JP4720207B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

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この発明は、立体画像を表示する液晶表示装置に関する。
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ある（特許文献１、２、３参照）。
特開平 ３−１１９８８９号公報 特開平 ７−００５４５５号公報 特開平１０−２６８２３０号公報
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。
しかも、前記従来の液晶表示装置は、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て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ないため、製造が難しい。
この発明は、解像度の高い立体画像を表示することができ、しかも容易に製造することができる液晶表示装置を提供することを目的としたものである。
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した横長な矩形状の画面領域を有し、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パネルと、
前記液晶表示パネルの観察側とは反対側の面に対向させて配置され、前記液晶表示パネルの画面形状に対応する横長な矩形状の外形を有し、前記液晶表示パネルの画面の上下縁と実質的に平行な２つの長辺部の少なくとも一方に光を入射させる入射部が形成され、前記入射部から入射した入射光の向きを変え、その光を前記液晶表示パネルの法線と平行で且つ前記液晶表示パネルの画面の上下方向に沿った面に対して前記入射光の前記上下方向に対する左右方向への傾き角に応じた出射角で前記液晶表示パネル側に出射する変向手段と、前記変向手段の前記入射部に対向させて配置され、前記入射部に向けて、前記上下方向に対して前記液晶表示パネル側から見て左右いずれか一方に傾いた方向に光強度のピークが存在する指向性をもった第１の光と、前記上下方向に対して他方に傾いた方向に光強度のピークが存在する指向性をもった第２の光とを選択的に出射する光源部とからなり、前記光源部からの前記第１と第２の光の一方を、前記変向手段により導いて前記液晶表示パネルの法線に対して表示観察者の左眼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左眼用照明光を出射し、前記光源部からの前記第１と第２の光の他方を、前記変向手段により導いて前記液晶表示パネルの法線に対して前記表示観察者の右眼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右眼用照明光を出射する面光源と、
前記液晶表示パネルの複数の画素に前記左眼用画像データと右眼用画像データとを選択的に書込み、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から前記左眼用照明光を出射させ、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から前記右眼用照明光を出射させる制御手段とを備えたことを特徴とする。
この発明の液晶表示装置において、前記面光源の変向手段は、矩形板状の透明部材の周面のうち、前記液晶表示パネルの画面の上下縁と実質的に平行な２つの長辺部の少なくとも一方に、前記透明部材内に光を入射させる入射面が形成され、前記透明部材の２つの板面のうち、液晶表示パネルに対向する板面に光を出射する出射面が形成され、その反対側の板面に、前記入射面から入射した光を前記出射面に向けて反射する反射面が形成された導光板が望ましい。
また、前記面光源の変向手段は、前記液晶表示パネルに対向する面に光を出射する出射面が形成され、その反対側の面に前記液晶表示パネルの画面の左右方向に沿う複数の細長プリズムが互いに平行に形成された矩形状プリズムシートと、前記プリズムシートのプリズム形成面に空間を介して対向する矩形状反射板とにより構成し、前記プリズムシートと前記反射板との間の空間の周囲のうち、前記液晶表示パネルの画面の上下縁と実質的に平行な２つの長辺部の少なくとも一方に、前記空間内に光を入射させる入射部を形成してもよい。
この発明の液晶表示装置において、前記面光源の光源部は、例えば、一方向に光強度のピークが存在する指向性をもった光を出射する複数の固体発光素子により構成し、前記変向手段の入射部の外側に、前記複数の固体発光素子を、その半数の第１の固体発光素子の光の出射方向を前記液晶表示パネルの画面の上下方向に対して前記液晶表示パネル側から見て左右いずれか一方に傾いた方向に向け、他の半数の第２の固体発光素子の光の出射方向を前記上下方向に対して他方に傾いた方向に向けて配置するのが望ましい。
その場合、前記変向手段の前記液晶表示パネルの画面の上下縁と実質的に平行な２つの長辺部にそれぞれ光を入射させる入射部を形成し、その一方の入射部の外側に、その長さ方向に並べて前記第１の固体発光素子を配置し、前記変向手段の他方の入射部の外側に、その長さ方向に並べて前記第２の固体発光素子を配置しても、あるいは、前記第１の固体発光素子と第２の固体発光素子を、前記変向手段の入射部の外側に、その長さ方向に交互に並べて配置してもよい。
この発明の液晶表示装置において、前記面光源の光源部は、前記変向手段の入射部の外側に配置され、前記入射部の長さ方向に並ぶ複数の集光レンズ部を有し、これらの集光レンズ部に前記変向手段に対向する側とは反対側から入射した光のうち、前記集光レンズ部の中心よりも左右いずれか一方の領域に入射した光を集光して前記液晶表示パネルの画面の上下方向に対して前記液晶表示パネル側から見て左右いずれか一方に傾いた方向に光強度のピークが存在する指向性をもった第１の光を前記変向手段の入射部に向けて出射し、前記集光レンズ部の他方の領域に入射した光を集光して前記上下方向に対して他方に傾いた方向に光強度のピークが存在する指向性をもった第２の光を前記変向手段の入射部に向けて出射する集光レンズアレイと、前記集光レンズアレイの前記変向手段に対向する側とは反対側に、前記複数の集光レンズ部の前記一方の領域と他方の領域とにそれぞれ対向させて配置され、これらの集光レンズ部の前記一方の領域と他方の領域とに向けて光を出射する複数の第１と第２の固体発光素子とにより構成するのが好ましい。
その場合、前記集光レンズアレイの複数の集光レンズ部は、前記変向手段に対向する出射面及びその反対側の入射面が円柱面に形成された円形レンズからなっているのが望ましい。
前記集光レンズアレイの複数の集光レンズ部は、前記変向手段に対向する出射面が楕円柱面に形成され、その反対側の入射面が前記変向手段の入射部と実質的に平行な直線面に形成された楕円形レンズからなっているのがより望ましい。
この発明の液晶表示装置は、前記液晶表示パネルの複数の画素に左眼用画像データと右眼用画像データとを選択的に書込み、前記左眼用画像データの書込みに同期させて、前記面光源から、前記液晶表示パネルの法線に対して表示観察者の左眼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左眼用照明光を出射させ、前記右眼用画像データの書込みに同期させて、前記面光源から、前記液晶表示パネルの法線に対して前記表示観察者の右眼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右眼用照明光を出射させることにより、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ようにしたものである。
この液晶表示装置は、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と前記面光源からの左眼用照明光の出射とによる左眼用画像の表示と、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と前記面光源からの右眼用照明光の出射とによる右眼用画像の表示とを順次行なうものであるため、前記左眼用画像と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表示することができ、したがって、解像度の高い立体画像を表示することができる。
しかも、この液晶表示装置は、前記液晶表示パネルの観察側とは反対側に、前記面光源を、この面光源からの左眼用照明光及び右眼用照明光を前記液晶表示パネルの画面領域の全域に入射させるように配置すればよいため、容易に製造することができる。
さらに、この液晶表示装置は、前記面光源を、横長な矩形状の画面領域を有する液晶表示パネルの観察側とは反対側の面に対向させて配置され、前記液晶表示パネルの画面形状に対応する横長な矩形状の外形を有し、前記液晶表示パネルの画面の上下縁と実質的に平行な２つの長辺部の少なくとも一方に光を入射させる入射部が形成され、前記入射部から入射した入射光の向きを変え、その光を前記液晶表示パネルの法線と平行で且つ前記液晶表示パネルの画面の上下方向に沿った面に対して前記入射光の前記上下方向に対する左右方向への傾き角に応じた出射角で前記液晶表示パネル側に出射する変向手段と、前記変向手段の前記入射部に対向させて配置され、前記入射部に向けて、前記上下方向に対して前記液晶表示パネル側から見て左右いずれか一方に傾いた方向に光強度のピークが存在する指向性をもった第１の光と、前記上下方向に対して他方に傾いた方向に光強度のピークが存在する指向性をもった第２の光とを選択的に出射する光源部とからなり、前記光源部からの前記第１と第２の光の一方を、前記変向手段により導いて前記液晶表示パネルの法線に対して表示観察者の左眼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左眼用照明光を出射し、前記光源部からの前記第１と第２の光の他方を、前記変向手段により導いて前記液晶表示パネルの法線に対して前記表示観察者の右眼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右眼用照明光を出射する構成としたものであるため、前記面光源から前記液晶表示パネルの画面の上下方向の全域にわたって光強度が均一な左眼用照明光及び右眼用照明光を出射させ、前記液晶表示パネルに輝度むらの無い高品質の立体画像を表示させることができる。
この発明の液晶表示装置において、前記面光源の変向手段は、矩形板状の透明部材の周面のうち、前記液晶表示パネルの画面の上下縁と実質的に平行な２つの長辺部の少なくとも一方に、前記透明部材内に光を入射させる入射面が形成され、前記透明部材の２つの板面のうち、液晶表示パネルに対向する板面に光を出射する出射面が形成され、その反対側の板面に、前記入射面から入射した光を前記出射面に向けて反射する反射面が形成された導光板が望ましく、このようにすることにより、前記光源部からの前記第１と第２の光を前記導光板により導いてその出射面から前記液晶表示パネルの画面の上下方向の全域にわたって光強度が均一な左眼用照明光と右眼用照明光を出射させ、前記液晶表示パネルに輝度むらの無い高品質の立体画像を表示させることができる。
また、前記面光源の変向手段は、前記液晶表示パネルに対向する面に光を出射する出射面が形成され、その反対側の面に前記液晶表示パネルの画面の左右方向に沿う複数の細長プリズムが互いに平行に形成された矩形状プリズムシートと、前記プリズムシートのプリズム形成面に空間を介して対向する矩形状反射板とにより構成し、前記プリズムシートと前記反射板との間の空間の周囲のうち、前記液晶表示パネルの画面の上下縁と実質的に平行な２つの長辺部の少なくとも一方に、前記空間内に光を入射させる入射部を形成してもよく、このようにすることにより、前記光源部からの前記第１と第２の光を前記反射板とプリズムシートとにより導いて前記プリズムシートの出射面から前記液晶表示パネルの画面の上下方向の全域にわたって光強度が均一な左眼用照明光及び右眼用照明光を出射させ、前記液晶表示パネルに輝度むらの無い高品質の立体画像を表示させることができる。
この発明の液晶表示装置において、前記面光源の光源部は、例えば、一方向に光強度のピークが存在する指向性をもった光を出射する複数の固体発光素子により構成し、前記変向手段の入射部の外側に、前記複数の固体発光素子を、その半数の第１の固体発光素子の光の出射方向を前記液晶表示パネルの画面の上下方向に対して前記液晶表示パネル側から見て左右いずれか一方に傾いた方向に向け、他の半数の第２の固体発光素子の光の出射方向を前記上下方向に対して他方に傾いた方向に向けて配置するのが望ましく、このようにすることにより、前記第１と第２のいずれか一方の固体発光素子からの光を前記変向手段により左眼用照明光として出射させ、他方の固体発光素子からの光を前記変向手段により右眼用照明光として出射させるとともに、前記左眼用照明光と右眼用照明光の強度を等しくし、前記液晶表示パネルに、左眼用画像と右眼用画像の輝度バランスが良い高品質の立体画像を表示させることができる。
その場合、前記変向手段の前記液晶表示パネルの画面の上下縁と実質的に平行な２つの長辺部にそれぞれ光を入射させる入射部を形成し、その一方の入射部の外側に、その長さ方向に並べて前記第１の固体発光素子を配置し、前記変向手段の他方の入射部の外側に、その長さ方向に並べて前記第２の固体発光素子を配置しても、あるいは、前記第１の固体発光素子と第２の固体発光素子を、前記変向手段の入射部の外側に、その長さ方向に交互に並べて配置してもよく、いずれの場合も、前記変向手段から光強度の等しい左眼用照明光と右眼用照明光を出射させることができる。
この発明の液晶表示装置において、前記面光源の光源部は、前記変向手段の入射部の外側に配置され、前記入射部の長さ方向に並ぶ複数の集光レンズ部を有し、これらの集光レンズ部に前記変向手段に対向する側とは反対側から入射した光のうち、前記集光レンズ部の中心よりも左右いずれか一方の領域に入射した光を集光して前記液晶表示パネルの画面の上下方向に対して前記液晶表示パネル側から見て左右いずれか一方に傾いた方向に光強度のピークが存在する指向性をもった第１の光を前記変向手段の入射部に向けて出射し、前記集光レンズ部の他方の領域に入射した光を集光して前記上下方向に対して他方に傾いた方向に光強度のピークが存在する指向性をもった第２の光を前記変向手段の入射部に向けて出射する集光レンズアレイと、前記集光レンズアレイの前記変向手段に対向する側とは反対側に、前記複数の集光レンズ部の前記一方の領域と他方の領域とにそれぞれ対向させて配置され、これらの集光レンズ部の前記一方の領域と他方の領域とに向けて光を出射する複数の第１と第２の固体発光素子とにより構成するのが好ましく、このようにすることにより、指向性の無い光を出射する安価な固体発光素子を用い、前記第１と第２の一方の固体発光素子からの光を、前記集光レンズアレイの集光レンズ部により前記液晶表示パネルの画面の上下方向に対して前記液晶表示パネル側から見て左右いずれか一方に傾いた方向に光強度のピークが存在する指向性をもった第１の光として前記変向手段に入射させ、他方の固体発光素子からの光を、前記集光レンズアレイの集光レンズ部により前記上下方向に対して他方に傾いた方向に光強度のピークが存在する指向性をもった第２の光として前記変向手段に入射させ、前記変向手段から左眼用照明光と右眼用照明光とを出射させることができる。
その場合、前記集光レンズアレイの複数の集光レンズ部は、前記変向手段に対向する出射面およびその反対側の入射面が円柱面に形成された円形レンズからなっているのが望ましく、このようにすることにより、前記第１と第２の固体発光素子からの光を、前記指向性をもった強度の等しい第１と第２の光として前記変向手段に入射させ、前記変向手段から充分な指向性をもち、且つ強度の等しい左眼用照明光と右眼用照明光とを出射させて、前記液晶表示パネルに、左眼用画像と右眼用画像の輝度バランスが良い高品質の立体画像を表示させることができる。
前記集光レンズアレイの複数の集光レンズ部は、前記変向手段に対向する出射面が楕円柱面に形成され、その反対側の入射面が前記変向手段の入射部と実質的に平行な直線面に形成された楕円形レンズからなっているのがより望ましく、このようにすることにより、前記第１と第２の固体発光素子からの光を、高い指向性をもった強度の等しい第１と第２の光として前記変向手段に入射させ、前記変向手段から高い指向性をもち、且つ強度の等しい左眼用照明光と右眼用照明光とを出射させて、前記液晶表示パネルにさらに高品質の立体画像を表示させることができる。
（第１の実施形態）
図１〜図７はこの発明の第１の実施例を示しており、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上側から見た図である。
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横長な矩形状の画面領域１ａ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２において下側）とは反対側に配置された面光源１５と、液晶表示装置の表示を制御する制御手段３５とを備えている。
図３は前記液晶表示パネル１の一部分の断面図であり、この液晶表示パネル１は、枠状のシール材４（図１及び図２参照）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の対向する内面にそれぞれ設けられ、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５，６と、前記一対の基板２，３間の前記シール材４で囲まれた領域に設けられたネマティック液晶層９とからなっている。
なお、この実施例で用いた液晶表示パネル１は、前記一対の基板２，３の一方、例えば観察側とは反対側の基板２の内面に、行方向（画面の左右方向）及び列方向（画面の上下方向）にマトリックス状に配列する複数の画素電極５を設け、他方の観察側基板３の内面に前記複数の画素電極５に対向する一枚膜状の対向電極６を設けたアクティブマトリックス液晶表示パネルであり、図３では省略しているが、反対側基板２の内面には、前記複数の画素電極５にそれぞれ接続された複数のＴＦＴ（薄膜トランジスタ）と、各行のＴＦＴにゲート信号を供給する複数のゲート配線と、各列のＴＦＴに画像データ信号を供給する複数のデータ配線が設けられている。
この液晶表示パネル１は、高速応答性を有するベント配向型、あるいは液晶層厚（基板間隙）を小さくして高速応答化を達成した液晶分子配列にねじれがないホモジニアス配向型の液晶表示パネルであり、ベント配向型液晶表示パネルの場合、前記液晶層９の液晶分子９ａは、前記一対の基板２，３の内面に前記電極５，６を覆って設けられた水平配向膜７，８によりプレチルト角を制御されてスプレイ配向し、ホモジニアス配向型の液晶表示パネルの場合、前記液晶層９の液晶分子９ａは、前記水平配向膜７，８により配向方向を規定され、一方の方向に分子長軸を揃えてホモジニアス配向している。
そして、この液晶表示パネル１の一対の基板２，３の外面には、一対の偏光板１０，１１が、それぞれの透過軸を予め定めた方向に向けて配置されており、さらに、前記一対の基板２，３のいずれか、例えば観察側基板３とその側の偏光板１１との間には、表示のコントラストを高くするための位相差板１２が配置されている。
また、この液晶表示パネル１の観察側とは反対側の基板２には、図１及び図２に示したように、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１３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１４に接続され、前記対向電極６は、前記シール材４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１３とデータ側ドライバ１４の一方または両方の基準電位に接続されている。
次に、前記液晶表示パネル１の観察側とは反対側に配置された面光源１５について説明する。図４及び図５は前記面光源１５の出射面側及び上辺側から見た図、図６は図４のVI−VI線に沿うハッチングを省略した拡大断面図である。
この面光源１５は、前記液晶表示パネル１の観察側とは反対側の面に対向させて配置され、前記液晶表示パネル１の画面形状に対応する横長な矩形状の外形を有し、前記液晶表示パネル１の画面の上下縁と実質的に平行な２つの長辺部の少なくとも一方に光を入射させる入射部が形成され、前記入射部から入射した入射光の向きを変え、その光を前記液晶表示パネル１の法線と平行で且つ前記液晶表示パネル１の画面の上下方向に沿った面に対して前記入射光の前記上下方向に対する左右方向への傾き角に応じた出射角で前記液晶表示パネル側に出射する変向手段１６と、前記変向手段１６の前記入射部に対向させて配置され、前記入射部に向けて、前記上下方向に対して液晶表示パネル１側から見て左右いずれか一方に傾いた方向に光強度のピークが存在する指向性をもった第１の光と、前記上下方向に対して他方に傾いた方向に光強度のピークが存在する指向性をもった第２の光とを選択的に出射する光源部２８とからなっている。
この実施例における前記面光源１５の変向手段１６は、矩形板状のアクリル樹脂等からなる透明部材の周面のうち、前記液晶表示パネル１の画面の上下縁と実質的に平行な２つの長辺部の少なくとも一方に、前記透明部材内に光を入射させる入射面１７が形成され、前記透明部材の２つの板面のうち、前記液晶表示パネル１に対向する板面に光を出射する出射面１８が形成され、その反対側の板面に、前記入射面１７から入射した光を前記出射面１８に向けて反射する反射面１９が形成された導光板からなっている。以下、この変向手段１６を導光板という。
この導光板１６は、前記液晶表示パネル１に対向する出射面１８を前記液晶表示パネル１のパネル面と平行な平坦面に形成し、その反対側の反射面１９を、前記液晶表示パネル１の画面の左右方向に沿う複数の細長溝２０を前記液晶表示パネル１の画面の上下方向に沿った方向に一定ピッチで設けた凹凸面に形成したものであり、前記入射面１７から入射した光を、前記反射面１９の複数の細長溝２０の側面と外気（空気）との界面で全反射させて前記出射面１８から出射する。
なお、図では前記導光板１６の反射面１９の複数の細長溝２０を大きく誇張して示しているが、この細長溝２０は、前記液晶表示パネル１の画面の上下方向（列方向）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形成されている。
また、前記導光板１６の左右方向の端面にはそれぞれ、前記入射面１７から導光板１６内に入射した光の一部が前記左右方向の端面で内面反射し、迷光となって前記導光板１６の出射面１８から出射するのを防ぐための光吸収膜２１が設けられており、前記導光板１６の後側には、前記入射面１７から導光板１６内に入射した光のうち、前記反射面１９の複数の細長溝２０の側面と外気との界面を透過して導光板１６の後側に漏れた光を反射して前記導光板１６の出射面１８から出射させるための反射板２２が配置されている。
また、前記面光源１５の光源部２８は、一方向に光強度のピークが存在する指向性をもった光を出射する複数の固体発光素子２９ａ，２９ｂからなっており、前記複数の固体発光素子２９ａ，２９ｂのうちの半数の第１の固体発光素子２９ａと、他の半数の第２の固体発光素子２９ｂとを選択的に点灯駆動され、前記導光板１６の入射面１７に向けて、前記液晶表示パネル１の画面の上下方向に対して液晶表示パネル１側から見て左右いずれか一方に傾いた方向に光強度のピークが存在する指向性をもった第１の光と、前記上下方向に対して他方に傾いた方向に光強度のピークが存在する指向性をもった第２の光とを選択的に出射する。
前記固体発光素子２９ａ，２９ｂは、その構造は図示しないが、ＬＥＤ（発光ダイオード）を透明樹脂でモールドしたものであり、その出射側に、前記ＬＥＤの発光点からの放射光を一方向に向かう指向性光として出射するための集光レンズを有している。
そして、前記複数の固体発光素子２９ａ，２９ｂは、前記導光板１６の入射面１７の外側に、半数の第１の固体発光素子２９ａの光の出射方向を前記液晶表示パネル１の画面の上下方向に対して前記液晶表示パネル１側から見て左右いずれか一方に傾いた方向に向け、他の半数の第２の固体発光素子２９ｂの光の出射方向を前記上下方向に対して他方に傾いた方向に向けて配置されている。
この実施例では、前記導光板１６の２つの長辺部、つまり液晶表示パネル１の画面の上縁に対応する上辺部と前記画面の下縁に対応する下辺部にそれぞれ光を入射させる入射面１７を形成するとともに、この導光板１６の反射面１９の複数の細長溝２０を、前記導光板１６の出射面１８の法線に対して前記導光板１６の上辺方向と下辺方向とにそれぞれ同じ角度、例えば４５°±５°の角度で傾いた２つの傾斜面を有する二等辺三角形状の断面形状に形成し、前記導光板１６の一方の入射面、例えば上辺部の入射面１７の外側に、前記半数の第１の固体発光素子２９ａを、前記入射面１７の長さ方向に並べて、これらの固体発光素子２９ａの光の出射方向を液晶表示パネル１の画面の上下方向に対して前記液晶表示パネル１側から見て左側に予め定めた角度で傾いた方向に向けて配置し、前記導光板１６の他方の入射面、つまり下辺部の入射面１７の外側に、前記他の半数の第２の固体発光素子２９ｂを、前記入射面１７の長さ方向に並べて、これらの固体発光素子２９ｂの光の出射方向を前記上下方向に対して前記液晶表示パネル１側から見て右側に前記第１の固体発光素子２９ａの出射方向の傾き角と同じ角度で傾いた方向に向けて配置している。
なお、図では簡略化のために、前記導光板１６の上辺部と下辺部の入射面１７の外側にそれぞれ３つずつの固体発光素子２９ａ，２９ｂを示しているが、前記第１と第２の固体発光素子２９ａ，２９ｂはそれぞれ、前記導光板１６の左右方向の全域にわたって均一な強度分布の光を入射させることができる間隔で必要数配置されている。
前記面光源１５は、前記光源部２８の第１の固体発光素子２９ａからの第１の光と第２の固体発光素子２９ｂからの第２の光の一方を、前記導光板１６により導いて前記液晶表示パネル１の法線に対して表示観察者の左眼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左眼用照明光を出射し、前記光源部２８からの前記第１と第２の光の他方を、前記導光板１６により導いて前記液晶表示パネル１の法線に対して前記表示観察者の右眼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右眼用照明光を出射する。
すなわち、前記面光源１５は、前記導光板１６の２つの長辺部、つまり上辺部と下辺部にそれぞれ入射面１７を形成し、上辺部の入射面１７の外側に、一方向に光強度のピークが存在する指向性をもった光を出射する第１の固体発光素子２９ａを、その光の出射方向を液晶表示パネル１の画面の上下方向に対して前記液晶表示パネル１側から見て左側に傾いた方向に向けて配置し、下辺部の入射面１７の外側に、一方向に光強度のピークが存在する指向性をもった光を出射する第２の固体発光素子２９ｂを、その光の出射方向を前記上下方向に対して前記液晶表示パネル１側から見て右側に傾いた方向に向けて配置しているため、前記第１の固体発光素子２９ａから出射した第１の光は、前記導光板１６に、その上辺部の入射面１７から前記上下方向に対して液晶表示パネル１側から見て左側に傾いた方向に向かって入射し、前記第２の固体発光素子２９ｂから出射した第２の光は、図４に破矢線で示したように、前記導光板１６に、その下辺部の入射面１７から前記上下方向に対して液晶表示パネル１側から見て左側に傾いた方向に向かって入射する。
そして、前記導光板１６にその上辺部の入射面１７から入射した前記第１の光は、図６に矢線で示したように、前記導光板１６の出射面１８と外気との界面及び反射面１９の複数の細長溝間の平坦面部分と外気との界面で全反射しながら導光板１６内を前記上下方向に沿って導かれ、前記導光板１６の反射面１９の細長溝２０の２つの傾斜面のうち、導光板１６の出射面１８の法線に対して前記導光板１６の上辺方向に傾いた傾斜面と外気との界面で全反射して向きを変え、図４及び図５に矢線で示したように、前記出射面１８の法線に対して液晶表示パネル１側から見て右方向、つまり前記液晶表示パネル１の法線に対して表示観察者の左眼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左眼用照明光となって前記導光板１６の出射面１８から出射する。
また、前記導光板１６にその下辺側の入射面１７から前記上下方向に対して液晶表示パネル１側から見て右側に傾いた方向に向かって入射した第２の光は、図６に破矢線で示したように、前記導光板１６の反射面１９の細長溝２０の２つの傾斜面のうち、導光板１６の出射面１８の法線に対して前記導光板１６の下辺方向に傾いた傾斜面と外気との界面で全反射して向きを変え、図４及び図５に破矢線で示したように、前記出射面１８の法線に対して液晶表示パネル１側から見て左方向、つまり前記液晶表示パネル１の法線に対して表示観察者の右眼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右眼用照明光となって前記導光板１６の出射面１８から出射する。
図７は、前記導光板１６の反射面１９により反射された前記第１の光と第２の光が進む経路を模式的に示す光線図であり、前記導光板１６の上辺部の入射面１７から液晶表示パネル１の画面の上下方向Ｙに対して前記液晶表示パネル１側から見て左側に傾いた方向に向かって入射した前記第１の入射光は、図に矢線で示したように、前記反射面１９の細長溝２０の導光板上辺方向（導光板１６の出射面１８の法線に対して上辺方向）に傾いた傾斜面で反射し、前記導光板１６の出射面１８から、液晶表示パネル１の法線Ｈと平行で、且つ前記液晶表示パネル１の画面の上下方向Ｙに沿った面に対して、前記第１の入射光の前記上下方向Ｙに対する傾き角θ１ａに応じた出射角θ１ｂ（θ１ａ＝θ１ｂ）で左方向（液晶表示パネル１側から見て左方向）に傾いた方向に向きを変えて前記導光板１６の出射面１８から液晶表示パネル１側に出射する。
また、前記導光板１６の下辺部の入射面１７から液晶表示パネル１の画面の上下方向Ｙに対して前記液晶表示パネル１側から見て右側に傾いた方向に向かって入射した前記第２の入射光は、図７に破矢線で示したように、前記反射面１９の細長溝２０の導光板下辺方向（導光板１６の出射面１８の法線に対して下辺方向）に傾いた傾斜面で反射し、前記導光板１６の出射面１８から、液晶表示パネル１の法線Ｈと平行で、且つ前記液晶表示パネル１の画面の上下方向Ｙに沿った面に対して、前記第２の入射光の前記上下方向に対する左右方向への傾き角θ２ａに応じた出射角θ２ｂ（θ２ａ＝θ２ｂ）で液晶表示パネル１側に出射する。
このように、前記面光源１５は、前記導光板１６の上辺部の入射面１７の外側に配置された第１の固体発光素子２９ａからの第１の光を、前記導光板１６により導いて、前記液晶表示パネル１の法線Ｈに対して表示観察者の左眼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左眼用照明光を出射し、前記導光板１６の下辺部の入射面１７の外側に配置された第２の固体発光素子２９ｂからの第２の光を、前記導光板１６により導いて、前記液晶表示パネル１の法線に対して表示観察者の右眼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右眼用照明光を出射する。
なお、この実施例では、前記第１の固体発光素子２９ａと第２の固体発光素子２９ｂとを、それぞれの光の出射方向を液晶表示パネル１の画面の上下方向に対して左側と右側とに同じ角度で傾いた方向に向けて配置し、また、前記導光板１６の反射面１９の複数の細長溝２０を、液晶表示パネル１の法線Ｈに対して前記導光板１６の上辺方向と下辺方向とにそれぞれ同じ角度で傾いた２つの傾斜面を有する二等辺三角形状の断面形状に形成しているため、前記左眼用照明光と右眼用照明光は、前記液晶表示パネル１の法線Ｈに対して左側と右側とに同じ角度で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である。
さらに、この実施例では、前記導光板１６の反射面１９の二等辺三角形状の断面形状に形成された複数の細長溝２０の２つの傾斜面の傾斜角（導光板１６の出射面１８の法線に対する角度）をそれぞれ４５°±５°に設定しているため、前記左眼用照明光と右眼用照明光は、前記液晶表示パネル１の画面の左右方向に沿った垂直面（液晶表示パネル１の法線Ｈに平行な面）付近の方向に向かって出射する。
また、図１に示した制御手段３５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１３及びデータ側ドライバ１４を制御する書込み制御回路と、前記面光源１５の第１と第２の固体発光素子２９ａ，２９ｂの駆動回路とからなっており、前記液晶表示パネル１の複数の画素に、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を選択的に書込み、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１５の第１の固体発光素子２９ａを点灯駆動し、前記右眼用画像データの書込みに同期させて前記面光源１５の第２の固体発光素子２９ｂを点灯駆動する。
なお、この実施例の液晶表示装置は、フィールドシーケンシャル表示により立体カラー画像を表示するものであり、前記第１と第２の固体発光素子２９ａ，２９ｂはそれぞれ、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とを備え、赤、緑、青の３色の光を選択的に出射する。
そして、前記制御手段３５は、１つの立体カラー画像を表示するための１フレームを６分割した６つのフィールド毎に、赤、緑、青の３色の単位色の左眼用画像データ及び右眼用画像データのうちの１つの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、赤、緑、青の各単位色の左眼用画像データの書込みにそれぞれ同期させて前記第１の固体発光素子２９ａの赤、緑、青の３色のＬＥＤのうちの書込み画像データの色のＬＥＤを点灯駆動してその色の左眼用照明光を前記面光源１５から出射させ、赤、緑、青の各単位色の右眼用画像データの書込みにそれぞれ同期させて前記第２の固体発光素子２９ｂの赤、緑、青の３色のＬＥＤのうちの書込み画像データの色のＬＥＤを点灯駆動してその色の右眼用照明光を前記面光源１５から出射させる。
すなわち、この液晶表示装置は、前記制御手段３５により、前記液晶表示パネル１の複数の画素に、赤、緑、青の各単位色の左眼用画像データと、赤、緑、青の各単位色の右眼用画像データとを選択的に書込み、前記各単位色の左眼用画像データの書込みにそれぞれ同期させて、前記面光源１５から、前記液晶表示パネル１の法線Ｈに対して表示観察者の左眼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赤、緑、青の各単位色の左眼用照明光を出射させ、前記各単位色の右眼用画像データの書込みにそれぞれ同期させて、前記面光源１５から、前記液晶表示パネル１の法線Ｈに対して前記表示観察者の右眼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赤、緑、青の各単位色の右眼用照明光を出射させることにより、前記液晶表示パネル１に前記左眼用画像データに対応した赤、緑、青の各単位色の左眼用画像と、前記右眼用画像データに対応した赤、緑、青の各単位色の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ようにしたものである。
この液晶表示装置は、前記液晶表示パネル１の複数の画素への左眼用画像データの書込みと前記面光源１５からの左眼用照明光の出射とによる左眼用画像の表示と、前記液晶表示パネル１の複数の画素への右眼用画像データの書込みと前記面光源１５からの右眼用照明光の出射とによる左眼用画像の表示とを順次行なうものであるため、前記左眼用画像と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表示することができ、したがって、解像度の高い立体画像を表示することができる。
しかも、この液晶表示装置は、前記液晶表示パネル１の観察側とは反対側に、前記面光源１５を、この面光源１５からの左眼用照明光及び右眼用照明光を前記液晶表示パネル１の画面領域１ａの全域に入射させるように配置すればよいため、容易に製造することができる。
さらに、この液晶表示装置は、前記面光源１５を、横長な矩形状の画面領域１ａを有する前記液晶表示パネル１の観察側とは反対側の面に対向させて配置され、前記液晶表示パネル１の画面形状に対応する横長な矩形状の外形を有し、前記液晶表示パネル１の画面の上下縁と実質的に平行な２つの長辺部にそれぞれ光を入射させる入射面１７が形成され、前記入射面１７から入射した入射光の向きを変え、その光を前記液晶表示パネル１の法線Ｈと平行で且つ前記液晶表示パネル１の画面の上下方向に沿った面に対して前記入射光の前記上下方向に対する左右方向への傾き角に応じた出射角で前記液晶表示パネル１側に出射する導光板１６と、前記導光板１６の前記入射面１７に対向させて配置され、前記入射面１７に向けて、前記上下方向に対して前記液晶表示パネル１側から見て左右いずれか一方に傾いた方向に光強度のピークが存在する指向性をもった第１の光と、前記上下方向に対して他方に傾いた方向に光強度のピークが存在する指向性をもった第２の光とを選択的に出射する光源部２８とからなり、前記光源部２８からの前記第１と第２の光の一方を、前記導光板１６により導いて前記液晶表示パネル１の法線Ｈに対して表示観察者の左眼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左眼用照明光を出射し、前記光源部２８からの前記第１と第２の光の他方を、前記導光板１６により導いて前記液晶表示パネル１の法線Ｈに対して前記表示観察者の右眼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右眼用照明光を出射する構成としたものであるため、前記面光源１５から前記液晶表示パネル１の画面の上下方向の全域にわたって光強度が均一な左眼用照明光及び右眼用照明光を出射させることができる。
すなわち、前記導光板１６にその入射面１７から入射した光の前記導光板１６内における光強度の減衰は、前記導光板１６内の導光距離に応じて大きくなるが、前記面光源１５は、液晶表示パネル１の画面形状に対応する横長な矩形状の外形を有する導光板１６の前記液晶表示パネル１の画面の上下縁と実質的に平行な長辺部に入射面１７を形成し、前記入射面１７から入射した光を前記導光板１６の短辺に沿った方向に導いてこの導光板１６の出射面１８から出射させるようにしているため、前記導光板１６内の導光距離が短く、したがって前記入射面１７から入射した光をほとんど光強度を減衰させることなく前記出射面１８から出射させることができる。
そのため、この液晶表示装置によれば、前記面光源１５から前記液晶表示パネル１の画面の上下方向の全域にわたって光強度が均一な左眼用照明光及び右眼用照明光を出射させ、前記液晶表示パネル１に輝度むらの無い高品質の立体画像を表示させることができる。
上記実施例の液晶表示装置では、前記面光源１５の導光板１６を、矩形板状の透明部材の周面のうち、前記液晶表示パネル１の画面の上下縁と実質的に平行な２つの長辺部にそれぞれ前記透明部材内に光を入射させる入射面１７が形成され、前記透明部材の２つの板面のうち、前記液晶表示パネル１に対向する板面に光を出射する出射面１８が形成され、その反対側の板面に、前記入射面１７から入射した光を前記出射面１８に向けて反射する反射面１９が形成された構成としているため、前記光源部２８からの前記第１と第２の光を前記導光板１６により導いてその出射面１８から前記液晶表示パネル１の画面の上下方向の全域にわたって光強度が均一な左眼用照明光と右眼用照明光を出射させ、前記液晶表示パネルに輝度むらの無い高品質の立体画像を表示させることができる。
また、上記実施例の液晶表示装置は、前記面光源１５の光源部２８を、一方向に光強度のピークが存在する指向性をもった光を出射する複数の固体発光素子２９ａ，２９ｂにより構成し、その半数の第１の固体発光素子２９ａを、前記導光板１６の一方の入射面１７の外側に、これらの固体発光素子２９ａの光の出射方向を前記液晶表示パネル１の画面の上下方向に対して前記液晶表示パネル１側から見て左右いずれか一方に傾いた方向に向けて配置し、他の半数の第２の固体発光素子２９ｂを、前記導光板１６の他方の入射面１７の外側に、これらの固体発光素子２９ｂの光の出射方向を前記上下方向に対して他方に傾いた方向に向けて配置しているため、前記第１と第２のいずれか一方の固体発光素子２９ａからの光を前記導光板１６により左眼用照明光として出射させ、他方の固体発光素子２９ｂからの光を前記導光板１６により右眼用照明光として出射させるとともに、前記左眼用照明光と右眼用照明光の強度を等しくし、前記液晶表示パネル１に、左眼用画像と右眼用画像の輝度バランスが良い高品質の立体画像を表示させることができる。
（第２の実施形態）
なお、上記第１の実施例では、前記面光源１５を、前記導光板１６の液晶表示パネル１の画面の上下縁と実質的に平行な２つの長辺部にそれぞれ光を入射させる入射面１７を形成し、その一方の入射面１７の外側に、その長さ方向に並べて前記第１の固体発光素子２９ａを配置し、前記導光板１６の他方の入射面１７の外側に、その長さ方向に並べて前記第２の固体発光素子２９ｂを配置した構成としているが、前記面光源１５は、前記第１の固体発光素子２９ａと第２の固体発光素子２９ｂを、前記導光板１６の入射面１７の外側に、その長さ方向に交互に並べて配置した構成としてもよい。
図８〜図１０はこの発明の第２の実施例を示しており、図８は面光源の出射面側から見た図、図９は図８のIX−IX線に沿うハッチングを省略した拡大断面図である。
この実施例の面光源１５ａは、入射光の向きを変えて図１及び図２に示した液晶表示パネル１側に出射する変向手段を、矩形板状の透明部材の周面のうち、前記液晶表示パネル１の画面の上下縁と実質的に平行な２つの長辺部のいずれか一方、例えば前記液晶表示パネル１の画面の下縁に対応する下辺部に、前記透明部材内に光を入射させる入射面１７ａが形成され、前記透明部材の２つの板面のうち、前記液晶表示パネル１に対向する板面に光を出射する出射面１８ａが形成され、その反対側の板面に、前記入射面１７ａから入射した光を前記出射面１８ａに向けて反射する反射面１９ａが形成された導光板１６ａとし、この導光板１６ａの前記入射面１７ａの外側に、上述した一方向に光強度のピークが存在する指向性をもった光を出射する複数の固体発光素子２９ａ，２９ｂからなる光源部２８を、その半数の第１の固体発光素子２９ａの光の出射方向を前記液晶表示パネル１の画面の上下方向に対して液晶表示パネル１側から見て左右いずれか一方、例えば左側に傾いた方向に向け、他の半数の第２の固体発光素子２９ｂの光の出射方向を前記上下方向に対して他方、つまり右側に傾いた方向に向けて、前記入射面１７ａの長さ方向に交互に並べて配置したものである。
この実施例の面光源１５ａにおいて、前記導光板１６ａは、前記液晶表示パネル１に対向する出射面１８ａを前記液晶表示パネル１のパネル面と平行な平坦面に形成し、その反対側の反射面１９ａを、前記液晶表示パネル１の画面の左右方向に沿う複数の細長溝２０ａを前記液晶表示パネル１の画面の上下方向に沿った方向に一定ピッチで設けた凹凸面に形成したものであり、前記入射面１７ａから入射した光を、前記反射面１９ａの複数の細長溝２０ａの側面と外気との界面で全反射させて前記出射面１８ａから出射する。
なお、図では前記導光板１６ａの反射面１９ａの複数の細長溝２０ａを大きく誇張して示しているが、この細長溝２０ａは、前記液晶表示パネル１の画面の上下方向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形成されている。
前記導光板１６ａの反射面１９ａの複数の細長溝２０ａは、この導光板１６ａの出射面１８ａの法線に対して導光板１６ａの上辺方向と下辺方向とにそれぞれ２つの傾斜面を有する三角形状の断面形状に形成されており、その２つの傾斜面のうち、前記入射面１７ａ方向（下辺方向）に傾いた入射面側傾斜面の傾き角（出射面１８ａの法線に対する角度）は４５°±５°に設定され、その反対方向に傾いた反対側傾斜面は、前記細長溝２０ａのピッチに対応した傾き角を有している。
また、上述した第１の実施例と同様に、前記導光板１６ａの左右方向の端面にはそれぞれ光吸収膜２１が設けられており、前記導光板１６ａの後側には反射板２２が配置されている。
図１０は、前記導光板１６ａの反射面１９ａにより反射された前記第１の固体発光素子２９ａからの第１の光と第２の固体発光素子２９ｂからの第２の光が進む経路を模式的に示す光線図であり、前記導光板１６ａの入射面１７ａから液晶表示パネル１の画面の上下方向Ｙに対して前記液晶表示パネル１側から見て左側に傾いた方向に向かって入射した前記第１の入射光は、図に矢線で示したように、前記反射面１９ａの細長溝２０ａの入射面側傾斜面で反射し、前記導光板１６ａの出射面１８ａから、液晶表示パネル１の法線Ｈと平行で、且つ前記液晶表示パネル１の画面の上下方向Ｙに沿った面に対して、前記第１の入射光の前記上下方向Ｙに対する傾き角θ１ａに応じた出射角θ１ｂ（θ１ａ＝θ１ｂ）で左方向（液晶表示パネル１側から見て左方向）に傾いた方向に向きを変えて前記導光板１６の出射面１８から液晶表示パネル１側に出射する。
また、前記導光板１６ａの入射面１７ａから液晶表示パネル１の画面の上下方向Ｙに対して前記液晶表示パネル１側から見て右側に傾いた方向に向かって入射した前記第２の入射光は、図１０に破矢線で示したように、前記反射面１９ａの細長溝２０ａの前記入射面側傾斜面で反射し、前記導光板１６ａの出射面１８ａから、液晶表示パネル１の法線Ｈと平行で、且つ前記液晶表示パネル１の画面の上下方向Ｙに沿った面に対して、前記第２の入射光の前記上下方向に対する左右方向への傾き角θ２ａに応じた出射角θ２ｂ（θ２ａ＝θ２ｂ）で液晶表示パネル１側に出射する。
このように、前記面光源１５ａは、前記導光板１６ａの入射面１７ａの外側に交互に並べて配置された第１と第２の固体発光素子２９ａ，２９ｂのうち、第１の固体発光素子２９ａからの第１の光を、前記導光板１６ａにより導いて、前記液晶表示パネル１の法線Ｈに対して表示観察者の左眼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左眼用照明光を出射し、第２の固体発光素子２９ｂからの第２の光を、前記導光板１６により導いて、前記液晶表示パネル１の法線に対して表示観察者の右眼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右眼用照明光を出射する。
なお、この実施例では、前記第１の固体発光素子２９ａと第２の固体発光素子２９ｂとを、それぞれの光の出射方向を液晶表示パネル１の画面の上下方向に対して左側と右側とに同じ角度で傾いた方向に向けて配置しており、したがって、前記左眼用照明光と右眼用照明光は、前記液晶表示パネル１の法線Ｈに対して左側と右側とに同じ角度で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である。
さらに、この実施例では、前記導光板１６ａの反射面１９ａの複数の細長溝２０の２つの傾斜面のうち、前記入射面１７ａから入射した光を出射面１８ａに向けて反射する入射面側傾斜面の傾斜角（導光板１６ａの出射面１８ａの法線に対する角度）を４５°±５°に設定しているため、前記左眼用照明光と右眼用照明光は、前記液晶表示パネル１の画面の左右方向に沿った垂直面（液晶表示パネル１の法線Ｈに平行な面）付近の方向に向かって出射する。
そして、前記面光源１５ａは、前記導光板１６ａを、矩形板状の透明部材の周面のうち、前記液晶表示パネル１の画面の上下縁と実質的に平行な長辺部に入射面１７ａが形成され、前記透明部材の２つの板面のうち、前記液晶表示パネル１に対向する板面に光を出射する出射面１８ａが形成され、その反対側の板面に、前記入射面１７ａから入射した光を前記出射面１８ａに向けて反射する反射面１９ａが形成された構成としているため、前記光源部２８からの前記第１と第２の光を、前記導光板１６ａにより光強度をほとんど減衰させることなく導いて、前記液晶表示パネル１の画面の上下方向の全域にわたって光強度が均一な左眼用照明光と右眼用照明光を出射させ、前記液晶表示パネルに輝度むらの無い高品質の立体画像を表示させることができる。
したがって、この面光源１５ａを前記液晶表示パネル１の観察側とは反対側の面に対向させて配置した液晶表示装置によれば、前記面光源１５ａから前記液晶表示パネル１の画面の上下方向の全域にわたって光強度が均一な左眼用照明光及び右眼用照明光を出射させ、前記液晶表示パネル１に輝度むらの無い高品質の立体画像を表示させることができる。
なお、この実施例では、導光板１６ａの２つの長辺部の一方に入射面１７ａを形成しているが、前記導光板１６ａの２つの長辺部の両方に入射面１７ａを形成し、これらの入射面１７ａの外側にそれぞれ前記第１と第２の固体発光素子２９ａ，２９ｂを交互に並べて配置してもよい。
（第３の実施形態）
図１１〜図１３はこの発明の第３の実施例を示しており、図１１は面光源の出射面側から見た図、図１２は図１１のXII−XII線に沿うハッチングを省略した拡大断面図である。
この実施例の面光源１５ｂは、入射光の向きを変えて図１及び図２に示した液晶表示パネル１側に出射する変向手段１６ｂを、液晶表示パネル１に対向する面に前記液晶表示パネル１のパネル面と平行な平坦面からなる出射面２４が形成され、その反対側の面に前記液晶表示パネル１の画面の左右方向に沿う複数の細長プリズム２５が互いに平行に形成された矩形状プリズムシート２３と、前記プリズムシート２３のプリズム形成面に空間を介して対向する矩形状反射板２６とからなり、前記プリズムシート２３と反射板２６との間の空間の周囲のうち、前記液晶表示パネル１の画面の上下縁と実質的に平行な２つの長辺部の一方、例えば前記液晶表示パネル１の画面の下縁に対応する下辺部に、前記空間内に光を入射させる入射部２７を形成した構成とし、前記変向手段１６ｂの入射部２７の外側に、上述した一方向に光強度のピークが存在する指向性をもった光を出射する複数の固体発光素子２９ａ，２９ｂからなる光源部２８を、その半数の第１の固体発光素子２９ａの光の出射方向を前記液晶表示パネル１の画面の上下方向に対して液晶表示パネル１側から見て左右いずれか一方、例えば左側に傾いた方向に向け、他の半数の第２の固体発光素子２９ｂの光の出射方向を前記上下方向に対して他方、つまり右側に傾いた方向に向けて、前記入射部２７の長さ方向に交互に並べて配置したものである。
なお、前記変向手段１６ｂのプリズムシート２３の複数の細長プリズム２５は、前記プリズムシート２３の出射面２４の法線に対してプリズムシート２３の上辺方向と下辺方向とにそれぞれ同じ角度、例えば４５°±５°の角度で傾いた２つの傾斜面を有する二等辺三角形状プリズムであり、図では前記細長プリズム２５を大きく誇張して示しているが、この細長プリズム２５は、前記液晶表示パネル１の画面の上下方向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形成されている。
また、図では省略しているが、前記プリズムシート２３と反射板２６との間の空間の周囲のうち、前記入射部２７とは反対側の長辺部と左右の短辺部にはそれぞれ光吸収体が配置されている。
この面光源１５ｂは、前記変向手段１６ｂの入射部２７の外側に交互に並べて配置された第１と第２の固体発光素子２９ａ，２９ｂのうち、第１の固体発光素子２９ａからの第１の光を、前記変向手段１６ｂにより導いて、前記液晶表示パネル１の法線Ｈに対して表示観察者の左眼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左眼用照明光を出射し、第２の固体発光素子２９ｂからの第２の光を、前記変向手段１６ｂにより導いて、前記液晶表示パネル１の法線に対して表示観察者の右眼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右眼用照明光を出射するものであり、前記固体発光素子２９ａ，２９ｂから出射し、前記変向手段１６ｂの入射部２７から前記プリズムシート２３と反射板２６との間の空間に入射した光は、図１２に矢線で示したように、前記プリズムシート２３の複数の細長プリズム２５に直接入射するか、あるいは前記反射板２６により反射されて前記プリズムシート２３の複数の細長プリズム２５に入射し、これらの細長プリズム２５により屈折されて、前記プリズムシート２３の出射面２４から出射する。
図１３は、前記変向手段１６ｂのプリズムシート２３により屈折された前記第１の固体発光素子２９ａからの第１の光と第２の固体発光素子２９ｂからの第２の光が進む経路を模式的に示す光線図であり、前記変向手段１６ｂの入射部２７から液晶表示パネル１の画面の上下方向Ｙに対して前記液晶表示パネル１側から見て左側に傾いた方向に向かって入射した前記第１の入射光は、図に矢線で示したように、前記プリズムシート２３の細長プリズム２５の前記入射部２７側の傾斜面から前記細長プリズム２５に入射してその細長プリズム２５の反対側の傾斜面と外気との界面で屈折し、前記プリズムシート２３の出射面２４から、液晶表示パネル１の法線Ｈと平行で、且つ前記液晶表示パネル１の画面の上下方向Ｙに沿った面に対して、前記第１の入射光の前記上下方向Ｙに対する傾き角θ１ａに応じた出射角θ１ｂ（θ１ａ＝θ１ｂ）で左方向（液晶表示パネル１側から見て左方向）に傾いた方向に向きを変えて前記導光板１６の出射面１８から液晶表示パネル１側に出射する。
また、前記変向手段１６ｂの入射部２７から液晶表示パネル１の画面の上下方向Ｙに対して前記液晶表示パネル１側から見て右側に傾いた方向に向かって入射した前記第２の入射光は、図１３に破矢線で示したように、前記プリズムシート２３の細長プリズム２５の前記入射部２７側の傾斜面から前記細長プリズム２５に入射してその細長プリズム２５の反対側の傾斜面と外気との界面で屈折し、前記プリズムシート２３の出射面２４から、液晶表示パネル１の法線Ｈと平行で、且つ前記液晶表示パネル１の画面の上下方向Ｙに沿った面に対して、前記第２の入射光の前記上下方向に対する左右方向への傾き角θ２ａに応じた出射角θ２ｂ（θ２ａ＝θ２ｂ）で液晶表示パネル１側に出射する。
このように、前記面光源１５ｂは、前記変向手段１６ｂの入射部２７の外側に交互に並べて配置された第１と第２の固体発光素子２９ａ，２９ｂのうち、第１の固体発光素子２９ａからの第１の光を、前記変向手段１６ｂにより導いて、前記液晶表示パネル１の法線Ｈに対して表示観察者の左眼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左眼用照明光を出射し、第２の固体発光素子２９ｂからの第２の光を、前記変向手段１６ｂにより導いて、前記液晶表示パネル１の法線に対して表示観察者の右眼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右眼用照明光を出射する。
なお、この実施例では、前記第１の固体発光素子２９ａと第２の固体発光素子２９ｂとを、それぞれの光の出射方向を液晶表示パネル１の画面の上下方向に対して左側と右側とに同じ角度で傾いた方向に向けて配置しており、したがって、前記左眼用照明光と右眼用照明光は、前記液晶表示パネル１の法線Ｈに対して左側と右側とに同じ角度で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である。
さらに、この実施例では、前記変向手段１６ｂのプリズムシート２３の複数の細長プリズム２５を、前記プリズムシート２３の出射面２４の法線に対してプリズムシート２３の上辺方向と下辺方向とに４５°±５°の角度で傾いた２つの傾斜面を有する二等辺三角形状に形成しているため、前記左眼用照明光と右眼用照明光は、前記液晶表示パネル１の画面の左右方向に沿った垂直面（液晶表示パネル１の法線Ｈに平行な面）付近の方向に向かって出射する。
そして、前記面光源１５ｂは、前記変向手段１６ｂを、前記液晶表示パネル１に対向する面に光を出射する出射面２４が形成され、その反対側の面に前記液晶表示パネル１の画面の左右方向に沿う複数の細長プリズム２５が互いに平行に形成された矩形状プリズムシート２３と、前記プリズムシート２３のプリズム形成面に空間を介して対向する矩形状反射板２６とからなり、前記プリズムシート２３と反射板２６との間の空間の周囲のうち、前記液晶表示パネル１の画面の上下縁と実質的に平行な長辺部に、前記空間内に光を入射させる入射部２７が形成された構成としているため、前記光源部２８からの前記第１と第２の光を、前記変向手段１６ｂにより光強度をほとんど減衰させることなく導いて、前記液晶表示パネル１の画面の上下方向の全域にわたって光強度が均一な左眼用照明光と右眼用照明光を出射させ、前記液晶表示パネルに輝度むらの無い高品質の立体画像を表示させることができる。
したがって、この面光源１５ｂを前記液晶表示パネル１の観察側とは反対側の面に対向させて配置した液晶表示装置によれば、前記面光源１５ｂから前記液晶表示パネル１の画面の上下方向の全域にわたって光強度が均一な左眼用照明光及び右眼用照明光を出射させ、前記液晶表示パネル１に輝度むらの無い高品質の立体画像を表示させることができる。
なお、この実施例では、前記変向手段１６ｂの２つの長辺部の一方に入射部２７を形成しているが、前記変向手段１６ｂの２つの長辺部の両方に入射部２７を形成し、これらの入射部２７の外側にそれぞれ前記第１と第２の固体発光素子２９ａ，２９ｂを交互に並べて配置するか、あるいは、一方の入射部２７の外側に前記第１の固体発光素子２９ａを配置し、他方の入射部２７の外側に前記第２の固体発光素子２９ｂを配置してもよい。
（第４の実施形態）
図１４〜図１７はこの発明の第４の実施例を示しており、図１４は面光源の出射面側から見た図、図１５は図１４のXV−XV線に沿うハッチングを省略した拡大断面図である。
この実施例の面光源１５ｃは、入射光の向きを変えて図１及び図２に示した液晶表示パネル１側に出射する変向手段として、図８〜図１０に示した第２の実施例の導光板１６ａを備え、この導光板１６ａの２つの長辺部のいずれか一方、例えば前記液晶表示パネル１の画面の下縁に対応する下辺部に形成された入射面１７ａの外側に、前記入射面１７ａの長さ方向に並ぶ複数の集光レンズ部３２を有する集光レンズアレイ３１と、前記集光レンズアレイ３１の前記導光板１６ａに対向する側とは反対側に、前記複数の集光レンズ部３２にそれぞれ対向させて配置された複数の第１と第２の固体発光素子３３ａ，３３ｂとからなる光源部３０を配置したものである。
前記集光レンズアレイ３１は、前記導光板１６ａの入射面１７ａの長さ方向に並ぶ複数の集光レンズ部３２に前記導光板１６ａに対向する側とは反対側から入射した光のうち、前記集光レンズ部３２の中心よりも左右いずれか一方の領域に入射した光を集光して前記液晶表示パネル１の画面の上下方向に対して液晶表示パネル１側から見て左右いずれか一方に傾いた方向に光強度のピークが存在する指向性をもった第１の光を前記導光板１６ａの入射面１７に向けて出射し、前記集光レンズ部３２の他方の領域に入射した光を集光して前記上下方向に対して他方に傾いた方向に光強度のピークが存在する指向性をもった第２の光を前記導光板１６ａの入射面１７に向けて出射するものであり、前記集光レンズアレイ３１の複数の集光レンズ部３２は、前記導光板１６ａに対向する出射面及びその反対側の入射面が前記集光レンズ部３２の中心部を中心とする円柱面に形成された円形レンズ部からなっている。
なお、前記集光レンズアレイ３１の両端面にはそれぞれ、前記複数の集光レンズ部３２の入射面から入射した光の一部が前記端面で内面反射し、迷光となっていずれかの集光レンズ部３２の出射面から出射するのを防ぐための光吸収膜３３が設けられている。
また、前記光源部３０の第１と第２の固体発光素子３４ａ，３４ｂは、その構造は図示しないが、ＬＥＤ（発光ダイオード）を透明樹脂でモールドしたものであり、いずれの固体発光素子３４ａ，３４ｂも、その出射面から指向性の無いある程度の広がり角をもった光を出射する。
なお、この実施例の面光源１５ｃは、前記液晶表示パネル１にフィールドシーケンシャル表示により立体カラー画像を表示させるものであり、前記第１と第２の固体発光素子３４ａ，３４ｂはそれぞれ、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とを備え、赤、緑、青の３色の光を選択的に出射する。
そして、前記第１と第２の固体発光素子３４ａ，３４ｂは、前記集光レンズアレイ３１の前記導光板１６ａに対向する側とは反対側に、前記複数の集光レンズ部３２の前記一方の領域、例えば前記集光レンズ部３２の中心よりも前記液晶表示パネル１側から見て右側の領域に前記第１の固体発光素子３４ａの出射面を対向させ、前記複数の集光レンズ部３２の前記他方の領域、つまり前記集光レンズ部３２の中心よりも前記液晶表示パネル１側から見て左側の領域に前記第２の固体発光素子３４ｂの出射面を対向させて配置されている。
図１６は前記面光源１５ｃの光源部３０からの光の出射経路を模式的に示す光線図であり、前記集光レンズアレイ３１の複数の集光レンズ部３２の入射面の右側の領域に対向させて配置された前記第１の固体発光素子３４ａからの第１の光は、図に矢線で示したように、前記集光レンズ部３２により集光され、この集光レンズ部３２の出射面の左側（液晶表示パネル１側から見て左側）の領域から、前記液晶表示パネル１の画面の上下方向に対して液晶表示パネル１側から見て左側に傾いた方向に光強度のピークが存在する指向性をもった光となって前記導光板１６ａの入射面１７ａに向かって出射し、前記集光レンズアレイ３１の複数の集光レンズ部３２の入射面の左側の領域に対向させて配置された前記第２の固体発光素子３４ｂからの第２の光は、図に破矢線で示したように、前記集光レンズ部３２により集光され、この集光レンズ部３２の出射面の右側（液晶表示パネル１側から見て右側）の領域から、前記液晶表示パネル１の画面の上下方向に対して液晶表示パネル１側から見て右側に傾いた方向に光強度のピークが存在する指向性をもった光となって前記導光板１６ａの入射面１７ａに向かって出射する。
図１７は、前記光源部３０から前記導光板１６ａの入射面１７ａに向かって出射する光の光強度分布を示しており、実線は前記第１の固体発光素子３４ａからの第１の光の光強度分布を示し、破線は前記第２の固体発光素子３４ｂからの第２の光の光強度分布を示している。なお、図１７において、負の角度は前記液晶表示パネル１の画面の上下方向に対して液晶表示パネル１側から見て左方向の角度、正の視角は、前記液晶表示パネル１側から見て右方向の角度である。
そして、前記導光板１６ａは、上述した第２の実施例と同様に、前記光源部３０から出射してこの導光板１６ａにその入射面１７から入射した前記第１の光の向きを変え、前記液晶表示パネル１の法線に対して表示観察者の左眼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左眼用照明光を出射し、前記光源部３０から出射してこの導光板１６ａにその入射面１７から入射した前記第２の光の向きを変え、前記液晶表示パネル１の法線に対して前記表示観察者の右眼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右眼用照明光を出射する。
この実施例の面光源１５ｃは、前記導光板１６ａの入射面１７ａの外側に、前記入射面１７ａの長さ方向に並ぶ複数の集光レンズ部３２を有し、これらの集光レンズ部３２に前記導光板１６ａに対向する側とは反対側から入射した光のうち、前記集光レンズ部３２の中心よりも左右いずれか一方の領域に入射した光を集光して前記液晶表示パネル１の画面の上下方向に対して前記液晶表示パネル１側から見て左右いずれか一方に傾いた方向に光強度のピークが存在する指向性をもった第１の光を前記導光板１６ａの入射面１７ａに向けて出射し、前記集光レンズ部３２の他方の領域に入射した光を集光して前記上下方向に対して他方に傾いた方向に光強度のピークが存在する指向性をもった第２の光を前記導光板１６ａの入射面１７ａに向けて出射する集光レンズアレイ３１と、前記集光レンズアレイ３１の前記導光板１６ａに対向する側とは反対側に、前記複数の集光レンズ部３２の前記一方の領域と他方の領域とにそれぞれ対向させて配置され、これらの集光レンズ部３２の前記一方の領域と他方の領域とに向けて光を出射する複数の第１と第２の固体発光素子３４ａ，３４ｂとにより構成しているため、指向性の無い光を出射する安価な固体発光素子３４ａ，３４ｂを用い、前記第１と第２の一方の固体発光素子３４ａからの光を、前記集光レンズアレイ３１の集光レンズ部３２により前記液晶表示パネル１の画面の上下方向に対して前記液晶表示パネル１側から見て左右いずれか一方に傾いた方向に光強度のピークが存在する指向性をもった第１の光として前記導光板１６ａに入射させ、他方の固体発光素子３４ｂからの光を、前記集光レンズアレイ３１の集光レンズ部３２により前記上下方向に対して他方に傾いた方向に光強度のピークが存在する指向性をもった第２の光として前記導光板１６ａに入射させ、前記導光板１６ａから左眼用照明光と右眼用照明光とを出射させることができる。
また、この実施例では、前記集光レンズアレイ３１の複数の集光レンズ部３２を、前記導光板１６ａに対向する出射面及びその反対側の入射面が円柱面に形成された円形レンズとしているため、前記第１と第２の固体発光素子３４ａ，３４ｂからの光を、前記指向性をもった強度の等しい第１と第２の光として前記導光板１６ａに入射させ、前記導光板１６ａから充分な指向性をもち、且つ強度の等しい左眼用照明光と右眼用照明光とを出射させて、前記液晶表示パネル１に、左眼用画像と右眼用画像の輝度バランスが良い高品質の立体画像を表示させることができる。
なお、この実施例では、前記導光板１６ａの２つの長辺部の一方に入射面１７ａを形成し、その外側に前記光源部３０を配置しているが、前記導光板１６ａの２つの長辺部の両方に入射面１７ａを形成し、これらの入射面１７ａの外側にそれぞれ前記光源部３０を配置してもよく、また、入射光の向きを変えて前記液晶表示パネル１側に出射する変向手段は、前記導光板１６ａに限らず、図１１〜図１３に示したプリズムシート２３と反射板２６とにより構成してもよい。
（第５の実施形態）
図１８〜図２１はこの発明の第５の実施例を示しており、図１８は面光源の出射面側から見た図、図１９は図１８のIXX−IXX線に沿うハッチングを省略した拡大断面図である。
この実施例の面光源１５ｄは、上述した第４の実施例の面光源１５ｃの光源部３０を、楕円形レンズからなる複数の集光レンズ部３２ａを有する集光レンズアレイ３１ａを備えた光源部３０ａに置き換えたものであり、他の構成は前記第４の実施例の面光源１５ｃと同じである。
すなわち、この実施例の面光源１５ｄは、図８〜図１０に示した第２の実施例の導光板１６ａの２つの長辺部のいずれか一方、例えば前記液晶表示パネル１の画面の下縁に対応する下辺部に形成された入射面１７ａの外側に、前記導光板１６ａに対向する出射面が楕円柱面に形成され、その反対側の入射面が前記導光板１６ａの入射面１７ａと実質的に平行な直線面に形成された楕円形レンズからなる複数の集光レンズ部３２ａを有する集光レンズアレイ３１ａと、前記集光レンズアレイ３１ａの前記導光板１６ａに対向する側とは反対側に、前記複数の集光レンズ部３２にそれぞれ対向させて配置され、前記複数の集光レンズ部３２の入射面（直線面）に向けて指向性の無い光を出射する複数の第１と第２の固体発光素子３３ａ，３３ｂとからなる光源部３０ａを配置したものであり、前記第１の固体発光素子３４ａは、その出射面を、前記複数の集光レンズ部３２ａの一方の領域、例えば前記集光レンズ部３２ａの中心よりも前記液晶表示パネル１側から見て右側の領域に対向させて配置され、前記第２の固体発光素子３４ｂは、その出射面を、前記複数の集光レンズ部３２ａの前記他方の領域、つまり前記集光レンズ部３２ａの中心よりも前記液晶表示パネル１側から見て左側の領域に対向させて配置されている。なお、前記集光レンズアレイ３１ａの両端面にはそれぞれ光吸収膜３３が設けられている。
図２０は前記面光源１５ｄの光源部３０ａからの光の出射経路を模式的に示す光線図であり、前記集光レンズアレイ３１ａの楕円形レンズからなる複数の集光レンズ部３２ａの入射面の右側の領域に対向させて配置された前記第１の固体発光素子３４ａからの第１の光は、図に矢線で示したように、前記集光レンズ部３２ａにより集光され、この集光レンズ部３２ａの出射面の左側（液晶表示パネル１側から見て左側）の領域から、前記液晶表示パネル１の画面の上下方向に対して液晶表示パネル１側から見て左側に傾いた方向に光強度のピークが存在する指向性をもった光となって前記導光板１６ａの入射面１７ａに向かって出射し、前記集光レンズアレイ３１ａの複数の集光レンズ部３２ａの入射面の左側の領域に対向させて配置された前記第２の固体発光素子３４ｂからの第２の光は、図に破矢線で示したように、前記集光レンズ部３２ａにより集光され、この集光レンズ部３２ａの出射面の右側（液晶表示パネル１側から見て右側）の領域から、前記液晶表示パネル１の画面の上下方向に対して液晶表示パネル１側から見て右側に傾いた方向に光強度のピークが存在する指向性をもった光となって前記導光板１６ａの入射面１７ａに向かって出射する。
図２１は、前記光源部３０ａから前記導光板１６ａの入射面１７ａに向かって出射する光の光強度分布を示しており、実線は前記第１の固体発光素子３４ａからの第１の光の光強度分布を示し、破線は前記第２の固体発光素子３４ｂからの第２の光の光強度分布を示している。なお、図２１において、負の角度は前記液晶表示パネル１の画面の上下方向に対して液晶表示パネル１側から見て左方向の角度、正の視角は、前記液晶表示パネル１側から見て右方向の角度である。
この実施例の面光源１５ｄは、その光源部３０ａの集光レンズアレイ３１ａの複数の集光レンズ部３２ａを、前記導光板１６ａに対向する出射面が楕円柱面に形成され、その反対側の入射面が前記導光板１６ａの入射面１７ａと実質的に平行な直線面に形成された楕円形レンズとしたものであるため、前記第１と第２の固体発光素子３４ａ，３４ｂからの光を、図２１のような高い指向性をもった強度の等しい第１と第２の光として前記導光板１６ａに入射させることができ、したがって、前記導光板１６ａから高い指向性をもち、且つ強度の等しい左眼用照明光と右眼用照明光とを出射させ、前記液晶表示パネル１にさらに高品質の立体画像を表示させることができる。
（他の実施形態）
なお、この発明の液晶表示装置は、立体カラー画像だけでなく、平面的なカラー画像をフィールドシーケンシャル表示することも可能であり、その場合は、左右いずれか一方の眼用の赤、緑、青の単位色画像データ、または１つの撮像レンズにより撮像した赤、緑、青の単位色画像データを順次前記液晶表示パネル１の各画素に書込み、前記単位色画像データの書込みに同期させて、書込まれた単位色画像データに対応する色の左眼用と右眼用の照明光を同時に前記面光源１５，１５ａ，１５ｂ、１５ｃ，１５ｄから出射させればよい。
また、上記実施例の液晶表示装置は、カラーフィルタを備えない液晶表示パネル１を用いてフィールドシーケンシャル表示により立体カラー画像を表示するものであるが、この発明は、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た液晶表示パネルを用いて立体カラー画像を表示する液晶表示装置にも適用することができ、その場合は、赤、緑、青の３色の色情報を有する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１５，１５ａ，１５ｂ，１５ｃ、１５ｄから、前記左眼用画像データの書込みに同期させて白色の左眼用照明光を出射させ、前記右眼用画像データの書込みに同期させて白色の右眼用照明光光を出射させればよい。
また、前記液晶表示パネル１は、ベント配向型液晶表示パネル、あるいはホモジニアス配向型の液晶表示パネルに限らず、例えば強誘電性液晶表示パネルや、ＴＮ（ツイステッドネマティック）型液晶表示パネル等でもよい。
この発明の第１の実施例を示す液晶表示装置の分解斜視図。 前記液晶表示装置の上側から見た図。 液晶表示パネルの一部分の断面図。 前記液晶表示装置の面光源の出射面側から見た図。 前記面光源の上辺側から見た図。 図４のVI−VI線に沿うハッチングを省略した拡大断面図。 前記面光源の導光板の反射面により反射された第１の光と第２の光が進む経路を模式的に示す光線図。 この発明の第２の実施例を示す面光源の出射面側から見た図。 図８のIX−IX線に沿うハッチングを省略した拡大断面図。 第２の実施例の面光源の導光板の反射面における第１の光と第２の光の反射状態を模式的に示す図。 この発明の第３の実施例を示す面光源の出射面側から見た図。 図１１のXII−XII線に沿うハッチングを省略した拡大断面図。 第３の実施例の面光源の変向手段のプリズムシートにより屈折された第１の光と第２の光が進む経路を模式的に示す光線図。 この発明の第４の実施例を示す面光源の出射面側から見た図。 図１４のXV−XV線に沿うハッチングを省略した拡大断面図。 第４の実施例の面光源の光源部からの光の出射経路を模式的に示す光線図。 第４の実施例の面光源の光源部から出射する光の光強度分布図。 この発明の第５の実施例を示す面光源の出射面側から見た図。 図１８のIXX−IXX線に沿うハッチングを省略した拡大断面図。 第５の実施例の面光源の光源部からの光の出射経路を模式的に示す光線図。 第５の実施例の面光源の光源部から出射する光の光強度分布図。
符号の説明
１…液晶表示パネル、１ａ…画面領域、１５，１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ…面光源、１６，１６ａ…導光板（変向手段）、１７，１７ａ…入射面、１８，１８ａ…出射面、１９，１９ａ…反射面、２０，２０ａ…細長溝、１６ｃ…変向手段、２３…プリズムシート、２４…出射面、２５…細長プリズム、２６…反射板、２７…入射部、２８…光源部、２９ａ，２９ｂ…固体発光素子、３０，３０ａ…光源部、３１，３１ａ…集光レンズアレイ、３２，３２ａ…集光レンズ部、３４ａ，３４ｂ…固体発光素子、３５…制御手段。

Claims (9)

  1. 複数の画素がマトリックス状に配列した横長な矩形状の画面領域を有し、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パネルと、
    前記液晶表示パネルの観察側とは反対側の面に対向させて配置され、前記液晶表示パネルの画面形状に対応する横長な矩形状の外形を有し、前記液晶表示パネルの画面の上下縁と実質的に平行な２つの長辺部の少なくとも一方に光を入射させる入射部が形成され、前記入射部から入射した入射光の向きを変え、その光を前記液晶表示パネルの法線と平行で且つ前記液晶表示パネルの画面の上下方向に沿った面に対して前記入射光の前記上下方向に対する左右方向への傾き角に応じた出射角で前記液晶表示パネル側に出射する変向手段と、前記変向手段の前記入射部に対向させて配置され、前記入射部に向けて、前記上下方向に対して前記液晶表示パネル側から見て左右いずれか一方に傾いた方向に光強度のピークが存在する指向性をもった第１の光と、前記上下方向に対して他方に傾いた方向に光強度のピークが存在する指向性をもった第２の光とを選択的に出射する光源部とからなり、前記光源部からの前記第１と第２の光の一方を、前記変向手段により導いて前記液晶表示パネルの法線に対して表示観察者の左眼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左眼用照明光を出射し、前記光源部からの前記第１と第２の光の他方を、前記変向手段により導いて前記液晶表示パネルの法線に対して前記表示観察者の右眼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右眼用照明光を出射する面光源と、
    前記液晶表示パネルの複数の画素に前記左眼用画像データと右眼用画像データとを選択的に書込み、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から前記左眼用照明光を出射させ、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から前記右眼用照明光を出射させる制御手段とを備えたことを特徴とする液晶表示装置。
  2. 面光源の変向手段は、矩形板状の透明部材の周面のうち、液晶表示パネルの画面の上下縁と実質的に平行な２つの長辺部の少なくとも一方に、前記透明部材内に光を入射させる入射面が形成され、前記透明部材の２つの板面のうち、前記液晶表示パネルに対向する板面に光を出射する出射面が形成され、その反対側の板面に、前記入射面から入射した光を前記出射面に向けて反射する反射面が形成された導光板からなっていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
  3. 面光源の変向手段は、液晶表示パネルに対向する面に光を出射する出射面が形成され、その反対側の面に前記液晶表示パネルの画面の左右方向に沿う複数の細長プリズムが互いに平行に形成された矩形状プリズムシートと、前記プリズムシートのプリズム形成面に空間を介して対向する矩形状反射板とからなっており、前記プリズムシートと前記反射板との間の空間の周囲のうち、前記液晶表示パネルの画面の上下縁と実質的に平行な２つの長辺部の少なくとも一方に、前記空間内に光を入射させる入射部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
  4. 面光源の光源部は、一方向に光強度のピークが存在する指向性をもった光を出射する複数の固体発光素子からなっており、変向手段の入射部の外側に、前記複数の固体発光素子が、その半数の第１の固体発光素子の光の出射方向を前記液晶表示パネルの画面の上下方向に対して液晶表示パネル側から見て左右いずれか一方に傾いた方向に向け、他の半数の第２の固体発光素子の光の出射方向を前記上下方向に対して他方に傾いた方向に向けて配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の液晶表示装置。
  5. 変向手段の２つの長辺部にそれぞれ光を入射させる入射部が形成され、その一方の入射部の外側に、その長さ方向に並べて第１の固体発光素子が配置され、前記変向手段の他方の入射部の外側に、その長さ方向に並べて第２の固体発光素子が配置されていることを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置。
  6. 第１の固体発光素子と第２の固体発光素子は、変向手段の入射部の外側に、その長さ方向に交互に並べていることを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置。
  7. 面光源の光源部は、変向手段の入射部の外側に配置され、前記入射部の長さ方向に並ぶ複数の集光レンズ部を有し、これらの集光レンズ部に前記変向手段に対向する側とは反対側から入射した光のうち、前記集光レンズ部の中心よりも左右いずれか一方の領域に入射した光を集光して前記液晶表示パネルの画面の上下方向に対して液晶表示パネル側から見て左右いずれか一方に傾いた方向に光強度のピークが存在する指向性をもった第１の光を前記変向手段の入射部に向けて出射し、前記集光レンズ部の他方の領域に入射した光を集光して前記上下方向に対して他方に傾いた方向に光強度のピークが存在する指向性をもった第２の光を前記変向手段の入射部に向けて出射する集光レンズアレイと、前記集光レンズアレイの前記変向手段に対向する側とは反対側に、前記複数の集光レンズ部の前記一方の領域と他方の領域とにそれぞれ対向させて配置され、これらの集光レンズ部の前記一方の領域と他方の領域とに向けて光を出射する複数の第１と第２の固体発光素子とからなっていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の液晶表示装置。
  8. 集光レンズアレイの複数の集光レンズ部は、変向手段に対向する出射面及びその反対側の入射面が円柱面に形成された円形レンズからなっていることを特徴とする請求項７に記載の液晶表示装置。
  9. 集光レンズアレイの複数の集光レンズ部は、変向手段に対向する出射面が楕円柱面に形成され、その反対側の入射面が前記変向手段の入射部と実質的に平行な直線面に形成された楕円形レンズからなっていることを特徴とする請求項７に記載の液晶表示装置。
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