(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
線状光源からの出射光を導光板の端部に集光して導光し、一定方向に反射させて、当該導光板から出射した光を光拡散板に照射し透過させることにより、輝度的に均一な面状光源を形成して液晶パネルの背後から照射するエッジライト型バックライトユニットを備えた液晶表示装置において，
前記導光板の一端側と線状光源との間に、前記線状光源からの出射光を半ば遮蔽する大きさと形状の遮光板を配置し、前記線状光源の前記遮光板形成側と反対側位置に曲面形成により上方開放した反射板を配置し、前記線状光源と前記液晶パネルとの間で前記線状光源の上方に前記光拡散板よりも薄い板厚の光拡散板を配置し、
前記線状光源から発光された光の一部は、反射板によって反射され、前記遮光板の下方をくぐって導光板の一側端面に集光され、導光板に導光されて分散した光となって光透過板を透過し、光透過板を透過して均一な面状の光となって、液晶パネルを照射すると共に、前記線状光源から出射された発光の他の一部は、上方の薄い板厚の光拡散板を透過し、前記液晶パネルの端部の表示領域を高輝度照射可能に構成したことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記導光板は，
下面傾斜面に沿って裏面側に反射シートが配置されており、
前記導光板の一側端面に集光された前記線状光源からの発射光が導光板に導光されて上方へ反射されるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記液晶パネルの表示領域の一部を高輝度照射することにより、各種警告表示を可能とし、車載用警告表示器として用いることを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
液晶パネルの背後に入射光を拡散する光拡散板を設け、該光拡散板の背後に該光拡散板に入射する光を調整する調光フィルムを備え、複数の線状光源から出射された光を反射シートによって反射させ、その反射光を前記調光フィルムおよび前記光拡散板を透過させることにより、輝度的に均一な面状光源に形成して前記液晶パネルの背後から照射する直下型バックライトユニットを備えた液晶表示装置において，
前記調光フィルムの一端部を切欠き、該調光フィルムの一端部に遮光板を設けると共に該調光フィルムの一端部の下方に前記線状光源を少なくとも１つ配置し、前記調光フィルムの一端部に配置される前記線状光源から出射された光を前記遮光板によって遮光して、前記光拡散板のみを透過させることにより、前記液晶パネルの表示領域の一部を直接高輝度で照射可能に構成したことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項５】
前記液晶パネルの表示領域の一部を高輝度照射することにより、各種警告表示を可能とし、車載用警告表示器として用いることを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表示画面の高輝度化を図って特に自動車等の車載用警告表示に最適な液晶表示装置（ＬＣＤ）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４は、特開平９−２８１４９２号公報に記載された照明ユニットとこれを用いた液晶表示装置を示す側面断面図である。この場合、ＬＣＤ１の液晶パネル８を照射する照明ユニットとして、導光板３を用いたエッジライト型またはサイドライト型と呼ばれるバックライトユニットが示されている。
【０００３】
図の上方が上面部で下方が下面部となっているハウジング２の中央部に透光性材料の導光板３が配置され、この一端側に線状光源である熱陰極あるいは冷陰極の蛍光管（以下、ＣＣＴという）４が配置されている。このＣＣＴ４からの線状発光は、曲面形成した反射板５によって導光板３の端面に集めて板内に導光される。導光板３に入ったＣＣＴ４からの光は、導光板３の下方背後に配置した反射シート６によって上方に反射される。このようにして面状光源に形成されたＣＣＴ４からの光は、導光板３の上方に配置された光拡散板７を透過し、ハウジング２の最上部の液晶パネル８を下方から照射する。光拡散板７には、プリズムシート等の光学部品、あるいは拡散に有効な半透明材料で作成されたものが使用されている。
【０００４】
この光拡散板７を透過させることにより、ＣＣＴ４からの光を輝度的に均一な面状光源にして液晶パネル８の全面を照射する。それによって、液晶パネル８の表示画面に文字や画像を、たとえばドットの集合体で表示するドットマトリクス方式ＬＣＤである。
【０００５】
また、図５は、この種エッジライト型バックライトユニットを備えたＬＣＤの他の従来例を示している。
【０００６】
この場合、複数のＣＣＴ４がハウジング２の下部に配置され、それら各ＣＣＴ４からの発光は、背後の波形状に形成された反射シート５によって上方へ反射される。この反射光は、調光フィルム９を通り、光拡散板７を透過することで、輝度的に均一な面状の光となって液晶パネル８を下方から照射する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
かかる公報記載の図４に示すＬＣＤ、また図５に示すＬＣＤのいずれの場合においても、面状光源となるバックライトユニットに改良すべき次の問題が残されている。
【０００８】
サイドライト型ＣＣＴ４の管表面からの発光輝度は、普通30000 ｃｄ／ｍ２程度とされている。ＣＣＴ４からのそうした線状光源の発光輝度は、導光板３、光拡散板７または調光フィルム９を透過することで減衰されてしまう。そのため、液晶パネル８に面状光源として照射される光の輝度は低下し、さらに液晶パネル８自体への透過率によって、表示画像の輝度が約１５０ｃｄ／ｍ２程度にまで低下する。
【０００９】
ところで、自動車等車両内で各種警告を表示する場合、その表示輝度は最大で２００ｃｄ／ｍ２以上が望ましいとされている。しかし、ＬＣＤの表示輝度は、一般的に最大輝度時で１５０ｃｄ／ｍ２程度であり、上記従来例においても、減衰によって１５０ｃｄ／ｍ２程度にまで低下することから、輝度不足は否定できない。そのため、車載用警告表示といった特定目的に用いるＬＣＤとしては、視認性に劣り、喚起効果が半減する不都合がある。
【００１０】
したがって、本発明の目的は、表示画面の輝度向上を図って視認性を高めることにより、特に車載用警告表示に有効なＬＣＤを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明による請求項１に記載のＬＣＤは、線状光源からの出射光を導光板の端部に集光して導光し、一定方向に反射させて、当該導光板から出射した光を光拡散板に照射し透過させることにより、輝度的に均一な面状光源を形成して液晶パネルの背後から照射するエッジライト型バックライトユニットを備えた液晶表示装置において，前記導光板の一端側と線状光源との間に、前記線状光源からの出射光を半ば遮蔽する大きさと形状の遮光板を配置し、前記線状光源の前記遮光板形成側と反対側位置に曲面形成により上方開放した反射板を配置し、前記線状光源と前記液晶パネルとの間で前記線状光源の上方に前記光拡散板よりも薄い板厚の光拡散板を配置し、前記線状光源から発光された光の一部は、反射板によって反射され、前記遮光板の下方をくぐって導光板の一側端面に集光され、導光板に導光されて分散した光となって光透過板を透過し、光透過板を透過して均一な面状の光となって、液晶パネルを照射すると共に、前記線状光源から出射された発光の他の一部は、上方の薄い板厚の光拡散板を透過し、前記液晶パネルの端部の表示領域を高輝度照射可能に構成している。
【００１２】
かかる構成により、線状光源からの光は導光板および光拡散板への通過によって間接照射により輝度が減衰するが、線状光源からの光の一部をそれら導光板等に導光させることなく、直接液晶パネルの表示領域の一部を照射させることによって、高輝度を得ることができる。
【００１３】
また、本発明の請求項３に記載のＬＣＤのように、液晶パネルの表示領域の一部を高輝度照射することにより、各種警告表示が可能な車載用警告表示器として構成することができる。
【００１４】
一方、本発明の請求項４に記載のＬＣＤは、液晶パネルの背後に入射光を拡散する光拡散板を設け、該光拡散板の背後に該光拡散板に入射する光を調整する調光フィルムを備え、複数の線状光源から出射された光を反射シートによって反射させ、その反射光を前記調光フィルムおよび前記光拡散板を透過させることにより、輝度的に均一な面状光源に形成して前記液晶パネルの背後から照射する直下型バックライトユニットを備えた液晶表示装置において，
前記調光フィルムの一端部を切欠き、該調光フィルムの一端部に遮光板を設けると共に該調光フィルムの一端部の下方に前記線状光源を少なくとも１つ配置し、前記調光フィルムの一端部に配置される前記線状光源から出射された光を前記遮光板によって遮光して、前記光拡散板のみを透過させることにより、前記液晶パネルの表示領域の一部を直接高輝度で照射可能に構成している。
【００１５】
かかる構成により、線状光源からの光は調光フィルムおよび光拡散板への通過によって間接照射により輝度が減衰するが、線状光源からの光の一部を調光フィルムを透過させることなく、直接液晶パネルの表示領域の一部を照射させることによって、高輝度を得ることができる。
【００１６】
この場合も、本発明の請求項５に記載のＬＣＤのように、液晶パネルの表示領域の一部を高輝度照射することにより、各種警告表示が可能な車載用警告表示器として構成することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明によるＬＣＤの実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。従来例の図４および図５の各ＬＣＤで示された部材と同一または共通するものについては、同一の符号を付して説明する。
【００１８】
図１は、第１実施の形態によるＬＣＤ１を要部拡大（円内）して示す側面断面図である。この場合、従来例の図４および図５と同様、図の上方がＬＣＤ１の上面部で下方が下面部となっており、エッジライト型バックライトユニットを装備した構造となっている。
【００１９】
ハウジング２の中央部に配置された導光板３は、透光性の樹脂材料などによって上面および下面のいずれも平滑に形成され、その一端側から他端側へ板厚が漸次小さくなって傾斜したほぼ三角形状の側面断面形状となっている。この導光板３の板厚の大きい一端側に臨んで、線状光源である冷陰極蛍光管ＣＣＴ４が配置されている。
【００２０】
また、導光板３の一端側とＣＣＴ４との間には、このＣＣＴ４からの発光を半ば遮蔽する大きさと形状の遮光板１０が配置され、この遮光板１０と反対側位置には曲面形成により上方開放した反射板１１が配置されている。さらに、ＣＣＴ４の上方に薄い板厚の光拡散板１２が配置され、これら各部材によって本発明の要旨構造を構成している。
【００２１】
かかる要旨構造により、ＣＣＴ４からの出射された面状の発光の一部は、反射板１１に反射されて遮光板１０の下方を通過し、導光板３の一端側の端面に集光され、さらに発光の一部は反射板１１に反射されて上方の光拡散板１２を透過可能となっている。すなわち、ＣＣＴ４からの発光の一部は、上方に向かって光拡散板１２を透過するだけで、液晶パネル８の一部を下方から直に照射可能となっている。
【００２２】
一方、導光板３の下面傾斜面に沿って裏面側には反射シート６が配置され、この反射シート６によって、導光板３の一側端面に集光されたＣＣＴ４からの発光が上方へ反射されるようになっている。導光板３の上方には光拡散板７が配置され、反射シート６によって反射されて導光板３を出た光は、上方の光拡散板７を透過することで均一な面状の光に形成されるようになっている。光拡散板７を透過した光は、輝度的に均一な面状光源のバックライトとして、液晶パネル８を下方から間接的に照射する。光拡散板７としては、プリズム等の光学部品、あるいは拡散に有効な半透明材料で作成したものを使用することができる。
【００２３】
以上の構成により、この第１実施の形態では次のように作用する。液晶パネル８の全体平面を示す図２を併用して説明する。
【００２４】
線状光源のＣＣＴ４から発光された光の一部は、反射板１１によって反射され、遮光板１０の下方をくぐって導光板３の一側端面に集光される（図１中、破線矢印ａで示す）。この導光板３に入射された光の一部は、裏面の反射シート６によって上方へ反射され、光拡散板７を透過する。光拡散板７を透過した光は均一な面状の間接光として、液晶パネル８の全体表示領域Ａにおける大部分の表示領域Ｂを下方から通常輝度で照射する。
【００２５】
一方、ＣＣＴ４から出射された発光の一部は、遮光板１０によって遮光され、反射板１１による反射でもって上方に向かい、光拡散板１２を透過して液晶パネル８の一部を照射する（図１中、破線矢印ｂで示す）。この照射は、途中、薄い光拡散板１２のみを透過するだけであるから、減衰することなく、所要の高輝度でもって液晶パネル８の一部を下方から照射することができる。
【００２６】
すなわち、図２に示すように、ＣＣＴ４からの線状出射光の一部は、導光板３を出て光拡散板７を透過することで、液晶パネル８の全体表示領域（Ａ）におけるその大部分表示領域（Ｂ）を間接的に下方から照射する。この間接照射によって、その大部分表示領域はパネル表示部における通常輝度照射部（Ｂ）となる。それに対して、ＣＣＴ４から上方へ出射された光は、光拡散板１２のみを透過し、液晶パネル８の一部表示領域を直接下方から照射する。この直接照射によって、その一部表示領域はパネル表示部における高輝度照射部（Ｃ）となる。
【００２７】
液晶パネル８の全体表示領域（Ａ）において、その一部に高輝度照射部（Ｃ）を形成することで、液晶パネル８における輝度不足が解消され、車載警告表示に用いた場合は、高輝度で視認性の高い表示画面を得ることができる。
【００２８】
次に、図３は、本発明による第２実施の形態を示している。第１実施の形態の各部材と同一または共通するものには同一符号を付してある。この場合、複数のＣＣＴ４がハウジング２の下部に配置され、それら各ＣＣＴ４からの発光は、背後の波形状に形成された反射シート５によって上方へ反射される。ＣＣＴ４の上方には調光フィルム９が配置され、この調光フィルム９の上方に光拡散板７が配置されている。すなわち、この第２実施の形態のＬＣＤ１は直下型バックライトユニットと呼ばれる構造の一種である。
【００２９】
そこで、ＣＣＴ４の１つ（符号４ａで示す）の上方には、調光フィルム９を配置せずに遮光板１３を介して遮光する形となっており、そのＣＣＴ４ａからの発光を光拡散板７を透過させ、直接液晶パネル８の一部に照射可能となっている。
【００３０】
したがって、この場合は、複数のＣＣＴ４からの発光は調光フィルム９と光拡散板７を透過させることにより、液晶パネル８の全体表示領域（Ａ）におけるその大部分表示領域（Ｂ）を間接的に下方から照射する。この間接照射によって、その大部分表示領域はパネル表示部における通常輝度照射部（Ｂ）となる。それに対して、１つのＣＣＴ４ａから上方へ出射された光は、光拡散板７のみを透過し、液晶パネル８の一部表示領域（Ｃ）を直接下方から照射する。この直接照射によって、一部表示領域はパネル表示部における高輝度照射部（Ｃ）となる。
【００３１】
以上、第１および第２実施の形態によるＬＣＤから理解されるように、従来からのＬＣＤと比較して特別な部品を用いることなく、液晶パネル８において低コストで高輝度領域を形成することができる。
【００３２】
なお、これら各実施の形態のＬＣＤにおいては、文字や画像による表示方式としてセグメント方式でも可能であり、特に文字をドットの集合体で表示するドットマトリクス方式において有効である。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によるＬＣＤは、従来、ＬＣＤの液晶パネルを照射する照明ユニットとして、導光板を用いたエッジライト型またはサイドライト型と呼ばれるバックライトユニットでは、車載用警告表示といった特定目的に使用される場合は輝度不足が問題となっていたが、特別な部品を用いることなく、構造的な改良によって高輝度表示を可能とすることで、それを解消できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による第１実施の形態のエッジライト型バックライトユニットを備えたＬＣＤを要部拡大して示す側面断面図である。
【図２】本実施の形態の液晶パネルにおける高輝度表示領域を示す平面図である。
【図３】本発明による第２実施の形態の直下型バックライトユニットを備えたＬＣＤを要部拡大して示す側面断面図である。
【図４】従来例のエッジライト型バックライトユニットを備えたＬＣＤを示す側面断面図である。
【図５】他の従来例の直下型バックライトユニットを備えたＬＣＤを示す側面断面図である。
【符号の説明】
１  ＬＣＤ（液晶表示装置）
２  ハウジング
３  導光板
４  線状光源のＣＣＴ
６  反射シート
７，１２  光拡散板
８  液晶パネル
９  調光フィルム
１０，１３  遮光板
１１  反射板
Ａ  パネル全体表示領域
Ｂ  通常輝度照射部
Ｃ  高輝度照射部
【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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