JP2006100182A - Surface light source and liquid crystal display using surface light source - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、予め定めた方向に指向性を持った面光源、及びそれを備えた立体画像を表示する液晶表示装置に関する。 The present invention relates to a surface light source having directivity in a predetermined direction, and a liquid crystal display device that displays a stereoscopic image including the surface light source.
立体画像を表示する液晶表示装置としては、従来、液晶表示パネルの1列置きの画素により左眼用画像を、他の1列置きの画素により右眼用画像を表示し、その左眼用画像と右眼用画像とを、前記液晶表示パネルの一方の行の画素からの出射光と他方の行の画素からの出射光とを表示観察者の左眼方向と右眼方向とに振り分けるレンチキュラーレンズ、あるいは前記液晶表示パネルの画素行と平行な複数の透過部と遮光部が交互に並べてストライプ状に形成されたパララックスバリアを介して観察者の左眼と右眼とに観察させるようにしたものが知られている(特許文献1、2、3参照)。
しかし、従来の立体画像を表示する液晶表示装置は、液晶表示パネルの1列置きの画素により左眼用画像を表示し、他の1列置きの画素により右眼用画像を表示するため、両方の画像の解像度が低い。 However, since a conventional liquid crystal display device that displays a stereoscopic image displays an image for the left eye by every other row of pixels of the liquid crystal display panel and an image for the right eye by every other row of pixels, The image resolution is low.
しかも、前記従来の液晶表示装置では、液晶表示パネルの画素ピッチに対応したレンズピッチのレンチキュラーレンズ、あるいは前記画素ピッチに対応した透過部ピッチのパララックスバリアを、その各レンズ部または透過部を前記液晶表示パネルの各行の画素に対し、予め定めた位置関係で精度良く対応させて配置しなければならず、したがって製造が難しい。 Moreover, in the conventional liquid crystal display device, a lenticular lens having a lens pitch corresponding to the pixel pitch of the liquid crystal display panel, or a parallax barrier having a transmissive portion pitch corresponding to the pixel pitch, and each lens portion or transmissive portion of the lenticular lens are The pixels in each row of the liquid crystal display panel must be arranged with high precision in a predetermined positional relationship, and thus manufacturing is difficult.
この発明は、解像度の高い立体画像を表示するにも拘わらず製造が容易な面光源とこれを備えた液晶表示装置を提供することを目的としたものである。 An object of the present invention is to provide a surface light source that can be easily manufactured in spite of displaying a high-resolution stereoscopic image and a liquid crystal display device including the surface light source.
この発明の面光源は、断面が山形をなす複数の細長プリズム部が互いに平行に並設されて、傾斜方向が異なる第1の斜面と第2の斜面とが交互に連なった凹凸表面形状をなす入射面と、前記入射面から入射した光を予め定めた方向に出射する出射面とを備えたプリズムシートと、
前記プリズムシートの細長プリズム部の長さ方向に対して直交する方向の前記第1の斜面に対向する側に配置され、前記第1の斜面に向けて光を射出させる第1の光源部と、
前記プリズムシートの細長プリズム部の長さ方向に対して直交する方向の前記第2の斜面に対向する側に配置され、前記第2の斜面に向けて光を射出させる第2の光源部と、を有することを特徴とする。
The surface light source according to the present invention has an uneven surface shape in which a plurality of elongated prism portions having a mountain-shaped cross section are arranged in parallel with each other, and first and second inclined surfaces having different inclination directions are alternately connected. A prism sheet comprising an entrance surface and an exit surface that emits light incident from the entrance surface in a predetermined direction;
A first light source unit disposed on a side facing the first inclined surface in a direction orthogonal to the length direction of the elongated prism unit of the prism sheet, and emitting light toward the first inclined surface;
A second light source unit disposed on a side facing the second inclined surface in a direction orthogonal to the length direction of the elongated prism unit of the prism sheet, and emits light toward the second inclined surface; It is characterized by having.
この面光源は、前記第1と第2の光源部の何れかから射出された光を、それぞれ、前記プリズムシートの入射面に入射させ、その光を前記入射面に並設されている複数の細長プリズム部により屈折させて前記出射面から出射するものであり、一方の光源部からの光を、前記プリズムシートの出射面からこのプリズムシートの法線に対して予め定めた角度だけ傾いた方向に出射光強度のピークが存在する指向性をもった光として出射させることができる。 In this surface light source, light emitted from one of the first and second light source units is incident on the incident surface of the prism sheet, and the light is arranged in parallel on the incident surface. A direction in which light is refracted by the elongated prism portion and emitted from the emission surface, and the light from one light source portion is inclined from the emission surface of the prism sheet by a predetermined angle with respect to the normal line of the prism sheet. Can be emitted as light having directivity in which the peak of the emitted light intensity exists.
この発明の面光源において、プリズムシートの入射面側に、前記光源からの射出光を通すための空間を設けて対向配置され、前記第1、第2の光源から射出した光のうち、前記プリズムシートの入射面の方向以外の方向に射出した光の少なくとも1部を吸収するための光吸収板が、さらに設けられていることが望ましく、これにより、より指向性に富んだ出射光が得られる。 In the surface light source according to the present invention, a space for allowing the light emitted from the light source to pass therethrough is provided on the incident surface side of the prism sheet, and the prism out of the light emitted from the first and second light sources. It is desirable that a light absorbing plate for absorbing at least a part of the light emitted in a direction other than the direction of the incident surface of the sheet is further provided, thereby obtaining outgoing light with more directivity. .
この発明の面光源において、前記第1の光源部と前記第2の光源部は、それぞれ、複数の固体発光素子を前記プリズムシートの細長プリズム部の長さ方向へ平行に並設してなり、各固体発光素子は射出光強度が1/2となる角度範囲が±7.5°の指向特性を備えていることが望ましい。 In the surface light source of the present invention, each of the first light source unit and the second light source unit includes a plurality of solid state light emitting elements arranged in parallel in the length direction of the elongated prism portion of the prism sheet, Each solid-state light emitting element desirably has a directivity characteristic in which an angle range in which the emission light intensity is ½ is ± 7.5 °.
さらに、この発明の面光源において、前記プリズムシートは、その出射面が平坦面に形成され、前記入射面に形成された複数の細長プリズム部における三角断面形状の頂角が60°〜80°の範囲に設定されたものが望ましい。 Furthermore, in the surface light source according to the present invention, the prism sheet has an emission surface formed as a flat surface, and the apex angle of the triangular cross-sectional shape of the plurality of elongated prism portions formed on the incident surface is 60 ° to 80 °. The one set to the range is desirable.
また、さらに、前記プリズムシートに対しては、その出射面側に、複数の細長凸レンズ部が平行に並設されてなり、前記複数の細長凸レンズ部の長さ方向を前記プリズムシートの細長プリズム部の長さ方向と直交させて形成した異方性光拡散部材が、さらに設けられていることが望ましい。 Further, a plurality of elongated convex lens portions are arranged in parallel on the exit surface side of the prism sheet, and the length direction of the plurality of elongated convex lens portions is defined as the elongated prism portion of the prism sheet. It is desirable that an anisotropic light diffusing member formed so as to be orthogonal to the length direction is further provided.
この発明の液晶表示装置は、複数の画素がマトリックス状に配列された表示エリアを有し、前記複数の画素に、左右別々の眼で観察するための左眼用画像データと右眼用画像データとが選択的に書込まれ、これらの左眼用及び右眼用画像データに応じて左眼用画像と右眼用画像とを選択的に表示する液晶表示素子と、
前記液晶表示素子の観察側とは反対側に、断面が山形をなす複数の細長プリズム部が互いに平行に並設されて、傾斜方向が異なる第1の斜面と第2の斜面とが交互に連なった凹凸表面形状をなす入射面と、前記入射面から入射した光を予め定めた方向に出射する出射面とを備えたプリズムシートと、前記プリズムシートの細長プリズム部の長さ方向に対して直交する方向の前記第1の斜面に対向する側に配置され、前記第1の斜面に向けて光を射出する第1の光源と、前記プリズムシートの細長プリズム部の長さ方向に対して直交する方向の前記第2の斜面に対向する側に配置され、前記第2の斜面に向けて光を射出する第2の光源とからなり、前記プリズムシートの入射面の細長プリズム部の長さ方向を、前記液晶表示パネルの左右方向に対して直交させて配置した面光源と、
前記面光源の第1と第2の光源部のうち、いずれか一方の光源部から、前記液晶表示パネルの複数の画素への左眼用画像データの書込みに同期させて光を出射させ、他方の光源部から、前記液晶表示パネルの複数の画素への右眼用画像データの書込みに同期させて光を出射させる制御手段とを備えることを特徴とする。
The liquid crystal display device of the present invention has a display area in which a plurality of pixels are arranged in a matrix, and the left eye image data and the right eye image data for observing with the left and right eyes on the plurality of pixels. And a liquid crystal display element that selectively displays a left-eye image and a right-eye image according to the left-eye and right-eye image data,
On the opposite side of the liquid crystal display element from the observation side, a plurality of elongated prism portions having a mountain-shaped cross section are arranged in parallel to each other, and first and second inclined surfaces having different inclination directions are alternately connected. A prism sheet having an incident surface having an uneven surface shape and an exit surface for emitting light incident from the incident surface in a predetermined direction, and orthogonal to the length direction of the elongated prism portion of the prism sheet A first light source that is disposed on the side facing the first slope in a direction to be emitted, and is orthogonal to a length direction of the elongated prism portion of the prism sheet, and a first light source that emits light toward the first slope. And a second light source that emits light toward the second slope, the length direction of the elongated prism portion on the incident surface of the prism sheet , In the left-right direction of the liquid crystal display panel A surface light source was placed in quadrature with,
Light is emitted from either one of the first and second light source units of the surface light source in synchronization with the writing of left-eye image data to the plurality of pixels of the liquid crystal display panel, and the other Control means for emitting light in synchronization with writing of right-eye image data to a plurality of pixels of the liquid crystal display panel.
すなわち、この液晶表示装置は、複数の画素がマトリックス状に配列した表示エリアを有する液晶表示パネルの観察側とは反対側に、前記第1の光源部からの光を前記プリズムシートの出射面からこのプリズムシートの法線に対して予め定めた角度だけ傾いた第1の方向に出射光強度のピークが存在する指向性をもった第1の光として出射させ、前記第2の光源部からの光を前記プリズムシートの出射面から前記法線に対して前記第1の光とは反対側に予め定めた角度傾いた第2の方向に出射光強度のピークが存在する指向性をもった第2の光として出射させる面光源を配置したものである。 That is, in this liquid crystal display device, light from the first light source unit is emitted from the emission surface of the prism sheet on the side opposite to the observation side of the liquid crystal display panel having a display area in which a plurality of pixels are arranged in a matrix. The light is emitted as first light having directivity in which a peak of the emitted light intensity exists in a first direction inclined by a predetermined angle with respect to the normal line of the prism sheet, and is emitted from the second light source unit. The light has a directivity in which a peak of emitted light intensity exists in a second direction inclined at a predetermined angle on the opposite side to the first light with respect to the normal line from the emission surface of the prism sheet. A surface light source to be emitted as the second light is arranged.
この液晶表示装置は、左眼用画像データと右眼用画像データとを順次前記液晶表示パネルの各画素に書込み、前記左眼用画像データの書込みに同期させて、前記面光源の第1の光源部又は第2の光源部のうちの何れか一方の光源部から光を射出させて、その光を前記面光源から前記プリズムシートの法線に対して左側、つまり表示観察者の左眼の方向に傾いた方向に出射光強度のピークが存在する指向性をもった光として出射させ、前記右眼用画像データの書込みに同期させて他方の光源部から光を射出させて、その光を前記面光源から前記プリズムシートの法線に対して右側、つまり表示観察者の右眼の方向に傾いた方向に出射光強度のピークが存在する指向性をもった光として出射させるものであり、前記液晶表示パネルに前記左眼用画像データに対応した左眼用画像と前記右眼用画像データに対応した右眼用画像とを順次表示させ、表示観察者に立体画像を観察させる。 The liquid crystal display device sequentially writes the image data for the left eye and the image data for the right eye to each pixel of the liquid crystal display panel, and synchronizes with the writing of the image data for the left eye. Light is emitted from one of the light source unit and the second light source unit, and the light is emitted from the surface light source to the left side of the normal of the prism sheet, that is, the left eye of the display observer. The light is emitted as directivity light having a peak of emitted light intensity in a direction inclined to the direction, light is emitted from the other light source unit in synchronization with the writing of the right-eye image data, and the light is emitted. The light emitted from the surface light source as light having directivity in which there is a peak of emitted light intensity in the direction inclined to the right side of the normal of the prism sheet, that is, the direction of the right eye of the display observer, The left-eye image is displayed on the liquid crystal display panel. And sequentially displaying a right eye image and the left eye image corresponding to the data corresponding to the right-eye image data, thereby observing a stereoscopic image on the display observer.
この発明の液晶表示装置において、前記面光源は、赤、緑、青の3色の光を選択的に出射する第1と第2の光源部を備えており、前記制御手段は、1つの立体画像を表示するための1フレームの間に、左眼用画像を表示するための赤、緑、青の3色の単位色画像データと右眼用画像を表示するための赤、緑、青の3色の単位色画像データとを任意の順序で選択して順次液晶表示パネルの各画素に書込み、前記面光源の第1と第2の光源部のうち、前記液晶表示パネルの観察側から見て右側の光源部から、前記赤、緑、青の3色の光を前記左眼用画像を表示するための赤、緑、青の3色の単位色画像データの書込みにそれぞれ同期させて出射させ、左側の光源部から、前記赤、緑、青の3色の光を前記右眼用画像を表示するための赤、緑、青の3色の単位色画像データの書込みにそれぞれ同期させて出射させるのが好ましい。 In the liquid crystal display device according to the present invention, the surface light source includes first and second light source sections that selectively emit light of three colors of red, green, and blue, and the control means includes one three-dimensional light source. During one frame for displaying an image, unit color image data of three colors red, green, and blue for displaying an image for the left eye and red, green, and blue for displaying an image for the right eye The unit color image data of the three colors are selected in an arbitrary order and sequentially written to each pixel of the liquid crystal display panel, and the first and second light source units of the surface light source are viewed from the observation side of the liquid crystal display panel. Then, the light of the three colors red, green, and blue is emitted from the right light source unit in synchronization with the writing of unit color image data of the three colors red, green, and blue for displaying the left-eye image. And the red, green and blue light for displaying the right eye image from the light source on the left side. Preferably emit respectively in synchronization with the writing of the unit color image data of the color.
また、この発明の液晶表示装置において、前記面光源は、前記プリズムシートの入射面側に、前記光源からの射出光を通す空間をあけて対向配置され、前記第1第2の光源から射出した光のうち、前記プリズムシートの入射面の方向以外の方向に射出した光の少なくとも1部を吸収するための光吸収板が、更に設けられていることが望ましい。 In the liquid crystal display device according to the present invention, the surface light source is disposed opposite to the incident surface side of the prism sheet with a space through which light emitted from the light source passes, and is emitted from the first and second light sources. It is desirable that a light absorbing plate for absorbing at least a part of light emitted in a direction other than the direction of the incident surface of the prism sheet is further provided.
さらに、この発明の液晶表示装置においては、前記プリズムシートに対して、その出射面側に、複数の細長凸レンズ部が平行に並設されてなり、前記複数の細長凸レンズ部の長さ方向を前記プリズムシートの細長プリズム部の長さ方向と直交させて形成した異方性光拡散部材が、さらに設けられていることが好ましい。 Furthermore, in the liquid crystal display device of the present invention, a plurality of elongated convex lens portions are arranged in parallel on the light exit surface side of the prism sheet, and the length direction of the plurality of elongated convex lens portions is defined in the length direction. It is preferable that an anisotropic light diffusion member formed so as to be orthogonal to the length direction of the elongated prism portion of the prism sheet is further provided.
またさらに、この発明の液晶表示装置において、液晶表示素子は、対向する電極が形成された一対の基板間に、液晶分子をねじれの無いホモジニアス配光状態に初期配光させた液晶層を封入したホモジニアス型液晶表示素子を適用するのが、液晶表示素子の応答特性上好ましい。 Furthermore, in the liquid crystal display device of the present invention, the liquid crystal display element encapsulates a liquid crystal layer in which liquid crystal molecules are initially distributed in a homogeneous light distribution state without twisting between a pair of substrates on which opposed electrodes are formed. It is preferable from the viewpoint of response characteristics of the liquid crystal display element to apply a homogeneous liquid crystal display element.
この発明の面光源は、前記第1と第2の光源部の何れかから射出された光を、それぞれ、前記プリズムシートの入射面に並設されている複数の細長プリズム部の第1と第2の斜面のうちの対向する側の斜面に直接入射させ、その光を各細長プリズム部において屈折させて前記出射面から出射させるものであり、それぞれの光源部からの各射出光を、前記プリズムシートの出射面からこのプリズムシートの法線に対して互いに反対側へ予め定めた角度傾いた方向に出射光強度の急峻なピークが存在する指向性をもった光として出射させることができる。 In the surface light source according to the present invention, the light emitted from either the first light source unit or the second light source unit is respectively arranged on the incident surface of the prism sheet. The light is directly incident on the opposite slope of the two slopes, and the light is refracted in each elongated prism part and emitted from the exit surface. Each exit light from each light source part is emitted from the prism. It is possible to emit light having directivity in which a steep peak of emitted light intensity exists in a direction inclined at a predetermined angle to the opposite side to the normal line of the prism sheet from the emission surface of the sheet.
また、この発明の面光源は、前記第1の光源部からの光を前記プリズムシートの出射面からこのプリズムシートの法線に対して予め定めた角度だけ傾いた第1の方向に出射光強度のピークが存在する指向性をもった第1の光として出射し、前記第2の光源部からの光を前記プリズムシートの出射面から前記法線に対して前記第1の光とは反対方向に予め定めた角度だけ傾いた第2の方向に出射光強度のピークが存在する指向性をもった第2の光として出射するため、この面光源を液晶表示パネルの観察側とは反対側に配置して液晶表示装置を構成し、前記液晶表示パネルに、左眼用画像データと右眼用画像データとを順次前記液晶表示パネルの各画素に書込み、前記液晶表示パネルの複数の画素への左眼用画像データの書込みに同期させて、前記面光源の第1の光源部又は第2の光源部のうちの何れか一方の光源部から光を射出させ、その光を前記面光源から前記プリズムシートの法線に対して左側、つまり表示観察者の左眼の方向に傾いた方向に出射光強度のピークが存在する指向性をもった光として出射させ、右眼用画像データの書込みに同期させて他方の光源部から光を射出させ、その光を前記面光源から前記プリズムシートの法線に対して右側、つまり表示観察者の右眼の方向に傾いた方向に出射光強度のピークが存在する指向性をもった光として出射させることにより、前記液晶表示パネルに、左眼用画像データに対応した左眼用画像と前記右眼用画像データに対応した右眼用画像とをそれぞれ前記液晶表示パネルの全ての画素を使用して順次表示させ、表示観察者に立体画像を観察させることができる。 In the surface light source of the present invention, the intensity of the emitted light from the first light source unit in the first direction tilted from the emission surface of the prism sheet by a predetermined angle with respect to the normal line of the prism sheet. Is emitted as first light having directivity in which there is a peak of light, and light from the second light source unit is opposite to the first light with respect to the normal from the emission surface of the prism sheet. In this case, the surface light source is emitted on the side opposite to the observation side of the liquid crystal display panel. The liquid crystal display device is arranged to arrange the left-eye image data and the right-eye image data sequentially into each pixel of the liquid crystal display panel on the liquid crystal display panel, and to the plurality of pixels of the liquid crystal display panel. In synchronization with the writing of the left eye image data, Light is emitted from one of the first light source unit and the second light source unit of the surface light source, and the light is emitted from the surface light source to the left side of the normal of the prism sheet, that is, displayed. The light is emitted as directional light that has a peak of emitted light intensity in a direction inclined to the left eye of the observer, and light is emitted from the other light source unit in synchronization with the writing of image data for the right eye. The light is emitted from the surface light source as light having directivity in which the peak of the emitted light intensity exists in the direction inclined to the right side of the normal of the prism sheet, that is, the direction of the right eye of the display observer. As a result, the liquid crystal display panel uses the left eye image corresponding to the left eye image data and the right eye image corresponding to the right eye image data using all the pixels of the liquid crystal display panel. Display sequentially and stand for display observer Images can be observed.
したがって、前記面光源によれば、前記液晶表示装置に解像度の高い立体画像を表示させることができ、しかも、前記面光源は、前記プリズムシートと、該プリズムシートの光入射面の両端部にそれぞれ配置された第1と第2の光源部とからなる簡単な構成であるため、前記液晶表示装置を容易に製造することができる。 Therefore, according to the surface light source, a three-dimensional image with high resolution can be displayed on the liquid crystal display device, and the surface light source is provided on each of the prism sheet and both ends of the light incident surface of the prism sheet. The liquid crystal display device can be easily manufactured because of the simple configuration including the first and second light source units arranged.
また、この発明の液晶表示装置において、前記面光源は、赤、緑、青の3色の光を選択的に出射する第1と第2の光源部を備えており、前記制御手段は、1つの立体画像を表示するための1フレームの間に、左眼用画像を表示するための赤、緑、青の3色の単位色画像データと右眼用画像を表示するための赤、緑、青の3色の単位色画像データとを任意の順序で選択して順次液晶表示パネルの各画素に書込み、前記面光源の第1と第2の光源部のうち、前記液晶表示パネルの観察側から見て右側の光源部から、前記赤、緑、青の3色の光を前記左眼用画像を表示するための赤、緑、青の3色の単位色画像データの書込みにそれぞれ同期させて出射させ、左側の光源部から、前記赤、緑、青の3色の光を前記右眼用画像を表示するための赤、緑、青の3色の単位色画像データの書込みにそれぞれ同期させて出射させるのが好ましく、このようにすることにより、フィールドシーケンシャル表示によって解像度の高い立体カラー画像を表示することができる。 In the liquid crystal display device according to the present invention, the surface light source includes first and second light source units that selectively emit light of three colors of red, green, and blue. In one frame for displaying three stereoscopic images, unit color image data of three colors red, green, and blue for displaying an image for the left eye and red, green for displaying an image for the right eye, The blue unit color image data is selected in an arbitrary order and sequentially written to each pixel of the liquid crystal display panel, and the observation side of the liquid crystal display panel among the first and second light source portions of the surface light source From the light source unit on the right side, the light of the three colors red, green, and blue is synchronized with the writing of unit color image data of the three colors red, green, and blue for displaying the left eye image, respectively. Red, green for displaying the right eye image from the light source on the left side. Is preferably emit respectively in synchronization with the three-color writing unit color image data of blue, by doing so, it is possible to display a high-resolution 3-D color images by the field sequential display.
図1〜図5はこの発明の第1の実施形態を示しており、図1は液晶表示装置の分解斜視図、図2は前記液晶表示装置の側面図である。 1 to 5 show a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is an exploded perspective view of a liquid crystal display device, and FIG. 2 is a side view of the liquid crystal display device.
この液晶表示装置は、図1及び図2のように、複数の画素(図示せず)がマトリックス状に配列した表示エリア100を有し、前記複数の画素に、左右別々の眼で観察するための左眼用及び右眼用画像データとが選択的に書込まれ、これらの左眼用及び右眼用画像データに応じて左眼用画像と右眼用画像とを選択的に表示する液晶表示パネル1と、前記液晶表示パネル1の観察側(図において上側)とは反対側に配置された面光源8と、前記液晶表示パネル1と面光源8とを駆動する制御手段17とを備えている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the liquid crystal display device has a
前記液晶表示パネル1は、TFT(薄膜トランジスタ)をアクティブ素子とするアクティブマトリックス液晶表示パネルであり、その内部構造は図示しないが、枠状のシール材を介して接合された一対の透明基板2,3の対向する内面のうち、一方の基板、例えば観察側とは反対側の基板2の内面に、行方向及び列方向にマトリックス状に配列する複数の透明な画素電極と、これらの画素電極にそれぞれ接続された複数のTFTと、各行のTFTにそれぞれゲート信号を供給する複数のゲート配線と、各列のTFTにそれぞれゲート信号を供給する複数のゲート配線とが設けられ、他方の観察側基板3の内面に、前記複数の画素電極とそれぞれ対向する領域によりマトリックス状に配列する複数の画素を形成する一枚膜状の透明な対向電極が設けられ、これらの基板2,3間の前記シール材で囲まれた領域に液晶層が設けられ、前記一対の基板2,3の外面にそれぞれ偏光板4,5が配置された構成となっている。
The liquid
この液晶表示パネル1は、前記液晶層の液晶分子を一方向に分子長軸を揃えてホモジニアス配向させた非ツイストのホモジニアス配向型液晶表示パネルであり、前記一対の基板2,3の外面に、一対の偏光板4,5が、それぞれの透過軸を実質的に直交させるか或いは平行にして配置している。なお、液晶表示パネル1としては、ホモジニアス配向型液晶表示パネルに限らず、他の種々の配光動作モードの液晶表示パネルを用いることができ、例えば、前記液晶層の液晶分子を一対の基板2,3間において実質的に90°のツイスト角でツイスト配光させたTN(ツイステッドネマティック)型液晶表示パネルとし、一対の偏光板4,5をそれぞれの透過軸を実質的に直交または平行に配置する構成としてもよい。
The liquid
液晶表示パネル1の観察側とは反対側の基板2には、その行方向の一端縁と列方向の一端縁とに、観察側基板3の外方に張出すドライバ搭載部2a,2bが形成されており、前記複数のゲート配線は、行方向のドライバ搭載部2aに搭載されたゲート側ドライバ6に接続され、前記複数のデータ配線は、列方向のドライバ搭載部2bに搭載されたデータ側ドライバ7に接続され、前記対向電極は、前記シール材による基板接合部に設けられたクロス接続部と前記ドライバ搭載部2a,2bの一方または両方に形成された対向電極接続配線を介して前記ゲート側ドライバ6とデータ側ドライバ7の一方または両方の基準電位に接続されている。
On the
前記面光源8は、前記液晶表示パネル1の法線に対して表示観察者の左右の眼のうちの一方の眼の方向に予め定めた角度傾いた第1の方向に出射光強度のピークが存在する指向性をもった第1の光と、前記法線に対して前記観察者の他方の眼の方向に予め定めた角度傾いた第2の方向に出射光強度のピークが存在する指向性をもった第2の光とを前記液晶表示パネル1に向けて出射するものであり、この面光源8は、光吸収板9と、前記光吸収板9の光入射面(図において上面)に対向させて配置されたプリズムシート10と、第1と第2の光源部13、14とからなっている。
The
この面光源8の光吸収板9は、第1と第2の光源部13、14及びプリズムシート10等を支える面光源ハウジング(不図示)と一体的に形成されており、第1と第2の光源部13、14と共に前記プリズムシートの背面を覆うベース板の内面(プリズムシート10に対向させる表面)を黒色に例えば塗料等で着色したもので、前記液晶表示パネル1の表示エリア100の全域に充分に対向する面積を有している。なお、この光吸収板9の光入射面の色は、黒色に限らず、液晶表示装置として要求される表示品質を得るのに最適な色に着色しても良い。
The
また、前記プリズムシート10は、前記液晶表示パネル1の表示エリア100の全域に対向する面積を有するアクリル樹脂等からなる透明シートの一方の面に、横断面が二等辺三角形をなす複数の細長プリズム部11が互いに平行に並設されてなり、傾斜方向が異なる第1の斜面と第2の斜面とが交互に連なった凹凸表面形状をなす入射面10aが形成され、他方の面に、前記入射面10aから入射した光を出射する平坦な出射面10bが形成されたものであり、このプリズムシート10の前記複数の細長プリズム部11を除く部分の厚さdは約200μm、前記複数の細長プリズム部11の頂角αは60°〜80°の範囲に設定される。
The
なお、図では便宜上、前記複数の細長プリズム部11を大きく誇張して示しているが、これらの細長プリズム部11は、前記液晶表示パネル1の画素ピッチと同程度またはそれ以下のピッチPで密に並べて形成されている。この複数の細長プリズム部11のピッチPは、30μm〜150μmの範囲であり、好ましくは40μm〜60μmである。
In the figure, for convenience, the plurality of
前記プリズムシート10は、前記複数の細長プリズム部11が形成された入射面10aを前記光吸収板9に対向させ、且つ前記光吸収板9との間に空間を設けて配置されており、前記光吸収板9と前記プリズムシート10との間の空間の前記細長プリズム部11の頂部に対応する部分の高さHは、2mm〜7mmの範囲、好ましくは4mm〜6mmに設定されている。
The
そして、前記第1と第2の光源部13、14は、前記光吸収板9と前記プリズムシート10との間の空間の前記細長プリズム部11の長さ方向に対して直交する方向の両端側にそれぞれ配置されている。
The first and second
この第1と第2の光源部13、14はそれぞれ、前記プリズムシート10の複数の細長プリズム部11と同程度の長さを有する帯板状の基板13a、14aに、複数の固体発光素子13b、14bがその長さ方向へ実質的に隙間なく並設されてなる。基板13a、14aには、図示されていないが、固体発光素子13b、14bを並列に電気接続する配線と接点がそれぞれ配設されている。
The first and second
固体発光素子13b、14bは、配光特性において所要の急峻な指向性を備える固体発光素子であり、本実施形態においては、丸型発光ダイオード(以下、LED(Light Emitting Diode)という)が、それぞれの光源部13、14において、5mmピッチで12個づつ並設されている。この丸型LED13b、14bは、図3に示すように、極めて指向性の高い射出配光特性を備えている。すなわち、射出光強度が1/2となる角度範囲が、±7.5°〜±10°の指向特性、つまり、半値幅が±7.5°〜±10°を持ち、狭い角度範囲内に射出できる射出配光特性を備えている。
The solid
上述のように構成された第1及び第2の光源部13、14は、それぞれ、光吸収板9の両端部に、基板13a、14aを光吸収板9の表面に対し所定角度だけ傾けて設置されている。この傾斜角度は、図2に示されるように、各LED13b、14bから射出される主光線の液晶表示パネル1やプリズムシート10の出射面10aを平行に延在させた平面方向に対してなす射出角度θが、1〜20°となるように設定される。なお、この主光線の傾斜角度θは、1〜20°の角度範囲内のうちでも、5〜10°がより好ましく、さらにそのうちでも約7°程度が最も好ましい。
The first and second
前記面光源8においては、前記第1と第2の光源部13、14から、図3に示す指向性を備えた光をそれぞれ、前記プリズムシート10の凹凸表面形状をなす入射面10aを構成する細長プリズム11の傾斜方向が異なる第1と第2の斜面11a、11bのうちのそれぞれの光源部13、14に対向する側の斜面11a、11bに向けて射出させる。射出された光は、前記光吸収板9と前記プリズムシート10との間の空間内を通って、対向側の第1或いは第2の斜面11a、11bに入射し、これらの入射光は入射した各細長プリズム部11における屈折及び全反射の各光学作用を経て前記プリズムシート10の出射面10bから出射する。このときの光の出射方向とその出射面10bの法線nに対する角度φは、細長プリズム部11の頂角αにより異なってくる。
In the
本実施形態においては、前述したように細長プリズム部11の頂角αは60°〜80°の範囲内に設定されるが、そのうちでも、頂角αを60°≦α≦70°に設定した場合、第1の光源部13から射出された高指向性光源光は、図4(a)、及び細長プリズム部を拡大して示す図4(b)に示されるように、対向側の第1の斜面11aに入射し、この際にプリズムと空気の各屈折率の差に基づく屈折作用を受けた後、入射した斜面とは反対側の第2の斜面11bで全反射されて出射面10bから出射される。この出射の際に再度プリズムと空気の各屈折率の差に基づく屈折作用を受けて、プリズムシート10の法線nに対して射出元の第1の光源部13側に予め定めた角度φだけ傾いた第1の方向に出射光強度のピークが存在する高度な指向性をもった第1の光R1 として出射される。一方、第2の光源部14から射出された光は、図4(c)に示されるように、対向側の第2の斜面11bに入射し、同様にプリズムシート10内で屈折作用と全反射作用を受けて出射面10bから、法線nに対して射出元の第2の光源部14側に予め定めた角度φだけ傾いた第2の方向に出射光強度のピークが存在する高度な指向性をもった第2の光R2 として出射する。
In the present embodiment, as described above, the apex angle α of the
因みに、第1の光源13から射出される主光線の射出角度θを10°、プリズムシート10の屈折率を1.49、細長プリズム部11の頂角αを68度とした場合、出射光R1 の出射角度φは約+7°(法線nを0°としこれに対して第1の光源部3側へ傾斜する場合を+とする)となる。同条件で、第2の光源14から射出されプリズムシート10に入射して出射する出射光R2 の出射角度φは、約−7°となる。
Incidentally, when the emission angle θ of the principal ray emitted from the
また、プリズムシート10の加工精度には限界があるため、加工精度のバラツキ等に起因した所期の光路を辿らない光つまり迷光の或る程度の発生は避けられないものであるが、本実施形態においては、光吸収板9を設けてあるため、そのような迷光をこの光吸収板9に入射した際にプリズムシート10側へ反射させずに吸収することができる。その結果、それぞれの光源部から射出された光が出射されるべき方向とは逆側つまり射出元の光源部とは反対側に傾斜した方向に出射されるクロストーク出射が防止され、第1、第2の出射光R1 、R2 の指向性が更に高くなる。
In addition, since the processing accuracy of the
図5は、上述の指向性が顕著に高い第1、第2出射光R1 、R2 の配光分布特性を示したものである。図3に示した高指向性の射出配光特性を備える丸型LED3b、4bが並設された第1及び第2の光源部13、14から、それぞれ、対向側の全ての斜面11a、11bに向けて略均等に半値出力光射出範囲が±7.5°の高指向性光が射出されるとともに、光吸収板9により迷光が吸収されるから、面光源8から出射される第1、第2の出射光R1 、R2 は、図示されるように、出射角度φが±7°の方向において顕著に急峻化された出力(光強度)の各ピークが存在し、プリズムシート10の法線nに対して出射光強度のピーク方向とは反対方向に出射する光強度が0に近い配光分布特性を備えた光である。
FIG. 5 shows the light distribution characteristics of the first and second outgoing lights R1 and R2 having a remarkably high directivity. From the first and second
一方、三角プリズム部11の頂角αを70°<α≦80°に設定した場合は、図6(a)〜(c)に示されるように、第1の光源部13から射出された光は、図6(a)、及び細長プリズム部を拡大して示す図6(b)に示されるように、頂角αが60°≦α≦70°の場合と同様に入射したプリズムシート10内で屈折作用と全反射作用を受けて出射面10bから、このプリズムシート10の法線nに対して射出元の第1の光源部13側とは反対側へ予め定めた角度δだけ傾いた第1の方向に出射光強度のピークが存在する指向性をもった第1の光R1 として出射される。一方、第2の光源部14から射出された光は、図6(c)に示されるように、プリズムシート10の出射面10bから、法線nに対して射出元の第2の光源部14側とは反対側へ予め定めた角度δだけ傾いた第2の方向に出射光強度のピークが存在する指向性をもった第2の光R2 として出射する。
On the other hand, when the apex angle α of the
因みに、第1の光源13から射出される主光線の射出角度θを10°、プリズムシート10の屈折率を1.49、細長プリズム部11の頂角αを75°とした場合、出射光R1 の出射角度φは約−7°となる。同条件で、第2の光源14から射出されプリズムシート10に入射して出射する出射光R2 の出射角度φは、約+7°となる。従って、この場合の出射光R1 、R2 の配光分布特性は、図5に示した頂角αが68°の場合とは、出射光R1 、R2 が入れ替わっただけの、略同じ分布特性を示す。
Incidentally, when the emission angle θ of the principal ray emitted from the
以上のように、本実施形態の面光源8によれば、プリズムシート10の両端部に、上述した高指向性の射出配光特性を備えるLED13b、14bを細長プリズム部11の長さ方向に平行に略同じ距離にわたり並設してなる第1と第2の光源部13、14をそれぞれ設置し、各光源部13、14から対向側の斜面11a、11bに向けて高指向性光をそれぞれ射出させるから、プリズムシート10の入射面10aの全ての各斜面11a、11bに対し対向する光源部13、14から直接且つ略均等に光が射出される。また、前記入射面10aに対向させて光吸収板9を配置したから、迷光を効率良く吸収することができる。その結果、出射面10bの法線nに対して両光源部13、14側へそれぞれ所要角度だけ傾斜した方向に急峻な光強度ピークを有し且つ互いに出射方向が重なる部分の少ない分離性の高い配光(図5参照)の第1、第2出射光R1 、R2 が得られる。また、光源光を直接入射面10aに入射させることも相俟って光の利用効率が高くなり、各出射光R1 、R2 からなるそれぞれの面状出射光の輝度も高められる。
As described above, according to the
そして、上述の面光源8を前記液晶表示パネル1の観察側とは反対側に配置して液晶表示装置を構成し、液晶表示パネル1の複数の画素への左眼用画像データと右眼用画像データの選択的な書込みに同期させて、前記面光源8から、プリズムシート10の出射面10bの法線nに対して何れか一方に傾いた第1の方向、つまり表示観察者の左右の眼のうちの一方の眼の方向に予め定めた角度傾いた方向に出射光強度のピークが存在する指向性をもった第1の光と、前記プリズムシート?0の出射面10bの法線nに対して他方に傾いた第2の方向、つまり前記観察者の他方の眼の方向に予め定めた角度傾いた方向に出射光強度のピークが存在する指向性をもった第2の光とを前記液晶表示パネル1に向けて出射することにより、前記液晶表示パネル1に、左眼用画像データに対応した左眼用画像と前記右眼用画像データに対応した右眼用画像とをそれぞれ前記液晶表示パネル1の全ての画素を使用して順次表示させ、表示観察者に立体画像を観察させることができる。
The
したがって、前記面光源8によれば、前記液晶表示装置に解像度の高い立体画像を表示させることができ、しかも、前記面光源8は、前記光吸収板9と、前記光吸収板9との間に空間を設けて配置された前記プリズムシート10と、前記光吸収板9とプリズムシート10との間の空間の両端側にそれぞれ配置された第1と第2の光源部13、14とからなる簡単な構成であるため、前記液晶表示装置を容易に製造することができる。
Therefore, according to the
前記面光源8は、図1及び図2に示したように、前記液晶表示パネル1の観察側とは反対側に、前記プリズムシート10の出射面10bを前記液晶表示パネル1に対向させ、且つ前記プリズムシート10の入射面10aの細長プリズム部11の長さ方向に対して直交する方向を前記液晶表示パネル1の左右方向に向けて配置されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
本実施形態では、前記面光源8を、第1の光源部13の配置側を前記液晶表示パネル1の観察側から見て左側に向け、第2の光源部14の配置側を前記観察側から見て右側に向けて配置し、前記第1の光源部13からの光を前記プリズムシート10の出射面10bから表示観察者の左右何れかの眼の方向に出射光強度のピークが存在する指向性をもった第1の指向性光として出射し、前記第2の光源部14からの光を前記プリズムシート10の出射面10bから表示観察者の他方の眼の方向に出射光強度のピークが存在する指向性をもった第2の指向性光として出射するようにしている。
In the present embodiment, the
次に、前記液晶表示パネル1と面光源8とを駆動する制御手段17について説明するが、以下の説明においては、プリズムシート10における細長プリズム部11の頂角αを60≦α≦70に設定したものとして説明する。また、前記面光源8の第1と第2の光源部13、14のうち、前記液晶表示パネル1の観察側から見て左側(図1及び図2では右側)の第1の光源部13を左眼用光源部と言い、前記観察側から見て右側(図1及び図2では左側)の第2の光源部14を右眼用光源部と言う。
Next, the control means 17 for driving the liquid
制御手段17は、その具体的な構成は図示しないが、前記液晶表示パネル1のゲート側ドライバ6及びデータ側ドライバ7を制御する書込み制御回路と、前記面光源8の左眼用光源部13及び右眼用光源部14からの光の出射(LED13b、14bの点灯)を制御する照明制御回路とからなっている。
Although the specific configuration of the control means 17 is not shown, the write control circuit for controlling the
この制御手段17は、左右別々の眼で観察するための左眼用画像データと右眼用画像データとを順次前記液晶表示パネル1の各画素に書込み、前記面光源8の第1と第2の光源部13、14のうち、前記液晶表示パネル1の観察側から見て左側の第1の光源部、つまり左眼用光源部13から、前記左眼用画像データの書込みに同期させて光を出射させ、前記観察側から見て右側の第2の光源部、つまり右眼用光源部13bから、前記右眼用画像データの書込みに同期させて光を出射させる。
The control means 17 sequentially writes left-eye image data and right-eye image data for observation with the left and right eyes to each pixel of the liquid
この実施形態では、前記面光源8の第1と第2の光源部13、14にそれぞれ、赤色光を発する赤色LEDと、緑色光を発する緑色LEDと、青色光を発する青色LEDの3種類のLED3b、4bを備えさせ、前記制御手段17を、1つの立体画像を表示するための1フレームの間に、左眼用画像を表示するための赤、緑、青の3色の単位色画像データと右眼用画像を表示するための赤、緑、青の3色の単位色画像データとを任意の順序で選択して順次液晶表示パネル1の各画素に書込み、前記面光源8の第1と第2の光源部13、14のうち、前記液晶表示パネル1の観察側から見て左側の左眼用光源部13から、前記赤、緑、青の3色の光を前記左眼用画像を表示するための赤、緑、青の3色の単位色画像データの書込みにそれぞれ同期させて出射させ、前記観察側から見て右側の右眼用光源部14から、前記赤、緑、青の3色の光を前記右眼用画像を表示するための赤、緑、青の3色の単位色画像データの書込みにそれぞれ同期させて出射させるように構成している。
In this embodiment, each of the first and second
前記左眼用画像を表示するための赤、緑、青の3色の単位色画像データと、右眼用画像を表示するための赤、緑、青の3色の単位色画像データは、例えば、予め定めた間隔で配置された左右2つの撮像レンズを有するデジタルカメラにより撮像したカラー画像の左側レンズによる赤、緑、青の各色成分の画像データと、右側レンズによる赤、緑、青の各色成分の画像データである。 The unit color image data of three colors red, green, and blue for displaying the left eye image and the unit color image data of three colors red, green, and blue for displaying the right eye image are, for example, , Image data of red, green, and blue color components by a left lens of a color image captured by a digital camera having two left and right imaging lenses arranged at predetermined intervals, and each color of red, green, and blue by a right lens Component image data.
この液晶表示装置は、1つの立体画像を表示するための1フレームの間に、前記制御手段17により、左眼用画像を表示するための赤、緑、青の3色の単位色画像データと右眼用画像を表示するための赤、緑、青の3色の単位色画像データを任意の順序で選択して順次前記液晶表示パネル1の各画素に書込み、前記制御手段17により前記面光源8の左眼用光源部13と右眼用光源部14のLED13b、14bの点灯を制御し、前記面光源8から、前記液晶表示パネル1の各画素に書込まれた単位色画像データに対応する色及び指向性をもった面状出射光を、前記単位色画像データの書込みに同期させて出射させることにより、前記1フレームの間に左眼用の赤色画像、緑色画像、青色画像と、右眼用の赤色画像、緑色画像、青色画像との計6つの単位色画像を予め定めた順序で順次表示する。
In this liquid crystal display device, unit color image data of three colors red, green, and blue for displaying an image for the left eye is displayed by the control means 17 during one frame for displaying one stereoscopic image. Unit color image data of three colors red, green, and blue for displaying an image for the right eye is selected in an arbitrary order and sequentially written to each pixel of the liquid
すなわち、この液晶表示装置は、1つの立体画像を表示するための1フレームを6フィールドで形成し、その各フィールド毎に、左眼用赤色画像、左眼用緑色画像、左眼用青色画像、右眼用赤色画像、右眼用緑色画像、右眼用青色画像の6つの単位色画像の1つを任意の順序で順次表示するフィールドシーケンシャル表示を行なうものであり、この液晶表示装置によれば、前記6つの単位色画像をそれぞれ前記液晶表示パネルの全ての画素を使用して表示し、前記6つの単位色画像が重なって見える立体カラー画像を観察させることができるため、解像度の高い立体カラー画像を表示することができる。 That is, this liquid crystal display device forms one frame for displaying one stereoscopic image with six fields, and for each field, a red image for the left eye, a green image for the left eye, a blue image for the left eye, Field sequential display is performed for sequentially displaying one of six unit color images of a right-eye red image, a right-eye green image, and a right-eye blue image in an arbitrary order. The six unit color images can be displayed using all the pixels of the liquid crystal display panel, and a three-dimensional color image in which the six unit color images appear to overlap can be observed. An image can be displayed.
なお、この液晶表示装置において、前記1フレームは1/30秒以下、前記1フィールドは1/180秒以下に設定するのが好ましく、このようにすることにより、ちらつきの無い良好な品質の立体カラー画像を表示することができる。 In this liquid crystal display device, it is preferable to set the 1 frame to 1/30 seconds or less and the 1 field to 1/180 seconds or less. An image can be displayed.
しかも、この液晶表示装置は、前記面光源8の構成が上述したように簡単であるため、容易に製造することができる。
In addition, the liquid crystal display device can be easily manufactured because the configuration of the
なお、プリズムシート10における細長プリズム部11の頂角αが70<α≦80の場合は、第1の光源部13が右眼用光源部となり、第2の光源部14が左眼用光源部になるだけで、立体画像を表示させる動作は上述した頂角αが60≦α≦70の場合と同様である。
When the apex angle α of the
次に、本発明の第2実施形態について、図7及び図8に基づき説明する。なお、図8は、図7の液晶表示装置を第2の光源部14側からこれを省略して第1の光源部13側を視た側面図である。また、上記実施形態と同一の構成要素については同一の符号を付して、その説明を省略する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 8 is a side view of the liquid crystal display device of FIG. 7 viewed from the second
図7は第2実施形態としての液晶表示装置を示す分解斜視図であり、本実施形態の液晶表示装置で用いる面光源20においては、プリズムシート10の出射面10b側に、プリズムシート10と同様に透明な材料で形成された一軸方向に光を拡散させる異方性光拡散シート21が設置されている。この異方性光拡散シート21は、面積はプリズムシート10と略同じで、レンチキュラーレンズのように複数の細長凸レンズ部22を平行に並設してなり、図8に示すように、平坦面の入射面21aと、細長湾曲凸面が連なる凹凸形状の出射面21bを備えている。そして、この異方性光拡散シート21は、その入射面21aをプリズムシート10の出射面10bに対向させ、細長レンズ部22の長さ方向をプリズムシート10の細長プリズム部11の長さ方向に直交させて配置されている。本実施形態における細長レンズ部22の並設ピッチは、40μmに設定されている。
FIG. 7 is an exploded perspective view showing the liquid crystal display device as the second embodiment. In the
本実施形態の液晶表示装置においては、面光源20のプリズムシート10から出射された面状出射光が、異方性光拡散シート21を透過することにより、光源であるLED13b、14bの配列に対応した輝度ムラが解消された面状出射光となる。この理由を、第1の光源部13から射出される光について、図8に基づき説明する。
In the liquid crystal display device of the present embodiment, the planar emission light emitted from the
プリズムシート10の出射面10bでは、細長プリズム部11の長さ方向に直交する方向においては、図5の配光特性を備えた第1の出射光R1 が略均一に出射される。しかし、細長プリズム部11の長さ方向つまり光源部13の各LED13bの並設方向においては、各LED13bからの射出光が図3に示す高指向性の配光特性を備えているため、図8に示されるように、隣接するLED13bの各射出光の出射光が略平行に重なることなく出射される。その為、第1の光源部13から射出された光は、プリズムシート10を出射した時点では、細長プリズム部11の長さ方向にLED13bの配列に対応した輝度ムラを有する面状出射光となっている。
On the
このような輝度ムラを有する面状出射光が、異方性光拡散シート21を透過すると、細長レンズ部22のレンズ効果により、図示されるように細長レンズ部22の長さ方向と直交する方向においてだけ拡散される。これは、LED13bの並設ピッチが5mmであるのに比べて細長レンズ部の並設ピッチが40μmと充分に小さいからである。但し、細長レンズ部22の長さ方向においては、図5に示される配光特性が維持されている。その結果、第1の光源部13の隣接するLED13bからそれぞれ射出された光の各出射光R1 が互いに充分に重なり合う。
When the planar emission light having such luminance unevenness is transmitted through the anisotropic
従って、第1の光源部13から射出された光に基づく異方性光拡散シート21の出射面21bから出射される面状出射光R1 は、所期の方向に急峻な光強度ピークを備える図5に示した高い配光指向性が確保されつつ光源の配置に起因する輝度ムラが解消された表示装置のバックライトに好適な面状出射光を形成している。他方の第2の光源部14から射出された光についても、同様である。
Therefore, the planar emission light R1 emitted from the
以上のように、本実施形態の面光源20においては、前述した実施形態の面光源8の光出射側に、複数の細長レンズ部22が充分に小さいピッチで並設されてなる異方性光拡散シート21を、各光源部13、14を構成する複数のLED13b、14bの配列方向に細長レンズ部22の長さ方向を直交させる配置で配設したから、所期の高度な配光指向性が確保されつつ各光源部13、14のLED13b、14bの配列に起因する輝度ムラが解消された第1及び第2の出射光R1 、R2 からなる各面状出射光が得られる。従って、この観察者の左右それぞれの眼の方向に急峻な出射光強度ピークが存在すると共に観察者の上下視角方向においては輝度ムラのない面状出射光が液晶表示素子1に向けて出射され、高解像度の良好な画質の立体画像が表示される。
As described above, in the
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
例えば、上記第1及び第2の実施形態の面光源8、20は、共に、第1と第2の指向性出射光がそれぞれプリズムシート10の法線nに対して約7°傾いた方向に出射光強度のピークが存在するように設計されたものであるが、前記第1と第2の指向性光の出射光強度のピークが存在する方向は、液晶表示装置の用途による表示の観察距離に応じて、前記左眼用照明光及び右眼用照明光の強度のピークが存在する方向が表示観察者の左右の眼に向かう方向に一致するように設計すればよく、それに合わせて、前記プリズムシート10の入射面10aの複数の細長プリズム部11の頂角αを設定すればよい。
The present invention is not limited to the above embodiment.
For example, in the
また、上記実施形態の液晶表示装置は、カラーフィルタを備えない液晶表示パネル1を用い、前記面光源8、20に赤、緑、青の3色の光を選択的に出射する左眼用及び右眼用光源部13a,13bを備えさせることにより、フィールドシーケンシャル表示によって立体カラー画像を表示するものであるが、この発明は、液晶表示パネルにその複数の画素にそれぞれ対応する複数の色、例えば赤、緑、青の3色のカラーフィルタを備えさせ、前記面光源8、20に白色光を出射する左眼用及び右眼用光源部を備えさせた液晶表示装置にも適用することができ、その場合は、左眼用画像データと右眼用画像データとを順次前記液晶表示パネルの各画素に書込み、前記面光源の左眼用の発光素子から、前記左眼用画像データの書込みに同期させて光を出射させ、右眼用発光素子から、前記右眼用画像データの書込みに同期させて光を出射させることにより、左眼用のカラー画像と右眼用のカラー画像とを交互に順次表示し、これらの画像が重なって見える立体画像を観察させればよい。
The liquid crystal display device of the above embodiment uses the liquid
さらに、第2実施形態の面光源20におけるプリズムシート10と異方性光拡散シート21とを一部材に合体させてもよく、これにより部材数が減少し、製造工数も低減される。
Furthermore, the
加えて、光吸収板9を光吸収層を設けない単なるハウジングの一部材としてのベース板としてもよい。
In addition, the
1…液晶表示パネル、100…表示エリア、8、20…面光源、9…光吸収板、10…プリズムシート、10a…入射面、10b…出射面、11…細長プリズム部、13,14…光源部、13b,14b…LED、17…制御手段、21…異方性光拡散シート、22…細長レンズ部。
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記プリズムシートの細長プリズム部の長さ方向に対して直交する方向の前記第1の斜面に対向する側に配置され、前記第1の斜面に向けて光を射出させる第1の光源部と、
前記プリズムシートの細長プリズム部の長さ方向に対して直交する方向の前記第2の斜面に対向する側に配置され、前記第2の斜面に向けて光を射出させる第2の光源部と、
を有することを特徴とする面光源。 A plurality of elongated prism portions each having a mountain-like cross section, arranged in parallel with each other, and an incident surface having an uneven surface shape in which first and second inclined surfaces having different inclination directions are alternately connected; and the incident surface A prism sheet provided with a light exit surface that emits light incident from a predetermined direction;
A first light source unit disposed on a side facing the first inclined surface in a direction orthogonal to the length direction of the elongated prism unit of the prism sheet, and emitting light toward the first inclined surface;
A second light source unit disposed on a side facing the second inclined surface in a direction orthogonal to the length direction of the elongated prism unit of the prism sheet, and emits light toward the second inclined surface;
A surface light source characterized by comprising:
前記液晶表示素子の観察側とは反対側に、断面が山形をなす複数の細長プリズム部が互いに平行に並設されて、傾斜方向が異なる第1の斜面と第2の斜面とが交互に連なった凹凸表面形状をなす入射面と、前記入射面から入射した光を予め定めた方向に出射する出射面とを備えたプリズムシートと、前記プリズムシートの細長プリズム部の長さ方向に対して直交する方向の前記第1の斜面に対向する側に配置され、前記第1の斜面に向けて光を射出する第1の光源と、前記プリズムシートの細長プリズム部の長さ方向に対して直交する方向の前記第2の斜面に対向する側に配置され、前記第2の斜面に向けて光を射出する第2の光源とからなり、前記プリズムシートの入射面の細長プリズム部の長さ方向を、前記液晶表示パネルの左右方向に対して直交させて配置した面光源と、
前記面光源の第1と第2の光源部のうち、いずれか一方の光源部から、前記液晶表示パネルの複数の画素への左眼用画像データの書込みに同期させて光を出射させ、他方の光源部から、前記液晶表示パネルの複数の画素への右眼用画像データの書込みに同期させて光を出射させる制御手段とを備えることを特徴とする液晶表示装置。 The display area has a plurality of pixels arranged in a matrix, and left-eye image data and right-eye image data for observation with separate left and right eyes are selectively written into the plurality of pixels. A liquid crystal display element that selectively displays a left-eye image and a right-eye image according to the left-eye and right-eye image data;
On the opposite side of the liquid crystal display element from the observation side, a plurality of elongated prism portions having a mountain-shaped cross section are arranged in parallel to each other, and first and second inclined surfaces having different inclination directions are alternately connected. A prism sheet having an incident surface having an uneven surface shape and an exit surface for emitting light incident from the incident surface in a predetermined direction, and orthogonal to the length direction of the elongated prism portion of the prism sheet A first light source that is disposed on the side facing the first slope in a direction to be emitted, and is orthogonal to a length direction of the elongated prism portion of the prism sheet, and a first light source that emits light toward the first slope. And a second light source that emits light toward the second slope, the length direction of the elongated prism portion on the incident surface of the prism sheet , In the left-right direction of the liquid crystal display panel A surface light source was placed in quadrature with,
Light is emitted from either one of the first and second light source units of the surface light source in synchronization with the writing of left-eye image data to the plurality of pixels of the liquid crystal display panel, and the other And a control means for emitting light in synchronization with writing of the right-eye image data to the plurality of pixels of the liquid crystal display panel.
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