JP4830617B2

JP4830617B2 - 液晶表示装置

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Publication number: JP4830617B2
Application number: JP2006126893A
Authority: JP
Inventors: 康宏代工
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 2006-04-28
Filing date: 2006-04-28
Publication date: 2011-12-07
Anticipated expiration: 2026-04-28
Also published as: JP2007298763A

Description

この発明は、第１と第２の２つの画像を互いに異なる方向に表示する液晶表示装置に関する。

第１と第２の２つの画像を互いに異なる方向に表示する液晶表示装置としては、例えば、ナビゲーション画像とビデオ画像等とを運転席方向と助手席方向とに表示するカーナビゲーション用表示装置（特許文献１参照）や、立体的な三次元画像を観察させるための左眼用画像と右眼用画像とを表示観察者の左眼方向と左眼方向とに表示する三次元画像表示装置（特許文献２，３，４参照）がある。

この種の液晶表示装置は、液晶表示パネルの１列または複数列の画素からなる複数の領域のうち、１つ置きの領域の各画素により、前記ナビゲーション画像または左右いずれか一方の眼用の画像等の第１の画像を、他の１つ置きの領域の各画素より、前記ビデオ画像または他方の眼用の画像等の第２の画像を表示し、その第１の画像と第２の画像とを、前記液晶表示パネルの前記１つ置きの領域からの出射光と他の１つ置きの領域からの出射光とを、レンチキュラーレンズ（特許文献２）、または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（特許文献３，４）、あるいは前記パララックスバリアの複数の透過部にカラーフィルタを設けた視差光学素子（特許文献１）により、前記液晶表示パネルの法線方向に対して左方向と右方向に傾いた２つの方向に振り分けて出射するようにした構成となっている。
特開２００５−０７８０９２号公報特開平３−１１９８８９号公報特開平７−００５４５５号公報特開平１０−２６８２３０号公報

この発明は、従来とは異なる新規な方式で、第１と第２の２つの画像を互いに異なる方向に表示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、
観察側とその反対側とに偏光板を有し、予め定めた画面領域に光の透過を制御する複数の画素がマトリックス状に配列させて形成され、前記複数の画素への画像データの書込みにより、その画像データに応じた画像を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に向けて照明光を照射する面光源と、
前記面光源と前記液晶表示パネルとの間に配置され、前記液晶表示パネルの法線方向と実質的に平行な膜面を有し、且つ前記液晶表示パネルの画面の予め定めた方向と平行な方向に沿った細長形状に形成された薄膜からなり、前記液晶表示パネルの法線に対して予め定めた角度で傾いた観察方向から見て、前記液晶表示パネルの観察側とは反対側の偏光板の透過軸の向きと実質的に平行または直交する方向に透過軸をもった複数の偏光膜が、これらの偏光膜の間にそれぞれ光透過部を設けて互いに平行に配列された偏光素子と、
前記偏光素子と前記液晶表示パネルとの間に配置され、前記液晶表示パネル面と実質的に平行な面に、前記偏光素子の前記偏光膜の長さ方向に対して交差する方向に沿う帯状に形成され、前記観察方向から見て、前記偏光膜の透過軸に対して実質的に４５°で交差する方向に遅相軸をもち、透過光の常光と異常光との間に１／２波長の位相差を与える複数のλ／２位相差部と、前記λ／２位相差部と平行な帯状に形成された複数の透明な非位相差部とが、交互に並べてストライプ状に配列された位相差素子と、
前記液晶表示パネルの複数の画素のうち、前記面光源から照射され、前記偏光素子と前記位相差素子の前記複数のλ／２位相差部とを透過し、さらに前記液晶表示パネルの観察側とは反対側の偏光板を透過した光が入射する第１の領域の各画素に第１の画像を表示するための第１の画像データを書込み、前記面光源から照射され、前記偏光素子と前記位相差素子の前記複数の非位相差部とを透過し、さらに前記液晶表示パネルの前記反対側の偏光板を透過した光が入射する第２の領域の各画素に第２の画像を表示するための第２の画像データを書込む駆動手段と、
を備えたことを特徴とする。

この液晶表示装置において、前記位相差素子の複数のλ／２位相差部と非位相差部は、実質的に同じ幅を有しているのが望ましい。

さらに、前記位相差素子の複数のλ／２位相差部と非位相差部は、前記液晶表示パネルの画素ピッチに対応する幅を有しているのが好ましい。

また、前記偏光素子の複数の偏光膜は、前記液晶表示パネルの画面の上下方向と平行な方向に沿った細長形状に形成され、前記位相差素子の複数のλ／２位相差部と非位相差部は、前記画面の左右方向と平行な方向に沿った帯状に形成されているのが好ましい。

この発明の液晶表示装置は、前記液晶表示パネルとその観察側とは反対側の面に対向させて配置された面光源との間に、前記液晶表示パネルの法線方向と実質的に平行な膜面を有し、且つ前記液晶表示パネルの画面の予め定めた方向と平行な方向に沿った細長形状に形成された薄膜からなり、前記液晶表示パネルの法線に対して予め定めた角度で傾いた観察方向から見て、前記液晶表示パネルの観察側とは反対側の偏光板の透過軸の向きと実質的に平行または直交する方向に透過軸をもった複数の偏光膜が、これらの偏光膜の間にそれぞれ光透過部を設けて互いに平行に配列された偏光素子を配置しているため、前記面光源から照射され、前記偏光素子の複数の偏光膜を、その一方の膜面から他方の膜面に向かって斜めに透過して前記偏光膜の透過軸と平行な直線偏光となった光と、前記偏光素子の複数の偏光膜を、前記他方の膜面から前記一方の膜面に向かって斜めに透過して前記偏光膜の透過軸と平行な直線偏光となった光とが、前記液晶表示パネルの法線方向に対して一方の方向に傾いた方向と他方の方向に傾いた方向とに出射する。

さらに、この液晶表示装置は、前記偏光素子と前記液晶表示パネルとの間に、前記液晶表示パネル面と実質的に平行な面に、前記偏光素子の前記偏光膜の長さ方向に対して交差する方向に沿う帯状に形成され、前記観察方向から見て、前記偏光膜の透過軸に対して実質的に４５°で交差する方向に遅相軸をもち、透過光の常光と異常光との間に１／２波長の位相差を与える複数のλ／２位相差部と、前記λ／２位相差部と平行な帯状に形成された複数の透明な非位相差部とが、交互に並べてストライプ状に配列された位相差素子を配置しているため、前記偏光素子から前記液晶表示パネルの法線方向に対して一方の方向に傾いた方向に出射した前記直線偏光のうち、前記位相差素子の複数の非位相差部を透過した光が、前記液晶表示パネルの観察側とは反対側の偏光板により吸収され、前記位相差素子の複数のλ／２相差部により偏光面を実質的に９０°回転された光が、前記液晶表示パネルに前記反対側の偏光板を透過して入射し、また、前記偏光素子から前記液晶表示パネルの法線方向に対して他方の方向に傾いた方向に出射した前記直線偏光のうち、前記位相差素子の複数のλ／２相差部により偏光面を実質的に９０°回転された光が、前記液晶表示パネルの前記反対側の偏光板により吸収され、前記位相差素子の複数の非位相差部を透過した光が、前記液晶表示パネルに前記反対側の偏光板を透過して入射する。

そして、この液晶表示装置は、前記駆動手段により、前記液晶表示パネルの複数の画素のうち、前記面光源から照射され、前記偏光素子と前記位相差素子の前記複数のλ／２位相差部とを透過し、さらに前記液晶表示パネルの観察側とは反対側の偏光板を透過した光が入射する第１の領域の各画素に第１の画像を表示するための第１の画像データを書込み、前記面光源から照射され、前記偏光素子と前記位相差素子の前記複数の非位相差部とを透過し、さらに前記液晶表示パネルの前記反対側の偏光板を透過した光が入射する第２の領域の各画素に第２の画像を表示するための第２の画像データを書込むようにしているため、前記液晶表示パネルの前記第１の画像データが書込まれた各画素を透過した光が、前記液晶表示パネルの法線方向に対して一方の方向に傾いた方向に出射し、前記液晶表示パネルの前記第２の画像データが書込まれた各画素を透過した光が、前記液晶表示パネルの法線方向に対して他方の方向に傾いた方向に出射する。

したがって、この液晶表示装置によれば、前記第１と第２の２つの画像を、前記液晶表示パネルの法線方向に対して一方の方向と他方の方向とに傾いた互いに異なる方向に表示することができる。

この液晶表示装置において、前記位相差素子の複数のλ／２位相差部と非位相差部は、実質的に同じ幅を有しているのが望ましく、このようにすることにより、実質的に同じ品質の第１と第２の画像を表示することができる。

さらに、前記位相差素子の複数のλ／２位相差部と非位相差部は、前記液晶表示パネルの画素ピッチに対応する幅を有しているのが好ましく、このようにすることにより、高精細度の第１と第２の画像を表示することができる。

また、前記偏光素子の複数の偏光膜は、前記液晶表示パネルの画面の上下方向と平行な方向に沿った細長形状に形成され、前記位相差素子の複数のλ／２位相差部と非位相差部は、前記画面の左右方向と平行な方向に沿った帯状に形成されているのが好ましく、このようにすることにより、前記第１と第２の画像の一方を、前記液晶表示パネルの法線方向に対して前記画面の左方向に傾いた方向に表示し、他方の画像を、前記画面の右方向に傾いた方向に表示することができる。

図１及び図２はこの発明の一実施例を示しており、図１は液晶表示装置の斜視図、図２は前記液晶表示装置の偏光素子と位相差素子の一部分の拡大斜視図である。

この液晶表示装置は、図１に示すように、観察側（図１において上側）とその反対側とに偏光板８，９を有し、予め定めた矩形状の画面領域３に光の透過を制御する複数の画素４がマトリックス状に配列させて形成され、前記複数の画素４への画像データの書込みにより、その画像データに応じた画像を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に向けて照明光を照射する面光源１０と、前記面光源１０と前記液晶表示パネル１との間に配置された偏光素子１１と、前記偏光素子１１と前記液晶表示パネル１との間に配置された位相差素子と、前記液晶表示パネル１の複数の画素に画像データを書込む駆動手段１７とを備えている。

前記液晶表示パネル１は、例えばＴＮ型液晶表示パネルであり、液晶分子を実質的に９０°の捩れ角でツイスト配向させた液晶層を有する液晶セル２の観察側とその反対側とに、一対の偏光板８，９を、それぞれの透過軸８ａ，９ａを実質的に直交させるか、あるいは互いに平行にして配置して構成されている。

なお、この実施例では、前記液晶表示パネル１の一対の偏光板８，９のうち、観察側とは反対側の偏光板９の透過軸９ａの向きを、画面の左右方向に対して観察側から見て左回りに４５°ずれた方向に設定し、観察側の偏光板８の透過軸８ａの向きを、前記反対側の偏光板９の透過軸９ａに対して実質的に直交する方向に設定している。

前記液晶セル２は、例えばアクティブマトリックス型のものであり、その内部構造は図示しないが、前記画面領域３を囲む枠状のシール材７を介して接合された一対の透明基板５，６間に前記液晶層が封入され、前記一対の基板５，６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６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された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（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走査線と、各列のＴＦＴに画像データ信号を供給する複数の信号線とが設けられ、他方の観察側基板５の内面に、前記複数の画素電極にそれぞれ対応する赤、緑、青の３色のカラーフィルタと、これらのカラーフィルタを覆って形成され、前記複数の画素電極と対向する領域により前記複数の画素４を形成する一枚膜状の透明な対向電極とが設けられている。

なお、図１では、前記液晶表示パネル１の複数の画素４を大きく誇張しているが、前記複数の画素４は、前記行方向に沿う横幅が４０〜８０μｍ、前記列方向に沿う縦幅が４０〜１００μｍの正方形状または縦長矩形状に形成され、前記行方向及び列方向にそれぞれ５〜１０μｍの間隔で配列されている。

また、この実施例の液晶表示装置は、ＴＮ型の液晶表示パネル１を備えたものであるが、液晶表示パネルは、ＴＮ型に限らず、ＳＴＮ型、液晶分子を基板面に対して実質的に垂直に配向させた垂直配向型、液晶分子をツイストさせることなく基板面に対して実質的に平行に配向させた水平配向型、液晶分子をベンド配向させるベンド配向型のいずれか、あるいは強誘電性または反強誘電性液晶表示パネルでもよく、さらに、一対の基板のいずれか一方の内面に複数の画素を形成する例えば櫛状の第１と第２の電極を設け、これらの電極間に横電界（基板面に沿う方向の電界）を生じさせて液晶分子の配向状態を制御する横電界制御型液晶表示パネルでもよい。

一方、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た面光源１０は、前記液晶表示パネル１の法線方向を中心として一方の方向とその反対方向、例えば前記液晶表示パネル１の画面の左右方向に予め定めた傾き角で広がる角度範囲の方向に略均一な強度の照明光を照射するものであり、図１では簡略化しているが、板状の透明部材の一端面に光を入射させる入射端面が形成され、前記透明部材の対向する２つの板面の一方に前記入射端面から入射した光の出射面が形成され、他方の板面に前記入射端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と、前記導光板の入射端面に対向させて配置されたＬＥＤ（発光ダイオード）等からなる複数の発光素子と、前記導光板の出射面側に配置され、前記導光板の出射面から出射した光を前記角度範囲の方向に出射させる拡散板またはプリズムシート等の光学素子とからなっている。

また、前記面光源１０と前記液晶表示パネル１との間に配置された偏光素子１１は、図１及び図２に示すように、前記液晶表示パネル１の法線方向と実質的に平行な膜面を有し、且つ前記液晶表示パネル１の画面の予め定めた方向、例えば前記画面の上下方向と平行な方向に沿った細長形状に形成された薄膜からなり、前記液晶表示パネルの法線に対して予め定めた角度で傾いた２つの観察方向（第１と第２の観察方向）から見て、前記液晶表示パネル１の観察側とは反対側の偏光板９の透過軸９ａの向きと実質的に平行または直交する方向に透過軸１２ａをもった複数の偏光膜１２が、前記液晶表示パネル１の行方向の画素ピッチ（４５〜９０μｍ）と同程度の間隔で、これらの偏光膜１２の間にそれぞれ光透過部１３を設けて互いに平行に配列されたフィルム状素子であり、前記光透過部１３は、光学的に等方性なガラス、樹脂等の透明材により、前記偏光膜１２の高さ（細長形状の薄膜の膜幅）と同じ厚さに形成されている。この実施例では、偏光素子１１の前記複数の偏光膜１２は、その透過軸１２ａを偏光素子１１の表面に対して４５゜で傾斜する方向に向けて形成されている。

さらに、前記偏光素子１１と前記液晶表示パネル１との間に配置された位相差素子１４は、前記液晶表示パネル１面と実質的に平行な面に、前記偏光素子１１の前記偏光膜１２の長さ方向に対して交差する方向に沿う帯状に形成され、前記液晶表示パネル１の法線に対して予め定めた角度で傾いた観察方向から見て、偏光膜１２の透過軸１２ａの方向、及び前記液晶表示パネル１の反対側偏光板９の透過軸９ａ対して実質的に４５°で交差する方向、例えば前記液晶表示パネル１の画面の上下方向と平行な方向に遅相軸１５ａをもち、透過光の常光と異常光との間に１／２波長の位相差を与える複数のλ／２位相差部１５と、前記λ／２位相差部１５と平行で、且つ前記λ／２位相差部１５と実質的に同じ幅の帯状に形成された複数の透明な非位相差部１６とが、交互に並べてストライプ状に配列されたフィルム状素子であり、前記λ／２位相差部１５と非位相差部１６は、前記液晶表示パネル１の列方向の画素ピッチ（４５〜１１０μｍ）に対応する幅を有している。また、前記位相差素子１４における複数のλ／２位相差部１５の遅相軸１５ａは、前記液晶表示パネル１の反対側偏光板９の透過軸９ａに対して実質的に４５°で交差する方向に向いている。

なお、この位相差素子１４は、例えば、光学的に等方性なガラス、樹脂等からなる透明フィルムの一方の面に、帯状の複数のλ／２位相差膜をその幅と実質的に同じ間隔で互いに平行に形成したものである。

また、前記駆動手段１７は、前記液晶表示パネル１の各画素行を順次選択して選択行の走査線にゲート信号を供給し、前記各画素行の選択期間ごとに複数の信号線に画像データ信号を供給する表示駆動回路からなっており、前記液晶表示パネル１の複数の画素のうち、前記面光源１０から照射され、前記偏光素子１１と前記位相差素子１４の前記複数のλ／２位相差部１５とを透過し、さらに前記液晶表示パネルの観察側とは反対側の偏光板９を透過した光が入射する第１の領域、つまり１つ置きの複数の画素行の各画素に第１の画像を表示するための第１の画像データを書込み、前記面光源１０から照射され、前記偏光素子１１と前記位相差素子１４の前記複数の非位相差部１６とを透過し、さらに前記液晶表示パネルの前記反対側の偏光板を透過した光が入射する第２の領域、つまり他の１つ置きの複数の画素行の各画素に第２の画像を表示するための第２の画像データを書込むように構成されている。

この実施例の液晶表示装置は、カーナビゲーション用のものであり、前記駆動手段１７は、前記液晶表示パネル１の前記第１と第２の領域のうち、一方の領域の各画素に、運転席方向にナビゲーション画像を表示するためのナビゲーション画像データを書込み、他方の領域の各画素に、助手席方向に他の画像、例えばビデオ画像を表示するためのビデオ画像データを書込むように構成されている。

なお、自動車には、運転席が後方から見て右側にある右ハンドル車と、運転席が後方から見て左側にある左ハンドル車とがあるため、前記駆動手段１７は、前記液晶表示パネル１の前記第１と第２の領域の各画素へのナビゲーション画像データとビデオ画像データの書込みを切り替えることができるように構成されている。

この液晶表示装置は、前記液晶表示パネル１とその観察側とは反対側の面に対向させて配置された面光源１０との間に、前記液晶表示パネル１の法線方向と実質的に平行な膜面を有し、且つ前記液晶表示パネル１の画面の予め定めた方向に沿った細長形状に形成された薄膜からなり、前記液晶表示パネルの法線に対して予め定めた角度で傾いた観察方向から見て、前記液晶表示パネル１の観察側とは反対側の偏光板９の透過軸９ａの向きに対して直交する方向に透過軸１２ａをもった複数の偏光膜１２が、これらの偏光膜１２の間にそれぞれ光透過部１３を設けて互いに平行に配列された偏光素子１１を配置しているため、前記面光源１０から照射され、前記偏光素子１１の複数の偏光膜１２を、その一方の膜面から他方の膜面に向かって斜めに透過して前記偏光膜１２の透過軸１２ａと平行な直線偏光となった光と、前記偏光素子１１の複数の偏光膜１２を、前記他方の膜面から前記一方の膜面に向かって斜めに透過して前記偏光膜１２の透過軸１２ａと平行な直線偏光となった光とが、前記液晶表示パネルの法線方向に対して一方の方向に傾いた方向（第１の観察方向）と他方の方向に傾いた方向（第２の観察方向）とに出射する。

この実施例では、前記偏光素子１１の複数の偏光膜１２を、前記液晶表示パネル１の画面の上下方向と平行な方向に沿った細長形状に形成しているため、前記面光源１０から照射され、前記偏光素子１１の複数の偏光膜１２をその一方の膜面から他方の膜面に向かって斜めに透過して前記直線偏光となった光と、前記複数の偏光膜１２を前記他方の膜面から前記一方の膜面に向かって斜めに透過して前記直線偏光となった光が、前記液晶表示パネル１の法線方向に対して前記画面の左方向に傾いた方向（第１の観察方向）と右方向に傾いた方向（第２の観察方向）から観察される。

すなわち、前記面光源１０から前記液晶表示パネル１の画面の左右方向に予め定めた傾き角で広がる角度範囲の方向に照射された非偏光の照明光のうち、前記液晶表示パネル１の法線方向に対して観察側から見て左方向から入射し、右方向に向かう光Ａ_１は、前記偏光素子１１の複数の偏光膜１２を、液晶表示パネル１側から見て左側の膜面から右側の膜面に向かって斜めに透過して前記偏光膜１２の透過軸１２ａと平行な第１の直線偏光Ａ_１１になり、前記液晶表示パネル１の法線方向に対して観察側から見て右方向から入射し、左方向に向かう光Ａ_２は、前記偏光素子１１の複数の偏光膜１２を、液晶表示パネル１側から見て右左側の膜面から左側の膜面に向かって斜めに透過し、前記偏光膜１２の透過軸１２ａと平行な第２の直線偏光Ａ_２１になる。

なお、この実施例では、前記液晶表示パネル１の観察側とは反対側の偏光板９の透過軸９ａの向きを、画面の左右方向に対して観察側から見て左回りに４５°ずれた方向に設定し、前記偏光素子１１の複数の偏光膜１２の透過軸１２ａの向きを、第１及び第２の観察方向から見て、前記液晶表示パネル１の反対側偏光板９の透過軸９ａの向きと実質的に直交、又は平行となる方向、つまり、前記液晶表示パネル１の法線方向に対して４５゜の方向から見て、透過軸９ａの向きが前記反対側偏光板９の透過軸９ａの向きと直交または平行となるように、前記偏光膜１２の図上右側の膜面方向から見て右回りに４５°ずれた方向に設定している。

したがって、前記偏光素子１１の複数の偏光膜１２を液晶表示パネル１側から見て左側の膜面から右側の膜面に向かって斜めに透過した第１の直線偏光Ａ_１１は、前記液晶表示パネル１側から見て、前記液晶表示パネル１の画面の左右方向に対して左回りに４５°ずれた方向に偏光面をもった、前記液晶表示パネル１の反対側偏光板９の透過軸９ａに対して実質的に直交する直線偏光であり、前記偏光素子１１の複数の偏光膜１２を液晶表示パネル１側から見て右側の膜面から左側の膜面に向かって斜めに透過した第２の直線偏光Ａ_２１は、前記液晶表示パネル１側から見て、前記画面の左右方向に対して右回りに実質的に４５°ずれた方向に偏光面をもった、前記液晶表示パネル１の反対側偏光板９の透過軸９ａと実質的に平行な直線偏光である。

さらに、この液晶表示装置は、前記偏光素子１１と前記液晶表示パネル１との間に、前記液晶表示パネル１面と実質的に平行な面に、前記偏光素子１１の前記偏光膜１２の長さ方向に対して交差する方向に沿う帯状に形成され、前記液晶表示パネル１の法線に対して予め定めた角度で傾いた観察方向から見て、偏光膜１２の透過軸１２ａの方向、及び前記液晶表示パネル１の反対側偏光板９の透過軸９ａの方向に対して実質的に４５°で交差する方向に遅相軸１５ａをもった複数のλ／２位相差部１５と、前記λ／２位相差部１５と平行な帯状に形成された複数の透明な非位相差部１６とが交互に並べてストライプ状に配列された位相差素子１４を配置している。

そのため、前記偏光素子１１から前記液晶表示パネル１の法線方向に対して前記画面の左方向から入射し、右方向に出射する前記第１の直線偏光、つまり前記液晶表示パネル１の反対側偏光板９の透過軸９ａに対して実質的に直交する直線偏光Ａ_１１のうち、前記位相差素子１４の複数の非位相差部１６を偏光方向を変えずに透過した光が、前記液晶表示パネル１の反対側偏光板９により吸収され、前記位相差素子１４の複数のλ／２位相差１５により偏光面を実質的に９０°回転された光Ａ_１２が、前記液晶表示パネル１に前記反対側偏光板９を透過して入射する。

また、前記偏光素子１１から前記液晶表示パネル１の法線方向に対して前記画面の右方向から入射し、左上方向に出射する前記第２の直線偏光、つまり前記液晶表示パネル１の反対側偏光板９の透過軸９ａと実質的に平行な直線偏光Ａ_２１のうち、前記位相差素子１４の複数のλ／２位相差部１５により偏光面を実質的に９０°回転された光Ａ_２２が、前記液晶表示パネル１の反対側偏光板９により吸収され、前記位相差素子１４の複数の非位相差部１６を偏光方向を変えずに透過した光が、前記液晶表示パネル１に前記反対側偏光板９を透過して入射する。

そして、この液晶表示装置は、前記駆動手段１７により、前記液晶表示パネル１の複数の画素４のうち、前記面光源１０から照射され、前記偏光素子１１と前記位相差素子１４の複数のλ／２位相差部１５とを透過し、さらに前記液晶表示パネル１の反対側偏光板９を透過した光（前記液晶表示パネル１の法線方向に対して観察側から見て画面の左方向に傾いた方向の光）Ａ_１２が入射する第１の領域の各画素４に、前記ナビゲーション画像データとビデオ画像データの一方を書込み、前記面光源１０から照射され、前記偏光素子１１と前記位相差素子１４の前記複数の非位相差部１６とを透過し、さらに前記液晶表示パネル１の反対側偏光板９を透過した光（前記液晶表示パネル１の法線方向に対して観察側から見て画面の右方向に傾いた方向の光）Ａ_２２が入射する第２の領域の各画素４に、前記ナビゲーション画像データとビデオ画像データの他方を書込むようにしているため、前記液晶表示パネル１の前記ナビゲーション画像データが書込まれた各画素、例えば前記第２の領域の各画素４を透過した光が、前記液晶表示パネル１の法線方向に対して観察側から見て画面の右方向に傾いた方向に出射し、前記液晶表示パネル１の前記ビデオ画像データが書込まれた各画素、例えば前記第１の領域の各画素４を透過した光が、前記液晶表示パネル１の法線方向に対して観察側から見て画面の左方向に傾いた方向に出射する。

したがって、この液晶表示装置によれば、図１に示すように、前記ナビゲーション画像Ｂ１とビデオ画像Ｂ２の２つの画像を、前記液晶表示パネル１の法線方向に対して一方の方向と他方の方向とに傾いた互いに異なる方向に表示することができる。

そして、この液晶表示装置は、前記偏光素子１１の複数の偏光膜１２を、前記液晶表示パネル１の画面の上下方向と平行な方向に沿った細長形状に形成し、前記位相差素子１４の複数のλ／２位相差部１５と非位相差部１６を、前記画面の左右方向と平行な方向に沿った帯状に形成しているため、前記ナビゲーション画像Ｂ１とビデオ画像Ｂ２の一方、例えばビデオ画像Ｂ２を、前記液晶表示パネル１の法線方向に対して前記画面の左方向に傾いた方向に表示し、他方の画像、つまりナビゲーション画像Ｂ１を、前記画面の右方向に傾いた方向に表示することができる。

また、この液晶表示装置は、前記位相差素子１４の複数のλ／２位相差部１５と非位相差部１６を、実質的に同じ幅を有する帯状に形成しているため、実質的に同じ品質のナビゲーション画像Ｂ１とビデオ画像Ｂ２を表示することができる。

さらに、この液晶表示装置では、前記位相差素子１４の複数のλ／２位相差部１５と非位相差部１６を、前記液晶表示パネル１の列方向の画素ピッチに対応する幅を有する帯状に形成しているため、高精細度のナビゲーション画像Ｂ１とビデオ画像Ｂ２を表示することができる。

なお、上記実施例では、前記偏光素子１１の複数の偏光膜１２の間の光透過部１３を、前記偏光膜１２の高さ（細長形状の薄膜の膜幅）と同じ厚さに形成しているが、この光透過部１３は、図３に示した変形例のように、前記偏光膜１２の高さよりも小さい厚さに形成してもよい。

また、上記実施例の液晶表示装置はカーナビゲーション用のものであるが、この発明は、例えば、画面を上向きにして使用され、前記画面を挟んで向かい合う２人の対戦者に対してそれぞれ、相手には見えない第１と第２のゲーム画像を表示するゲーム用表示装置等にも適用することができる。

その場合、前記２人の対戦者に対する第１と第２のゲーム画像の表示方向が、前記液晶表示パネル１の法線方向に対して画面の上下方向であるときは、前記偏光素子１１の複数の偏光膜１２を、前記画面の左右方向と平行な方向に沿った細長形状に形成し、前記位相差素子１４の複数のλ／２位相差部１５と非位相差部１６を、前記画面の上下方向と平行な方向に沿った帯状に形成すればよい。

さらに、この発明は、表示の観察者に、画面の正面方向（液晶表示パネル１の法線付近の方向）から立体的な三次元画像を観察させる三次元画像表示装置にも適用することができ、その場合は、前記偏光素子１１の複数の偏光膜１２を、前記画面の上下方向と平行な方向に沿った細長形状に形成するとともに、前記偏光膜１２の幅と間隔を前記観察者の左右の眼の間隔に対応した角度から異なる画像が観察できるように調整し、前記位相差素子１４の複数のλ／２位相差部１５と非位相差部１６を、前記画面の左右方向と平行な方向に沿った帯状に形成し、前記駆動手段１７を、前記液晶表示パネル１の複数の画素のうち、前記面光源１０から照射され、前記偏光素子１１と前記位相差素子１４の複数のλ／２位相差部１５とを透過し、さらに前記液晶表示パネル１の反対側偏光板９を透過した光が入射する第１の領域と、前記偏光素子１１と前記位相差素子１４の複数の非位相差部１６とを透過し、さらに前記液晶表示パネル１の反対側偏光板９を透過した光が入射する第２の領域とのうち、一方の領域の各画素に、前記観察者の左眼に観察させる左眼用画像を表示するための左眼用画像データを書込み、他方の領域の各画素に、前記観察者の右眼に観察させる右眼用画像を表示するための右眼用画像データを書込むように構成すればよい。

この発明の一実施例を示す液晶表示装置の斜視図。前記液晶表示装置の偏光素子と位相差素子の一部分の拡大斜視図。前記偏光素子の変形例を示す一部分の拡大斜視図。

符号の説明

１…液晶表示パネル、２…液晶セル、３…画面領域、４…画素、８，９…偏光板、８ａ，９ａ…透過軸、１０…面光源、１１…偏光素子、１２…偏光膜、１２ａ…透過軸、１３…光透過部、１４…位相差素子、１５…λ／２位相差部、１５ａ…遅相軸、１６…非位相差部、１７…駆動手段、Ｂ１，Ｂ２…表示画像。

Claims

観察側とその反対側とに偏光板を有し、予め定めた画面領域に光の透過を制御する複数の画素がマトリックス状に配列させて形成され、前記複数の画素への画像データの書込みにより、その画像データに応じた画像を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に向けて照明光を照射する面光源と、
前記面光源と前記液晶表示パネルとの間に配置され、前記液晶表示パネルの法線方向と実質的に平行な膜面を有し、且つ前記液晶表示パネルの画面の予め定めた方向と平行な方向に沿った細長形状に形成された薄膜からなり、前記液晶表示パネルの法線に対して予め定めた角度で傾いた観察方向から見て、前記液晶表示パネルの観察側とは反対側の偏光板の透過軸の向きと実質的に平行または直交する方向に透過軸をもった複数の偏光膜が、これらの偏光膜の間にそれぞれ光透過部を設けて互いに平行に配列された偏光素子と、
前記偏光素子と前記液晶表示パネルとの間に配置され、前記液晶表示パネル面と実質的に平行な面に、前記偏光素子の前記偏光膜の長さ方向に対して交差する方向に沿う帯状に形成され、前記観察方向から見て、前記偏光膜の透過軸に対して実質的に４５°で交差する方向に遅相軸をもち、透過光の常光と異常光との間に１／２波長の位相差を与える複数のλ／２位相差部と、前記λ／２位相差部と平行な帯状に形成された複数の透明な非位相差部とが、交互に並べてストライプ状に配列された位相差素子と、
前記液晶表示パネルの複数の画素のうち、前記面光源から照射され、前記偏光素子と前記位相差素子の前記複数のλ／２位相差部とを透過し、さらに前記液晶表示パネルの観察側とは反対側の偏光板を透過した光が入射する第１の領域の各画素に第１の画像を表示するための第１の画像データを書込み、前記面光源から照射され、前記偏光素子と前記位相差素子の前記複数の非位相差部とを透過し、さらに前記液晶表示パネルの前記反対側の偏光板を透過した光が入射する第２の領域の各画素に第２の画像を表示するための第２の画像データを書込む駆動手段と、
を備えたことを特徴とする液晶表示装置。
位相差素子の複数のλ／２位相差部と非位相差部は、実質的に同じ幅を有し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。
位相差素子の複数のλ／２位相差部と非位相差部は、液晶表示パネルの画素ピッチに対応する幅を有していることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
偏光素子の複数の偏光膜は、液晶表示パネルの画面の上下方向と平行な方向に沿った細長形状に形成され、位相差素子の複数のλ／２位相差部と非位相差部は、前記画面の左右方向と平行な方向に沿った帯状に形成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。