(57)【要約】【課題】表示画面の輝度を均一に維持すると共に、周囲の明るさに起因する表示画面のコントラスト低下を抑制し、良好な防眩性が得られる液晶表示装置を提供する。【解決手段】一対の透明基板に狭持された液晶層１５に、画像データに応じた電圧が印加される液晶パネル部２と、前記液晶パネル部に対しその背面側から光照射を行うバックライト部３とを備え、前記液晶パネル部に画像表示がなされる液晶表示装置１であって、前記液晶パネル部は、前記液晶層より背面側に、紫外線光が照射されることにより励起され白色光を発光する蛍光層２０を有し、前記バックライト部は、白色光を発光する白色発光手段６，８と、紫外線光を発光する紫外線発光手段７，９とを有し、前記紫外線発光手段により放射された紫外線光が前記蛍光層に照射され発光した白色光は、前記白色発光手段により発光された白色光に重畳されて前記液晶層に照射される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の透明基板に狭持された液晶層に、画像データに応じた電圧が印加される液晶パネル部と、前記液晶パネル部に対しその背面側から白色光を照射するバックライト部とを備え、前記液晶パネル部に画像表示がなされる液晶表示装置であって、
前記液晶パネル部は、前記液晶層より背面側に、紫外線光が照射されることにより励起され白色光を発光する蛍光層を有し、
前記バックライト部は、白色光を発光する白色発光手段と、紫外線光を発光する紫外線発光手段とを有し、
前記紫外線発光手段により放射された紫外線光が前記蛍光層に照射され発光した白色光は、前記白色発光手段により発光された白色光に重畳されて前記液晶層に照射されることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
少なくとも前記白色発光手段と前記紫外線発光手段とをそれぞれ駆動制御する制御部と、前記制御部に対し、前記紫外線発光手段による紫外線光の放射のオン・オフを決定するための信号を供給する切換信号供給手段とを備え、
前記切換信号供給手段は、前記液晶パネル部の周囲の光量を検出する光量センサ、又は、オン・オフの二値のいずれかを出力する切換スイッチであることを特徴とする請求項１に記載された液晶表示装置。
【請求項３】
前記液晶パネル部において、前記蛍光層の背面側には、前記紫外線発光手段により放射された紫外線光を拡散する光拡散層が設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載された液晶表示装置。
【請求項４】
前記液晶パネル部において、前記液晶層よりも前面側には、前後方向から入射される紫外線を遮蔽する紫外線遮蔽層が設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載された液晶表示装置。
【請求項５】
前記一対の透明基板は、一対の偏光板により狭持され、前記液晶層よりも前面側に配置される前記偏光板において、
所定の幅寸法と肉厚寸法とを有し、表示画面の垂直方向に直線状に延びる複数の溝部が、それぞれ所定間隔を空けて並列に形成され、
各溝部は、前記液晶パネル部に配列された複数の画素領域に対し、表示画面の水平方向に隣り合う画素領域の中間位置を通るように設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載された液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば車両に搭載される液晶表示装置に関し、特に画面の輝度調整が可能な液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示画面（以下、ＬＣＤとも呼ぶ）にあっては、液晶自体は発光しないため、画面を表示するためには液晶層を照らす光源が必要である。
光源を利用するための構成には複数の型があり、具体的には、画面に入射する外光の明るさを利用して画面表示を行う反射型、液晶層の背面にバックライト光源を配置し、その発光により画面表示を行う透過型、前記の両者を融合させた半透過型等がある。
【０００３】
このうち、透過型のＬＣＤにあっては、常にバックライトにより背面側から液晶層を照射する構造であるため、夜間等の周囲が暗い環境であっても、明るい画面表示を行うことができるというメリットを有している。
尚、一般に透過型ＬＣＤを搭載した電子機器にあっては、周囲の明るさに応じて、手動の輝度調整手段により、或いは明るさを検出して自動的にバックライト輝度の調整を行うことができる（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２９２３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、透過型ＬＣＤを搭載した電子機器のうち、カーナビゲーション装置等の車載機器にあっては、周囲の明るさの変動が多いため、頻繁に輝度調整が必要となる。
例えば、晴れた日の昼間等において、車内に入射した日射等の外光が画面に照射されると、画面表面で反射し、これにより画面のコントラストが低下して、乗員から画面が見難くなる。そのような場合、乗員から表示画面を見やすくするには、バックライトの輝度を上昇させ、画面のコントラスト低下を抑制する必要があった。
【０００６】
しかしながら、バックライト光源の輝度を通常の状態よりも上昇させると、液晶層に対する照射輝度のばらつきが大きくなり、表示画面の輝度が不均一になるという課題があった。
また、バックライトの輝度を上昇させることによって、コントラスト低下が抑制され、外光入射に対する防眩性は向上するが、一方で、輝度が不均一に上昇したバックライトの光によって、画面を見る人の目に疲労感を与えるという課題があった。
【０００７】
本発明は、前記した点に着目してなされたものであり、液晶画面の背面側にバックライトを備えた液晶表示装置であって、表示画面の輝度を均一に維持すると共に、周囲の明るさに起因する表示画面のコントラスト低下を抑制し、良好な防眩性が得られる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】
【０００８】
前記した課題を解決するために、本発明に係る液晶表示装置は、一対の透明基板に狭持された液晶層に、画像データに応じた電圧が印加される液晶パネル部と、前記液晶パネル部に対しその背面側から白色光を照射するバックライト部とを備え、前記液晶パネル部に画像表示がなされる液晶表示装置であって、前記液晶パネル部は、前記液晶層より背面側に、紫外線光が照射されることにより励起され白色光を発光する蛍光層を有し、前記バックライト部は、白色光を発光する白色発光手段と、紫外線光を発光する紫外線発光手段とを有し、前記紫外線発光手段により放射された紫外線光が前記蛍光層に照射され発光した白色光は、前記白色発光手段により発光された白色光に重畳されて前記液晶層に照射されることに特徴を有する。
尚、少なくとも前記白色発光手段と前記紫外線発光手段とをそれぞれ駆動制御する制御部と、前記制御部に対し、前記紫外線発光手段による紫外線光の放射のオン・オフを決定するための信号を供給する切換信号供給手段とを備え、前記切換信号供給手段は、前記液晶パネル部の周囲の光量を検出する光量センサ、又は、オン・オフの二値のいずれかを出力する切換スイッチであることが好ましい。
【０００９】
このように構成することにより、通常は、白色発光手段により発光された白色光のみによりバックライト照射を行い、表示画面への外光入射が生じた場合に、それに加えて蛍光層において発光した白色光を重畳させるといった利用をすることができる。
即ち、例えば、表示画面への外光入射が生じた場合には、バックライトの輝度を上昇させ、表示画面のコントラスト低下を抑制することができる。
また、このとき、白色発光手段による白色光の輝度を上昇させる必要が無いため、表示画面を見る人の目に負担をかけず、良好な防眩性を得ることができる。
【００１０】
また、前記液晶パネル部において、前記蛍光層の背面側には、前記紫外線発光手段により放射された紫外線光を拡散する光拡散層が設けられていることが望ましい。
このように光拡散層を設けることにより、蛍光層に対し均一に紫外線光が照射され、蛍光層において発光した白色光が、液晶層に対して面均一に照射されるため、表示画面における輝度のばらつきを抑制することができる。
【００１１】
また、前記液晶パネル部において、前記液晶層よりも前面側には、前後方向から入射される紫外線光を遮蔽する紫外線遮蔽層が設けられていることが望ましい。
このように紫外線遮蔽層を設けることにより、外光入射に含まれる紫外線だけでなく、紫外線発光手段により放射された紫外線光を遮蔽することができ、表示画面を見る人への紫外線照射を防止することができる。
【００１２】
また、前記一対の透明基板は、一対の偏光板により狭持され、前記液晶層よりも前面側に配置される前記偏光板において、所定の幅寸法と肉厚寸法とを有し、表示画面の垂直方向に直線状に延びる複数の溝部が、それぞれ所定間隔を空けて並列に形成され、各溝部は、前記液晶パネル部に配列された複数の画素領域に対し、表示画面の水平方向に隣り合う画素領域の中間位置を通るように設けられていることが望ましい。
このような偏光板を設けることにより、表示画面を斜め横から見る場合において、液晶パネル部における各画素領域を透過した光は、前記偏光板における各溝部を通過して画面を見る者の目に到達することとなる。
即ち、表示画面を斜め前方から見る場合には、画面表面において反射光が生じ、コントラストが低下しやすいが、前記構成によりバックライト照射されて各画素領域を透過した光の偏光板による吸収量が低減し、よりコントラスト低下を軽減することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、液晶画面の背面側にバックライトを備えた液晶表示装置であって、表示画面の輝度を均一に維持すると共に、周囲の明るさに起因する表示画面のコントラスト低下を抑制し、良好な防眩性が得られる液晶表示装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明に係る液晶表示装置の全体概略構成を示す側面図である。
【図２】図２は、図１の液晶表示装置が備える液晶パネル部の断面図であって、白色光源のみによるバックライトの状態を示す図である。
【図３】図３は、図１の液晶表示装置が備える液晶パネル部の断面図であって、白色光源と紫外線光源とを利用したバックライトの状態を示す図である。
【図４】図４は、図１の液晶表示装置の動作を説明するためのフロー図である。
【図５】図５は、図１の液晶表示装置の他の実施形態を模式的に示すＬＣＤ本体の概略平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明にかかる実施の形態につき、図に示す実施の形態に基づいて説明する。図１は、この発明に係る液晶表示装置の全体概略構成を示す側面図である。尚、以下の説明において、「前面側」とは、画面を見る人側（図１の画面を見る人の目Ｅ側）の方向を意味し、「背面側」とは、「前面側」の反対方向を意味する。
図１に示す液晶表示装置１は、画素ごとに画像データに応じた電圧が印加される液晶パネル部２と、液晶パネル部２の背面側に配置されたバックライト部３とを備えている。また、液晶パネル部２は、ＴＦＴのゲート電極用ドライバ、ソース電極用ドライバ、画像メモリ等により構成されたＬＣＤコントローラ４によって駆動され、その駆動制御は制御部５により行われる。
【００１６】
また、前記バックライト部３は、液晶パネル部２の背面に白色光を照射するための複数の白色光源６を有する。前記複数の白色光源６は、それぞれ例えば白色ＬＥＤ素子からなり、液晶パネル部２の背面に対し所定の距離を空けて配置された背面板３０上に２次元マトリクス状に均等に配列されている。これにより、液晶パネル部２の背面に対し均一に白色光の照射を行うことができる。
【００１７】
更に、バックライト部３においては、背面板３０上に、白色光源６と同様に複数の紫外線光源７がマトリクス状に均等に配列されており、その結果、各白色光源６と各紫外線光源７とが交互にマトリクス状に配列された状態となされている。複数の紫外線光源７は、それぞれ例えば紫外線ＬＥＤ素子からなる。
尚、これら複数の紫外線光源７は、表示画面の輝度を向上する必要がある場合に、白色光源６と共に点灯制御がなされ、その他の状況にあっては、白色光源６のみが点灯されるようになされている。
【００１８】
また、液晶表示装置１は、前記複数の白色光源６を発光駆動するための白色光源発光ドライバ８と前記複数の紫外線光源７を発光駆動するための紫外線光源発光ドライバ９とをそれぞれ備え、それらは制御部５によって駆動制御がなされる。
尚、前記複数の白色光源６、及び白色光源発光ドライバ８により白色発光手段が構成され、複数の紫外線光源７、及び紫外線光源発光ドライバ９により紫外線発光手段が構成される。
【００１９】
また、前記液晶パネル部２は液晶パネルの基本構造を有するＬＣＤ本体１０を備える。このＬＣＤ本体１０は、図２の拡大図に示すように、一対のガラス基板（透明基板）１１，１２が面対向して配置され、その間に液晶層１５が狭持されている。
より詳しくは、ガラス基板１１，１２の間において、液晶層１５は液晶分子の配向を規制するための一対の配向膜１３，１４に狭持されている。また、背面側の配向膜１３の背面には、ＴＦＴ素子１６ａが画素ごとに配置された画素電極１６が配置され、前面側の配向膜１４の前面には、画素電極１６に対向する共通電極１７が配置されている。更に、共通電極１７の前面側には、ＲＧＢ各色を表示するためのＲＧＢフィルタ１８が配置されている。
【００２０】
また、ＬＣＤ本体１０は、一対の偏光板２０，２１により狭持される。この偏光板２０，２１が設けられることにより、ＴＦＴ素子１６ａのスイッチング動作による液晶層１５への電圧印加に応じて、特定方向に偏波された光が、画素ごとに前面側に通過するようになされている。
【００２１】
ここで、背面側の偏光板２０にあっては、紫外線光が照射されることにより励起され、白色光を発光する蛍光物質を含有する透明顔料が面全体に塗布されている。これにより、偏光板２０には蛍光層が形成され、紫外線光源７から紫外線光が照射されると、蛍光層が励起されて白色発光し、白色光を前方（偏光方向）に放射するようになされている。
【００２２】
尚、背面側の偏光板２０の背面には、紫外線光源７から発光される紫外線光を拡散し、偏光板２０の面全体に均一に照射するための光拡散板２２が設けられている。
また、前面側の偏光板２１の前面には、外光及び紫外線光源７からの紫外線光を遮蔽する紫外線カットフィルム２３（紫外線遮蔽層）と、外光の反射を抑制するマルチコートフィルム２４とが配置され、最前面には、例えばタッチパネル２５（構造の図示省略）が配置されている。
【００２３】
また、図１に示すように、液晶表示装置１は、その周囲の明るさ（光量）を検出する光量センサ３５（切換信号供給手段）を備え、その出力が制御部５に入力されるようになされている。制御部５では、センサ３５の光量検出結果が所定の閾値以上であった場合、例えば、日射光等の外光の入射によって、表示画像が見難い場合等に、紫外線光源駆動ドライバ９により複数の紫外線光源７を発光させるようになされている。
【００２４】
即ち、図３に示すように、偏光板２０（蛍光層）に対し、紫外線光源７によって紫外線光（ＵＶ光）が照射されることにより、偏光板２０において白色光が発光され、白色光源６の発光した白色光に重畳されてＬＣＤ本体１０（液晶層１５）を照射し、表示画面の輝度を向上するようになされている。
尚、光量センサ３５に加え、或いは、それに換えて、紫外線光源駆動ドライバ９の駆動を強制的にオン・オフするために、オン・オフ二値のいずれかを制御部５に出力する切換スイッチ３６（切換信号供給手段）を、乗員から操作可能な位置に設けてもよい。
【００２５】
このように構成された液晶表示装置１においては、その主電源がオン状態となされると（図４のステップＳ１）、制御部５は、ＬＣＤコントローラ４を駆動すると共に、白色光源駆動ドライバ８により白色光源６を発光させる（図４のステップＳ２）。
これにより液晶パネル部２には、その背後からバックライト部３により白色光が照射され、所定の映像が液晶表示される。
【００２６】
尚、通常時、例えば、夜間等の周囲が暗いとき、日射等の外光の入射が少ないとき等にあっては、このように白色光源６から放射された白色光のみで液晶パネル部２に対するバックライト照射が行われる。
また、このとき、光量センサ３５が検出した画面周囲の光量に基づき、白色光源６の発光輝度を制御することが望ましい（例えば、夜間は発光輝度を低下させる等）。
【００２７】
一方、画面に対する日射等の外光の入射があり、光量センサ３５の検出した光量が所定の閾値を越えた場合、制御部５は紫外線光源駆動ドライバ９を駆動し、紫外線光源７を点灯して紫外線光（ＵＶ光）を放射させる（図４のステップＳ４）。
放射された紫外線光は、図３に示すように先ず光拡散板２２に照射されて拡散され、偏光板２０に対して略均一に照射される。ここで、偏光板２０に形成されている蛍光層は、ＵＶ光が照射されることにより励起され白色発光し、ＬＣＤ本体１０（液晶層１５）に照射される。
【００２８】
即ち、白色光源６により放射される白色光と、偏光板２０において発光した白色光とが重畳され、バックライトとしてＬＣＤ本体１０（液晶層１５）に対し照射されるため、表示画面の輝度が上昇し、コントラストの低下が抑制されて、表示画面が見やすい状態となる。
尚、紫外線光源７から放射された紫外線光は、紫外線カットフィルム２３によって遮断されるため、表示画面を見る人の目Ｅに到達することがなく、その悪影響を防止することができる。
【００２９】
また、このように白色光源６と紫外線光源７とが共に点灯した状態から、光量センサ３５の検出した光量が閾値を下回ると（図４のステップＳ５）、制御部５は紫外線光源駆動ドライバ９により紫外線光源７を消灯させる（図４のステップＳ６）。
即ち、日射光等の外光の画面への入射がない状態へと戻ったため、白色光源６のみによるバックライトの照射で充分に画面表示がなされることとなる。
このように図４のステップＳ３〜Ｓ６の制御に基づき、主電源オフの状態となされるまで（図４のステップＳ７）、画面への外光の入射に対する対応が自動的に行われる。
【００３０】
以上のように本実施の形態に係る液晶表示装置１によれば、通常時には白色光源６から放射された白色光のみにより液晶パネル部２へのバックライト照射がなされ、表示画面への外光入射が生じた場合には、紫外線光源７から放射された紫外線光により液晶背面側の蛍光層が励起され白色発光する。
即ち、表示画面への外光入射が生じた場合には、通常の白色光源６による白色光と、偏光板２０に形成された蛍光層の発光による白色光とが重畳され、これによりバックライト輝度が上昇し、表示画面のコントラスト低下を抑制することができる。
また、このとき、白色光源６の輝度を上昇させる必要がないため、表示画面を見る人の目に負担をかけることなく、良好な防眩性を得ることができる。
更に、偏光板２０の蛍光層が発光した白色光が、液晶パネル部２に対して面均一に照射されるため、表示画面における輝度のばらつきを抑制することができる。
【００３１】
尚、前記実施の形態においては、ＬＣＤ本体１０の前面側に配置される偏光板２１は、通常一般に用いられる偏光板を採用することができるが、本発明に係る液晶表示装置１にあっては、それに限定されるものではない。
例えば、図５は、液晶パネル部２の一部構成を模式的に示す平面図である。図５に示す偏光板２１には、所定の幅寸法と肉厚寸法をもって、表示画面の垂直方向に直線状に延びる複数の溝部２１ａが、それぞれ所定間隔を空けて並列に形成されている。
【００３２】
具体的には、各溝部２１ａは、ＬＣＤ本体１０に配列された複数の画素領域４０に対し、表示画面の水平方向に隣り合う画素領域４０の中間位置を通るように設けられている。
これにより、液晶パネル２を斜め前方から見る場合において、各画素領域４０を透過した光は、前記偏光板２１における各溝部２１ａを通過して画面を見る者の目Ｅに到達することとなる。
即ち、液晶パネル２を斜め前方から見る場合には、画面表面において反射光が生じ、コントラストが低下しやすいが、図５の構成により、バックライト照射されて各画素領域４０を透過した光の偏光板２１による吸収量が低減し、よりコントラスト低下を軽減することができる。
【符号の説明】
【００３３】
１          液晶表示装置
２          液晶パネル部
３          バックライト部
４          ＬＣＤコントローラ
５          制御部
６          白色光源（白色発光手段）
７          紫外線光源（紫外線発光手段）
８          白色光源発光ドライバ（白色発光手段）
９          紫外線光源発光ドライバ（紫外線発光手段）
１０        ＬＣＤ本体
１１        ガラス基板（透明基板）
１２        ガラス基板（透明基板）
１３        配向板
１４        配向板
１５        液晶層
１６        画素電極
１６ａ      ＴＦＴ
１７        共通電極
１８        ＲＧＢフィルタ
２０        偏光板（蛍光層）
２１        偏光板
２１ａ      溝部
２２        光拡散板
２３        紫外線カットフィルム（紫外線遮蔽層）
２４        マルチコートフィルム
２５        タッチパネル
３５        光量センサ（切換信号供給手段）
３６        切換スイッチ（切換信号供給手段）
【図１】
2011237701.tif 000003
【図２】
2011237701.tif 000004
【図３】
2011237701.tif 000005
【図４】
2011237701.tif 000006
【図５】
2011237701.tif 000007