【０００１】
【発明の技術分野】
本発明は、明るい表示を実現した視差バリア式立体視用の導光板、面光源装置及び液晶表示装置に関する。
【０００２】
【発明の背景】
右目用と左目用の同寸の画素を交互に配列させると共に、その配列方向を横方向としたときにその方向に直交する縦方向に右目用又は左目用の画素を統一して配列させてなる視差バリア式立体視用の液晶パネルが提案されている。従来その三次元表示としての立体画像を実現するためのバックライトシステムとしては、ドット散乱式のサイドライト型導光板上にプリズムシートや拡散板を配置して一様な面発光が得られるものとした面光源の上に、さらにレンチキュラーレンズを配置してストライプ状の発光が得られるものが知られていた。
【０００３】
【発明の技術的課題】
しかしながら前記のように導光板上に多数の部品を配置してバックライトシステムを構築する必要があり、必要部品が多くてその構築に多くの工程や労力を要すると共に、嵩高くて重い問題点があった。
【０００４】
本発明は、少ない部品数で薄型軽量のバックライトシステムを効率よく構築できて、視差バリア方式で明るい三次元表示を達成できる液晶表示装置の開発を課題とする。
【０００５】
【課題の解決手段】
本発明は、上下面とその上下面間の側面からなる入射側面を具備する形態を有する透明板の下面に、入射側面からの入射光を上面に向けて反射する光路変換斜面を具備する光出射手段の複数を縦横に配列した状態で有し、その配列状態が入射側面に平行な横方向に一定の間隔で断続し、横方向に直交する縦方向に前後平行にあることを特徴とする視差バリア式立体視用の導光板、及びその導光板の入射側面に線状光源を配置してなり、その光源を介した入射側面からの入射光を導光板の上面より出射することを特徴とする視差バリア式立体視用の面光源装置を提供するものである。
【０００６】
また本発明は、前記した導光板の上面側、又は面光源装置の光出射側に液晶パネルを有してなり、そのパネルが右目用と左目用の同寸の画素を交互に配列させると共に、その配列方向を横方向としたときにその方向に直交する縦方向に右目用又は左目用の画素を統一して配列させてなる視差バリア式立体視用のものであり、かつ導光板が、その横方向における光出射手段の長さをＬ、その配列間隔をＰとし、液晶パネルの横方向の画素幅をＷとしたとき、式：０．０１Ｗ＜Ｌ＜Ｗ及び２Ｗ≦Ｐ≦２．５Ｗを満足する光出射手段を有するものであり、その導光板を液晶パネルに対し、光出射手段の横方向と画素の横方向を対応させて、かつ光出射手段を右目用画素と左目用画素の間に位置させて配置してなることを特徴とする液晶表示装置を提供するものである。
【０００７】
【発明の効果】
本発明によれば、導光板の上にプリズムシートと拡散板とレンチキュラーレンズを配置する必要なくストライプ状に発光する面光源装置を得ることができ、少ない部品数で薄型軽量のバックライトシステムを効率よく構築できて、明るい表示の視差バリア式立体視用の液晶表示装置を得ることができる。
【０００８】
【発明の実施形態】
本発明による視差バリア式立体視用の導光板は、上下面とその上下面間の側面からなる入射側面を具備する形態を有する透明板の下面に、入射側面からの入射光を上面に向けて反射する光路変換斜面を具備する光出射手段の複数を縦横に配列した状態で有し、その配列状態が入射側面に平行な横方向に一定の間隔で断続し、横方向に直交する縦方向に前後平行にあるものである。その例を図１、図２に示した。
【０００９】
図１は下面を示す平面図、図２は断面を示す側面図である。１０が透明板（導光板）であり、１０ａが上面、１０ｂが下面、１０ｃが入射側面、１１が下面に形成した光出射手段、１１ａが光路変換斜面である。なお１０ｄは入射側面に対向する側面、１０ｆは横側面、１１ｂは立面である。
【００１０】
導光板を形成する透明板としては、図例の如く上面１０ａ、それに対向する下面１０ｂ、上下面間の側面からなる入射側面１０ｃを少なくとも具備する形態を有するものが用いられる。透明板は、図例の如く均一厚のものであってもよいし、厚さを入射側面から対向側面側に向けて順次薄くした楔形などの形態を有するものであってもよい。透明板の平面形状は、長方形や正方形が一般的であるが、その他の形状であってもよく、方形の角部が面取りされたものなどであってもよい。
【００１１】
導光板は、図例の如く透明板１０の下面１０ｂに光出射手段１１の複数を設けることにより形成される。またその光出射手段１１は、入射側面１０ｃからの入射光（矢印）を透明板の上面１０ａに向けて反射する光路変換斜面１１ａを具備するものとされる。
【００１２】
前記により図４に例示の如く入射側面１０ｃに光源１２を配置してその光源を介し入射側面より光を入射させた場合に、図２に例示の矢印の如くその入射光α１を光路変換斜面１１ａを介し透明板の上面に向けて反射してその上面より出射α２させることができ、従来の凹凸を介した散乱式の光出射手段では出射光が垂直方向から大きく傾くために、その出射角を垂直化するために要したプリズムシートや拡散板等の補助手段の導光板上への配置を不要化することができる。
【００１３】
入射側面からの入射光ないしその伝送光を反射して透明板の上面より垂直指向性よく出射させると共に、斜面からの漏れ光を抑制する点より好ましい光路変換斜面１１ａは、導光板の基準平面に対する傾斜角θ１が３８〜４６度のものである。斯かる傾斜角の光路変換斜面とすることにより、上面の法線に対して２０度以内に最大強度を示す出射光を得ることができる。
【００１４】
出射光の垂直指向性の向上、就中、上面の法線に対して１５度以内、特に１０度以内に最大強度を示す出射光を得ると共に、入射側面からの入射光ないしその伝送光を効率よく全反射して高輝度な発光を得る点より光路変換斜面のより好ましい傾斜角θ１は、３９〜４５度、就中４０〜４４である。
【００１５】
前記の垂直指向性に優れる出射光は、液晶パネルの照明光として利用したときにパネルの正面方向に近い角度で入射させてパネル正面方向での明るい三次元表示（立体視）の達成を目的とする。なお前記の傾斜角は、図２の例の如く入射側面１０ｃと対向側面１０ｄを結ぶ縦方向の断面における光出射手段１１を形成する斜面等の角度に基づく（以下同じ）。
【００１６】
光出射手段１１は、光路変換斜面１１ａを具備する凹部又は凸部として形成することができる。凹部又は凸部は、下面より溝状に窪んでいるか（凹）、山状に突出しているか（凸）による。入射側面からの入射光ないしその伝送光の利用効率の向上を図る点、従って発光輝度の向上を図る点よりは、図例の如く溝構造（凹）による光出射手段が好ましい。溝構造は、光出射手段、従って光路変換斜面が取扱時等に傷付きにくく機能の維持性に優れる利点なども有している。
【００１７】
また光出射手段１１は、縦方向の断面に基づいて三角形や四角形のものなどの適宜な形態に形成することができる。就中、導光板の製造の容易さなどの点より図例の如く断面三角形の光出射手段が好ましい。なお前記の多角形は、厳密なものではなく、加工精度などに基づく面の角度変化や面交点の丸みなどは許容される。
【００１８】
光出射手段は、視差バリア方式による立体視を可能とするため図１に例示の如くその複数を縦横に配列させて配置する。その配列は、入射側面に平行な横方向に一定の間隔で断続し、横方向に直交する縦方向に前後平行にある状態とされる。光出射手段１１の好ましい配列は、図２に例示した如く光路変換斜面１１ａを入射側面１０ｃの側に位置させたものである。これにより光路変換斜面を入射側面に対面させることができ、入射側面からの入射光ないしその伝送光を光路変換斜面で効率よく受光して高輝度な発光を達成することができる。
【００１９】
前記において好ましい光出射手段は、図２の例の如く縦方向の断面に基づいて三角形の凹部１１からなり、導光板１０の基準平面に対する傾斜角θ２が６０〜９０度の立面１１ｂを光路変換斜面１１ａの対向面として有するものである。従ってこの場合には、図１、２の例の如く光路変換斜面１１ａと立面１１ｂの交点（三角形凹部の頂点）に基づく稜線が入射側面１０ｃと平行になる（横方向）と共に、複数の光出射手段１１の配列が横及び縦の両方向に整列したものとなり、その縦方向の配列を単位として、その光出射手段の全体の縦配列を縦縞としたときに、その縦縞が横方向に平行に配列したストライプ状の配列となる。
【００２０】
光出射手段の構造に関しては、縦方向の断面に基づいて例えば当該傾斜角θ２が０超〜１０度の緩斜面と光路変換斜面からなる三角形の凹部又は凸部とすることもでき、またその光出射手段の複数の配列に関しては当該断面方向に隣接した配置構造などとすることもできるが、前記した傾斜角θ２の立面を有する光出射手段の場合には、入射側面からの入射光ないしその伝送光が光路変換斜面で反射されずにその斜面を透過して導光板よりの漏れ光となったときに、その漏れ光を立面より取り入れて導光板内に効率よく再入射させることができ、入射側面からの入射光の利用効率を高めて発光輝度を向上できる利点がある。前記漏れ光の導光板内への再入射の点より立面の傾斜角θ２は、垂直に近いほど好ましく、就中７０度以上、特に７５〜９０度であることが好ましい。
【００２１】
他方、前記した横方向における光出射手段の入射側面と平行な断続配列、かつ縦方向における光出射手段全体による縦縞に基づくストライプ状配列は、後述するように視差バリア方式による立体視を可能として三次元表示を実現するものである。
【００２２】
上記した図例の如き光出射手段１１が横及び縦方向に間隔をおいて分布した配列構造において、明るい面発光と導光板の薄型化を達成する点より光出射手段における光路変換斜面は、その平面に対する投影幅を１〜１００μｍ、就中２〜６０μｍ、特に５〜３０μｍとしたものが好ましい。投影幅は、光路変換斜面の投影における縦方向の長さを意味する。
【００２３】
上記したように複数の光出射手段の配置は、視差バリア式立体視を可能とするため図１の例の如く横方向には一定の間隔で配列し、かつ縦方向には前後において平行に配列したものとされる。良質な立体視を得る点よりは縦横の両方向において一直線状に整列したものが好ましい。その横方向の光出射手段の配列間隔（横ピッチ）は、液晶パネルの画素幅（画素の横方向の長さ）により決定される。
【００２４】
すなわち視差バリア方式による立体視は、右目用画素の透過光と左目用画素の透過光を異なる角度で液晶パネルより出射させ、その出射角度の違いによる像の発生位置の相違により右目用と左目用の空間像にズレを生じさせることにより、その右目画像と左目画像を捉えたときにそのズレに基づいて立体像として合成認識されるものである。
【００２５】
従って液晶パネルにおける右目用画素と左目用画素に照明光を異なる角度で入射させる必要があり、かつその場合に横方向において照明光を提供する光出射手段（光路変換斜面）と右目用及び左目用の一対の画素との間に高度な対応関係をもたせることが要求される。
【００２６】
よって光出射手段の横ピッチは、液晶パネルの画素幅により決定される。その横ピッチと画素幅の関係は、横ピッチをＰ、画素幅をＷとしたとき、式：２Ｗ≦Ｐ≦２．５Ｗとして表すことができる。またその場合、光出射手段の横方向の長さＬは、式：０．０１Ｗ＜Ｌ＜Ｗを満足すればよい。画素幅Ｗは、３０〜３００μｍが一般的であるが、これに限定されない。
【００２７】
前記の横ピッチ決定式におけるピッチの許容幅は、導光体を液晶パネルのバックライトとして配置した場合の位置関係による画面の画角に基づく寸法変化に基づく。すなわち液晶パネルの画像視認を目を中心に円弧状に位置する画像光がその放射状の円弧位置の各点からの線として目に入射することとすると、前記した導光体と液晶パネルの位置関係による画角に基づいて、液晶パネルの画素幅（ピッチ）よりも広い横ピッチの光出射手段を有する導光体が好ましい場合がある。
【００２８】
前記の点を考慮すると、視認点（目）と液晶パネルの画面までの距離をＺ、液晶パネルの液晶層と導光体の光出射手段までの距離をｄとしたとき、Ｐ≦２Ｗ（Ｚ＋ｄ）／Ｚの関係を満足する範囲まで光出射手段の横ピッチを広げうることとなり、よって基本となるＰ＝２ＷからＰ＝２．５Ｗを満足する範囲までを意味する前記の横ピッチ決定式としたものである。好ましい横ピッチＰは、２．０Ｗ以上から、２．２Ｗ以下、就中２．１Ｗ以下、特に２．０５Ｗ以下の範囲である。なお導光板の作製精度は、前記の横ピッチ決定式にて算出される数値の±５％以内の誤差範囲とすることが好ましい。
【００２９】
光出射手段の横方向の長さＬは、二重像の発生回避と表示輝度とのバランスにより決定される。すなわち照明光を右目用と左目用の両画素に異なる角度で入射させて右目用と左目用の画像の混合による二重像の発生を回避する点よりは小さいＬであるほど有利であり、その点よりはＬ＜Ｗを満足することが好ましい。
【００３０】
一方、表示輝度の点よりは大きいＬとして画素に入射させる照明光の量を多くすることが有利であり、その点よりは０．０１Ｗ＜Ｌを満足することが好ましい。前記したバランスの点より好ましいＬは、０．０５Ｗ≦Ｌ≦０．６Ｗ、就中０．１Ｗ≦Ｌ≦０．４Ｗを満足するものである。
【００３１】
他方、光出射手段の縦方向における配置間隔（縦ピッチ）Ｔについては、画素への入射角の制御による立体視と直接関係しないことより表示輝度の調節手段として利用することができ、緻密な発光による自然で高輝度な表示を実現する点より画素あたりの光出射手段数が多いほど好ましい。一般には縦方向の視角変化による表示像の変化を抑制する点より、液晶パネルにおける画素の縦方向の寸法（高さ）をＨとしたとき、Ｔ≦Ｈ、就中０．０１Ｈ≦Ｔ≦０．８Ｈ、特に０．０５Ｈ≦Ｔ≦０．５Ｈ、更には０．１Ｈ≦Ｔ≦０．３Ｈを満足することが好ましい。
【００３２】
画素サイズを考慮した場合の光出射手段の一般的な横ピッチＰは、６０〜９００μｍ、就中１００〜６００μｍ、特に１４０〜４５０μｍである。また光出射手段の一般的な横方向の長さＬは、５〜３００μｍ、就中１０〜２００μｍ、特に２０〜１５０μｍである。さらに光出射手段の一般的な縦ピッチＴと縦方向の長さは、２〜３００μｍ、就中５〜２００μｍ、特に１０〜１５０μｍである。
【００３３】
光出射手段の縦ピッチＴについては、一定とされる横ピッチとは異なり、例えば入射側面より遠離るほど伝送光が減少することを考慮して面発光における輝度の均一化を目的に、入射側面より遠離るほどピッチを狭くして光出射手段を密に配置する方式の如く、一定である必要はなく、導光板内の配置位置に応じて異なる縦ピッチとすることもできる。
【００３４】
なお前記した面発光における輝度の均一化は、例えば溝の深さ又は突出の高さを変化させる方式などにより光出射手段の大きさ、特に光路変換斜面の大きさを入射側面より遠離るほど大きくする方式などにても達成することができる。従って光出射手段は、縦ピッチ又は／及び大きさ等の形状が異なるものの組合せで設けることもできる。
【００３５】
導光板ないし透明板は、上記したように適宜な形態とすることができる。楔形等とする場合にもその形状は適宜に決定でき、直線面や曲面などの適宜な面形状とすることができる。また光出射手段を形成する光路変換斜面等についても直線面や屈折面や湾曲面等の適宜な面形態とすることができる。光出射手段における光路変換斜面とその対向面以外の側面の角度は、出射光に対する影響を抑制する点より可及的に垂直であることが好ましい。
【００３６】
透明板における上面や入射側面等の形状については、特に限定はなく適宜に決定してよい。一般には可及的に平滑でフラットな上面及びその上面に対して垂直な入射側面とされる。入射側面については、例えば湾曲凹形などの光源の外周等に応じた形状として、入射効率の向上を図ることもできる。さらに光源との間に介在する導入部を有する入射側面構造などとすることもできその導入部は、光源などに応じて適宜な形状とすることができる。
【００３７】
導光板ないし透明板は、光源の波長域に応じそれに透明性を示す有機や無機の適宜な材料にて形成しうる。ちなみに可視光域では、例えばポリメチルメタクリレートの如きアクリル系樹脂やポリカーボネート系樹脂、ノルボルネン系樹脂やポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂やポリウレタン系樹脂、アセテート系樹脂やポリビニルアルコール系樹脂、ポリアリレートやエポキシ系樹脂等で代表される熱可塑性や熱硬化性、光硬化性の透明樹脂、ガラスなどがあげられる。無機材料と有機材料の組合わせ物であってもよい。複屈折を示さないか、複屈折の小さい材料で形成した透明板が好ましく用いられる。
【００３８】
導光板は、切削法にて透明板に所定の光出射手段を形成する方法などにても製造でき、適宜な方法で製造することができる。量産性等の点より好ましい製造方法としては、所定の光出射手段を形成しうる金型等を予め準備してその型に、熱可塑性樹脂を加熱下に押付て形状を転写する方法、加熱溶融させた熱可塑性樹脂あるいは熱や溶媒を介して流動化させた樹脂を充填する方法、熱や紫外線ないし放射線等で重合処理しうる液状樹脂やオリゴマーやモノマー等を充填ないし流延して重合処理する方法などがあげられる。所定の光出射手段を形成しうる中駒を取り付けた金型を使用して射出成形方式により導光板を製造することもできる。
【００３９】
また所定の光出射手段形状に成形しうる型に前記の液状樹脂等を充填し、その上に透明板を静置して当該充填層を重合処理する方法や、透明板に前記の液状樹脂等を塗布しその塗布層を所定の光出射手段形状に成形しうる型を介し成形した後、その成形層を重合処理する方法などもあげられる。前記の場合、透明板に代えて透明フィルム等を用いて重合処理した後、所定の形状に打抜き方式等の適宜な方式で裁断し、そのフィルムを接着剤等を介し透明板に接着する方法なども採ることができる。
【００４０】
従って導光板は、光の伝送を担う導光部としての透明板に、光出射手段を形成した透明層や透明フィルムを接着したものの如く、同種又は異種の材料からなる積層体などとして形成されていてもよく、１種の材料による一体的単層物として形成されている必要はない。
【００４１】
前記の場合、光出射手段を有する層は、透明層として透明板に直接設けることもできるし、光出射手段を形成した透明フィルムとしてそれを透明板に接着層を介し積層する方式などにても設けることができる。その場合、透明層と透明板との屈折率差、あるいは透明フィルムと透明板と接着層との屈折率差が大きいと界面反射により光の利用効率が低下しやすいので、それら層間の屈折率差は、０．０５以内、就中０．０１以内、特に０．００５以内にあることが好ましい。また透明層や透明フィルムや接着層の屈折率が透明板のそれよりも高いことが好ましい。
【００４２】
前記の接着層を形成する接着剤としては、光透過性の適宜なものを用いうる。接着作業の簡便性の点よりは、例えばアクリル系やシリコーン系、ポリエステル系やポリウレタン系、ポリエーテル系やゴム系などで代表される粘着剤が好ましく用いられる。就中、耐熱性や光学特性等に優れるアクリル系粘着剤が好ましく用いられる。
【００４３】
導光板の厚さは、使用目的による導光板のサイズや光源の大きさなどにより適宜に決定することができる。一般的な厚さは、その入射側面に基づき５０ｍｍ以下、就中０．１〜３０ｍｍ、特に０．３〜２０ｍｍである。
【００４４】
面光源装置は、図４の例の如く導光板１０の入射側面１０ｃに線状光源１２を設けることにより形成される。これにより線状光源を介した入射側面からの入射光を導光板の上面より出射させることができる。その面発光状態は、光出射手段の縦方向の配列に基づく帯状の発光線が光出射手段の横ピッチに対応した間隔で横方向に配列したストライプ状ないし縦縞模様状の発光である。
【００４５】
導光板の入射側面に配置する線状光源としては、適宜なものを用いうる。一般には例えば（冷，熱）陰極管等の線状光源、発光ダイオード等の点光源を線状や面状等に配列したアレイ体、あるいは点光源を一定又は不定間隔の線状発光状態に変換する装置を用いた光源などが好ましく用いうる。低消費電力性や耐久性等の点よりは、冷陰極管が特に好ましい。従って線状光源は、細長い形態を有してその長さ方向に細長く発光する発光体を意味する。
【００４６】
面光源装置の形成に際しては、必要に応じて線状光源からの発散光を透明板の入射側面に導くために、光源を包囲するリフレクタなどの適宜な補助手段を配置した組合せ体とすることもできる。リフレクタとしては、高反射率金属薄膜を付設した樹脂シートや金属箔などが一般に用いられる。リフレクタは、それを導光板の端部に接着剤等を介し接着して線状光源の保持手段とすることもできる。
【００４７】
また面光源装置には図３、４に例示の如く導光板１０における下面１０ｂの側に光吸収層１３を設けることもできる。光吸収層は、導光板、例えば光出射手段ないしその光路変換斜面などからの漏れ光の吸収を目的とする。漏れ光による像が形成されると、本来の照明光による立体視を阻害するためである。
【００４８】
光吸収層としては、前記の漏れ光等を吸収できる適宜な材料で形成でき、その光反射率などについて特に限定はない。ちなみにその例としては黒色塗料を塗布した黒色シートや、黒色顔料を配合した黒色シートなどがあげられる。光吸収層は、導光板の下面に接着層等を介して接着されていてもよいし、導光板の下面側に単に配置された状態にあってもよい。光吸収層は、漏れ光を発生しうる導光板の対向側面１０ｄや横側面１０ｆなどにも設けることができる。
【００４９】
本発明による面光源装置は、光源からの入射光の利用効率に優れて明るくて垂直性に優れるストライプ状の出射光を提供し、薄型軽量性に優れて大面積化等も容易であることなどより、視差バリア方式で立体視するようにした液晶表示装置等におけるサイドライト型のバックライトなどとして好ましく適用でき、明るくて見やすく低消費電力の液晶表示装置等を得ることができる。
【００５０】
視差バリア方式で立体視するようにした液晶表示装置は、図３、４に例示した如く立体視用の液晶パネル２の背面側に面光源装置１ないし導光板１０を配置したものであり、面光源装置の光出射側、従って導光板１０の上面側に液晶パネルを配置することより形成することができる。なお図３は液晶パネルの横方向を表しており、図４は同パネルの縦方向を表している。
【００５１】
液晶パネル２としては、図３の例の如く右目用と左目用の両画素２０ｒ、２０ｌを対として、右目用画素と左目用画素を交互に配列させると共に、その配列方向を横方向としたときにその方向に直交する縦方向に右目用又は左目用の画素を統一して配列させてなる視差バリア式立体視用のものが用いられる。
【００５２】
また液晶パネル２に対する面光源装置１ないし導光板１０の配置は、導光板における光出射手段１１の横方向とパネルにおける画素の横方向を対応させて、かつ光出射手段１１が右目用画素と左目用画素の間に位置する状態とされる。従って光出射手段１１の縦方向の配列によるストライプ状の発光を画素の縦方向の配列と対応させ、かつその場合に横方向において図３に例示の如く、右目用と左目用の一対の画素２０ｒ、２０ｌからなる縦方向の配列に対して縦方向一列の光出射手段１１を対応させた配置関係とされる。
【００５３】
前記により図２に例示の如く、光出射手段の光路変換斜面１１ａを介し入射側面からの入射光α１を反射して導光板の上面１０ａよりストライプ状に出射させた光α２が、そのストライプの縦一列と左右一対の画素の縦列との位置対応に基づいて最寄りの右目用と左目用の一対の画素に対し異なる角度で入射し、かつ表示像として透過して立体視が可能となる。
【００５４】
光出射手段の光路変換斜面を入射側面と対面させてその入射側面からの入射光を光路変換斜面を介し反射させて出射光を得る本発明による導光板では、出射光の横方向における出射角の偏りが少なく、右目用画像を右目方向に、左目用画像を左目方向に出射して右目用画像は右目だけに、左目用画像は左目だけに入射させることの出射角の相違関係を高精度に維持できて右目用と左目用の画像が混合しにくく、従って本来の立体画像の周囲に二重像が形成されて不快な視認像となることを防止できて、明るくて良質な立体表示を実現することができる。
【００５５】
液晶パネルとしては、上記したように右目用と左目用の画素を横方向に交互配列させ、かつ縦方向に右目用又は左目用の画素を統一して配列させてなる適宜な視差バリア式立体視用のものを用いうる。右目用と左目用の画像の混合を防止して鮮明な三次元画像を得ることを目的に、画素間にブラックストライプを設けることもできる。
【００５６】
画素のサイズとピッチは、縦横両方向に一定で、右目用と左目用の画素が同寸であることが一般的である。また例えばツイストネマチック（ＴＮ）型や垂直配向（ＶＡ）型、水平電界（ＩＰＳ）型などの公知の表示方式を採用した液晶セルとすることができる。
【００５７】
従って液晶表示装置の形成に際しては、例えば偏光板や位相差板、視差補償フィルムや反射層などの液晶表示装置の形成に用いられることのある光学層の１層又は２層以上を適宜な位置に必要に応じて配置することができる。その光学層の種類について特に限定はない。
【００５８】
ちなみに図３、４の例ではＴＮ型液晶セル２１の両側に偏光板２２、２３が配置されている。図では液晶セル内に設けた透明電極や配向膜の図示は省略している。偏光板は、前記した他の光学層と積層一体化したものなどとして配置することもできる。また導光板の下面側には光吸収層に代えて反射層を配置することもできる。
【００５９】
前記の光学層は、液晶表示装置の製造工程で液晶パネルに順次別個に積層して適用でき、また導光板と予め積層して液晶パネルに適用することもできる。さらに光学層の２層以上を予め接着層等を介し積層一体化して液晶パネル又は導光板に接着適用することもできる。
【００６０】
前記した偏光板としては、直線偏光を出射する適宜なものを用いることができ、特に限定はない。ちなみにその例としては、ポリビニルアルコール系フィルムや部分ホルマール化ポリビニルアルコール系フィルム、エチレン・酢酸ビニル共重合体系部分ケン化フィルムの如き親水性高分子フィルムにヨウ素や二色性染料等の二色性物質を吸着させて延伸し、必要に応じ架橋処理したフィルム、ポリビニルアルコールの脱水処理物やポリ塩化ビニルの脱塩酸処理物の如きポリエン配向フィルムなどの偏光フィルムがあげられる。
【００６１】
また偏光板は、前記偏光フィルムの片面又は両面に耐水性等の保護目的で、上記の透明板で例示の透明樹脂などからなる塗布層やフィルムのラミネート層等からなる透明保護層を有するものであってもよい。さらに液晶ポリマーや液晶含有のポリマーからなる偏光層を有する偏光板などもあげられる。透過率の高い偏光板が明るい表示等の点より好まし用いられる。
【００６２】
位相差板は、直線偏光を楕円偏光や円偏光に変換したり、楕円偏光や円偏光を直線偏光に変換すること、液晶セルによる複屈折を補償することなどを目的に１層又は２層以上が用いられる。従って１／４波長板や１／２波長板の如き各種の波長板やその他の位相差特性を示す適宜な位相差板を用いうる。その位相差板としては、上記の透明板で例示の透明樹脂などからなる高分子フィルムを延伸した複屈折性フィルムや液晶ポりマーの配向層を有するものなどがあげられる。
【００６３】
特に前記した視角補償フィルムは、液晶表示装置の画像が鮮明に見える角度を広げる機能を有する補償用位相差板の１種であり、トリアセチルセルロース等からなる高分子フィルムにディスコチック液晶層を塗工付設したものなどがあげられる。なお前記の複屈折性フィルムは、自由端や固定端による一軸延伸や二軸延伸、熱収縮性フィルムの接着下に加熱処理する方式などで厚さ方向にも分子配向させる延伸などの、各種の方式で延伸処理したものであってよい。位相差板は、例えば偏光板と液晶パネルとの間などの適宜な位置に配置することができる。
【００６４】
反射層は、例えばアルミニウムや銀、金や銅やクロム等の高反射率金属の粉末をバインダ樹脂中に含有する塗工層や、蒸着方式等による金属薄膜の付設層、その塗工層や付設層を基材で支持した反射シート、金属箔などの従来に準じた適宜な反射層として形成することができる。
【００６５】
上記した光学層としては、低屈折率の透明層もあげられる。これは、導光板の上面全面での発光輝度の均一化を目的とするものである。すなわち透明板の上面にそれよりも屈折率の低い層を設けて、光源からの入射光が透明板の内部を伝送される際に、その伝送光を透明板と透明層との屈折率差を介し全反射させて透明板内に効率よく閉じ込めて、伝送光を対向側面側（後方）に効率よく伝送し、光源から遠い位置における光出射手段の光路変換斜面にも伝送光を均等性よく供給し、その斜面による反射を介し光路変換して、光出射面たる上面全体における明るさの均一性の向上を目的とする。
【００６６】
また低屈折率の透明層は、液晶パネル等が偏光板等を有する場合に前記の伝送光が偏光板等に入射して減衰や複屈折を受け、それにより伝送状態が部分的に変化して伝送光が減少したり不均一化することの防止などにも有効である。すなわち伝送光が偏光板に入射すると吸収されて減衰する。また位相差板も有する場合にはその位相差板への入射によって生じる位相差により、偏光板を介した直線偏光が楕円偏光となり偏光板に再入射した際に吸収され減衰する。
【００６７】
前記伝送光の減衰は、そのまま出射光量の減少となり、照明光が暗くなって液晶表示装置の表示が暗くなる。また伝送距離に応じて減衰も大きくなり、光源から遠くなるほど照明光が暗くなり、明るさの均一性が低下する。従って低屈折率の透明層を介し伝送光の当該入射を抑制することで前記の減衰等が防止される。
【００６８】
低屈折率の透明層は、前記した働きの点より導光板と液晶パネルの間に設けられ、特に導光板における透明板の上面に直接設けられていることが好ましい。その場合、透明板における透明層の付設面、従って透明板の上面は平滑なほど、よって透明層は平滑なほど伝送光の散乱防止に有利で好ましく、また表示光への影響防止の点よりも好ましい。
【００６９】
低屈折率の透明層は、伝送光の全反射による後方への伝送効率等の点より、導光板を形成する透明板との屈折率差が大きいほど有利であり、透明板を形成する材料よりも屈折率が０．０７以上、就中０．１以上、特に０．２〜０．４低いものであることが好ましい。
【００７０】
低屈折率の透明層は、例えば無機系や有機系の低屈折率誘電体、特にフッ素含有化合物やシリコーン系樹脂の如き適宜な材料を用いて真空蒸着方式やスピンコート方式などの適宜な方式で形成でき、その材料や形成方法について特に限定はない。導光板を液晶パネルに接着層を介して接着する場合には、その接着層に低屈折率透明層を兼ねさせることもできるし、その接着層とは別体のものとして形成することもできる。
【００７１】
低屈折率の透明層の厚さは、薄すぎると波動のしみだし現象で上記した閉じ込め効果に劣る場合があることより、全反射効果の維持の点より厚いほど有利である。その厚さは、全反射効果等の点より適宜に決定しうる。一般には可視光域、特に短波長光に対する全反射効果等の点より９０ｎｍ〜１０μｍ、就中２００ｎｍ〜５μｍ、特に６００ｎｍ〜２μｍの厚さであることが好ましい。
【００７２】
液晶パネルに対する導光板の配置は、図例の如く空気層が介在してもよいし、接着層にて接着されていてもよい。導光板と液晶パネルの接着処理は、空気層よりも屈折率の大きい接着層が介在することで反射ロスを抑制ないし防止でき、輝度の向上に有効である。
【００７３】
また導光板は、少なくともその入射側面側を液晶パネルの端部より外側に突出させて配置することが光源部による液晶パネルに対する照明妨害を防止できて好ましい。また斯かる突出配置は、光源部が障害とならずに液晶パネルとの接着処理、その接着処理後の光源の交換等の取り付け、さらにはリフレクタによる光源の被覆やその取り付けの際の導光板の上下面に対する密着処理などを容易に行える利点などもある。
【００７４】
本発明において、上記した面光源装置や液晶表示装置を形成することのある透明板や偏光板、位相差板や液晶セル等の部品は、全体的又は部分的に積層一体化されて固着されていてもよいし、分離容易な状態に配置されていてもよい。光軸のズレ防止などの点よりは固着状態にあることが好ましい。その固着処理には、粘着剤等の適宜な透明接着剤を用いることができる。また前記の部品、特に視認側に配置される部品は、その耐久性や信頼性の向上を目的に紫外線吸収能を有する安定剤を添加したものであってもよい。
【００７５】
【実施例】
例１
ポリカーボネートフィルム上に塗布した屈折率が１．５２２の硬化層を形成する厚さ１００μｍの紫外線硬化型アクリル樹脂層を、予め所定の形状に形成した金型上に静置しゴムローラにて密着させて余分な樹脂と気泡を押出し、メタルハライドランプで紫外線を照射し紫外線硬化樹脂を硬化させた後、金型から剥離しポリカーボネートフィルムと分離して所定サイズに裁断し、その分離面に屈折率が１．５２３の粘着層を設けて他面に光出射手段を有する透明フィルムを得た。
【００７６】
前記の透明フィルムは、傾斜角約４３度の光路変換斜面と傾斜角約７８度の立面からなる縦方向の幅が１４μｍで、横方向の長さが５０μｍの断面三角形の凹部よりなる光出射手段を入射側面と平行に１８０μｍの横ピッチで、かつ光路変換斜面が入射側面側に位置する状態で横方向に配列すると共に、縦方向にも前後平行に入射側面から遠離るほど縦ピッチを狭くして高密度な配列とした状態で有する、横方向の長さが４０ｍｍで、縦方向の長さが３０ｍｍのものである。
【００７７】
前記の透明フィルムをその粘着層を介し横方向の長さが４２ｍｍで、縦方向の長さが３２ｍｍ、厚さが０．７ｍｍで、屈折率が１．５２２の透明樹脂板に接着して導光体を得、その入射側面に冷陰極管を配置してその周囲を銀膜蒸着の反射フィルムで覆い、そのフィルム端を導光板の上下端部に光が洩れないように接着して冷陰極管を保持し、光出射手段を設けた側を下側にして、かつその背面に黒色板からなる光吸収層を配置してバックライト用の面光源装置を得た。
【００７８】
ついで前記バックライト用の面光源装置の光出射側にノーマリーホワイトの透過型ＴＮ液晶パネルを配置して視差バリア式立体視用の液晶表示装置を得た。液晶パネルは、右目用と左目用の画素を横方向に交互配列させると共に、縦方向に右目用又は左目用の画素を統一して配列させたものからなる。画素は、９０μｍ角のサイズである。また液晶パネルに対する面光源装置の配置は、モアレを観察しながら導光板における光出射手段の横方向とパネルにおける画素の横方向を対応させて、かつ光出射手段が右目用画素と左目用画素の中間に位置する状態とした。
【００７９】
例２
例１と同じ金型に同じ紫外線硬化型アクリル樹脂をスポイトにて滴下後、その上に横方向の長さが４２ｍｍで、縦方向の長さが３２ｍｍ、厚さが０．７ｍｍで、屈折率が１．５２２のガラス板を静置してゴムローラで密着させて余分な樹脂と気泡を押出し、ガラス板側からメタルハライドランプで紫外線を照射し紫外線硬化樹脂を硬化させた後、金型から剥離して導光板を得、それを用いて例１に準じ視差バリア式立体視用の液晶表示装置を得た。
【００８０】
例３
面全体をサンドブラスト加工にて粗面化した金型を用いたほかは例１に準じて導光板を得、それを用いて例１に準じ視差バリア式立体視用の液晶表示装置を得た。従って導光板は、斜面反射式の光出射手段の代わりに粗面からなる散乱反射式の光出射手段を有するものである。
【００８１】
例４
均等な密度で、かつランダムな配置で光出射手段が形成される金型を用いたほかは例１に準じて導光板を得、それを用いて例１に準じ視差バリア式立体視用の液晶表示装置を得た。
【００８２】
例５
光路変換斜面の傾斜角が３０度の光出射手段が形成される金型を用いたほかは例１に準じて導光板を得、それを用いて例１に準じ視差バリア式立体視用の液晶表示装置を得た。
【００８３】
例６
光路変換斜面の傾斜角が５０度の光出射手段が形成される金型を用いたほかは例１に準じて導光板を得、それを用いて例１に準じ視差バリア式立体視用の液晶表示装置を得た。
【００８４】
例７
光路変換斜面の長さ方向が入射側面に対して３０度傾斜する状態で配列する光出射手段が形成される金型を用いたほかは例１に準じて導光板を得、それを用いて例１に準じ視差バリア式立体視用の液晶表示装置を得た。
【００８５】
例８
横ピッチ１４０μｍで配列する光出射手段が形成される金型を用いたほかは例１に準じて導光板を得、それを用いて例１に準じ視差バリア式立体視用の液晶表示装置を得た。
【００８６】
例９
例３と同様にして得た散乱反射式の光出射手段を有する導光板の上に拡散板、稜線が横方向のプリズムシート、稜線が縦方向のプリズムシートを順次配置しその上にさらに１８０μｍの横ピッチでストライプ状（縦縞）にレンズを形成したレンチキュラーレンズを配置したほかは例１に準じてバックライトを形成し、そのレンチキュラーレンズのストライプと液晶パネルの縦方向のストライプが平行に、かつレンチキュラーレンズの透過部分が右目用と左目用の画素の間に位置する配置関係としたほかは例１に準じ視差バリア式立体視用の液晶表示装置を得た。
【００８７】
評価試験
例１〜９で得た液晶表示装置における面光源装置を点灯して立体表示状態で画像を観察した。例１及び例２で良好な立体画像が観察された。一方、例３、４では二重像となって観察され、立体画像は得られなかった。また例５、６では立体画像が得られたものの、出射光の傾きが大きくて正面方向での表示が暗かった。ちなみに液晶表示装置の白状態での正面輝度を輝度計（トプコン社製、ＢＭ−７）にて測定したところ、例１が６５ｃｄ／ｍ２、例５が１８ｃｄ／ｍ２、例６が２３ｃｄ／ｍ２であった。
【００８８】
一方、例７では右目用と左目用の画像の明るさのバランスが極端に異なっており右目画像のみが観察されて立体視しにくかった。例８ではモアレが発生すると共に立体画像も観察されなかった。例９では例１、２とほぼ同等の良好な立体画像が観察されたが導光板上に配置する多くの光学部品を要して製造に要する労力も多く、厚さも例１、２に比べて０．７ｍｍも厚いものとなり重さも大きかった。
【００８９】
以上より、本発明にて導光板上に配置する光学部品を要することなく、導光板を面光源化しただけの構造で立体表示を実現しうる液晶表示装置を形成できることが判る。
【図面の簡単な説明】
【図１】導光板の平面図
【図２】前記導光板の側面断面図
【図３】液晶表示装置の横方向説明断面図
【図４】前記液晶表示装置の縦方向説明断面図
【符号の説明】
１：面光源装置
１０：導光板（透明板）
１１：光出射手段（１１ａ：光路変換斜面 １１ｂ：立面）
１２：線状光源 １３：光吸収層
２：液晶パネル（２１：液晶セル）
２０ｒ、２０ｌ：右目用と左目用の画素[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a light guide plate, a surface light source device, and a liquid crystal display device for a parallax barrier type stereoscopic view that realizes a bright display.
[0002]
BACKGROUND OF THE INVENTION
Pixels of the same size for the right eye and the left eye are alternately arranged, and when the arrangement direction is set to the horizontal direction, the pixels for the right eye or the left eye are unified and arranged in a vertical direction orthogonal to the direction. A parallax barrier type liquid crystal panel for stereoscopic viewing has been proposed. Conventionally, a backlight system for realizing a three-dimensional image as a three-dimensional display is one in which a prism sheet or a diffusion plate is arranged on a dot scattering type side light type light guide plate to obtain uniform surface light emission. It has been known that a lenticular lens is further disposed on the surface light source thus obtained to obtain light emission in a stripe shape.
[0003]
Technical Problems of the Invention
However, as described above, it is necessary to construct a backlight system by arranging a large number of components on the light guide plate, and there are many necessary components, many steps and labor are required for the construction, and bulky and heavy problems arise. there were.
[0004]
An object of the present invention is to develop a liquid crystal display device capable of efficiently constructing a thin and lightweight backlight system with a small number of components and achieving a bright three-dimensional display by a parallax barrier method.
[0005]
[Means for solving the problem]
The present invention is directed to a light emitting device including, on a lower surface of a transparent plate having an incident side surface including upper and lower surfaces and a side surface between the upper and lower surfaces, an optical path changing slope for reflecting incident light from the incident side surface toward the upper surface. Parallax characterized in that a plurality of means are arranged vertically and horizontally, and the arrangement is intermittent at regular intervals in the horizontal direction parallel to the incident side surface and is parallel to the front and rear in the vertical direction orthogonal to the horizontal direction. A light guide plate for barrier type stereoscopic vision, and a linear light source arranged on the incident side surface of the light guide plate, and the incident light from the incident side surface via the light source is emitted from the upper surface of the light guide plate. An object of the present invention is to provide a parallax barrier type surface light source device for stereoscopic viewing.
[0006]
Further, the present invention has a liquid crystal panel on the upper surface side of the light guide plate or the light emission side of the surface light source device, and the panel alternately arranges pixels of the same size for the right eye and the left eye, When the arrangement direction is the horizontal direction, it is for parallax barrier type stereoscopic vision in which pixels for the right eye or left eye are unified and arranged in the vertical direction perpendicular to the direction, and the light guide plate is When the length of the light emitting means in the horizontal direction is L, the arrangement interval is P, and the pixel width in the horizontal direction of the liquid crystal panel is W, the following formulas are obtained: 0.01 W <L <W and 2 W ≦ P ≦ 2.5 W The light guide plate has a light guide plate corresponding to the liquid crystal panel, the lateral direction of the light emitting unit and the lateral direction of the pixel correspond to each other, and the light emitting unit includes a right-eye pixel and a left-eye pixel. A liquid crystal display device characterized by being located between It is intended to.
[0007]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to obtain a surface light source device that emits light in a stripe shape without the necessity of disposing a prism sheet, a diffusion plate, and a lenticular lens on a light guide plate. It is possible to obtain a parallax barrier type liquid crystal display device for stereoscopic viewing that can be well constructed and has a bright display.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The light guide plate for parallax barrier type stereoscopic vision according to the present invention is directed to a lower surface of a transparent plate having an incident side surface including upper and lower surfaces and a side surface between the upper and lower surfaces, and directs incident light from the incident side surface to the upper surface. A plurality of light emitting means having an optical path changing slope to reflect are arranged in a state of being arranged vertically and horizontally, and the arrangement state is intermittently interrupted at a constant interval in a horizontal direction parallel to the incident side surface and in a vertical direction orthogonal to the horizontal direction. It is parallel to the front and rear. Examples thereof are shown in FIGS.
[0009]
FIG. 1 is a plan view showing a lower surface, and FIG. 2 is a side view showing a cross section. 10 is a transparent plate (light guide plate), 10a is the upper surface, 10b is the lower surface, 10c is the incident side surface, 11 is the light emitting means formed on the lower surface, and 11a is the optical path changing slope. In addition, 10d is a side surface facing the incident side surface, 10f is a side surface, and 11b is an upright surface.
[0010]
As the transparent plate forming the light guide plate, a transparent plate having at least an incident side surface 10c including an upper surface 10a, a lower surface 10b opposed thereto and a side surface between upper and lower surfaces as shown in the figure is used. The transparent plate may have a uniform thickness as shown in the figure, or may have a shape such as a wedge shape in which the thickness is gradually reduced from the incident side surface to the opposite side surface. The planar shape of the transparent plate is generally a rectangle or a square, but may be another shape, or a shape in which a square corner is chamfered.
[0011]
The light guide plate is formed by providing a plurality of light emitting means 11 on the lower surface 10b of the transparent plate 10 as shown in the figure. Further, the light emitting means 11 includes an optical path changing slope 11a for reflecting the incident light (arrow) from the incident side face 10c toward the upper surface 10a of the transparent plate.
[0012]
As described above, when the light source 12 is disposed on the incident side surface 10c as illustrated in FIG. 4 and light is incident from the incident side surface via the light source, the incident light α1 is converted into an optical path changing slope 11a as illustrated by an arrow in FIG. Can be reflected toward the upper surface of the transparent plate through the surface and emitted from the upper surface, and the light can be emitted from the upper surface of the transparent plate. The arrangement of auxiliary means such as a prism sheet and a diffusion plate required for verticalization on the light guide plate can be eliminated.
[0013]
The optical path changing slope 11a, which is preferable from the viewpoint of reflecting the incident light from the incident side or the transmitted light and emitting the reflected light from the upper surface of the transparent plate with good vertical directivity and suppressing the leakage light from the inclined surface, is provided with respect to the reference plane of the light guide plate. The inclination angle θ1 is 38 to 46 degrees. By making the optical path conversion slope with such an inclination angle, it is possible to obtain emitted light having a maximum intensity within 20 degrees with respect to the normal to the upper surface.
[0014]
Improvement of the vertical directivity of the emitted light, in particular, obtain the emitted light having the maximum intensity within 15 degrees, especially within 10 degrees with respect to the normal to the upper surface, and efficiently reduce the incident light from the incident side surface or its transmitted light. The more preferable inclination angle θ1 of the optical path changing slope is 39 to 45 degrees, especially 40 to 44, from the viewpoint of obtaining high-luminance light by good total reflection.
[0015]
When the emitted light having the excellent vertical directivity is used as illumination light for a liquid crystal panel, the emitted light is incident at an angle close to the front of the panel to achieve bright three-dimensional display (stereoscopic viewing) in the front of the panel. I do. Note that the above-mentioned inclination angle is based on the angle of a slope or the like forming the light emitting means 11 in a vertical cross section connecting the incident side surface 10c and the opposite side surface 10d as in the example of FIG. 2 (the same applies hereinafter).
[0016]
The light emitting means 11 can be formed as a concave portion or a convex portion having an optical path changing slope 11a. The concave portion or the convex portion depends on whether it is recessed in a groove shape (concave) or protrudes in a mountain shape (convex) from the lower surface. A light emitting means having a groove structure (concave) as shown in the figure is more preferable than improving the use efficiency of the incident light from the incident side surface or the transmission light thereof, and thus improving the light emission luminance. The groove structure also has an advantage that the light emitting means, that is, the optical path changing slope is not easily damaged during handling or the like, and has excellent function maintenance.
[0017]
Further, the light emitting means 11 can be formed in an appropriate form such as a triangular or quadrangular one based on the vertical cross section. Above all, a light emitting means having a triangular cross section as shown in the figure is preferable from the viewpoint of easy production of the light guide plate. Note that the polygon is not strict, and a change in the angle of the surface based on the processing accuracy or the like, or a roundness at the intersection of the surfaces is allowed.
[0018]
A plurality of light emitting means are arranged vertically and horizontally as illustrated in FIG. 1 in order to enable stereoscopic viewing by the parallax barrier method. The array is intermittent at regular intervals in the horizontal direction parallel to the incident side surface, and is in a state of being parallel to the front and rear in the vertical direction orthogonal to the horizontal direction. A preferred arrangement of the light emitting means 11 is such that the optical path changing slope 11a is located on the side of the incident side face 10c as illustrated in FIG. Thereby, the light path changing slope can be made to face the incident side face, and the incident light from the incident side face or the transmitted light can be efficiently received by the light path changing slope to achieve high brightness light emission.
[0019]
The preferred light emitting means is a triangular recess 11 based on a vertical cross section as shown in the example of FIG. 2, and converts the vertical surface 11b of the light guide plate 10 whose inclination angle θ2 to the reference plane is 60 to 90 degrees into an optical path. It is provided as a facing surface of the slope 11a. Therefore, in this case, as in the examples of FIGS. 1 and 2, the ridge line based on the intersection (vertex of the triangular concave portion) of the optical path changing slope 11a and the upright surface 11b becomes parallel to the incident side surface 10c (lateral direction), and a plurality of light beams are emitted. The arrangement of the light emitting means 11 is arranged in both the horizontal and vertical directions. When the entire vertical arrangement of the light emitting means is vertical stripes in units of the vertical arrangement, the vertical stripes are parallel to the horizontal direction. The arrangement is a striped arrangement.
[0020]
With respect to the structure of the light emitting means, for example, a triangular concave portion or convex portion including a gentle slope having an inclination angle θ2 of more than 0 to 10 degrees and an optical path changing slope based on a vertical cross section may be used. With respect to the plurality of arrangements of the emission means, an arrangement structure or the like adjacent in the cross-sectional direction can be adopted, but in the case of the light emission means having the upright surface having the inclination angle θ2, the incident light from the incident side surface or its light When the transmitted light is not reflected by the optical path conversion slope but passes through the slope and becomes light leaking from the light guide plate, the leak light can be taken in from the upright surface and re-enter the light guide plate efficiently. In addition, there is an advantage that the use efficiency of the incident light from the incident side surface can be increased to improve the light emission luminance. It is preferable that the inclination angle θ2 of the vertical surface is closer to the vertical than the point where the leaked light re-enters the light guide plate, and is more preferably 70 ° or more, particularly preferably 75 to 90 °.
[0021]
On the other hand, the intermittent arrangement parallel to the incident side surface of the light emitting means in the horizontal direction and the stripe-shaped arrangement based on the vertical stripes by the entire light emitting means in the vertical direction enable a three-dimensional view by the parallax barrier method as described later. The original display is realized.
[0022]
In the arrangement structure in which the light emitting means 11 are distributed at intervals in the horizontal and vertical directions as in the above-described example, the light path changing slope in the light emitting means is more effective in achieving bright surface light emission and thinning of the light guide plate. The projection width on a plane is preferably 1 to 100 μm, more preferably 2 to 60 μm, and particularly preferably 5 to 30 μm. The projection width means the length in the vertical direction in the projection of the optical path changing slope.
[0023]
As described above, the plurality of light emitting units are arranged at regular intervals in the horizontal direction as in the example of FIG. 1 and parallel in the front and rear in the vertical direction in order to enable parallax barrier type stereoscopic viewing. It is assumed that. From the viewpoint of obtaining a high quality stereoscopic view, it is preferable to use a linearly aligned one in both the vertical and horizontal directions. The arrangement interval (lateral pitch) of the light emitting means in the horizontal direction is determined by the pixel width (length of the pixel in the horizontal direction) of the liquid crystal panel.
[0024]
That is, in the stereoscopic viewing by the parallax barrier method, the transmitted light of the right-eye pixel and the transmitted light of the left-eye pixel are emitted from the liquid crystal panel at different angles, and for the right eye and the left eye due to the difference in the image generation position due to the difference in the emission angle. When the right-eye image and the left-eye image are captured, the three-dimensional image is synthesized and recognized as a three-dimensional image.
[0025]
Therefore, it is necessary to make the illumination light incident on the right-eye pixel and the left-eye pixel in the liquid crystal panel at different angles, and in that case, a light emitting means (light path conversion slope) for providing the illumination light in the horizontal direction and right-eye and left-eye pixels Is required to have a high degree of correspondence between the pair of pixels.
[0026]
Therefore, the horizontal pitch of the light emitting means is determined by the pixel width of the liquid crystal panel. The relationship between the horizontal pitch and the pixel width can be expressed as: 2W ≦ P ≦ 2.5W, where P is the horizontal pitch and W is the pixel width. In this case, the lateral length L of the light emitting means may satisfy the expression: 0.01 W <L <W. The pixel width W is generally 30 to 300 μm, but is not limited to this.
[0027]
The allowable width of the pitch in the lateral pitch determination formula is based on a dimensional change based on a view angle of a screen due to a positional relationship when the light guide is arranged as a backlight of a liquid crystal panel. That is, assuming that image light positioned in an arc with the eye as the center of the image of the liquid crystal panel is incident on the eye as a line from each point of the radial arc position, the positional relationship between the light guide and the liquid crystal panel is described above. Based on the angle of view, a light guide having a light emitting unit having a lateral pitch wider than the pixel width (pitch) of the liquid crystal panel may be preferable.
[0028]
Considering the above points, when the distance between the viewing point (eye) and the screen of the liquid crystal panel is Z, and the distance between the liquid crystal layer of the liquid crystal panel and the light emitting means of the light guide is d, P ≦ 2W (Z + d ), The lateral pitch of the light emitting means can be widened to a range satisfying the relationship of / Z, and therefore, the above-mentioned lateral pitch determination formula meaning a range from the basic range of P = 2W to P = 2.5W. It was done. The preferred lateral pitch P is in the range from 2.0 W or more to 2.2 W or less, especially 2.1 W or less, particularly 2.05 W or less. In addition, it is preferable that the manufacturing accuracy of the light guide plate be within an error range of ± 5% of the numerical value calculated by the above-described lateral pitch determination formula.
[0029]
The lateral length L of the light emitting means is determined by the balance between the occurrence of double images and the display brightness. That is, it is more advantageous for L to be smaller than the point where the illumination light is made incident on both the right-eye and left-eye pixels at different angles to avoid the occurrence of a double image due to the mixture of the right-eye and left-eye images. More preferably, L <W is satisfied.
[0030]
On the other hand, it is advantageous to increase the amount of illumination light incident on the pixel as L which is larger than the point of display luminance, and it is preferable to satisfy 0.01 W <L from that point. L more preferable from the above-mentioned balance point satisfies 0.05 W ≦ L ≦ 0.6 W, especially 0.1 W ≦ L ≦ 0.4 W.
[0031]
On the other hand, the arrangement interval (vertical pitch) T of the light emitting means in the vertical direction is not directly related to the stereoscopic vision by controlling the angle of incidence on the pixel, so that it can be used as a means for adjusting the display luminance, and precise light emission. It is preferable that the number of light emitting means per pixel is larger than that of realizing a natural and high-luminance display. Generally, from the viewpoint of suppressing a change in a display image due to a change in a viewing angle in a vertical direction, when a vertical dimension (height) of a pixel in a liquid crystal panel is H, T ≦ H, particularly 0.01H ≦ T ≦ 0. 0.8H, particularly preferably 0.05H ≦ T ≦ 0.5H, more preferably 0.1H ≦ T ≦ 0.3H.
[0032]
The general horizontal pitch P of the light emitting means in consideration of the pixel size is 60 to 900 μm, especially 100 to 600 μm, particularly 140 to 450 μm. The general length L of the light emitting means in the horizontal direction is 5 to 300 μm, preferably 10 to 200 μm, particularly 20 to 150 μm. Further, the general vertical pitch T and the vertical length of the light emitting means are 2 to 300 μm, preferably 5 to 200 μm, particularly 10 to 150 μm.
[0033]
The vertical pitch T of the light emitting means is different from the constant horizontal pitch. For example, in consideration of the fact that the transmitted light decreases as the distance from the incident side decreases, the uniformity of the surface emission is considered. It is not necessary to be constant as in a system in which the light emitting means is densely arranged by decreasing the pitch as the distance increases, and a different vertical pitch may be used according to the arrangement position in the light guide plate.
[0034]
The uniformity of the luminance in the above-mentioned surface emission is, for example, by changing the depth of the groove or the height of the protrusion, the size of the light emitting means, especially the size of the optical path conversion slope increases as the distance from the incident side increases. It can also be achieved by such a method. Therefore, the light emitting means may be provided in a combination of those having different shapes such as vertical pitch and / or size.
[0035]
The light guide plate or the transparent plate can have an appropriate form as described above. In the case of a wedge shape or the like, the shape can be appropriately determined, and an appropriate surface shape such as a linear surface or a curved surface can be used. In addition, the optical path conversion inclined surface or the like forming the light emitting means may have an appropriate surface form such as a linear surface, a refraction surface, or a curved surface. It is preferable that the angle between the light path changing slope and the side surface other than the facing surface in the light emitting means is as perpendicular as possible from the viewpoint of suppressing the influence on the emitted light.
[0036]
The shape of the upper surface, the incident side surface, and the like of the transparent plate is not particularly limited, and may be appropriately determined. In general, the upper surface is as smooth and flat as possible and the incident side surface is perpendicular to the upper surface. The incident side surface may be formed in a shape corresponding to the outer periphery of the light source, such as a curved concave shape, to improve the incident efficiency. Furthermore, an entrance side surface structure having an introduction portion interposed between the light source and the light source may be used, and the introduction portion may have an appropriate shape according to the light source or the like.
[0037]
The light guide plate or the transparent plate can be formed of an appropriate organic or inorganic material exhibiting transparency according to the wavelength range of the light source. Incidentally, in the visible light range, for example, acrylic resins such as polymethyl methacrylate, polycarbonate resins, norbornene resins and polyolefin resins, polyester resins and polyurethane resins, acetate resins and polyvinyl alcohol resins, polyarylate and epoxy resins Examples include thermoplastic, thermosetting, and photocurable transparent resins and glass represented by resins. It may be a combination of an inorganic material and an organic material. A transparent plate showing no birefringence or formed of a material having low birefringence is preferably used.
[0038]
The light guide plate can also be manufactured by a method of forming predetermined light emitting means on a transparent plate by a cutting method, and can be manufactured by an appropriate method. As a preferable manufacturing method from the viewpoint of mass productivity, a mold or the like capable of forming a predetermined light emitting means is prepared in advance, and a shape is transferred to the mold by pressing a thermoplastic resin under heating, and heat melting. A method of filling a thermoplastic resin or a resin fluidized through heat or a solvent, filling or casting a liquid resin, an oligomer, a monomer, or the like that can be polymerized by heat, ultraviolet light, radiation, or the like, and polymerizing the resin. Method. The light guide plate can also be manufactured by an injection molding method using a mold having a center piece capable of forming a predetermined light emitting means.
[0039]
Also, a method in which the liquid resin or the like is filled in a mold that can be formed into a predetermined light emitting means shape, and a transparent plate is allowed to stand thereon to polymerize the filled layer, or a transparent plate is provided with the liquid resin or the like And then forming the coating layer through a mold capable of forming the coating layer into a predetermined light emitting means shape, and then polymerizing the formed layer. In the above case, a method of polymerizing using a transparent film or the like instead of the transparent plate, cutting the film into a predetermined shape by an appropriate method such as a punching method, and bonding the film to the transparent plate via an adhesive or the like Can also be taken.
[0040]
Therefore, the light guide plate is formed as a laminate made of the same or different materials, such as a transparent plate as a light guide portion for transmitting light, which is bonded to a transparent layer or a transparent film forming the light emitting means. Alternatively, it is not necessary that the material be formed as an integrated monolayer of one kind of material.
[0041]
In the above case, the layer having the light emitting means can be directly provided on the transparent plate as a transparent layer, or a method in which the light emitting means is formed as a transparent film and the transparent film is laminated on the transparent plate with an adhesive layer interposed therebetween. Can be provided. In this case, if the refractive index difference between the transparent layer and the transparent plate, or the refractive index difference between the transparent film and the transparent plate and the adhesive layer is large, the light utilization efficiency is likely to decrease due to interfacial reflection. Is preferably within 0.05, particularly preferably within 0.01, particularly preferably within 0.005. Further, it is preferable that the refractive index of the transparent layer, the transparent film or the adhesive layer is higher than that of the transparent plate.
[0042]
As the adhesive for forming the above-mentioned adhesive layer, an appropriate light-transmitting adhesive can be used. From the viewpoint of the simplicity of the bonding operation, for example, an adhesive represented by an acrylic type, a silicone type, a polyester type or a polyurethane type, a polyether type or a rubber type is preferably used. Above all, an acrylic pressure-sensitive adhesive excellent in heat resistance, optical properties and the like is preferably used.
[0043]
The thickness of the light guide plate can be appropriately determined depending on the size of the light guide plate, the size of the light source, and the like according to the purpose of use. Typical thicknesses are up to 50 mm, especially 0.1 to 30 mm, especially 0.3 to 20 mm, based on the entrance side.
[0044]
The surface light source device is formed by providing a linear light source 12 on the incident side surface 10c of the light guide plate 10 as in the example of FIG. Thereby, the incident light from the incident side surface via the linear light source can be emitted from the upper surface of the light guide plate. The surface emission state is a stripe-like or vertical stripe-like emission in which band-like emission lines based on the vertical arrangement of the light emitting means are arranged in the horizontal direction at intervals corresponding to the horizontal pitch of the light emitting means.
[0045]
As the linear light source arranged on the incident side surface of the light guide plate, an appropriate one can be used. In general, for example, a linear light source such as a (cold or hot) cathode tube, an array body in which point light sources such as light emitting diodes are arranged in a line or a plane, or a point light source is converted into a linear light emission state with constant or irregular intervals. A light source or the like using a device that performs the above can be preferably used. A cold cathode tube is particularly preferable from the viewpoint of low power consumption and durability. Therefore, the linear light source means an illuminant that has an elongated shape and emits light elongated in its length direction.
[0046]
When forming the surface light source device, if necessary, in order to guide divergent light from the linear light source to the incident side surface of the transparent plate, it may be a combination body in which appropriate auxiliary means such as a reflector surrounding the light source are arranged. it can. As the reflector, a resin sheet or a metal foil provided with a high-reflectance metal thin film is generally used. The reflector may be adhered to an end of the light guide plate via an adhesive or the like to serve as holding means for the linear light source.
[0047]
Further, in the surface light source device, a light absorbing layer 13 can be provided on the lower surface 10b side of the light guide plate 10 as illustrated in FIGS. The light absorbing layer is intended to absorb light leaked from a light guide plate, for example, a light emitting means or an optical path changing slope thereof. This is because, when an image is formed due to the leaked light, stereoscopic vision due to the original illumination light is hindered.
[0048]
The light absorbing layer can be formed of an appropriate material capable of absorbing the above-described leaked light and the like, and the light reflectance and the like are not particularly limited. Incidentally, examples thereof include a black sheet coated with a black paint and a black sheet mixed with a black pigment. The light absorbing layer may be adhered to the lower surface of the light guide plate via an adhesive layer or the like, or may be simply arranged on the lower surface side of the light guide plate. The light absorbing layer can also be provided on the opposing side surface 10d, the side surface 10f, or the like of the light guide plate that can generate light leakage.
[0049]
The surface light source device according to the present invention provides a stripe-shaped emission light that is bright and has excellent verticality with excellent utilization efficiency of incident light from the light source, is excellent in thinness and light weight, and is easy to increase in area and the like. Accordingly, the liquid crystal display device can be preferably used as a sidelight-type backlight in a liquid crystal display device or the like configured to perform stereoscopic viewing by a parallax barrier method, and a bright, easy-to-see, low-power-consumption liquid crystal display device can be obtained.
[0050]
The liquid crystal display device configured to perform stereoscopic viewing by the parallax barrier method has a surface light source device 1 or a light guide plate 10 disposed on the back side of a liquid crystal panel 2 for stereoscopic viewing as illustrated in FIGS. It can be formed by arranging a liquid crystal panel on the light emitting side of the light source device, that is, on the upper surface side of the light guide plate 10. 3 shows a horizontal direction of the liquid crystal panel, and FIG. 4 shows a vertical direction of the panel.
[0051]
In the liquid crystal panel 2, as shown in the example of FIG. 3, both right-eye and left-eye pixels 20r and 201 are paired, and right-eye pixels and left-eye pixels are alternately arranged, and the arrangement direction is the horizontal direction. For parallax barrier type stereoscopic vision, pixels for the right eye or the left eye are united and aligned in the vertical direction perpendicular to the direction.
[0052]
Further, the arrangement of the surface light source device 1 or the light guide plate 10 with respect to the liquid crystal panel 2 is such that the horizontal direction of the light emitting means 11 in the light guide plate corresponds to the horizontal direction of the pixels in the panel, and the light emitting means 11 is arranged so that the right-eye pixel and the left eye It is in a state located between the pixels for use. Accordingly, the stripe-shaped light emission by the vertical arrangement of the light emitting means 11 is made to correspond to the vertical arrangement of the pixels, and in this case, in the horizontal direction, as shown in FIG. , And 20l in a vertical arrangement of the light emitting means 11 in one row in the vertical direction.
[0053]
As described above, as shown in FIG. 2, the light α2 reflected from the incident side surface via the optical path changing slope 11a of the light emitting means and emitted in the form of a stripe from the upper surface 10a of the light guide plate is the vertical direction of the stripe. Based on the positional correspondence between one row and the vertical column of a pair of left and right pixels, the light enters the nearest pair of pixels for the right eye and the left eye at different angles, and is transmitted as a display image to enable stereoscopic viewing.
[0054]
In the light guide plate according to the present invention, in which the light path changing slope of the light emitting means is opposed to the incident side face and the incident light from the incident side face is reflected through the light path changing slope to obtain the output light, the output angle of the output light in the horizontal direction is obtained. There is little bias, and the difference between the exit angles of emitting the right-eye image in the right-eye direction, emitting the left-eye image in the left-eye direction, and causing the right-eye image to enter the right eye only, and causing the left-eye image to enter only the left eye is accurately determined. The image for the right eye and the image for the left eye are not easily mixed, so that it is possible to prevent a double image from being formed around the original stereoscopic image and make it an unpleasant visual image, thereby realizing a bright and high quality stereoscopic display. can do.
[0055]
As the liquid crystal panel, as described above, the right-eye and left-eye pixels are alternately arranged in the horizontal direction, and the right-eye or left-eye pixels are uniformly arranged in the vertical direction. For use. A black stripe may be provided between pixels for the purpose of obtaining a clear three-dimensional image by preventing mixing of right-eye and left-eye images.
[0056]
Generally, the size and pitch of the pixels are constant in both the vertical and horizontal directions, and the right-eye and left-eye pixels are generally the same size. Further, for example, a liquid crystal cell employing a known display method such as a twisted nematic (TN) type, a vertical alignment (VA) type, and a horizontal electric field (IPS) type can be used.
[0057]
Therefore, when forming a liquid crystal display device, for example, one or two or more optical layers which may be used for forming a liquid crystal display device such as a polarizing plate, a retardation plate, a parallax compensation film, and a reflective layer are placed at appropriate positions. They can be arranged as needed. There is no particular limitation on the type of the optical layer.
[0058]
Incidentally, in the examples of FIGS. 3 and 4, polarizing plates 22 and 23 are arranged on both sides of the TN type liquid crystal cell 21. In the figure, illustration of transparent electrodes and alignment films provided in the liquid crystal cell is omitted. The polarizing plate can also be arranged as one integrated with the other optical layers described above. In addition, a reflection layer can be disposed on the lower surface side of the light guide plate instead of the light absorption layer.
[0059]
The optical layer can be applied to the liquid crystal panel by sequentially laminating it in the manufacturing process of the liquid crystal display device, or can be applied to the liquid crystal panel by previously laminating it on a light guide plate. Further, two or more optical layers can be laminated and integrated in advance via an adhesive layer or the like, and can be adhesively applied to a liquid crystal panel or a light guide plate.
[0060]
As the above-mentioned polarizing plate, an appropriate one that emits linearly polarized light can be used, and there is no particular limitation. Incidentally, examples include dichroic substances such as iodine and dichroic dyes on hydrophilic polymer films such as polyvinyl alcohol-based films, partially formalized polyvinyl alcohol-based films, and ethylene / vinyl acetate copolymer-based partially saponified films. And a stretched and optionally crosslinked film, and a polarizing film such as a polyene oriented film such as a polyvinyl alcohol dehydration product or a polyvinyl chloride dehydrochlorination product.
[0061]
Further, the polarizing plate has a transparent protective layer such as a coating layer or a film laminate layer of a transparent resin or the like exemplified in the transparent plate for the purpose of protecting water resistance or the like on one or both surfaces of the polarizing film. There may be. Further, a polarizing plate having a polarizing layer made of a liquid crystal polymer or a liquid crystal-containing polymer may be used. A polarizing plate having a high transmittance is preferably used from the viewpoint of a bright display or the like.
[0062]
The phase difference plate has one or more layers for the purpose of converting linearly polarized light into elliptically polarized light or circularly polarized light, converting elliptically polarized light or circularly polarized light into linearly polarized light, and compensating for birefringence caused by a liquid crystal cell. Is used. Accordingly, various wave plates such as a quarter wave plate and a half wave plate, and other appropriate wave plates exhibiting the phase difference characteristics can be used. Examples of the retardation plate include a birefringent film obtained by stretching a polymer film made of a transparent resin or the like exemplified as the transparent plate described above, and a retardation plate having an alignment layer of a liquid crystal polymer.
[0063]
In particular, the above-mentioned viewing angle compensation film is one type of a compensating retardation plate having a function of widening an angle at which an image of a liquid crystal display device can be clearly seen, and a discotic liquid crystal layer is coated on a polymer film made of triacetyl cellulose or the like. Those that have been installed can be mentioned. Incidentally, the birefringent film, a uniaxial stretching or biaxial stretching by a free end or a fixed end, various orientations such as stretching to molecular orientation also in the thickness direction by a method of heat treatment under the adhesion of a heat shrinkable film. It may have been subjected to a stretching treatment by a method. The retardation plate can be arranged at an appropriate position, for example, between the polarizing plate and the liquid crystal panel.
[0064]
The reflective layer is, for example, a coating layer containing a powder of a high-reflectance metal such as aluminum, silver, gold, copper, or chromium in a binder resin, an applied layer of a metal thin film formed by a vapor deposition method, or the like. It can be formed as an appropriate reflective layer according to the prior art, such as a reflective sheet or a metal foil in which the layer is supported by a base material.
[0065]
The above-mentioned optical layer also includes a transparent layer having a low refractive index. This aims at making the light emission luminance uniform over the entire upper surface of the light guide plate. That is, a layer having a lower refractive index is provided on the upper surface of the transparent plate, and when incident light from a light source is transmitted through the inside of the transparent plate, the transmitted light is used to reduce the refractive index difference between the transparent plate and the transparent layer. The transmission light is efficiently transmitted to the opposite side (rear side) by being totally reflected through the transparent plate and transmitted efficiently to the opposite side (rear side), and the transmission light is evenly supplied to the light path changing slope of the light emitting means at a position far from the light source. Then, the optical path is converted through reflection by the inclined surface to improve the uniformity of brightness on the entire upper surface as the light emitting surface.
[0066]
Further, the transparent layer having a low refractive index, when the liquid crystal panel or the like has a polarizing plate or the like, the transmission light is incident on the polarizing plate or the like and undergoes attenuation or birefringence, thereby partially changing the transmission state. It is also effective in preventing transmission light from decreasing or becoming non-uniform. That is, when the transmission light enters the polarizing plate, it is absorbed and attenuated. In the case where a retardation plate is also provided, the linearly polarized light passing through the polarizing plate becomes elliptically polarized light and is absorbed and attenuated when re-entering the polarizing plate due to the phase difference caused by the incidence on the retardation plate.
[0067]
The attenuation of the transmission light directly decreases the amount of emitted light, darkens the illumination light and darkens the display of the liquid crystal display device. In addition, the attenuation increases in accordance with the transmission distance, and the illumination light becomes darker as the distance from the light source increases, and the uniformity of brightness decreases. Accordingly, the above-mentioned attenuation and the like are prevented by suppressing the transmission light from entering through the low refractive index transparent layer.
[0068]
The transparent layer having a low refractive index is provided between the light guide plate and the liquid crystal panel in view of the above-described function, and is particularly preferably provided directly on the upper surface of the transparent plate in the light guide plate. In that case, the surface on which the transparent layer is provided on the transparent plate, and therefore the upper surface of the transparent plate is smoother, and therefore, the smoother the transparent layer is, the more advantageous in preventing scattering of transmitted light, and also in terms of preventing influence on display light. preferable.
[0069]
A transparent layer having a low refractive index is more advantageous as the difference in refractive index from the transparent plate forming the light guide plate is larger, from the viewpoint of transmission efficiency to the rear due to total reflection of transmitted light, and is more advantageous than the material forming the transparent plate. Also, the refractive index is preferably 0.07 or more, especially 0.1 or more, particularly preferably 0.2 to 0.4.
[0070]
The low-refractive-index transparent layer is formed by using an appropriate material such as an inorganic or organic low-refractive-index dielectric, particularly a fluorine-containing compound or a silicone-based resin, in an appropriate method such as a vacuum evaporation method or a spin coating method. It can be formed, and there is no particular limitation on its material and forming method. When the light guide plate is adhered to the liquid crystal panel via an adhesive layer, the adhesive layer may also serve as a low refractive index transparent layer, or may be formed separately from the adhesive layer.
[0071]
If the thickness of the transparent layer having a low refractive index is too small, the above-described confinement effect may be inferior due to the phenomenon of wave seeping out. Therefore, it is more advantageous to maintain the total reflection effect. The thickness can be appropriately determined from the point of the total reflection effect and the like. In general, the thickness is preferably 90 nm to 10 μm, more preferably 200 nm to 5 μm, and particularly preferably 600 nm to 2 μm from the viewpoint of the total reflection effect for the visible light region, particularly for short wavelength light.
[0072]
As for the arrangement of the light guide plate with respect to the liquid crystal panel, an air layer may be interposed as in the illustrated example, or may be bonded by an adhesive layer. The bonding process between the light guide plate and the liquid crystal panel can suppress or prevent reflection loss due to the interposition of the bonding layer having a higher refractive index than the air layer, and is effective in improving the luminance.
[0073]
In addition, it is preferable that the light guide plate is disposed so that at least the incident side surface thereof protrudes outward from the end of the liquid crystal panel, because it is possible to prevent the light source unit from illuminating the liquid crystal panel. In addition, such a protruding arrangement allows the light source unit to be adhered to the liquid crystal panel without obstruction, to replace the light source after the adhesion process, and to further cover the light source with a reflector and to mount the light guide plate at the time of the attachment. There is also an advantage that the adhesion treatment to the upper and lower surfaces can be easily performed.
[0074]
In the present invention, components such as a transparent plate, a polarizing plate, a retardation plate, and a liquid crystal cell which may form the above-described surface light source device or liquid crystal display device are entirely or partially laminated and integrated and fixed. Or may be arranged in an easily separable state. It is preferable to be in a fixed state rather than preventing the optical axis from shifting. For the fixing treatment, an appropriate transparent adhesive such as a pressure-sensitive adhesive can be used. In addition, the above-mentioned components, particularly the components disposed on the viewing side, may be those to which a stabilizer having an ultraviolet absorbing ability is added for the purpose of improving the durability and reliability.
[0075]
【Example】
Example 1
A UV curable acrylic resin layer having a thickness of 100 μm, which forms a cured layer having a refractive index of 1.522, applied on a polycarbonate film, is allowed to stand on a mold previously formed in a predetermined shape, and is brought into close contact with a rubber roller. Excess resin and air bubbles are extruded, and ultraviolet rays are irradiated with a metal halide lamp to cure the ultraviolet curable resin. Then, the resin is separated from the mold, separated from the polycarbonate film, and cut into a predetermined size. A transparent film having an adhesive layer of No. 523 and light emitting means on the other surface was obtained.
[0076]
The transparent film has a vertical width of 14 μm including an optical path changing slope having an inclination angle of about 43 degrees and an elevation surface having an inclination angle of about 78 degrees, and a light emission comprising a triangular concave section having a horizontal length of 50 μm. The means are arranged in a horizontal direction in parallel with the incident side surface at a horizontal pitch of 180 μm, and the optical path changing slope is positioned on the incident side surface side, and the vertical pitch becomes narrower as the distance from the incident side surface increases in the longitudinal direction. It has a horizontal length of 40 mm and a vertical length of 30 mm in a high-density arrangement.
[0077]
The above transparent film is adhered to a transparent resin plate having a length of 42 mm in a horizontal direction, a length of 32 mm in a vertical direction, a thickness of 0.7 mm, and a refractive index of 1.522 through the adhesive layer to be guided. Obtain a light source, place a cold cathode tube on the incident side, cover the periphery with a reflective film of silver film deposition, and glue the film end to the upper and lower ends of the light guide plate so that light does not leak. A surface light source device for a backlight was obtained by holding the tube, placing the light emitting means on the side facing down, and arranging a light absorbing layer made of a black plate on the back surface.
[0078]
Next, a normally white transmissive TN liquid crystal panel was arranged on the light emission side of the surface light source device for a backlight to obtain a parallax barrier type liquid crystal display device for stereoscopic vision. The liquid crystal panel is configured such that right-eye pixels and left-eye pixels are alternately arranged in the horizontal direction, and right-eye or left-eye pixels are uniformly arranged in the vertical direction. Each pixel has a size of 90 μm square. Further, the arrangement of the surface light source device with respect to the liquid crystal panel is such that the horizontal direction of the light emitting means in the light guide plate and the horizontal direction of the pixels in the panel correspond to each other while observing moiré, and the light emitting means has a right-eye pixel and a left-eye pixel. It was in the middle position.
[0079]
Example 2
The same UV-curable acrylic resin was dropped into the same mold as in Example 1 with a dropper, and the length in the horizontal direction was 42 mm, the length in the vertical direction was 32 mm, the thickness was 0.7 mm, and the refractive index was on it. The glass plate of 1.522 is allowed to stand still, brought into close contact with a rubber roller to extrude excess resin and air bubbles, irradiated with ultraviolet rays from the glass plate side with a metal halide lamp to cure the ultraviolet curable resin, and then peeled from the mold. Thus, a light guide plate was obtained, and a liquid crystal display device for parallax barrier type stereoscopic viewing was obtained using the light guide plate according to Example 1.
[0080]
Example 3
A light guide plate was obtained according to Example 1 except that a mold whose entire surface was roughened by sandblasting was used, and a parallax barrier type liquid crystal display device for stereoscopic viewing was obtained using this according to Example 1. Therefore, the light guide plate has a scattering reflection type light emitting means having a rough surface instead of the inclined reflection type light emitting means.
[0081]
Example 4
A light guide plate is obtained according to Example 1, except that a mold in which light emitting means is formed at a uniform density and in a random arrangement is used. A display device was obtained.
[0082]
Example 5
A light guide plate is obtained in accordance with Example 1 except that a mold in which light emitting means having an optical path changing slope having a tilt angle of 30 degrees is formed is used, and a parallax barrier type liquid crystal for stereoscopic viewing is used in accordance with Example 1. A display device was obtained.
[0083]
Example 6
A light guide plate is obtained in accordance with Example 1, except that a mold in which light emitting means having an inclination angle of an optical path changing slope of 50 degrees is formed is used. A display device was obtained.
[0084]
Example 7
A light guide plate was obtained according to Example 1, except that a mold was used in which light emitting means were arranged so that the length direction of the optical path conversion slope was inclined at 30 degrees with respect to the incident side surface. A liquid crystal display device for parallax barrier type stereoscopic vision was obtained according to 1.
[0085]
Example 8
A light guide plate was obtained according to Example 1, except that a mold having light emitting means arranged at a horizontal pitch of 140 μm was used, and a parallax barrier type liquid crystal display device for stereoscopic viewing was obtained using that according to Example 1. Was.
[0086]
Example 9
A diffusing plate, a prism sheet having a horizontal ridge line, and a prism sheet having a vertical ridge line are sequentially arranged on a light guide plate having a scattering / reflection type light emitting means obtained in the same manner as in Example 3, and an additional 180 μm is disposed thereon. A backlight is formed in the same manner as in Example 1 except that a lenticular lens in which a lens is formed in a stripe shape (vertical stripe) at a horizontal pitch, and the stripe of the lenticular lens and the vertical stripe of the liquid crystal panel are parallel to each other and the lenticular is formed. A parallax barrier type liquid crystal display device for stereoscopic viewing was obtained according to Example 1, except that the transmissive portion of the lens was arranged between right-eye and left-eye pixels.
[0087]
Evaluation test
The surface light source device in the liquid crystal display device obtained in Examples 1 to 9 was turned on, and an image was observed in a stereoscopic display state. In Examples 1 and 2, good stereoscopic images were observed. On the other hand, in Examples 3 and 4, a double image was observed, and no stereoscopic image was obtained. In Examples 5 and 6, a stereoscopic image was obtained, but the inclination of the emitted light was large and the display in the front direction was dark. Incidentally, when the front luminance in the white state of the liquid crystal display device was measured with a luminance meter (BM-7, manufactured by Topcon Corporation), Example 1 was 65 cd / m. 2 Example 5 is 18 cd / m 2 Example 6 is 23 cd / m 2 Met.
[0088]
On the other hand, in Example 7, the balance between the brightness of the right-eye image and the brightness of the left-eye image was extremely different, and only the right-eye image was observed, making it difficult to view stereoscopically. In Example 8, moire occurred and no stereoscopic image was observed. In Example 9, a good stereoscopic image almost equivalent to that of Examples 1 and 2 was observed. However, many optical components to be arranged on the light guide plate were required, so that much labor was required for manufacturing, and the thickness was smaller than that of Examples 1 and 2. It was 0.7 mm thick and heavy.
[0089]
From the above, it can be understood that a liquid crystal display device capable of realizing a three-dimensional display can be formed by a structure in which the light guide plate is simply configured as a surface light source without the need for optical components arranged on the light guide plate in the present invention.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of a light guide plate.
FIG. 2 is a side sectional view of the light guide plate.
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a liquid crystal display device in a lateral direction.
FIG. 4 is a longitudinal sectional view of the liquid crystal display device.
[Explanation of symbols]
1: Surface light source device
10: Light guide plate (transparent plate)
11: Light emitting means (11a: optical path changing slope 11b: upright)
12: linear light source 13: light absorbing layer
2: Liquid crystal panel (21: liquid crystal cell)
20r, 20l: pixels for right eye and left eye
