(57)【要約】【課題】簡単な構成で違和感を感じることなく表示に奥行き感を出せる表示装置を提供する。【解決手段】液晶表示部２は、バックライト部３から照明光１２が入射されると予め定めたセグメント形状が表示される。この液晶表示部２に表示されるセグメント形状と同形状かつ同じ大きさに形成された凸部１４が設けられた透明な立体部材４を設ける。そして、液晶表示部２に表示された表示形状と凸部１４とが重なるように液晶表示部２とバックライト部３との間に立体部材４を配置する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め定めた表示形状が表示可能な液晶表示部と、前記液晶表示部の背面から光を入射して前記液晶表示部に前記表示形状を表示させるバックライト部と、を備えた液晶表示装置において、
前記液晶表示部に表示される前記表示形状と同形状かつ同じ大きさに形成された凸部又は凹部が設けられた透明な立体部材をさらに備え、そして、
前記液晶表示部に表示された前記表示形状と前記凸部又は前記凹部とが重なるように前記液晶表示部と前記バックライト部との間に前記立体部材を配置した
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記凸部の外側面又は前記凹部の内側面には背面から正面に向かう方向に沿ったテーパが設けられている
ことを特徴とする請求項１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、液晶表示装置に係り、特に、予め定めた表示形状が表示可能な液晶表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、上述した液晶表示部を備えた表示装置は、表示に奥行きが感じられない。そこで、例えば、セグメント形状を表示したい場合、そのセグメント形状の影を液晶表示部に表示して奥行きを出すものなど考えられていた。しかしながら、このような表示方法の工夫だけでは限界があり、立体的に見せるのは困難である、という問題点があった。また、液晶表示部を複数枚重ねて表示を立体的に見せる方法も考えられているが、液晶表示部が複数枚必要となり、コスト高となってしまう。
【０００３】
そこで、上記のような問題点を解決するために、例えば、図１２に示すような液晶表示装置１００が提案されている。同図に示すように、液晶表示装置１００は、遮光板１０１と、液晶表示部としての表示パネル１０２と、透明基板１０３と、を備えている。上記遮光板１０１は、上記表示パネル１０２の背面に配置されていて、全面黒色に設けられている。表示パネル１０２は、２枚のガラス基板１０４、１０５と、その間に挟まれた高分子分散型液晶（以下ＰＤＬＣ）層１０６と、から構成されている。
【０００４】
正面側のガラス基板１０４は、そのＰＤＬＣ層１０６側に透明電極１０７が設けられている。透明電極１０７は、セグメント形状に形成された多数の表示セグメント１０７Ａと、バック１０７Ｂと、から構成されている。一方、背面側のガラス基板１０５は、その下端から照明光１０８が入射されていて、照明光１０８をＰＤＬＣ層１０６の背面に導く。上記ＰＤＬＣ層１０６は、厚み方向に電圧を印加すると透明になり、遮光板１０１の黒色が視認される。また、ＰＤＬＣ層１０６は、厚み方向に電圧が印加されていないと照明光１０８を散乱して白く発光する。
【０００５】
よって、発光したい表示セグメント１０７Ａ以外の透明電極１０７に電圧を印加すると、電圧が印加された部分だけ透明となり、正面から見ると遮光板１０１の黒色が視認される。一方、電圧が印加されていない表示セグメント１０７Ａは、照明光１０８の光を散乱して白く発光して見える。即ち、黒地（背景色は遮光板１０１の色である黒となる）に白く表示像が浮かぶ。
【０００６】
上記透明基板１０３は、上記表示パネル１０２の正面に配置されていて、その正面側にマスク１０９が設けられている。このマスク１０９には、表示パネル１０２の表示セグメント１０７Ａと同一箇所に同一形状の窓部１０９Ａが設けられ、表示セグメント１０７Ａ以外の部分は遮光部１０９Ｂとして黒色遮光されている。上述した透明基板１０３を表示パネル１０２の正面に設けることにより、観測者の右目と左目に視差を発生させて、奥行き感を強調させている。
【０００７】
しかしながら、上述したように表示パネル１０２の正面にマスク１０９を施した透明基板１０３を配置する構造では、マスク１０９の窓部１０９Ａの形状と異なる表示をした場合や、外光入射時に発光していない表示セグメント１０７Ａに対応する窓部１０９Ａのエッジや端面が観測者から見えてしまい、違和感を感じる、という問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−１８３８８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、本発明は、簡単な構成で違和感を感じることなく表示に奥行き感を出せる表示装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するためになされた請求項１記載の発明は、予め定めた表示形状が表示可能な液晶表示部と、前記液晶表示部の背面から光を入射して前記液晶表示部に前記表示形状を表示させるバックライト部と、を備えた液晶表示装置において、前記液晶表示部に表示される前記表示形状と同形状かつ同じ大きさに形成された凸部又は凹部が設けられた透明な立体部材をさらに備え、そして、前記液晶表示部に表示された前記表示形状と前記凸部又は前記凹部とが重なるように前記液晶表示部と前記バックライト部との間に前記立体部材を配置したことを特徴とする液晶表示装置に存する。
【００１１】
請求項２記載の発明は、前記凸部の外側面又は前記凹部の内側面には背面から正面に向かう方向に沿ったテーパが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置に存する。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように請求項１記載の発明によれば、表示形状と凸部又は凹部とが重なるように液晶表示部とバックライト部との間に立体部材を配置することにより、凸部又は凹部の外側面又は内側面が表示形状の影のように見えて奥行き感を感じることができる。影を表示した場合と異なり、見る角度を変えるとそれに応じて見える外側面又は内側面が異なり、表示が立体的に見える。液晶表示部の表示面に光学部材のレンズを使用する方法や、液晶表示部を複数使用する方法と違い、凸部又は凹部を設けた立体部材の挿入だけで低コストで表示に奥行き感を出すことができる。さらに、立体部材が液晶表示部の背面側に配置されているため、バックライト部が発光していないときに立体部材の凸部又は凹部のエッジや端面が見えることがない。よって、簡単な構成で違和感を感じることなく表示に奥行き感を出すことができる。
【００１３】
請求項２記載の発明によれば、真正面から見たときも凸部又は凹部の外側面又は内側面が視認でき、表示が立体的に見える。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の液晶表示装置の一実施形態を示す正面図である。
【図２】第１実施形態における図１に示す液晶表示装置の分解斜視図である。
【図３】第１実施形態における図１に示す液晶表示装置のＩ−Ｉ線断面図である。
【図４】（Ａ）は他の実施形態における液晶表示装置の断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＸ１部拡大図である。
【図５】（Ａ）は他の実施形態における液晶表示装置の断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＸ２部拡大図である。
【図６】第２実施形態における図１に示す液晶表示装置の分解斜視図である。
【図７】第２実施形態における図１に示す液晶表示装置のＩ−Ｉ線断面図である。
【図８】図６及び図７に示す立体部材を非透光部材で構成したときの問題点を説明するための図である。
【図９】（Ａ）は他の実施形態における液晶表示装置の断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＸ３部拡大図である。
【図１０】（Ａ）は他の実施形態における液晶表示装置の断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＸ４部拡大図である。
【図１１】図４、図５、図９及び図１０に示す液晶表示装置の正面図である。
【図１２】従来の液晶表示装置の一例を示す分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
第１実施形態
以下、本発明の第１実施形態を図１〜図３に基づいて説明する。図１は、本発明の液晶表示装置の一実施形態を示す正面図である。図２は、第１実施形態における図１に示す液晶表示装置の分解斜視図である。図３は、第１実施形態における図１に示す液晶表示装置のＩ−Ｉ線断面図である。
【００１６】
図１〜図３に示す液晶表示装置１は、例えば車両のスピードメータに用いられるものである。同図に示すように、液晶表示装置１は、液晶表示部２と、バックライト部３と、立体部材４と、を備えている。液晶表示部２は、偏光方向が互いに直交するように設けられた垂直偏光板５及び水平偏光板６と、この２枚の垂直偏光板５及び水平偏光板６の間に挟まれた２枚のガラス基板７、８と、この２枚のガラス基板７、８の間に挟まれた液晶層９と、から構成されている。
【００１７】
上記垂直偏光板５は、後述する液晶層９の背面側に設けられている。垂直偏光板５は、入射光の水平方向成分を吸収して垂直方向成分のみを持った光に直線偏光する。一方、水平偏光板６は、後述する液晶層９の正面側に設けられている。水平偏光板６は、入射光の垂直方向成分を吸収して水平方向成分のみを持った光に直線偏光する。
【００１８】
ガラス基板７、８はそれぞれ、液晶層９側に複数のセグメント透明電極１０とバック透明電極１１とが設けられている。複数のセグメント透明電極１０は、一番上の桁が「１」のみを表示でき、真ん中及び一番下の桁が「０」〜「８」まで表示できるような３桁のセグメント形状（表示形状）に形成されている。バック透明電極１１は、上記セグメント形状が切り抜かれた形状に形成されている。上記セグメント透明電極１０及びバック透明電極１１はそれぞれ、図示しない制御装置に接続されている。そして、この制御装置により各セグメント透明電極１０、バック透明電極１１に対する電圧供給が制御される。
【００１９】
次に、上記液晶層９について説明する。まず、厚み方向に電圧が印加されていない状態では、液晶層９の液晶分子は厚み方向に沿って９０度ねじれた状態で配向される。このような液晶層９を通過した入射光は、９０度ねじれた状態となる。一方、厚み方向に電圧が印加されると、液晶層９の液晶分子は厚み方向に対して平行に配向される。このような液晶層９を通過した入射光は、液晶分子の並びに沿って直進する。また、上記バックライト部３は、上記液晶層９の背面側に設けられていて、導光部材で構成されている。バックライド部３は、その下端から照明光１２が入射され、その照明光１２を液晶層９の背面全体に均一に導く。
【００２０】
上記立体部材４は、平板部１３と、この平板部１３の正面から突出した凸部１４と、から構成されている。上記凸部１４は、正面視形状がセグメント形状に形成されたセグメント透明電極１０と同形状かつ同じ大きさに形成されている。そして、この立体部材４は、セグメント形状、即ち透明電極１０と凸部１４とが重なるように液晶表示部２とバックライト部３との間に配置される。なお、立体部材４は、液晶表示部２に対するバックライト部３からの照明光１２を遮断しないようにするために透明な透光部材で構成する必要がある。また、立体部材４は、バックライト部３からの照明光１２を偏光しないような等方性部材であることが望ましい。
【００２１】
次に、上述した構成の液晶表示装置１の動作について説明する。まず、バック透明電極１１に対してのみ電圧供給して、液晶層９のバック透明電極１１に挟まれた部分に電圧を印加した場合について説明する。液晶層９において電圧が印加されたバック透明電極１１に挟まれた部分の液晶分子は、上述したように厚み方向に対して平行に配向される。一方、液晶層９において電圧が印加されていないセグメント透明電極１０に挟まれた部分の液晶分子は、上述したように厚み方向に沿って９０度ねじれた状態となる。
【００２２】
このような状態で照明光１２をバックライト部３の下端から入射すると、照明光１２は、バックライト部３内を導光して立体部材４の背面に入射される。立体部材４の背面に入射された照明光１２は、そのまま立体部材４を通過して液晶表示部２の背面に入射される。液晶表示部２の背面に入射された照明光１２は、背面側の垂直偏光板５によって垂直方向成分のみを持った光に直線偏光された後に、液晶層９の背面に入射される。
【００２３】
上記垂直偏光板５によって垂直方向成分のみに偏光された照明光１２は、液晶層９の電圧が印加されているバック透明電極１１に挟まれた部分に入射されると、厚み方向に対して平行に配向された液晶分子に沿って直進する。よって、液晶層９の電圧が印加されているバック透明電極１１に挟まれた部分を通過した後の照明光１２は、液晶層９に入射される前と同様に垂直方向成分のみを持った光となる。この垂直方向成分のみを持った照明光１２は、正面側に設けた水平偏光板６によって垂直方向成分が吸収されるため観測者に届くことはない。
【００２４】
一方、上記垂直偏光板５によって垂直方向成分のみに偏光された照明光１２は、液晶層９の電圧が印加されていないセグメント透明電極１０に挟まれた部分に入射されると、厚み方向に従って９０度ねじれた液晶分子に沿って進み、９０度ねじれて水平方向成分のみを持った光となる。この水平方向成分のみを持った照明光１２は、正面側に設けた水平偏光板６を通過して観測者に届く。即ち、液晶表示部２において、電圧が印加されたバック透明電極１１に対応する部分は、バックライト部３から入射される照明光１２を遮断する。一方、電圧が印加されていないセグメント透明電極１０に対応する部分は、バックライト部３から入射される照明光１２を透過する。よって、液晶表示部２には、黒色の背景にセグメント形状が光輝して視認される。また、図示しない制御装置は、複数のセグメント透明電極１０の一部に電圧を供給することにより、複数のセグメント形状の一部を消灯して「０」〜「１８８」までの数字を表示する。
【００２５】
上述したように液晶表示部２においては、電圧が印加されていないセグメント透明電極１０に対応する部分が光を透過する。よって、図３に示すように、この液晶表示部２の光を透過するセグメント透明電極１０に対応する部分を通じて液晶表示部２の背面に配置された立体部材４の凸部１４の外側面が視認できる。このため、図１に示すように、光輝しているセグメントの立体的な影が視認される。
【００２６】
上述した液晶表示装置１によれば、セグメント形状と凸部１４とが重なるように液晶表示部２とバックライト部３との間に立体部材４を配置することにより、凸部１４の外側面がセグメント形状の影のように見えて奥行き感を感じることができる。影を表示した場合と異なり、見る角度を変えるとそれに応じて見える凸部１４の外側面が異なり、表示が立体的に見える。液晶表示部２の表示面に光学部材のレンズを使用する方法や、液晶表示部２を複数使用する方法と違い、凸部１４を設けた立体部材４の挿入だけで低コストで表示に奥行き感を出すことができる。さらに、立体部材４が液晶表示部２の背面側に配置されているため、バックライト部３が発光していないときに立体部材４の凸部１４のエッジや外側面がはっきりと見えることがない。よって、簡単な構成で違和感を感じることなく表示に奥行き感を出すことができる。
【００２７】
なお、上述した第１実施形態では、凸部１４の外側面は液晶表示部２に対して直交するように設けていたが本発明はこれに限ったものではない。例えば、図４及び図５に示すように、凸部１４の外側面に背面から正面に向かう方向に沿ったテーパを設けるようにしてもよい。このテーパとしては、図４に示すように、背面から正面に向かうに従ってセグメント透明電極１０の内側に近づくように形成しても良い。図４に示すようなテーパを設けた場合、凸部１４の底面Ｍ２がセグメント透明電極１０と同じ大きさに設けられ、上面Ｍ１がセグメント透明電極１０より一回り小さく設けられる。
【００２８】
また、テーパとしては、図５に示すように、正面から背面に向かうに従ってセグメント透明電極１０の内側に近づくように形成しても良い。図５に示すようなテーパを設けた場合、凸部１４の上面Ｍ１がセグメント透明電極１０と同じ大きさに設けられ、底面Ｍ２がセグメント透明電極１０より一回り小さくなるように設けられている。
【００２９】
上述したように凸部１４の外側面にテーパを設けることにより、真正面から液晶表示装置１を視認した場合であっても、図１１に示すように、上記液晶表示部２の光を透過するセグメント透明電極１０に対応する部分を通じて液晶表示部２の背面に配置された立体部材４の凸部１４の外側面が視認でき、表示が立体的に見える。
【００３０】
第２実施形態
次に、本発明の第２実施形態を図６及び図７に基づいて説明する。図６は、第２実施形態における図１に示す液晶表示装置の分解斜視図である。図７は、第１実施形態における図１に示す液晶表示装置のＩ−Ｉ線断面図である。第１実施形態と第２実施形態とで大きく異なる点は、立体部材４の形状である。液晶表示部２及びバックライト部３については、第１実施形態と同様の構成であるため、ここでは詳細な説明は省略する。
【００３１】
上記立体部材４は、箱型に形成されていて、正面から背面に向かって貫通する凹部１５が設けられている。上記凹部１５は、正面視形状がセグメント形状に形成されたセグメント透明電極１０と同じ形状かつ同じ大きさに形成されている。そして、この立体部材４は、セグメント形状、即ちセグメント透明電極１０と凹部１５とが重なるように液晶表示部２とバックライト部３との間に配置される。
【００３２】
なお、正面から背面に向かって貫通する凹部１５を形成した場合も、第１実施形態と同様に立体部材４は透光部材で構成する必要がある。この理由について図８を参照して以下説明する。図８においては、セグメント形状は簡略化して書いてある。今、立体部材４を非透光部材で構成した場合について考える。まず、バックライト部３からの照明光１２は、立体部材４の背面に入射される。立体部材４の凹部１５以外の部分に入射された照明光１２は、非透光部材の立体部材４によって完全に遮光される。一方、立体部材４の凹部１５に入射された照明光１２は、遮光されずそのまま液晶表示部２のセグメント透明電極１０が設けられている部分に入射される。
【００３３】
凹部１５を通過して液晶表示部２に入射した照明光１２は、第１実施形態で説明したように電圧が印加されているセグメント透明電極１０に挟まれた部分では遮光され、電圧が印加されていないセグメント透明電極１０に挟まれた部分では透過する。しかしながら、液晶表示部２では完全に照明光１２を遮光することが難しい。このため、セグメント以外のバックは非透光部材の立体部材４で遮光されているため真っ暗に視認されるが、液晶表示部２で遮光されているセグメント形状はうっすらと光ってしまい、立体部材４で遮光されているバック部分と液晶表示部２で遮光されているセグメント形状との見え方が大きく異なってしまう。
【００３４】
よって、図８（Ａ）に示すように全てのセグメント形状を光輝させた場合は、立体部材４を非透光部材で構成しても問題ないが、図８（Ｂ）に示すように一部のセグメント形状だけを光輝させた場合、液晶表示部２で遮光された光輝していないセグメント形状がうっすらと光って中見えしてしまう。そこで、第１実施形態と同様に立体部材４を透光部材で構成すれば、立体部材４の背面に入射された照明光１２は、第１実施形態と同様に、立体部材４自体や立体部材４に設けた凹部１５を通過して液晶表示部２の背面に入射される。このため、セグメント形状以外のバックも液晶表示部２で遮光されるため一部のセグメント形状を光輝したい場合であっても中見えすることはない。
【００３５】
上述した液晶表示装置１によれば、セグメント透明電極１０と凹部１５とが重なるように液晶表示部２とバックライト部３との間に立体部材４を配置することにより、凹部１５の内側面がセグメント形状の影のように見えて奥行き感を感じることができる。影を表示した場合と異なり、見る角度を変えるとそれに応じて見える凹部１５の内側面が異なり、表示が立体的に見える。液晶表示部２の表示面に光学部材のレンズを使用する方法や、液晶表示部２を複数使用する方法と違い、凹部１５を設けた立体部材４の挿入だけで低コストで表示に奥行き感を出すことができる。さらに、立体部材４が液晶表示部２の背面側に配置されているため、発光していないときに立体部材４の凹部１５のエッジや内側面がはっきりと見えることがない。よって、簡単な構成で違和感を感じることなく表示に奥行き感を出すことができる。
【００３６】
なお、上述した第２実施形態では、凹部１５の内側面は液晶表示部２に対して直交するように設けていたが、本発明はこれに限ったものではない。例えば、図９及び図１０に示すように、凹部１５の内側面に背面から正面に向かう方向に沿ったテーパを設けるようにしてもよい。このテーパとしては、図９に示すように、背面から正面に向かうに従ってセグメント透明電極１０の内側に近づくように形成してもよい。図９に示すようなテーパを設けた場合、凹部１５の背面側開口がセグメント透明電極１０と同じ大きさに設けられ、正面側開口がセグメント透明電極１０より一回り小さく設けられる。
【００３７】
また、テーパとしては、図１０に示すように、正面から背面に向かうに従ってセグメント透明電極１０の内側に近づくように形成してもよい。図１０に示すようにテーパを設けた場合、凹部１５の正面側開口がセグメント透明電極１０と同じ大きさに設けられ、背面側開口がセグメント透明電極１０より一回り小さくなるように設けられている。
【００３８】
上述したように凹部１５の外側面にテーパを設けることにより、真正面から液晶表示装置１を視認した場合であっても、図１１に示すように、上記液晶表示部２の光を透過するセグメント部分を通じて液晶表示部２の背面に配置された立体部材４の凹部１５の内側面が視認でき、表示が立体的に見える。
【００３９】
また、第２実施形態によれば、凹部１５は正面から背面に向かって貫通するように設けられていたが、本発明はこれに限ったものではない。例えば、凹部１５としては、背面に向かって窪んだ形状であってもよい。
【００４０】
また、上述した第１実施形態及び第２実施形態によれば、液晶表示部２として偏光板を用いたものについて説明していたが、本発明はこれに限ったものではない。液晶表示部２としては、予め定めた表示形状が表示できるような公知のいわゆるセグメント方式の液晶表示部であればよい。よって、例えば背景技術で説明したような構造の液晶表示部２であってもよい。この場合、液晶表示部２においては、上述した背景技術でも説明したように、セグメント形状の背景であるバック部分が透明となるため、このバック部分を介して凸部１４の外側面や凹部１５の内側面が視認される。
【００４１】
また、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【符号の説明】
【００４２】
１    液晶表示装置
２    液晶表示部
３    バックライト部
４    立体部材
１４  凸部
１５  凹部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2011095447.tif 000009
【図８】
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【図９】
2011095447.tif 000011
【図１０】
2011095447.tif 000012
【図１１】
2011095447.tif 000013
【図１２】
2011095447.tif 000014