(57)【要約】【課題】簡易な構成で、外光の強弱に応じて反射型モノトーン表示と透過型カラー表示との切り替えが可能な液晶表示装置を提供する。【解決手段】液晶表示装置１０は、液晶パネル２０と、液晶パネル２０の背面に配置されるマジックミラー３０と、マジックミラー３０の背面に配置されるカラーフィルター４０と、カラーフィルター４０の背面に配置されるバックライト５０と、バックライト５０が出力する光量を調節する調光器６０とを備える。【選択図】図１
2007183511.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶表示装置であって、
パネルを透過する光の透過量を調節可能な液晶パネルと、
前記液晶パネルの背面に設けられ、前記液晶パネル側からの光を反射し、これと反対側からの光を透過させるマジックミラーと、
前記マジックミラーの背面に設けられるカラーフィルターと、
前記カラーフィルターの背面に設けられるバックライトと、
前記バックライトが出力する光量を調節する調光手段とを備えることを特徴とする装置。
【請求項２】
請求項１に記載の液晶表示装置において、
当該液晶表示装置の液晶表示面における照度を検出する照度センサーと、
前記照度センサーが検出する照度に応じて、前記調光手段による光量の調節を制御可能な制御手段とを備えることを特徴とする装置。
【請求項３】
請求項２に記載の液晶表示装置において、
前記照度センサーへ入射する光を遮ることが可能な遮光手段を備えることを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外光環境に応じて、反射型モノトーン表示と透過型カラー表示との切り替えが可能な液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置の構造には、透過型と反射型とがある。透過型の液晶表示装置は、表示画面の背面からバックライトが発する光を透過させて画像を表示する構造を有し、夜間や室内などの外光の暗い所では見やすい反面、昼間の屋外などの外光の明るい所では見にくいという特徴をもつ。一方、反射型の液晶表示装置は、表示画面の背面に反射板を備え、太陽光などの外光の反射する光を光源として画像を表示する構造を有し、屋外で見やすい反面、暗い所では見にくいという特徴をもつ。
【０００３】
従来より、これら透過型と反射型との双方の長所をその機能にもち、明るい所では反射型で表示し、暗い所では透過型で表示する液晶表示装置が提案されている（例えば、特許文献１〜２）。
【０００４】
特許文献１には、液晶パネルとバックライトとの間にマジックミラーを設ける構造を有する液晶表示装置が開示されている。  
また、特許文献２には、液晶パネルの背面に設けられるバックライトの背面に、反射板を設ける構造を有する液晶表示装置が開示されている。
【特許文献１】２００１−２６４７４８号公報
【特許文献２】２００５−１８１７２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、モノトーン表示とカラー表示との液晶の画質を比較すると、太陽光などの外光が強い屋外で採用される反射型は、モノトーンの方が、濃淡のコントラストが大きく、細部にわたり鮮明に表示できるため見やすい。一方、外光が弱い屋内などに採用される透過型液晶は、カラーの方が圧倒的にその表現力に長ける。
【０００６】
しかしながら、上述の各特許文献に開示された液晶表示装置では、このような外光の強い環境で鮮明かつ高精細に表示可能な反射型モノトーン表示と、また外光の弱い環境で色彩が豊かな透過型カラー表示液晶との切り替えができる構成及び機能を有していない。
【０００７】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、簡単な構成で、外光環境に応じて反射型モノトーンと透過型カラーとの表示を切り替え可能な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】
上記の目的を達成するため、本発明は液晶表示装置であって、
パネルを透過する光の透過量を調節可能な液晶パネルと、
前記液晶パネルの背面に設けられ、前記液晶パネル側からの光を反射し、これと反対側からの光を透過させるマジックミラーと、
前記マジックミラーの背面に設けられるカラーフィルターと、
前記カラーフィルターの背面に設けられるバックライトと、
前記バックライトが出力する光量を調節する調光手段とを備えることを特徴とする（第１の発明）。  
本発明による液晶表示装置によれば、屋外などの外光が強い環境では、マジックミラーが、液晶画面の前面から液晶パネルを通して入射する外光を反射するために、濃淡のコントラストが顕著な反射型モノトーン表示ができ、また、屋内などの外光が弱い環境では、マジックミラーの背面に配置されるバックライトの発する光がカラーフィルターを通して前面に透過するために、色彩が豊かな透過型カラー表示ができる。
【０００９】
第２の発明は、第１の発明において、当該液晶表示装置の液晶表示面における照度を検出する照度センサーと、前記照度センサーが検出する照度に応じて、前記調光手段による光量の調節を制御可能な制御手段とを備えることを特徴とする。  
本発明による液晶表示装置によれば、液晶表示面に照射する外光の強弱に応じて、反射型モノトーン表示と透過型カラー表示との切り替えを制御することができる。
【００１０】
第３の発明は、第２発明において、前記照度センサーへ入射する光を遮ることが可能な遮光手段を備えることを特徴とする。  
本発明による液晶表示装置によれば、遮光手段を操作することにより、必要に応じて反射型モノトーン表示と透過型カラー表示とを切り替えることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、簡易な構成で、外光の強弱に応じて反射型モノトーン表示と透過型カラー表示との切り替えが可能な液晶表示装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施形態について図面に基づき詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本実施形態に係る液晶表示装置１０の構成を示す図である。図１に示すように、液晶表示装置１０は、液晶パネル２０と、マジックミラー３０と、カラーフィルター４０と、バックライト５０と、調光器６０と、照度センサー８０と、コントロールユニット９０と、遮光板１００とから構成される。
【００１４】
液晶パネル２０は、例えば、アクティブマトリックス駆動方式の液晶パネルであり、その画面は最小の表示単位である画素２１の集合によって構成される。図２は、液晶パネル２０の積層構造を詳細に示した拡大断面図である。図２に示すように、液晶パネル２０は、液晶２２と、この液晶２２の両側に内側から順に積層された配向膜２３、透明電極２４、ガラス基板２５、及び偏光フィルター２６とから構成される。液晶２２には、例えば、汎用的であるネマティック型のものを用いる。また、配向膜２３は、液晶２２の分子を一定方向に並べるための膜である。透明電極２４は、配向膜２３と液晶２２とをそれら両側から挟むように対として設けられる透明度の高い電極である。液晶パネル２０の各画素を透過する光の透過量は、これらの各対の透明電極２４の間に印加される電圧を変化させることよって制御される。すなわち、各対の透明電極２４の電極面は、画面上の最小の表示単位である画素２１に相当する。
【００１５】
図３は、液晶パネル２０を構成する透明電極２４の平面配列の一例を示した図である。図３に示すように、透明電極２４は、例えば、四角形の平板形状に加工され、画面上の縦横方向に夫々配列される。また、ガラス基板２５は透明電極２４に流れる電流を絶縁するものである。偏光フィルター２６は、特定方向の光だけを透過させる性質を有し、前面の偏光フィルター２６と背面の偏光フィルター２６とは光が透過する方向が互いに直交方向となるように配置される。
【００１６】
再び図１を参照すると、マジックミラー３０は、液晶パネル２０の背面に設けられ、画面の前面からの光を反射し背面からの光を透過するように、アクリル樹脂やフィルムシートなどの透光体の前面側の表面に、アルミや銅等の金属膜を塗布したものである。
【００１７】
カラーフィルター４０は、マジックミラー３０の背面に設けられ、バックライト５０から画面の前面方向に透過する光に色を着色するものである。図４は、液晶表示装置１０を構成するカラーフィルター４０の平面配列の一例である。図４に示すように、カラーフィルター４０は、前述した各透明電極２４と画面に対向する位置に、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色の着色層を所定のパターンで配列したものである。
【００１８】
バックライト５０は、カラーフィルター４０の背面に設けられ、例えば、蛍光ランプを液晶パネルの背面に並べる方式である直下型バックライトや、蛍光ランプと導光板と拡散板との構成により、光を散乱・拡散させて均一な面光源にする方式である導光型バックライトなどが用いられる。
【００１９】
調光器６０は、バックライト５０が発する光量の調節やオンオフの切り替えをするもので、例えば、バックライト５０に印加される電圧を、外装される調節つまみ又は外部からの指令信号によって調節制御可能なモジュールなどが用いられる。
【００２０】
照度センサー８０は、光の照度を測定できるセンサーであり、例えば、画面の前面の画像を視認するのに邪魔にならないフレームの端部（図示しない）や、バックライト５０の内部（図示しない）などの画面の前面に照射される光を検出できる位置に設けられる。
【００２１】
コントロールユニット９０は、照度センサー８０が測定した照度を判別して、調光器６０を制御し、バックライト５０が発する光の調節を行うものである。
【００２２】
遮光板１００には、照度センサー８０へ入射する光を遮光可能な材質及び形状を有するものであれば、どのようなものでも用いてもよく、例えば、照度センサー８０の前面に配置でき、採光及び遮光の切り替えが手動で行えるようなスライド開閉式の金属板などを用いる。
【００２３】
以下、液晶表示装置１０の具体的な動作例について図５及び図６を用いて詳細に説明する。なお、以下の説明では、遮光板１００は照度センサー８０への入射する光を遮らない状態にあるものとする。
【００２４】
図５は、本実施形態に係る液晶表示装置１０の、外光の強い状態での画像表示である反射型モノトーン表示における光の経路を示す図であり、図６は、外光の弱い状態での画像表示である透過型カラー表示における際の光の経路を示す図である。
【００２５】
図５に示すように、昼間の屋外などの外光が強い環境にあって、照度センサー８０が測定する照度が所定のレベルより高い場合には、コントロールユニット９０は、この照度に応じて「反射型モノトーン表示」と判定し、調光器６０へ、バックライト５０から発する光をオフとする制御信号を発信する。すなわち、この時の画面に映し出される画像は、液晶パネル２０を透過した外光がマジックミラー３０によって反射されるような経路Ａを辿り前面に映し出され、カラーフィルター４０を透過することがないために、モノトーン表示となる。
【００２６】
一方、図６に示すように、夜間や屋内などの外光が弱い環境にあって、照度センサー８０が測定する照度が所定のレベル以下の場合は、コントロールユニット９０がこの照度に応じて「透過型カラー表示」と判定し、調光器６０へ、バックライト５０から発する光をオンとする制御信号を発信する。すなわち、この時の画面に映し出される画像は、バックライト５０から発せられた光が、カラーフィルター４０とマジックミラー３０とを透過するような経路Ｂを辿り前面に映し出されるために、カラー表示となる。
【００２７】
以上説明したように、本実施形態によれば、屋外などの外光が強い環境では、マジックミラー３０が、液晶画面の前面から入射する外光を反射するために、明暗のコントラストが顕著な反射型モノトーン表示ができ、また、屋内などの外光が弱い環境では、マジックミラー３０の背面に配置されるバックライト５０の発する光がカラーフィルター４０を通して前面に透過するために、色彩が豊かな透過型カラー表示ができる。
【００２８】
また、本実施形態によれば、液晶表示装置１０の前面に照射する照度を検出する照度センサー８０と、照度センサー８０が測定した照度を判別して、バックライト５０が発する光の調節を行う調光器６０の制御を行うコントロールユニット９０とを備えることにより、外光の強弱に応じて反射型モノトーン表示と透過型カラー表示との切り替えを制御することができる。
【００２９】
また、本実施形態によれば、必要に応じて遮光板１００を開閉することにより、照度センサー８０への採光及び遮光の選択ができ、反射型モノトーン表示と透過型カラー表示とを切り替えることができる。
【００３０】
なお、本実施形態において、バックライト５０が発する光の調節は、照度センサー８０が測定した照度を判別したコントロールユニット９０による調光器６０への制御により、実現可能であるとしたが、これに限ることなく、調光器６０に外装される調節つまみを調節することにより、手動でバックライト５０の発する光量を調節しても良い。
【００３１】
また、本実施形態において、バックライト５０が発する光の調節は、照度センサー８０が測定した照度を判別したコントロールユニット９０による調光器６０への制御により、オンオフのどちらかに切り替えをするとしたが、これに限ることなく、外光か弱い際のカラー表示の際には、照度センサー８０が測定した照度に応じて連続的に又は段階的に光量の調節を行うとしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本実施形態に係る液晶表示装置の構成を示す図である。
【図２】本実施形態に係る液晶パネルの積層構造を示す拡大断面図である。
【図３】本実施形態に係る液晶パネルを構成する透明電極の平面配列の一例を示す図である。
【図４】本実施形態に係る液晶表示装置を構成するカラーフィルターの平面配列の一例を示す図である。
【図５】本実施形態に係る液晶表示装置の反射型モノトーン表示における光の経路を示す図である。
【図６】本実施形態に係る液晶表示装置の透過型カラー表示における光の経路を示す図である。
【符号の説明】
【００３３】
１０  液晶表示装置
２０  液晶パネル
３０  マジックミラー
４０  カラーフィルター
５０  バックライト
６０  調光器
８０  照度センサー
９０  コントロールユニット
１００  遮光板
Ａ  反射型モノトーン表示における光の経路
Ｂ  透過型カラー表示における光の経路
【図２】
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【図３】
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【図４】
2007183511.tif 000005
【図１】
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【図５】
2007183511.tif 000007
【図６】
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