(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の透光性基板に液晶を封入した液晶セルと、前記液晶セルの前面に配設される第一の前側偏光部材と、前記液晶セルの後面に配設される後側偏光部材と、を有する液晶表示素子と、
前記液晶表示素子の後方に配設され前記液晶表示素子を照明する光源と、
前記第一の前側偏光部材と略同じ方向の偏光方向を有し、ガラス基板に貼着され、前記液晶表示素子の前方に配設される第二の前側偏光部材と、を備えたことを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項２】
前記第二の前側偏光部材は、反射型偏光フィルムであることを特徴とする請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項３】
前記液晶表示素子の表示像を拡大する光学部材を有することを特徴とする請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項４】
前記液晶表示素子は、赤（Ｒ）または緑（Ｇ）の画素よりも多数の青（Ｂ）の画素を有することを特徴とする請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示素子を有するヘッドアップディスプレイ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、図６及び図７に示すような車両用表示装置１がある。斯かる車両用表示装置１は、液晶表示素子２，光源３及びリフレクタ４をケース５に収容したものであり、車両のダッシュボード６に埋設されている。この車両用表示装置１はフロントガラス７に表示像ａを投影し運転者８に虚像９を視認させるものであり、一般にヘッドアップディスプレイと称されている。
液晶表示素子２は透明電極膜を付けた一対の透光性基板に液晶を封入した液晶セル１０の前後面に前側偏光板１１，後側偏光板１２を貼り合わせたものである。前側偏光板１１の偏光方向（Ｙ軸方向）と後側偏光板１２の偏光方向（Ｘ軸方向）とは垂直になっている。液晶表示素子２は受光型表示素子であり、液晶表示素子２の後方に光源３及びこの光源３の光を反射させるリフレクタ４を設け液晶表示素子２を後方から照明し、良好な視認性を得るようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
液晶セル１０内の液晶の粘性は温度によって変化するため、適正なコントラスト比が得られるように駆動電圧を調整している。例えば、ケース５内に温度センサを取付けて、この温度センサの出力に基づいて、液晶セル１０の温度が高いときは駆動電圧を下げ、温度が低いときは駆動電圧を上げるように構成している。
しかし、液晶セル１０の温度が著しく上昇すると駆動電圧を調整しても所望のコントラスト比が得られない。ところが、ケース５の開口１３から太陽光ｂが入射する場合があり、前側偏光板１１が太陽光ｂを吸収して発熱しこの熱が液晶セル１０に伝わり、液晶セル１０の温度が過度に上昇してしまう虞があった。特に、表示像ａを拡大する凸レンズ等の光学部材１４が設けられた表示装置では、光学部材１４により太陽光ｂが前側偏光板１１の狭い範囲に集められるため温度上昇が著しい。本発明は、液晶セルの温度上昇を抑制し適正なコントラスト比が得られるヘッドアップディスプレイ装置を提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するため、一対の透光性基板に液晶を封入した液晶セルと、前記液晶セルの前面に配設される第一の前側偏光部材と、前記液晶セルの後面に配設される後側偏光部材と、を有する液晶表示素子と、前記液晶表示素子の後方に配設され前記液晶表示素子を照明する光源と、前記第一の前側偏光部材と略同じ方向の偏光方向を有し、ガラス基板に貼着され、前記液晶表示素子の前方に配設される第二の前側偏光部材と、を有するものである。
【０００５】
また、本発明は、前記第二の前側偏光部材は、反射型偏光フィルムであるものである。
【０００６】
また、本発明は、前記液晶表示素子の表示像を拡大する光学部材を有するものである。
【０００７】
また、本発明は、前記液晶表示素子は、赤（Ｒ）または緑（Ｇ）の画素よりも多数の青（Ｂ）の画素を有するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を添付の図面に基づいて説明する。なお、図１，図３及び図４においては紙面と垂直な方向をＹ軸方向、紙面の横方向をＸ軸方向、紙面の縦方向をＺ軸方向として説明する。図１及び図２は実施形態を示す図である。
【０００９】
１５は液晶表示素子であり、この液晶表示素子１５は一対の透光性基板に液晶が封入された液晶セル１６，前側偏光板１７（第一の前側偏光部材）及び後側偏光板１８（後側偏光部材）からなるものである。前側偏光板１７の偏光方向はＹ軸方向となっており、後側偏光板１８の偏光方向はＸ軸方向となっている。
１９はランプ（光源）であり、このランプ１９は液晶表示素子１５の後方に配設され液晶表示素子１５を照明する。２０はリフレクタであり、このリフレクタ２０はランプ１９が発する光を液晶表示素子１５に反射させる。リフレクタ２０はおわん形となっている。
【００１０】
２１は反射型偏光フィルム（第二の前側偏光部材）である。この反射型偏光フィルム２１は例えば商品名「ＨＭＦ（Heat Management Filter）」（住友スリーエム株式会社製）からなるものである。反射型偏光フィルム２１の偏光方向は前側偏光板１７の偏光方向と同じ方向（Ｙ軸方向）となっている。反射型偏光フィルム２１はガラス基板２２に貼着され、液晶表示素子１５の前方に配設されている。
【００１１】
２３は平面反射鏡であり、この平面反射鏡２３は液晶表示素子１５に対して略４５度の角度で配置されており表示像ａを後述する凹面反射鏡に反射させる。２４は凹面反射鏡（光学部材）であり、この凹面反射鏡２４は表示像ａを車両のフロントガラス（図示しない）に向けて反射させる。凹面反射鏡２４の反射面２５は凹面となっており、表示像ａを拡大することができる。２６はケースであり、このケース２６には表示像ａを出射する開口２７が形成されている。液晶表示素子１５，ランプ１９，リフレクタ２０，反射型偏光フィルム２１，平面反射鏡２３及び凹面反射鏡２４はケース２６に収容される。
【００１２】
次に、図２を用いて反射型偏光フィルム２１の作用を説明する。反射型偏光フィルム２１はＹ軸方向の光を通過させ、Ｘ軸方向の光を反射させる。つまり、通常の偏光板は偏光方向（Ｙ軸方向）と直交する方向（Ｘ軸方向）の光を吸収するが、反射型偏光フィルム２１はＸ軸方向の光を反射することができる。
従って、太陽が略真上にある時は太陽光ｂがケース２６の開口２７から入射し凹面反射鏡２５及び平面反射鏡２３に反射されて液晶表示素子１５に照射されるが、太陽光ｂは反射型偏光フィルム２１に吸収されることがない。反射型偏光フィルム２１に反射された光は、平面反射鏡２３及び凹面反射鏡２５に反射され、開口２７からケース２６に射出される。
【００１３】
そして、反射型偏光フィルム２１を通過した太陽光ｂは、Ｙ軸方向の偏光であるので、前側偏光板１７を通過し液晶セル１６内で９０度捩じられてＸ軸方向の偏光となり、後側偏光板１８も通過する。従って、太陽光ｂは各偏光板１７，１８に吸収されることがなく、液晶セル１６の温度は上昇しない。
一方、液晶表示素子１５の前側偏光板１７の偏光方向と反射型偏光フィルム２１の偏光方向とは同じ方向（Ｙ軸方向）となっているため、表示像ａは反射型偏光フィルム２１を通過できる。
【００１４】
なお、第二の前側偏光部材は通常の偏光板であっても良いが、Ｘ軸方向の光を吸収し発熱するため、この熱によりケース２６内の空気が暖められて液晶セル１６の温度が上がるので、第二の前側偏光部材は反射型偏光フィルム２１が望ましい。
【００１５】
図３は参考例を示す図である。参考例においては、実施形態と同一の箇所には同一の符号を付しその詳細な説明を省略する。
【００１６】
液晶表示素子２８は、液晶セル１６の後面に後側偏光板１８を貼着し前面に反射型偏光フィルム２１を貼着したものである。２９は凸レンズ（光学部材）であり、この凸レンズ２９は表示像ａを拡大させることができる。
太陽が略真上にある時は太陽光ｂがケース２６の開口２７から入射し、液晶表示素子２８に照射されるが、第一の実施の形態と同様に反射型偏光フィルム２１の作用により、太陽光ｂは各偏光板１７，１８に吸収されることがなく、液晶セル１６の温度は上昇しない。反射型偏光フィルム２１に反射された光は、開口２７からケース２６に射出される。
【００１７】
図４は他の参考例を示す図である。他の参考例においては、実施形態と同一の箇所には同一の符号を付しその詳細な説明を省略する。
【００１８】
液晶表示素子３０は、反射型偏光フィルム２１，ガラス基板２２，液晶セル１６，後側偏光板１８及びガラス基板３１からなるものである。後側偏光板１８はガラス基板３１に貼着され、液晶セル１６から所定間隔ｄ１をあけて配置されている。反射型偏光フィルム２１はガラス基板２２に貼着され、液晶セル１６から所定間隔ｄ２をあけて配置されている。
太陽が略真上にある時は太陽光ｂがケース２６の開口２７から入射し、液晶表示素子３０に照射されるが、第一の実施の形態と同様に反射型偏光フィルム２１の作用により、太陽光ｂは反射型偏光フィルム２１，後側偏光板１８に吸収されることがなく、液晶セル１６の温度は上昇しない。
【００１９】
後側偏光板１８の偏光方向はＸ軸方向であり、Ｘ軸方向の光を通過させＹ軸方向の光を吸収する。ランプ１９の光はＸ軸及びＹ軸方向の光を含んでいるため、後側偏光板１８はＹ軸方向の光を吸収し発熱するため、この熱によりケース２６内の空気が暖められるが、後側偏光板１８は液晶セル１６から所定間隔ｄ１をあけて配置されており液晶セル１６に接していないため、液晶セル１６の温度上昇は僅かである。
【００２０】
なお、前側偏光部材は通常の偏光板であっても良いが、Ｘ軸方向の光を吸収し発熱するため、この熱によりケース２６内の空気が暖められて液晶セル１６の温度が上がるので、前側偏光部材は反射型偏光フィルム２１が望ましい。
【００２１】
実施形態によれば、太陽光ｂに因る液晶セル１６の温度上昇を緩和することができ、液晶表示素子１５，２８，３０の適正なコントラストを得ることができる。特に、表示像ａを拡大するため凹面反射鏡２４または凸レンズ２９等の光学部材を設けたヘッドアップディスプレイ装置において、太陽光ｂが光学部材により集光されるため、本発明を適用することが効果的である。
なお、本明細書において、「前方」とは表示像ａが進む向きを意味する。前側偏光部材は液晶表示素子１５の前方に配置すれば良く、例えば、実施形態において、反射型偏光フィルム２１（第二の前側偏光部材）を平面反射鏡２３と凹面反射鏡２４との間に配置しても良い。
【００２２】
また、一般にランプ１９の光は青色の光が弱くいため、図５に示すように、液晶表示素子１５，２８，３０には、赤（Ｒ）または緑（Ｇ）の画素よりも２倍の青（Ｂ）の画素を設けることが望ましい。
【００２３】
【発明の効果】
本発明は、一対の透光性基板に液晶を封入した液晶セルと、前記液晶セルの前面に配設される第一の前側偏光部材と、前記液晶セルの後面に配設される後側偏光部材と、を有する液晶表示素子と、前記液晶表示素子の後方に配設され前記液晶表示素子を照明する光源と、前記第一の前側偏光部材と略同じ方向の偏光方向を有し、ガラス基板に貼着され、前記液晶表示素子の前方に配設される第二の前側偏光部材と、を有するものであり、液晶セルの温度上昇を抑制し適正なコントラスト比を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施形態を示す断面図。
【図２】  同上実施形態を示す要部斜視図。
【図３】  参考例を示す断面図。
【図４】  他の参考例を示す断面図。
【図５】  本発明の液晶表示素子の画素の説明図。
【図６】  従来例を示す側面図。
【図７】  同上従来例を示す断面図。
【符号の説明】
１５  液晶表示素子
１６  液晶セル
１７  前側偏光板（第一の前側偏光部材）
１８  後側偏光板（後側偏光部材）
１９  ランプ（光源）
２１  反射型偏光フィルム（第二の前側偏光部材）
２４  凹面反射鏡（光学部材）
２８  液晶表示素子
２９  凸レンズ（光学部材）
ａ  表示像
【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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