(57)【要約】【課題】簡易な構成で、外光の強弱に応じて透過型カラー表示と反射型モノトーン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】液晶表示装置は、透過する光を着色するカラーフィルター２７を備えるカラー表示領域Ｘと、透過する光をそのまま透過させるモノトーン表示領域Ｙとを、パネル中に所定のパターンで配置してなる液晶パネル２０と、液晶パネル２０の背後に設けられ、液晶パネル２０のモノトーン表示領域Ｙから透過した光を、モノトーン表示領域Ｙへ反射する反射鏡４４を、モノトーン表示領域Ｙと対向する位置に備えるバックライト４０と、バックライト４０が出力する光量を調節する調光器６０とからなる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶表示装置であって、
透過する光に着色するカラーフィルターを備えるカラー表示部と、透過する光をそのまま透過させるモノトーン表示部とを、パネル面内に所定のパターンで配置してなる液晶パネルと、
前記液晶パネルの背後に設けられ、前記液晶パネルのモノトーン表示部を透過した外光を当該モノトーン表示部側へ反射する反射部を、前記モノトーン表示部と対向する位置に備えるバックライトと、
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からな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バックライトが発す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、透過型カラー表示と反射型モノトーン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、明暗のコントラストが大きいため細部にわたり鮮明に見やすい。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、
透過する光に着色するカラーフィルターを備えるカラー表示部と、透過する光をそのまま透過させるモノトーン表示部とを、パネル面内に所定のパターンで配置してなる液晶パネルと、
前記液晶パネルの背後に設けられ、前記液晶パネルのモノトーン表示部を透過した外光を当該モノトーン表示部側へ反射する反射部を、前記モノトーン表示部と対向する位置に備えるバックライトと、
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からな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、屋内などの外光が弱い環境では、バックライトが発した光が液晶パネルのカラーフィルターを備えるカラー表示部を透過して前面へ透過する構造を有するために、画像の色彩が豊かな透過型カラー表示ができ、また、屋外などの外光が強い環境では、液晶画面の前面から液晶パネルのモノトーン表示部に入射する外光を、バックライトに備えられる反射部が反射する構造を有するために、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バックライトが発す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、透過型カラー表示と反射型モノトーン表示とを切り替えることができる。
【００１０】
第３の発明は、第２の発明において、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、必要に応じて透過型カラー表示と反射型モノトーン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透過型カラー表示と反射型モノトーン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、バックライト４０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】
図２は、液晶パネル２０とバックライト４０との積層構造を詳細に示した拡大断面図である。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、図２に示すように、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、前面側の透明電極２４とガラス基板２５との間に配置されたカラーフィルター２７とから構成される。
【００１５】
液晶２２には、例えば、汎用の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、液晶２２と配向膜２３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に相当する。
【００１６】
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平面的に配列される。
【００１７】
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。また、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。
【００１８】
カラーフィルター２７は、染料や顔料が入った樹脂膜で構成され、液晶パネル２０の前面側における透明電極２４とガラス基板２５との間の透明電極２４と対向する位置に、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の三原色パターンで配列されるものである。これにより、バックライト４０から液晶パネル２０を透過する光は色づけられ、これらＲＧＢの夫々のカラーフィルター２７を透過する光の量を調節することで、加法混色により様々な色を表示できる。本実施形態における液晶パネル２０に配列されるカラーフィルター２７の平面配列は、例えば、図２に示すように、カラーフィルター２７が配置されるカラー表示領域Ｘと、カラーフィルター２７が配置されないモノトーン表示領域Ｙとによって構成される。
【００１９】
図４に、液晶パネル２０を構成するカラーフィルター２７の平面配列の一例を示す。図４に示すように、カラーフィルター２７は、カラーフィルター２７が配置されるカラー表示領域Ｘと、カラーフィルター２７が配置されないモノトーン表示領域Ｙとが交互になるように縦横方向に平面的に配列される。
【００２０】
再び、図２を参照すると、本実施形態に係るバックライト４０は、投光部４２と反射鏡４４とから構成される。投光部４２には、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のものや、蛍光ランプと導光板と拡散板とで構成され、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のものなどを用いる。
【００２１】
図５に、バックライト４０を構成する反射鏡４４の平面配列の一例を示す。反射鏡４４は、図５に実線で示すように、バックライト部４２の前方表面の領域Ｙに対応する位置に設けられ、液晶パネル２０のモノトーン表示領域Ｙを透過した外光を、モノトーン表示領域Ｙへ反射するためのものである。
【００２２】
調光器６０は、バックライト４０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４０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。
【００２３】
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４０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。
【００２４】
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４０が発する光の調節を行うものである。
【００２５】
遮光板１００は、照度センサー８０へ入射する光を遮光可能な部材であり、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が遮光板１００として用いられる。
【００２６】
以下、コントロールユニット９０の具体的な動作例について図６及び図７を用いて詳細に説明する。図６は、外光の弱い状態で画像表示である透過型カラー表示における光の経路を示す図であり、図７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る。
【００２７】
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に指令信号を送り、バックライト４０の投光部４２から発する光をオンに制御する。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４０の投光部４２から発せられた光が、液晶パネル２０のカラー表示領域Ｘに配置されるカラーフィルター２７を透過するような経路Ａを辿り前面に表示されるために、カラー表示となる。
【００２８】
一方、図７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は、コントロールユニット９０がこの照度に応じて「反射型モノトーン表示」と判定し、調光器６０に指令信号を送り、バックライト４０の投光部４２から発する光をオフに制御する。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のモノトーン表示領域Ｙを透過した光が、バックライト４０の反射鏡４４によって反射されるような経路Ｂを辿り前面に表示されるために、モノトーン表示となる。
【００２９】
以上説明したように、本実施形態によれば、屋内などの外光が弱い環境では、バックライト４０の投光部４２が発した光が、液晶パネル２０のカラー表示領域Ｘに配置されるカラーフィルター２７を通して前面に透過する構造を有するために、画像の色彩が豊かな透過型カラー表示ができ、また、屋外などの外光が強い環境では、液晶パネル２０のモノトーン領域Ｙを透過する外光が、バックライト４０備えられる反射鏡４４が反射する構造を有するために、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る。
【００３０】
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４０が発する光の調節を行う調光器６０の制御を自動的に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透過型カラー表示と反射型モノトーン表示とを自動的に切り替えることができる。
【００３１】
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、透過型カラー表示と反射型モノトーン表示とを切り替えることができる。
【００３２】
なお、本実施形態において、バックライト４０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への自動制御により、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４０の発する光量を調節しても良い。
【００３３】
また、本実施形態において、バックライト４０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】
【００３４】
【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とバックライトと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した図である。
【図４】本実施形態に係る液晶パネルを構成するカラーフィルターの平面配列の一例を示した図である。
【図５】本実施形態に係る液晶表示装置を構成するバックライトを構成する反射鏡の平面配列の一例を示す図である。
【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。
【図７】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。
【符号の説明】
【００３５】
１０  液晶表示装置
２０  液晶パネル
２７  カラーフィルター
４０  バックライト
４２  投光部
４４  反射鏡
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  カラー表示における光の経路
Ｂ  モノトーン表示における光の経路
Ｘ  カラー表示領域
Ｙ  モノトーン表示領域
【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】
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