しようとすると、パネル全体の厚みが増加するだけでなく、部品点数の増加により製造コストが嵩むといった問題が発生してしまう。
【０００５】
なお、本発明に関連する公知文献としては、例えば下記特許文献３がある。
この特許文献３には、表示すべき画像が形成された透過性印画フィルムの前面にハーフミラー部材を装着し、印画フィルムの背面に光源からの光を照射して、ハーフミラー部材を透かして画像を映出させる一方、光源の消灯時にハーフミラー部材を鏡として使用するバックライト式画像表示装置が記載されている。
しかしながら、この特許文献３に記載される画像表示装置では、印画フィルムにハーフミラー部材を積層し、さらに光拡散部材を配置した構成となる。このため、このような構成を液晶表示装置にそのまま適用した場合には、パネル全体の厚みが増加するだけでなく、部品点数の増加により製造コストが嵩むといった問題が発生してしまう。
【特許文献１】特開２００５−２４７３８号公報
【特許文献２】特開２００４−１５１３３３号公報
【特許文献３】特開平１１−１５３９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明は、このような従来の事情に鑑みて提案されたものであり、液晶表示パネルによる表示機能とは別に、新たな機能を簡便な構成により付加することを可能とした液晶表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的を達成するために、本発明の請求項１に係る発明は、液晶表示パネルと、液晶表示パネルの背面側から光を照射するバックライトと、液晶表示パネルとバックライトとの間に配置されて、バックライトから出射された光を透過させると共に、液晶表示パネルの前面側から入射した光を反射させる半透過反射層とを備え、半透過反射層の背面には、バックライトの点灯時に当該半透過反射層を透かして映し出される加飾層が設けられていることを特徴とする液晶表示装置である。
また、本発明の請求項２に係る発明は、半透過反射層が、その前面が反射面とされた白色又はそれに類似した白色系の半透過反射体からなり、加飾層が、半透過反射層とは異なる色に着色された着色体からなることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置である。
また、本発明の請求項３に係る発明は、着色体の色が、蛍光色からなることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置である。
また、本発明の請求項４に係る発明は、加飾層が、半透過反射層の背面に印刷により形成されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の液晶表示装置である。
また、本発明の請求項５に係る発明は、バックライトの点灯時に加飾層によって形成された画像が半透過反射層を透かして映し出されることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の液晶表示装置である。
また、本発明の請求項６に係る発明は、バックライトの点灯時に加飾層による背景色が半透過反射層を透かして映し出されることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の液晶表示装置である。
【発明の効果】
【０００８】
以上のように、本発明に係る液晶表示装置では、半透過反射層の背面に設けられた加飾層によってバックライトの点灯時に、この加飾層による画像や背景色等を当該半透過反射層を透かして映し出すことができる。したがって、この液晶表示装置では、液晶表示パネルによる表示機能とは別に、例えばバックライトの点灯時のみ液晶表示パネルの背景に加飾層による画像を映し出したり、透過表示と反射表示とで液晶表示パネルの背景色を切り替えたりするなどの新たな機能を簡便な構成によって付加することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明を適用した液晶表示装置について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
【００１０】
図１に示すように、本発明を適用した液晶表示装置１は、液晶表示パネル２と、この液晶表示パネル２を挟んで背面側及び正面側に配置された偏光板３，４と、背面側の偏光板３を挟んで液晶表示パネル２とは反対側に配置されたバックライト５とを備えている。
【００１１】
液晶表示パネル２は、互いに対向して配置された背面側基板６及び正面側基板７と、これら背面側基板６と正面側基板７との間に挟み込まれた液晶層８とを備えている。背面側基板６及び正面側基板７は、透明なガラスなどからなる。また、背面側基板６と正面側基板７との間は、液晶層８内に分散されたスペーサ９によって互いの対向間隔が均一に保持されると共に、互いの周縁部がシール材１０によって封止されている。
【００１２】
背面側基板６と正面側基板７との互いに対向する面（内面）には、それぞれ透明電極１１，１２が設けられている。これら透明電極１１，１２は、ＩＴＯ(Indium-Tin Oxide)等の透明な導電材料からなる。また、図示を省略するが、背面側基板６と正面側基板７との内面には、それぞれ透明電極１１，１２上を覆う配向膜が設けられている。これら配向膜は、液晶層８の配向を制御するものであり、例えばＳＴＮ(Super Twisted Nematic)方式を採用した場合には、これら配向膜によって液晶層８の液晶分子が１８０゜〜２７０゜程度捻れた状態で配向される。
【００１３】
液晶層８は、旋光性物質を含有したネマティック液晶である。この液晶層８は、その液晶分子が持つ誘電異方性によって配向状態が電界に応答して変化する。したがって、透明電極１１，１２間に駆動電圧が印加されると、そのとき液晶層８に生じる複屈折により液晶表示パネル２を通過する光の透過率を変化させることができる。
【００１４】
この液晶表示パネル２は、例えばパッシブマトリックス駆動方式を採用したものである。この場合、透明電極１１，１２は、それぞれ所定の間隔でストライプ状に複数配列されると共に、背面側基板６と正面側基板７との間で互いに直交して配列された構造を有している。
【００１５】
なお、これら各透明電極１１，１２が交差する位置には、ドットが形成されており、これら各ドットがマトリクス状に複数配列されることで、全体として液晶表示パネル２の表示部が構成されている。また、この表示部の外側の領域には、各ドットの電極１１，１２間に印加される駆動電圧を制御するための駆動ドライバ（図示せず。）が設けられている。また、この液晶表示パネル２は、モノクロ表示型であり、駆動ドライバが各ドットの点灯を制御することによって、表示部に任意の画像を白黒表示することができる。
【００１６】
以上のように構成される液晶表示パネル２の背面側及び前面側には、一対の偏光板３，４が配置されている。具体的に、背面側基板６の液晶層８と対向する面とは反対側の面（外面）には、バックライト５から出射される光を特定方向の直線偏光のみを透過させる直線偏光板３が配置されている。一方、液晶表示パネル２の正面側、すなわち正面側基板７の液晶層８と対向する面とは反対側の面（外面）には、例えばＳＴＮの旋光性及び複屈折性の両方を補償する楕円偏光板４が配置されている。そして、これら一対の偏光板３，４は、駆動電圧がオフ状態となるときに黒レベル（ノーマリーブラックモードという。）又は白レベル（ノーマリーホワイトモードという。）を与えるように、互いの偏光方向が設定されている。
【００１７】
また、背面側の偏光板３の外側には、バックライト５が配置されている。このバックライト５は、平板状の透明なアクリル樹脂等からなる導光板１３と、陰極管(Cathode Fluorescent Tube)やＬＥＤ(Light Emitting Diode)等からなる光源１４とから構成され、この光源１４が発する光を導光板１３で面発光させながら液晶表示パネル２の背面側に照射する。
【００１８】
この液晶表示装置１は、いわゆる半透過型であり、液晶表示パネル２とバックライト５との間にハーフミラー（半透過反射層）１５を配置することによって、外光Ｌが強い場所では、このハーフミラー１５で反射される外光Ｌを利用して反射表示を行い、外光Ｌのない暗い場所では、このハーフミラー１５を透過するバックライト５からのバックライト光ＢＬを利用して透過表示を行う。
【００１９】
ハーフミラー１５は、白色又はそれに類似した白色系の半透過反射体をシート状に形成したものである。このハーフミラー１５は、バックライト５から出射されたバックライト光ＢＬを散乱させながら透過させるため、光のむらを無くし、均一な光を液晶表示パネル２に照射することができる。また、ハーフミラー１５の前面、すなわち液晶表示パネル２と対向する側の面は、光沢を有する面であり、液晶表示パネル２の前面側から入射した外光Ｌを反射させる反射面１５ａとなっている。
【００２０】
ハーフミラー１５としては、例えば三協スクリーン印刷社製の白色反射板を用いることができる。また、このハーフミラー１５としては、例えばポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）や、ポリカーボネート樹脂（ＰＣ）、アクリル樹脂などの透明樹脂を白濁させて半透明フィルムとしたもの、或いはこれら透明樹脂の一方の面に薄いアルミニウム膜を蒸着させたもの、或いは（印画）紙の表面（片面又は両面）に透明樹脂をコーティングしたもの等を用いることができる。さらに、ハーフミラー１５の一方の面に、パール顔料を印刷によって形成し、このパール顔料が形成された面を反射面１５ａとすることもできる。また、この反射面１５ａに反射層を印刷により形成する場合には、反射光を拡散させるために、拡散性のインキを用いることが好ましい。
【００２１】
ハーフミラー１５の厚みは、５０〜３００μｍ程度であり、この液晶表示装置１の厚みが増加しないようなるべく薄いものが好ましい。また、ハーフミラー１５の反射面１５ａにおける反射率は、５０〜２００％程度であり、ハーフミラー１５の透過率は、０．５〜５０％程度である。
【００２２】
また、ハーフミラー１５を液晶表示パネル２の背面側に配置する際には、このハーフミラー１５の全面を液晶表示パネル２の背面側の偏光板３に糊で固定するのではなく、このハーフミラー１５の周辺のみを糊で固定することが好ましい。この場合、ハーフミラー１５の全面を糊で固定する場合よりも、このハーフミラー１５の透過率及び反射率を向上させることができる。
【００２３】
一方、このハーフミラー１５の背面、すなわちバックライト５と対向する側の面には、バックライト５の点灯時に当該ハーフミラー１５を透して映し出される加飾層１６が設けられている。この加飾層１６は、ハーフミラー１５とは異なる色に着色された染料インクや顔料インクなどの着色インク（着色体）からなり、このような着色インクを用いてハーフミラー１５の背面に印刷により形成されている。
【００２４】
着色インクとしては、バックライト５からの光（紫外線）による色劣化を防ぐために、顔料インクを用いることが好ましい。さらに、加飾層１６は、蛍光体（着色体の色が蛍光色）からなることが好ましい。これにより、バックライト５が発するバックライト光ＢＬ（必ずしも白色光に限定されるものではない。）のうち、紫外域や、紫、青といった短波長域側の光が吸収されて、可視域側の光が放出されるため、輝度レベルを向上させることができる。また、カラー偏光板を使用する場合には、偏光度の低下によりコントラストが低下するものの、本発明のように加飾層１６に蛍光インクを使用すれば、コントラストの低下を招くことなく、輝度レベルの高いカラー表示を行うことができる。
【００２５】
加飾層１６は、このような着色インクを用いてハーフミラー１５の背面に印刷により、例えばキャラクタやロゴ、写真などの固定された画像を形成したり、或いは、ハーフミラー１５の背面の全面又は所定の領域に亘って形成されている。加飾層１６の印刷方法としては、例えばスクリーン印刷や、オフセット印刷、フレキソ印刷、インクジェット印刷等を挙げることができる。また、加飾層１６の厚みは、５〜１００μｍ程度である。
【００２６】
以上のような構造を有する液晶表示装置１は、例えば日中の屋外など明るい環境下において、バックライト５を消灯した状態で液晶表示パネル２の表示を行う。すなわち、この反射表示では、液晶表示パネル２の前面側から入射した外光Ｌが、ハーフミラー１５の反射面１５ａで反射されて、液晶表示パネル２を明るく照らし出す。
【００２７】
一方、この液晶表示装置１は、例えば夜間や暗い室内などの暗い環境下において、バックライト５を点灯させた状態で液晶表示パネル２の表示を行う。すなわち、この透過表示では、バックライト５から出射されたバックライト光ＢＬが、ハーフミラー１５を透過し、液晶表示パネル２の背面側に照射されて、液晶表示パネル２を明るく照らし出す。
【００２８】
ここで、バックライト５の点灯時には、ハーフミラー１５を透過したバックライト光ＢＬによって、加飾層１６による画像や背景色がハーフミラー１５を透かして液晶表示パネル２の背景に映し出されることになる。一方、バックライト５の非点灯時には、外光Ｌがハーフミラー１５の反射面１５ａで反射されるために、このような加飾層１６による画像や背景色がハーフミラー１５を透かして液晶表示パネル２の背景に映し出されることはない。
【００２９】
以上のように、この液晶表示装置１では、液晶表示パネル２による画像表示とは別に、バックライト５の点灯時のみ液晶表示パネル２の背景に加飾層１６による画像を映し出したり、透過モードと反射モードとで液晶表示パネル２の背景色を切り替えたりするなどの新たな機能を付加することができる。また、簡便な構成のため、部品点数の増加による装置全体の厚みの増加や、製造コストの上昇等を防ぐことができる。
【００３０】
なお、本発明は、上述したパッシブマトリックス駆動方式を採用した液晶表示パネル２に必ずしも限定されるものではなく、アクティブマトリックス駆動方式（例えばＴＦＴ方式）を採用した液晶表示パネルであってもよい。このアクティブマトリックス駆動方式を採用した場合には、上述した透明電極１１，１２のうち、一方は基板全面に亘って形成されたベタ電極とし、もう一方は各ドットＤに対応してマトリックス状に複数配列された矩形状の画素電極とする。また、各ドットＤにＴＦＴ(Thin Film Transistor)等のアクティブ素子を設けることで各ドットの点灯を制御する。
【００３１】
また、本発明は、上述した液晶表示パネル２の背面側に直線偏光板３が配置され、液晶表示パネル２の正面側に楕円偏光板４が配置された構成に必ずしも限定されるものではなく、上述した液晶表示パネル２の背面側及び正面側に偏光板を配置し、さらに液晶表示パネル２の光学補償を行うための光学補償板を、その背面側又は正面側の少なくとも一方側に配置した構成とすることもできる。
【００３２】
また、本発明は、上述したＳＴＮ方式を採用した液晶表示パネル２に必ずしも限定されるものではなく、例えばＴＮ(Twisted Nematic)方式等を採用することもできる。
【００３３】
また、本発明は、上述したモノクロ表示型の液晶表示パネル２に必ずしも限定されるものではなく、赤，緑，青の３原色に対応した３つのドット（サブピクセル）によって１つの単位画素（ピクセル）が構成されたカラー液晶表示パネルであってもよい。この場合、赤，緑，青の３原色に対応したカラーフィルタを周期的に配列することによって、任意のカラー画像を表示することができる。
【００３４】
また、本発明では、上述したモノクロ型の液晶表示パネルを用いて、バックライトに赤，緑，青の３原色に対応した各光源を配置し、これら各光源が出射する色光をフィールドシーケンシャル駆動方式により制御しながらカラー表示を行うこともできる。
【実施例】
【００３５】
以下、実施例により本発明の効果をより明らかなものとする。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することができる。
（実施例１）
実施例１では、ハーフミラーとして、三協スクリーン印刷社製の乳白色のＰＥＴフィルムを用いた。このハーフミラーの厚みは約１００μｍである。また、このハーフミラーの背面の全面に亘って、色度が（ｘ，ｙ）＝（０．２８，０．３５）の緑色の着色インクをスクリーン印刷し、厚みが約１０μｍの加飾層を形成した。
【００３６】
そして、この加飾層が形成されたハーフミラーの反射率及び透過率を測定したところ、可視光反射率は、約１４５％であり、可視光透過率は、約１％であった。なお、反射率の測定には、横河Ｍ＆Ｃ社製の反射型液晶用色彩計５２００２を用い、透過率測定には、プリチャードフォトメータを用いた。また、このハーフミラーの上にノーマリーホワイトモードのＳＴＮパネルを配置した状態で反射率及び透過率の測定を行ったところ、実施例１の液晶表示装置では、反射率４０％、透過率０．５％の表示が得られた。
【００３７】
（実施例２）
実施例２では、ハーフミラーとして、三協スクリーン印刷社製のＰＥＴフィルムを用いた。このハーフミラーの厚みは約１００μｍである。また、このハーフミラーの背面の全面に亘って、色度が（ｘ，ｙ）＝（０．２９，０．５４）の緑色の蛍光インクをスクリーン印刷し、厚みが約１０μｍの加飾層を形成した。
【００３８】
そして、このハーフミラーの上にノーマリーホワイトモードのＳＴＮパネルを配置した状態で反射率及び透過率の測定を実施例１の場合と同様に行った。その結果、実施例２の液晶表示装置では、反射率４０％、透過率１．５％の表示が得られた。すなわち、加飾層に蛍光インクを用いることで、実施例１の場合よりも透過率を約３倍に向上させることができた。
【００３９】
（実施例３）
実施例３では、ハーフミラーとして、三協スクリーン印刷社製のＰＥＴフィルムを用いた。このハーフミラーの厚みは約１００μｍである。また、このハーフミラーの背面の全面に亘って、色度が（ｘ，ｙ）＝（０．５０，０．４３）のオレンジ色の蛍光インクをスクリーン印刷し、厚みが約１０μｍの加飾層を形成した。
【００４０】
そして、このハーフミラーの上にノーマリーホワイトモードのＳＴＮパネルを配置した状態で反射率及び透過率の測定を実施例１の場合と同様に行った。なお、ハーフミラーをＳＴＮパネルの背面側に配置する際には、パネル背面の偏光板にハーフミラーの周辺のみを糊で固定し、このハーフミラーと偏光板との間に空気層を設けるようにした。その結果、実施例３の液晶表示装置では、反射率３０％、透過率４．５％の表示が得られた。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明は、液晶表示パネルによる表示機能とは別に、新たな機能を簡便な構成により付加した液晶表示装置として広く利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】図１は、本発明を適用した液晶表示装置の一構成例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１…液晶表示装置、２…液晶表示パネル、３…直線偏光板、４…楕円偏光板、５…バックライト、６…背面側基板、７…正面側基板、８…液晶層、１１，１２…透明電極、１５…ハーフミラー（半透過反射層）、１５…反射面、１６…加飾層
【図１】
2006330658.tif 000003