JP2007155783A - Liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、視野制御型の液晶表示装置に関する。 The present invention relates to a visual field control type liquid crystal display device.
液晶表示装置は、光の透過を制御する複数の画素をマトリックス状に配列した画面領域を有する液晶表示素子の観察側とは反対側に、前記液晶表示素子に向けて照明光を照射する面光源を配置して構成されている(特許文献1参照)。 A liquid crystal display device is a surface light source that irradiates illumination light toward the liquid crystal display element on the side opposite to the observation side of the liquid crystal display element having a screen region in which a plurality of pixels that control light transmission are arranged in a matrix (See Patent Document 1).
ところで、例えば携帯電話機等の電子機器に実装する液晶表示装置には、その表示の視野を、広視野と、液晶表示装置の使用者以外の他者により表示を覗き見されないような狭視野とに切換えることができる視野制御性が要求されている。 By the way, in a liquid crystal display device mounted on an electronic device such as a mobile phone, the display field of view is a wide field of view and a narrow field of view so that the display cannot be seen by anyone other than the user of the liquid crystal display device. There is a demand for visual field controllability that can be switched.
視野制御型の液晶表示装置としては、従来、前記液晶表示素子の一方の面側に、一対の基板間に液晶を封入し、その液晶分子を、前記液晶表示素子の画面に対応する領域を複数に区分した各区分領域毎に、前記液晶表示素子の法線に対して一方の方向に傾いた方向に視野を有する配向状態と、その方向とは反対方向に傾いた方向に視野を有する配向状態とに配向させ、前記一対の基板の互いに対向する内面それぞれに、前記各区分領域に対応させて、予め定めた形状の電極を設けた視野制限用液晶素子を配置したものが提案されている(特許文献2参照)。 As a field-control liquid crystal display device, conventionally, a liquid crystal is sealed between a pair of substrates on one surface side of the liquid crystal display element, and a plurality of regions corresponding to the screen of the liquid crystal display element are arranged on the liquid crystal molecules. An alignment state having a visual field in a direction inclined in one direction with respect to the normal line of the liquid crystal display element and an alignment state having a visual field in a direction inclined in the opposite direction to each normal region of the liquid crystal display element And a field-limiting liquid crystal element in which electrodes of a predetermined shape are provided corresponding to each of the divided regions on each of the inner surfaces facing each other of the pair of substrates has been proposed ( Patent Document 2).
この液晶表示装置は、前記視野制限用液晶素子の電極間への電圧の印加により、斜め方向からの視認性を低下させて前記液晶表示素子の表示の視野を制限するものであり、前記視野制限用液晶素子の電極間に電圧を印加しないとき、つまり視野制限用液晶素子が無表示状態のときは、前記液晶表示素子の表示画像が広い視野で見える。 The liquid crystal display device is configured to limit visibility of the display of the liquid crystal display element by reducing visibility from an oblique direction by applying a voltage between electrodes of the visual field limiting liquid crystal element. When a voltage is not applied between the electrodes of the liquid crystal element for display, that is, when the visual field limiting liquid crystal element is in a non-display state, the display image of the liquid crystal display element can be seen in a wide visual field.
それに対し、前記視野制限用液晶素子の電極間に電圧を印加すると、前記正面方向に対して一方の方向及びその反対方向に傾いた方向から見たときに、前記液晶表示素子の表示画像が、前記視野制限用液晶素子の一方の方向に傾いた方向に視野を有する各区分領域の表示及び反対方向に傾いた方向に視野を有する各区分領域の前記予め定めた形状の電極に対応する表示により隠されるため、前記一方の方向及び反対方向に傾いた方向からは前記液晶表示素子の表示画像を認識することができなくなり、前記表示画像の視野が見かけ上制限され、前記表示の視野が狭くなる。
しかし、前記視野制限用液晶素子は、その一対の基板の内面にそれぞれ、前記各区分領域毎に方向を異ならせた複雑な配向処理(配向膜のラビング処理)を施さなければならないため、製造が難しい。 However, the field-of-view-limiting liquid crystal element must be subjected to complicated alignment processing (rubbing processing of the alignment film) in which the direction is different for each of the divided regions on the inner surfaces of the pair of substrates. difficult.
そのため、前記視野制限用液晶素子を備えた従来の視野制御型液晶表示装置は、コスト高であるという問題をもっている。 Therefore, the conventional visual field control type liquid crystal display device provided with the visual field limiting liquid crystal element has a problem of high cost.
この発明は、低コストに得ることができる視野制御型の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 visual field control type liquid crystal display device that can be obtained at low cost.
この発明の液晶表示装置は、
光の透過を制御する複数の画素をマトリックス状に配列した画面領域を有し、前記複数の画素それぞれに画像データ信号が印加され、その画像データに対応した画像を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配置され、前記液晶表示素子に向けて、前記液晶表示素子の法線方向に出射する正面光の強度が前記法線方向に対して一方の方向及びその反対方向に傾いた方向に出射する斜め光の強度よりも高い強度分布の第1の照明光と、前記斜め光の強度が前記正面光の強度よりも高い強度分布の第2の照明光とを選択的に照射する面光源と、
前記液晶表示素子の各画素に、画像信号に対応した表示画像データ信号と、前記表示画像データ信号と予め登録されたパターンの固定画像に対応した固定画像データ信号のうちのいずれか一方が選択された選択データ信号とを交互に印加し、前記表示画像データ信号の前記画素への印加に同期させて前記面光源から前記第1の照明光を照射させ、前記選択データ信号の前記画素への印加に同期させて前記面光源から前記第2の照明光を照射させる駆動手段とを備えたことを特徴とする。
The liquid crystal display device of the present invention is
A liquid crystal display element having a screen region in which a plurality of pixels for controlling light transmission are arranged in a matrix, an image data signal is applied to each of the plurality of pixels, and an image corresponding to the image data is displayed;
The liquid crystal display element is disposed on the side opposite to the observation side, and the intensity of the front light emitted in the normal direction of the liquid crystal display element toward the liquid crystal display element is in one direction with respect to the normal direction and A first illumination light having an intensity distribution higher than the intensity of the oblique light emitted in a direction inclined in the opposite direction; a second illumination light having an intensity distribution in which the intensity of the oblique light is higher than the intensity of the front light; A surface light source for selectively irradiating
One of a display image data signal corresponding to an image signal and a fixed image data signal corresponding to a fixed image having a pattern registered in advance is selected for each pixel of the liquid crystal display element. The selection data signal is applied alternately, the first illumination light is irradiated from the surface light source in synchronization with the application of the display image data signal to the pixel, and the selection data signal is applied to the pixel. Driving means for irradiating the second illumination light from the surface light source in synchronization with the light source.
この発明の液晶表示装置において、前記第2の照明光の正面光の強度は、前記第1の照明光の正面光の強度の20%以下に設定するのが望ましい。 In the liquid crystal display device of the present invention, it is desirable that the intensity of the front light of the second illumination light is set to 20% or less of the intensity of the front light of the first illumination light.
また、前記面光源は、一端面とその反対側の端面とに第1と第2の入射端面が形成され、前記液晶表示素子に対向する面に前記第1及び第2の入射端面から入射した光を出射させる出射面が形成され、前記第1の入射端面から入射した第1の光を前記出射面から前記液晶表示素子の法線に対して前記第1の入射端面とは反対方向に傾いた方向に出射し、前記第2の入射端面から入射した第2の光を前記出射面から前記液晶表示素子の法線に対して前記第2の入射端面とは反対方向に傾いた方向に出射する導光手段と、前記導光手段の第1及び第2の入射端面と実質的に平行で且つ前記第1の入射端面側の側面と前記第2の入射端面側の側面とが互いに異なる形状に形成された複数の細長プリズムを有し、前記導光手段の出射面に対向させて配置され、前記導光手段の出射面から出射した前記第1と第2の光のうち、前記複数の細長プリズムにその一方の側面から入射した一方の光を、前記液晶表示素子の法線付近の方向に向けて出射し、前記複数の細長プリズムにその他方の側面から入射した他方の光を、前記液晶表示素子の法線に対して前記細長プリズムの長さ方向と直交する方向に沿った一方の方向及びその反対方向に傾いた方向に出射するプリズムシートと、前記導光手段の第1の入射端面と第2の入射端面にそれぞれ対向させて配置され、選択的に点灯される第1と第2の発光素子とにより構成するのが望ましい。 The surface light source has first and second incident end surfaces formed on one end surface and an end surface on the opposite side, and is incident on the surface facing the liquid crystal display element from the first and second incident end surfaces. An exit surface for emitting light is formed, and the first light incident from the first entrance end surface is inclined from the exit surface in a direction opposite to the first entrance end surface with respect to the normal line of the liquid crystal display element. The second light incident from the second incident end face is emitted from the outgoing face in a direction inclined in the direction opposite to the second incident end face with respect to the normal line of the liquid crystal display element. And a shape that is substantially parallel to the first and second incident end surfaces of the light guiding unit, and that the side surface on the first incident end surface side and the side surface on the second incident end surface side are different from each other. A plurality of elongate prisms formed on the light guide means and arranged opposite to the exit surface of the light guide means. Of the first and second lights emitted from the exit surface of the light guide means, one light incident on one of the side surfaces of the plurality of elongated prisms is made near the normal line of the liquid crystal display element. The other light that is emitted in the direction and enters the plurality of elongated prisms from the other side surface is one along the direction perpendicular to the length direction of the elongated prisms with respect to the normal line of the liquid crystal display element. And a prism sheet that emits light in a direction inclined to the opposite direction and the first incident end face and the second incident end face of the light guide means, respectively, and are selectively turned on. It is desirable that the second light emitting element is used.
その場合、前記面光源の導光手段は、板状の透明部材からなり、その一端面に第1の入射端面が形成され、対向する2つの板面の一方に第1の出射面が形成され、他方の板面に、前記第1の入射端面から入射した光を内面反射して前記第1の出射面から前記液晶表示素子の法線に対して前記第1の入射端面とは反対方向に傾いた方向に出射させ、外面側から入射した光を透過させて前記第1の出射面から出射する第1の反射面が形成された第1の導光板と、前記第1の導光板とは別体の板状の透明部材からなり、前記第1の導光板の第1の入射端面とは反対側の端面に第2の入射端面が形成され、対向する2つの板面の一方に第2の出射面が形成され、他方の板面に前記第2の入射端面から入射した光を反射して前記第2の出射面から前記液晶表示素子の法線に対して前記第2の入射端面とは反対方向に傾いた方向に出射させる第2の反射面が形成され、前記第2の出射面を前記第1の導光板の第1の反射面に対向させて配置された第2の導光板とにより構成し、前記第1の導光板の第1の入射端面に対向させて第1の発光素子を配置し、前記第2の導光板の第2の入射端面に対向させて第2の発光素子を配置するのが好ましい。 In that case, the light guide means of the surface light source is made of a plate-shaped transparent member, and a first incident end surface is formed on one end surface thereof, and a first emission surface is formed on one of two opposing plate surfaces. The light incident from the first incident end surface is internally reflected on the other plate surface, and is opposite to the first incident end surface with respect to the normal line of the liquid crystal display element from the first emission surface. What is the first light guide plate formed with a first reflection surface that is emitted in an inclined direction, transmits light incident from the outer surface side, and is emitted from the first emission surface, and the first light guide plate? A second plate-shaped transparent member is formed, and a second incident end surface is formed on an end surface opposite to the first incident end surface of the first light guide plate, and a second is formed on one of the two opposed plate surfaces. The light exit surface is formed, the light incident from the second incident end surface is reflected on the other plate surface, and the liquid is transmitted from the second light exit surface. A second reflecting surface that emits light in a direction inclined in a direction opposite to the second incident end surface with respect to the normal line of the display element is formed, and the second light emitting surface is formed on the first light guide plate. And a second light guide plate disposed to face the reflecting surface of the first light guide plate, and a first light emitting element is disposed to face the first incident end surface of the first light guide plate. It is preferable to arrange the second light emitting element so as to face the second incident end face of the light plate.
この発明の液晶表示装置は、光の透過を制御する複数の画素をマトリックス状に配列した画面領域を有し、前記複数の画素それぞれに画像データ信号が印加され、その画像データに対応した画像を表示する液晶表示素子の各画素に、画像信号に対応した表示画像データ信号と、前記表示画像データ信号と予め登録されたパターンの固定画像に対応した固定画像データ信号のうちのいずれか一方が選択された選択データ信号とを交互に印加し、前記表示画像データ信号の前記画素への印加に同期させて前記面光源から前記第1の照明光を照射させ、前記選択データ信号の前記画素への印加に同期させて前記面光源から前記第2の照明光を照射させるようにしたものであるため、前記液晶表示素子の表示の視野を、広視野と狭視野とに制御することができる。 The liquid crystal display device of the present invention has a screen region in which a plurality of pixels for controlling the transmission of light are arranged in a matrix, and an image data signal is applied to each of the plurality of pixels, and an image corresponding to the image data is displayed. Either one of the display image data signal corresponding to the image signal and the fixed image data signal corresponding to the display image data signal and the fixed image of the pattern registered in advance is selected for each pixel of the liquid crystal display element to be displayed. The selected selection data signal is alternately applied, the first illumination light is irradiated from the surface light source in synchronization with the application of the display image data signal to the pixel, and the selection data signal is applied to the pixel. Since the second illumination light is irradiated from the surface light source in synchronization with the application, the display field of view of the liquid crystal display element is controlled to be a wide field and a narrow field. Can.
すなわち、この液晶表示装置は、前記表示画像データに対応した画像と、前記表示画像データと前記固定画像データのうちのいずれか一方が選択された選択データに対応した画像とを交互に表示するものであり、前記液晶表示素子の各画素に前記表示画像データ信号を印加し、それに同期させて前記面光源から前記正面光の強度が前記斜め光の強度よりも高い強度分布の第1の照明光を照射させることにより前記表示画像データに対応した画像を表示し、前記液晶表示素子の各画素に前記選択データ信号を印加し、それに同期させて前記面光源から前記斜め光の強度が前記正面光の強度よりも高い強度分布の第2の照明光を照射させることにより前記選択データに対応した画像を表示する。 That is, the liquid crystal display device alternately displays an image corresponding to the display image data, and an image corresponding to selection data in which one of the display image data and the fixed image data is selected. The display image data signal is applied to each pixel of the liquid crystal display element, and the first illumination light having an intensity distribution in which the intensity of the front light from the surface light source is higher than the intensity of the oblique light is synchronized with the display image data signal , The image corresponding to the display image data is displayed, the selection data signal is applied to each pixel of the liquid crystal display element, and the intensity of the oblique light from the surface light source is changed to the front light in synchronization with the selection data signal. An image corresponding to the selection data is displayed by irradiating the second illumination light having an intensity distribution higher than the intensity of the first illumination light.
そのため、前記表示画像データに対応した表示は、その視野を正面方向、つまり前記液晶表示素子の法線付近の方向に制限された表示であり、前記選択データに対応した表示は、その視野を前記正面方向に対して一方の方向及びその反対方向に傾いた方向に制限された表示である。 Therefore, the display corresponding to the display image data is a display whose field of view is limited to the front direction, that is, the direction near the normal line of the liquid crystal display element, and the display corresponding to the selection data is the field of view of the display image data. The display is limited to one direction with respect to the front direction and a direction inclined in the opposite direction.
そして、前記選択データ信号として、表示画像データ信号が選択されたときは、前記表示画像データに対応した画像が交互に表示され、それに同期して正面方向に輝度分布のピークを持った第1の照明光と、左右方向に輝度分布のピークを持った第2の照明光が交互に照射されるため、正面方向からも前記正面方向に対して一方の方向及びその反対方向に傾いた方向からも画像信号に対応した表示画像を観察させる広視野表示を行なうことができる。 When a display image data signal is selected as the selection data signal, images corresponding to the display image data are alternately displayed, and in synchronization therewith, the first having a peak of luminance distribution in the front direction. Since the illumination light and the second illumination light having a luminance distribution peak in the left-right direction are alternately irradiated, both from the front direction and the direction inclined in one direction with respect to the front direction and the opposite direction. Wide-field display for observing a display image corresponding to the image signal can be performed.
一方、前記固定画像データは、予め登録されたパターンの固定画像に対応したデータであり、前記選択データ信号として、前記固定画像データ信号が選択されたときは、前記表示画像データに対応した画像と前記固定画像データに対応した画像とが交互に表示され、それに同期して前記第1及び第2の照明光が照射されるため、前記正面方向に対して傾いた方向からは、前記第1の照明光による前記表示画像データに対応した表示画像を視認することができず、しかもその傾いた方向には、前記第2の照明光による前記固定画像データに対応するパターンの固定画像が表示され、前記表示画像が固定画像により隠されるため、前記表示画像を斜め方向から認識できなくなる。そのため、画像信号に対応した表示画像を視認できる視野の範囲を正面方向に制限した狭視野表示を行なうことができる。 On the other hand, the fixed image data is data corresponding to a fixed image of a pre-registered pattern, and when the fixed image data signal is selected as the selection data signal, an image corresponding to the display image data Images corresponding to the fixed image data are alternately displayed, and the first and second illumination lights are irradiated in synchronization therewith, so that the first direction is inclined from the direction inclined with respect to the front direction. A display image corresponding to the display image data by illumination light cannot be visually recognized, and a fixed image of a pattern corresponding to the fixed image data by the second illumination light is displayed in the tilted direction, Since the display image is hidden by the fixed image, the display image cannot be recognized from an oblique direction. Therefore, it is possible to perform narrow-field display in which the range of the field of view in which the display image corresponding to the image signal can be visually recognized is limited to the front direction.
そして、この液晶表示装置は、前記液晶表示素子の観察側とは反対側に、前記液晶表示素子に向けて、前記液晶表示素子の法線方向に出射する正面光の強度が前記法線に対して一方の方向及びその反対方向に傾いた方向に出射する斜め光の強度よりも高い強度分布の第1の照明光と、前記斜め光の強度が前記正面光の強度よりも高い強度分布の第2の照明光とを選択的に照射する面光源を配置し、前記液晶表示素子と前記面光源を駆動する駆動手段により、前記液晶表示素子の各画素に、画像信号に対応した表示画像データ信号と、前記表示画像データ信号と予め登録されたパターンの固定画像に対応した固定画像データ信号のうちののいずれか一方が選択された選択データ信号とを交互に印加し、前記表示画像データ信号の印加に同期させて前記面光源から前記第1の照明光を照射させ、前記選択データ信号の印加に同期させて前記面光源から前記第2の照明光を照射させて表示の視野を広視野と狭視野とに制御するようにしたものであるため、製造の難しい視野制限用液晶素子を備えた従来の視野制御型液晶表示装置に比べてはるかに低コストに得ることができる。 In the liquid crystal display device, the intensity of the front light emitted in the normal direction of the liquid crystal display element toward the liquid crystal display element is opposite to the observation side of the liquid crystal display element with respect to the normal line. A first illumination light having an intensity distribution higher than the intensity of the oblique light emitted in one direction and a direction inclined in the opposite direction, and a first illumination light having an intensity distribution in which the intensity of the oblique light is higher than the intensity of the front light. A display image data signal corresponding to an image signal is provided to each pixel of the liquid crystal display element by a surface light source that selectively irradiates two illumination lights and driving means for driving the liquid crystal display element and the surface light source. And the display image data signal and a selection data signal in which one of the fixed image data signals corresponding to the fixed image of the pattern registered in advance is selected, and the display image data signal Synchronize with application The first illumination light is emitted from the surface light source, and the second illumination light is emitted from the surface light source in synchronization with the application of the selection data signal to control the display field of view to a wide field and a narrow field. Therefore, it can be obtained at a much lower cost than a conventional visual field control type liquid crystal display device provided with a liquid crystal element for visual field limitation that is difficult to manufacture.
この発明の液晶表示装置において、前記第2の照明光の正面光の強度は、前記第1の照明光の正面光の強度の20%以下に設定するのが望ましく、このようにすることにより、前記狭視野表示のときの正面方向から観察される表示画像のコントラストを充分に高くすることができる。 In the liquid crystal display device of the present invention, it is desirable that the intensity of the front light of the second illumination light is set to 20% or less of the intensity of the front light of the first illumination light. The contrast of the display image observed from the front direction during the narrow field display can be made sufficiently high.
また、前記面光源は、一端面とその反対側の端面とに第1と第2の入射端面が形成され、前記液晶表示素子に対向する面に前記第1及び第2の入射端面から入射した光を出射させる出射面が形成され、前記第1の入射端面から入射した第1の光を前記出射面から前記液晶表示素子の法線に対して前記第1の入射端面とは反対方向に傾いた方向に出射し、前記第2の入射端面から入射した第2の光を前記出射面から前記液晶表示素子の法線に対して前記第2の入射端面とは反対方向に傾いた方向に出射する導光手段と、前記導光手段の第1及び第2の入射端面と実質的に平行で且つ前記第1の入射端面側の側面と前記第2の入射端面側の側面とが互いに異なる形状に形成された複数の細長プリズムを有し、前記導光手段の出射面に対向させて配置され、前記導光手段の出射面から出射した前記第1と第2の光のうち、前記複数の細長プリズムにその一方の側面から入射した一方の光を、前記液晶表示素子の法線付近の方向に向けて出射し、前記複数の細長プリズムにその他方の側面から入射した他方の光を、前記液晶表示素子の法線に対して前記細長プリズムの長さ方向と直交する方向に沿った一方の方向及びその反対方向に傾いた方向に出射するプリズムシートと、前記導光手段の第1の入射端面と第2の入射端面にそれぞれ対向させて配置され、選択的に点灯される第1と第2の発光素子とにより構成するのが望ましく、このようにすることにより、前記正面光の強度が前記斜め光の強度よりも高い強度分布の第1の照明光と、前記斜め光の強度が前記正面光の強度よりも高い強度分布の第2の照明光とを選択的に前記液晶表示素子に向けて照射するとともに、面光源の製造を簡単にし、前記液晶表示装置をさらに低コストに得ることができる。 The surface light source has first and second incident end surfaces formed on one end surface and an end surface on the opposite side, and is incident on the surface facing the liquid crystal display element from the first and second incident end surfaces. An exit surface for emitting light is formed, and the first light incident from the first entrance end surface is inclined from the exit surface in a direction opposite to the first entrance end surface with respect to the normal line of the liquid crystal display element. The second light incident from the second incident end face is emitted from the outgoing face in a direction inclined in the direction opposite to the second incident end face with respect to the normal line of the liquid crystal display element. And a shape that is substantially parallel to the first and second incident end surfaces of the light guiding unit, and that the side surface on the first incident end surface side and the side surface on the second incident end surface side are different from each other. A plurality of elongate prisms formed on the light guide means and arranged opposite to the exit surface of the light guide means. Of the first and second lights emitted from the exit surface of the light guide means, one light incident on one of the side surfaces of the plurality of elongated prisms is made near the normal line of the liquid crystal display element. The other light that is emitted in the direction and enters the plurality of elongated prisms from the other side surface is one along the direction perpendicular to the length direction of the elongated prisms with respect to the normal line of the liquid crystal display element. And a prism sheet that emits light in a direction inclined to the opposite direction and the first incident end face and the second incident end face of the light guide means, respectively, and are selectively turned on. It is desirable that the second light emitting element is used, and by doing so, the intensity of the front light is higher than the intensity of the oblique light, and the intensity of the oblique light is higher. Stronger than the intensity of the front light Irradiates toward selectively the liquid crystal display device and a second illumination light distribution, to simplify the manufacturing of the surface light source, the liquid crystal display device can be further obtained in a low cost.
その場合、前記面光源の導光手段は、板状の透明部材からなり、その一端面に第1の入射端面が形成され、対向する2つの板面の一方に第1の出射面が形成され、他方の板面に、前記第1の入射端面から入射した光を内面反射して前記第1の出射面から前記液晶表示素子の法線に対して前記第1の入射端面とは反対方向に傾いた方向に出射させ、外面側から入射した光を透過させて前記第1の出射面から出射する第1の反射面が形成された第1の導光板と、前記第1の導光板とは別体の板状の透明部材からなり、前記第1の導光板の第1の入射端面とは反対側の端面に第2の入射端面が形成され、対向する2つの板面の一方に第2の出射面が形成され、他方の板面に前記第2の入射端面から入射した光を反射して前記第2の出射面から前記液晶表示素子の法線に対して前記第2の入射端面とは反対方向に傾いた方向に出射させる第2の反射面が形成され、前記第2の出射面を前記第1の導光板の第1の反射面に対向させて配置された第2の導光板とにより構成し、前記第1の導光板の第1の入射端面に対向させて第1の発光素子を配置し、前記第2の導光板の第2の入射端面に対向させて第2の発光素子を配置するのが好ましく、このようにすることにより、前記第1及び第2の発光素子からの光を前記第1及び第2の導光板により効率良く導き、前記第1の導光板の第1の出射面から、前記正面光の強度が前記斜め光の強度よりも充分に高い強度分布の第1の照明光と、前記斜め光の強度が前記正面光の強度よりも充分に高い強度分布の第2の照明光とを選択的に前記液晶表示素子に向けて照射することができる。 In that case, the light guide means of the surface light source is made of a plate-shaped transparent member, and a first incident end surface is formed on one end surface thereof, and a first emission surface is formed on one of two opposing plate surfaces. The light incident from the first incident end surface is internally reflected on the other plate surface, and is opposite to the first incident end surface with respect to the normal line of the liquid crystal display element from the first emission surface. What is the first light guide plate formed with a first reflection surface that is emitted in an inclined direction, transmits light incident from the outer surface side, and is emitted from the first emission surface, and the first light guide plate? A second plate-shaped transparent member is formed, and a second incident end surface is formed on an end surface opposite to the first incident end surface of the first light guide plate, and a second is formed on one of the two opposed plate surfaces. The light exit surface is formed, the light incident from the second incident end surface is reflected on the other plate surface, and the liquid is transmitted from the second light exit surface. A second reflecting surface that emits light in a direction inclined in a direction opposite to the second incident end surface with respect to the normal line of the display element is formed, and the second light emitting surface is formed on the first light guide plate. And a second light guide plate disposed to face the reflecting surface of the first light guide plate, and a first light emitting element is disposed to face the first incident end surface of the first light guide plate. It is preferable to arrange the second light emitting element so as to oppose the second incident end face of the optical plate. By doing so, the light from the first and second light emitting elements is transmitted to the first and second light emitting elements. The first illumination light having an intensity distribution sufficiently higher than the intensity of the oblique light from the first emission surface of the first light guide plate and efficiently guided by the light guide plate, and the oblique light. And the second illumination light having an intensity distribution sufficiently higher than the intensity of the front light. It can be irradiated towards.
図1〜図7はこの発明の一実施例を示しており、図1は液晶表示装置の分解斜視図である。 1 to 7 show an embodiment of the present invention, and FIG. 1 is an exploded perspective view of a liquid crystal display device.
この液晶表示装置は、図1のように、光の透過を制御する複数の画素(図示せず)をマトリックス状に配列した画面領域1aを有し、前記複数の画素それぞれに画像データ信号が印加され、その画像データに対応した画像を表示する液晶表示素子1と、前記液晶表示素子1の観察側(図1において上側)とは反対側に配置され、前記液晶表示素子1に向けて、前記液晶表示素子1の法線方向に出射する正面光の強度が前記法線に対して一方の方向及びその反対方向に傾いた方向に出射する斜め光の強度よりも高い強度分布の第1の照明光と、前記斜め光の強度が前記正面光の強度よりも高い強度分布の第2の照明光とを選択的に照射する面光源8と、前記液晶表示素子1と面光源8を駆動する駆動手段22とにより構成されている。
As shown in FIG. 1, this liquid crystal display device has a
前記液晶表示素子1は、その内部構造は図示しないが、前記画面領域1aを囲む枠状のシール材4を介して接合された一対の透明基板2,3と、これらの基板2,3の対向する内面それぞれに設けられ、互いに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透明電極と、前記一対の基板2,3間の前記シール材4で囲まれた領域に封入された液晶層と、前記一対の基板2,3の外面にそれぞれ配置された一対の偏光板5,6とからなっている。
Although the internal structure of the liquid
この液晶表示素子1は、一方の基板2の内面に、複数の画素電極を行方向及び列方向にマトリックス状に配列させて設け、他方の基板3の内面に、前記複数の画素電極の配列領域に対向する一枚膜状の対向電極を設けたアクティブマトリックス液晶表示素子であり、前記一方の基板2の内面には、前記複数の画素電極にそれぞれ接続されたTFTからなるアクティブ素子と、各行のTFTにゲート信号を供給する複数の走査ラインと、各列のTFTにデータ信号を供給する複数のデータラインが設けられている。
The liquid
なお、前記一方の基板2は、他方の基板3の外方に張出すドライバ搭載部2aを有しており、前記複数のゲートライン及びデータラインは、前記ドライバ搭載部2aに搭載されたLSIからなる表示ドライバ7に接続されている。
The one
さらに、前記一対の基板2,3の内面には、前記電極を覆って配向膜が設けられており、前記液晶層の液晶分子は、前記一対の基板2,3間において、前記配向膜により規定される配向状態に配向している。
Further, an alignment film is provided on the inner surfaces of the pair of
この液晶表示素子1は、液晶分子をツイスト配向させたTNまたはSTN型、液晶分子を基板2,3面に対して実質的に垂直に配向させた垂直配向型、液晶分子をツイストさせることなく基板2,3面に対して実質的に平行に配向させた水平配向型、液晶分子をベンド配向させるベンド配向型のいずれかの液晶表示素子、あるいは強誘電性または反強誘電性液晶表示素子であり、前記一対の偏光板5,6は、それぞれの透過軸の向きを、良好なコントラスト特性が得られるように設定して配置されている。
The liquid
なお、この液晶表示素子1は、一対の基板2,3の内面それぞれに設けられた電極間に縦電界(液晶層の厚さ方向の電界)を生じさせて液晶分子の配向状態を変化させる縦電界制御型のものに限らず、一対の基板2,3のいずれか一方の内面に複数の画素を形成する例えば櫛状の第1と第2の電極を設け、これらの電極間に横電界(基板面に沿う方向の電界)を生じさせて液晶分子の配向状態を変化させる横電界制御型のものでもよい。
In the liquid
さらに、前記液晶表示素子1は、ノーマリーホワイトモードの表示素子でも、ノーマリーブラックモードの表示素子でもよい。
Further, the liquid
前記面光源8は、一端面とその反対側の端面とに第1と第2の入射端面11,15が形成され、前記液晶表示素子1に対向する面に前記第1及び第2の入射端面から入射した光を出射させる出射面12が形成され、前記第1の入射端面11から入射した第1の光を前記出射面12から前記液晶表示素子1の法線に対して前記第1の入射端面11とは反対方向に傾いた方向に出射し、前記第2の入射端面15から入射した第2の光を前記出射面12から前記液晶表示素子1の法線に対して前記第2の入射端面15とは反対方向に傾いた方向に出射する導光手段9と、前記導光手段9の出射面12に対向させて配置され、前記導光手段9の出射面12から出射した前記第1と第2の光のうち、一方の光を、前記液晶表示素子1の法線付近の方向に向けて出射し、他方の光を、前記液晶表示素子1の法線に対して一方の方向及びその反対方向に傾いた方向に出射するプリズムシート19と、前記導光手段9の第1の入射端面11と第2の入射端面15にそれぞれ対向させて配置され、選択的に点灯される第1と第2の発光素子21a,21bとからなっている。
The
図2は前記面光源8の一部分の拡大側面図であり、前記導光手段9は、アクリル樹脂板等の板状の透明部材からなり、その一端面に第1の入射端面11が形成され、対向する2つの板面の一方に第1の出射面12が形成され、他方の板面に、前記第1の入射端面11から入射した光を外気との界面での全反射により内面反射して前記第1の出射面12から前記液晶表示素子1の法線に対して前記第1の入射端面11とは反対方向に傾いた方向に出射させ、前記他方の板面の外面側から入射した光を透過させて前記第1の出射面12から出射する第1の反射面13が形成された第1の導光板10と、前記第1の導光板10とは別体のアクリル樹脂板等の板状の透明部材からなり、前記第1の導光板10の第1の入射端面11とは反対側の端面に第2の入射端面15が形成され、対向する2つの板面の一方に第2の出射面16が形成され、他方の板面に前記第2の入射端面15から入射した光を反射して前記第2の出射面16から前記液晶表示素子1の法線に対して前記第2の入射端面15とは反対方向に傾いた方向に出射させる前記第2の反射面17が形成され、前記第2の出射面16を前記第1の導光板の第1の反射面に対向させて配置された第2の導光板14とにより構成されている。
FIG. 2 is an enlarged side view of a part of the
なお、この実施例では、前記第2の導光板14の反射面(第2の反射面)17を、前記他方の板面に反射膜18を設けて形成しているが、この反射面17は、前記第2の導光板14の入射端面(第2の入射端面)15から入射した光を外気との界面で全反射する内面反射面でもよい。
In this embodiment, the reflection surface (second reflection surface) 17 of the second
前記第1の導光板10は、その出射面(第1の出射面)12を平坦面に形成し、反射面(第1の反射面)13を前記第1の入射端面11側から導光板10の他端側に向かって前記出射面12に近くなる方向に傾いた傾斜面に形成した楔状板からなっており、前記出射面12を前記液晶表示素子1に対向させ、且つ前記出射面12を前記液晶表示素子1と実質的に平行にするとともに、前記第1の入射端面11を前記液晶表示素子1の画面の左方向に向けて配置されている。
The first
また、前記第2の導光板14は、その反射面(第2の反射面)17を平坦面に形成し、出射面(第2の出射面)16を前記第2の入射端面15側から導光板14の他端側に向かって前記反射面17に近くなる方向に前記第1の導光板10の反射面13と同じ角度で傾いた傾斜面に形成した楔状板からなっており、前記出射面16を前記第1の導光板の反射面13に間隙Aを存して対向させ、且つ前記出射面16を前記第1の導光板10の反射面13と実質的に平行にするとともに、前記第2の入射端面15を前記液晶表示素子1の画面の右方向に向けて配置されている。
Further, the second
なお、図1及び図2では、前記第1の導光板10の反射面13の傾斜角と前記第2の導光板14の出射面16の傾斜角を大きく誇張しているが、これらの傾斜角は、前記第1の導光板10の出射面12及び前記第2の導光板14の反射面17に対して2〜10°程度に設定されている。
1 and 2, the inclination angle of the
一方、前記プリズムシート19は、透明フィルムの一方の面に、前記導光手段9の第1及び第2の入射端面11,15と実質的に平行で且つ前記第1の入射端面11側の第1の側面20aと前記第2の入射端面15側の第2の側面20bとが互いに異なる形状に形成された複数の細長プリズム20を、前記液晶表示素子1の画素ピッチと同程度またはそれよりも小さいピッチで設けたものであり、前記複数の細長プリズム20は、例えば、前記第1の入射端面11側の第1の側面20aを、前記フィルム面からプリズム頂部に向かって前記第1の入射端面11方向に5〜15°傾いた急角度の直線面に形成し、前記第2の入射端面15側の第2の側面20bを、前記フィルム面からプリズム頂部に向かって前記第2の入射端面15方向に30〜40°の平均角で傾いた、半径が50〜90mmの外膨らみの湾曲面に形成した形状に形成されている。
On the other hand, the
そして、このプリズムシート19は、そのプリズム形成面を前記導光手段9の出射面、つまり前記第1の導光板10の出射面12に対向させて配置されている。
The
また、前記第1と第2の発光素子21a,21bは、LED(発光ダイオード)からなる固体発光素子であり、前記第1の導光板10の第1の入射端面11と、前記第2の導光板14の第2の入射端面15とにそれぞれ対向させて、前記入射端面11,15の長さ方向に間隔をおいて複数個配置されている。
The first and second
この面光源8は、前記第1と第2の発光素子21a,21bが選択的に点灯され、前記第1の発光素子21aが点灯されたときに、この第1の発光素子21aから出射し、前記第1の導光板10により導かれてその出射面12から出射した第1の光を、前記プリズムシート19により、前記液晶表示素子1の法線付近の方向に向けて出射する。
The
また、この面光源8は、前記第2の発光素子21bが点灯されたときに、この第2の発光素子21bから出射し、前記第2の導光板14により導かれてその出射面16から出射し、さらに前記第1の導光板10を透過してその出射面12から出射した第2の光を、前記プリズムシート19により、前記液晶表示素子1の法線に対して前記細長プリズム20の長さ方向と直交する方向に沿った一方の方向及びその反対方向に傾いた方向、つまり前記液晶表示素子1の画面左右方向に傾いた方向に出射する。
Further, the
図3は前記面光源8からの第1と第2の照明光の出射光線図であり、(a)は第1の照明光の出射光線を示し、(b)は第1の照明光の出射光線を示している。
FIGS. 3A and 3B are diagrams of outgoing light rays of the first and second illumination light from the
図3(a)のように、前記第1の発光素子21aから出射し、前記第1の導光板10にその第1の入射端面11から入射した第1の光は、前記第1の導光板10内を、その反射面13と外気(第2の導光板14との間隙A内の空気)との界面及び出射面12と外気(プリズムシート19との間の空気)との界面により反射しながら導かれ、この第1の導光板10の出射面12から、前記液晶表示素子1の法線に対して前記第1の入射端面11とは反対方向に傾いた方向に出射する。
As shown in FIG. 3A, the first light emitted from the first
そして、この第1の光は、前記プリズムシート19の複数の細長プリズム20に、前記直線面からなる第1の側面20aから入射し、その反対側の湾曲面からなる第2の側面20bにより屈折され、このプリズムシート19の反対面から、前記液晶表示素子1の法線付近の方向に向かって出射する。
The first light is incident on the plurality of
また、図3(b)のように、前記第2の発光素子21bから出射し、前記第2の導光板14にその第2の入射端面15から入射した第2の光は、この第2の導光板14内を、その反射面17及び出射面16と外気(第1の導光板10との間隙A内の空気)との界面により反射しながら導かれ、この第2の導光板14の出射面16から、前記液晶表示素子1の法線に対して前記第2の入射端面15とは反対方向に傾いた方向に出射し、さらに前記第1の導光板10を透過してこの前記第1の導光板10の第1の出射面12から出射する。
Further, as shown in FIG. 3B, the second light emitted from the second
そして、この第2の光は、前記プリズムシート19の複数の細長プリズム20に、湾曲面からなる第2の側面20bから入射し、その反対側の直線面からなる第1の側面20aへの入射角に応じて、この第1の側面20aにより反射されるか、あるいは前記第1の側面20aを外気との界面で屈折されて透過し、このプリズムシート19の反対面から、前記液晶表示素子1の法線に対して、前記画面の左方向及び右方向に傾いた方向に出射する。
Then, the second light is incident on the plurality of
このように、前記面光源8は、前記第1の発光素子21aの点灯により、前記液晶表示素子1の法線方向に出射する正面光の強度が前記液晶表示素子1の法線に対して前記画面の左方向及び右方向に傾いた方向に出射する斜め光の強度よりも高い強度分布の第1の照明光を前記液晶表示素子1に向けて照射し、前記第2の発光素子21bの点灯により、前記斜め光の強度が前記正面光の強度よりも高い強度分布の第2の照明光を前記液晶表示素子1に向けて照射する。
As described above, the
図4及び図5は前記面光源8からの第1と第2の照明光の強度分布図であり、図4は前記液晶表示素子1側から見た画面の左右方向における強度分布、図5は前記液晶表示素子1側から見た画面の上下方向における強度分布を示している。なお、図4において、負の角度は前記画面の左方向の角度、正の角度は前記画面の右方向の角度であり、図5において、正の角度は前記画面の上方向の角度、負の角度は前記画面の下方向の角度である。
4 and 5 are intensity distribution diagrams of the first and second illumination lights from the
図4及び図5のように、前記第1の照明光は、前記左右方向及び上下方向の強度分布が、前記液晶表示素子1の法線方向(0°の方向)に出射する正面光の強度が前記液晶表示素子1の法線に対して左右方向及び上下方向に傾いた方向に出射する斜め光の強度よりも充分に高く、特に、前記左右方向の強度分布が、約−10°〜10°の狭い角度範囲の正面光の強度が高く、その角度範囲外の斜め光の出射光の強度が前記正面光の強度の20%以下の光である。
As shown in FIGS. 4 and 5, the first illumination light has the intensity of the front light emitted in the normal direction (0 ° direction) of the liquid
また、前記第2の照明光は、前記左右方向及び上下方向の強度分布が、前記液晶表示素子1の法線方向に出射する正面光の強度が前記第1の照明光の正面光の強度の20%以下で、前記左右方向の強度分布が、約−40°〜−70°及び約40°〜70°の角度範囲の斜め光の強度が前記正面光(第2の照明光の正面光)の強度の2〜3倍で、前記上下方向の強度分布が、角度による強度差が極く小さい分布の光である。
Further, the second illumination light has an intensity distribution in the horizontal direction and the vertical direction, and the intensity of the front light emitted in the normal direction of the liquid
次に、前記液晶表示素子1と面光源8を駆動する駆動手段22について説明すると、この駆動手段22は、前記液晶表示素子1の各画素に、画像信号に対応した表示画像データ信号と、前記表示画像データ信号と予め登録されたパターンの固定画像に対応した固定画像データ信号のうちのいずれか一方が選択された選択データ信号とを交互に印加し、前記表示画像データ信号の印加に同期させて前記面光源8から前記第1の照明光を照射させ、前記選択データ信号の印加に同期させて前記面光源8から前記第2の照明光を照射させるように構成されている。
Next, the driving means 22 for driving the liquid
図6は前記駆動手段22のブロック回路図であり、この駆動手段22は、予め登録された固定画像に対応した固定画像データを発生する固定画像データ発生部23と、第1と第2の画像データメモリ24,25と、外部から供給された画像信号に対応した表示画像データを前記第1と第2の画像データメモリ24,25のうちの第1メモリ24に書込み、前記表示画像データと前記固定画像データとを視野選択信号に応じて選択的に第2メモリ25に書込むメモリ書込制御部26と、前記第1メモリ24と第2メモリ25に書込まれた画像データを交互に読出して前記液晶表示素子1に搭載された表示ドライバ7のデータライン制御部7aに供給するメモリ読出制御部27と、前記面光源8の第1と第2の発光素子21a,21bを選択的に点灯させる光源駆動部28と、前記メモリ書込制御部26とメモリ読出制御部27と光源駆動部28及び前記表示ドライバ7の走査ライン制御部7bを制御する駆動制御部29とからなっている。
FIG. 6 is a block circuit diagram of the driving means 22. The driving means 22 includes a fixed
この駆動手段22は、液晶表示装置を実装した携帯電話機等の電子機器に設けられた視野選択キーの操作等により前記電子機器の回路部(図示せず)から前記駆動制御部29に供給された視野選択信号に応じて、前記液晶表示素子1に、前記表示画像データに対応した同じ表示画像を交互に表示させるか、或いは前記表示画像データに対応した表示画像と前記固定画像データに対応した固定画像とを交互に表示させる。
The driving means 22 is supplied to the
すなわち、前記駆動手段22は、広視野表示を選択する視野選択信号が入力されたときに、前記画像信号に対応した表示画像データを前記第1メモリ24と第2メモリ25とに書込み、1画面の画像を表示するための1フレームを2分割した2つの分割期間の一方に、前記第1メモリ24から前記表示画像データを読出してデータライン駆動部に供給し、その表示画像データに応じた表示画像データ信号を前記液晶表示素子1の各画素に印加し、それに同期させて前記面光源8から前記第1の発光素子21aの点灯により前記第1の照明光を照射させ、他方の分割期間に、前記第2メモリ25から読出した表示画像データをデータライン駆動部に供給し、この表示画像データに応じた表示画像データ信号を前記液晶表示素子1の各画素に印加し、それに同期させて前記面光源8から前記第2の発光素子21bの点灯により前記第2の照明光を照射させる。
That is, the driving means 22 writes display image data corresponding to the image signal to the
また、前記駆動手段22は、狭視野表示を選択する視野選択信号が入力されたときに、前記表示画像データを前記第1メモリ24に書込み、前記固定画像データ発生部23から固定画像データを読出してその固定画像データを前記第2メモリ25に書込み、前記1フレームを2分割した2つの分割期間の一方に、前記第1メモリ24から前記表示画像データを読出してデータライン駆動部に供給し、この表示画像データに応じた表示画像データ信号を前記液晶表示素子1の各画素に印加し、それに同期させて前記面光源8から前記第1の発光素子21aの点灯により前記第1の照明光を照射させ、他方の分割期間に、前記第2メモリ25から前記固定画像データを読出してその固定画像データをデータライン駆動部に供給し、この固定画像データに応じた固定画像データ信号を前記液晶表示素子1の各画素に印加し、それに同期させて前記面光源8から前記第2の発光素子21bの点灯により前記第2の照明光を照射させる。
The driving means 22 writes the display image data into the
なお、この液晶表示装置は、前記液晶表示素子1をカラーフィルタを備えない表示素子とし、前記面光源8の第1と第2の発光素子21a,21bをそれぞれ、赤色LEDと緑色LEDと青色LEDとの3つのLEDにより構成して、前記面光源8から、赤、緑、青の3色の第1の照明光と第2の照明光とを順次照射させるようにしたフィールドシーケンシャル液晶表示装置でも、前記液晶表示素子1にその複数の画素にそれぞれ対向する赤、緑、青の3色のカラーフィルタを備えさせ、前記面光源8から白色の第1の照明光と第2の照明光とを選択的に照射させるようにした液晶表示装置でもよい。
In the liquid crystal display device, the liquid
図7は、フィールドシーケンシャル液晶表示装置における液晶表示素子1と面光源8の駆動シーケンス図であり、(a)は広視野表示のときの駆動シーケンスを示し、(b)は狭視野表示のときの駆動シーケンスを示している。
7A and 7B are driving sequence diagrams of the liquid
このフィールドシーケンシャル液晶表示装置の場合は、1フレームを6フィールドt1〜t6に分割し、広視野表示のときは、図7(a)のように、前記1フレームを2分割した分割期間の一方、例えば前半の分割期間である第1〜第3の各フィールドt1,t2,t3毎に、液晶表示素子1の各画素に、赤の単位色の表示画像データ信号と、緑の単位色の表示画像データ信号と、青の単位色の表示画像データ信号とを順次印加し、これらの各単位色の表示画像データ信号の印加に同期させて、前記面光源8から、赤の第1照明光と、緑の第1照明光と、青の第1照明光とを順次出射させる。
In the case of this field sequential liquid crystal display device, one frame is divided into six fields t 1 to t 6, and in the case of wide-field display, the one frame is divided into two as shown in FIG. On the other hand, for example, for each of the first to third fields t 1 , t 2 , and t 3 that are the first divided period, a red unit color display image data signal and a green color are displayed on each pixel of the liquid
また、前記1フレームを2分割した後半の分割期間である第4〜第6の各フィールドt4,t5,t6毎に、前記液晶表示素子1の各画素に、赤の単位色の表示画像データ信号と、緑の単位色の表示画像データ信号と、青の単位色の表示画像データ信号とを順次印加し、これらの各単位色の表示画像データ信号の印加に同期させて、前記面光源8から、赤の第2照明光と、緑の第2照明光と、青の第2照明光とを順次出射させる。
Further, a red unit color is displayed on each pixel of the liquid
また、狭視野表示のときは、図7(b)のように、例えば前記前半の分割期間である前記第1〜第3の各フィールドt1,t2,t3毎に、前記液晶表示素子1の各画素に、赤の単位色の表示画像データ信号と、緑の単位色の表示画像データ信号と、青の単位色の表示画像データ信号とを順次印加し、これらの各単位色の表示画像データ信号の印加に同期させて、前記面光源8から、赤の第1照明光と、緑の第1照明光と、青の第1照明光とを順次出射させ、後半の分割期間である前記第4〜第6の各フィールドt4,t5,t6毎に、前記液晶表示素子1の各画素に、赤の単位色の固定画像データ信号と、緑の単位色の固定画像データ信号と、青の単位色の固定画像データ信号とを順次印加し、これらの各単位色の固定画像データ信号の印加に同期させて、前記面光源8から、赤の第2照明光と、緑の第2照明光と、青の第2照明光とを順次出射させる。
In the narrow-field display, as shown in FIG. 7B, for example, the liquid crystal display element is used for each of the first to third fields t 1 , t 2 , and t 3 that are the first divided period. A display image data signal of a red unit color, a display image data signal of a green unit color, and a display image data signal of a blue unit color are sequentially applied to each
なお、図7には、赤、緑、青の単位色の表示画像データ信号の順次印加と、赤、緑、青の単位色の固定画像データ信号の順次印加とを交互に行なう駆動シーケンスを示したが、それに限らず、例えば、赤、緑、青のうちの1つの単位色の表示画像データ信号の印加と、赤、緑、青のうちの1つの単位色の固定画像データ信号の印加とを交互に行ない、前記表示画像データ信号の印加に同期させてその単位色の色の第1照明光を出射させ、固定画像データ信号の印加に同期させてその単位色の色の第2照明光を出射させてもよい。 FIG. 7 shows a driving sequence in which the sequential application of the display image data signals in the unit colors of red, green, and blue and the sequential application of the fixed image data signals in the unit colors of red, green, and blue are alternately performed. However, the present invention is not limited to this, for example, application of a display image data signal of one unit color of red, green, and blue, and application of a fixed image data signal of one unit color of red, green, and blue The first illumination light of the unit color is emitted in synchronization with the application of the display image data signal, and the second illumination light of the unit color is synchronized with the application of the fixed image data signal. May be emitted.
図8は、前記液晶表示素子1にその複数の画素にそれぞれ対向する赤、緑、青の3色のカラーフィルタを備えさせた液晶表示装置における液晶表示素子1と面光源8の駆動シーケンス図であり、(a)は広視野表示のときの駆動シーケンスを示し、(b)は狭視野表示のときの駆動シーケンスを示している。
FIG. 8 is a drive sequence diagram of the liquid
この液晶表示装置の場合は、前記1フレームを2つの期間に分割し、広視野表示のときは、図8(a)のように、例えば第1の分割期間t11に、液晶表示素子1の赤、緑、青のカラーフィルタにそれぞれ対応する各画素に、赤、緑、青の各色の表示画像データ信号を印加し、この表示画像データ信号の印加に同期させて、前記面光源8から白の第1照明光を出射させ、第2の分割期間t12にも同様に、前記液晶表示素子1の各画素に、赤、緑、青の各色の表示画像データ信号を印加し、この表示画像データ信号の印加に同期させて、前記面光源8から白の第2照明光を出射させる。
For this liquid crystal display device, the one frame is divided into two periods, when the wide-field display, as shown in FIG. 8 (a), the example in the first divided period t 11, the liquid crystal display device 1 A display image data signal of each color of red, green, and blue is applied to each pixel corresponding to each of the red, green, and blue color filters, and in synchronization with the application of the display image data signal, white light is emitted from the
また、狭視野表示のときは、図8(b)のように、例えば前記第1の分割期間t11に、前記液晶表示素子1の赤、緑、青のカラーフィルタにそれぞれ対応する各画素に、赤、緑、青の各色の表示画像データ信号を印加し、この表示画像データ信号の印加に同期させて、前記面光源8から白の第2照明光を出射させ、第2の分割期間t12に、前記液晶表示素子1の各画素に、赤、緑、青の各色の固定画像データ信号を印加し、この固定画像データ信号の印加に同期させて、前記面光源8から白の第2照明光を出射させる。
Also, when the narrow-angle view, as in FIG. 8 (b), for example, the the first divided period t 11, the liquid
この液晶表示装置は、光の透過を制御する複数の画素をマトリックス状に配列した画面領域1aを有し、前記複数の画素それぞれに画像データ信号が印加され、その画像データに対応した画像を表示する液晶表示素子1の観察側とは反対側に、前記液晶表示素子1に向けて、前記液晶表示素子1の法線方向に出射する正面光の強度が前記法線に対して一方の方向及びその反対方向、つまり左方向と右方向に傾いた方向に出射する斜め光の強度よりも高い強度分布の第1の照明光と、前記斜め光の強度が前記正面光の強度よりも高い強度分布の第2の照明光とを選択的に照射する面光源8を配置し、前記液晶表示素子1と前記面光源8とを駆動する駆動手段22により、前記液晶表示素子1の各画素に、画像信号に対応した表示画像データ信号と、前記表示画像データと予め登録されたパターンの固定画像に対応した固定画像データ信号のうちのいずれか一方が選択された選択データ信号とを交互に印加し、前記表示画像データ信号の印加に同期させて前記面光源8から前記第1の照明光を照射させ、前記選択データ信号(表示画像データ信号または固定画像データ信号)の印加に同期させて前記面光源8から前記第2の照明光を照射させるようにしたものであるため、前記液晶表示素子1の表示の視野を、広視野と狭視野とに制御することができる。
This liquid crystal display device has a
すなわち、この液晶表示装置は、前記表示画像データに対応した画像と、前記表示画像データと前記固定画像データのいずれか一方が選択された選択データに対応した画像とを交互に表示するものであり、前記液晶表示素子1の各画素に前記表示画像データ信号を印加し、それに同期させて前記面光源8から前記正面光の強度が前記斜め光の強度よりも高い強度分布の第1の照明光を照射させることにより前記表示画像データに対応した画像を表示させ、前記液晶表示素子1の各画素に前記選択データ信号を印加し、それに同期させて前記面光源8から前記斜め光の強度が前記正面光の強度よりも高い強度分布の第2の照明光を照射させることにより前記選択データに対応した画像を表示する。
That is, the liquid crystal display device alternately displays an image corresponding to the display image data and an image corresponding to selection data in which one of the display image data and the fixed image data is selected. The display image data signal is applied to each pixel of the liquid
そのため、前記表示画像データに対応した表示は、正面方向(液晶表示素子1の法線付近の方向)に輝度分布のピークを持った表示、つまり、視野を正面方向に制限された表示であり、前記選択データに対応した表示は、前記正面方向に対して一方の方向(左方向)及びその反対方向(右方向)に傾いた方向に輝度分布のピークを持った表示、つまり、視野を前記正面方向に対して左方向及び右方向に傾いた方向に制限された表示である。 Therefore, the display corresponding to the display image data is a display having a luminance distribution peak in the front direction (direction near the normal line of the liquid crystal display element 1), that is, a display in which the field of view is limited to the front direction. The display corresponding to the selection data is a display having a peak of luminance distribution in a direction inclined in one direction (left direction) and the opposite direction (right direction) with respect to the front direction, that is, the field of view is the front side. The display is limited to the direction tilted leftward and rightward with respect to the direction.
したがって、前記選択データとして、表示画像データが選択されたときは、同一の表示画像データに対応する画像が交互に表示され、正面方向からも前記正面方向に対して前記左方向及び右方向に傾いた方向からも画像信号に対応した表示画像を観察させる広視野表示を行なうことができる。 Therefore, when display image data is selected as the selection data, images corresponding to the same display image data are alternately displayed and tilted from the front direction to the left and right directions with respect to the front direction. It is possible to perform wide-field display that allows a display image corresponding to an image signal to be observed from a different direction.
図9は、この広視野表示のときの正面方向から見た表示と左方向及び右方向に傾いた方向から見た表示の一例を示している。 FIG. 9 shows an example of the display viewed from the front direction and the display viewed from the direction tilted leftward and rightward in the wide-field display.
一方、選択データとして、前記固定画像データが選択されたときは、前記表示画像データに対応した画像と前記固定画像データに対応した画像とが交互に表示されることになり、前記固定画像データは、予め登録されたパターンの固定画像に対応したデータであるため、前記正面方向に対して傾いた方向からは、前記表示画像データに対応した表示画像を視認することができず、しかもその表示画像が前記固定画像データに対応するパターンの固定画像が表示されるため、前記表示画像は全く視認できなくなり、画像信号に対応した表示画像の視野を正面方向に制限した狭視野表示を行なうことができる。 On the other hand, when the fixed image data is selected as selection data, an image corresponding to the display image data and an image corresponding to the fixed image data are alternately displayed, and the fixed image data is Since the data corresponds to the fixed image of the pattern registered in advance, the display image corresponding to the display image data cannot be viewed from the direction inclined with respect to the front direction, and the display image However, since a fixed image having a pattern corresponding to the fixed image data is displayed, the display image cannot be viewed at all, and a narrow field display in which the field of view of the display image corresponding to the image signal is limited to the front direction can be performed. .
図10は、この狭視野表示のときの正面方向から見た表示と左方向及び右方向に傾いた方向から見た表示の一例を示しており、ここでは、前記表示画像データに対応する表示画像と市松状の固定画像とを交互に表示したときの例を示している。 FIG. 10 shows an example of the display viewed from the front direction and the display viewed from the direction tilted leftward and rightward in the narrow-field display. Here, a display image corresponding to the display image data is shown. And a checkered fixed image are alternately displayed.
なお、前記市松状の固定画像は、赤、緑、青またはその混色による黄、マゼンタ、シアン及び黒のうちの複数の色の方形模様を行方向及び列方向に交互に並べたパターンの画像でも、前記赤、緑、青の混色による白と黒の2色の方形模様を行方向及び列方向に交互に並べたパターンの画像でもよい。 The checkered fixed image may be an image of a pattern in which a plurality of rectangular patterns of red, green, blue, or a mixed color of yellow, magenta, cyan, and black are alternately arranged in a row direction and a column direction. Alternatively, an image of a pattern in which white and black rectangular patterns of mixed colors of red, green, and blue are alternately arranged in a row direction and a column direction may be used.
さらに、前記固定画像は、市松状に限らず、ストライプ状や、マークまたはキャラクタ等の画像でもよい。 Furthermore, the fixed image is not limited to a checkered pattern, and may be a stripe pattern, a mark, a character, or the like.
そして、この液晶表示装置は、前記液晶表示素子1の観察側とは反対側に、前記液晶表示素子1に向けて、前記液晶表示素子1の法線方向に出射する正面光の強度が前記法線に対して一方の方向及びその反対方向に傾いた方向に出射する斜め光の強度よりも高い強度分布の第1の照明光と、前記斜め光の強度が前記正面光の強度よりも高い強度分布の第2の照明光とを選択的に照射する面光源8を配置し、前記液晶表示素子1と前記面光源8を駆動する駆動手段22により、前記液晶表示素子1の各画素に、画像信号に対応した表示画像データ信号と、前記表示画像データ信号と予め登録されたパターンの固定画像に対応した固定画像データ信号のいずれか一方を選択した選択データ信号とを交互に印加し、前記表示画像データ信号の印加に同期させて前記面光源8から前記第1の照明光を照射させ、前記選択データ信号の印加に同期させて前記面光源8から前記第2の照明光を照射させて表示の視野を広視野と狭視野とに制御するようにしたものであるため、製造の難しい視野制限用液晶素子を備えた従来の視野制御型液晶表示装置に比べてはるかに低コストに得ることができる。
In this liquid crystal display device, the intensity of the front light emitted in the normal direction of the liquid
この液晶表示装置において、前記第2の照明光の正面光の強度は、上述したように、前記第1の照明光の正面光の強度の20%以下に設定するのが望ましく、このようにすることにより、前記狭視野表示のときの正面方向から観察される表示画像のコントラストを充分に高くすることができる。 In this liquid crystal display device, the intensity of the front light of the second illumination light is desirably set to 20% or less of the intensity of the front light of the first illumination light, as described above. Thereby, the contrast of the display image observed from the front direction in the narrow-field display can be sufficiently increased.
また、この液晶表示装置は、前記面光源8を、一端面とその反対側の端面とに第1と第2の入射端面11,15が形成され、前記液晶表示素子1に対向する面に前記第1及び第2の入射端面11,15から入射した光を出射させる出射面12が形成され、前記第1の入射端面11から入射した第1の光を前記出射面12から前記液晶表示素子1の法線に対して前記第1の入射端面11とは反対方向に傾いた方向に出射し、前記第2の入射端面15から入射した第2の光を前記出射面12から前記液晶表示素子1の法線に対して前記第2の入射端面15とは反対方向に傾いた方向に出射する導光手段9と、前記導光手段9の第1及び第2の入射端面11,15と実質的に平行で且つ前記第1の入射端面11側の側面と前記第2の入射端面15側の側面とが互いに異なる形状に形成された複数の細長プリズム20を有し、前記導光手段9の出射面12に対向させて配置され、前記導光手段9の出射面12から出射した前記第1と第2の光のうち、前記複数の細長プリズム20にその一方の側面(第1の側面)20aから入射した一方の光を、前記液晶表示素子1の法線付近の方向に向けて出射し、前記複数の細長プリズム20にその他方の側面(第2の側面)20bから入射した他方の光を、前記液晶表示素子1の法線に対して前記細長プリズム20の長さ方向と直交する方向に沿った一方の方向及びその反対方向に傾いた方向に出射するプリズムシート19と、前記導光手段9の第1の入射端面11と第2の入射端面15にそれぞれ対向させて配置され、選択的に点灯される第1と第2の発光素子21a,21bとにより構成しているため、前記正面光の強度が前記斜め光の強度よりも高い強度分布の第1の照明光と、前記斜め光の強度が前記正面光の強度よりも高い強度分布の第2の照明光とを選択的に前記液晶表示素子1に向けて照射するとともに、面光源8の製造を簡単にし、前記液晶表示装置をさらに低コストに得ることができる。
In the liquid crystal display device, the
さらに、この液晶表示装置は、前記面光源8の導光手段9を、板状の透明部材からなり、その一端面に第1の入射端面11が形成され、対向する2つの板面の一方に第1の出射面12が形成され、他方の板面に、前記第1の入射端面11から入射した光を内面反射して前記第1の出射面12から前記液晶表示素子1の法線に対して前記第1の入射端面11とは反対方向に傾いた方向に出射させ、外面側から入射した光を透過させて前記第1の出射面12から出射する第1の反射面13が形成された第1の導光板10と、前記第1の導光板10とは別体の板状の透明部材からなり、前記第1の導光板10の第1の入射端面11とは反対側の端面に第2の入射端面15が形成され、対向する2つの板面の一方に第2の出射面16が形成され、他方の板面に前記第2の入射端面15から入射した光を反射して前記第2の出射面16から前記液晶表示素子1の法線に対して前記第2の入射端面15とは反対方向に傾いた方向に出射させる第2の反射面17が形成され、前記第2の出射面16を前記第1の導光板10の第1の反射面13に対向させて配置された第2の導光板14とにより構成し、前記第1の導光板10の第1の入射端面11に対向させて第1の発光素子21aを配置し、前記第2の導光板14の第2の入射端面15に対向させて第2の発光素子21bを配置するのが好ましく、このようにすることにより、前記第1及び第2の発光素子21a,21bからの光を前記第1及び第2の導光板10,14により効率良く導き、前記第1の導光板10の第1の出射面12から、前記正面光の強度が前記斜め光の強度よりも充分に高い強度分布の第1の照明光と、前記斜め光の強度が前記正面光の強度よりも充分に高い強度分布の第2の照明光とを選択的に前記液晶表示素子1に向けて照射することができる。
Further, in this liquid crystal display device, the light guide means 9 of the
なお、この実施例では、前記面光源8の導光手段9を前記第1と第2の導光板10,14により構成しているが、前記導光手段9を、板状の透明部材からなり、その互いに対向する一端面と他端面とに第1の入射端面と第2の入射端面が形成され、対向する2つの板面の一方に出射面が形成され、他方の板面に、前記第1の入射端面から入射した光を内面反射して前記出射面から前記液晶表示素子1の法線に対して前記第1の入射端面とは反対方向に傾いた方向に出射させ、前記第2の入射端面から入射した光を内面反射して前記出射面から前記液晶表示素子1の法線に対して前記第2の入射端面とは反対方向に傾いた方向に出射させる1枚の導光板により構成し、この導光板の第1の入射端面と第2の入射端面にそれぞれ対向させて前記第1の発光素子21aと第2の発光素子21bを配置してもよい。
In this embodiment, the light guide means 9 of the
1…液晶表示素子、1a…画面領域、8…面光源、9…導光手段、10…第1の導光板、11…第1の入射端面、12…第1の出射面(導光手段の出射面)、13…第1の反射面、14…第2の導光板、15…第2の入射端面、16…第2の出射面、17…第2の反射面、19…プリズムシート、20…細長プリズム、21a,21b…発光素子、22…駆動手段。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記液晶表示素子の観察側とは反対側に配置され、前記液晶表示素子に向けて、前記液晶表示素子の法線方向に出射する正面光の強度が前記法線方向に対して一方の方向及びその反対方向に傾いた方向に出射する斜め光の強度よりも高い強度分布の第1の照明光と、前記斜め光の強度が前記正面光の強度よりも高い強度分布の第2の照明光とを選択的に照射する面光源と、
前記液晶表示素子の各画素に、画像信号に対応した表示画像データ信号と、前記表示画像データ信号と予め登録されたパターンの固定画像に対応した固定画像データ信号のうちのいずれか一方が選択された選択データ信号とを交互に印加し、前記表示画像データ信号の前記画素への印加に同期させて前記面光源から前記第1の照明光を照射させ、前記選択データ信号の前記画素への印加に同期させて前記面光源から前記第2の照明光を照射させる駆動手段とを備えたことを特徴とする液晶表示装置。 A liquid crystal display element having a screen region in which a plurality of pixels for controlling light transmission are arranged in a matrix, an image data signal is applied to each of the plurality of pixels, and an image corresponding to the image data is displayed;
The liquid crystal display element is disposed on the side opposite to the observation side, and the intensity of the front light emitted in the normal direction of the liquid crystal display element toward the liquid crystal display element is in one direction with respect to the normal direction and A first illumination light having an intensity distribution higher than the intensity of the oblique light emitted in a direction inclined in the opposite direction; a second illumination light having an intensity distribution in which the intensity of the oblique light is higher than the intensity of the front light; A surface light source for selectively irradiating
One of a display image data signal corresponding to an image signal and a fixed image data signal corresponding to a fixed image having a pattern registered in advance is selected for each pixel of the liquid crystal display element. The selection data signal is applied alternately, the first illumination light is irradiated from the surface light source in synchronization with the application of the display image data signal to the pixel, and the selection data signal is applied to the pixel. And a driving means for irradiating the second illumination light from the surface light source in synchronization with the liquid crystal display device.
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