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CN100507678C - 照明装置及利用它的显示装置 - Google Patents

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CN100507678C CNB2006100937236A CN200610093723A CN100507678C CN 100507678 C CN100507678 C CN 100507678C CN B2006100937236 A CNB2006100937236 A CN B2006100937236A CN 200610093723 A CN200610093723 A CN 200610093723A CN 100507678 C CN100507678 C CN 100507678C
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Abstract

本发明提供一种显示装置，具有液晶显示面板、和配置在其背面侧、将在不同方向具有方向性的至少2束照明光朝向上述液晶显示面板射出的照明装置。照明装置具有导光板，该导光板将板状透明部件的端面作为光入射端面，将其中一个板面作为光出射面，将另一个板面作为改变从上述光入射端面入射的光的行进方向的光转向面。导光板的光转向面在以上述光入射面长度方向的中央位置为中心的同心圆上具有分别形成为半圆形的多个圆弧状倾斜面，在从上述光入射面的上述中央位置向左右各等距离的2个位置分别配置有发光元件。

Description

照明装置及利用它的显示装置
技术领域
本发明涉及一种射出至少在两个方向具有方向性的照明光的照明装置、及将该照明装置配置于显示面板的背面侧的显示装置。
背景技术
以往，作为显示面板的照明装置已知有边光源型背景光。该背景光包括将板状透明板的一端面作为来自光源的光的入射面、将1个板面作为从上述一端面射入的光的出射面的导光体、和与该导光体的一端面相对置地配置的光源，将来自光源的光从入射面射入导光体内，使该光在导光体内反复反射进行引导，从出射面的大致整个区域出射。
另一方面，作为采用显示面板的显示装置，提出了这样一种方案，使1块显示面板显示从该显示面板的右向观察时看到的图像和从左向观察时看到的图像不同的2个图像。
这种显示装置，例如在汽车导航用显示装置中，从驾驶员侧看时显示导向图像，从副驾驶员侧看时是显示视频图像，或者在1个显示装置上使之显示具有与观察者的左右眼对应的视差的2个图像，使观察者的右眼识别从显示装置的右向所观察的右眼用图像，使观察者的左眼识别从左向所观察的左眼用图像，从而用于显示立体的三维图像。
作为显示该三维图像的液晶显示装置，例如有利用液晶显示面板的间隔1列(1列
Figure C200610093723D0011191303QIETU
き)的像素显示左眼用图像，根据其它的间隔1列的像素显示右眼用图像，并且，通过双凸透镜(日本特开平3-119889号公报)、或视差格栅(parallax barrier)(日本特开平7-005455号公报、日本特开平10-268230号公报)，使观察者左眼和右眼观察该左眼用图像和右眼用图像，该双凸透镜将来自上述液晶显示面板的一行像素的出射光、和来自另一行像素的出射光分开为显示观察者的左眼方向和右眼方向，该视差格栅与上述液晶显示面板的像素行平行的多个透射部和遮光部交替并列而形成为条纹状。
然而，这种在1个显示面板上显示2个图像的显示装置，利用间隔1列的像素显示一方的图像，而根据其它间隔1列的像素显示其它图像，所以各自的图像分辨率低，不能显示优质的图像。
另外，必须使与显示面板像素节距对应的透镜节距的双凸透镜、或与上述像素节距对应的透射部节距的视差格栅，用相对于上述显示面板的各行像素以预定的位置关系使该各透镜部或透射部高精度对应配置，所以很难制造。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种适于显示装置的照明装置，该显示装置使1个显示面板至少显示2个图像，并在显示面板的右侧方向和左侧方向上分别辨认这些图像。
另外，本发明的其他目的在于，提供一种显示装置，使1个显示面板至少显示2个图像，并在显示面板的右侧方向和左侧方向上分别识别这些图像。
并且，本发明的目的在于，提供一种能够显示高分辨率高品质的三维图像、而且能够容易制造的显示装置。
为了实现上述目的，根据本发明的第1观点的照明装置，其特征在于，设有导光板、第1发光元件和第2发光元件、及光源驱动电路；
上述导光板具有：
设于板状透明部件的1个端面、入射光源的光的光入射端面，
设于与光入射端面垂直的板面、引导从上述光入射端面入射的光并在预定方向出射的光出射面，
设于与上述光出射面相对置的另外的板面上的对置面，及
上述圆弧状倾斜面，设于上述对置面与上述光出射面中某一个上，沿着以上述光入射端面的与上述光出射面相交叉的边的长度方向的大致中央位置为中心的半圆呈圆弧状，在将与上述光出射面和上述光入射端面分别垂直的面作为垂直基准面时，对于从与上述入射端面的上述中央位置向其两侧仅相隔预定距离的位置入射的光，按对应于与上述中央的距离的各个角度，将各自的前进方向改变为相对上述垂直基准面而相互不同的方向，从该光出射面射出；
上述第1发光元件和第2发光元件以上述导光板的光入射端面的、定义了上述圆弧状倾斜面的圆弧的曲率中心的上述光入射端面的长度方向的中央位置为中心，在其两侧各相隔大致相同距离的位置配置，使照明光从上述光入射面入射到上述导光板的内部；
上述光源驱动电路有选择地使上述第1发光元件和第2发光元件对应于立体显示用图像数据而有选择地点亮。
根据这样的第1观点的照明装置，将从2个发光元件射出的光的前进方向，相对于上述照明装置的法线，分为在左侧具有光强峰值的光和在右侧具有光强峰值的光射出，采用1个照明装置，可以有选择地射出从观察侧看在左或右向上具有强方向性的2束照明光。
在该照明装置中，最好是，上述圆弧状倾斜面由多个圆弧状反射面构成，该圆弧状反射面在上述导光板的上述对置面上形成为在以上述光入射端面的长度方向的中央位置为中心的同心圆上排列多个的半圆形的圆弧状，该圆弧状反射面进行反射，将包含上述光射出面的法线并与上述垂直基准面垂直的面作为水平基准面时，使从配置在上述入射端面上的第1发光元件射出并在上述导光板内行进的第1光的行进方向，变为在上述水平基准面上相对于上述垂直基准面向一个方向以预定的角度倾斜的第1方向而从上述出射面射出，并且使从配置于上述入射端面的第2发光元件射出而在上述导光板内行进的第2光的行进方向，变为在上述水平基准面上相对于上述垂直基准面向另一个方向以预定的角度倾斜的第2方向而从上述出射面射出。
或者，希望是，上述圆弧状倾斜面由多个圆弧状折射面形成，该圆弧状折射面是在上述导光板的上述光出射面，在以上述光入射端面长度方向的中央位置为中心的同心圆上排列多个并形成为半圆形的圆弧状，该圆弧状折射面进行折射，将包含上述光射出面的法线并与上述垂直基准面垂直的面作为水平基准面时，使从配置在上述入射端面上的第1发光元件射出并在上述导光板内行进的第1光的行进方向，变为相对于上述垂直基准面向一个方向以预定的角度倾斜、且与垂直于上述水平基准面的面平行的第1方向而从上述出射面射出，并且使从配置于上述入射端面的第2发光元件射出而在上述导光板内行进的第2光的行进方向，变为相对于上述垂直基准面向另一个方向以预定的角度倾斜、且与垂直于上述水平基准面的面平行的第2方向而从上述出射面射出。此时，最好是具有配置于上述导光板的光出射面的外侧、使来自上述导光板的出射光向与上述水平基准面平行的方向折射的棱镜片，上述棱镜片优选由多个圆弧状棱镜构成，该圆弧状棱镜在以与上述导光板的上述圆弧状倾斜面的曲率中心对应的点为中心的同心圆上排列多个并形成为半圆形的圆弧状。
在本发明中，优选具有配置于上述导光板的对置面的外侧、将从上述对置面出射的光向上述导光板的方向反射的反射板。
另外，优选地还具备：第3发光元件，与上述导光板的光入射端面的、定义了上述圆弧状倾斜面的圆弧曲率中心的上述中央位置对应，使照明光从该光入射端面的中央入射到上述导光板；和光源驱动电路，控制上述第1、第2发光元件和第3发光元件的点亮状态；上述导光板具有多个圆弧状倾斜面，该圆弧状倾斜面对于从上述入射端面的上述中央入射的光，将其行进方向变成平行于上述垂直基准面的方向而从该光出射面射出。根据该照明装置，可以用1个照明装置，有选择地射出从观察侧看的左或右向具有强方向性的2个照明光、和正面亮度高的照明光。
此外，优选地具有：第4和第5发光元件，在上述导光板的光入射端面的、比上述第1、第2发光元件靠其外侧的两侧，相对于定义了上述圆弧状倾斜面的圆弧曲率中心的上述中央位置，在分别相隔大致相同距离的位置相对置而配置，使照明光从上述光入射面入射到上述导光板内部；和光源驱动电路，控制上述第1、第2发光元件和第4、第5发光元件的点亮状态。此时，可以用1个照明装置得到在从观察侧看的左或右向上具有强方向性、且观看范围广的2束照明光。
另外，优选地具有各向异性散射板，该各向异性散射板与上述导光板的上述光出射面外侧相对置而配置，在上述水平基准面上相对于上述垂直基准面在分别倾斜预定角度的方向的预定角度范围内，对从上述光出射面射出的光进行散射。此时，可以用1个照明装置得到在从观察侧看的左或右向上具有强方向性、且观看范围广的2束照明光。
根据本发明第2观点的显示装置，其特征在于，
具有显示面板、照明装置、及控制装置；
上述显示面板具有多个像素呈矩阵状排列的显示区，并将对应于立体显示用图像数据对应的显示信号分别供给上述多个像素并通过上述多个像素显示至少1个图像；
上述照明装置包括导光板、及第1发光元件、第2发光元件，配置在上述显示面板的背面侧，
上述导光板具有：
设于板状透明部件的1个端面上入射光源的光的光入射端面，
设于与光入射端面垂直的板面上、引导从上述光入射端面入射的光并在预定方向出射的光出射面，
设于与上述光出射面相对置的另外的板面上的对置面，及
上述圆弧状倾斜面，设于上述对置面与上述光出射面中某一个上，沿着以与上述光入射端面的上述光出射面相交叉的边的长度方向的大致中央位置为中心的半圆呈圆弧状，在将与上述光出射面和上述光入射端面分别垂直的面作为垂直基准面时，对于从与上述入射端面的上述中央位置向其两侧仅相隔预定距离的位置入射的光，按对应于与上述中央的距离的角度，将各自的前进方向改变为相对于上述基准面而相互不同的方向，从该光出射面射出，
上述第1发光元件和第2发光元件以上述导光板的光入射端面的、定义了上述圆弧状倾斜面的圆弧的曲率中心的上述光入射端面的长度方向的中央位置为中心，在其两侧各相隔大致相同距离的位置配置，使照明光从上述光入射面入射到上述导光板的内部；
上述控制装置包括根据上述立体显示用图像数据使上述显示面板切换显示2个不同图像的显示驱动电路、和与显示在上述显示面板上的图像的切换同步而有选择地使上述第1发光元件和第2发光元件点亮的光源驱动电路。
根据该第2观点的显示装置，对于显示装置的正面可以显示在左或右各方向不同的图像。即，将该显示装置适用于立体显示装置时，通过使分别在左右方向射出的照明光成为在左右眼中观看的右眼用及左眼用照明光，可以高亮度地显示三维图像。另外，通过对配置在导光板的光入射面上2个光源位置进行调整，增大在左右方向射出的光的角度，可以清晰区分从右向可观看的图像和右向可观看的图像，从而可以显示在左右方向完全不同的图像。
在该显示装置中，最好是，上述圆弧状倾斜面由多个圆弧状反射面构成，该圆弧状反射面在上述导光板的上述对置面，在以上述光入射端面的长度方向的中央位置为中心的同心圆上排列多个并形成为半圆形的圆弧状，该圆弧状反射面进行反射，将包含上述光射出面的法线并与上述垂直基准面垂直的面作为水平基准面时，使从配置在上述入射端面上的第1发光元件射出并在上述导光板内行进的第1光的行进方向，变为在上述水平基准面上相对于上述垂直基准面向一个方向以预定的角度倾斜的第1方向而从上述出射面射出，并且使从配置于上述入射端面的第2发光元件射出而在上述导光板内行进的第2光的行进方向，变为在上述水平基准面上相对于上述垂直基准面向另一个方向以预定的角度倾斜的第2方向而从上述出射面射出。
或者，设置有棱镜片，该棱镜片具有配置于上述导光板的光出射面的外侧、在以与上述导光板的上述圆弧状倾斜面的曲率中心对应的点为中心的同心圆上排列多个的、形成为半圆形的圆弧状的多个圆弧状棱镜，将包含上述光射出面的法线并与上述垂直基准面垂直的面作为水平基准面时，使来自上述导光板的出射光向与上述水平基准面平行的方向折射；
上述圆弧状倾斜面最好由上述棱镜片和多个圆弧状折射面构成，该圆弧状折射面是在上述导光板的上述光出射面上，在以上述光入射端面的长度方向的中央位置为中心的同心圆上排列多个并形成为半圆形的圆弧状，该圆弧状折射面进行折射，使从配置在上述入射端面上的第1发光元件射出并在上述导光板内行进的第1光的行进方向，变为相对于上述垂直基准面向一个方向以预定的角度倾斜、且与垂直于上述水平基准面的面平行的第1方向而从上述出射面射出，并且使从配置于上述入射端面的第2发光元件射出而在上述导光板内行进的第2光的行进方向，变为相对于上述垂直基准面向另一个方向以预定的角度倾斜、且与垂直于上述水平基准面的面平行的第2方向而从上述出射面射出。
在该显示装置中，优选还具备第3发光元件，其与上述导光板的光入射端面的、定义了上述圆弧状倾斜面的圆弧曲率中心的上述中央位置对应，使照明光从该光入射端面的中央入射到上述导光板；光源驱动电路，具有选择上述第1、第2发光元件的交替点亮、和第1、第2及第3发光元件同时点亮的点亮控制电路；上述导光板具有多个圆弧状倾斜面，该圆弧状倾斜面对于从上述入射端面的上述中央入射的光，将其行进方向变成平行于上述垂直基准面的方向而从该光出射面射出。根据该结构，在显示装置的正面方向得到明亮的显示。
在该显示装置中，优选还具备各向异性散射板，该各向异性散射板与上述导光板的上述光出射面外侧相对置而配置，在上述水平基准面上相对于上述垂直基准面在分别倾斜预定角度的方向的预定角度范围内，对从上述光出射面射出的光进行散射。或者，优选还具有第4和第5发光元件，在上述导光板的光入射端面的、比上述第1、第2发光元件靠其外侧的两侧，相对于定义了上述圆弧状倾斜面的圆弧曲率中心的上述中央位置，在分别相隔大致相同距离的位置相对置而配置，使照明光从上述光入射面入射到上述导光板内部；光源驱动电路最好是具有交替地进行相对于上述中央位置配置在一侧的第1、第4发光元件的同时点亮、和配置在另一侧的第2、第5发光元件的同时点亮的点亮控制电路。根据该结构，相对于显示装置斜向倾斜的方向的观看范围变宽。
根据该第3观点形成的显示装置，其特征在于，
具有显示面板、照明装置、显示驱动电路、及光源驱动电路；
上述显示面板具有多个像素呈矩阵状排列的显示区，并将对应于立体显示用图像数据对应的显示信号分别供给上述多个像素并通过上述多个像素显示至少1个图像；
上述照明装置包括导光板、及第1发光元件、第2发光元件，使垂直基准面与上述显示面板的上下方向一致地配置在上述显示面板的背面侧，
上述导光板具有：
设于板状透明部件的1个端面、光源的光入射的光入射端面，
设于与光入射端面垂直的板面、引导从上述光入射端面入射的光并在预定方向出射的光出射面，
设于与上述光出射面相对置的另外的板面的对置面，及
上述圆弧状倾斜面，设于上述对置面与上述光出射面中的某一个，沿着以上述光入射端面的与上述光出射面相交叉的边的长度方向的大致中央位置为中心的半圆呈圆弧状，在将与上述光出射面和上述光入射端面分别垂直的面作为上述垂直基准面时，对于从与上述入射端面的上述中央位置向其两侧仅相隔预定距离的位置入射的光，按对应于与上述中央的距离的角度，将各自的前进方向改变为相对上述垂直基准面而相互不同的方向，从该光出射面射出，
上述第1发光元件和第2发光元件以上述导光板的光入射面的、定义了上述圆弧状倾斜面的圆弧的曲率中心的上述光入射端面的长度方向的中央位置为中心，在其两侧各相隔大致相同距离的位置而配置，使照明光从上述光入射面入射到上述导光板的内部；
上述显示驱动电路根据上述立体显示用图像数据使具有与观看者的左右眼的观察图像相当的视差的2个图像在上述显示面板上交替地切换显示；
上述光源驱动电路与上述2个图像的切换显示同步而有选择地使上述第1发光元件和第2发光元件点亮。
根据该第3观点的显示装置，可以用简单结构的照明装置实现立体显示。
此时，上述圆弧状倾斜面由多个圆弧状反射面形成，该圆弧状反射面在上述导光板的上述对置面上，形成为在以上述光入射端面的长度方向的中央位置为中心的同心圆上排列多个的半圆形的圆弧状，该圆弧状反射面进行反射，使从配置在上述入射端面的第1发光元件射出而在上述导光板内行进的第1光，变为在相对于上述显示面板的法线向显示观察者左右眼中一眼的方向倾斜的第1方向上存在出射光光强峰值的具有方向性的左眼用照明光朝向上述显示面板射出；使从配置在上述入射端面的第2发光元件射出而在上述导光板内行进的第2光，变为在向另一眼的方向倾斜的第2方向上存在出射光光强峰值的具有方向性的左眼用照明光朝向上述液晶显示面板射出。
或者，最好是还具有配置于上述导光板的光出射面的外侧、将包含上述光射出面的法线并与上述垂直基准面垂直的面作为水平基准面时，使来自上述导光板的出射光向与上述水平基准面平行的方向折射的棱镜片。上述圆弧状倾斜面最好具有多个圆弧状折射面，该圆弧状折射面是在上述导光板的上述光出射面，在以上述光入射端面长度方向的中央位置为中心的同心圆上排列多个并形成为半圆形的圆弧状，与上述棱镜片一起，使从配置在上述导光板的入射端面上的第1发光元件射出而在上述导光板内行进的第1光，变为在相对于上述液晶显示面板的法线向显示观察者左右眼中一眼的方向倾斜的第1方向上存在出射光光强峰值的具有方向性的照明光朝向上述显示面板射出；使从配置在上述入射端面上的第2发光元件射出而在上述导光板内行进的第2光，变为在向另一眼的方向倾斜的第2方向上存在出射光光强峰值的具有方向性的照明光朝向上述液晶显示面板射出。
对于本发明的显示装置，优选还包括第3发光元件，与上述导光板的光入射端面的、定义了上述圆弧状倾斜面的圆弧曲率中心的上述中央位置对应，使照明光从该光入射端面的中央入射到上述导光板；上述导光板具有上述圆弧状倾斜面，该圆弧状倾斜面对于从上述入射端面的上述中央位置入射的光，使其行进方向，将在与上述光出射面的法线大致平行的方向上存在出射光光强峰值的光，从该光出射面射出；光源驱动电路具有选择上述第1、第2发光元件的交替点亮、和第1、第2及第3发光元件的同时点亮的点亮控制电路。根据该结构，可以在显示装置的正面方向显示明亮的二维图像。
还有，优选还具有第4和第5发光元件，在上述导光板的光入射端面的、比上述第1、第2发光元件靠外侧的两侧，相对于定义了上述圆弧状倾斜面的圆弧曲率中心的上述中央位置，与分别相隔大致相同距离的位置相对置而配置，使照明光从上述光入射面入射到上述导光板内部；光源驱动电路具有交替进行相对于上述中央位置配置在一侧的第1、第4发光元件的同时点亮、和配置在另一侧的第2、第5发光元件的同时点亮的点亮控制电路。根据该结构，可在显示装置的正面方向进行立体显示，且从斜向在较宽的范围观看到左或右眼用图像的二维图像。
附图说明
图1为表示本发明第1实施例的显示装置的分解斜视图；
图2为图1所示的显示装置中所使用的液晶显示面板的局部剖面图；
图3为从光出射面观看图1所示的显示装置中所使用的照明装置的正视图；
图4为图3所示的照明装置中表示入射到导光板的光的前进方向的斜视图；
图5为图3所示照明装置的剖面图；
图6为从排列有发光元件的光入射面侧观看图3所示的照明装置的俯视图；
图7为第1实施例的照明装置的出射光的光强分布图；
图8为从光出射面侧观看表示本发明第2实施例的照明装置的正视图；
图9为图8所示照明装置的剖面图；
图10为从光出射面侧观看表示本发明的第3实施例的照明装置的正视图；
图11为图10所示的第3实施例的照明装置的出射光的光强分布图；
图12为表示本发明第4实施例的显示装置的分解斜视图；
图13为从排列有发光元件的光入射面侧观看图12所示的照明装置的俯视图；
图14为图13示出的第4实施例的照明装置中的出射光的光强分布图；
图15为表示本发明第5实施例的显示装置的分解斜视图；
图16为从排列有发光元件的光入射面侧观看图15所示的照明装置的俯视图；
图17为从光出射面侧观看图15示出的显示装置所使用的照明装置的正视图；
图18为图15示出的第5实施例的照明装置的出射光的光强分布图；
图19为表示本发明第6实施例的显示装置的分解斜视图；
图20为图19示出的第6实施例的照明装置的出射光的光强分布图。
具体实施方式
(第1实施例)
图1～图7示出本发明的第1实施例，对将本发明的照明装置应用于进行立体显示的显示装置的例子进行说明。
如图1所示，该显示装置具有：液晶显示面板1具有多个像素(未图示)呈矩阵状排列的显示区1a，将与显示图像用的图像数据对应的显示信号分别供给上述多个像素，由上述多个像素显示至少1个图像；照明装置15，在与上述液晶显示面板1的观察侧相反侧的背面配置；及控制装置32，控制上述液晶显示面板1的显示。
图2为上述液晶显示面板1的局部剖面图，该液晶显示面板1包括：通过框状密封件4(参见图1)接合的一对透明基板2、3，分别设于这些基板2、3面对的内表面、由彼此相对置的区域形成呈矩阵状排列的多个像素的透明电极5、6，及在由上述一对基板2、3之间的上述密封件4围绕的区域设置的向列型液晶层9。
该实施例中采用的液晶显示面板1是这样的有源阵列液晶显示面板，即，在上述一对基板2、3中的一个、例如与观察侧(图2中下侧)相反侧的基板2的内表面设置在行方向(图面左右方向)和列方向(图面上下方向)上呈矩阵状排列的多个像素电极5，在另一个观察侧基板3的内表面设置与上述多个像素电极5相对置的一片膜状的对置电极6。尽管图2中省略，但是在相反侧基板2的内表面设有与上述多个像素电极5分别连接的多个TFT(薄膜晶体管)、将栅极信号供给各行的TFT的多条栅极布线、及将图像数据信号供给各列的TFT的多条数据布线。
该液晶显示面板1是具有高速响应性的弯曲取向型液晶显示面板、或减少液晶层厚(基板间隙)而实现高速响应化的、液晶分子排列无扭曲的均匀取向型液晶显示面板。在弯曲取向型液晶显示面板的情况下，上述液晶层9的液晶分子9a利用在上述一对基板2、3的内表面覆盖上述电极5、6而设置的水平取向膜7、8来控制预倾角进行喷射取向。均匀取向型液晶显示面板的情况下，由上述水平取向膜7、8来规定取向方向，使上述液晶层9的液晶分子9a在一个方向上对齐分子长轴而均匀取向。
而且，在该液晶显示面板1的一对基板2、3的外表面，一对偏光板10、11将各自的透射轴朝向预定的方向配置，而且，在上述一对基板2、3的任一个、例如观察侧基板3和该观察侧偏光板11之间，配置有用于提高显示对比度的相位差板12。
另外，如图1所示，在与该液晶显示面板1的观看侧相反侧的基板2上，在行方向一端边缘和列方向一端边缘，形成有向观看侧基板3的外方向伸出的驱动器安装部2a，2b。上述多个栅极配线与在行方向的驱动器安装部2a上安装的栅极驱动器13连接，上述多个数据配线和列方向驱动器安装部2b上安装的数据驱动器14连接。上述对置电极6经由未图示的交叉连接部和未图示的对置电极连接布线与上述栅极驱动器13和数据驱动器14中的一个或两个的对置电极电位的供给源连接，该交叉连接部设置在采用上述密封件4的基板接合部，该对置电极连接布线形成在上述驱动器安装部2a，2b中的一个或两个。
接下来，对配置在与上述液晶显示面板1的观察侧相反侧的照明装置15进行说明。图3是从上述照明装置15的光出射侧看的正视图，图4是在图3所示的照明装置中表示入射到导光板的光的行进方向的斜视图，图5是省略剖面线表示上述照明装置15的剖面结构的剖面图，图6为从排列有上述照明装置15的发光元件的光入射面侧看的俯视图。
该照明装置15包括光转向装置16、第1发光元件30a和第2发光元件30b。光转向装置16，在与上述液晶显示面板1的图面的上下边中的任一边对应的一侧，光入射的光入射端面18与上述液晶显示面板1的左右方向大致平行地形成；在与上述液晶显示面板1相对置的面和其相反面的任一面，多个圆弧状倾斜面20形成为同心圆状，该圆弧状倾斜面20沿着以上述光入射端面18的长度方向的中央位置为中心18a的半圆呈圆弧状，并且，改变从上述光入射端面18入射的光的方向使其在上述液晶显示面板1侧出射。包括第1和第2发光元件30a、30b，它们在上述光转向装置16的光入射端面18的中央位置18a附近且从上述圆弧状转向面20的曲率中心18a向左右方向、隔开大致彼此相同距离40的位置P1、P2配置，朝向上述光转向装置16的光入射端面18射出向左右方向扩展的光。
该照明装置15的光转向装置16包括例如由丙烯树脂板等板状透明部件形成的导光板17。在导光板17的周边中形成光入射端面18，该光入射端面18使光入射到上述液晶显示面板1的图面上下边的任一边、例如与上述图面上边对应侧的边部的端面。另外，在导光板17的上述透明部件与上述液晶显示面板1相对置的板面形成由与上述液晶显示面板1的基板2、3面大致平行的平坦面构成的光出射面19。并且，在与导光板17的光出射面19相对置(相反侧)的面上形成有圆弧状倾斜面20，圆弧状倾斜面20沿着以上述光入射端面18的长度方向的中央位置18a为中心的半圆呈圆弧状形成多个，改变从上述光入射端面18入射到上述透明部件内的光的方向而从上述光出射面19向上述液晶显示面板1侧射出。
在图中尽管较大地夸张了上述导光板17的圆弧状倾斜面20，但是上述多个圆弧状倾斜面20以与上述液晶显示面板1的像素间距相同程度或者比其小的间距形成为同心圆状。
另外，上述导光板17的多个圆弧状倾斜面20是分别朝向上述半圆的中心、在与上述出射面19相反的方向上以预定的角度倾斜的倾斜面。
如图3至图6的箭头所示，上述导光板17将从其入射端面18入射的光，用上述多个圆弧状倾斜面20和外界气体(空气)的界面进行全反射改变方向，用该出射面19和外界气体的界面，使该光从上述光出射面19向相对于上述出射面19的法线的角度减小的方向反射，在上述液晶显示面板1侧射出。上述多个圆弧状倾斜面20的倾斜角设定为，在入射从上述圆弧状倾斜面20的曲率中心18a向左右方向扩展的光时，从上述导光板17的光出射面19出射在沿着上述液晶显示面板1的法线方向上存在出射光强峰值的、具有方向性的光。
即，构成光转向装置16的导光板17形成有圆弧状倾斜面20，该圆弧状倾斜面20沿着以上述光入射端面18的上述光出射面19相交叉的边的长度方向大致的中央位置18a为中心的半圆呈圆弧状，并对从上述光入射端面18的中央位置18a入射的光进行内表面反射以便在上述导光板17的光出射面19的法线方向上射出。而且，如图4虚线(点划线)所示，在设与上述光出射面19和上述光入射端面18分别垂直的面为垂直基准面16v、包含上述光出射面的法线并与上述垂直基准面16v垂直的面为水平基准面16h时，对于从第1、第2发光元件30a、30b的位置入射的光，按对应于从上述中央的距离的各自的角度，将各自的行进方向改变为相对于上述垂直基准面16v倾斜并且与垂直于上述水平基准面16h的各面平行的方向而从该光出射面19射出。并且，第1发光元件30a和第2发光元件30b在从上述入射端面的上述中央位置向其两侧只离开预定的距离的位置配置。
更详细地说，上述光转向装置16在与上述导光板17的上述对置面上具有多个圆弧状倾斜面20，该圆弧状倾斜面20在以上述光入射端面18的长度方向的中央位置18a为中心的同心圆上排列多个并形成为半圆形的圆弧状。通过圆弧状倾斜面20，从配置在上述光入射端面18上的第1发光元件30a射出而在上述导光板17中行进的第1光的行进方向，变为在上述水平基准面上相对于上述垂直基准面16v向一个方向按预定角度倾斜的第1方向而从上述出射面射出。而且，从配置在上述光入射端面18的第2发光元件30b射出而在上述导光板17中行进的第2光的行进方向，变为在上述水平基准面16h上相对于上述垂直平面向另一方向按预定角度倾斜的第2方向而从上述光出射面19射出。
另外，在该实施例中，在上述导光板17的后侧(形成圆弧状倾斜面20的面的外侧)配置有反射板21，其反射从该光入射端面18a入射到上述导光板17中的光之中透过上述圆弧状倾斜面20和外界气体之间的界面而漏到上述导光板17后侧的光。
另外，上述第1和第2发光元件30a、30b虽未图示出其结构，但是用透明树脂塑封LED(发光二极管)，在其出射侧具有用于将来自上述LED发光点的出射光在沿着上述导光板17的光出射面19的面上扩展发射的透镜部。
而且，上述第1和第2发光元件30a、30b配置成，在从上述导光板17的光入射端面18a的中央部附近的上述圆弧状倾斜面20的曲率中心18a在左右方向上具有大致相同的距离40的位置，分别使来自这些发光元件30a、30b的出射光的扩展方向与上述导光板17的光入射端面18a的长度方向、即上述液晶显示面板1的图面左右方向一致。
上述照明装置15将来自上述第1和第2发光元件30a、30b中、上述液晶显示面板1观察侧看右侧的发光元件30a的出射光，如图3至图6箭头所示，用上述导光板17的多个圆弧状倾斜面20改变方向，作为左眼用照明光射出，该左眼用照明光在相对于上述液晶显示面板1的法线、向显示观察者的左眼方向倾斜的方向上存在出射光强峰值，并具有方向性。另外，利用上述导光板17的多个圆弧状倾斜面20，将来自从上述观察侧看左侧的发光元件30b的出射光改变方向，作为右眼用照明光射出，该右眼用照明光在相对于上述液晶显示面板1的法线、向显示观察者的右眼方向倾斜的方向上存在出射光强峰值并具有方向性。
即，上述第1和第2发光元件30a，30b在上述导光板17的光入射端面18的中央位置18a的附近，从上述圆弧状倾斜面20的曲率中心18a在左右方向上各隔开大致相同的距离40配置。这样，上述第1和第2发光元件30a，30b中、来自从上述液晶显示面板1的观察侧看位于右侧的P1点的发光元件30a的出射光，通过上述多个圆弧状倾斜面20，在相对于来自上述圆弧状倾斜面20的曲率中心18a的光的反射方向30n，从上述观察侧看在左向只倾斜角度θ倾斜的方向30a1上反射。另外，来自从上述观察侧看左侧的发光元件30b的出射光，通过上述多个圆弧状倾斜面20，在相对于来自上述圆弧状倾斜面20的曲率中心18a的光的反射方向30n，在从上述观察侧看向右向倾斜的方向30b1上反射。
而且，如上所述，上述导光板17的多个圆弧状倾斜面20的倾角设定为，使从上述圆弧状倾斜面20的曲率中心18a向左右方向扩展的光入射到上述导光板17时，从上述导光板17的光出射面19，使在沿着上述液晶显示面板1的法线的方向上存在出射光强峰值的具有方向性的光射出。因此，在使从上述观察侧看右侧的发光元件30a点亮时，即，从相对于上述圆弧状倾斜面20的曲率中心18a向右向偏移的点使向左右方向扩展的光入射到上述导光板17时，从上述导光板17的光出射面19，相对于上述液晶显示面板1的法线，在从上述液晶显示面板1的观察侧看左方向、即向显示观察者的左眼方向倾斜的方向上存在出射光强峰值的具有方向性的左眼用照明光射出。另外，在使从上述观察侧看左侧的固体发光元件30b点亮时，即，从相对于上述圆弧状倾斜面20的曲率中心18a向左向偏移的点使向左右方向扩展的光入射到上述导光板17时，从上述导光板17的光出射面19，相对于上述液晶显示面板1的法线，从上述液晶显示面板1的观察侧看右向、即向显示观察者的右眼方向倾斜的方向上存在出射光强峰值的具有方向性的右眼用照明光射出。
图7表示来自上述照明装置15的左眼用照明光和右眼用照明光的光强分布，在图中，负角度是相对于该照明装置15的图面法线(垂直基准面16v)从上述照明装置15的观察侧看的左向角度，正的视角是相对于该照明装置15的图面法线从上述观察侧看的右向角度。如该图7所示，可得到相对于照明装置15的法线在左右方向7°～8°的范围具有光强峰值的强方向性的出射光。
图1所示的控制装置32包括控制上述液晶显示面板1的栅极侧驱动器13和数据侧驱动器14的显示驱动电路32a、控制上述面光源15的第1和第2发光元件30a、30b的点亮的光源驱动电路32b、和控制这些显示驱动电路32a和光源驱动电路32b的工作的控制电路32c。显示驱动电路32a驱动上述液晶显示面板1使上述显示面板1显示2个不同图像，在立体显示的情况下，使具有相当于观察者左右眼观看图像的视差的2个图像、即右眼用图像和左眼用图像交替显示。另外，光源驱动电路32b与上述2个图像的显示同步地使第1和第2发光元件30a、30b交替点亮。
在该第1实施例的显示装置中，通过场顺序显示而显示三维彩色图像，上述第1和第2发光元件30a、30b分别包括发出红色光的红色LED、发出绿色光的绿色LED、发出蓝色光的蓝色LED，并有选择地射出红、绿、蓝三色光。
而且，在将用于显示1个三维彩色图像的1帧分成6份的6个场的每一个之中，上述控制装置32以任意顺序选择红、绿、蓝3色的单位色的左眼用图像数据和右眼用图像数据中的1个图像数据并依次供给上述液晶显示面板1的各像素，与红、绿、蓝各单位色的左眼用图像的显示分别同步，对上述右侧发光元件30a的红、绿、蓝3色的LED中所显示的图像的色的LED进行点亮驱动使该色的左眼用照明光从上述照明装置15射出，与红、绿、蓝各单位色的右眼用图像的显示分别同步地使上述左侧发光元件30b的红、绿、蓝3色的LED中的图像的色的LED点亮，并使该色的右眼用照明光从上述照明装置15射出。
即，在该显示装置中，在上述液晶显示面板1的多个像素中，由上述控制电路32有选择地供给与红、绿、蓝的各单位色的左眼用图像数据对应的信号、和与红、绿、蓝的各单位色的右眼用图像数据对应的信号来显示上述各单位色的左眼用图像，与各个图像的显示同步地使红、绿、蓝各单位色的左眼用照明光从上述照明装置15射出并将与上述各单位色的右眼用图像数据对应的信号供给上述各像素来显示上述各单位色的右眼用图像显示，并与各图像的显示同步地使红、绿、蓝各单位色的右眼用照明光从上述照明装置15射出。由此，使上述液晶显示面板1依次显示对应于上述左眼用图像数据的红、绿、蓝各单位色的左眼用图像、和对应上述右眼用图像数据的红、绿、蓝各单位色的右眼用图像，使显示观察者观察到三维图像。
该显示装置是依次进行利用上述液晶显示面板1的所有像素的左眼用图像的显示、和利用上述液晶显示面板1的所有像素的右眼用图像的显示，故可以显示左眼用图像和右眼用图像两者的分辨率都很高的高品质的三维图像。
另外，该液晶显示装置在显示装置的背面侧配置有射出在左右眼方向上分别具有方向性的光的照明装置，所以结构简单，并可以显示左眼用图像和右眼用图像亮度平衡好的三维图像。
如上所述，在上述照明装置15中，在光转向装置16上形成圆弧状倾斜面20，该圆弧状倾斜面20沿着以上述光入射端面18的上述光出射面19交叉的边的长度方向大致中央位置18a为中心的半圆呈圆弧状，并形成使从上述光入射端面18的中央位置18a入射的光进行内表面反射，以便在上述导光板17的光出射面19的法线方向上射出。而且，将第1和第2发光元件30a、30b配置在从上述导光板17的入射端面18的上述中央位置18a向两侧只离开预定距离的位置配置。因此，可以将从各发光元件射出的光的行进方向相对于上述照明装置的法线，分成在左侧具有透过光强峰值的光和在右侧具有透过光强峰值的光而射出。
另外，本发明照明装置包括圆弧状倾斜面20、第1和第2发光元件30a、30b。圆弧状倾斜面20可设于导光板17的上述对置面和上述光出射面19的任一个面上，沿着以上述光入射端面18的与上述光出射面19交叉的边的长度方向大致中央位置18a为中心的半圆呈圆弧状，在设与上述光出射面19和上述光入射端面18分别垂直的面为垂直基准面16v、包含上述光出射面19的法线并与上述垂直基准面16v垂直的面为水平基准面16h时，对于在从上述入射端面18的上述中央位置18a向其两侧只离开预定距离的至少2个位置入射的光，将各自行进方向，按对应于与上述中央的距离的各自的角度，变为相对于上述垂直基准面16v倾斜且与垂直于上述水平基准面16h的各面平行的方向而从该光出射面19射出。第1和第2发光元件30a、30b在上述17的光入射端面18的、以定义了上述圆弧状倾斜面20的圆弧的曲率中心的上述光入射端面18的长度方向的中央位置18a为中心、在其两侧相隔大致相同的距离的位置配置，并使照明光从上述光入射端面18入射到上述导光板17的内部。因此，该发明的照明装置可以射出从光出射面19的观察侧看在左右方向上具有强方向性的照明光。
将该照明装置用于立体显示用正面装置中时，使分别向左右方向射出的照明光成为在左右眼中看到的右眼用和左眼用照明光，可以显示明亮的三维图像。
另外，调整在导光板17的光入射面上配置的2个光源位置，增大向左右方向射出的光的角度，可以明确区分从右向可观看的图像和从左向可观看的图像，从而可以显示在左右方向完全不同的图像。
(第2实施例)
图8和图9示出本发明的第2实施例，图8为从光出射面侧看在与上述液晶显示面板1观察侧相反侧的面相对置而配置的照明装置的正视图，图8为上述照明装置的剖面图。
该第2实施例与第1实施例相比，光转向装置16的结构不同，其他结构相同，所以同一部件用同一符号标注，并省略说明。
该实施例的照明装置115包括导光板22、配置于该导光板22的出射侧的棱镜片27和第1第2发光元件30a、30b。上述导光板22由丙烯树脂板等板状透明部件构成。在导光板22周边内、与上述液晶显示面板1的图面上下边的任一侧对应侧的边部的端面形成有使光入射的光入射端面23，在上述透明部件的与上述液晶显示面板1相对置的板面上，同心圆状地形成有多个圆弧状倾斜面24，该圆弧状倾斜面24沿着以上述光入射端面23的长度方向的中央位置23a为中心23a的半圆呈圆弧状，并改变从上述光入射端面23的入射到上述透明部件内的光的方向而射出。在圆弧状倾斜面24的相反侧板面上形成将从上述光入射端面23入射到上述透明部件内的光朝向上述圆弧状倾斜面24反射的反射面25。棱镜片27在与上述导光板22相对置的面上呈同心圆状形成多个圆弧状棱镜28，该圆弧状棱镜28沿着以上述导光板22的上述圆弧状倾斜面24的曲率中心23a对应的位置为中心的半圆呈圆弧状，并使来自上述导光板22的出射光在相对于上述液晶显示面板1法线的角度减小的方向折射。另外，在与棱镜片27的上述液晶显示面板1相对置的面上，形成由与上述液晶显示面板1的基板2、3的面基本平行的平坦面构成、将用上述多个圆弧状棱镜28折射的光在上述液晶显示面板1侧射出的出射面29。用这些具有圆弧状倾斜面24的导光板22和上述棱镜片27构成光转向装置116。第1和第2固体发光元件30a、30b在该光转向装置116的上述导光板22的入射端面23的中央部附近、并且从上述圆弧状倾斜面24的曲率中心23a在左右方向上分别大致具有相同距离40的位置相对置而配置，并朝向上述导光板22的入射端面23射出向左右方向扩展的光。
上述光转向装置116的导光板22的多个圆弧状倾斜面24分别朝向上述半圆的中心，由在与上述反射面25相反的方向上以预定角度倾斜的折射面形成，上述棱镜27的多个圆弧状棱镜28分别具有二等边三角形的剖面形状。
即，上述多个圆弧状倾斜面24形成有圆弧状折射面，该圆弧状折射面沿着以上述光入射端面23的上述圆弧状倾斜面24交叉的边的长度方向大致中央位置为中心的半圆呈圆弧状，并进行折射，使从上述光入射端面23的中央位置23a入射的光在与上述水平基准面16h平行的方向上射出。
而且，上述多个圆弧状倾斜面24，将从配置于上述光入射端面23的第1发光元件30a出射在上述导光板22内行进的第1光的行进方向，变成向相对于上述垂直基准面16v向一个方向以预定角度倾斜、并且与垂直于上述水平基准面16h的面平行的第1方向而从上述出射面射出。而且，圆弧状倾斜面24进行折射，将从配置于上述光入射端面23的第2发光元件30b出射在上述导光板22内行进的第2光的行进方向，变成向相对于上述垂直基准面16v向另一个方向以预定角度倾斜、并且与垂直于上述水平基准面16h的面平行的第2方向而从上述出射面射出。
而且，棱镜片27具有多个圆弧状棱镜28，其在以与上述导光板22的上述圆弧状倾斜面24的曲率中心对应的点为中心的同心圆上排列多个并形成为半圆形的圆弧状，并使从上述导光板22出射的光在与上述水平基准面16h平行的方向上折射。
另外，该实施例中，将上述导光板22的反射面25通过在上述导光板22的板面设置反射膜26而形成，但是，该导光板22的反射面25还可以作为由上述导光板22的板面和外界气体的界面形成的全反射面。
该照明装置115是这样的装置，将从其入射端面23入射到上述转向装置116的导光板22的光，如图9箭头所示，用上述多个圆弧状倾斜面24改变方向而从上述导光板22射出，用上述棱镜片27的多个圆弧状棱镜28使该光折射而从上述液晶显示面板1侧射出。上述导光板22的多个圆弧状倾斜面24的倾角和上述棱镜片27的多个圆弧状棱镜28的2个倾斜面的倾角设定为，在从上述圆弧状倾斜面22的曲率中心23a使向左右方向扩展的光入射到上述导光板22时，从上述棱镜片27的光出射面29，使在沿着上述液晶显示面板1的法线方向上存在出射光强峰值的具有方向性的光射出。
因此，该照明装置115在上述第1和第2发光元件30a、30b中、使从上述观察侧看右侧的发光元件30a点亮时，即，在从相对于上述圆弧状倾斜面24的曲率中心23a而右向错开的点使向左右方向扩展的光入射到上述导光板22上之时，如图8的箭头所示，从上述棱镜片27的光出射面29，相对于上述液晶显示面板1的法线，在从上述液晶显示面板1的观察侧看的左向、即向显示观察者的右眼方向倾斜的方向上存在出射光强峰值的、具有方向性的右眼用照明光射出。在使从上述观察侧看的左侧的发光元件30b点亮时，即，在从相对于上述圆弧状倾斜面24的曲率中心23a而左向错开的点使向左右方向扩展的光入射到上述导光板22时，如图8虚线箭头所示，从上述棱镜片27的光出射面29，相对于上述液晶显示面板1的法线，在与上述液晶显示面板1的观察侧看右向、即向显示观察者的右眼方向倾斜的方向上存在出射光强峰值的具有方向性的右眼用照明光射出。
这样，该实施例的照明装置115，可以通过上述第1和第2发光元件30a、30b中的从上述液晶显示面板1的观察侧看右侧的发光元件30a的点亮而射出上述左眼用照明光，通过从上述观察侧看左侧的发光元件30b的点亮而射出上述右眼用照明光。
(第3实施例)
图10和图11示出本发明的第3实施例，图10为从与上述液晶显示面板1的观察侧相反一侧的背面相对置而配置的照明装置的光出射面侧看的正视图，图11为该第3实施例的照明装置的出射光的光强分布图。该第3实施例是在第1实施例的结构上附加了第3发光元件，其他的结构相同，所以同一部件采用同一符号，并省略其说明。
该实施例在上述第1实施例的照明装置15中还包括第3发光元件31，该第3发光元件31在上述第1和第2发光元件30a、30b之间与上述光转向装置16的上述圆弧状倾斜面20的曲率中心18a相对置而配置，朝向上述光转向装置16的光入射端面18射出向左右方向扩展的光。另外，上述控制装置32包括：显示驱动电路32a，用于使上述液晶显示面板1的多个像素有选择地显示二维图像和三维图像；光源驱动电路32b，具有与这些二维图像显示和三维图像显示同步而有选择地进行上述第1和第2发光元件的交替点亮、第1和第2发光元件及第3发光元件30a、30b、31的同时点亮的点亮控制电路32b1。
即，在该实施例的照明装置中设置有第3发光元件31，其与上述导光板17的光入射端面18的、定义了上述圆弧状倾斜面20的圆弧的曲率中心的上述中央位置18a相对应、从该光入射端面18的中央使照明光入射到上述导光板17。而且，上述导光板17包括对于从上述入射端面18的上述中央位置18a入射的光、将其行进方向变为与上述垂直基准面16v平行的方向而从该光出射面出射的多个上述圆弧状倾斜面20。因此，通过同时点亮第1和第2发光元件30a、30b及第3发光元件31，在相对于上述照明装置的法线从观察侧看向左向和右向倾斜的方向上存在出射光强峰值的具有方向性的照明光、和在沿着上述照明装置法线的方向上存在出射光强峰值的具有方向性的光被合成，从而可以得到图11所示的强度分布的照明光，可以充分提高照明装置正面方向(法线方向)的亮度。
因此，该实施例的显示装置使上述液晶显示面板1的多个像素有选择地显示左眼用图像数据和右眼用图像数据，并与上述左眼用图像显示同步使上述照明装置15的第1和第2发光元件30a、30b中、从上述液晶显示面板1观察侧看右侧的发光元件30a点亮，与上述左眼用图像显示同步使上述照明装置15的从上述观察侧看左侧的发光元件点亮，从而显示立体的三维图像。而且，在上述液晶显示面板1的多个像素显示上述二维图像时，与该二维图像的显示同步使上述第1和第2发光元件30a、30b及配置于其间的上述第3发光元件31同时点亮，这样可以显示明亮的二维图像。
另外，该实施例在图1～图7所示的第1实施例的照明装置15中还具有上述第3发光元件31，但是，也可以在如图8和图9所示的第2实施例的照明装置115中还具有上述第3发光元件31。
另外，上述第1、第2实施例的显示面板采用不具有滤色片的液晶显示面板1而通过场顺序显示来显示彩色图像，但是，本发明也可以在利用具有分别对应于多个像素的多色、例如红、绿、蓝的3色滤色片的液晶显示面板来显示彩色图像的液晶显示装置中应用。
(第4实施例)
图12至图14示出本发明的第4实施例，图12为显示装置的分解斜视图，图13为从排列有发光元件的光入射面侧看该实施例的照明装置的俯视图，图14为该实施例的照明装置的出射光光强分布图。
该第4实施例通过在第1实施例的结构上再附加在特定角度范围内具有扩散板功能的各向异性扩散板50，可以使可看的视野范围变广，除此之外的结构都相同，所以同一部件采用同一的符号标注，并省略说明。
第4实施例是，在图1至图7所示的显示装置中，在液晶显示面板1和照明装置15之间配置有各向异性扩散板50，该各向异性扩散板50在相对于板面法线以预定角度倾斜的角度范围内使入射的光扩散而透过。该各向异性扩散板50配置成与上述显示装置的导光板17的上述光出射面19的外侧相对置。在将与上述光出射面19和上述光入射端面18分别垂直的面作为垂直基准面16v，包含上述光出射面的法线并与上述垂直基准面16v垂直的面作为水平基准面16h时，在上述水平基准面16h上，相对于上述垂直基准面16v，在分别以预定角度倾斜的方向的预定角度范围内将入射的光扩散而射出。
该实施例的各向异性扩散板50，相对于与显示装置的上下方向平行的上述垂直基准面16v，具有在上述水平基准面16h上将从左右各10°至60°的范围内倾斜的方向入射的光进行扩散的扩散特性。因此，如图13所示，在从上述导光板17的光出射面19出射的来自上述第1和第2发光元件30a、30b的光中，将相对于上述各向异性扩散板50的法线左右10°至60°的范围内射出的光，利用该各向异性扩散板50进行扩散，入射到上述液晶显示面板1。
其结果，如图11所示，从该照明装置15射出的光是相对于照明装置15的光射出面的法线在左右方向7°至8°具有强峰值，且即使在15°至80°范围内也具有可充分看到的程度的强度的强度分布的照明光。
因此，通过采用该照明装置15进行和实施例1同样的立体显示，可以从显示装置的正面，各眼分别观察右眼用图像和左眼图像作为三维立体图像，从上述显示装置的右或左向倾斜较大的方向能够将右眼用图像或左眼图像中的一个看作二维图像，可以大大地扩大看到的范围。
另外，在该实施例中，尽管示出在第1实施例示出的显示装置的照明装置15和液晶显示面板1之间配置各向异性扩散板的实施例，但是并非限于此，在第2实施例示出的显示装置的照明装置115和液晶显示面板1之间配置各向异性扩散板50也可以，此时，也可得到和该第4实施例同样的作用、效果。
另外，也可以将上述第3实施例适用于该第4实施例中，从而对应于导光板17的光入射端面的中央位置而配置第3发光元件31。此时可得到正面亮度高、且视场角范围广的二维图像显示。
(第5实施例)
图15至图18示出本发明的第5实施例，图15为显示装置的分解斜视图，图16为从排列有发光元件的光入射面侧看该实施例的照明装置的俯视图，图17为从光出射面侧看该实施例照明装置的正视图，图18为该实施例的照明装置的出射光光强分布图。
该第5实施例通过在第1实施例的结构上再附加第4、第5发光元件30c、30d，可以使可看到的视野范围变广，除此之外的结构都相同，所以同一部件采用同一的符号标注，并省略说明。
第5实施例的照明装置215在图1至图7所示的第1实施例的照明装置15的导光板17的光入射端面18上，还配置使照明光从上述光入射面入射到上述17内部的第4和第5发光元件30c、30d。第4和第5发光元件30c、30d比配置于光入射端面18的上述第1、第2发光元件30a、30b靠外侧的两侧，相对于定义了上述圆弧状倾斜面20的圆弧曲率中心的上述中央位置18a，在分别相隔大致相同距离41的位置相对置而配置。而且，光源驱动电路32b是控制上述第1、第2发光元件30a、30b和第4、第5发光元件30c、30d的点亮状态的电路，即具有交替进行相对于上述中央位置18a配置在一侧的第1、第4发光元件30a、30c的同时点亮、和配置在另一侧的第2、第5发光元件30b、30d的同时点亮的点亮控制电路32b1。
从设置在比导光板17的光入射端面18的上述第1、第2发光元件30a、30b靠外侧、配置在上述光入射端面18的上述第4、第5发光元件30c、30d射出而射入上述导光板17的光，如图16和图17所示，由于从上述光入射端面18的中心位置离开，故与通过上述圆弧状倾斜面20改变其行进方向、来自上述第1、第2发光元件30a、30b的出射光相比，作为在与法线更倾斜的方向上存在其出射光强峰值的光，朝向上述液晶显示面板1射出。
即，在设与上述光出射面19和上述光入射端面18分别垂直的面作为垂直基准面16v、包含上述光出射面19的法线并与上述垂直基准面16v垂直的面为水平基准面16h时，从第4、第5发光元件30c、30d射出的光通过上述圆弧状倾斜面20成为，相对于上述垂直基准面16v在水平基准面16h上以各15°角度倾斜的方向上存在强度峰值的光，从该照明装置215射出。
如图13所示，该实施例的照明装置215的出射光的光强分布，可以得到强度分布具有由从上述导光板17的光出射面19射出的上述第1及第2发光元件30a、30b产生的光的峰值、和从第4、第5发光元件30c、30d出射的光的峰值的照明光。
因此，通过采用该照明装置215进行和实施例1同样的立体显示，从显示装置的正面、各眼看到右眼用图像和左眼图像作为三维立体图像观察、从上述显示装置的右或左向以15°至20°倾斜的方向，看到右眼用图像或左眼图像中的一个作为二维图像，可以增大看到的范围。
另外，该实施例中，示出在第1实施例示出的显示装置的照明装置中配置第4、第5发光元件30c、30d的例子，但是并不局限于此，也可以在第2实施例示出的显示装置的照明装置115中的导光板22之外还具有第4、第5发光元件30c、30d。此时，也可得到和该实施例同样的作用、效果。
另外，也可以将上述第3实施例适用于该第5实施例中，从而对应于导光板17的光入射端面18的中央位置18a配置第3发光元件31。此时，可以进行正面亮度高、且视角范围广的二维图像显示。
(第6实施例)
图19及图20示出本发明的第6实施例，图19为显示装置的分解斜视图，图20为该实施例的照明装置的出射光的光强分布图。
该第6实施例通过在第4实施例的结构上再附加第5实施例所示的第4、第5发光元件30c、30d，可以进一步扩大可看的视野范围，除此之外的结构都相同，所以同一部件采用同一的符号标注，并省略说明。
第6实施例的照明装置215，在图12及图13所示的第4实施例的显示装置的照明装置15中，再配置使照明光从上述光入射面18a入射到上述导光板17内部的第4和第5发光元件30c、30d。第4和第5发光元件30c、30d，在照明装置15的导光板17的光入射端面18，比配置于该光入射端面18的上述第1、第2发光元件30a、30b还靠外侧的两侧，相对于定义了上述圆弧状倾斜面20的圆弧曲率中心的上述中央位置18a，分别在相隔大致相同距离41的位置相对置而配置。而且，光源驱动电路32b是控制上述第1、第2发光元件30a、30b和第4、第5发光元件30c、30d的点亮状态的电路，即具有点亮控制电路32b1，其交替进行相对于上述中央位置18a配置在一侧的第1、第4发光元件30a、30c的同时点亮、和配置在另一侧的第2、第5发光元件30b、30d的同时点亮。
从比设置在导光板17的光入射端面的上述第1、第2发光元件30a、30b、相对于中心位置18a靠外侧配置的第4、第5发光元件30c、30d射出而引入上述导光板17的光，由于从上述光入射端面18a的中心位置离开，与通过上述圆弧状倾斜面20其行进方向被转向、来自上述第1、第2发光元件30a、30b的出射光相比，作为在从法线更倾斜的方向上存在其出射光强峰值的光，朝向上述液晶显示面板1射出。
即，在将与上述光出射面19和上述光入射端面18分别垂直的面作为垂直基准面16v、包含上述光出射面19的法线并与上述垂直基准面16v垂直的面作为水平基准面16h时，从第4、第5发光元件30c、30d射出的光，通过上述圆弧状倾斜面20，相对于上述垂直基准面16v，变成在水平基准面16h上分别以大致15°角度倾斜的方向上存在强度峰值的光而从该照明装置215射出。来自该照明装置215的出射光由各向异性扩散板50进行扩散，入射到液晶显示面板1，该各向异性扩散板50对在水平基准面16h上从左右各10°至60°的范围内倾斜的方向入射的光进行扩散并具有扩散特性。
如图20所示，该实施例的照明装置215的出射光得到具有这样的强度分布的照明光，即，具有从上述导光板17的光出射面19射出的、从上述第1及第2发光元件30a、30b射出的光的峰值，和从第4、第5发光元件30c、30d出射的光由上述各向异性扩散板50扩散而在20°至80°的范围内较平坦的范围。
因此，通过采用该照明装置215进行与实施例1同样的立体显示，从显示装置的正面，各眼看到右眼用图像和左眼图像作为三维立体图像观察，在从上述显示装置的右或左向以15°至80°倾斜的方向也可以看到右眼用图像或左眼图像中的一个作为二维图像，可以扩大看到的范围。
另外，该实施例中，尽管示出的是在第5实施例示出的显示装置的照明装置215和液晶显示面板1之间配置各向异性扩散板的实施例，但是并非限于此，在第2实施例示出的显示装置的照明装置115和液晶显示面板1之间配置各向异性扩散板50，而且也可以配置第4、第5发光元件30c、30d。此时，也可得到与该实施例同样的作用、效果。
另外，也可以将上述第3实施例适用于该第6实施例中，从而与导光板17的光入射端面18的中央位置18a对应而配置第3发光元件31。此时可进行正面亮度高、且视场角范围宽的二维图像显示。

Claims (20)

1.一种面光源装置，其特征在于，设有导光板、第1发光元件和第2发光元件、及光源驱动电路；
上述导光板具有：
设于板状透明部件的1个端面、光源的光入射的光入射端面；
设于与光入射端面交叉的板面、引导从上述光入射端面入射的光在预定方向出射的光出射面；
设于与上述光出射面相对置的另外的板面的对置面；及
多个圆弧状倾斜面，设于上述对置面与上述光出射面中的某一个，沿着以上述光入射端面的与上述光出射面相交叉的边的长度方向的大致中央位置为中心的半圆呈圆弧状，在将与上述光出射面和上述光入射端面分别垂直的面作为垂直基准面时，对于从与上述入射端面的上述中央位置向其两侧仅相隔预定距离的位置入射的光，按对应于与上述中央的距离的角度，将各自的前进方向改变为相对上述垂直基准面而相互不同的方向，从该光出射面射出；
上述第1发光元件和第2发光元件以上述导光板的光入射端面的、定义了上述圆弧状倾斜面的圆弧的曲率中心的上述光入射端面的长度方向的中央位置为中心，在其两侧各相隔大致相同距离的位置而配置，使照明光从上述光入射面入射到上述导光板的内部；
上述光源驱动电路使上述第1发光元件和第2发光元件对应于立体显示用图像数据而有选择地点亮。
2.如权利要求1所述的面光源装置，其特征在于，上述圆弧状倾斜面由多个圆弧状反射面构成，该圆弧状反射面是在上述导光板的上述对置面，在以上述光入射端面的长度方向的中央位置为中心的同心圆上排列多个并形成为半圆形的圆弧状，该圆弧状反射面进行反射，将包含上述光射出面的法线并与上述垂直基准面垂直的面作为水平基准面时，使从配置在上述入射端面上的第1发光元件射出并在上述导光板内行进的第1光的行进方向，变为在上述水平基准面上相对于上述垂直基准面向一个方向以预定的角度倾斜的第1方向而从上述出射面射出，并且使从配置于上述入射端面的第2发光元件射出而在上述导光板内行进的第2光的行进方向，变为在上述水平基准面上相对于上述垂直基准面向另一个方向以预定的角度倾斜的第2方向而从上述出射面射出。
3.如权利要求1所述的面光源装置，其特征在于，上述圆弧状倾斜面由多个圆弧状折射面形成，该圆弧状折射面是在上述导光板的上述光出射面，在以上述光入射端面长度方向的中央位置为中心的同心圆上排列多个并形成为半圆形的圆弧状，该圆弧状折射面进行折射，将包含上述光射出面的法线并与上述垂直基准面垂直的面作为水平基准面时，使从配置在上述入射端面上的第1发光元件射出并在上述导光板内行进的第1光的行进方向，变为相对于上述垂直基准面向一个方向以预定的角度倾斜、且与垂直于上述水平基准面的面平行的第1方向而从上述出射面射出，并且使从配置于上述入射端面的第2发光元件射出而在上述导光板内行进的第2光的行进方向，变为相对于上述垂直基准面向另一个方向以预定的角度倾斜、且与垂直于上述水平基准面的面平行的第2方向而从上述出射面射出。
4.如权利要求3所述的面光源装置，其特征在于，还具有配置于上述导光板的光出射面的外侧、使来自上述导光板的出射光向与上述水平基准面平行的方向折射的棱镜片。
5.如权利要求4所述的面光源装置，其特征在于，上述棱镜片由多个圆弧状棱镜构成，该圆弧状棱镜在以与上述导光板的上述圆弧状倾斜面的曲率中心对应的点为中心的同心圆上排列多个并形成为半圆形的圆弧状。
6.如权利要求3所述的面光源装置，其特征在于，还具有配置于上述导光板的对置面的外侧、将从上述对置面出射的光向上述导光板的方向反射的反射板。
7.如权利要求1所述的面光源装置，其特征在于，
还具备：第3发光元件，与上述导光板的光入射端面的、定义了上述圆弧状倾斜面的圆弧曲率中心的上述中央位置对应，使照明光从该光入射端面的中央入射到上述导光板；和
光源驱动电路，控制上述第1发光元件、第2发光元件和第3发光元件的点亮状态；
上述导光板具有多个圆弧状倾斜面，该圆弧状倾斜面将从上述入射端面的上述中央入射的光的行进方向变成平行于上述垂直基准面的方向而从该光出射面射出。
8.如权利要求1所述的面光源装置，其特征在于，还具有第4和第5发光元件，在上述导光板的光入射端面的、比上述第1发光元件、第2发光元件靠其外侧的两侧，相对于定义了上述圆弧状倾斜面的圆弧曲率中心的上述中央位置，在分别相隔大致相同距离的位置相对置而配置，使照明光从上述光入射面入射到上述导光板内部；和
光源驱动电路，控制上述第1发光元件、第2发光元件和第4发光元件、第5发光元件的点亮状态。
9.如权利要求1所述的面光源装置，其特征在于，还具有各向异性散射板，该各向异性散射板与上述导光板的上述光出射面外侧相对置而配置，在上述水平基准面上相对于上述垂直基准面在分别倾斜预定角度的方向的预定角度范围内，对从上述光出射面射出的光进行散射。
10.一种显示装置，其特征在于，
具有显示面板、面光源装置、及控制装置；
上述显示面板具有多个像素呈矩阵状排列的显示区，并将对应于立体显示用图像数据的显示信号分别供给上述多个像素并通过上述多个像素显示至少1个图像；
上述面光源装置包括导光板、及第1发光元件、第2发光元件，并配置在上述显示面板的背面侧，
上述导光板具有：
设于板状透明部件的1个端面、光源的光入射的光入射端面；
设于与光入射端面垂直的板面、引导从上述光入射端面入射的光并在预定方向出射的光出射面；
设于与上述光出射面相对置的另外的板面的对置面；及
多个圆弧状倾斜面，设于上述对置面与上述光出射面中的某一个，沿着以上述光入射端面的与上述光出射面相交叉的边的长度方向的大致中央位置为中心的半圆呈圆弧状，在将与上述光出射面和上述光入射端面分别垂直的面作为垂直基准面时，对于从与上述入射端面的上述中央位置向其两侧仅相隔预定距离的位置入射的光，按对应于与上述中央的距离的角度，将各自的前进方向改变为相对上述垂直基准面而相互不同的方向，从该光出射面射出；
上述第1发光元件和第2发光元件以上述导光板的光入射端面的、定义了上述圆弧状倾斜面的圆弧的曲率中心的上述光入射端面的长度方向的中央位置为中心，在其两侧各相隔大致相同距离的位置而配置，使照明光从上述光入射面入射到上述导光板的内部；
上述控制装置包括根据上述立体显示用图像数据使上述显示面板切换显示2个不同图像的显示驱动电路、和与显示在上述显示面板上的图像的切换同步而有选择地使上述第1发光元件和第2发光元件点亮的光源驱动电路。
11.如权利要求10所述的显示装置，其特征在于，
上述圆弧状倾斜面由多个圆弧状反射面构成，该圆弧状反射面是在上述导光板的上述对置面，在以上述光入射端面的长度方向的中央位置为中心的同心圆上排列多个并形成为半圆形的圆弧状，该圆弧状反射面进行反射，将包含上述光射出面的法线并与上述垂直基准面垂直的面作为水平基准面时，使从配置在上述入射端面的第1发光元件射出并在上述导光板内行进的第1光的行进方向，变为在上述水平基准面上相对于上述垂直基准面向一个方向以预定的角度倾斜的第1方向而从上述出射面射出，并且使从配置于上述入射端面的第2发光元件射出而在上述导光板内行进的第2光的行进方向，变为在上述水平基准面上相对于上述垂直基准面向另一个方向以预定的角度倾斜的第2方向而从上述出射面射出。
12.如权利要求10所述的显示装置，其特征在于，
还设置有棱镜片，该棱镜片具有配置于上述导光板的光出射面的外侧、在以与上述导光板的上述圆弧状倾斜面的曲率中心对应的点为中心的同心圆上排列多个并形成为半圆形的圆弧状的多个圆弧状棱镜，将包含上述光射出面的法线并与上述垂直基准面垂直的面作为水平基准面时，使来自上述导光板的出射光向与上述水平基准面平行的方向折射；
上述圆弧状倾斜面由多个圆弧状折射面构成，该圆弧状折射面是在上述导光板的上述光出射面上，在以上述光入射端面的长度方向的中央位置为中心的同心圆上排列多个并形成为半圆形的圆弧状，该圆弧状折射面进行折射，使从配置在上述入射端面上的第1发光元件射出并在上述导光板内行进的第1光的行进方向，变为相对于上述垂直基准面向一个方向以预定的角度倾斜、且与垂直于上述水平基准面的面平行的第1方向而从上述出射面射出，并且使从配置于上述入射端面的第2发光元件射出而在上述导光板内行进的第2光的行进方向，变为相对于上述垂直基准面向另一个方向以预定的角度倾斜、且与垂直于上述水平基准面的面平行的第2方向而从上述出射面射出。
13.如权利要求10所述的显示装置，其特征在于，
还具备第3发光元件，其与上述导光板的光入射端面的、定义了上述圆弧状倾斜面的圆弧曲率中心的上述中央位置对应，使照明光从该光入射端面的中央入射到上述导光板；和
光源驱动电路，具有选择上述第1发光元件、第2发光元件的交替点亮、和第1、第2及第3发光元件同时点亮的点亮控制电路；
上述导光板具有多个圆弧状倾斜面，该圆弧状倾斜面将从上述入射端面的上述中央入射的光的行进方向变成平行于上述垂直基准面的方向而从该光出射面射出。
14.如权利要求10所述的显示装置，其特征在于，
还具备散射板，该散射板与上述导光板的上述光出射面外侧相对置而配置，在上述水平基准面上相对于上述垂直基准面在分别倾斜预定角度的方向的预定角度范围内，对从上述光出射面射出的光进行散射。
15.如权利要求10所述的显示装置，其特征在于，
还具有第4发光元件和第5发光元件，它们在上述导光板的光入射端面的比上述第1发光元件、第2发光元件靠其外侧的两侧，相对于定义了上述圆弧状倾斜面的圆弧曲率中心的上述中央位置，在分别相隔大致相同距离的位置相对置而配置，使照明光从上述光入射面入射到上述导光板内部；
光源驱动电路具有交替地进行相对于上述中央位置配置在一侧的第1发光元件、第4发光元件的同时点亮、和配置在另一侧的第2发光元件、第5发光元件的同时点亮的点亮控制电路。
16.一种显示装置，其特征在于，
具有显示面板、照明装置、显示驱动电路、及光源驱动电路；
上述显示面板具有多个像素呈矩阵状排列的显示区，并将对应于立体显示用图像数据的显示信号分别供给上述多个像素并通过上述多个像素显示至少1个图像；
上述照明装置包括导光板、及第1发光元件、第2发光元件，使垂直基准面与上述显示面板的上下方向一致地配置在上述显示面板的背面侧，
上述导光板具有：
设于板状透明部件的1个端面、光源的光入射的光入射端面；
设于与光入射端面垂直的板面、引导从上述光入射端面入射的光并在预定方向出射的光出射面；
设于与上述光出射面相对置的另外的板面的对置面；及
多个圆弧状倾斜面，设于上述对置面与上述光出射面中的某一个，沿着以上述光入射端面的与上述光出射面相交叉的边的长度方向的大致中央位置为中心的半圆呈圆弧状，在将与上述光出射面和上述光入射端面分别垂直的面作为上述垂直基准面时，对于从与上述入射端面的上述中央位置向其两侧仅相隔预定距离的位置入射的光，按对应于与上述中央的距离的角度，将各自的前进方向改变为相对上述垂直基准面而相互不同的方向，从该光出射面射出；
上述第1发光元件和第2发光元件以上述导光板的光入射面的、定义了上述圆弧状倾斜面的圆弧的曲率中心的上述光入射端面的长度方向的中央位置为中心，在其两侧各相隔大致相同距离的位置而配置，使照明光从上述光入射面入射到上述导光板的内部；
上述显示驱动电路根据上述立体显示用图像数据使具有与观看者的左右眼的观察图像相当的视差的2个图像在上述显示面板上交替地切换显示；
上述光源驱动电路与上述2个图像的切换显示同步而有选择地使上述第1发光元件和第2发光元件点亮。
17.如权利要求16所述的显示装置，其特征在于，
上述圆弧状倾斜面由多个圆弧状反射面形成，该圆弧状反射面是在上述导光板的上述对置面上，在以上述光入射端面的长度方向的中央位置为中心的同心圆上排列多个并形成为半圆形的圆弧状，该圆弧状反射面进行反射，使从配置在上述入射端面的第1发光元件射出而在上述导光板内行进的第1光，变为在相对于上述显示面板的法线向显示观察者左右眼中一眼的方向倾斜的第1方向上存在出射光光强峰值的具有方向性的左眼用照明光后朝向上述显示面板射出；使从配置在上述入射端面的第2发光元件射出而在上述导光板内行进的第2光，变为在向另一眼的方向倾斜的第2方向上存在出射光光强峰值的具有方向性的左眼用照明光后朝向上述液晶显示面板射出。
18.如权利要求16所述的显示装置，其特征在于，
还具有配置于上述导光板的光出射面的外侧、将包含上述光射出面的法线并与上述垂直基准面垂直的面作为水平基准面时，使来自上述导光板的出射光向与上述水平基准面平行的方向折射的棱镜片；
上述圆弧状倾斜面具有多个圆弧状折射面，该圆弧状折射面是在上述导光板的上述光出射面，在以上述光入射端面长度方向的中央位置为中心的同心圆上排列多个并形成为半圆形的圆弧状，与上述棱镜片一起，使从配置在上述导光板的入射端面上的第1发光元件射出而在上述导光板内行进的第1光，变为在相对于上述液晶显示面板的法线向显示观察者左右眼中一眼的方向倾斜的第1方向上存在出射光光强峰值的具有方向性的照明光后朝向上述显示面板射出；使从配置在上述入射端面上的第2发光元件射出而在上述导光板内行进的第2光，变为在向另一眼的方向倾斜的第2方向上存在出射光光强峰值的具有方向性的照明光后朝向上述液晶显示面板射出。
19.如权利要求16所述的显示装置，其特征在于，还包括第3发光元件，与上述导光板的光入射端面的、定义了上述圆弧状倾斜面的圆弧曲率中心的上述中央位置对应，使照明光从该光入射端面的中央入射到上述导光板；
上述导光板具有上述圆弧状倾斜面，该圆弧状倾斜面将从上述入射端面的上述中央位置入射的光的行进方向改变，使在与上述光出射面的法线大致平行的方向上存在出射光光强峰值的光从该光出射面射出；
光源驱动电路具有选择上述第1发光元件、第2发光元件的交替点亮、和第1发光元件、第2发光元件及第3发光元件的同时点亮的点亮控制电路。
20.如权利要求16所述的显示装置，其特征在于，还具有第4和第5发光元件，在上述导光板的光入射端面的、比上述第1发光元件、第2发光元件靠外侧的两侧，相对于定义了上述圆弧状倾斜面的圆弧曲率中心的上述中央位置，在分别隔开大致相同距离的位置相对置而配置，使照明光从上述光入射面入射到上述导光板内部；
光源驱动电路具有交替进行相对于上述中央位置配置在一侧的第1、第4发光元件的同时点亮、和配置在另一侧的第2、第5发光元件的同时点亮的点亮控制电路。
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