(57)【要約】      （修正有）【課題】昼夜どちらの時間帯でも明るく表示し、視認性の改善が可能な省エネルギー反射型液晶表示装置を提供する。【解決手段】液晶表示装置１は、表示面側から順に、表偏光板４、液晶パネル３、拡散層を持つ反射型偏光フィルム２、インク層６、７、８、反射フィルム５が積層されて、夜間照明用のライト１０が適切な位置に配置されて構成される。ライト１０としては、LEDや蛍光灯を用いるのが好ましい。表示される文字や画像の制御は、液晶パネル３を用い電子制御により行われる。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
表側偏光板、液晶パネル、拡散を持つ反射型偏光フィルム、インク層、反射板を順に積層して構成されることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記の液晶パネルは偏光板を含まないＴＮ型液晶パネルを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記インク層が前記の反射型偏光フィルムの裏にカラーインクを直接塗布した層であることを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれか１項記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記液晶パネルに光が当たるようにフロントライト、又は、フロントライトと導光板を配置したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の液晶表示装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、例えば、屋外設置の自販機（自動販売機）に使用可能な液晶表示装置に係り、特に省エネルギー反射型液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自販機の料金表示は紙印刷表示が一般的である。しかし、紙印刷表示の場合、料金表示の変更作業は非常に多くの手間と費用がかかり、その料金表示のデジタル化が望まれている。一方、安価で、屋外の厳しい温度、湿度環境に耐久性があり、かつ、昼夜兼用でも視認性に優れた料金表示方式は、いまだに考案されていない。最近一部の自販機が大型の液晶ディスプレイを採用したが、屋内限定である。また、最近のエネルギー事情を鑑みるに自販機の節電は重要なテーマであり、屋外設置の自販機に使用可能な明るい反射型の料金表示システムが求められている。
【０００３】
屋外で使用されている液晶表示装置は極めて少なく、その原因の一つは液晶表示装置の暗さにある。液晶表示装置は非発光の表示装置なので、LEDなどの発光型ディスプレイに比べて、屋外で使うには不向きだと言われている。液晶表示装置には偏光板があるため、特に昼間では、反射率は４０%以下まで下がるのが普通である。耐久性のよい偏光板だと、反射率が３０％近くまで下がることもある。３０％の反射率では、屋外設置の自販機としての使用を想定すると、太陽光が照らしている間、背景が明るいため、表示が暗くなり視認性が極めて悪くなるという問題がある。特に、赤色の「あたたかい」と青色の「つめたい」表示を切り替えできるようなカラー表示が必要な場合には、現在バックライトを用いた透過型方式しか提案できない。その場合、一般的に半透過型偏光板を使うので、さらに反射率が減って、視認性が悪くなるという問題がある。よって、今後の省エネルギーを考えると、カラー表示でも、昼間には明るい反射型、夜間にはフロントライトで照明できる方式を実現できることが重要である。
【０００４】
この改善策として、高反射率の銀反射板などが使われる。しかし銀反射板を用いても、屋外で使用する表示装置では視認性の大きな改善は見られない。昼間でも強いバックライトを点灯させ、強制的に太陽光に対抗する方法もあるが、省エネルギー性を考えるならば推薦できる方法ではない。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
本考案は、例えば、屋外設置の自販機の料金表示を、昼夜どちらの時間帯でも明るく表示し、視認性の改善が可能な省エネルギー反射型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】
【０００６】
本考案（１）は、表側偏光板、液晶パネル、拡散層、ある偏光角を持つ直線偏光しか通らず、それに垂直した偏光角を持つ直線偏光を反射するような反射型偏光フィルム、インク層、反射板を順に積層して構成されることを特徴とする液晶表示装置である。
本考案（２）は、  前記の液晶パネルは偏光板を含まないＴＮ型液晶パネルを特徴とする前記考案（１）の液晶表示装置である。
本考案（３）は、前記インク層が前記の反射型偏光フィルムの裏に直接塗布した層であることを特徴とする前記考案（１）又は前記考案（２）の液晶表示装置である。
本考案（４）は、  前記液晶パネルに光が当たるようにフロントライト、又は、フロントライトと導光板を配置したことを特徴とする前記考案（１）乃至前記考案（３）の液晶表示装置である。
【考案の効果】
【０００７】
本考案の液晶表示装置は、前偏光板、液晶パネル、拡散層、反射型偏光フィルム、インク層および反射板を一体化したことによって、反射型でも明るいカラー表示を実現することができるようになるという利点を有する。さらに、パネルを点灯、非点灯することによって、印刷カラーを表示、非表示することにより、自由に切り替えることが可能である。また、反射型偏光フィルムの配置角度を９０度回転させることによって、上記の表示機能を逆にすることも可能である。特に、カラーインクを反射型偏光フィルムの裏に直接印刷することによって、コントラスト、色味ともに格段によくなった。太陽の下でも明るく表示できる。また、夜にはフロントライトを点灯させることで夜でも明るい表示が可能になり、昼夜兼用の明るい省エネルギー反射型液晶ディスプレイの提供が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は実施例１に係る液晶表示装置の断面図である。
【図２】図２は実施例１に係る表示画面の具体例である。
【図３】図３は実施例２に係る液晶表示装置の断面図である。
【考案を実施するための形態】
【０００９】
本考案に係る液晶表示装置は、液晶パネルの裏側に、従来の偏光板の代わりに拡散層を持つ反射型偏光フィルムを貼り、そのフィルムの裏にカラーインクで必要なカラーパターンを印刷し、さらにその裏に高い反射率を持つ反射板を置くことを主な特徴とする。ただし、拡散層はパネルと反射型偏光フィルムの間に位置する。上記の反射型偏光フィルムは、ある偏光角を持つ直線偏光しか通らず、それに垂直した偏光角を持つ直線偏光を反射するフィルムを用いている。
夜間使用や昼夜兼用、あるいは暗い場所での使用を目的とする場合は、パネルの表に配置したフロントライトを照明に用いる。液晶パネル内の液晶材料の光学物性、パネルのギャップ、拡散層の拡散度とインクの色味をあわせて、もっとも明るく見えるように調整するのが好ましい。フロントライトは加工しやすさと視認性のよさを考慮し、製品イメージを損なわないように設計するのが好ましい。フロントライトとして普通の蛍光灯を用いてもよい。日中限定使用を想定する場合は、フロントライトを用いない形態も可能であり、この場合でも、本考案に係る液晶表示装置は視認性の向上に効果があることは言うまでもない。
【実施例１】
【００１０】
本発明の液晶表示装置として、料金表示装置に適用した場合の実施例について説明する。図１は本考案の実施例に係る料金表示装置１の断面図である。料金表示装置１は、表示面側から順に、表偏光板４、液晶パネル３、拡散層を持つ反射型偏光フィルム２、インク層６、７、８、反射フィルム５が積層されて、夜間照明用のライト１０が適切な位置に配置されて構成される。ライト１０としては、LEDや蛍光灯を用いるのが好ましい。本考案の主体は自販機の表示装置の構成方法にあるので、電子、機構系の説明は省略するが、表示される文字や画像の制御は、液晶パネル３を用い電子制御により行われることは言うまでもない。
【００１１】
料金表示装置１の組立ては、例えば、以下述べる順に行う。液晶パネル３は、例えば、TNモードの液晶パネルを用いる。透明導電膜を持つ２枚のガラス基板内に液晶材料を密閉し、表側に耐久性のよい偏光板を貼る。液晶パネルの裏側にはまず反射型偏光フィルムを貼り、その裏に、料金表示の色パターンにあわせて、黒インク、赤色インクと青色インクなどを印刷する。さらに、その裏に金属反射フィルムを置く。パネルの表に、フロントライトを設置する。反射型偏光フィルムはブリュースター角原理を利用し、異なる複屈折率を持つ有機材料を多層化し、反射型偏光フィルムの機能を高めるように作製した。
【００１２】
液晶表示装置をこのような構成としたので、外光または太陽光が液晶パネル３を通過し、直線偏光になる。画素電極に電圧が印加されていない場合には、直線偏光の偏光方向が90度回転した後、反射型偏光フィルムの反射軸と一致するので、光が反射される。画層点灯される場合には、直線偏光が回転せず、反射型偏光フィルムを通過し、裏の印刷層が見える。この方法を使うことによって、反射型の液晶パネルのカラー表示と非表示が実現され、且つ入射光が無駄なく使われ、従来のものに比べ、より明るく表示することができた。昼間にはフロントライトが点灯せず、日光の反射によって明るい表示が得られる。夜にはフロントライトが点灯されるので、夜間でも明るい表示ができる。フロントライトとしては、例えば、白色蛍光灯、または、LEDランプを用いる。
このシステムで得られた表示画面の例を図２に示す。図１において、インク層は、赤インク層６、青インク層７、黒インク層８となるように、表示画面が３つの領域に色分けされるようカラーインクで塗布されている。図２に示す表示画面では、赤色バックに「あたたかい」白文字の表示１１、青色バックに「つめたい」白文字の表示１２と黒色バックに白文字料金表示１３が表示されている。反射型偏光フィルムとパネルの間に配置角度を90度変えることにより、それぞれのバックの色と文字色が逆転できる。インク層の色配置は、図１、２に示す例では、赤、青、黒としたが、本考案がこの色配置に限定されるものではないことは言うまでもない。また、図２では、「あたたかい」「つめたい」「￥１２０」が表示される文字や料金の例として示されているが、これらを他の文字や料金に変更または削除する必要がある場合は、液晶パネルを用いた電子制御により変更または削除できることは言うまでもない。
【実施例２】
【００１３】
図３は本考案の別の実施例に係る料金表示装置１の断面図である。料金表示装置１は、表示面側から順に、フロントライト導光板９、表偏光板４、液晶パネル３、拡散層を持つ反射型偏光フィルム２、インク層６、７、８、反射板５が積層されて、夜間照明用のライト１０が適切な位置（フロントライト導光板９のサイド側）に配置されて構成される。本考案の主体は自販機の表示装置の構成方法にあるので、電子、機構系の説明は省略するが、表示される文字や画像の制御は、液晶パネル３を用い電子制御により行われることは言うまでもない。
【００１４】
図３に示す構成では、カラーインクは裏の反射板表面に印刷した。反射型偏光フィルムの裏に印刷することに比べて、コントラストと色味が落ちるものの、表示機能自体が問題ない。フロントライトは液晶パネルの表にフロントライト導光板とLEDランクを組み合わせて、照明を構成した。導光板表面は、約０．５ｍｍピッチの三角形溝を均一に形成し、LEDランプの入射光方向はほぼ三角形溝と垂直するように導光板のサイド側にLEDを配置した。導光板は透明なPC材料を使用した。導光板を用いることで、フロントライトの光が夜でも明るく、より均一な照度で液晶パネルを照明できる。
【００１５】
明るい場所、特に屋外で太陽光に当たる場所に使用される省エネルギー自販機、且つ液晶表示装置が昼夜ともよい視認性を要求される用途に適用できる。もちろん野外に置かれる自動販売機の料金表示装置のほかに、道路、店舗、駅、ガソリンスタンド等において使用される屋外用広告、看板等の表示装置にも適用できる。
【符号の説明】
【００１６】
１    料金表示装置
２    拡散層を持つ反射型偏光フィルム
３    液晶パネル
４    表偏光板
５    反射フィルム
６    赤蛍光層
７    青蛍光層
８    黒インク層
９    拡散層
１０    フロントライト導光板
１１    ランプ
１２    赤色バックに白文字の表示
１３    青色バックに白文字の表示
１４    黒色バックに白文字表示
【図１】
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【図２】
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【図３】
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