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JP3515355B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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JP3515355B2
JP3515355B2 JP02871098A JP2871098A JP3515355B2 JP 3515355 B2 JP3515355 B2 JP 3515355B2 JP 02871098 A JP02871098 A JP 02871098A JP 2871098 A JP2871098 A JP 2871098A JP 3515355 B2 JP3515355 B2 JP 3515355B2
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裕 丸下
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置（Ｌ
ＣＤ：Liquid Crystal Display）に関し、特に、バック
ライトの消費電力を低減した液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＬＣＤは、透明な基板上に透明な電極を
形成した電極基板間に液晶を封入して構成される。液晶
は電気光学的に異方性を有しているので、電極間に所望
の電圧を印加して液晶に電界を形成することにより、液
晶は電界強度に従った光学特性を示す。この性質を利用
し、画素毎に異なる電圧を印加せしめる構成とすること
により、所望の輝度を呈した画素の集合体として、表示
画像が作成される。このようにＬＣＤは、電圧制御によ
り表示画像が作成され、小型、薄型、低消費電力などの
利点があり、ＯＡ機器、ＡＶ機器などの分野で実用化が
進んでいる。特に、携帯用として用いられる場合には、
屋外で使用することが多く、豊富な外光を利用して表示
画面の可視化を図ることで総消費電力を大幅に低減した
ものが開発されている。
【０００３】図４はこのようなＬＣＤの側断面図であ
る。（１０）はＬＣＤパネル、（１１）は導光板、（１
２）は拡散板、（１３）は反射板、（２０）は光源、
（３０）は集光レンズ、（４０）は、これらのユニット
を保持する筐体である。光源（２０）は、背後にリフレ
クタ（２１）を配した蛍光ランプ、導光板（１１）はア
クリル樹脂等が用いられる。拡散板（１２）及び反射板
（１３）は、各々導光板（１１）の前面及び背面を一体
的に拡散加工及び乱反射加工を施したものでも良い。こ
れら導光板（１１）、拡散板（１２）、反射板（１
３）、光源（２０）及び集光レンズ（３０）は、照光部
であるバックライトを構成している。集光レンズ（３
０）は、導光板（１１）と別体のレンズ、あるいは、導
光板（１１）と一体でレンズ加工されたものが用いられ
る。また、筐体（４０）には、採光用の窓（４１）が開
けられ、集光レンズ（３０）が外部へ覗くようになって
いる。
【０００４】光源（２０）から発せられた光、あるい
は、集光レンズ（３０）より採り入れられた光は、導光
板（１１）に伝えられ、拡散板（１２）にて拡散される
とともに、反射板（１３）で乱反射される。そして、拡
散板（１２）より均一な平面光としてＬＣＤパネル（１
０）へ照射される。ＬＣＤパネル（１０）は、自身で発
光することができず、このように背後より照光を行うこ
とにより、所望の透過率に制御され、認識可能な前段階
にされた表示画面が透過光の分布として可視化される。
【０００５】この構成では、晴れの屋外のような外光が
豊富な環境では、光源（２０）を消灯して、集光レンズ
（３０）からの光のみによって照光を行い、屋内等、外
光が不十分な状態下では、光源（２０）を点灯すること
で明るい表示画面を得るといった使い方が可能となる。
従って、消費電力の大きな光源（２０）を使用せず、Ｌ
ＣＤパネル（１０）の駆動電力のみとなるので、総消費
電力が低減される。
【０００６】図５は、反射型のＬＣＤの側断面図であ
る。（１１０）は反射型ＬＣＤであり、（１４０）は、
これを収納する筐体である。反射型ＬＣＤ（１１０）
は、液晶駆動用の電極の一方を反射電極とする、あるい
は、透過型のパネルの背後に反射面を設ける等により、
観察者側からの光を液晶にて変調し、これを再び観察者
側へ射出するものである。従って、外光を利用できるの
で、光源が不要となり、ＬＣＤパネル（１１０）の駆動
電力のみとなるので、消費電力を低減することができ
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】図４に示すＬＣＤで
は、集光レンズ（３０）及び光源（２０）より導入され
る光の主進行方向は、ＬＣＤパネル（１０）の平面と平
行な平面上に位置している。このため、光源（２０）よ
り発せられた光の多くは、導光板（１１）内部を平行に
進み、反対側に位置する集光レンズ（３０）部より外部
へ漏洩してしまう。集光レンズ（３０）より採り入れら
れた光もまた、導光板（１１）の内部を平行に進み、光
源（２０）のリフレクタにて反射されて、導光板（１
１）内部を逆に進み、再び集光レンズ（３０）より外部
に漏れる。即ち、拡散板（１２）及び反射板（１３）に
とらえられてＬＣＤパネル（１０）へ向かって照射され
る光量が減少し、光の利用効率が悪かった。
【０００８】このことは、たとえ光源（２０）と集光レ
ンズ（３０）とが異なる辺に位置していても同じであ
る。即ち、光源（２０）と集光レンズ（３０）とが同一
平面上にある限り、導光板（１１）内を反射しながら進
む光は、最終的に集光レンズ（３０）より漏れ出てしま
う。
【０００９】更に、この構成では、光源（２０）は、Ｌ
ＣＤ本体に装備されているので、晴れの屋外での使用に
おいて、光源（２０）を使うことが無い場合でも、常
時、光源（２０）を搭載した状態で持ち運ばなければな
らず、必要以上に、重くなっていた。また、図５に示す
反射型も、外光の豊富な環境下では、携帯に最適である
が、外光が少なくると、表示画面が暗くなり、見にくく
なる問題がある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、この課題を解
決するために成され、対向面に液晶駆動用の電極が形成
された一対の透明電極基板間に液晶が封入されてなる液
晶表示パネルと、この液晶表示パネルに光を照射する照
光部と、を有する液晶表示装置において、前記照光部
は、光が導入される導光部と、前記導光部に光を導入す
る光源部とを有し、前記光源部は、前記導光部を具備し
た前記照光部の本体より、着脱自在とされている構成で
ある。
【００１１】これにより、使用態様に合わせて、光源部
を装着した状態と、光源部を離脱した状態が自由に選択
できる。特に、前記導光部は、前記光源部が装着される
領域において、導光層が外部に露出されてなる集光部を
有し、この集光部より外光が採り入れられる構成であ
る。
【００１２】これにより、外光の豊富な環境下での使用
においては、光源を取り外すことにより、装置が小型
化、軽量化される。また、対向面に液晶駆動用の電極が
形成された一対の透明電極基板間に液晶が封入されてな
る反射型液晶表示パネルと、この反射型液晶表示パネル
に光を照射する照光部と、を有する液晶表示装置におい
て、前記照光部は光源を有し、前記反射型液晶表示装置
の本体より、着脱自在とされている構成である。
【００１３】これにより、使用態様に合わせて、照光部
を装着した状態と、照光部を離脱した状態が自由に選択
できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の第１の実施の形
態にかかるＬＣＤの側断面図である。ＬＣＤパネル（１
０）、導光板（１１）、拡散板（１２）、反射板（１
３）、集光レンズ（３０）、これらのユニットを収納保
持する筐体（４０）、更に、本発明の光源部（５０）か
らなる。導光板（１１）はアクリル板等が用いられる。
集光レンズ（３０）は、導光板（１１）と別体のレン
ズ、あるいは、導光板（１１）と同じアクリル樹脂が、
長方形の一側面を有した部分円柱状に加工されたもので
ある。これら導光板（１１）、拡散板（１２）、反射板
（１３）及び集光レンズ（３０）は、照光部であるバッ
クライトを構成している。また、筐体（４０）には、採
光用の窓（４１）が開けられ、集光レンズ（３０）が外
部へ覗くようにされている。
【００１５】また、ＬＣＤパネル（１０）としては、ポ
リシリコン等の多結晶半導体を用いた薄膜トランジスタ
を用いることにより、表示画素部分と、その周辺の駆動
回路を同一基板上に一体的に作り込んだドライバー内蔵
型を採用することが望ましい。これにより、ドライバー
ＩＣの外付けが不要となるので、表示画面の周囲の額縁
部が縮小され、いっそうの小型化、軽量化が達成される
ので、携帯用に最適なＬＣＤが得られる。
【００１６】本発明では、ＬＣＤパネル（１０）及びバ
ックライトを筐体（４０）にて収納してなるＬＣＤ本体
に、光源部（５０）が着脱自在の構成となっている。内
部の光源（５１）は、点光源であるＬＥＤ、線状光源で
ある例陰極間、面光源である平面蛍光管等が用いられ
る。このような光源部（５０）は、本体筐体（４０）の
窓（４１）部分へ、マグネット、嵌合構造、鉤、留め構
造等により装着／離脱を行えるようになっている。即
ち、集光レンズ（３０）へキャップ状に装着できる。
【００１７】図２は、光源部（５０）と集光レンズ（３
０）の拡大図である。光源部（５０）は、アクリル樹脂
等の導光部（５２）と、例えば蛍光ランプである光源
（５１）が反射板（５３）により包囲されている。導光
部（５２）は、集光レンズ（３０）に対応する部分が凹
面部（５４）とされており、集光レンズ（３０）に凸面
が合体されるようになっている。反射板（５３）は、凹
面部（５４）は除かれている。
【００１８】図１に示す如く、光源部（５０）を本体筐
体（４０）に装着した状態では、図２において、光源部
（５０）側の凹面部（５４）に、本体側の集光レンズ
（３０）の凸面があてがわれる。この状態で、光源（５
１）を点灯することにより、光源（５１）より発せられ
た光は、導光部（５２）に導入され、これと一体にされ
光路を接続した集光レンズ（３０）、更には、導光板
（１１）へ導入される。この光は、拡散板（１２）及び
反射板（１３）を経て最終的にＬＣＤパネル（１０）へ
照射される。従って、照明の暗い屋内や天気の悪い屋外
等、外光の少ない環境下において使用することができ
る。この時、光源（５１）より導入された光が集光レン
ズ（３０）より漏れ出ることが無くされるので、光の利
用効率が高まり、明るい表示画面が得られる。
【００１９】また、光源部（５０）を本体より離脱する
ことにより、集光レンズ（３０）が外部に顕れる。この
状態では、集光レンズ（３０）より採り入れられた外光
が、導光板（１１）に導入され、ＬＣＤパネル（１０）
へ照射される。従って、照明の明るい屋内や天気の良い
屋外等、外光の豊富な環境下における使用に適してい
る。この状態では、本体側の電源は、ＬＣＤパネル（１
０）を駆動するのみなので、消費電力が低い。また、光
源部（５０）を取り外すことで、小型、軽量化が達成さ
れる。このように、装置を明るい環境下で使用すること
があらかじめ分かっている場合は、光源部（５０）を始
めから取り外しておくことで、携帯に適した状態とされ
る。
【００２０】更に、光源部（５０）に、光源（５１）専
用の電池を取り付ける構成とすることで、ＬＣＤ本体側
の駆動電源と別にすることができる。これにより、消費
電力の大きい光源部（５０）の電源を本体とは別に交換
することができ、結果的に、電源電池の寿命を長くし
て、電池の交換頻度を下げることができる。
【００２１】図３は、本発明の第２の実施の形態にかか
る反射型ＬＣＤの側断面図である。反射型ＬＣＤパネル
（１１０）、これを収納保持する筐体（１４０）、本発
明の照光部（１５０）を有している。本発明では、光を
発する照光部（１５０）が、ＬＣＤパネル（１１０）を
収納した本体筐体（１４０）に着脱自在にされている。
照光部は（１５０）は、蛍光ランプ、ＬＥＤ等の光源
（１５１）とアクリル樹脂等の導光部（１５２）、更
に、不図示の反射面からなる。この照光部（１５０）
は、マグネット、嵌合構造、鉤、留め構造等により、本
体筐体（１４０）の周縁部の観察者側に着脱自在の構造
となっている。
【００２２】この構成で、外光が少ない環境下では、図
の如く、照光部（１５０）を本体筐体（１４０）に取り
付ける。光源（１５１）から発せられた光は、導光部
（１５２）を介して射出され、ＬＣＤパネル（１１０）
へ照射され、表示画面が認識可能となる。一方、外光が
豊富な環境下では、照光部（１５０）を取り外すこと
で、通常の反射型として用いられる。従って、第１の実
施の形態と同様、外光が豊富な環境下での使用に限定さ
れる場合は、始めから照光部（１５０）を取り外してお
くことで、携帯に適した小型、軽量化が実現される。ま
た、ＬＣＤパネル（１４０）の駆動用電源電池と照光部
（１５０）の電源電池とを別にすることで、電池交換の
頻度をさげることができる。
【００２３】
【発明の効果】以上の説明から明らかな如く、外部の光
を採り入れる集光部を備えた液晶表示装置、あるいは、
反射型の液晶表示装置において、光源を着脱自在にした
ことにより、外部の環境に応じ、最適な使用形態にする
ことができ、結果的に、消費電力の低減、小型、軽量化
が実現された。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかるＬＣＤの側
断面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態にかかるＬＣＤの要
部断面図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態にかかるＬＣＤの側
断面図である。
【図４】従来のＬＣＤの側断面図である。
【図５】従来のＬＣＤの側断面図である。
【符号の説明】
１０，１１０ ＬＣＤパネル １１ 導光板 １２ 拡散板 １３ 反射板 ３０ 集光レンズ ４０，１４０ 筐体 ５０ 光源部 ５１ 光源 ５２ 導光部 ５３ 反射面 １５０ 照光部
フロントページの続き (72)発明者 丸下 裕 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三洋電機株式会社内 (72)発明者 清水 真 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三洋電機株式会社内 (56)参考文献 特開 平９−304769（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−333023（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−193487（ＪＰ，Ｕ)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 対向面に液晶駆動用の電極が形成されて
    なる一対の透明電極基板間に液晶が封入されてなる液晶
    表示パネルと、この液晶表示パネルに光を照射する照光
    部と、を有する液晶表示装置において、 前記照光部は、光が導入される導光部と、前記導光部に
    光を導入する光源部とを有し、前記光源部は、前記導光
    部を具備した前記照光部の本体より着脱自在とされ、前
    記導光部は、前記光源部が装着される領域において、一
    部が外部に突出されレンズからなる集光部を有し、この
    集光部より外光を採り入れ、かつ前記光源部は、前記集
    光部に対応する部分が凹面部とされ、前記光源部を前記
    導光部に装着した状態で、前記集光部に前記凹面部があ
    てがわれることを特徴とする液晶表示装置。
  2. 【請求項２】 前記導光部は、前記光源部が装着される
    領域を少なくとも除き反射面とされていることを特徴と
    する請求項１記載の液晶表示装置。
  3. 【請求項３】 前記光源の電源と、前記液晶表示パネル
    の電源とは別であることを特徴とする請求項１又は請求
    項２に記載の液晶表示装置。
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