JP5263230B2 - Liquid crystal display - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、視野制御型の液晶表示装置に関する。 The present invention relates to a visual field control type liquid crystal display device.
液晶表示装置は、光の透過率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)。 The liquid crystal display device is irradiated on the opposite side a plurality of pixels for controlling the transmittance of light and the observation side of the liquid crystal display device having a screen area that is arranged in a matrix, the illumination light toward the liquid crystal display element surface A light source is arranged (see Patent Document 1).
ところで、例えば携帯電話機等の電子機器に実装する液晶表示装置には、その表示の視野を、広視野と、液晶表示装置の使用者以外の他者により表示を覗き見されないような狭視野とに切換えることができる視野制御性が要求されている。 By the way, in a liquid crystal display device mounted on an electronic device such as a mobile phone, the display field of view is a wide field of view and a narrow field of view so that the display cannot be seen by anyone other than the user of the liquid crystal display device. There is a demand for visual field controllability that can be switched.
視野制御型の液晶表示装置としては、従来、画像を表示する液晶表示素子の一方の面側に、視野を制限するための視野制限用液晶素子を配置した液晶表示装置が提案されている。前記視野制限用液晶素子は、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方向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ものである(特許文献2参照)。 Conventionally, as a visual field control type liquid crystal display device, a liquid crystal display device in which a visual field limiting liquid crystal element for limiting the visual field is arranged on one surface side of a liquid crystal display element for displaying an image has been proposed. The visual field limiting liquid crystal element includes a liquid crystal sealed between a pair of substrates, and the liquid crystal molecules are divided into a plurality of areas corresponding to the screen of the liquid crystal display element. The inner surfaces of the pair of substrates facing each other are aligned in an alignment state having a field of view in a direction inclined in one direction with respect to the line direction and in an alignment state having a field of view in a direction inclined in a direction opposite to the direction. Each is provided with an electrode having a predetermined shape corresponding to each of the divided regions (see Patent Document 2).
この液晶表示装置は、前記視野制限用液晶素子の電極間への電圧の印加により、斜め方向からの視認性を低下させて前記液晶表示素子の表示の視野を制限するものであり、前記視野制限用液晶素子の電極間に電圧を印加しないとき、つまり視野制限用液晶素子が無表示状態のときは、前記液晶表示素子の表示画像が広い視野で見える。 The liquid crystal display device is configured to limit visibility of the display of the liquid crystal display element by reducing visibility from an oblique direction by applying a voltage between electrodes of the visual field limiting liquid crystal element. When a voltage is not applied between the electrodes of the liquid crystal element for display, that is, when the visual field limiting liquid crystal element is in a non-display state, the display image of the liquid crystal display element can be seen in a wide visual field.
それに対し、前記視野制限用液晶素子の電極間に電圧を印加すると、前記正面方向に対して一方の方向及びその反対方向に傾いた方向から見たときに、前記液晶表示素子の表示画像が、前記視野制限用液晶素子の一方の方向に傾いた方向に視野を有する各区分領域の表示及び反対方向に傾いた方向に視野を有する各区分領域の前記予め定めた形状の電極に対応する表示により隠されるため、前記一方の方向及び反対方向に傾いた方向からは前記液晶表示素子の表示画像を認識することができなくなり、前記表示画像の視野が見かけ上制限され、前記表示の視野が狭くなる。 On the other hand, when a voltage is applied between the electrodes of the visual field limiting liquid crystal element, when viewed from one direction with respect to the front direction and a direction inclined in the opposite direction, the display image of the liquid crystal display element is Display of each segmented region having a field of view in a direction inclined in one direction of the liquid crystal element for limiting the field of view and display corresponding to the electrode of the predetermined shape in each segmented region having a field of view in a direction inclined in the opposite direction Since it is hidden, the display image of the liquid crystal display element cannot be recognized from the one direction and the direction inclined in the opposite direction, the field of view of the display image is apparently limited, and the field of view of the display is narrowed. .
しかし、前記視野制限用液晶素子は、その一対の基板の内面にそれぞれ、前記各区分領域毎に方向を異ならせた複雑な配向処理(配向膜のラビング処理)を施さなければならないため、製造が難しい。 However, the field-of-view-limiting liquid crystal element must be subjected to complicated alignment processing (rubbing processing of the alignment film) in which the direction is different for each of the divided regions on the inner surfaces of the pair of substrates. difficult.
そのため、前記視野制限用液晶素子を備えた従来の視野制御型液晶表示装置は、コスト高であるという問題をもっている。 Therefore, the conventional visual field control type liquid crystal display device provided with the visual field limiting liquid crystal element has a problem of high cost.
この発明は、表示の視野を狭視野と広視野とに制御することができ、しかも低コストに得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。 An object of the present invention is to provide a liquid crystal display device that can control the display field of view to a narrow field of view and a wide field of view and can be obtained at low cost.
上述した目的を達成するため、この発明の液晶表示装置の一様態は、複数の画素がマトリックス状に配列された液晶表示素子と、前記液晶表示素子に対向するように配置され、所定の端面から入射される光の入射位置に応じて前記液晶表示素子に対向する面から射出される射出光のピーク値を示す角度が異なる導光板と、前記導光板の前記液晶表示素子に対向する面から射出される射出光のピーク値を示す角度が前記射出光の射出面に対して垂直な角度になる位置に配置され、前記導光板に向けて光を発光する第1の発光素子と、前記導光板の前記液晶表示素子に対向する面から射出される射出光のピーク値を示す角度が前記射出光の射出面に対して傾斜した角度になる位置に配置され、前記導光板に向けて光を発光する第2の発光素子と、外部から順次供給される画像データが記憶される第1のメモリと、予め登録された固定画像データが記憶される第2のメモリと、前記液晶表示素子に表示させる画像を、前記第1のメモリに記憶されている画像データに基づく画像と前記第2のメモリに記憶されている画像データに基づく画像との間で、時分割的に交互に切り換えて出力する表示制御部と、前記表示制御部による画像の切り替えタイミングに同期させて、発光させる発光素子を前記第1の発光素子と前記第2の発光素子との間で切り換える光源制御部と、を備え、前記表示制御部が前記液晶表示素子に前記第1のメモリに記憶されている画像データに基づく画像を出力させるときに、前記光源制御部が前記第1の発光素子を発光させるとともに前記第2の発光素子を発光させず、前記表示制御部が前記液晶表示素子に前記第2のメモリに記憶されている画像データに基づく画像を出力させるときに、前記光源制御部が前記第2の発光素子を発光させるとともに前記第1の発光素子を発光させない、ことを特徴とする。 In order to achieve the above-described object, an aspect of the liquid crystal display device according to the present invention includes a liquid crystal display element in which a plurality of pixels are arranged in a matrix, and a liquid crystal display element disposed so as to face the liquid crystal display element. A light guide plate having different angles indicating the peak value of the emitted light emitted from the surface facing the liquid crystal display element according to the incident position of the incident light, and the light emitted from the surface of the light guide plate facing the liquid crystal display element A first light emitting element that emits light toward the light guide plate, and is disposed at a position where an angle indicating a peak value of the emitted light is an angle perpendicular to an emission surface of the emitted light, and the light guide plate Is arranged at a position where the angle indicating the peak value of the emitted light emitted from the surface facing the liquid crystal display element is inclined with respect to the emission surface of the emitted light, and emits light toward the light guide plate A second light emitting element A first memory in which image data sequentially supplied from the storage unit is stored, a second memory in which fixed image data registered in advance is stored, and an image to be displayed on the liquid crystal display element. A display control unit that alternately switches and outputs the image based on the image data stored in the second memory and the image based on the image data stored in the second memory, and the display control unit A light source control unit that switches a light emitting element to emit light between the first light emitting element and the second light emitting element in synchronization with an image switching timing by the display unit, wherein the display control unit is the liquid crystal display element When outputting an image based on the image data stored in the first memory, the light source control unit causes the first light emitting element to emit light and causes the second light emitting element to emit light. When the display control unit causes the liquid crystal display element to output an image based on the image data stored in the second memory, the light source control unit causes the second light emitting element to emit light and the first light emitting element to emit light. The light emitting element is not caused to emit light .
この発明によれば、表示の視野を狭視野と広視野とに制御することができ、しかも低コストに得ることができる液晶表示装置を提供することができる。According to the present invention, it is possible to provide a liquid crystal display device which can control the display field of view to a narrow field of view and a wide field of view and which can be obtained at low cost.
(第1の実施形態)
図1〜図8はこの発明の第1の実施例を示しており、図1は液晶表示装置の分解斜視図である。
(First embodiment)
1 to 8 show a first embodiment of the present invention, and FIG. 1 is an exploded perspective view of a liquid crystal display device.
この液晶表示装置は、光の透過率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において左側)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、を照射する面光源9と、前記液晶表示素子1と面光源9を駆動する駆動手段27とを備えている。
The liquid crystal display device, a plurality of pixels for controlling the transmittance of light (not shown) having a
前記液晶表示素子1は、その内部構造は図示しないが、前記画面領域1aを囲む枠状のシール材4を介して接合された一対の透明基板2,3と、これらの基板2,3の対向する内面それぞれに設けられ、互いに対向する領域によりマトリックス状に配列する複数の画素を形成する透明電極と、前記一対の基板2,3間の前記シール材4で囲まれた領域に封入された液晶層と、前記一対の基板2,3の外面にそれぞれ配置された一対の偏光板5,6と、前記一対の基板2,3のいずれか、例えば観察側の基板3とその側の偏光板6との間に配置された表示のコントラストを高くするための位相差板7と、からなっている。
Although the internal structure of the liquid
この液晶表示素子1は、一方の基板、例えば観察側とは反対側の基板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、つまり観察側基板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、前記反対側基板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と、が設けられている。
In the liquid
なお、前記反対側基板2は、観察側基板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8に接続されている。
The
さらに、前記一対の基板2,3の内面には、前記電極を覆って配向膜が設けられており、前記液晶層の液晶分子は、前記一対の基板2,3間において、前記配向膜により規定される配向状態に配向している。
Further, an alignment film is provided on the inner surfaces of the pair of
この液晶表示素子1は、液晶分子をツイスト配向させたTNまたはSTN型、液晶分子を基板2,3面に対して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面に対して平行に配向させた水平配向型、液晶分子をベンド配向させるベンド配向型のいずれかの液晶表示素子、あるいは強誘電性または反強誘電性液晶表示素子であり、前記一対の偏光板5,6は、それぞれの透過軸の向きを、良好なコントラスト特性が得られるように設定して配置されている。
The liquid
なお、この液晶表示素子1は、一対の基板2,3の内面それぞれに設けられた電極間に縦電界(液晶層の厚さ方向の電界)を生じさせて液晶分子の配向状態を変化させる縦電界制御型のものに限らず、一対の基板2,3のいずれか一方の内面に複数の画素を形成する例えば櫛状の第1と第2の電極を設け、これらの電極間に横電界(基板面に沿う方向の電界)を生じさせて液晶分子の配向状態を変化させる横電界制御型のものでもよい。
In the liquid
さらに、前記液晶表示素子1は、ノーマリーホワイトモードの表示素子でも、ノーマリーブラックモードの表示素子でもよい。
Further, the liquid
前記液晶表示素子1の観察側とは反対側に配置された面光源9は、前記液晶表示素子1の1つの縁部側の端部に光を入射させる入射部12が形成され、前記液晶表示素子1と平行な面に沿わせて、前記入射部12の長さ方向の中央部を中心とする半円に沿ってその径方向に同じ角度で傾斜し、前記入射部12から入射した光の向きを変えて前記液晶表示素子1側に出射する複数の円弧状変向面14が同心円状に形成された変向手段10と、前記変向手段10の入射部12の中央部に対向させて配置され、前記円弧状変向面14の曲率中心から放射状に広がる光を前記変向手段10の入射部12に向けて出射する第1の発光素子25aと、前記変向手段10の入射部12の中央部に対して前記入射部12の長さ方向の一端側にずれた位置と他端側にずれた位置にそれぞれ対向させて配置され、前記円弧状変向面14の曲率中心Oに対してずれた点から放射状に広がる光を前記変向手段10の入射部12に向けて出射する複数の第2の発光素子25bと、からなっている。
The
この実施例の面光源9は、2つの第2発光素子25bを備え、これらの第2発光素子25bを、第1発光素子25aの配置位置を挟んで、前記変向手段10の入射部12の中央部に対して前記入射部12の長さ方向の一端側と他端側とに等距離ずつずれた2つの位置にそれぞれ対向させて配置している。
The
この面光源9は、前記第1発光素子25a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の照明光を前記液晶表示素子に向けて照射し、前記2つの第2発光素子25b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。
In the
図2は前記面光源9の出射側から見た正面図、図3は図2のIII−III線に沿うハッチングを省略した断面図であり、前記変向手段10は、例えば、アクリル樹脂板等の板状の透明部材の周面のうち、前記液晶表示素子1の1つの縁部側の端面に光を入射させる入射端面(入射部)12が形成され、前記透明部材の前記液晶表示素子1に対向する板面に、前記入射端面12から入射した光の出射面13が形成され、その反対側の板面に、前記入射端面12の長さ方向の中央部を中心とする半円に沿ってその径方向に同じ角度で傾斜し、前記入射端面12から入射した光の向きを変えて前記出射面13から前記液晶表示素子1側に出射させる複数の円弧状変向面14が同心円状に形成された導光板11からなっている。
2 is a front view of the
前記導光板11の複数の円弧状変向面14は、前記半円の中心に向かって前記出射面13とは反対方向に予め定めた角度で傾いた傾斜面からなっており、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同心円状に形成されている。
The plurality of arc-shaped diverting
この導光板11は、その入射端面12から入射した光を、図3に矢線で示したように、前記複数の円弧状変向面14により内面反射(外気との界面で全反射)して向きを変え、その光を前記出射面13から前記液晶表示素子1側に出射するものであり、前記複数の円弧状変向面14の傾き角は、前記円弧状変向面14の曲率中心から前記導光板11の板面と平行な面に沿った方向に放射状に広がる光を入射させたときに、前記導光板11の出射面13から、前記液晶表示素子1の法線に沿った方向に出射光強度のピークが存
在する強度分布の光を出射させるように設定されている。
The
なお、この実施例では、前記導光板11の後側(円弧状変向面14が形成された面の外側)に、前記導光板11にその入射端面12から入射した光のうち、前記円弧状変向面14と外気との界面を透過して前記導光板11の後側に漏れた光を反射する反射板15を配置している。
In this embodiment, of the light incident on the
また、前記第1と第2の発光素子25a,25bは、その構造は図示しないが、LED(発光ダイオード)を透明樹脂でモールドした固体発光素子であり、その出射側に、前記LEDの発光点からの出射光を、前記導光板11の板面と平行な面に沿った方向に広げて放射するためのレンズ部を有している。
The first and second
そして、前記第1発光素子25aは、そのLEDの発光点を前記円弧状変向面14の曲率中心O(図4参照)に対向させて配置され、前記2つの第2発光素子25bは、それぞれのLEDの発光点を前記円弧状変向面14の曲率中心に対して前記導光板11の入射端面12の長さ方向の一端側と他端側とに等距離ずつずれた2つの点P1,P2(図4参照)にそれぞれ対向させて配置されている。
The first
図4は前記面光源9の第1発光素子25aを点灯させたときと、第2発光素子25bを点灯させたときの前記導光板11からの出射光線図であり、(a)は第1発光素子25aを点灯させたときの出射光線を示し、(b)は第2発光素子25bを点灯させたときの出射光線を示している。
FIGS. 4A and 4B are diagrams of light rays emitted from the
図4(a)のように、前記面光源9は、前記第1発光素子25aを点灯させたときに、この第1発光素子25aから出射し、前記導光板11にその入射端面12から入射した光、つまり前記円弧状変向面14の曲率中心Oから導光板11の板面と平行な面に沿って放射状に広がる方向の光を、前記複数の円弧状変向面14により内面反射して向きを変え、前記導光板11の出射面13から、前記液晶表示素子1の法線方向hに出射する。
As shown in FIG. 4A, when the first
また、図4(b)のように、前記面光源9は、前記2つの第2発光素子25bを点灯させたときに、これらの第2発光素子25bから出射し、前記導光板11にその入射端面12から入射した光、つまり前記円弧状変向面14の曲率中心Oに対してずれた点P1,P2から導光板11の板面と平行な面に沿って放射状に広がる方向の光を、前記複数の円弧状変向面14により内面反射して向きを変え、前記導光板11の出射面13から、前記液晶表示素子1の法線方向hに対して一方の方向及びその反対方向に前記円弧状変向面14の曲率半径に応じた角度θで傾いた方向に出射する。
4B, when the two second
すなわち、前記2つの第2発光素子25bは、それぞれのLEDの発光点を前記円弧状変向面14の曲率中心に対して前記導光板11の入射端面12の長さ方向の一端側と他端側とに等距離ずつずれた2つの点P1,P2にそれぞれ対向させて配置されているため、これらの第2発光素子25bのうち、前記液晶表示素子1の観察側から見て右側の第2発光素子25bからの出射光は、前記複数の円弧状変向面14により、その曲率中心Oからの光(第1発光素子25aからの出射光)の反射方向に対して前記観察側から見て左方向に傾いた方向に内面反射され、前記観察側から見て左側の第2発光素子25bからの出射光は、前記複数の円弧状変向面14により、前記曲率中心Oからの光の反射方向に対して前記観察側から見て右方向に傾いた方向に内面反射される。
That is, the two second
このように、前記面光源9は、前記第1発光素子25aの点灯により、前記液晶表示素子1の法線方向hに出射する正面光の強度が前記法線方向h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Aを前記液晶表示素子1に向けて照射し、前記2つの第2発光素子25b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Bを前記液晶表示素子1に向けて照射する。
As described above, the
なお、この実施例では、前記面光源9を、前記導光板11の入射端面12を前記液晶表示素子1の画面の上下方向のいずれか一方の縁部側(図では上縁側)に向けて配置しており、したがって、前記2つの第2発光素子25bを点灯させたときに前記面光源9から前記液晶表示素子1に向けて照射される前記第2の照明光Bは、前記液晶表示素子1の法線方向h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が、前記法線方向hに出射する正面光の強度よりも高い強度分布の光である。
In this embodiment, the
また、前記面光源9は、図1に示したように、前記導光板11の出射側に配置され、前記導光板11の出射面13から出射した光のうち、前記液晶表示素子1の法線方向hに対して傾いた方向の光を拡散させる異方性拡散板26をさらに備えている。
Further, as shown in FIG. 1, the
前記異方性拡散板26は、例えば住友化学株式会社製のルミスティー(商品名)であり、この実施例では、拡散板の法線方向に対して一方の方向とその反対方向に傾いた方向から前記法線方向に対して30°〜80°の範囲の角度で傾いた方向の光を拡散させる特性のものを用いている。
The
この異方性拡散板26は、その法線方向を前記液晶表示素子1の法線方向hに一致させて、前記液晶表示素子1の画面の左方向と右方向に傾いた方向の光を拡散させるように配置されている。
The
図5は、前記異方性拡散板26を備えた面光源9の照射光の強度分布図であり、(a)は第1発光素子25aを点灯させたときの照射光の強度分布、(b)は第2発光素子25bを点灯させたときの照射光の強度分布、(c)は第1と第2の発光素子25a,25bを同時に点灯させたときの照射光の強度分布を示している。なお、図5において、負の角度は、前記液晶表示素子1の法線方向h(0°の方向)に対して観察側から見て左方向の角度、正の角度は、前記法線方向に対して前記観察側から見て右方向の角度である。
FIG. 5 is an intensity distribution diagram of the irradiation light of the
図5(a),(b)のように、前記面光源9は、第1発光素子25aの点灯により、前記液晶表示素子1の法線方向hに沿った方向に出射光強度のピークをもち、特に、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約10%以下の強度分布の第1の照明光Aを照射し、第2発光素子25bの点灯により、前記法線方向hに対して約−20°及び約20°傾いた方向に出射光強度のピークをもち、且つ、その各ピーク方向よりもさらに傾いた方向の出射光強度が、約−80°及び約80°までの広い角度範囲にわたって前記ピーク方向の出射光強度の2/3〜1/3程度のフラットに近い強度分布の第2の照明光Bを照射する。
As shown in FIGS. 5A and 5B, the
また、図5(c)のように、前記面光源9は、前記第1と第2の発光素子25a,25bの同時点灯により、前記第1の照明光Aと第2の照明光Bとが重なった、前記液晶表示素子1の法線方向hに沿った方向に出射光強度のピークをもち、且つ、前記法線方向hに対して傾いた方向の出射光強度が、約−80°〜80°までの広い角度範囲にわたって前記ピーク方向の出射光強度の2/3〜1/5程度の強度分布の合成照明光A+Bを照射する。
Further, as shown in FIG. 5 (c), the
一方、前記液晶表示素子1と面光源9を駆動する駆動手段27は、その構成は図示しないが、前記液晶表示素子1の各画素に、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信号を印加し、外部から供給された視野選択信号に応じて、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信号の印加に同期させて前記面光源9の第1発光素子25aを点灯させ、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、前記表示画像データ信号の印加に同期させて前記面光源9の第1発光素子25aと2つの第2発光素子25bとを同時に点灯させる駆動回路からなっている。
On the other hand, the driving means 27 for driving the liquid
なお、前記狭視選択信号は、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から前記駆動制御部34に供給される。
The narrow vision selection signal is supplied from the circuit unit of the electronic device to the
図8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9の第1と第2の発光素子25a,25bをそれぞれ、赤、緑、青の3色のLEDにより構成した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9の駆動シーケンス図であり、(a)は狭視野表示のときの駆動シーケンスを示し、(b)は広視野表示のときの駆動シーケンスを示している。
In FIG. 8, the liquid
このフィールドシーケンシャル液晶表示装置の場合は、1フレームを3フィールドt1〜t3に分割し、狭視野表示のときは、図8(a)のように、第1〜第3の各フィールドt1,t2,t3毎に、前記液晶表示素子1の各画素に、赤の単位色の表示画像データ信号と、緑の単位色の表示画像データ信号と、青の単位色の表示画像データ信号とを順次印加し、これらの各単位色の表示画像データ信号の印加に同期させて、前記面光源9から、前記第1発光素子25aの赤、緑、青のLEDの選択点灯により、赤の第1照明光と、緑の第1照明光と、青の第1照明光とを順次照射させる。
For this field sequential liquid crystal display device, one frame is divided into 3 fields t 1 ~t 3 a, when the narrow field of view display of FIG. 8 (a), in the first to third field t 1 , T 2 , t 3 , a red unit color display image data signal, a green unit color display image data signal, and a blue unit color display image data signal for each pixel of the liquid
また、広視野表示のときは、図8(b)のように、前記第1〜第3の各フィールドt1,t2,t3毎に、液晶表示素子1の各画素に、赤の単位色の表示画像データ信号と、緑の単位色の表示画像データ信号と、青の単位色の表示画像データ信号とを順次印加し、これらの各単位色の表示画像データ信号の印加に同期させて、前記面光源9から、前記第1と第2の発光素子25a,25bの同色のLEDの同時点灯により、赤の第1と第2の照明光と、緑の第1と第2の照明光と、青の第1と第2の照明光とを順次照射させる。
Further, at the time of wide-field display, as shown in FIG. 8B, a red unit is provided for each pixel of the liquid
なお、この液晶表示装置は、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、前記面光源9から白色の第1の照明光と第2の照明光とを照射させるようにした液晶表示装置でもよく、その場合は、各フレーム毎に、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、狭視野表示のときに、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9から白色の第1照明光を照射させ、広視野表示のときに、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9から白色の第1と第2の照明光を照射させる。
In the liquid crystal display device, the liquid
このように、この実施例の液晶表示装置は、前記駆動手段27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を印加し、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9の第1発光素子25aを点灯させることにより、前記面光源9から、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)に傾いた方向に出射する斜め光の強度よりも高い第1の照明光Aを照射させて狭視野表示を行ない、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を印加し、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9の第1発光素子25aと2つの第2発光素子25bとを同時に点灯させることにより、前記面光源9から、前記第1の照明光Aと、前記斜め光の強度が前記正面光の強度よりも高い第2の照明光Bとが重なった合成照明光A+Bを照射させて広視野表示を行なうものであり、したがって、表示の視野を狭視野と広視野とに制御することができる。
Thus, in the liquid crystal display device of this embodiment, the driving means 27 applies the display image data signal corresponding to the image signal to each pixel of the liquid
図6は前記液晶表示装置の狭視野表示のときの出射光線図であり、このときは、前記面光源9の第1発光素子25aが点灯され、前記面光源9から図5(a)のような強度分布の第1の照明光Aが液晶表示素子1に向けて照射されるため、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なくなり、したがって、前記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。
FIG. 6 is an outgoing ray diagram for the narrow-field display of the liquid crystal display device. At this time, the first
図7は前記液晶表示装置の広視野表示のときの出射光線図であり、このときは、前記面光源9の第1と第2の発光素子25a,25bが同時に点灯され、前記面光源9から図5(c)のような強度分布の合成照明光A+Bが液晶表示素子1に向けて照射されるため、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。
FIG. 7 is an emission ray diagram when the liquid crystal display device performs wide-field display. At this time, the first and second
しかも、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の1つの縁部側の端部に光を入射させる入射部12が形成され、前記液晶表示素子1と平行な面に沿わせて、前記入射部12の長さ方向の中央部を中心とする半円に沿ってその径方向に同じ角度で傾斜し、前記入射部12から入射した光の向きを変えて前記液晶表示素子1側に出射する複数の円弧状変向面14が同心円状に形成された変向手段10と、前記変向手段10の入射部12の中央部に対向させて配置され、前記円弧状変向面14の曲率中心Oから放射状に広がる光を前記変向手段10の入射部12に向けて出射する第1の発光素子25aと、前記変向手段10の入射部12の中央部に対して前記入射部12の長さ方向の一端側にずれた位置と他端側にずれた位置にそれぞれ対向させて配置され、前記円弧状変向面14の曲率中心に対してずれた点P1,P2から放射状に広がる光を前記変向手段の入射部に向けて出射する複数の第2の発光素子25bと、からなり、前記第1の発光素子25aの点灯により、前記液晶表示素子1の法線方向h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A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25b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Bを前記液晶表示素子1に向けて照射する面光源9を配置し、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を印加し、視野選択信号に応じて、狭視野表示が選択されたときに、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9の第1の発光素子25aを点灯させ、広視野表示が選択されたときに、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9の第1の発光素子25aと第2の発光素子25bとを同時に点灯させる駆動手段27を備えたものであるため、製造の難しい視野制限用液晶素子を備えた従来の視野制御型液晶表示装置に比べてはるかに低コストに得ることができる。
In addition, in the liquid crystal display device, an
また、この液晶表示装置は、前記面光源9に、前記変向手段10の出射側に配置され、前記変向手段10から出射した光のうち、前記液晶表示素子1の法線方向hに対して傾いた方向の光を拡散させる異方性拡散板26をさらに備えさせているため、挟視野表示のときに、前記面光源9から、前記正面光の強度が高く、前記斜め光の強度が前記正面光の強度に比べてはるかに低い強度分布の第1の照明光Aを液晶表示素子1に向けて照射させ、前記挟視野表示の視野をより効果的に狭くするとともに、広視野表示のときに、前記面光源9から、前記第1の照明光Aと、前記液晶表示素子1の法線方向hに対して傾いた方向の出射光強度が広い角度範囲にわたってフラットに近い強度分布の第2の照明光Bとを照射させ、前記広視野表示の視野をより広くすることができる。
Further, the liquid crystal display device is disposed on the
また、この液晶表示装置は、前記面光源9の変向手段10として、板状の透明部材の周面のうち、前記液晶表示素子の1つの縁部側の端面に光を入射させる入射端面(出射部)12が形成され、前記透明部材の前記液晶表示素子1に対向する板面に前記入射端面12から入射した光の出射面13が形成され、その反対側の板面に、前記入射端面12の長さ方向の中央部を中心とする半円に沿ってその径方向に同じ角度で傾斜し、前記入射端面12から入射した光の向きを変えて前記出射面13から前記液晶表示素子1側に出射させる複数の円弧状変向面14が同心円状に形成された導光板11を用いているため、面光源9の製造を簡単にし、前記液晶表示装置をさらに低コストに得ることができる。
In addition, the liquid crystal display device has an incident end face for making light incident on an end face on one edge side of the liquid crystal display element among the peripheral faces of the plate-like transparent member as the turning means 10 of the
なお、上記第1の実施例の液晶表示装置は、狭視野表示のときに、前記面光源9から、第1の発光素子25aの点灯により、正面光の強度が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ようにしたものであるが、狭視野表示は、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、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9の第1の発光素子25aを点灯させ、前記固定画像データ信号の印加に同期させて前記面光源9の第2の発光素子25bを点灯させることにより行なってもよい。
In the liquid crystal display device of the first embodiment, the intensity of the front light is higher than the intensity of the oblique light due to the lighting of the first
また、上記第1の実施例の液晶表示装置は、広視野表示のときに、前記面光源9から、第1と第2の発光素子25a,25bの同時点灯により、前記第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の照明光とを同時に照射させるようにしたものであるが、広狭視野表示は、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を印加し、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9の第1の発光素子25aと第2の発光素子25bを交互に点灯させることにより行なってもよい。
In the liquid crystal display device of the first embodiment, the first illumination light and the first light-emitting
(第2の実施例)
図9〜図13はこの発明の第2の実施例を示しており、図9は液晶表示素子1と面光源9を駆動する駆動手段27のブロック回路図である。
(Second embodiment)
FIGS. 9 to 13 show a second embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a block circuit diagram of a driving means 27 for driving the liquid
この実施例の液晶表示装置は、前記駆動手段27を、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28と、第1と第2の画像データメモリ29,30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29,30のうちの第1メモリ29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30に書込むメモリ書込制御部31と、前記第1メモリ29と第2メモリ30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8のデータライン駆動部8aに供給するメモリ読出制御部32と、前記面光源9の第1と第2の発光素子25a,25bを選択的に点灯させる光源駆動部33と、前記メモリ書込制御部31とメモリ読出制御部32と光源駆動部33及び前記表示ドライバ8の走査ライン駆動部8bを制御する駆動制御部34と、からなっている。
In the liquid crystal display device of this embodiment, the driving means 27 includes a fixed image
この駆動手段27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29に書込み、前記固定画像データ発生部28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30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29から前記表示画像データを読出して前記データライン駆動部8a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9の第1の発光素子21aを点灯させ、他方の分割期間に、前記第2メモリ30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前記データライン駆動部8a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9の第2の発光素子25bを点灯させる。
When a visual field selection signal for selecting a narrow visual field display is input, the driving means 27 writes the display image data in the
また、この駆動手段27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29と第2メモリ30とに書込み、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29から前記表示画像データを読出して前記データライン駆動部8a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9の第1の発光素子25aを点灯させ、他方の分割期間に、前記第2メモリ30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9の第2の発光素子25bを点灯させる。
The driving means 27 writes the display image data corresponding to the image signal into the
図10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9の駆動シーケンス図であり、(a)は狭視野表示のときの駆動シーケンスを示し、(b)は広視野表示のときの駆動シーケンスを示している。
10A and 10B are driving sequence diagrams of the liquid
このフィールドシーケンシャル液晶表示装置の場合は、1フレームを6フィールドt1〜t6に分割し、狭視野表示のときは、図10(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、例えば前記前半の分割期間である前記第1〜第3の各フィールドt1,t2,t3毎に、前記液晶表示素子1の各画素に、赤の単位色の表示画像データ信号と、緑の単位色の表示画像データ信号と、青の単位色の表示画像データ信号と、を順次印加し、これらの各単位色の表示画像データ信号の印加に同期させて、前記面光源9から、前記第1の発光素子25aの赤、緑、青のLEDの選択点灯により、図5(a)の強度分布の赤、緑、青の第1照明光Aを順次照射させ、前記1フレームを2分割した後半の分割期間である前記第4〜第6の各フィールドt4,t5,t6毎に、前記液晶表示素子1の各画素に、赤の単位色の固定画像データ信号と、緑の単位色の固定画像データ信号と、青の単位色の固定画像データ信号と、を順次印加し、これらの各単位色の固定画像データ信号の印加に同期させて、前記面光源9から、前記第2の発光素子25bの赤、緑、青のLEDの選択点灯により、図5(b)の強度分布の赤、緑、青の第2照明光Bを順次照射させる。
In the case of this field sequential liquid crystal display device, one frame is divided into six fields t 1 to t 6, and in the case of narrow field display, the one frame is divided into two as shown in FIG. On the other hand, for example, for each of the first to third fields t 1 , t 2 , and t 3 , which are the first half of the divided period, a display image data signal of red unit color and , a unit color display image data signals of green, and the display image data signals of unit colors of blue, sequentially applies the, in synchronization with the application of these display image data signals of each unit color, from the
また、広視野表示のときは、図10(b)のように、前記1フレームを2分割した分割期間の一方、例えば前半の分割期間である第1〜第3の各フィールドt1,t2,t3毎に、液晶表示素子1の各画素に、赤の単位色の表示画像データ信号と、緑の単位色の表示画像データ信号と、青の単位色の表示画像データ信号と、を順次印加し、これらの各単位色の表示画像データ信号の印加に同期させて、前記面光源9から前記赤、緑、青の第1照明光Aを順次照射させ、前記1フレームを2分割した後半の分割期間である第4〜第6の各フィールドt4,t5,t6毎に、前記液晶表示素子1の各画素に、赤の単位色の表示画像データ信号と、緑の単位色の表示画像データ信号と、青の単位色の表示画像データ信号と、を順次印加し、これらの各単位色の表示画像データ信号の印加に同期させて、前記面光源9から前記赤、緑、青の第2照明光Bを順次照射させる。
In the wide-field display, as shown in FIG. 10B, one of the divided periods obtained by dividing the one frame into two, for example, the first to third fields t 1 and t 2 that are the first divided period. , every t 3, to each pixel of the liquid
なお、図10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Aを照射させ、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Bを照射させてもよい。 FIG. 10 shows a driving sequence in which the sequential application of the display image data signal of unit colors of red, green, and blue and the sequential application of the fixed image data signal of unit colors of red, green, and blue are alternately performed. However, the present invention is not limited to this, for example, application of a display image data signal of one unit color of red, green, and blue, and application of a fixed image data signal of one unit color of red, green, and blue The first illumination light A of the unit color is irradiated in synchronization with the application of the display image data signal, and the second illumination of the unit color is synchronized with the application of the fixed image data signal. The light B may be irradiated.
図11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9の駆動シーケンス図であり、(a)は狭視野表示のときの駆動シーケンスを示し、(b)は広視野表示のときの駆動シーケンスを示している。
FIG. 11 is a driving sequence diagram of the liquid
この液晶表示装置の場合は、前記1フレームを2つの期間に分割し、狭視野表示のときは、図11(a)のように、例えば前記第1の分割期間t11に、前記液晶表示素子1の赤、緑、青のカラーフィルタにそれぞれ対応する各画素に、赤、緑、青の各色の表示画像データ信号を印加し、この表示画像データ信号の印加に同期させて、前記面光源9から、前記第1の発光素子25aの点灯により、図5(a)の強度分布の白色の第1照明光Aを照射させ、第2の分割期間t12に、前記液晶表示素子1の各画素に、赤、緑、青の各色の固定画像データ信号を印加し、この固定画像データ信号の印加に同期させて、前記面光源9から、前記第2の発光素子25bの点灯により、図5(b)の強度分布の白色の第2照明光を照射させる。
For this liquid crystal display device, the one frame is divided into two periods, when the narrow field of view display, as in FIG. 11 (a), for example, the first divided period t 11, the liquid crystal display device A display image data signal of each color of red, green, and blue is applied to each pixel corresponding to each of the red, green, and blue color filters, and the
また、広視野表示のときは、図11(b)のように、例えば第1の分割期間t11に、液晶表示素子1の赤、緑、青のカラーフィルタにそれぞれ対応する各画素に、赤、緑、青の各色の表示画像データ信号を印加し、この表示画像データ信号の印加に同期させて、前記面光源9から前記白色の第1照明光Aを照射させ、第2の分割期間t12にも同様に、前記液晶表示素子1の各画素に、赤、緑、青の各色の表示画像データ信号を印加し、この表示画像データ信号の印加に同期させて、前記面光源9から前記白色の第2照明光Bを照射させる。
Further, when the wide-field display, as shown in FIG. 11 (b), the example in the first divided period t 11, the liquid
すなわち、この実施例の液晶表示装置は、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画像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9から、前記液晶表示素子1の法線方向hに出射する正面光の強度が前記法線方向h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A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の各画素に選択された前記画像データ信号を印加し、それに同期させて前記面光源9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Bを照射させることにより選択された前記画像データに対応した画像を表示する。
That is, the liquid crystal display device of this embodiment alternately displays an image corresponding to the display image data, and an image corresponding to the image data selected from either the display image data or the fixed image data. The display image data signal is applied to each pixel of the liquid
そのため、前記表示画像データに対応した表示は、正面方向(液晶表示素子1の法線付近の方向)に輝度分布のピークをもった表示、つまり、視野を正面方向に制限された表示であり、選択された前記画像データに対応した表示は、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輝度分布のピークを持った表示、つまり、視野を前記正面方向に対して左方向及び右方向に傾いた方向に制限された表示である。 Therefore, the display corresponding to the display image data is a display having a luminance distribution peak in the front direction (direction near the normal line of the liquid crystal display element 1), that is, a display in which the field of view is limited to the front direction. The display corresponding to the selected image data is a display having a luminance distribution peak in a direction inclined leftward and rightward with respect to the front direction, that is, the field of view is leftward with respect to the frontal direction and The display is limited to the direction tilted to the right.
したがって、前記画像データとして、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、前記正面方向に対して傾いた方向から見える前記固定画像データに対応するパターンの固定画像によって隠されるため、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。 Therefore, when the fixed image data is selected as the image data, an image corresponding to the display image data and an image corresponding to the fixed image data are alternately displayed, and the fixed image data Is data corresponding to a fixed image of a pre-registered pattern, so that a display image corresponding to the display image data cannot be viewed from a direction inclined with respect to the front direction, and the display thereof Since the image is hidden by a fixed image having a pattern corresponding to the fixed image data viewed from a direction inclined with respect to the front direction, the display image cannot be seen at all, and the field of view of the display image corresponding to the image signal is viewed from the front. A narrow-field display limited to the direction can be performed.
図12は、この狭視野表示のときの正面方向から見た表示と左方向及び右方向に傾いた方向から見た表示の一例を示しており、ここでは、前記表示画像データに対応する表示画像と市松状の固定画像とを交互に表示したときの例を示している。 FIG. 12 shows an example of the display viewed from the front direction and the display viewed from the direction tilted leftward and rightward in the narrow-field display. Here, a display image corresponding to the display image data is shown. And a checkered fixed image are alternately displayed.
なお、前記市松状の固定画像は、赤、緑、青またはその混色による黄、マゼンタ、シアン及び黒のうちの複数の色の方形模様を行方向及び列方向に交互に並べたパターンの画像でも、前記赤、緑、青の混色による白と黒の2色の方形模様を行方向及び列方向に交互に並べたパターンの画像でもよい。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。 The checkered fixed image may be an image of a pattern in which square patterns of a plurality of colors of red, green, blue, or mixed colors of yellow, magenta, cyan, and black are alternately arranged in a row direction and a column direction. Alternatively, an image of a pattern in which white and black rectangular patterns of mixed colors of red, green, and blue are alternately arranged in a row direction and a column direction may be used. Furthermore, the fixed image is not limited to a checkered pattern, and may be a stripe pattern, a mark, a character, or the like.
一方、前記画像データとして、表示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。 On the other hand, when display image data is selected as the image data, images corresponding to the display image data are alternately displayed and tilted leftward and rightward relative to the front direction from the front direction. It is possible to perform wide-field display that allows a display image corresponding to an image signal to be observed from the direction.
図13は、この広視野表示のときの正面方向から見た表示と左方向及び右方向に傾いた方向から見た表示の一例を示している。 FIG. 13 shows an example of the display viewed from the front direction and the display viewed from the direction inclined leftward and rightward in the wide-field display.
このように、この実施例の液晶表示装置は、前記駆動手段27により、狭視野表示が選択されたときに、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、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9の第1の発光素子25aを点灯させ、前記固定画像データ信号の印加に同期させて前記面光源9の第2の発光素子25bを点灯させるようにしているため、前記正面方向に対して傾いた方向からは、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により隠されて見えないため、前記画像信号に対応した表示画像の視野をより効果的に正面方向に制限した狭視野表示を行なうことができる。
Thus, in the liquid crystal display device of this embodiment, when the narrow-field display is selected by the driving
(第3の実施形態)
図14及び図15はこの発明の第3の実施例を示しており、図14は前記液晶表示素子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9aの出射側から見た正面図、図15は図14のXV−XV線に沿うハッチングを省略した断面図である。
(Third embodiment)
FIGS. 14 and 15 show a third embodiment of the present invention. FIG. 14 is a plan view from the emission side of the
この実施例の面光源9aは、アクリル樹脂板等の板状の透明部材の周辺のうち、液晶表示素子1の1つの縁部、例えば前記液晶表示素子1の画面の上下方向のいずれか一方の縁部側(図では上縁側)の端面に光を入射させる入射端面(入射部)17が形成され、前記透明部材の前記液晶表示素子1に対向する板面に、前記入射端面17の長さ方向の中央部を中心とする半円に沿ってその径方向に同じ角度で傾斜し、前記入射端面17から入射した光の向きを変えて前記液晶表示素子1側に出射する複数の円弧状変向面18が同心円状に形成され、その反対側の板面に、前記入射端面17から入射した光を前記複数の円弧状変向面18に向けて反射する反射面19が形成された導光板16と、前記導光板16の出射側に配置され、前記導光板16に対向する面に、前記導光板16の円弧状変向面18の曲率中心に対応する点を中心とする半円に沿った円弧状をなし、前記導光板16の複数の円弧状変向面18からの出射光を前記液晶表示素子1の法線方向hに対する角度が小さくなる方向に屈折させる複数の円弧状プリズム23が同心円状に形成され、前記液晶表示素子1に対向する面に、前記複数の円弧状プリズム23により屈折された光を前記液晶表示素子1側に出射する出射面24が形成されたプリズムシート21とからなる変向手段10aを備え、この変向手段10aの導光板16の入射端面17の中央部に対向させて、前記円弧状変向面18の曲率中心から放射状に広がる光を前記導光板16の入射端面17に向けて出射する第1の発光素子25aを配置し、前記導光板16の入射端面17の中央部に対して前記入射端面17の長さ方向の一端側にずれた位置と他端側にずれた位置にそれぞれ対向させて、前記円弧状変向面18の曲率中心に対してずれた点から放射状に広がる光を前記導光板16の入射端面17に向けて出射する複数(この実施例では2つ)の第2の発光素子25bを配置したものである。
In this embodiment, the
前記導光板16の複数の円弧状変向面18はそれぞれ、前記半円の中心に向かって、前記反射面19とは反対方向に予め定めた角度で傾いた傾斜面からなっており、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同心円状に形成されている。
Each of the plurality of arc-shaped diverting
また、前記プリズムシート21の複数の円弧状プリズム23はそれぞれ、二等辺三角形状の断面形状を有しており、前記導光板16の複数の円弧状変向面18のピッチよりも小さいピッチで同心円状に形成されている。
Further, each of the plurality of arc-shaped
なお、この実施例では、前記導光板16の反射面19を、前記導光板16の板面に反射膜20を設けて形成しているが、この導光板16の反射面19は、前記入射端面17からの入射光を導光板16の板面と外気との界面で全反射する内面反射面としてもよい。
In this embodiment, the
この面光源9aは、前記変向手段10aの導光板16にその入射端面17から入射した光を、図15に矢線で示したように、前記複数の円弧状変向面18により向きを変えて前記導光板16から出射し、その光を、前記プリズムシート21の複数の円弧状プリズム23により屈折させてこのプリズムシート21の出射面24から前記液晶表示素子1側に出射するものであり、前記導光板16の複数の円弧状変向面18の傾き角と、前記プリズムシート21の複数の円弧状プリズム23の2つの傾斜面の傾き角は、前記導光板16に前記円弧状変向面18の曲率中心から前記導光板16の板面と平行な面に沿った方向に放射状に広がる光を入射させたときに、前記プリズムシート21の出射面24から、前記液晶表示素子1の法線方向hに沿った方向に出射光強度のピークが存在する強度分布の光を出射させるように設定されている。
The
この面光源9aは、前記第1発光素子25aの点灯により、前記液晶表示素子1の法線方向hに出射する正面光の強度が前記法線方向h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の照明光を前記液晶表示素子1に向けて照射し、前記2つの第2発光素子25b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。
In the
したがって、この面光源9aを前記液晶表示素子1の観察側とは反対側に配置し、上述した第1または第2の実施例の駆動手段27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を印加し、視野選択信号に応じて、狭視野表示が選択されたときに、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9aの第1の発光素子25aを点灯させ、広視野表示が選択されたときに、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9aの第1の発光素子25aと第2の発光素子25bとを同時または交互に点灯させることにより、表示の視野を狭視野と広視野とに制御することができる。
Therefore, the
そして、この実施例の液晶表示装置は、前記液晶表示素子1の観察側とは反対側に、前記導光板16とプリズムシート21とからなる変向手段10aと第1及び第2の発光素子25a,25bとにより構成された面光源9aを配置し、前記液晶表示素子1と面光源9aを駆動する前記駆動手段27を備えたものであるため、製造の難しい視野制限用液晶素子を備えた従来の視野制御型液晶表示装置に比べてはるかに低コストに得ることができる。
In the liquid crystal display device of this embodiment, on the side opposite to the viewing side of the liquid
なお、この実施例においても、前記面光源9aは、前記変向手段10aの出射側に配置され、前記変向手段10aから出射した光のうち、前記液晶表示素子1の法線方向hに対して傾いた方向の光を拡散させる異方性拡散板をさらに備えているのが好ましく、このようにすることにより、挟視野表示の視野をより効果的に狭くするとともに、広視野表示の視野をより広くすることができる。
Also in this embodiment, the
(他の実施形態)
この発明の液晶表示装置において、前記液晶表示素子1の観察側とは反対側に配置する面光源の変向手段は、上述した第1の実施例の導光板11または第3の実施例の導光板16及びプリズムシート21に限らず、前記液晶表示素子1の1つの縁部側の端部に光を入射させる入射部が形成され、前記液晶表示素子1と平行な面に沿わせて、前記入射部の長さ方向の中央部を中心とする半円に沿ってその径方向に同じ角度で傾斜し、前記入射部から入射した光の向きを変えて前記液晶表示素子側に出射する複数の円弧状変向面が同心円状に形成されたものであれば、他の構成のものでもよい。
(Other embodiments)
In the liquid crystal display device of the present invention, the surface light source changing means disposed on the opposite side of the liquid
また、上記実施例の面光源9,9aは、1つの第1発光素子25aと、2つの第2発光素子25bとを備えたものであるが、前記第2発光素子25bは、前記変向手段10の入射部12の中央部に対して前記入射部12の長さ方向の一端側に順次ずれた複数の位置と、前記入射部12の長さ方向の他端側に順次ずれた複数の位置にそれぞれ対向させて配置してもよい。
Further, the
1…液晶表示素子、1a…画面領域、9,9a…面光源、10,10a…変向手段、11,16…導光板、12,17…入射端面(入射部)、13…出射面、14,18…円弧状変向面、19…反射面、21…プリズムシート、23…円弧状プリズム、24…出射面、25a…第1の発光素子、25b…第2の発光素子、27…制御手段。
DESCRIPTION OF
Claims (14)
前記液晶表示素子に対向するように配置され、所定の端面から入射される光の入射位置に応じて前記液晶表示素子に対向する面から射出される射出光のピーク値を示す角度が異なる導光板と、
前記導光板の前記液晶表示素子に対向する面から射出される射出光のピーク値を示す角度が前記射出光の射出面に対して垂直な角度になる位置に配置され、前記導光板に向けて光を発光する第1の発光素子と、
前記導光板の前記液晶表示素子に対向する面から射出される射出光のピーク値を示す角度が前記射出光の射出面に対して傾斜した角度になる位置に配置され、前記導光板に向けて光を発光する第2の発光素子と、
外部から順次供給される画像データが記憶される第1のメモリと、
予め登録された固定画像データが記憶される第2のメモリと、
前記液晶表示素子に表示させる画像を、前記第1のメモリに記憶されている画像データに基づく画像と前記第2のメモリに記憶されている画像データに基づく画像との間で、時分割的に交互に切り換えて出力する表示制御部と、
前記表示制御部による画像の切り替えタイミングに同期させて、発光させる発光素子を前記第1の発光素子と前記第2の発光素子との間で切り換える光源制御部と、
を備え、
前記表示制御部が前記液晶表示素子に前記第1のメモリに記憶されている画像データに基づく画像を出力させるときに、前記光源制御部が前記第1の発光素子を発光させるとともに前記第2の発光素子を発光させず、
前記表示制御部が前記液晶表示素子に前記第2のメモリに記憶されている画像データに基づく画像を出力させるときに、前記光源制御部が前記第2の発光素子を発光させるとともに前記第1の発光素子を発光させない、
ことを特徴とする液晶表示装置。 A liquid crystal display element in which a plurality of pixels are arranged in a matrix;
A light guide plate disposed so as to face the liquid crystal display element and having different angles indicating the peak value of the emitted light emitted from the surface facing the liquid crystal display element according to the incident position of the light incident from a predetermined end face When,
The angle indicating the peak value of the emitted light emitted from the surface of the light guide plate facing the liquid crystal display element is disposed at a position perpendicular to the emission surface of the emitted light, and toward the light guide plate A first light emitting element that emits light;
The angle indicating the peak value of the emitted light emitted from the surface facing the liquid crystal display element of the light guide plate is disposed at a position where the angle is inclined with respect to the emission surface of the emitted light, and toward the light guide plate A second light emitting element that emits light;
A first memory for storing image data sequentially supplied from the outside;
A second memory for storing pre-registered fixed image data;
An image to be displayed on the liquid crystal display element is time-divided between an image based on the image data stored in the first memory and an image based on the image data stored in the second memory. A display control unit that alternately switches and outputs, and
A light source control unit that switches a light emitting element to emit light between the first light emitting element and the second light emitting element in synchronization with an image switching timing by the display control unit;
Equipped with a,
When the display control unit causes the liquid crystal display element to output an image based on the image data stored in the first memory, the light source control unit causes the first light emitting element to emit light and the second light emitting element to emit light. The light emitting element does not emit light,
When the display control unit causes the liquid crystal display element to output an image based on the image data stored in the second memory, the light source control unit causes the second light-emitting element to emit light and the first light-emitting element to emit light. Do not make the light emitting element emit light,
A liquid crystal display device characterized by the above.
前記光源制御部は、前記第3の発光素子を前記第2の発光素子と同一に制御する、
ことを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。 At a position where the angle indicating the peak value of the light emitted from the surface of the light guide plate facing the liquid crystal display element is symmetrical with respect to the angle indicating the peak value of the light from the second light emitting element. A third light emitting element that is disposed and emits light toward the light guide plate;
The light source control unit controls the third light emitting element in the same manner as the second light emitting element;
The liquid crystal display device according to claim 1 .
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の液晶表示装置。 Fixed image data registered in advance in the second memory when the narrow viewing angle display is selected, and image data sequentially supplied from the outside to the second memory when the wide viewing angle display is selected A control unit for writing
The liquid crystal display device according to claim 1 or 2 .
ことを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の液晶表示装置。 The second light emitting element is disposed at a position where an angle indicating the peak value is an angle inclined by 20 ° with respect to a normal line of the emission surface.
The liquid crystal display device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that.
ことを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の液晶表示装置。 The fixed image data corresponds to a mosaic image,
The liquid crystal display device according to any one of claims 1 to 4, characterized in that.
ことを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項に記載の液晶表示装置。 The peak value of light from the first light emitting element is greater than the peak value of light from the second light emitting element;
The liquid crystal display device according to any one of claims 1 to 5, characterized in that.
前記各色成分を時分割的に切り換えて前記表示パネルへ出力することを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。 The image data and the fixed image data are each composed of a red component, a green component, and a blue component,
2. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the color components are switched in a time division manner and output to the display panel.
前記発光状態の発光素子に対して、前記表示パネルへ出力される色成分に対応した色のLEDを点灯させるとともに他のLEDを消灯させることを特徴とする請求項7に記載の液晶表示装置。 Each of the two light emitting elements includes a red LED, a green LED, and a blue LED,
The liquid crystal display device according to claim 7 , wherein an LED having a color corresponding to a color component output to the display panel is turned on and the other LEDs are turned off for the light emitting element in the light emitting state.
前記各成分を時分割的に切り換えて前記表示パネルへ出力することを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。 The image data and the fixed image data are red, green, and blue color data corresponding to the red, green, and blue pixels of the display panel, respectively.
2. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the respective components are switched in a time division manner and output to the display panel.
前記発光状態の発光素子に対して、前記表示パネルへ出力される各成分に対応した白色のLEDを点灯させるとともに他の白色LEDを消灯させることを特徴とする請求項9に記載の液晶表示装置。 Each of the two light emitting elements is a white LED,
10. The liquid crystal display device according to claim 9 , wherein a white LED corresponding to each component output to the display panel is turned on and the other white LEDs are turned off for the light emitting element in the light emitting state. .
前記発光状態の発光素子に対して、前記表示パネルへ出力される各成分に対応した赤色LED、緑色LED及び青色LEDを同時点灯させるとともに他のLEDを消灯させることを特徴とする請求項9に記載の液晶表示装置。 Each of the two light emitting elements includes a red LED, a green LED, and a blue LED,
The light emitting element of the light-emitting state, the red LED corresponding to each component to be output to the display panel, to claim 9, characterized in that turns off the other LED with simultaneous turning on the green LED and blue LED The liquid crystal display device described.
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