JP2007155783A

JP2007155783A - 液晶表示装置

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Publication number: JP2007155783A
Application number: JP2005346521A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Daiku; 康宏代工
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 2005-11-30
Filing date: 2005-11-30
Publication date: 2007-06-21
Anticipated expiration: 2025-11-30
Also published as: JP4600260B2

Abstract

【課題】低コストに得ることができる視野制御型の液晶表示装置を提供する。
【解決手段】液晶表示素子１の観察側とは反対側に、液晶表示素子１の法線方向に出射する正面光の強度が前記法線に対して一方の方向及びその反対方向に傾いた方向に出射する斜め光の強度よりも高い強度分布の第１の照明光と、前記斜め光の強度が前記正面光の強度よりも高い強度分布の第２の照明光とを選択的に照射する面光源８を配置し、駆動手段２２により、液晶表示素子１の各画素に、画像信号に対応した表示画像データ信号と、前記表示画像データ信号と予め登録されたパターンの固定画像に対応した固定画像データ信号のいずれか一方を選択した選択データ信号とを交互に印加し、前記表示画像データ信号の印加に同期させて面光源８から前記第１の照明光を照射させ、前記選択データ信号の印加に同期させて面光源８から前記第２の照明光を照射させるようにした。
【選択図】図１

Description

この発明は、視野制御型の液晶表示装置に関する。

液晶表示装置は、光の透過を制御する複数の画素をマトリックス状に配列した画面領域を有する液晶表示素子の観察側とは反対側に、前記液晶表示素子に向けて照明光を照射する面光源を配置して構成されている（特許文献１参照）。

ところで、例えば携帯電話機等の電子機器に実装する液晶表示装置には、その表示の視野を、広視野と、液晶表示装置の使用者以外の他者により表示を覗き見されないような狭視野とに切換えることができる視野制御性が要求されている。

視野制御型の液晶表示装置としては、従来、前記液晶表示素子の一方の面側に、一対の基板間に液晶を封入し、その液晶分子を、前記液晶表示素子の画面に対応する領域を複数に区分した各区分領域毎に、前記液晶表示素子の法線に対して一方の方向に傾いた方向に視野を有する配向状態と、その方向とは反対方向に傾いた方向に視野を有する配向状態とに配向させ、前記一対の基板の互いに対向する内面それぞれに、前記各区分領域に対応させて、予め定めた形状の電極を設けた視野制限用液晶素子を配置したものが提案されている（特許文献２参照）。

この液晶表示装置は、前記視野制限用液晶素子の電極間への電圧の印加により、斜め方向からの視認性を低下させて前記液晶表示素子の表示の視野を制限するものであり、前記視野制限用液晶素子の電極間に電圧を印加しないとき、つまり視野制限用液晶素子が無表示状態のときは、前記液晶表示素子の表示画像が広い視野で見える。

それに対し、前記視野制限用液晶素子の電極間に電圧を印加すると、前記正面方向に対して一方の方向及びその反対方向に傾いた方向から見たときに、前記液晶表示素子の表示画像が、前記視野制限用液晶素子の一方の方向に傾いた方向に視野を有する各区分領域の表示及び反対方向に傾いた方向に視野を有する各区分領域の前記予め定めた形状の電極に対応する表示により隠されるため、前記一方の方向及び反対方向に傾いた方向からは前記液晶表示素子の表示画像を認識することができなくなり、前記表示画像の視野が見かけ上制限され、前記表示の視野が狭くなる。
特開２００３―１４９５９９号公報特開２０００―１３３３３４号公報

しかし、前記視野制限用液晶素子は、その一対の基板の内面にそれぞれ、前記各区分領域毎に方向を異ならせた複雑な配向処理（配向膜のラビング処理）を施さなければならないため、製造が難しい。

そのため、前記視野制限用液晶素子を備えた従来の視野制御型液晶表示装置は、コスト高であるという問題をもっている。

この発明は、低コストに得ることができる視野制御型の液晶表示装置を提供することを目的としたものである。

この発明の液晶表示装置は、
光の透過を制御する複数の画素をマトリックス状に配列した画面領域を有し、前記複数の画素それぞれに画像データ信号が印加され、その画像データに対応した画像を表示する液晶表示素子と、
前記液晶表示素子の観察側とは反対側に配置され、前記液晶表示素子に向けて、前記液晶表示素子の法線方向に出射する正面光の強度が前記法線方向に対して一方の方向及びその反対方向に傾いた方向に出射する斜め光の強度よりも高い強度分布の第１の照明光と、前記斜め光の強度が前記正面光の強度よりも高い強度分布の第２の照明光とを選択的に照射する面光源と、
前記液晶表示素子の各画素に、画像信号に対応した表示画像データ信号と、前記表示画像データ信号と予め登録されたパターンの固定画像に対応した固定画像データ信号のうちのいずれか一方が選択された選択データ信号とを交互に印加し、前記表示画像データ信号の前記画素への印加に同期させて前記面光源から前記第１の照明光を照射させ、前記選択データ信号の前記画素への印加に同期させて前記面光源から前記第２の照明光を照射させる駆動手段とを備えたことを特徴とする。

この発明の液晶表示装置において、前記第２の照明光の正面光の強度は、前記第１の照明光の正面光の強度の２０％以下に設定するのが望ましい。

また、前記面光源は、一端面とその反対側の端面とに第１と第２の入射端面が形成され、前記液晶表示素子に対向する面に前記第１及び第２の入射端面から入射した光を出射させる出射面が形成され、前記第１の入射端面から入射した第１の光を前記出射面から前記液晶表示素子の法線に対して前記第１の入射端面とは反対方向に傾いた方向に出射し、前記第２の入射端面から入射した第２の光を前記出射面から前記液晶表示素子の法線に対して前記第２の入射端面とは反対方向に傾いた方向に出射する導光手段と、前記導光手段の第１及び第２の入射端面と実質的に平行で且つ前記第１の入射端面側の側面と前記第２の入射端面側の側面とが互いに異なる形状に形成された複数の細長プリズムを有し、前記導光手段の出射面に対向させて配置され、前記導光手段の出射面から出射した前記第１と第２の光のうち、前記複数の細長プリズムにその一方の側面から入射した一方の光を、前記液晶表示素子の法線付近の方向に向けて出射し、前記複数の細長プリズムにその他方の側面から入射した他方の光を、前記液晶表示素子の法線に対して前記細長プリズムの長さ方向と直交する方向に沿った一方の方向及びその反対方向に傾いた方向に出射するプリズムシートと、前記導光手段の第１の入射端面と第２の入射端面にそれぞれ対向させて配置され、選択的に点灯される第１と第２の発光素子とにより構成するのが望ましい。

その場合、前記面光源の導光手段は、板状の透明部材からなり、その一端面に第１の入射端面が形成され、対向する２つの板面の一方に第１の出射面が形成され、他方の板面に、前記第１の入射端面から入射した光を内面反射して前記第１の出射面から前記液晶表示素子の法線に対して前記第１の入射端面とは反対方向に傾いた方向に出射させ、外面側から入射した光を透過させて前記第１の出射面から出射する第１の反射面が形成された第１の導光板と、前記第１の導光板とは別体の板状の透明部材からなり、前記第１の導光板の第１の入射端面とは反対側の端面に第２の入射端面が形成され、対向する２つの板面の一方に第２の出射面が形成され、他方の板面に前記第２の入射端面から入射した光を反射して前記第２の出射面から前記液晶表示素子の法線に対して前記第２の入射端面とは反対方向に傾いた方向に出射させる第２の反射面が形成され、前記第２の出射面を前記第１の導光板の第１の反射面に対向させて配置された第２の導光板とにより構成し、前記第１の導光板の第１の入射端面に対向させて第１の発光素子を配置し、前記第２の導光板の第２の入射端面に対向させて第２の発光素子を配置するのが好ましい。

この発明の液晶表示装置は、光の透過を制御する複数の画素をマトリックス状に配列した画面領域を有し、前記複数の画素それぞれに画像データ信号が印加され、その画像データに対応した画像を表示する液晶表示素子の各画素に、画像信号に対応した表示画像データ信号と、前記表示画像データ信号と予め登録されたパターンの固定画像に対応した固定画像データ信号のうちのいずれか一方が選択された選択データ信号とを交互に印加し、前記表示画像データ信号の前記画素への印加に同期させて前記面光源から前記第１の照明光を照射させ、前記選択データ信号の前記画素への印加に同期させて前記面光源から前記第２の照明光を照射させるようにしたものであるため、前記液晶表示素子の表示の視野を、広視野と狭視野とに制御することができる。

すなわち、この液晶表示装置は、前記表示画像データに対応した画像と、前記表示画像データと前記固定画像データのうちのいずれか一方が選択された選択データに対応した画像とを交互に表示するものであり、前記液晶表示素子の各画素に前記表示画像データ信号を印加し、それに同期させて前記面光源から前記正面光の強度が前記斜め光の強度よりも高い強度分布の第１の照明光を照射させることにより前記表示画像データに対応した画像を表示し、前記液晶表示素子の各画素に前記選択データ信号を印加し、それに同期させて前記面光源から前記斜め光の強度が前記正面光の強度よりも高い強度分布の第２の照明光を照射させることにより前記選択データに対応した画像を表示する。

そのため、前記表示画像データに対応した表示は、その視野を正面方向、つまり前記液晶表示素子の法線付近の方向に制限された表示であり、前記選択データに対応した表示は、その視野を前記正面方向に対して一方の方向及びその反対方向に傾いた方向に制限された表示である。

そして、前記選択データ信号として、表示画像データ信号が選択されたときは、前記表示画像データに対応した画像が交互に表示され、それに同期して正面方向に輝度分布のピークを持った第１の照明光と、左右方向に輝度分布のピークを持った第２の照明光が交互に照射されるため、正面方向からも前記正面方向に対して一方の方向及びその反対方向に傾いた方向からも画像信号に対応した表示画像を観察させる広視野表示を行なうことができる。

一方、前記固定画像データは、予め登録されたパターンの固定画像に対応したデータであり、前記選択データ信号として、前記固定画像データ信号が選択されたときは、前記表示画像データに対応した画像と前記固定画像データに対応した画像とが交互に表示され、それに同期して前記第１及び第２の照明光が照射されるため、前記正面方向に対して傾いた方向からは、前記第１の照明光による前記表示画像データに対応した表示画像を視認することができず、しかもその傾いた方向には、前記第２の照明光による前記固定画像データに対応するパターンの固定画像が表示され、前記表示画像が固定画像により隠されるため、前記表示画像を斜め方向から認識できなくなる。そのため、画像信号に対応した表示画像を視認できる視野の範囲を正面方向に制限した狭視野表示を行なうことができる。

そして、この液晶表示装置は、前記液晶表示素子の観察側とは反対側に、前記液晶表示素子に向けて、前記液晶表示素子の法線方向に出射する正面光の強度が前記法線に対して一方の方向及びその反対方向に傾いた方向に出射する斜め光の強度よりも高い強度分布の第１の照明光と、前記斜め光の強度が前記正面光の強度よりも高い強度分布の第２の照明光とを選択的に照射する面光源を配置し、前記液晶表示素子と前記面光源を駆動する駆動手段により、前記液晶表示素子の各画素に、画像信号に対応した表示画像データ信号と、前記表示画像データ信号と予め登録されたパターンの固定画像に対応した固定画像データ信号のうちののいずれか一方が選択された選択データ信号とを交互に印加し、前記表示画像データ信号の印加に同期させて前記面光源から前記第１の照明光を照射させ、前記選択データ信号の印加に同期させて前記面光源から前記第２の照明光を照射させて表示の視野を広視野と狭視野とに制御するようにしたものであるため、製造の難しい視野制限用液晶素子を備えた従来の視野制御型液晶表示装置に比べてはるかに低コストに得ることができる。

この発明の液晶表示装置において、前記第２の照明光の正面光の強度は、前記第１の照明光の正面光の強度の２０％以下に設定するのが望ましく、このようにすることにより、前記狭視野表示のときの正面方向から観察される表示画像のコントラストを充分に高くすることができる。

また、前記面光源は、一端面とその反対側の端面とに第１と第２の入射端面が形成され、前記液晶表示素子に対向する面に前記第１及び第２の入射端面から入射した光を出射させる出射面が形成され、前記第１の入射端面から入射した第１の光を前記出射面から前記液晶表示素子の法線に対して前記第１の入射端面とは反対方向に傾いた方向に出射し、前記第２の入射端面から入射した第２の光を前記出射面から前記液晶表示素子の法線に対して前記第２の入射端面とは反対方向に傾いた方向に出射する導光手段と、前記導光手段の第１及び第２の入射端面と実質的に平行で且つ前記第１の入射端面側の側面と前記第２の入射端面側の側面とが互いに異なる形状に形成された複数の細長プリズムを有し、前記導光手段の出射面に対向させて配置され、前記導光手段の出射面から出射した前記第１と第２の光のうち、前記複数の細長プリズムにその一方の側面から入射した一方の光を、前記液晶表示素子の法線付近の方向に向けて出射し、前記複数の細長プリズムにその他方の側面から入射した他方の光を、前記液晶表示素子の法線に対して前記細長プリズムの長さ方向と直交する方向に沿った一方の方向及びその反対方向に傾いた方向に出射するプリズムシートと、前記導光手段の第１の入射端面と第２の入射端面にそれぞれ対向させて配置され、選択的に点灯される第１と第２の発光素子とにより構成するのが望ましく、このようにすることにより、前記正面光の強度が前記斜め光の強度よりも高い強度分布の第１の照明光と、前記斜め光の強度が前記正面光の強度よりも高い強度分布の第２の照明光とを選択的に前記液晶表示素子に向けて照射するとともに、面光源の製造を簡単にし、前記液晶表示装置をさらに低コストに得ることができる。

その場合、前記面光源の導光手段は、板状の透明部材からなり、その一端面に第１の入射端面が形成され、対向する２つの板面の一方に第１の出射面が形成され、他方の板面に、前記第１の入射端面から入射した光を内面反射して前記第１の出射面から前記液晶表示素子の法線に対して前記第１の入射端面とは反対方向に傾いた方向に出射させ、外面側から入射した光を透過させて前記第１の出射面から出射する第１の反射面が形成された第１の導光板と、前記第１の導光板とは別体の板状の透明部材からなり、前記第１の導光板の第１の入射端面とは反対側の端面に第２の入射端面が形成され、対向する２つの板面の一方に第２の出射面が形成され、他方の板面に前記第２の入射端面から入射した光を反射して前記第２の出射面から前記液晶表示素子の法線に対して前記第２の入射端面とは反対方向に傾いた方向に出射させる第２の反射面が形成され、前記第２の出射面を前記第１の導光板の第１の反射面に対向させて配置された第２の導光板とにより構成し、前記第１の導光板の第１の入射端面に対向させて第１の発光素子を配置し、前記第２の導光板の第２の入射端面に対向させて第２の発光素子を配置するのが好ましく、このようにすることにより、前記第１及び第２の発光素子からの光を前記第１及び第２の導光板により効率良く導き、前記第１の導光板の第１の出射面から、前記正面光の強度が前記斜め光の強度よりも充分に高い強度分布の第１の照明光と、前記斜め光の強度が前記正面光の強度よりも充分に高い強度分布の第２の照明光とを選択的に前記液晶表示素子に向けて照射することができる。

図１〜図７はこの発明の一実施例を示しており、図１は液晶表示装置の分解斜視図である。

この液晶表示装置は、図１のように、光の透過を制御する複数の画素（図示せず）をマトリックス状に配列した画面領域１ａを有し、前記複数の画素それぞれに画像データ信号が印加され、その画像データに対応した画像を表示する液晶表示素子１と、前記液晶表示素子１の観察側（図１において上側）とは反対側に配置され、前記液晶表示素子１に向けて、前記液晶表示素子１の法線方向に出射する正面光の強度が前記法線に対して一方の方向及びその反対方向に傾いた方向に出射する斜め光の強度よりも高い強度分布の第１の照明光と、前記斜め光の強度が前記正面光の強度よりも高い強度分布の第２の照明光とを選択的に照射する面光源８と、前記液晶表示素子１と面光源８を駆動する駆動手段２２とにより構成されている。

前記液晶表示素子１は、その内部構造は図示しないが、前記画面領域１ａを囲む枠状のシール材４を介して接合された一対の透明基板２，３と、これらの基板２，３の対向する内面それぞれに設けられ、互いに対向する領域によりマトリックス状に配列する複数の画素を形成する透明電極と、前記一対の基板２，３間の前記シール材４で囲まれた領域に封入された液晶層と、前記一対の基板２，３の外面にそれぞれ配置された一対の偏光板５，６とからなっている。

この液晶表示素子１は、一方の基板２の内面に、複数の画素電極を行方向及び列方向にマトリックス状に配列させて設け、他方の基板３の内面に、前記複数の画素電極の配列領域に対向する一枚膜状の対向電極を設けたアクティブマトリックス液晶表示素子であり、前記一方の基板２の内面には、前記複数の画素電極にそれぞれ接続されたＴＦＴからなるアクティブ素子と、各行のＴＦＴにゲート信号を供給する複数の走査ラインと、各列のＴＦＴにデータ信号を供給する複数のデータラインが設けられている。

なお、前記一方の基板２は、他方の基板３の外方に張出すドライバ搭載部２ａを有しており、前記複数のゲートライン及びデータラインは、前記ドライバ搭載部２ａに搭載されたＬＳＩからなる表示ドライバ７に接続されている。

さらに、前記一対の基板２，３の内面には、前記電極を覆って配向膜が設けられており、前記液晶層の液晶分子は、前記一対の基板２，３間において、前記配向膜により規定される配向状態に配向している。

この液晶表示素子１は、液晶分子をツイスト配向させたＴＮまたはＳＴＮ型、液晶分子を基板２，３面に対して実質的に垂直に配向させた垂直配向型、液晶分子をツイストさせることなく基板２，３面に対して実質的に平行に配向させた水平配向型、液晶分子をベンド配向させるベンド配向型のいずれかの液晶表示素子、あるいは強誘電性または反強誘電性液晶表示素子であり、前記一対の偏光板５，６は、それぞれの透過軸の向きを、良好なコントラスト特性が得られるように設定して配置されている。

なお、この液晶表示素子１は、一対の基板２，３の内面それぞれに設けられた電極間に縦電界（液晶層の厚さ方向の電界）を生じさせて液晶分子の配向状態を変化させる縦電界制御型のものに限らず、一対の基板２，３のいずれか一方の内面に複数の画素を形成する例えば櫛状の第１と第２の電極を設け、これらの電極間に横電界（基板面に沿う方向の電界）を生じさせて液晶分子の配向状態を変化させる横電界制御型のものでもよい。

さらに、前記液晶表示素子１は、ノーマリーホワイトモードの表示素子でも、ノーマリーブラックモードの表示素子でもよい。

前記面光源８は、一端面とその反対側の端面とに第１と第２の入射端面１１，１５が形成され、前記液晶表示素子１に対向する面に前記第１及び第２の入射端面から入射した光を出射させる出射面１２が形成され、前記第１の入射端面１１から入射した第１の光を前記出射面１２から前記液晶表示素子１の法線に対して前記第１の入射端面１１とは反対方向に傾いた方向に出射し、前記第２の入射端面１５から入射した第２の光を前記出射面１２から前記液晶表示素子１の法線に対して前記第２の入射端面１５とは反対方向に傾いた方向に出射する導光手段９と、前記導光手段９の出射面１２に対向させて配置され、前記導光手段９の出射面１２から出射した前記第１と第２の光のうち、一方の光を、前記液晶表示素子１の法線付近の方向に向けて出射し、他方の光を、前記液晶表示素子１の法線に対して一方の方向及びその反対方向に傾いた方向に出射するプリズムシート１９と、前記導光手段９の第１の入射端面１１と第２の入射端面１５にそれぞれ対向させて配置され、選択的に点灯される第１と第２の発光素子２１ａ，２１ｂとからなっている。

図２は前記面光源８の一部分の拡大側面図であり、前記導光手段９は、アクリル樹脂板等の板状の透明部材からなり、その一端面に第１の入射端面１１が形成され、対向する２つの板面の一方に第１の出射面１２が形成され、他方の板面に、前記第１の入射端面１１から入射した光を外気との界面での全反射により内面反射して前記第１の出射面１２から前記液晶表示素子１の法線に対して前記第１の入射端面１１とは反対方向に傾いた方向に出射させ、前記他方の板面の外面側から入射した光を透過させて前記第１の出射面１２から出射する第１の反射面１３が形成された第１の導光板１０と、前記第１の導光板１０とは別体のアクリル樹脂板等の板状の透明部材からなり、前記第１の導光板１０の第１の入射端面１１とは反対側の端面に第２の入射端面１５が形成され、対向する２つの板面の一方に第２の出射面１６が形成され、他方の板面に前記第２の入射端面１５から入射した光を反射して前記第２の出射面１６から前記液晶表示素子１の法線に対して前記第２の入射端面１５とは反対方向に傾いた方向に出射させる前記第２の反射面１７が形成され、前記第２の出射面１６を前記第１の導光板の第１の反射面に対向させて配置された第２の導光板１４とにより構成されている。

なお、この実施例では、前記第２の導光板１４の反射面（第２の反射面）１７を、前記他方の板面に反射膜１８を設けて形成しているが、この反射面１７は、前記第２の導光板１４の入射端面（第２の入射端面）１５から入射した光を外気との界面で全反射する内面反射面でもよい。

前記第１の導光板１０は、その出射面（第１の出射面）１２を平坦面に形成し、反射面（第１の反射面）１３を前記第１の入射端面１１側から導光板１０の他端側に向かって前記出射面１２に近くなる方向に傾いた傾斜面に形成した楔状板からなっており、前記出射面１２を前記液晶表示素子１に対向させ、且つ前記出射面１２を前記液晶表示素子１と実質的に平行にするとともに、前記第１の入射端面１１を前記液晶表示素子１の画面の左方向に向けて配置されている。

また、前記第２の導光板１４は、その反射面（第２の反射面）１７を平坦面に形成し、出射面（第２の出射面）１６を前記第２の入射端面１５側から導光板１４の他端側に向かって前記反射面１７に近くなる方向に前記第１の導光板１０の反射面１３と同じ角度で傾いた傾斜面に形成した楔状板からなっており、前記出射面１６を前記第１の導光板の反射面１３に間隙Ａを存して対向させ、且つ前記出射面１６を前記第１の導光板１０の反射面１３と実質的に平行にするとともに、前記第２の入射端面１５を前記液晶表示素子１の画面の右方向に向けて配置されている。

なお、図１及び図２では、前記第１の導光板１０の反射面１３の傾斜角と前記第２の導光板１４の出射面１６の傾斜角を大きく誇張しているが、これらの傾斜角は、前記第１の導光板１０の出射面１２及び前記第２の導光板１４の反射面１７に対して２〜１０°程度に設定されている。

一方、前記プリズムシート１９は、透明フィルムの一方の面に、前記導光手段９の第１及び第２の入射端面１１，１５と実質的に平行で且つ前記第１の入射端面１１側の第１の側面２０ａと前記第２の入射端面１５側の第２の側面２０ｂとが互いに異なる形状に形成された複数の細長プリズム２０を、前記液晶表示素子１の画素ピッチと同程度またはそれよりも小さいピッチで設けたものであり、前記複数の細長プリズム２０は、例えば、前記第１の入射端面１１側の第１の側面２０ａを、前記フィルム面からプリズム頂部に向かって前記第１の入射端面１１方向に５〜１５°傾いた急角度の直線面に形成し、前記第２の入射端面１５側の第２の側面２０ｂを、前記フィルム面からプリズム頂部に向かって前記第２の入射端面１５方向に３０〜４０°の平均角で傾いた、半径が５０〜９０ｍｍの外膨らみの湾曲面に形成した形状に形成されている。

そして、このプリズムシート１９は、そのプリズム形成面を前記導光手段９の出射面、つまり前記第１の導光板１０の出射面１２に対向させて配置されている。

また、前記第１と第２の発光素子２１ａ，２１ｂは、ＬＥＤ（発光ダイオード）からなる固体発光素子であり、前記第１の導光板１０の第１の入射端面１１と、前記第２の導光板１４の第２の入射端面１５とにそれぞれ対向させて、前記入射端面１１，１５の長さ方向に間隔をおいて複数個配置されている。

この面光源８は、前記第１と第２の発光素子２１ａ，２１ｂが選択的に点灯され、前記第１の発光素子２１ａが点灯されたときに、この第１の発光素子２１ａから出射し、前記第１の導光板１０により導かれてその出射面１２から出射した第１の光を、前記プリズムシート１９により、前記液晶表示素子１の法線付近の方向に向けて出射する。

また、この面光源８は、前記第２の発光素子２１ｂが点灯されたときに、この第２の発光素子２１ｂから出射し、前記第２の導光板１４により導かれてその出射面１６から出射し、さらに前記第１の導光板１０を透過してその出射面１２から出射した第２の光を、前記プリズムシート１９により、前記液晶表示素子１の法線に対して前記細長プリズム２０の長さ方向と直交する方向に沿った一方の方向及びその反対方向に傾いた方向、つまり前記液晶表示素子１の画面左右方向に傾いた方向に出射する。

図３は前記面光源８からの第１と第２の照明光の出射光線図であり、（ａ）は第１の照明光の出射光線を示し、（ｂ）は第１の照明光の出射光線を示している。

図３（ａ）のように、前記第１の発光素子２１ａから出射し、前記第１の導光板１０にその第１の入射端面１１から入射した第１の光は、前記第１の導光板１０内を、その反射面１３と外気（第２の導光板１４との間隙Ａ内の空気）との界面及び出射面１２と外気（プリズムシート１９との間の空気）との界面により反射しながら導かれ、この第１の導光板１０の出射面１２から、前記液晶表示素子１の法線に対して前記第１の入射端面１１とは反対方向に傾いた方向に出射する。

そして、この第１の光は、前記プリズムシート１９の複数の細長プリズム２０に、前記直線面からなる第１の側面２０ａから入射し、その反対側の湾曲面からなる第２の側面２０ｂにより屈折され、このプリズムシート１９の反対面から、前記液晶表示素子１の法線付近の方向に向かって出射する。

また、図３（ｂ）のように、前記第２の発光素子２１ｂから出射し、前記第２の導光板１４にその第２の入射端面１５から入射した第２の光は、この第２の導光板１４内を、その反射面１７及び出射面１６と外気（第１の導光板１０との間隙Ａ内の空気）との界面により反射しながら導かれ、この第２の導光板１４の出射面１６から、前記液晶表示素子１の法線に対して前記第２の入射端面１５とは反対方向に傾いた方向に出射し、さらに前記第１の導光板１０を透過してこの前記第１の導光板１０の第１の出射面１２から出射する。

そして、この第２の光は、前記プリズムシート１９の複数の細長プリズム２０に、湾曲面からなる第２の側面２０ｂから入射し、その反対側の直線面からなる第１の側面２０ａへの入射角に応じて、この第１の側面２０ａにより反射されるか、あるいは前記第１の側面２０ａを外気との界面で屈折されて透過し、このプリズムシート１９の反対面から、前記液晶表示素子１の法線に対して、前記画面の左方向及び右方向に傾いた方向に出射する。

このように、前記面光源８は、前記第１の発光素子２１ａの点灯により、前記液晶表示素子１の法線方向に出射する正面光の強度が前記液晶表示素子１の法線に対して前記画面の左方向及び右方向に傾いた方向に出射する斜め光の強度よりも高い強度分布の第１の照明光を前記液晶表示素子１に向けて照射し、前記第２の発光素子２１ｂの点灯により、前記斜め光の強度が前記正面光の強度よりも高い強度分布の第２の照明光を前記液晶表示素子１に向けて照射する。

図４及び図５は前記面光源８からの第１と第２の照明光の強度分布図であり、図４は前記液晶表示素子１側から見た画面の左右方向における強度分布、図５は前記液晶表示素子１側から見た画面の上下方向における強度分布を示している。なお、図４において、負の角度は前記画面の左方向の角度、正の角度は前記画面の右方向の角度であり、図５において、正の角度は前記画面の上方向の角度、負の角度は前記画面の下方向の角度である。

図４及び図５のように、前記第１の照明光は、前記左右方向及び上下方向の強度分布が、前記液晶表示素子１の法線方向（０°の方向）に出射する正面光の強度が前記液晶表示素子１の法線に対して左右方向及び上下方向に傾いた方向に出射する斜め光の強度よりも充分に高く、特に、前記左右方向の強度分布が、約−１０°〜１０°の狭い角度範囲の正面光の強度が高く、その角度範囲外の斜め光の出射光の強度が前記正面光の強度の２０％以下の光である。

また、前記第２の照明光は、前記左右方向及び上下方向の強度分布が、前記液晶表示素子１の法線方向に出射する正面光の強度が前記第１の照明光の正面光の強度の２０％以下で、前記左右方向の強度分布が、約−４０°〜−７０°及び約４０°〜７０°の角度範囲の斜め光の強度が前記正面光（第２の照明光の正面光）の強度の２〜３倍で、前記上下方向の強度分布が、角度による強度差が極く小さい分布の光である。

次に、前記液晶表示素子１と面光源８を駆動する駆動手段２２について説明すると、この駆動手段２２は、前記液晶表示素子１の各画素に、画像信号に対応した表示画像データ信号と、前記表示画像データ信号と予め登録されたパターンの固定画像に対応した固定画像データ信号のうちのいずれか一方が選択された選択データ信号とを交互に印加し、前記表示画像データ信号の印加に同期させて前記面光源８から前記第１の照明光を照射させ、前記選択データ信号の印加に同期させて前記面光源８から前記第２の照明光を照射させるように構成されている。

図６は前記駆動手段２２のブロック回路図であり、この駆動手段２２は、予め登録された固定画像に対応した固定画像データを発生する固定画像データ発生部２３と、第１と第２の画像データメモリ２４，２５と、外部から供給された画像信号に対応した表示画像データを前記第１と第２の画像データメモリ２４，２５のうちの第１メモリ２４に書込み、前記表示画像データと前記固定画像データとを視野選択信号に応じて選択的に第２メモリ２５に書込むメモリ書込制御部２６と、前記第１メモリ２４と第２メモリ２５に書込まれた画像データを交互に読出して前記液晶表示素子１に搭載された表示ドライバ７のデータライン制御部７ａに供給するメモリ読出制御部２７と、前記面光源８の第１と第２の発光素子２１ａ，２１ｂを選択的に点灯させる光源駆動部２８と、前記メモリ書込制御部２６とメモリ読出制御部２７と光源駆動部２８及び前記表示ドライバ７の走査ライン制御部７ｂを制御する駆動制御部２９とからなっている。

この駆動手段２２は、液晶表示装置を実装した携帯電話機等の電子機器に設けられた視野選択キーの操作等により前記電子機器の回路部（図示せず）から前記駆動制御部２９に供給された視野選択信号に応じて、前記液晶表示素子１に、前記表示画像データに対応した同じ表示画像を交互に表示させるか、或いは前記表示画像データに対応した表示画像と前記固定画像データに対応した固定画像とを交互に表示させる。

すなわち、前記駆動手段２２は、広視野表示を選択する視野選択信号が入力されたときに、前記画像信号に対応した表示画像データを前記第１メモリ２４と第２メモリ２５とに書込み、１画面の画像を表示するための１フレームを２分割した２つの分割期間の一方に、前記第１メモリ２４から前記表示画像データを読出してデータライン駆動部に供給し、その表示画像データに応じた表示画像データ信号を前記液晶表示素子１の各画素に印加し、それに同期させて前記面光源８から前記第１の発光素子２１ａの点灯により前記第１の照明光を照射させ、他方の分割期間に、前記第２メモリ２５から読出した表示画像データをデータライン駆動部に供給し、この表示画像データに応じた表示画像データ信号を前記液晶表示素子１の各画素に印加し、それに同期させて前記面光源８から前記第２の発光素子２１ｂの点灯により前記第２の照明光を照射させる。

また、前記駆動手段２２は、狭視野表示を選択する視野選択信号が入力されたときに、前記表示画像データを前記第１メモリ２４に書込み、前記固定画像データ発生部２３から固定画像データを読出してその固定画像データを前記第２メモリ２５に書込み、前記１フレームを２分割した２つの分割期間の一方に、前記第１メモリ２４から前記表示画像データを読出してデータライン駆動部に供給し、この表示画像データに応じた表示画像データ信号を前記液晶表示素子１の各画素に印加し、それに同期させて前記面光源８から前記第１の発光素子２１ａの点灯により前記第１の照明光を照射させ、他方の分割期間に、前記第２メモリ２５から前記固定画像データを読出してその固定画像データをデータライン駆動部に供給し、この固定画像データに応じた固定画像データ信号を前記液晶表示素子１の各画素に印加し、それに同期させて前記面光源８から前記第２の発光素子２１ｂの点灯により前記第２の照明光を照射させる。

なお、この液晶表示装置は、前記液晶表示素子１をカラーフィルタを備えない表示素子とし、前記面光源８の第１と第２の発光素子２１ａ，２１ｂをそれぞれ、赤色ＬＥＤと緑色ＬＥＤと青色ＬＥＤとの３つのＬＥＤにより構成して、前記面光源８から、赤、緑、青の３色の第１の照明光と第２の照明光とを順次照射させるようにしたフィールドシーケンシャル液晶表示装置でも、前記液晶表示素子１にその複数の画素にそれぞれ対向する赤、緑、青の３色のカラーフィルタを備えさせ、前記面光源８から白色の第１の照明光と第２の照明光とを選択的に照射させるようにした液晶表示装置でもよい。

図７は、フィールドシーケンシャル液晶表示装置における液晶表示素子１と面光源８の駆動シーケンス図であり、（ａ）は広視野表示のときの駆動シーケンスを示し、（ｂ）は狭視野表示のときの駆動シーケンスを示している。

このフィールドシーケンシャル液晶表示装置の場合は、１フレームを６フィールドｔ_１〜ｔ_６に分割し、広視野表示のときは、図７（ａ）のように、前記１フレームを２分割した分割期間の一方、例えば前半の分割期間である第１〜第３の各フィールドｔ_１，ｔ_２，ｔ_３毎に、液晶表示素子１の各画素に、赤の単位色の表示画像データ信号と、緑の単位色の表示画像データ信号と、青の単位色の表示画像データ信号とを順次印加し、これらの各単位色の表示画像データ信号の印加に同期させて、前記面光源８から、赤の第１照明光と、緑の第１照明光と、青の第１照明光とを順次出射させる。

また、前記１フレームを２分割した後半の分割期間である第４〜第６の各フィールドｔ_４，ｔ_５，ｔ_６毎に、前記液晶表示素子１の各画素に、赤の単位色の表示画像データ信号と、緑の単位色の表示画像データ信号と、青の単位色の表示画像データ信号とを順次印加し、これらの各単位色の表示画像データ信号の印加に同期させて、前記面光源８から、赤の第２照明光と、緑の第２照明光と、青の第２照明光とを順次出射させる。

また、狭視野表示のときは、図７（ｂ）のように、例えば前記前半の分割期間である前記第１〜第３の各フィールドｔ_１，ｔ_２，ｔ_３毎に、前記液晶表示素子１の各画素に、赤の単位色の表示画像データ信号と、緑の単位色の表示画像データ信号と、青の単位色の表示画像データ信号とを順次印加し、これらの各単位色の表示画像データ信号の印加に同期させて、前記面光源８から、赤の第１照明光と、緑の第１照明光と、青の第１照明光とを順次出射させ、後半の分割期間である前記第４〜第６の各フィールドｔ_４，ｔ_５，ｔ_６毎に、前記液晶表示素子１の各画素に、赤の単位色の固定画像データ信号と、緑の単位色の固定画像データ信号と、青の単位色の固定画像データ信号とを順次印加し、これらの各単位色の固定画像データ信号の印加に同期させて、前記面光源８から、赤の第２照明光と、緑の第２照明光と、青の第２照明光とを順次出射させる。

なお、図７には、赤、緑、青の単位色の表示画像データ信号の順次印加と、赤、緑、青の単位色の固定画像データ信号の順次印加とを交互に行なう駆動シーケンスを示したが、それに限らず、例えば、赤、緑、青のうちの１つの単位色の表示画像データ信号の印加と、赤、緑、青のうちの１つの単位色の固定画像データ信号の印加とを交互に行ない、前記表示画像データ信号の印加に同期させてその単位色の色の第１照明光を出射させ、固定画像データ信号の印加に同期させてその単位色の色の第２照明光を出射させてもよい。

図８は、前記液晶表示素子１にその複数の画素にそれぞれ対向する赤、緑、青の３色のカラーフィルタを備えさせた液晶表示装置における液晶表示素子１と面光源８の駆動シーケンス図であり、（ａ）は広視野表示のときの駆動シーケンスを示し、（ｂ）は狭視野表示のときの駆動シーケンスを示している。

この液晶表示装置の場合は、前記１フレームを２つの期間に分割し、広視野表示のときは、図８（ａ）のように、例えば第１の分割期間ｔ_１１に、液晶表示素子１の赤、緑、青のカラーフィルタにそれぞれ対応する各画素に、赤、緑、青の各色の表示画像データ信号を印加し、この表示画像データ信号の印加に同期させて、前記面光源８から白の第１照明光を出射させ、第２の分割期間ｔ_１２にも同様に、前記液晶表示素子１の各画素に、赤、緑、青の各色の表示画像データ信号を印加し、この表示画像データ信号の印加に同期させて、前記面光源８から白の第２照明光を出射させる。

また、狭視野表示のときは、図８（ｂ）のように、例えば前記第１の分割期間ｔ_１１に、前記液晶表示素子１の赤、緑、青のカラーフィルタにそれぞれ対応する各画素に、赤、緑、青の各色の表示画像データ信号を印加し、この表示画像データ信号の印加に同期させて、前記面光源８から白の第２照明光を出射させ、第２の分割期間ｔ_１２に、前記液晶表示素子１の各画素に、赤、緑、青の各色の固定画像データ信号を印加し、この固定画像データ信号の印加に同期させて、前記面光源８から白の第２照明光を出射させる。

この液晶表示装置は、光の透過を制御する複数の画素をマトリックス状に配列した画面領域１ａを有し、前記複数の画素それぞれに画像データ信号が印加され、その画像データに対応した画像を表示する液晶表示素子１の観察側とは反対側に、前記液晶表示素子１に向けて、前記液晶表示素子１の法線方向に出射する正面光の強度が前記法線に対して一方の方向及びその反対方向、つまり左方向と右方向に傾いた方向に出射する斜め光の強度よりも高い強度分布の第１の照明光と、前記斜め光の強度が前記正面光の強度よりも高い強度分布の第２の照明光とを選択的に照射する面光源８を配置し、前記液晶表示素子１と前記面光源８とを駆動する駆動手段２２により、前記液晶表示素子１の各画素に、画像信号に対応した表示画像データ信号と、前記表示画像データと予め登録されたパターンの固定画像に対応した固定画像データ信号のうちのいずれか一方が選択された選択データ信号とを交互に印加し、前記表示画像データ信号の印加に同期させて前記面光源８から前記第１の照明光を照射させ、前記選択データ信号（表示画像データ信号または固定画像データ信号）の印加に同期させて前記面光源８から前記第２の照明光を照射させるようにしたものであるため、前記液晶表示素子１の表示の視野を、広視野と狭視野とに制御することができる。

すなわち、この液晶表示装置は、前記表示画像データに対応した画像と、前記表示画像データと前記固定画像データのいずれか一方が選択された選択データに対応した画像とを交互に表示するものであり、前記液晶表示素子１の各画素に前記表示画像データ信号を印加し、それに同期させて前記面光源８から前記正面光の強度が前記斜め光の強度よりも高い強度分布の第１の照明光を照射させることにより前記表示画像データに対応した画像を表示させ、前記液晶表示素子１の各画素に前記選択データ信号を印加し、それに同期させて前記面光源８から前記斜め光の強度が前記正面光の強度よりも高い強度分布の第２の照明光を照射させることにより前記選択データに対応した画像を表示する。

そのため、前記表示画像データに対応した表示は、正面方向（液晶表示素子１の法線付近の方向）に輝度分布のピークを持った表示、つまり、視野を正面方向に制限された表示であり、前記選択データに対応した表示は、前記正面方向に対して一方の方向（左方向）及びその反対方向（右方向）に傾いた方向に輝度分布のピークを持った表示、つまり、視野を前記正面方向に対して左方向及び右方向に傾いた方向に制限された表示である。

したがって、前記選択データとして、表示画像データが選択されたときは、同一の表示画像データに対応する画像が交互に表示され、正面方向からも前記正面方向に対して前記左方向及び右方向に傾いた方向からも画像信号に対応した表示画像を観察させる広視野表示を行なうことができる。

図９は、この広視野表示のときの正面方向から見た表示と左方向及び右方向に傾いた方向から見た表示の一例を示している。

一方、選択データとして、前記固定画像データが選択されたときは、前記表示画像データに対応した画像と前記固定画像データに対応した画像とが交互に表示されることになり、前記固定画像データは、予め登録されたパターンの固定画像に対応したデータであるため、前記正面方向に対して傾いた方向からは、前記表示画像データに対応した表示画像を視認することができず、しかもその表示画像が前記固定画像データに対応するパターンの固定画像が表示されるため、前記表示画像は全く視認できなくなり、画像信号に対応した表示画像の視野を正面方向に制限した狭視野表示を行なうことができる。

図１０は、この狭視野表示のときの正面方向から見た表示と左方向及び右方向に傾いた方向から見た表示の一例を示しており、ここでは、前記表示画像データに対応する表示画像と市松状の固定画像とを交互に表示したときの例を示している。

なお、前記市松状の固定画像は、赤、緑、青またはその混色による黄、マゼンタ、シアン及び黒のうちの複数の色の方形模様を行方向及び列方向に交互に並べたパターンの画像でも、前記赤、緑、青の混色による白と黒の２色の方形模様を行方向及び列方向に交互に並べたパターンの画像でもよい。

さらに、前記固定画像は、市松状に限らず、ストライプ状や、マークまたはキャラクタ等の画像でもよい。

そして、この液晶表示装置は、前記液晶表示素子１の観察側とは反対側に、前記液晶表示素子１に向けて、前記液晶表示素子１の法線方向に出射する正面光の強度が前記法線に対して一方の方向及びその反対方向に傾いた方向に出射する斜め光の強度よりも高い強度分布の第１の照明光と、前記斜め光の強度が前記正面光の強度よりも高い強度分布の第２の照明光とを選択的に照射する面光源８を配置し、前記液晶表示素子１と前記面光源８を駆動する駆動手段２２により、前記液晶表示素子１の各画素に、画像信号に対応した表示画像データ信号と、前記表示画像データ信号と予め登録されたパターンの固定画像に対応した固定画像データ信号のいずれか一方を選択した選択データ信号とを交互に印加し、前記表示画像データ信号の印加に同期させて前記面光源８から前記第１の照明光を照射させ、前記選択データ信号の印加に同期させて前記面光源８から前記第２の照明光を照射させて表示の視野を広視野と狭視野とに制御するようにしたものであるため、製造の難しい視野制限用液晶素子を備えた従来の視野制御型液晶表示装置に比べてはるかに低コストに得ることができる。

この液晶表示装置において、前記第２の照明光の正面光の強度は、上述したように、前記第１の照明光の正面光の強度の２０％以下に設定するのが望ましく、このようにすることにより、前記狭視野表示のときの正面方向から観察される表示画像のコントラストを充分に高くすることができる。

また、この液晶表示装置は、前記面光源８を、一端面とその反対側の端面とに第１と第２の入射端面１１，１５が形成され、前記液晶表示素子１に対向する面に前記第１及び第２の入射端面１１，１５から入射した光を出射させる出射面１２が形成され、前記第１の入射端面１１から入射した第１の光を前記出射面１２から前記液晶表示素子１の法線に対して前記第１の入射端面１１とは反対方向に傾いた方向に出射し、前記第２の入射端面１５から入射した第２の光を前記出射面１２から前記液晶表示素子１の法線に対して前記第２の入射端面１５とは反対方向に傾いた方向に出射する導光手段９と、前記導光手段９の第１及び第２の入射端面１１，１５と実質的に平行で且つ前記第１の入射端面１１側の側面と前記第２の入射端面１５側の側面とが互いに異なる形状に形成された複数の細長プリズム２０を有し、前記導光手段９の出射面１２に対向させて配置され、前記導光手段９の出射面１２から出射した前記第１と第２の光のうち、前記複数の細長プリズム２０にその一方の側面（第１の側面）２０ａから入射した一方の光を、前記液晶表示素子１の法線付近の方向に向けて出射し、前記複数の細長プリズム２０にその他方の側面（第２の側面）２０ｂから入射した他方の光を、前記液晶表示素子１の法線に対して前記細長プリズム２０の長さ方向と直交する方向に沿った一方の方向及びその反対方向に傾いた方向に出射するプリズムシート１９と、前記導光手段９の第１の入射端面１１と第２の入射端面１５にそれぞれ対向させて配置され、選択的に点灯される第１と第２の発光素子２１ａ，２１ｂとにより構成しているため、前記正面光の強度が前記斜め光の強度よりも高い強度分布の第１の照明光と、前記斜め光の強度が前記正面光の強度よりも高い強度分布の第２の照明光とを選択的に前記液晶表示素子１に向けて照射するとともに、面光源８の製造を簡単にし、前記液晶表示装置をさらに低コストに得ることができる。

さらに、この液晶表示装置は、前記面光源８の導光手段９を、板状の透明部材からなり、その一端面に第１の入射端面１１が形成され、対向する２つの板面の一方に第１の出射面１２が形成され、他方の板面に、前記第１の入射端面１１から入射した光を内面反射して前記第１の出射面１２から前記液晶表示素子１の法線に対して前記第１の入射端面１１とは反対方向に傾いた方向に出射させ、外面側から入射した光を透過させて前記第１の出射面１２から出射する第１の反射面１３が形成された第１の導光板１０と、前記第１の導光板１０とは別体の板状の透明部材からなり、前記第１の導光板１０の第１の入射端面１１とは反対側の端面に第２の入射端面１５が形成され、対向する２つの板面の一方に第２の出射面１６が形成され、他方の板面に前記第２の入射端面１５から入射した光を反射して前記第２の出射面１６から前記液晶表示素子１の法線に対して前記第２の入射端面１５とは反対方向に傾いた方向に出射させる第２の反射面１７が形成され、前記第２の出射面１６を前記第１の導光板１０の第１の反射面１３に対向させて配置された第２の導光板１４とにより構成し、前記第１の導光板１０の第１の入射端面１１に対向させて第１の発光素子２１ａを配置し、前記第２の導光板１４の第２の入射端面１５に対向させて第２の発光素子２１ｂを配置するのが好ましく、このようにすることにより、前記第１及び第２の発光素子２１ａ，２１ｂからの光を前記第１及び第２の導光板１０，１４により効率良く導き、前記第１の導光板１０の第１の出射面１２から、前記正面光の強度が前記斜め光の強度よりも充分に高い強度分布の第１の照明光と、前記斜め光の強度が前記正面光の強度よりも充分に高い強度分布の第２の照明光とを選択的に前記液晶表示素子１に向けて照射することができる。

なお、この実施例では、前記面光源８の導光手段９を前記第１と第２の導光板１０，１４により構成しているが、前記導光手段９を、板状の透明部材からなり、その互いに対向する一端面と他端面とに第１の入射端面と第２の入射端面が形成され、対向する２つの板面の一方に出射面が形成され、他方の板面に、前記第１の入射端面から入射した光を内面反射して前記出射面から前記液晶表示素子１の法線に対して前記第１の入射端面とは反対方向に傾いた方向に出射させ、前記第２の入射端面から入射した光を内面反射して前記出射面から前記液晶表示素子１の法線に対して前記第２の入射端面とは反対方向に傾いた方向に出射させる１枚の導光板により構成し、この導光板の第１の入射端面と第２の入射端面にそれぞれ対向させて前記第１の発光素子２１ａと第２の発光素子２１ｂを配置してもよい。

この発明の一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面光源の一部分の拡大側面。前記面光源からの第１と第２の照明光の出射光線図。前記面光源からの第１と第２の照明光の画面の左右方向における強度分布図。前記面光源からの第１と第２の照明光の画面の上下方向における強度分布図。前記液晶表示装置の駆動手段のブロック回路図。フィールドシーケンシャル液晶表示装置における広視野表示のときと狭視野表示のときの液晶表示素子と面光源の駆動シーケンス図。液晶表示素子に赤、緑、青の３色のカラーフィルタを備えさせた液晶表示装置における広視野表示のときと狭視野表示のときの液晶表示素子と面光源の駆動シーケンス図。前記液晶表示装置の広視野表示のときの正面方向から見た表示と左方向及び右方向に傾いた方向から見た表示の一例を示す図。前記液晶表示装置の狭広視野表示のときの正面方向から見た表示と左方向及び右方向に傾いた方向から見た表示の一例を示す図。

符号の説明

１…液晶表示素子、１ａ…画面領域、８…面光源、９…導光手段、１０…第１の導光板、１１…第１の入射端面、１２…第１の出射面（導光手段の出射面）、１３…第１の反射面、１４…第２の導光板、１５…第２の入射端面、１６…第２の出射面、１７…第２の反射面、１９…プリズムシート、２０…細長プリズム、２１ａ，２１ｂ…発光素子、２２…駆動手段。

Claims

光の透過を制御する複数の画素をマトリックス状に配列した画面領域を有し、前記複数の画素それぞれに画像データ信号が印加され、その画像データに対応した画像を表示する液晶表示素子と、
前記液晶表示素子の観察側とは反対側に配置され、前記液晶表示素子に向けて、前記液晶表示素子の法線方向に出射する正面光の強度が前記法線方向に対して一方の方向及びその反対方向に傾いた方向に出射する斜め光の強度よりも高い強度分布の第１の照明光と、前記斜め光の強度が前記正面光の強度よりも高い強度分布の第２の照明光とを選択的に照射する面光源と、
前記液晶表示素子の各画素に、画像信号に対応した表示画像データ信号と、前記表示画像データ信号と予め登録されたパターンの固定画像に対応した固定画像データ信号のうちのいずれか一方が選択された選択データ信号とを交互に印加し、前記表示画像データ信号の前記画素への印加に同期させて前記面光源から前記第１の照明光を照射させ、前記選択データ信号の前記画素への印加に同期させて前記面光源から前記第２の照明光を照射させる駆動手段とを備えたことを特徴とする液晶表示装置。
第２の照明光の正面光の強度は、第１の照明光の正面光の強度の２０％以下に設定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。
面光源は、一端面とその反対側の端面とに第１と第２の入射端面が形成され、液晶表示素子に対向する面に前記第１及び第２の入射端面から入射した光を出射させる出射面が形成され、前記第１の入射端面から入射した第１の光を前記出射面から前記液晶表示素子の法線方向に対して前記第１の入射端面とは反対方向に傾いた方向に出射し、前記第２の入射端面から入射した第２の光を前記出射面から前記液晶表示素子の法線方向に対して前記第２の入射端面とは反対方向に傾いた方向に出射する導光手段と、前記導光手段の第１及び第２の入射端面と実質的に平行で且つ前記第１の入射端面側の側面と前記第２の入射端面側の側面とが互いに異なる形状に形成された複数の細長プリズムを有し、前記導光手段の出射面に対向させて配置され、前記導光手段の出射面から出射した前記第１と第２の光のうち、前記複数の細長プリズムにその一方の側面から入射した一方の光を、前記液晶表示素子の法線付近の方向に向けて出射し、前記複数の細長プリズムにその他方の側面から入射した他方の光を、前記液晶表示素子の法線に対して前記細長プリズムの長さ方向と直交する方向に沿った一方の方向及びその反対方向に傾いた方向に出射するプリズムシートと、前記導光手段の第１の入射端面と第２の入射端面にそれぞれ対向させて配置され、選択的に点灯される第１と第２の発光素子とからなっていることを特徴とする請求項１または２に記載の液晶表示装置。
面光源の導光手段は、板状の透明部材からなり、その一端面に第１の入射端面が形成され、対向する２つの板面の一方に第１の出射面が形成され、他方の板面に、前記第１の入射端面から入射した光を内面反射して前記第１の出射面から液晶表示素子の法線に対して前記第１の入射端面とは反対方向に傾いた方向に出射させ、外面側から入射した光を透過させて前記第１の出射面から出射する第１の反射面が形成された第１の導光板と、前記第１の導光板とは別体の板状の透明部材からなり、前記第１の導光板の第１の入射端面とは反対側の端面に第２の入射端面が形成され、対向する２つの板面の一方に第２の出射面が形成され、他方の板面に前記第２の入射端面から入射した光を反射して前記第２の出射面から前記液晶表示素子の法線に対して前記第２の入射端面とは反対方向に傾いた方向に出射させる第２の反射面が形成され、前記第２の出射面を前記第１の導光板の第１の反射面に対向させて配置された第２の導光板とにより構成され、前記第１の導光板の第１の入射端面に対向させて第１の発光素子が配置され、前記第２の導光板の第２の入射端面に対向させて第２の発光素子が配置されていることを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置。