JP4780224B2 - Display device - Google Patents

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Description

この発明は、立体画像を表示する表示装置に関する。 The present invention relates to a display device that displays a stereoscopic image.

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)。   Conventionally, as a liquid crystal display device for displaying a stereoscopic image, an image for the left eye is displayed by every other column of pixels of the liquid crystal display panel, and an image for the right eye is displayed by every other column of pixels. And right-eye images are divided into the left-eye direction and the right-eye direction of the display observer for the light emitted from the pixels in one row and the light from the pixels in the other row of the liquid crystal display panel. Alternatively, the left and right eyes of the observer can be observed through a parallax barrier in which a plurality of transmissive parts and light-shielding parts parallel to the pixel rows of the liquid crystal display panel are alternately arranged. Those are known (see Patent Documents 1, 2, and 3).

特開平 3−119889号公報Japanese Laid-Open Patent Publication No. 3-19889 特開平 7−005455号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-005455 特開平10−268230号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-268230

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 display device that is easy to manufacture despite displaying a high-resolution stereoscopic image.

請求項1に記載の発明に係る表示装置は、所定の方向に延伸する複数のプリズム部が互いに平行になるように所定の面に設けられることにより、前記所定の面が凹凸面として形成されたプリズムシートと、前記プリズムシートへの光の入射方向が前記プリズムシートの法線に対して所定の角度で傾斜するように、前記プリズム部の延伸方向に対して直交する所定の軸上の第1の位置から前記凹凸面に向けて光を照射する第1の光源部と、前記プリズムシートへの光の入射方向が前記所定の軸に沿って前記第1の光源部からの光とは異なる方向に傾斜するように、前記所定の軸上の前記第1の位置とは異なる第2の位置から前記凹凸面に向けて光を照射する第2の光源部と、前記プリズムシートに対向するように前記凹凸面が向いている側に配置されるとともに、所定の色に着色された光吸収板と、所定の領域に画素が配列されているとともに、前記所定の領域と前記光吸収板との間に前記プリズムシートが介在するように配置された表示パネルと、を備えたことを特徴とする。In the display device according to the first aspect, the predetermined surface is formed as an uneven surface by providing the plurality of prism portions extending in a predetermined direction on a predetermined surface so as to be parallel to each other. A prism sheet and a first axis on a predetermined axis orthogonal to the extending direction of the prism portion so that a light incident direction to the prism sheet is inclined at a predetermined angle with respect to a normal line of the prism sheet. A first light source unit that irradiates light from the position toward the concave and convex surface, and a direction in which light is incident on the prism sheet is different from the light from the first light source unit along the predetermined axis A second light source unit that irradiates light from the second position different from the first position on the predetermined axis toward the concave and convex surface so as to be inclined to the prism sheet, Arranged on the side facing the uneven surface In addition, a light absorbing plate colored in a predetermined color, pixels are arranged in a predetermined region, and the prism sheet is disposed between the predetermined region and the light absorbing plate And a display panel.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の表示装置において、前記プリズムシートは、前記表示パネルと前記光吸収板との間において前記光吸収板に最も近接して配置された光学シートとして配置されていることを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, in the display device according to the first aspect, the prism sheet is an optical sheet disposed closest to the light absorbing plate between the display panel and the light absorbing plate. It is characterized by being arranged as.

請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の表示装置において、前記第1の光源部と前記第2の光源部は、前記光吸収板に対して前記プリズムシートが重なる領域の端部に対応する位置に配置されていることを特徴とする。According to a third aspect of the present invention, in the display device according to the second aspect, the first light source unit and the second light source unit are end portions of regions where the prism sheet overlaps the light absorbing plate. It is arrange | positioned in the position corresponding to.

請求項4に記載の発明は、請求項1から3の何れかに記載の表示装置において、前記第1の光源部と前記第2の光源部は、互いに異なるタイミングで前記凹凸面に向けて光を照射することを特徴とする。According to a fourth aspect of the present invention, in the display device according to any one of the first to third aspects, the first light source unit and the second light source unit emit light toward the uneven surface at different timings. It is characterized by irradiating.

請求項5に記載の発明は、請求項1から4の何れかに記載の表示装置において、前記プリズム部は、該プリズム部の延伸方向に対して直交する方向の断面形状が二等辺三角形に形成されていることを特徴とする。According to a fifth aspect of the present invention, in the display device according to any one of the first to fourth aspects, the prism portion is formed in an isosceles triangle in a cross-sectional shape in a direction perpendicular to the extending direction of the prism portion. It is characterized by being.

この発明によれば、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になる。According to the present invention, manufacture is facilitated despite displaying a high-resolution stereoscopic image.

この発明の第1の実施形態としての液晶表示装置を示す分解斜視図。1 is an exploded perspective view showing a liquid crystal display device as a first embodiment of the present invention. 前記液晶表示装置の側面図である。It is a side view of the liquid crystal display device. 前記液晶表示装置において発光素子として用いられているLEDの射出配光特性図である。It is an emission light distribution characteristic view of LED used as a light emitting element in the liquid crystal display device. (a)は前記液晶表示装置の面光源からの第1の光の出射経路を示す図で、(b)は細長プリズム部を拡大して示す部分詳細図、(c)は第2の光の出射経路を示す図である。(A) is a figure which shows the emission path | route of the 1st light from the surface light source of the said liquid crystal display device, (b) is a fragmentary detailed view which expands and shows an elongate prism part, (c) is the 2nd light of FIG. It is a figure which shows an output route. 前記面光源から出射される第1と第2の出射光の配光特性図。The light distribution characteristic view of the 1st and 2nd emitted light radiate | emitted from the said surface light source. (a)は前記液晶表示装置の面光源でプリズム頂角を変えた場合の第1の光の出射経路を示す図で、(b)は細長プリズム部を拡大して示す部分詳細図、(c)は第2の光の出射経路を示す図である。(A) is a figure which shows the emission path | route of the 1st light at the time of changing a prism apex angle with the surface light source of the said liquid crystal display device, (b) is a partial detail figure which expands and shows an elongate prism part, (c) ) Is a diagram showing an emission path of the second light. この発明の第2の実施形態をとしての面光源を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the surface light source as 2nd Embodiment of this invention. 前記面光源の側面図である。It is a side view of the surface light source.

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 display area 100 in which a plurality of pixels (not shown) are arranged in a matrix, so that the pixels can be observed with separate left and right eyes. The left-eye image data and the right-eye image data are selectively written, and the left-eye image and the right-eye image are selectively displayed according to the left-eye and right-eye image data. A display panel 1, a surface light source 8 disposed on the opposite side of the liquid crystal display panel 1 from the observation side (upper side in the figure), and a control means 17 for driving the liquid crystal display panel 1 and the surface light source 8 are provided. ing.

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 crystal display panel 1 is an active matrix liquid crystal display panel using TFTs (thin film transistors) as active elements, and the internal structure thereof is not shown, but a pair of transparent substrates 2 and 3 bonded via a frame-shaped sealing material. A plurality of transparent pixel electrodes arranged in a matrix in the row direction and the column direction on one substrate, for example, the inner surface of the substrate 2 on the opposite side to the observation side, and the pixel electrodes respectively A plurality of connected TFTs, a plurality of gate lines for supplying gate signals to the TFTs in each row, and a plurality of gate lines for supplying gate signals to the TFTs in each column are provided, and the other observation side substrate 3 is provided. A single-film transparent counter electrode forming a plurality of pixels arranged in a matrix form on the inner surface of each of the plurality of pixel electrodes. The liquid crystal layer is provided in a region surrounded by the sealing material between the substrates 2 and 3, and the polarizing plates 4 and 5 are disposed on the outer surfaces of the pair of substrates 2 and 3, respectively. Yes.

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 crystal display panel 1 is a non-twisted homogeneous alignment type liquid crystal display panel in which the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer are aligned homogeneously with the molecular long axis aligned in one direction, and on the outer surfaces of the pair of substrates 2 and 3, A pair of polarizing plates 4 and 5 are arranged so that their transmission axes are substantially orthogonal or parallel to each other. The liquid crystal display panel 1 is not limited to a homogeneous alignment type liquid crystal display panel, and other various light distribution operation mode liquid crystal display panels can be used. For example, the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer are used as a pair of substrates 2. , 3 is a TN (twisted nematic) liquid crystal display panel with a twist distribution of light at a substantially 90 ° twist angle, and a pair of polarizing plates 4 and 5 are arranged with their transmission axes substantially orthogonal or parallel to each other. It is good also as composition to do.

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 substrate 2 opposite to the viewing side of the liquid crystal display panel 1, driver mounting portions 2a and 2b are formed on one end edge in the row direction and one end edge in the column direction. The plurality of gate wirings are connected to a gate side driver 6 mounted on the driver mounting portion 2a in the row direction, and the plurality of data wirings are connected to the data side mounted on the driver mounting portion 2b in the column direction. The counter electrode is connected to the driver 7, and the gate electrode is connected to the gate via a cross connection portion provided in a substrate bonding portion made of the sealing material and a counter electrode connection wiring formed in one or both of the driver mounting portions 2 a and 2 b. It is connected to the reference potential of one or both of the side driver 6 and the data side driver 7.

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 surface light source 8 has a peak of emitted light intensity in a first direction inclined at a predetermined angle in the direction of one of the left and right eyes of the display observer with respect to the normal line of the liquid crystal display panel 1. Directivity in which there is a first light beam having a directivity and a peak of emitted light intensity in a second direction inclined at a predetermined angle in the direction of the other eye of the observer with respect to the normal line. The surface light source 8 is emitted to the light absorption plate 9 and the light incident surface (upper surface in the drawing) of the light absorption plate 9. The prism sheet 10 is disposed so as to face each other, and the first and second light source sections 13 and 14 are included.

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 light absorbing plate 9 of the surface light source 8 is formed integrally with a surface light source housing (not shown) that supports the first and second light source portions 13 and 14 and the prism sheet 10 and the like. The inner surface of the base plate (the surface facing the prism sheet 10) covering the back surface of the prism sheet together with the light source sections 13 and 14 is colored black with, for example, paint, and the entire display area 100 of the liquid crystal display panel 1 Has a sufficiently opposite area. The color of the light incident surface of the light absorbing plate 9 is not limited to black, but may be colored to an optimum color for obtaining display quality required for a liquid crystal display device.

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 prism sheet 10 includes a plurality of elongated prisms having a transverse cross section forming an isosceles triangle on one surface of a transparent sheet made of an acrylic resin having an area facing the entire display area 100 of the liquid crystal display panel 1. An incident surface 10a having a concavo-convex surface shape in which first and second inclined surfaces having different inclination directions are alternately arranged is formed by arranging the portions 11 in parallel with each other, and the incident surface is formed on the other surface. A flat emission surface 10b for emitting light incident from the surface 10a is formed, and the thickness d of the portion of the prism sheet 10 excluding the plurality of elongated prism portions 11 is about 200 μm, and the plurality of elongated prisms. The apex angle α of the portion 11 is set in the range of 60 ° to 80 °.

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 elongated prism portions 11 are greatly exaggerated, but these elongated prism portions 11 are densely arranged at a pitch P that is approximately equal to or less than the pixel pitch of the liquid crystal display panel 1. It is formed side by side. The pitch P of the plurality of elongated prism portions 11 is in the range of 30 μm to 150 μm, preferably 40 μm to 60 μm.

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 prism sheet 10 is arranged such that the incident surface 10a on which the plurality of elongated prism portions 11 are formed is opposed to the light absorbing plate 9, and a space is provided between the prism sheet 10 and the light absorbing plate 9. The height H of the portion corresponding to the top of the elongated prism portion 11 in the space between the light absorbing plate 9 and the prism sheet 10 is set in the range of 2 mm to 7 mm, preferably 4 mm to 6 mm.

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 light source parts 13 and 14 are arranged at both end sides in a direction orthogonal to the length direction of the elongated prism part 11 in the space between the light absorbing plate 9 and the prism sheet 10. Respectively.

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 light source parts 13 and 14 are respectively provided on a plurality of solid light emitting elements 13b on strip-like substrates 13a and 14a having the same length as the plurality of elongated prism parts 11 of the prism sheet 10. 14b are juxtaposed in the longitudinal direction with substantially no gap. Although not shown in the drawings, wirings and contacts for electrically connecting the solid light emitting elements 13b and 14b in parallel are arranged on the substrates 13a and 14a, respectively.

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 light emitting elements 13b and 14b are solid light emitting elements having a steep directivity required for light distribution characteristics. In the present embodiment, a round light emitting diode (hereinafter referred to as an LED (Light Emitting Diode)) is respectively The light source sections 13 and 14 are arranged in parallel at a pitch of 5 mm. As shown in FIG. 3, the round LEDs 13b and 14b have emission light distribution characteristics with extremely high directivity. That is, the angle range in which the emission light intensity is ½ has a directivity characteristic of ± 7.5 ° to ± 10 °, that is, the half-value width is ± 7.5 ° to ± 10 °, and is within a narrow angle range. It has an emission light distribution characteristic that can be emitted.

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 light source units 13 and 14 configured as described above are installed at both ends of the light absorbing plate 9 with the substrates 13a and 14a inclined at a predetermined angle with respect to the surface of the light absorbing plate 9, respectively. Has been. As shown in FIG. 2, the inclination angle is emitted from the LEDs 13b and 14b with respect to the plane direction in which the emission surfaces 10a of the liquid crystal display panel 1 and the prism sheet 10 of the principal rays extend in parallel. The angle θ is set to be 1 to 20 °. In addition, the inclination angle θ of the principal ray is more preferably 5 to 10 ° even in the angle range of 1 to 20 °, and most preferably about 7 °.

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 surface light source 8, the light having the directivity shown in FIG. 3 from the first and second light source units 13 and 14 constitutes an incident surface 10 a that forms the concave and convex surface shape of the prism sheet 10. The elongated prism 11 is emitted toward the slopes 11a and 11b on the side facing the light source portions 13 and 14 of the first and second slopes 11a and 11b having different tilt directions. The emitted light passes through the space between the light absorbing plate 9 and the prism sheet 10 and is incident on the first or second inclined surface 11a, 11b on the opposite side, and these incident lights are incident. The light is emitted from the light exit surface 10 b of the prism sheet 10 through the optical actions of refraction and total reflection in each elongated prism portion 11. At this time, the light emission direction and the angle φ with respect to the normal line n of the emission surface 10 b differ depending on the apex angle α of the elongated prism portion 11.

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 elongated prism portion 11 is set in a range of 60 ° to 80 °, and among them, the apex angle α is set to 60 ° ≦ α ≦ 70 °. In this case, the highly directional light source light emitted from the first light source unit 13 is the first on the opposite side as shown in FIG. 4A and FIG. After being incident on the inclined surface 11a and being subjected to a refracting action based on the difference in refractive index between the prism and air at this time, the light is totally reflected by the second inclined surface 11b opposite to the incident inclined surface, and is emitted from the exit surface 10b. Emitted. At the time of the emission, a refraction action based on the difference in refractive index between the prism and the air is received again, and only the angle φ set in advance on the first light source unit 13 side of the emission source with respect to the normal line n of the prism sheet 10. The light is emitted as the first light R1 having high directivity in which the peak of the emitted light intensity exists in the inclined first direction. On the other hand, as shown in FIG. 4C, the light emitted from the second light source unit 14 is incident on the second inclined surface 11b on the opposite side, and is similarly refracted and totally reflected in the prism sheet 10. A high directivity in which the peak of the emitted light intensity exists in the second direction inclined by a predetermined angle φ from the emission surface 10b to the emission source second light source unit 14 side with respect to the normal line n. The second light R2 having the characteristic is emitted.

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 first light source 13 is 10 °, the refractive index of the prism sheet 10 is 1.49, and the apex angle α of the elongated prism portion 11 is 68 degrees, the emitted light R1. Is about + 7 ° (normal line n is 0 °, and the case where it is inclined toward the first light source unit 3 is +). Under the same conditions, the emission angle φ of the outgoing light R2 emitted from the second light source 14 and incident on the prism sheet 10 and emitted is about -7 °.

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 prism sheet 10 is limited, some generation of light that does not follow the intended optical path due to variations in processing accuracy, that is, stray light is unavoidable. In the embodiment, since the light absorbing plate 9 is provided, such stray light can be absorbed without being reflected toward the prism sheet 10 when entering the light absorbing plate 9. As a result, crosstalk emission emitted in the direction inclined to the opposite side to the direction in which the light emitted from each light source part should be emitted, that is, the opposite side to the light source part of the emission source is prevented. The directivity of the second outgoing lights R1 and R2 is further increased.

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 light source units 13 and 14 in which the round LEDs 3b and 4b having the high directivity light distribution characteristic shown in FIG. 3 are arranged in parallel, all the inclined surfaces 11a and 11b on the opposite side are respectively connected. Highly directional light having a half-value output light emission range of ± 7.5 ° is emitted substantially uniformly toward the light source, and stray light is absorbed by the light absorbing plate 9. As shown in the figure, each of the two outgoing lights R1 and R2 has a peak of output (light intensity) that is remarkably steep in the direction where the outgoing angle φ is ± 7 °, and the normal line n of the prism sheet 10 is present. On the other hand, the light having a light distribution characteristic in which the light intensity emitted in the direction opposite to the peak direction of the emitted light intensity is close to zero.

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 triangular prism portion 11 is set to 70 ° <α ≦ 80 °, the light emitted from the first light source portion 13 as shown in FIGS. As shown in FIG. 6 (a) and FIG. 6 (b) showing the elongated prism portion in an enlarged manner, the incident angle in the prism sheet 10 is the same as in the case where the apex angle α is 60 ° ≦ α ≦ 70 °. In response to the refracting action and the total reflection action, a first angle inclined by a predetermined angle δ from the exit surface 10b to the side opposite to the first light source 13 side of the emission source with respect to the normal line n of the prism sheet 10. The first light R1 having directivity in which the peak of the emitted light intensity exists in the direction 1 is emitted. On the other hand, the light emitted from the second light source unit 14 is emitted from the emission surface 10b of the prism sheet 10 with respect to the normal line n, as shown in FIG. 6C. The light is emitted as the second light R2 having directivity in which the peak of the emitted light intensity exists in the second direction inclined by a predetermined angle δ to the opposite side to the side.

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 first light source 13 is 10 °, the refractive index of the prism sheet 10 is 1.49, and the apex angle α of the elongated prism portion 11 is 75 °, the emitted light R1. The emission angle φ of the lens is about −7 °. Under the same conditions, the emission angle φ of the outgoing light R2 emitted from the second light source 14 and incident on the prism sheet 10 and emitted is about + 7 °. Therefore, the light distribution characteristics of the outgoing lights R1 and R2 in this case are substantially the same as those in the case where the apex angle α shown in FIG. 5 is 68 °, only the outgoing lights R1 and R2 are replaced. .

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 surface light source 8 of the present embodiment, the LEDs 13 b and 14 b having the above-described highly directional emission light distribution characteristics are parallel to the length direction of the elongated prism portion 11 at both ends of the prism sheet 10. The first and second light source parts 13 and 14 are arranged in parallel over substantially the same distance, and highly directional light is emitted from the respective light source parts 13 and 14 toward the opposing slopes 11a and 11b. Therefore, light is emitted directly and substantially evenly from the light source units 13 and 14 facing each of the inclined surfaces 11a and 11b of the incident surface 10a of the prism sheet 10. Further, since the light absorbing plate 9 is disposed so as to face the incident surface 10a, stray light can be efficiently absorbed. As a result, the light source has a steep light intensity peak in the direction inclined by a required angle toward the light source parts 13 and 14 with respect to the normal line n of the emission surface 10b, and there are few portions where the emission directions overlap each other and the separation is high. First and second outgoing lights R1 and R2 of light distribution (see FIG. 5) are obtained. In addition, the light utilization efficiency is increased in combination with the direct incidence of the light source light on the incident surface 10a, and the luminance of the respective planar emitted light composed of the emitted lights R1 and R2 is also increased.

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 surface light source 8 described above is arranged on the side opposite to the viewing side of the liquid crystal display panel 1 to constitute a liquid crystal display device. The left-eye image data and the right-eye image to a plurality of pixels of the liquid crystal display panel 1 are configured. In synchronism with selective writing of image data, a first direction inclined from the surface light source 8 to one of the normal lines n of the exit surface 10b of the prism sheet 10, that is, left and right of the display observer. First light having directivity in which a peak of emitted light intensity exists in a direction inclined at a predetermined angle to the direction of one of the eyes, and a normal line n of the emission surface 10b of the prism sheet? 0 Second light having directivity in which the peak of the emitted light intensity exists in a second direction inclined to the other side, that is, a direction inclined at a predetermined angle to the direction of the other eye of the observer. By exiting toward the liquid crystal display panel 1, the liquid crystal display panel is emitted. The left eye image corresponding to the left eye image data and the right eye image corresponding to the right eye image data are sequentially displayed on the channel 1 using all the pixels of the liquid crystal display panel 1, respectively. It is possible to make a display observer observe a stereoscopic image.

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 surface light source 8, a high-resolution stereoscopic image can be displayed on the liquid crystal display device, and the surface light source 8 is provided between the light absorbing plate 9 and the light absorbing plate 9. And the first and second light source sections 13 and 14 disposed on both ends of the space between the light absorbing plate 9 and the prism sheet 10, respectively. Due to the simple configuration, the liquid crystal display device can be easily manufactured.

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 surface light source 8 has an emission surface 10 b of the prism sheet 10 opposed to the liquid crystal display panel 1 on the side opposite to the observation side of the liquid crystal display panel 1, and A direction perpendicular to the length direction of the elongated prism portion 11 on the incident surface 10 a of the prism sheet 10 is arranged in the left-right direction of the liquid crystal display panel 1.

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 surface light source 8 is directed leftward when the arrangement side of the first light source unit 13 is viewed from the observation side of the liquid crystal display panel 1, and the arrangement side of the second light source unit 14 is arranged from the observation side. The light beam from the first light source unit 13 is directed toward the right side when viewed from the emission surface 10b of the prism sheet 10 and has a peak of emitted light intensity in the direction of the left or right eye of the display observer. The first directional light having the characteristic is emitted, and the light from the second light source unit 14 has a peak of the emitted light intensity from the emission surface 10b of the prism sheet 10 toward the other eye of the display observer. The light is emitted as the second directional light having the existing directivity.

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 crystal display panel 1 and the surface light source 8 will be described. In the following description, the apex angle α of the elongated prism portion 11 in the prism sheet 10 is set to 60 ° ≦ α ≦ 70 °. The description will be made assuming that Of the first and second light source units 13 and 14 of the surface light source 8, the first light source unit 13 on the left side (right side in FIGS. 1 and 2) viewed from the observation side of the liquid crystal display panel 1 is used. The light source unit for the left eye is referred to as the second light source unit 14 on the right side (the left side in FIGS. 1 and 2) when viewed from the observation side.

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 gate side driver 6 and the data side driver 7 of the liquid crystal display panel 1, the left eye light source unit 13 of the surface light source 8, The illumination control circuit controls the emission of light from the right-eye light source unit 14 (lighting of the LEDs 13b and 14b).

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 crystal display panel 1, and the first and second of the surface light source 8. Of the light source units 13 and 14, the first light source unit on the left side when viewed from the observation side of the liquid crystal display panel 1, that is, the light source unit 13 for the left eye, is synchronized with the writing of the image data for the left eye. Is emitted in synchronism with the writing of the right-eye image data from the right second light source unit, that is, the right-eye light source unit 13b as viewed from the observation side.

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 light source units 13 and 14 of the surface light source 8 has three types of red LEDs that emit red light, green LEDs that emit green light, and blue LEDs that emit blue light. LED 3b and 4b are provided, and the control means 17 has unit color image data of three colors of red, green and blue for displaying a left eye image during one frame for displaying one stereoscopic image. And unit image data of three colors of red, green, and blue for displaying an image for the right eye are selected in an arbitrary order and sequentially written to each pixel of the liquid crystal display panel 1, and the first light source 8 of the surface light source 8 is selected. And the second light source units 13 and 14, the left eye light source unit 13 emits light of the three colors red, green, and blue from the left eye light source unit 13 when viewed from the observation side of the liquid crystal display panel 1. Same as writing unit color image data of red, green and blue to display The right-eye light source unit 14 on the right side as viewed from the observation side emits light of the three colors of red, green, and blue, red, green, and blue 3 for displaying the right-eye image. The color unit color image data is output in synchronism with the writing.

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 crystal display panel 1, and the surface light source is controlled by the control means 17. 8 controls the lighting of the LEDs 13b and 14b of the left-eye light source unit 13 and the right-eye light source unit 14, and corresponds to unit color image data written from the surface light source 8 to each pixel of the liquid crystal display panel 1. By emitting the planar emission light having the color and directivity to be synchronized with the writing of the unit color image data, a red image, a green image, a blue image for the left eye during the one frame, and With red, green and blue images for the right eye Sequentially displayed six unit color images in a predetermined order.

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 surface light source 8 is simple as described above.

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 elongated prism portion 11 in the prism sheet 10 is 70 ° <α ≦ 80 °, the first light source portion 13 is a right eye light source portion, and the second light source portion 14 is for the left eye. The operation of displaying a stereoscopic image only by becoming a light source unit is the same as the case where the apex angle α is 60 ° ≦ α ≦ 70 °.

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 light source unit 14 side with the first light source unit 13 side omitted. Moreover, the same code | symbol is attached | subjected about the component same as the said embodiment, and the description is abbreviate | omitted.

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 surface light source 20 used in the liquid crystal display device of the present embodiment, the prism sheet 10 has the same exit surface 10b side as the prism sheet 10. An anisotropic light diffusion sheet 21 that diffuses light in a uniaxial direction formed of a transparent material is installed. The anisotropic light diffusing sheet 21 has substantially the same area as the prism sheet 10 and has a plurality of elongated convex lens portions 22 arranged in parallel like a lenticular lens. As shown in FIG. 21a and a concavo-convex emission surface 21b in which an elongated curved convex surface is connected. The anisotropic light diffusing sheet 21 has its incident surface 21 a opposed to the exit surface 10 b of the prism sheet 10, and the length direction of the elongated lens portion 22 is orthogonal to the length direction of the elongated prism portion 11 of the prism sheet 10. Are arranged. The parallel pitch of the elongated lens portions 22 in this embodiment is set to 40 μm.

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 prism sheet 10 of the surface light source 20 is transmitted through the anisotropic light diffusion sheet 21, whereby the luminance corresponding to the arrangement of the LEDs 13b and 14b as the light sources. The planar emission light is free from unevenness. The reason for this will be described with reference to FIG. 8 for the light emitted from the first light source unit 13.

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 exit surface 10b of the prism sheet 10, in the direction orthogonal to the length direction of the elongated prism portion 11, the first exit light R1 having the light distribution characteristics shown in FIG. However, in the length direction of the elongated prism portion 11, that is, the direction in which the LEDs 13b of the light source portion 13 are arranged in parallel, the light emitted from the LEDs 13b has the highly directional light distribution characteristic shown in FIG. As shown in FIG. 5, the emitted lights of the emitted lights of the adjacent LEDs 13b are emitted without overlapping substantially in parallel. Therefore, when the light emitted from the first light source unit 13 is emitted from the prism sheet 10, it becomes planar emission light having luminance unevenness corresponding to the arrangement of the LEDs 13 b in the length direction of the elongated prism unit 11. ing.

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 light diffusion sheet 21, only in a direction orthogonal to the length direction of the elongated lens portion 22 as illustrated, due to the lens effect of the elongated lens portion 22. Diffused. This is because the parallel pitch of the elongated lens portions is 40 μm, which is sufficiently smaller than the parallel pitch of the LEDs 13b. However, the light distribution characteristic shown in FIG. 5 is maintained in the longitudinal direction of the elongated lens portion 22. As a result, the emitted lights R1 of the lights emitted from the adjacent LEDs 13b of the first light source unit 13 sufficiently overlap each other.

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 emission surface 21b of the anisotropic light diffusion sheet 21 based on the light emitted from the first light source unit 13 has a steep light intensity peak in the intended direction in FIG. The planar emission light suitable for the backlight of the display device in which the uneven luminance due to the arrangement of the light source is eliminated while the high light distribution directivity shown is ensured is formed. The same applies to the light emitted from the other second light source unit 14.

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 surface light source 20 of the present embodiment, the anisotropic light diffusion sheet in which the plurality of elongated lens portions 22 are arranged in parallel at a sufficiently small pitch on the light emission side of the surface light source 8 of the above-described embodiment. 21 is arranged in such a manner that the length direction of the elongated lens portion 22 is orthogonal to the arrangement direction of the plurality of LEDs 13b, 14b constituting the light source portions 13, 14, ensuring the desired high light distribution directivity. In this way, each planar emission light composed of the first and second emission lights R1 and R2 in which the luminance unevenness due to the arrangement of the LEDs 13b and 14b of the light source sections 13 and 14 is eliminated is obtained. Accordingly, there is a steep emission light intensity peak in the direction of the left and right eyes of the observer, and planar emission light having no luminance unevenness is emitted toward the liquid crystal display element 1 in the vertical viewing angle direction of the observer. A high-resolution three-dimensional image with good image quality is displayed.

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 surface light sources 8 and 20 of the first and second embodiments, both the first and second directional emitted lights are inclined in a direction inclined by about 7 ° with respect to the normal line n of the prism sheet 10. Although the output light intensity peak is designed to exist, the direction in which the emission light intensity peaks of the first and second directional lights exist is the display observation distance depending on the use of the liquid crystal display device. Accordingly, the direction in which the intensity peaks of the left-eye illumination light and the right-eye illumination light exist may be designed to coincide with the direction toward the left and right eyes of the display observer. What is necessary is just to set the apex angle (alpha) of the some elongate prism part 11 of the entrance plane 10a of the prism sheet 10. FIG.

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 crystal display panel 1 that does not include a color filter, and for the left eye that selectively emits light of three colors of red, green, and blue to the surface light sources 8 and 20. By providing the right-eye light source sections 13a and 13b, a stereoscopic color image is displayed by field sequential display. The present invention provides a liquid crystal display panel with a plurality of colors corresponding to the plurality of pixels, for example, The present invention can also be applied to a liquid crystal display device that includes color filters of three colors of red, green, and blue and that includes a light source for left eye and right eye that emits white light to the surface light sources 8 and 20. In that case, the left-eye image data and the right-eye image data are sequentially written to each pixel of the liquid crystal display panel, and the left-eye image data is written from the left-eye light emitting element of the surface light source. Synchronize The left eye color image and the right eye color image are alternately displayed sequentially by emitting light from the light emitting element for the right eye in synchronization with the writing of the image data for the right eye. What is necessary is just to observe the three-dimensional image which these images appear to overlap.

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 prism sheet 10 and the anisotropic light diffusion sheet 21 in the surface light source 20 of the second embodiment may be combined into one member, thereby reducing the number of members and the number of manufacturing steps.

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 light absorbing plate 9 may be a base plate as a simple member of the housing not provided with the light absorbing layer.

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 SYMBOLS 1 ... Liquid crystal display panel, 100 ... Display area, 8, 20 ... Surface light source, 9 ... Light absorption board, 10 ... Prism sheet, 10a ... Incident surface, 10b ... Outgoing surface, 11 ... Elongate prism part, 13, 14 ... Light source Part, 13b, 14b ... LED, 17 ... control means, 21 ... anisotropic light diffusion sheet, 22 ... elongate lens part.

Claims (5)

所定の方向に延伸する複数のプリズム部が互いに平行になるように所定の面に設けられることにより、前記所定の面が凹凸面として形成されたプリズムシートと、A plurality of prism portions extending in a predetermined direction are provided on a predetermined surface so as to be parallel to each other, whereby the predetermined surface is formed as an uneven surface;
前記プリズムシートへの光の入射方向が前記プリズムシートの法線に対して所定の角度で傾斜するように、前記プリズム部の延伸方向に対して直交する所定の軸上の第1の位置から前記凹凸面に向けて光を照射する第1の光源部と、From a first position on a predetermined axis perpendicular to the extending direction of the prism portion, the light is incident on the prism sheet at a predetermined angle with respect to the normal of the prism sheet. A first light source unit that emits light toward the uneven surface;
前記プリズムシートへの光の入射方向が前記所定の軸に沿って前記第1の光源部からの光とは異なる方向に傾斜するように、前記所定の軸上の前記第1の位置とは異なる第2の位置から前記凹凸面に向けて光を照射する第2の光源部と、Different from the first position on the predetermined axis such that the incident direction of light on the prism sheet is inclined along the predetermined axis in a direction different from the light from the first light source unit. A second light source unit that irradiates light from a second position toward the uneven surface;
前記プリズムシートに対向するように前記凹凸面が向いている側に配置されるとともに、所定の色に着色された光吸収板と、A light-absorbing plate disposed on the side of the concave-convex surface facing the prism sheet and colored in a predetermined color;
所定の領域に画素が配列されているとともに、前記所定の領域と前記光吸収板との間に前記プリズムシートが介在するように配置された表示パネルと、A display panel in which pixels are arranged in a predetermined area, and the prism sheet is disposed between the predetermined area and the light absorbing plate;
を備えたことを特徴とする表示装置。A display device comprising:
前記プリズムシートは、前記表示パネルと前記光吸収板との間において前記光吸収板に最も近接して配置された光学シートとして配置されていることを特徴とする請求項1に記載の表示装置。The display device according to claim 1, wherein the prism sheet is disposed as an optical sheet disposed closest to the light absorption plate between the display panel and the light absorption plate. 前記第1の光源部と前記第2の光源部は、前記光吸収板に対して前記プリズムシートが重なる領域の端部に対応する位置に配置されていることを特徴とする請求項2に記載の表示装置。The said 1st light source part and the said 2nd light source part are arrange | positioned in the position corresponding to the edge part of the area | region where the said prism sheet overlaps with respect to the said light absorption plate. Display device. 前記第1の光源部と前記第2の光源部は、互いに異なるタイミングで前記凹凸面に向けて光を照射することを特徴とする請求項1から3の何れかに記載の表示装置。4. The display device according to claim 1, wherein the first light source unit and the second light source unit irradiate light toward the uneven surface at different timings. 5. 前記プリズム部は、該プリズム部の延伸方向に対して直交する方向の断面形状が二等辺三角形に形成されていることを特徴とする請求項1から4の何れかに記載の表示装置。5. The display device according to claim 1, wherein the prism portion has an isosceles triangle cross-sectional shape in a direction orthogonal to the extending direction of the prism portion.
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