JP2007041425A - ３次元画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 後側液晶表示パネルと前側液晶表示パネルに有する格子パターン間の干渉によるモアレを抑制して、高品質の３次元画像表示を得る。
【解決手段】 後側液晶表示パネルＰＮＬ１と前側液晶表示パネルＰＮＬ２の間に光散乱粒子を混入した粘着剤の塗布で形成した光散乱層ＳＫを設け、後側液晶表示パネルＰＮＬ１を通過した光を散乱させることで前側液晶表示パネルＰＮＬ２の格子パターンとの干渉を抑制する。
【選択図】 図７

Description

本発明は、液晶表示装置に係り、特に２枚の液晶表示パネルを重ねて３次元の画像表示を行うようにした３次元画像表示装置に好適なものである。

液晶表示パネルを用いて３次元の画像表示を行う液晶表示装置が種々提案されている。その一つに、２枚の液晶表示パネルを所定の間隔で離して重ね合わせ、前側液晶表示パネルと後側液晶表示パネルとに供給する画像データに間の視差あるいは動きの違いで３次元の画像表示を実現するものがある。

２枚の液晶表示パネルを所定の間隔で前後に離して重ね合わせ、後側液晶表示パネルに背景データを与え、前側液晶表示パネルには前景データを供給することで３次元の画像表示を実現する従来例が特許文献１に開示されている。特許文献１では、背景データの動きが前景データに比べて少ないことで３次元の画像表示がなされる。なお、前側液晶表示パネルと後側液晶表示パネルとの配置、あるいは背景データと前景データの各動きの違い、もしくは両者が３次元表示として観察されるための奥行き情報となる。

現在、主流となっている液晶表示パネルは３色のカラーフィルタを有するカラー液晶表示パネルである。このカラー液晶表示パネルは、そのカラーフィルタを構成する各色間を遮光膜（以下ブラックマトリクス）で区画してコントラストを向上させている。なお、ここでは、このようなカラー液晶表示パネルを単に液晶表示パネルと称する。

図１は、液晶表示パネルの構造例を模式的に説明する断面図である。液晶表示パネルは、第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２との間に液晶ＬＣを挟持し、周辺をシール剤ＳＬで封止して構成される。第１基板ＳＵＢ１の主面には画素毎に当該画素を選択してオン・オフさせるためのアクティブ素子あるいはスィッチング素子として通例、薄膜トランジスタが形成されている。そして、この薄膜トランジスタに選択信号を供給するための走査信号配線（ゲート線とも称する）ＧＬと表示信号を供給するための画像信号配線（ドレイン線とも称する）ＤＬが形成されている。走査信号配線ＧＬと画像信号配線ＤＬとは互いに交差し、第１基板ＳＵＢ１の主面上で格子状をなしており、両者の各交差部近傍に薄膜トランジスタが作り込まれて、個々の画素を制御している。

一方、第２基板ＳＵＢ２の主面には、第１基板ＳＵＢ１の主面上に有する各画素に対応して前記した個々のカラーフィルタ素子ＣＦがブラックマトリクスＢＭで区画されて配置されている。ブラックマトリクスＢＭは、カラーフィルタ素子ＣＦの配置形状に応じて格子状に形成されているものが多い。

図２は、２枚の液晶表示パネルを観察側からみて垂直方向の前後に重ね合わせて３次元表示を行うようにした従来の３次元液晶表示装置の構成例を説明する展開斜視図である。この３次元液晶表示装置は、後側液晶表示パネルＰＮＬ１と前側液晶表示パネルＰＮＬ２をスペーサＳＰＣを介して所定の間隔をもって重ね合わされている。後側液晶表示パネルＰＮＬ１の裏面には偏光フィルムＰＯＬ１が貼付され、前側液晶表示パネルＰＮＬ２の表面には偏光フィルムＰＯＬ２が貼付されている。

後側液晶表示パネルＰＮＬ１の背面には照明装置（バックライト）ＢＬが設置され、下側フレームＦＬＭ１と上側フレームＦＬＭ２とで表示装置を包み込んで一体化する筐体を構成する。なお、後側液晶表示パネルＰＮＬ１と前側液晶表示パネルＰＮＬ２には、それぞれ液晶駆動用回路基板ＩＦＢ１、ＩＦＢ２が取り付けられている。液晶駆動用回路基板ＩＦＢ１、ＩＦＢ２はフレキシブルプリント基板ＦＰＣ１、ＦＰＣ２を介して図示しない信号源との間で表示のためのデータの受信と制御信号の授受を行う。また、この３次元液晶表示装置では、その照明装置すなわちバックライトＢＬに１又は複数本の冷陰極蛍光灯を用いており、これに駆動電流を供給するインバータＩＮＶが設けられている。なお、このようなバックライトとしては、他に発光ダイオードを用いたものなどもある。
特許第３３３５９９８号公報

図３は、前側液晶表示パネルの第２基板に設けられたブラックマトリクスパターンの構成例を説明する模式図である。また、図４は、後側液晶表示パネルの第２基板に設けられたブラックマトリクスパターンの構成例を説明する模式図である。そして、図５は、図３と図４に示したブラックマトリクスパターン間の干渉で生じるモアレの一例を説明する模式図である。図３と図４はともにブラックマトリクスパターンが格子状であり、両者の格子ピッチが若干異なっているものとして示した。

このようなモアレは、一般に二つのパターンの配列が近似している場合に生じる光学的な干渉縞として定義される。図５には、二つの格子間の干渉で起こるモアレを太い線で示してある。また、ここでは、両格子を構成する縦横の線がそれぞれ平行である場合を示すが、これらの縦横の線が角度を持って交差する場合には、そのモアレは不定形な多重に描画される曲線として現れる。なお、前記したように、液晶表示パネルの第１基板にはドレイン線とゲート線とが直角に交差して配置された格子パターンを有している。このような第１基板の格子パターン同士、あるいはこの格子パターンと上記の第２基板に有するブラックマトリクスパターンとの干渉でも同様のモアレが生じる。

図６は、後側液晶表示パネルと前側液晶表示パネルの間に光拡散体を介挿した３次元画像表示装置の模式断面図である。上記のようなモアレを低減するために、特許文献１では、図６に示したように、後側液晶表示パネルＰＮＬ１と前側液晶表示パネルＰＮＬ２の間に光拡散体ＤＦＳを介挿して、後側液晶表示パネルパネルＰＮＬ１から出射する格子パターンにより変調された光を拡散させることで前側液晶表示パネルＰＮＬ２の格子パターンとの干渉を低減してモアレを軽減している。しかし、特許文献１には、光拡散体ＤＦＳの散乱の効果を出すための具体的な構成や光拡散体ＤＦＳの設置構造についての具体的な記載はない。なお、ＰＯＬ一,ＰＯＬ２は偏光シート、ＢＬはバックライトを示す。

本発明の目的は、後側液晶表示パネルと前側液晶表示パネルに有する格子パターン間の干渉によるモアレを抑制して、高品質の３次元画像表示を得ることのできる３次元画像表示装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明は、後側液晶表示パネルと前側液晶表示パネルの間に光散乱粒子を混入した粘着層を設けた。本発明の構成例を記述すれば、次のとおりである。

（１）本発明の３次元画像表示装置は、所定の間隔をもって重ね合わされた後側液晶表示パネルと前側液晶表示パネルと、前記後側液晶表示パネルの背面に照明装置とを有し、前記後側液晶表示パネルに表示する画像と前記前側液晶表示パネルに表示する画像の間に奥行き情報を持たせて３次元画像表示を行う。

そして、本発明では、前記後側液晶表示パネルと前記前側液晶表示パネルの間に、光散乱粒子を混入した粘着剤の塗布で形成した光散乱層を備え、前記後側液晶表示パネルを通過した光を散乱させることで前記前側液晶表示パネルの格子パターンとの干渉を抑制する。

本発明では、前記光散乱層を、前記後側液晶表示パネルの前記前側液晶表示パネル側、あるいは前記前側液晶表示パネルの前記後側液晶表示パネル側の何れかまたは、両方に粘着することができる。

また、本発明は、前記後側液晶表示パネルの前記照明光源側と、前記前側液晶表示パネルの表面に、偏光フィルムがそれぞれ貼付されている。そして、前記後側液晶表示パネルと前記前側液晶表示パネルの間に介挿された枠状のスペーサにより前記所定の間隔が規定されている。

なお、本発明は、上記の構成および後述する実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、本発明の技術思想を逸脱することなく種々の変形が可能である。

後側液晶表示パネルに有する格子パターンで変調されて通過した光の周期性が光散乱層を通過するときに光学的に散乱されて前側液晶表示パネルに入射することでモアレが抑制される。また、本発明では、光散乱層を前記後側液晶表示パネルあるいは前記前側液晶表示パネルの表面、もしくはそれらの両方の表面に直接粘着することで、液晶表示パネルの機械的な強度も向上する。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。

図７は、本発明による３次元画像表示装置の実施例１を説明する模式断面図である。図７において、後側液晶表示パネルＰＮＬ１と前側液晶表示パネルＰＮＬ２の間に所定の間隔を設け、後側液晶表示パネルＰＮＬ１の前側液晶表示パネルＰＮＬ２側の表面に光散乱層ＳＫを粘着してある。この構成により、後側液晶表示パネルパネルＰＮＬ１から出射する格子パターンにより変調された光を光散乱層ＳＫで散乱させることで前側液晶表示パネルＰＮＬ２の格子パターンとの干渉を低減してモアレを軽減している。なお、ＰＯＬ１、ＰＯＬ２は偏光シート、ＢＬはバックライトを示す。

図８は、図７にＡで囲んだ部分の拡大図である。後側液晶表示パネルＰＮＬ１は、第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２との間に液晶ＳＬを挟持し、周辺をシール剤ＳＬで封止して構成される。バックライト側である背面には偏光シートＰＯＬ１が積層されている。そして、第２基板ＳＵＢ２の前側液晶表示パネルＰＮＬ２側の表面に光散乱層ＳＫが粘着されている。光散乱層ＳＫは、透明な粘着剤ＳＫＤに屈折率が異なる透明なプラスチック材料を好適とする光散乱粒子ＦＬを混入して構成される。

バックライトＢＬからの照明光は、後側液晶表示パネルＰＮＬ１を通過するとき、その第２基板ＳＵＢ２の主面に形成されている格子状のブラックマトリクスで変調される。なお、ここでの変調とは、光が後側液晶表示パネルＰＮＬ１のブラックマトリクスを通過するときに当該格子パターンを反映したパターンの光となることをイミする。

後側液晶表示パネルＰＮＬ１を通過した光は光散乱層ＳＫに入射し、矢印で示したように、その光散乱粒子ＦＬで散乱され、上記の格子パターンを反映したパターンが暈される。その結果、この光が前側液晶表示パネルＰＮＬ２を通過する際にそのブラックマトリクスの格子パターンとの間での干渉が抑制される。すなわち、モアレが低減される。

図９は、実施例１の３次元液晶表示装置の具体的な構成例を説明する展開斜視図である。この３次元液晶表示装置は、図２と同様に、後側液晶表示パネルＰＮＬ１と前側液晶表示パネルＰＮＬ２をスペーサＳＰＣを介して所定の間隔をもって重ね合わされている。後側液晶表示パネルＰＮＬ１の裏面には偏光フィルムＰＯＬ１が貼付され、前側液晶表示パネルＰＮＬ２の表面には偏光フィルムＰＯＬ２が貼付されている。後側液晶表示パネルＰＮＬ１の前側液晶表示パネルＰＮＬ２側には、図８で説明した光散乱層ＳＫが塗布されている。

後側液晶表示パネルＰＮＬ１の背面には照明装置（バックライト）ＢＬが設置され、下側フレームＦＬＭ１と上側フレームＦＬＭ２とで表示装置を包み込んで一体化する筐体を構成する。なお、後側液晶表示パネルＰＮＬ１と前側液晶表示パネルＰＮＬ２には、それぞれ液晶駆動用回路基板ＩＦＢ１、ＩＦＢ２が取り付けられている。液晶駆動用回路基板ＩＦＢ１、ＩＦＢ２はフレキシブルプリント基板ＦＰＣ１、ＦＰＣ２を介して図示しない信号源との間で表示のためのデータの受信と制御信号の授受を行う。

図１０は、本発明による３次元画像表示装置の実施例２を説明する模式断面図である。図１０において、後側液晶表示パネルＰＮＬ１と前側液晶表示パネルＰＮＬ２の間に所定の間隔を設け、前側液晶表示パネルＰＮＬ２の後側液晶表示パネルＰＮＬ１側の表面に光散乱層ＳＫを粘着してある。この構成により、後側液晶表示パネルパネルＰＮＬ１から出射する格子パターンにより変調された光を前側液晶表示パネルＰＮＬ２の背面に粘着した光散乱層ＳＫで散乱させて前側液晶表示パネルＰＮＬ２に入射させることで当該前側液晶表示パネルＰＮＬ２の格子パターンとの干渉を低減してモアレを軽減している。なお、ＰＯＬ１、ＰＯＬ２は偏光シート、ＢＬはバックライトを示す。

実施例２の具体的な構成例は、図９に示した光散乱層ＳＫを前側液晶表示パネルＰＮＬ２の後側液晶表示パネルＰＮＬ１側の表面に粘着したものとなる。

以上の実施例１、実施例２で説明したように、モアレを低減させるには、２枚の液晶表示パネルの間に光散乱層を配置することで、後側液晶表示パネルの格子パターンの周期性を弱めて前側液晶表示パネルの格子パターンとの間で干渉しないようにする。なお、前側液晶表示パネルよりも更に観察側に光散乱層を置いてもモアレはぼやけて認められ難くなるものの、表示させるべき画像も又ぼやけてしまうので、表示品質面での副作用が大きい。

液晶表示装置への光散乱層の取り付けは、上記の実施例１、実施例２に示したように、液晶表示パネルの基板面に直接塗布するものに代えて、別途の透明シートに塗布したものを液晶表示パネルの基板面に設置あるいは粘着、接着してもよい。

液晶表示パネルの構造例を模式的に説明する断面図である。 ２枚の液晶表示パネルを観察側からみて垂直方向の前後に重ね合わせて３次元表示を行うようにした従来の３次元液晶表示装置の構成例を説明する展開斜視図である。 前側液晶表示パネルの第２基板に設けられたブラックマトリクスパターンの構成例を説明する模式図である。 後側液晶表示パネルの第２基板に設けられたブラックマトリクスパターンの構成例を説明する模式図である。 図３と図４に示したブラックマトリクスパターン間の干渉で生じるモアレの一例を説明する模式図である。 後側液晶表示パネルと前側液晶表示パネルの間に光拡散体を介挿した３次元画像表示装置の模式断面図である。 本発明による３次元画像表示装置の実施例１を説明する模式断面図である。 図７にＡで囲んだ部分の拡大図である。 実施例１の３次元液晶表示装置の具体的な構成例を説明する展開斜視図である。 本発明による３次元画像表示装置の実施例２を説明する模式断面図である。

符号の説明

ＰＮＬ１ 後側液晶表示パネル
ＰＮＬ２ 前側液晶表示パネル
ＳＫ 光散乱層
ＰＯＬ１、ＰＯＬ２ 偏光シート
ＢＬ バックライト
ＳＵＢ１ 第１基板
ＳＵＢ２ と第２基板
ＬＣ 液晶
ＳＬ シール剤。

Claims (5)

1. 所定の間隔をもって重ね合わされた後側液晶表示パネルおよび前側液晶表示パネルと、前記後側液晶表示パネルの背面に設置された照明装置とを有し、前記後側液晶表示パネルに表示する画像と前記前側液晶表示パネルに表示する画像の間に奥行き情報を持たせて３次元画像表示を行う３次元画像表示装置であって、
   前記後側液晶表示パネルと前記前側液晶表示パネルの間に、光散乱粒子を混入した粘着剤の塗布で形成した光散乱層を備えたことを特徴とする３次元画像表示装置。
2. 前記光散乱層が、前記後側液晶表示パネルの前記前側液晶表示パネル側に粘着されていることを特徴とする請求項１に記載の３次元画像表示装置。
3. 前記光散乱層が、前記前側液晶表示パネルの前記後側液晶表示パネル側に粘着されていることを特徴とする請求項１に記載の３次元画像表示装置。
4. 前記後側液晶表示パネルの前記照明装置側と、前記前側液晶表示パネルの表面に、偏光フィルムがそれぞれ貼付されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の３次元画像表示装置。
5. 前記後側液晶表示パネルと前記前側液晶表示パネルの間に介挿された枠状のスペーサにより前記所定の間隔が規定されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の３次元画像表示装置。
   
   

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