(57)【要約】【課題】コストが安く、小型の、外光が一定方向のみに反射しない液晶表示装置と、それを用いたヘッドアップディスプレイを提供する。【解決手段】液晶セル２と、前記液晶セル２の表面側に臨む開口部１１が形成され、前記開口部１１の周辺に額縁部１２が形成され、前記液晶セル２を覆い、樹脂からなる枠体３と、前記液晶セル２の背面側に臨む開口２０が形成され、前記液晶セル２を支持し、前記枠体３に固定されたフレーム４と、前記開口２０を介して、前記液晶セル２を照明する光源６とを備え、前記枠体３の額縁部１２の表面は、外光が乱反射される形状とされているものである。【選択図】図２
2007219489.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶セルと、前記液晶セルの表面側に臨む開口部が形成され、前記開口部の周辺に額縁
部が形成され、前記液晶セルを覆い、樹脂からなる枠体と、前記液晶セルの背面側に臨む
開口が形成され、前記液晶セルを支持し、前記枠体に固定されたフレームと、前記開口を
介して、前記液晶セルを照明する光源とを備え、前記枠体の額縁部の表面は、光が乱反射
される形状とされている事を特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記枠体において、前記開口部は、表面側に行く程、大きくなる様に傾斜面が形成され
、前記傾斜面は、光が乱反射される形状とされている事を特徴とする請求項１の液晶表示
装置。
【請求項３】
前記額縁部の表面および前記傾斜面は、シボ加工による乱反射面が形成されている事を
特徴とする請求項２の液晶表示装置。
【請求項４】
１端が前記液晶セルの縁部近傍に接続され、他端およびその近傍が前記枠体および前記
フレームの外側に露出されたＦＰＣが設けられ、露出された前記ＦＰＣの所定の部分の上
に表示ラベルが貼られている事を特徴とする請求項１の液晶表示装置。
【請求項５】
前記フレームの材質は金属である事を特徴とする請求項１の液晶表示装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか１つに記載された液晶表示装置と、前記液晶表示装
置による表示像の進行方向を変更する光学部品と、前記光学部品による前記表示像を反射
させて、虚像を表示するコンバイナとを設けた事を特徴とするヘッドアップディスプレイ
。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶表示装置およびそれを用いたヘッドアップディスプレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
ヘッドアップディスプレイは車両のフロントガラスに速度やカーナビゲーションなどの
虚像を表示するものである。従来、この種のヘッドアップディスプレイは特許文献１に示
されている。この特許文献１の図１によると、液晶プロジェクタ１からの画像がスクリー
ン２に映写され、映写された画像が反射鏡３Ａ，３Ｂと、風防ガラス４に反射される。こ
れにより観察者は風景に重畳して液晶プロジェクタ１の虚像を視認することができる。
【０００３】
このヘッドアップディスプレイでは、ダイクロイックミラー等を有する液晶プロジェク
タを用いるため、コストが高く、かつ表示装置が大型化する欠点がある。この欠点を解消
するために、液晶プロジェクタではなく、画像を表示する液晶表示パネルにすることが考
えられた。このヘッドアップディスプレイは特許文献２に示されている。この特許文献２
の図１によると、液晶表示パネル１９が車両のダッシュボード１２の中に配設され、液晶
表示パネル１９の液晶セル２３がその後方に配置された発光ダイオード２０により透過照
光される。透過照光された光が偏光部材２５を通って凹面鏡３０で拡大・反射され、ダッ
シュボード１２の外に出射し、車両のフロントガラス１３で反射する。これにより観察者
は風景に重畳して液晶パネル１９の虚像を視認することができる。
【特許文献１】特開２００５−８２１０３号公報
【特許文献２】特開２００５−３１５９３１号公報
【特許文献３】特開２００５−３４５９７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献２には直接外光が液晶表示パネル１９に入射することを防止するための遮光壁
１７ｃが設けられている。しかしながら、外光は反射器１６で反射されて液晶表示パネル
１９を照射する経路もある。この経路を遮光すると虚像ができなくなるために、この経路
の遮光はできない。
【０００５】
外光が反射器１６で反射されて液晶表示パネル１９に入射すると、外光が液晶セルのみ
でなく液晶セルを支持する枠体も照射する。このために枠体が明るくなり、虚像として観
察者が視認するという問題が生じる。外光が強いと白っぽい虚像になることがある。また
、枠体に光を反射しやすい表示ラベルが貼り付けられることがあるが、この表示ラベルも
明るくなって虚像として観察者が視認するという問題が生じる。更に、枠体近傍にはフレ
キシブルプリント基板があり、このフレキシブルプリント基板の枠体近傍にラベルが貼り
付けられても表示ラベルを虚像として観察者が視認するという問題が生じる。
【０００６】
また、液晶表示パネルは温度が低いと転移時間が遅くなって表示の応答が遅くなるとい
う問題がある。特に車載は低温での使用が想定される。このために、ヒータを備えて液晶
パネルを昇温させることが考えられた（特許文献３参照）。しかしながら、極めて低温な
状態ではヒータだけでは不十分で、より効果的にパネルを暖める必要があった。
【０００７】
それ故、本発明は、この様な従来の欠点を考慮して、コストが安く、小型の、外光が一
定方向に反射しない、液晶表示装置およびそれを用いたヘッドアップディスプレイを提供
する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、請求項１の本発明では、液晶セルと、前記液晶セルの表面
側に臨む開口部が形成され、前記開口部の周辺に額縁部が形成され、前記液晶セルを覆い
、樹脂からなる枠体と、前記液晶セルの背面側に臨む開口が形成され、前記液晶セルを支
持し、前記枠体に固定されたフレームと、前記開口を介して、前記液晶セルを照明する光
源とを備え、前記枠体の額縁部の表面は、光が乱反射される形状とされている。
【０００９】
請求項２の本発明では、前記枠体において、前記開口部は、表面側に行く程、大きくな
る様に傾斜面が形成され、前記傾斜面は、光が乱反射される形状とされている。
【００１０】
請求項３の本発明では、前記額縁部の表面および前記傾斜面は、シボ加工による乱反射
面が形成されている。
【００１１】
請求項４の本発明では、１端が前記液晶セルの縁部近傍に接続され、他端およびその近
傍が前記枠体および前記フレームの外側に露出されたＦＰＣが設けられ、露出された前記
ＦＰＣの所定の部分の上に表示ラベルが貼られている。
【００１２】
請求項５の本発明では、液晶セルを背面側から支持するフレームの材質を金属にする。
【００１３】
請求項６の本発明によるヘッドアップディスプレイでは、請求項１ないし請求項５のい
ずれか１つに記載された液晶表示装置と、前記液晶表示装置による表示像の進行方向を変
更する光学部品と、前記光学部品による前記表示像を反射させて、虚像を表示するコンバ
イナとを設けた。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１の様に、枠体の額縁部の表面は、光が乱反射される形状とされているので、外
光が一定方向のみに反射される事を防止できる。このように乱反射されれば、反射鏡は小
さいので、コンバイナ（フロントガラス）へ向かう再射光の量が少なくなり、額縁部の虚
像の視認が減少する。
【００１５】
請求項２の様に、枠体の傾斜面は、光が乱反射される形状とされているので、この傾斜
面において、外光が一定方向のみに反射される事を防止できる。
【００１６】
請求項３の様に、額縁部の表面および傾斜面はシボ加工されているので、これらの表面
は、不規則な凹凸パターンが形成されている。その結果、これらの表面において、外光は
確実に乱反射され、一定方向のみに反射される事を防止できる。なお、艶消し塗装でも乱
反射の効果があるが、シボは金型をシボ処理すればよいので製作工程数は増加せず、大量
生産では艶消し塗装より安価である。
【００１７】
請求項４の様に、露出されたＦＰＣの所定の部分の上に、表示ラベルが貼られるので、
上記所定の部分を外光に当たらない位置に配置する事により、外光が表示ラベルにより一
定方向のみに反射されることを防止できる。なお、従来では、枠体の額縁部上に表示ラベ
ルを貼っていたので、外光は、この表示ラベルにより、一定方向のみに反射され、表示ラ
ベルを虚像として観察者が視認するという問題があった。
【００１８】
フレームを乱反射処理する必要があるときは、板金加工ではシボ加工はできず、乱反射
のための艶消し処理は高価となるので、フレームをシボの樹脂にした方がよい。しかしな
がら、フレームは液晶セルの背面側に配設されるために外光が射光せず、乱反射の処理を
する必要がないので樹脂でなくてもよい。そこで、請求項５の様に、フレームの材質を熱
伝導率が高い金属にすることで、バックライトの熱と暖かいダッシュボードの熱を液晶パ
ネルに早く伝導することができる。これによりヒータに加えた昇温効果となり、液晶パネ
ルがより早く昇温する。液晶表示パネルが昇温すると転移時間が早くなって表示の応答が
早くなる。特に、車両の暖房の立上がり時に有効である。
【００１９】
請求項６の様に、ヘッドアップディスプレイにおいて、枠体の額縁部の表面および傾斜
面は、外光により乱反射され、一定方向のみに反射されない。その結果、外光による反射
光の中で、光学部品と、コンバイナを介して、観察者に到達するものは、極めて少ない。
それ故、従来の様に、額縁部の虚像が視認されることがなく、明瞭な虚像が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に、本発明を実施するための最良の形態を、実施例及び図面を用いて詳細に説明す
る。以下の実施例は、本発明の技術思想を具体化するための液晶表示装置の一例を例示す
るものである。本発明は、特許請求の範囲に示した技術思想を逸脱することなく、種々の
変更を行ったものにも、均しく適用し得る。
【実施例】
【００２１】
以下、図１ないし図６に従い、本実施例に係る液晶表示装置１を説明する。図１は液晶
表示装置１の正面図である。図２は図１のＡ１−Ａ２断面図、図３は図１のＢ視図、図４
は図１のＣ１−Ｃ２断面図である。図５は液晶表示装置１に用いられる枠体の斜視図、図
６は液晶表示装置１に用いられるフレームの斜視図である。
【００２２】
これらの図において、液晶表示装置１は、液晶セル２と、枠体３と、フレーム４と、Ｆ
ＰＣ５と、光源６等から構成されている。
【００２３】
図２と図４に示す様に、液晶セル２は、第１絶縁基板７と、第２絶縁基板８と、第１偏
光板９と、第２偏光板１０等から構成されている。
【００２４】
第１絶縁基板７と第２絶縁基板８とはシール剤（図示せず）によって基板周辺で貼り合
わせられるとともに、両基板とシール剤によってできた空間には液晶（図示せず）が入れ
られている。
【００２５】
第１絶縁基板７上には、Ｒ，Ｇ，Ｂの各カラーフィルタが形成され、それらの間にはブ
ラックマトリクスが形成されている。これらの層の上には、共通電極（共に図示せず）が
形成されている。
【００２６】
第２絶縁基板８に背面には、マトリクス状に複数の走査電極と信号電極が形成されてい
る。各走査電極と各信号電極の交点近傍には、各ＴＦＴと各画素電極（共に図示せず）が
形成されている。
【００２７】
各ＴＦＴのソースは各信号電極に接続され、各ＴＦＴのゲートは各走査電極に接続され
各ＴＦＴのドレインは各画素電極に接続されている。
【００２８】
第１偏光板９は第１絶縁基板７の背面に固定されている。第２偏光板１０は第２絶縁板
８の表面に固定されている。上記部品７，８，９，１０等により、液晶セル２は構成され
ている。液晶セル２（正確には、第２絶縁基板８）は表面側から見て、矩形に形成されて
いる。
【００２９】
ＦＰＣ５は可撓性基板であり、１端が液晶セル２の縁部近傍に接続され（図２参照）、
各走査電極および各信号電極に電気的接続されている。
【００３０】
枠体３は樹脂（プラスチック）からなる。枠体３は、液晶セル２の表面側に臨む開口部
１１が形成されている。開口部１１の周辺には、額縁部１２が形成されている。
【００３１】
枠体３において、開口部１１は、表面側に行く程、大きくなる様に、傾斜面１３ａ，１
３ｂ，１３ｃ，１３ｄが形成されている（図１、図２、図４参照）。
【００３２】
図５に示す様に、枠体３は開口部１１を有し、実質的に箱状に形成されている。箱を形
成する４つの側部１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄにおいて、各々が離れて位置し、共に
内側に突出する複数のリブ１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ，１５ｅ，１５ｆ，１５ｇ，
１５ｈが形成されている。
【００３３】
額縁部１２の背面と、開口部１１との間に、段部１６が形成されている（図５参照）。
段部１６は断面視して見れば（図２、図４参照）、額縁部１２よりも肉薄に形成されてい
る。
【００３４】
図５に示す様に、枠体３の１つの側部１４ｃにおいて、背低部１７が形成されている。
図１に示す様に、枠体３は表面側から見て、部分的に傾斜した傾斜部１８が形成されてい
る。
【００３５】
図５に示す様に、枠体３に形成された各側部１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄには、外
側に突出した突出部１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄ，１９ｅ，１９ｆ，１９ｇが形成さ
れている。
【００３６】
この枠体３の特徴的な構成として、額縁部１２の表面と、傾斜面１３ａ，１３ｂ，１３
ｃ，１３ｄは共に、光が乱反射される形状とされている。
【００３７】
この額縁部１２の表面と、傾斜面１３ａ〜１３ｄには後述の凹面鏡１０２と平面鏡１０
１で反射された外光が照射される。そこで、枠体３の色は反射を防止するために黒色とな
っている。しかしながら、表面が光沢となっていれば一方向に反射するので、外光が照射
される額縁部１２の表面と、傾斜面１３ａ〜１３ｄが乱反射するようにシボ加工する。乱
反射させる方法としては艶消し塗装を追加する方法もあるが、大量生産では金型にシボ処
理を施して製作工程数を増加させないシボの方が安価となる。以上の部分により、枠体３
は構成されている。
【００３８】
液晶セル２を構成する第２絶縁基板８の４つの側面は、枠体３に形成された複数のリブ
１５ａ〜１５ｈに各々当接しており、このことにより液晶セル２は枠体３に収納される。
即ち、枠体３は液晶セル２を覆っている。
【００３９】
フレーム４は例えば、ステンレス板等の金属からなる。フレーム４は、液晶セル２の背
面側に臨む開口２０が形成されている（図６参照）。フレーム４は金属であり、熱伝導率
が高い。このために、ダッシュボードの熱や後述の光源６の熱を液晶セル２に伝導して昇
温させやすい。液晶セル２が昇温すると転移時間が早くなって表示の応答が早くなる。
【００４０】
図６に示す様に、フレーム４は開口２０を有し、実質的に箱状に形成されている。箱を
形成する複数の側部２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅにつながって、支持部２２
が形成されている。
【００４１】
フレーム４は、枠体３の傾斜部１８に沿う様に、表面側から見て、部分的に傾斜した傾
斜部分２３が形成されている。傾斜部分２３は、側部でもある。側部２１ｃ，２１ｄの間
に、平坦部２４が形成されている。この部分には、側部が形成されていない。
【００４２】
側部２１ａは孔２５ａが形成され、側部２１ｂは孔２５ｂ，２５ｃが形成されている。
側部２１ｃは孔２５ｄが形成され、側部２１ｄは孔２５ｅが形成されている。側部２１ｅ
は、孔２５ｆ，２５ｇが形成されている。以上の部分により、フレーム４は構成されてい
る。
【００４３】
光源６は、例えば、導光板と、複数のＬＥＤと、回路基板と、反射シート（共に図示せ
ず）等から構成されている。複数のＬＥＤは、１側が回路基板に固定され、他側は導光板
に形成された各凹部に収納されている。
【００４４】
導光板の各側面と底面を覆う様に、反射シートが設けられている。この構成により、各
ＬＥＤから出射された光は、導光板を通り、反射シートで反射され、フレーム４の開口２
０を介して、液晶セル２の背面側を照明する。以上の部品により、液晶表示装置１は構成
されている。
【００４５】
次に、再び、図１ないし図６に従って、液晶表示装置１が組み立てられた状態を説明す
る。
【００４６】
フレーム４に形成された支持部２２の上と、平坦部２４の上に、液晶セル２（正確には
、第１絶縁基板７の背面）は載置されている（図２、図４参照）。即ち、フレーム４は液
晶セル２を支持している。
【００４７】
液晶セル２を覆って、枠体３が配置されている。枠体３に形成された突出部１９ａ，１
９ｂ，１９ｃ，１９ｄ，１９ｅ，１９ｆ，１９ｇは各々、フレーム４に形成された孔２５
ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ，２５ｅ，２５ｆ，２５ｇに挿入され、固定されている（図
２、図３参照）。この様にして、フレーム４は枠体３に固定されている。
【００４８】
ＦＰＣ５は、１端が液晶セル２の縁部近傍に接続されている（図２参照）。ＦＰＣ５の
他端およびその近傍は、枠体３およびフレーム４の外側に露出されて位置している（図１
参照）。
【００４９】
図１において、露出されたＦＰＣ５の所定の部分の上に、表示ラベル２６が貼られてい
る。表示ラベル２６は例えば、紙類またはプラスチックフィルム等からなり、その裏面に
接着材が設けられている。
【００５０】
表示ラベル２６には例えば、液晶表示装置１の型番や、ロットＮＯが表示されている。
ＦＰＣ５の１端近傍は、枠体３に形成された背低部１７と、フレーム４に形成された平坦
部２４との隙間に位置する様に、配置されている。
【００５１】
光源６は、接着材等により、フレーム４の背面側に固定されている。または、光源６は
支持体（図示せず）により支持され、その支持体は、フレーム４に固定されても良い。以
上の部品により、液晶表示装置１は組み立てられている。
【００５２】
次に、この液晶表示装置１の特徴を、以下にまとめる。第１の特徴として、液晶セル２
が設けられている。液晶セル２の表面側に臨む開口部１１が形成され、開口部１１の周辺
に額縁部１２が形成され、液晶セル２を覆い、樹脂からなる枠体３が設けられている。液
晶セル２の背面側に臨む開口２０が形成され、液晶セル２を支持し、枠体３に固定された
フレーム４が設けられている。開口２０を介して、液晶セル２を照明する光源６が設けら
れている。枠体３の額縁部１２の表面は、外光が乱反射される形状とされている。
【００５３】
第２の特徴として、枠体３において、開口部１１は、表面側に行く程、大きくなる様に
傾斜面１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄが形成され、前記傾斜面１３ａ〜１３ｄは、外光
が乱反射される形状とされている。
【００５４】
第３の特徴として、額縁部１２の表面および傾斜面１３ａ〜１３ｄは、シボ加工による
乱反射面が形成されている。
【００５５】
第４の特徴として、１端が液晶セル２の縁部近傍に接続され、他端およびその近傍が枠
体３およびフレーム４の外側に露出されたＦＰＣ５が設けられている。露出されたＦＰＣ
５の所定の部分の上に表示ラベル２６が貼られている。
【００５６】
第５の特徴として、枠体３は、開口部１１を有し、実質的に箱状に形成されている。箱
を形成する複数の側部１４ａ〜１４ｄにおいて、各々が離れて位置し、共に内側に向かっ
て突出する複数のリブ１５ａ〜１５ｈが形成されている。各リブ１５ａ〜１５ｈが、液晶
セル２の各側面に当接する事により、液晶セル２は枠体３に収納されている。
【００５７】
更に、第６の特徴として、枠体３の１つの側部１４ｃにおいて、背低部１７が形成され
ている。フレーム４の側部２１ｃ，２１ｄにおいて、平坦部２４が形成されている。液晶
セル２の縁部近傍において、１端が接続されたＦＰＣ５が設けられている。この１端から
離れた位置にあるＦＰＣ５の所定の部分は、背低部１７と平坦部２４との隙間に位置して
、配置されている。
【００５８】
第７の特徴として、枠体３は表面側から見て、部分的に傾斜した傾斜部１８が形成され
ている。フレーム４は枠体３に沿う様に、表面側から見て、部分的に形成された、傾斜部
分２３が形成されている。
【００５９】
次に、主に図７に従い、この液晶表示装置１を用いたヘッドアップディスプレイ１０７
を説明する。ヘッドアップディスプレイ１０７は、液晶表示装置１と、光学部品１０８と
コンバイナ１０３等からなる。
【００６０】
液晶表示装置１を構成するＦＰＣ５は例えば、カーナビゲーション本体（図示せず）に
接続されている。上記本体は液晶表示装置１に対し例えば、地図による、自動車の進むべ
き進行方向を示す矢印（図７参照）を示す表示信号を送信したとする。
【００６１】
光学部品１０８は例えば、平面鏡１０１と、凹面鏡１０２等からなる。光学部品１０８
は、液晶表示装置１による表示像（例えば、矢印のこと）の進行方向を変更し、集光する
ものである。
【００６２】
コンバイナ１０３は例えば、自動車のフロントガラスに取り付けてある半透過のもので
ある。コンバイナ１０３は、光学部品１０８から入って来る表示像を反射させ、観察者１
０４に到達させる。
【００６３】
観察者１０４は、コンバイナ１０３を介して、前方視野内に表示される虚像１０５を見
ることができる。
【００６４】
観察者１０４は、運転中に、通常、水平線１０９以下に視線を合わせて、遠方の物体を
観察している。従って、虚像１０５の位置は、水平線よりも、少し、下目に設定した方が
良い。この様にして、観察者１０４は、自動車の進むべき進行方向を、虚像１０５にて視
認する事ができる。
【００６５】
この時、外光１０６（太陽光）は、図７に示した方向にて進入したとする。外光１０６
は、コンバイナ１０３を通り、凹面鏡１０２と、平面鏡１０１にて反射され、液晶表示装
置１に到達する。
【００６６】
上記到達光は、液晶表示装置１の額縁部１２の表面および傾斜面１３ａ〜１３ｄに設け
られた乱反射面により、色々な角度にて反射される。
【００６７】
その結果、上記反射光の中で、平面鏡１０１、凹面鏡１０２、コンバイナ１０３を介し
て、観察者１０４に到達する量は、極めて少なくなる。
【００６８】
それ故、従来の様に、額縁部１２の虚像１０５が視認される事がなく、明瞭な虚像１０
５が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の実施例に係る液晶表示装置１の正面図である。
【図２】図１のＡ１−Ａ２断面図である。
【図３】図１のＢ視図である。
【図４】図１のＣ１−Ｃ２断面図である。
【図５】液晶表示装置１に用いられる枠体３の斜視図である。
【図６】液晶表示装置１に用いられるフレーム４の斜視図である。
【図７】ヘッドアップディスプレイの模式図である。
【符号の説明】
【００７０】
２  液晶セル
３  枠体
４  フレーム
６  光源
【図１】
2007219489.tif 000003
【図２】
2007219489.tif 000004
【図３】
2007219489.tif 000005
【図４】
2007219489.tif 000006
【図５】
2007219489.tif 000007
【図６】
2007219489.tif 000008
【図７】
2007219489.tif 000009