(57)【要約】【課題】２枚の液晶表示パネルを用いて３次元表示する表示装置における、２枚の液晶表示パネルの干渉によるモアレを防止する。【解決手段】上液晶表示パネル１と下液晶表示パネル２に位置情報を与えることによって３次元画像を表示する。下液晶表示パネル２の上に蠅の目レンズアレイ３を設置することにより、上液晶表示装置１と下液晶表示パネル２の干渉によって生ずるモアレを防止する。この構成によれば、輝度、コントラストを低下させることなくモアレを抑制することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の液晶表示パネルと前記第１の液晶表示パネルの後方に所定の間隔を隔てて第２の液晶表示パネルが設置され、前記第２の液晶表示パネルの後方にはバックライトが設置されて、前記第１の液晶表示パネルの前方から画像を視認する表示装置であって、
前記第１の液晶表示パネルの前方には第１の偏光板が貼り付けられ、前記第２の液晶表示パネルの後方には第２の偏光板が貼り付けられ、
前記第１の液晶表示パネルと前記第２の液晶表示パネルの間には、第１の方向と第２の方向に周期性を持つ蠅の目レンズアレイが設置されていることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記蠅の目レンズアレイは前記第２の液晶表示パネルの前方に接して設置されていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記蠅の目レンズアレイは前記第１の液晶表示パネルの後方に接して設置されていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】
前記蠅の目レンズアレイの各マイクロレンズは凸レンズ又は凹レンズであって、前記レンズのピッチをＰ、前記レンズの高さをＨとしたとき、Ｈ／Ｐは１／１０以上であることを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
【請求項５】
前記蠅の目レンズアレイの各マイクロレンズは凸レンズ又は凹レンズであって、前記レンズのピッチをＰ、前記レンズの高さをＨとしたとき、Ｈ／Ｐは１／７以上であることを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
【請求項６】
前記第１の液晶表示パネルの液晶層から前記第２の液晶表示パネルの液晶層までの距離は７．５ｍｍ以上であって、
前記蠅の目レンズアレイの各マイクロレンズは凸レンズ又は凹レンズであって、前記レンズのピッチをＰ、前記レンズの高さをＨとしたとき、Ｈ／Ｐは１／８０以上であることを特徴とする請求項３に記載の表示装置。
【請求項７】
前記第１の液晶表示パネルの液晶層から前記第２の液晶表示パネルの液晶層までの距離は７．５ｍｍ以上であって、
前記蠅の目レンズアレイの各マイクロレンズは凸レンズ又は凹レンズであって、前記レンズのピッチをＰ、前記レンズの高さをＨとしたとき、Ｈ／Ｐは１／５６以上であることを特徴とする請求項３に記載の表示装置。
【請求項８】
前記第１の液晶表示パネルの液晶層から前記第２の液晶表示パネルの液晶層までの距離は１２ｍｍ以上であって、
前記蠅の目レンズアレイの各マイクロレンズは凸レンズ又は凹レンズであって、前記レンズのピッチをＰ、前記レンズの高さをＨとしたとき、Ｈ／Ｐは１／１５０以上であることを特徴とする請求項３に記載の表示装置。
【請求項９】
前記第１の液晶表示パネルの液晶層から前記第２の液晶表示パネルの液晶層までの距離は１２ｍｍ以上であって、
前記蠅の目レンズアレイの各マイクロレンズは凸レンズ又は凹レンズであって、前記レンズのピッチをＰ、前記レンズの高さをＨとしたとき、Ｈ／Ｐは１／１００以上であることを特徴とする請求項３に記載の表示装置。
【請求項１０】
前記第１の方向および前記第２の方向は、前記蠅の目レンズアレイの長辺に対して、各々３０度から６０度または、−３０度から−６０度であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項１１】
前記第１の方向および前記第２の方向は、前記蠅の目レンズアレイの長辺に対して、各々４５度または−４５度であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項１２】
前記蠅の目レンズアレイの各マイクロレンズの外形は平行４辺形であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項１３】
前記蠅の目レンズアレイの各マイクロレンズの外形は六角形であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項１４】
前記蝿の目レンズアレイの各マイクロレンズは凸レンズ又は凹レンズであって、前記レンズのピッチをＰ、前記レンズの高さをＨ、ＲＧＢ画素ピッチをＰｉ、液晶層からのレンズアレイのレンズ面までの光学距離をＤとすれば、（Ｈ／Ｐ）×（Ｄ／Ｐｉ）が０．２６以上、０．７８以下であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項１５】
前記蝿の目レンズアレイの各マイクロレンズは凸レンズ又は凹レンズであって、前記レンズのピッチをＰ、前記レンズの高さをＨ、ＲＧＢ画素ピッチをＰｉ、液晶層からのレンズアレイのレンズ面までの光学距離をＤとすれば、（Ｈ／Ｐ）×（Ｄ／Ｐｉ）が０．３３以上、０．５２以下であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項１６】
第１の液晶表示パネルと前記第１の液晶表示パネルの後方に所定の間隔を隔てて第２の液晶表示パネルが設置され、前記第２の液晶表示パネルの後方にはバックライトが設置されて、前記第１の液晶表示パネルの前方から画像を視認する表示装置であって、
前記第１の液晶表示パネルの前方には第１の偏光板が貼り付けられ、前記第２の液晶表示パネルの後方には第２の偏光板が貼り付けられ、
前記第１の液晶表示パネルに貼り付けられた前記第１の偏光板の上には、第１の方向と第２の方向に周期性を持つ蠅の目レンズアレイが設置されていることを特徴とする表示装置。
【請求項１７】
前記第１の液晶表示パネルの液晶層から前記第２の液晶表示パネルの液晶層までの距離は７．５ｍｍ以上であって、
前記蠅の目レンズアレイの各マイクロレンズは凸レンズ又は凹レンズであって、前記レンズのピッチをＰ、前記レンズの高さをＨとしたとき、Ｈ／Ｐは１／１００以上であることを特徴とする請求項１６に記載の表示装置。
【請求項１８】
前記第１の液晶表示パネルの液晶層から前記第２の液晶表示パネルの液晶層までの距離は７．５ｍｍ以上であって、
前記蠅の目レンズアレイの各マイクロレンズは凸レンズ又は凹レンズであって、前記レンズのピッチをＰ、前記レンズの高さをＨとしたとき、Ｈ／Ｐは１／７０以上であることを特徴とする請求項１６に記載の表示装置。
【請求項１９】
前記第１の液晶表示パネルの液晶層から前記第２の液晶表示パネルの液晶層までの距離は１２ｍｍ以上であって、
前記蠅の目レンズアレイの各マイクロレンズは凸レンズ又は凹レンズであって、前記レンズのピッチをＰ、前記レンズの高さをＨとしたとき、Ｈ／Ｐは１／１６０以上であることを特徴とする請求項１６に記載の表示装置。
【請求項２０】
前記第１の液晶表示パネルの液晶層から前記第２の液晶表示パネルの液晶層までの距離は１２ｍｍ以上であって、
前記蠅の目レンズアレイの各マイクロレンズは凸レンズ又は凹レンズであって、前記レンズのピッチをＰ、前記レンズの高さをＨとしたとき、Ｈ／Ｐは１／１１０以上であることを特徴とする請求項１６に記載の表示装置。
【請求項２１】
前記第１の方向および前記第２の方向は、前記蠅の目レンズアレイの長辺に対して、各々３０度から６０度または−３０度から−６０度であることを特徴とする請求項１６に記載の表示装置。
【請求項２２】
前記第１の方向および前記第２の方向は、前記蠅の目レンズアレイの長辺に対して、各々４５度または−４５度であることを特徴とする請求項１６に記載の表示装置。
【請求項２３】
前記蠅の目レンズアレイの各マイクロレンズの外形は平行４辺形であることを特徴とする請求項１６に記載の表示装置。
【請求項２４】
前記蠅の目レンズアレイの各マイクロレンズの外形は六角形であることを特徴とする請求項１６に記載の表示装置。
【請求項２５】
前記蝿の目レンズアレイの各マイクロレンズは凸レンズであって、前記凸レンズのピッチをＰ、前記凸レンズの高さをＨ、ＲＧＢ画素ピッチをＰｉ、液晶層からのレンズアレイのレンズ面までの光学距離をＤとすれば、（Ｈ／Ｐ）×（Ｄ／Ｐｉ）が０．２６以上、０．７８以下であることを特徴とする請求項１６に記載の表示装置。
【請求項２６】
前記蝿の目レンズアレイの各マイクロレンズは凸レンズであって、前記凸レンズのピッチをＰ、前記凸レンズの高さをＨ、ＲＧＢ画素ピッチをＰｉ、液晶層からのレンズアレイのレンズ面までの光学距離をＤとすれば、（Ｈ／Ｐ）×（Ｄ／Ｐｉ）が０．３３以上、０．５２以下であることを特徴とする請求項１６に記載の表示装置。
【請求項２７】
第１の液晶表示パネルと前記第１の液晶表示パネルの後方に所定の間隔を隔てて第２の液晶表示パネルが設置され、前記第２の液晶表示パネルの後方にはバックライトが設置されて、前記第１の液晶表示パネルの前方から画像を視認する表示装置であって、
前記第１の液晶表示パネルの前方には第１の偏光板が貼り付けられ、前記第２の液晶表示パネルの後方には第２の偏光板が貼り付けられ、
前記第２の液晶表示パネルの前方で、前記第１の液晶表示パネルと前記第２の液晶表示パネルの間には、透明な樹脂板が貼り付けられ、前記透明な樹脂板の上には、第１の方向と第２の方向に周期性を持つ蠅の目レンズアレイが設置されていることを特徴とする表示装置。
【請求項２８】
前記第１の方向および前記第２の方向は、前記蠅の目レンズアレイの長辺に対して、各々４５度または−４５度であることを特徴とする請求項２７に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は表示装置に係り、特に２枚の液晶パネルを使用して３次元画像を得る装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
３次元画像を表示する方法のひとつとして、２枚の透過型表示パネルを間隔をもって配置し、２枚の透過型表示パネルに同様な画像を形成し、２枚の画像の輝度を制御することによって奥行き感を出して３次元画像を形成する技術がある。このような方式を開示したものとして「特許文献１」を上げることができる。このような透過型表示装置の代表は液晶表示パネルである。
【０００３】
液晶表示パネルには、多数の走査線、ビデオ信号線が交差して配置されている。そして、走査線、ビデオ信号線で囲まれた部分に画素が形成されている。したがって、画面を微視的に見れば明るい部分と暗い部分が規則的に生じていることになる。２枚の液晶表示パネルを距離を隔てて重ねて配置して画像を形成すると、各液晶表示パネルに規則的に形成される暗い部分と明るい部分とが、干渉を起こし、いわゆるモアレを発生する。このような構成において発生するモアレを対策するために、２枚の液晶パネルの間に光を拡散する層を配置することが「特許文献２」に記載されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−５４１４４号公報
【特許文献２】特許第３３３５９９８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献２に記載のように、２枚の液晶表示パネルの間に拡散層を配置すると、モアレは低減することができるが、副作用として、正面輝度の低下、コントラストの低下、画像のにじみ（画像の輪郭のぼやけ）等が発生する。
【０００６】
本発明の課題は、２枚の液晶表示パネルを距離を置いて配置して、２枚の液晶パネルへの画像信号を制御することによって３次元画像を得る方式において、上記のようなモアレを低減するとともに、正面輝度の低下、コントラストの低下、画像のにじみ等の副作用を防止する表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
２枚の液晶表示パネルを距離を置いて配置して、２枚の液晶表示パネルへの画像信号を制御することによって３次元画像を得る方式において、２枚の液晶表示パネルの間に第１の方向と第２の方向に収束作用を有する蠅の目レンズアレイを配置することによってモアレを画面全体にわたって解消することが出来る。また、本発明の第２の側面では、蠅の目レンズアレイを上側の液晶表示パネルの上に設置することによってモアレを解消することが出来る。具体的な手段は次のとおりである。
【０００８】
（１）第１の液晶表示パネルと前記第１の液晶表示パネルの後方に所定の間隔を隔てて第２の液晶表示パネルが設置され、前記第２の液晶表示パネルの後方にはバックライトが設置されて、前記第１の液晶表示パネルの前方から画像を視認する表示装置であって、前記第１の液晶表示パネルの前方には第１の偏光板が貼り付けられ、前記第２の液晶表示パネルの後方には第２の偏光板が貼り付けられ、前記第１の液晶表示パネルと前記第２の液晶表示パネルの間には、第１の方向と第２の方向に周期性を持つ蠅の目レンズアレイが設置されていることを特徴とする表示装置。
【０００９】
（２）前記蠅の目レンズアレイは前記第２の液晶表示パネルの前方に接して設置されていることを特徴とする（１）に記載の表示装置。
【００１０】
（３）前記蠅の目レンズアレイは前記第１の液晶表示パネルの後方に接して設置されていることを特徴とする（１）に記載の表示装置。
【００１１】
（４）前記蠅の目レンズアレイにおける凸レンズ又は凹レンズのピッチをＰ、レンズの高さをＨとしたとき、Ｈ／Ｐは１／１０以上であることを特徴とする（２）に記載の表示装置。
【００１２】
（５）前記蠅の目レンズアレイにおける凸レンズ又は凹レンズのピッチをＰ、レンズの高さをＨとしたとき、Ｈ／Ｐは１／７以上であることを特徴とする（２）に記載の表示装置。
【００１３】
（６）前記第１の液晶表示パネルの液晶層から前記第２の液晶表示パネルの液晶層までの距離は７．５ｍｍ以上であって、前記蠅の目レンズアレイの各マイクロレンズは凸レンズ又は凹レンズであって、前記レンズのピッチをＰ、前記レンズの高さをＨとしたとき、Ｈ／Ｐは１／８０以上であることを特徴とする（３）に記載の表示装置。
【００１４】
（７）前記第１の液晶表示パネルの液晶層から前記第２の液晶表示パネルの液晶層までの距離は７．５ｍｍ以上であって、前記蠅の目レンズアレイの各マイクロレンズは凸レンズ又は凹レンズであって、前記レンズのピッチをＰ、前記レンズの高さをＨとしたとき、Ｈ／Ｐは１／５６以上であることを特徴とする（３）に記載の表示装置。
【００１５】
（８）前記第１の液晶表示パネルの液晶層から前記第２の液晶表示パネルの液晶層までの距離は１２ｍｍ以上であって、前記蠅の目レンズアレイの各マイクロレンズは凸レンズ又は凹レンズであって、前記レンズのピッチをＰ、前記レンズの高さをＨとしたとき、Ｈ／Ｐは１／１５０以上であることを特徴とする（３）に記載の表示装置。
【００１６】
（９）前記第１の液晶表示パネルの液晶層から前記第２の液晶表示パネルの液晶層までの距離は１２ｍｍ以上であって、前記蠅の目レンズアレイの各マイクロレンズは凸レンズ又は凹レンズであって、前記レンズのピッチをＰ、前記レンズの高さをＨとしたとき、Ｈ／Ｐは１／１００以上であることを特徴とする（３）に記載の表示装置。
【００１７】
（１０）前記第１の方向および前記第２の方向は、前記蠅の目レンズアレイの長辺に対して、各々３０度から６０度または、−３０度から−６０度であることを特徴とする（１）に記載の表示装置。
【００１８】
（１１）前記第１の方向および前記第２の方向は、前記蠅の目レンズアレイの長辺に対して、各々４５度または−４５度であることを特徴とする（１）に記載の表示装置。
【００１９】
（１２）前記蠅の目レンズアレイの各凸レンズ又は凹レンズの外形は平行４辺形であることを特徴とする（１）に記載の表示装置。
【００２０】
（１３）前記蠅の目レンズアレイの各凸レンズ又は凹レンズの外形は六角形であることを特徴とする（１）に記載の表示装置。
（１４）前記蝿の目レンズアレイの各マイクロレンズは凸レンズ又は凹レンズであって、前記レンズのピッチをＰ、前記レンズの高さをＨ、ＲＧＢ画素ピッチをＰｉ、液晶層からのレンズアレイのレンズ面までの光学距離をＤとすれば、（Ｈ／Ｐ）×（Ｄ／Ｐｉ）が０．２６以上、０．７８以下であることを特徴とする（１）に記載の表示装置。
（１５）前記蝿の目レンズアレイの各マイクロレンズは凸レンズ又は凹レンズであって、前記レンズのピッチをＰ、前記レンズの高さをＨ、ＲＧＢ画素ピッチをＰｉ、液晶層からのレンズアレイのレンズ面までの光学距離をＤとすれば、（Ｈ／Ｐ）×（Ｄ／Ｐｉ）が０．３３以上、０．５２以下であることを特徴とする（１）に記載の表示装置。
【００２１】
（１６）第１の液晶表示パネルと前記第１の液晶表示パネルの後方に所定の間隔を隔てて第２の液晶表示パネルが設置され、前記第２の液晶表示パネルの後方にはバックライトが設置されて、前記第１の液晶表示パネルの前方から画像を視認する表示装置であって、前記第１の液晶表示パネルの前方には第１の偏光板が貼り付けられ、前記第２の液晶表示パネルの後方には第２の偏光板が貼り付けられ、前記第１の液晶表示パネルに貼り付けられた前記第１の偏光板の上には、第１の方向と第２の方向に周期性を持つ蠅の目レンズアレイが設置されていることを特徴とする表示装置。
【００２２】
（１７）前記第１の液晶表示パネルの液晶層から前記第２の液晶表示パネルの液晶層までの距離は７．５ｍｍ以上であって、前記蠅の目レンズアレイの各マイクロレンズは凸レンズ又は凹レンズであって、前記レンズのピッチをＰ、前記レンズの高さをＨとしたとき、Ｈ／Ｐは１／１００以上であることを特徴とする（１６）に記載の表示装置。
【００２３】
（１８）前記第１の液晶表示パネルの液晶層から前記第２の液晶表示パネルの液晶層までの距離は７．５ｍｍ以上であって、前記蠅の目レンズアレイの各マイクロレンズは凸レンズ又は凹レンズであって、前記レンズのピッチをＰ、前記レンズの高さをＨとしたとき、Ｈ／Ｐは１／７０以上であることを特徴とする（１６）に記載の表示装置。
【００２４】
（１９）前記第１の液晶表示パネルの液晶層から前記第２の液晶表示パネルの液晶層までの距離は１２ｍｍ以上であって、前記蠅の目レンズアレイの各マイクロレンズは凸レンズ又は凹レンズであって、前記レンズのピッチをＰ、前記レンズの高さをＨとしたとき、Ｈ／Ｐは１／１６０以上であることを特徴とする（１６）に記載の表示装置。
【００２５】
（２０）前記第１の液晶表示パネルの液晶層から前記第２の液晶表示パネルの液晶層までの距離は１２ｍｍ以上であって、前記蠅の目レンズアレイの各マイクロレンズは凸レンズ又は凹レンズであって、前記レンズのピッチをＰ、前記レンズの高さをＨとしたとき、Ｈ／Ｐは１／１１０以上であることを特徴とする（１６）に記載の表示装置。
【００２６】
（２１）前記第１の方向および前記第２の方向は、前記蠅の目レンズアレイの長辺に対して、各々３０度から６０度または−３０度から−６０度であることを特徴とする（１６）に記載の表示装置。
【００２７】
（２２）前記第１の方向および前記第２の方向は、前記蠅の目レンズアレイの長辺に対して、各々４５度または−４５度であることを特徴とする（１６）に記載の表示装置。
【００２８】
（２３）前記蠅の目レンズアレイの各凸レンズ又は凹レンズの外形は平行４辺形であることを特徴とする（１６）に記載の表示装置。
【００２９】
（２４）前記蠅の目レンズアレイの各凸レンズ又は凹レンズの外形は六角形であることを特徴とする（１６）に記載の表示装置。
【００３０】
（２５）前記蝿の目レンズアレイの各マイクロレンズは凸レンズ又は凹レンズであって、前記レンズのピッチをＰ、前記レンズの高さをＨ、ＲＧＢ画素ピッチをＰｉ、液晶層からのレンズアレイのレンズ面までの光学距離をＤとすれば、（Ｈ／Ｐ）×（Ｄ／Ｐｉ）が０．２６以上、０．７８以下であることを特徴とする（１６）に記載の表示装置。
【００３１】
（２６）前記蝿の目レンズアレイの各マイクロレンズは凸レンズ又は凹レンズであって、前記レンズのピッチをＰ、前記レンズの高さをＨ、ＲＧＢ画素ピッチをＰｉ、液晶層からのレンズアレイのレンズ面までの光学距離をＤとすれば、（Ｈ／Ｐ）×（Ｄ／Ｐｉ）が０．３３以上、０．５２以下であることを特徴とする（１６）に記載の表示装置。
【００３２】
（２７）第１の液晶表示パネルと前記第１の液晶表示パネルの後方に所定の間隔を隔てて第２の液晶表示パネルが設置され、前記第２の液晶表示パネルの後方にはバックライトが設置されて、前記第１の液晶表示パネルの前方から画像を視認する表示装置であって、前記第１の液晶表示パネルの前方には第１の偏光板が貼り付けられ、前記第２の液晶表示パネルの後方には第２の偏光板が貼り付けられ、前記第２の液晶表示パネルの前方で、前記第１の液晶表示パネルと前記第２の液晶表示パネルの間には、透明な樹脂板が貼り付けられ、前記透明な樹脂板の上には、第１の方向と第２の方向に周期性を持つ蠅の目レンズアレイが設置されていることを特徴とする表示装置。
【００３３】
（２８）前記第１の方向および前記第２の方向は、前記蠅の目レンズアレイの長辺に対して、各々４５度または−４５度であることを特徴とする（２７）に記載の表示装置。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、２枚の液晶表示パネルを用いた３次元画像表示装置に対して、第１の方向と第２の方向に周期性を有するマイクロレンズアレイを備える蠅の目レンズアレイを設置することによって、画面全体にわたってモアレを均一に解消することが出来る。
【００３５】
また、レンズアレイを用いて透過光の周期的な規則性を乱す、即ち光の指向性に変化を与えることによってモアレを解消するので、拡散シート等を使用することによってモアレを解消する場合に比較して、偏光解消を抑制できるので、表面輝度の低下、あるいは、画像のにじみを防止することが出来る。したがって、本発明を用いることによって優れた３次元画像を形成することが出来る。
【００３６】
さらに、レンズアレイによっては光の集束性を上げ、光の指向性をさらに高めることもできる。つまり、レンズアレイの設計によっては正面輝度の劣化を防ぐだけでなく、向上させることも可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下の実施例に基づいて本発明を詳細に開示する。
【実施例１】
【００３８】
図１は本発明による３次元表示装置の概略断面図である。図１において、上液晶表示パネル１と下液晶表示パネル２には別個に画像信号が加えられ、画像が形成される。上液晶表示パネル１と下液晶表示パネル２とは関連する画像が形成されるが、各画像には、深さ方向の情報を加えることによって、各パネルの２次元画像を人間が見た場合、擬似的に３次元画像に見えるようにしている。具体的には、深さ方向の情報信号によって、上液晶表示パネル１に形成される画像と下液晶表示パネル２に形成される画像の輝度に差を設けることによって、奥行き感を出す。
【００３９】
本実施例での液晶表示パネルの有効画面の大きさは対角で９インチである。上液晶表示パネル１は一般にはガラスで形成される上基板１０１と下基板１０２、および、下基板１０２と上基板１０１との間に挟持される液晶から成る。下基板１０２には、多数の走査線と、走査線と直角方向に延びる多数のビデオ信号線が形成され、走査線とビデオ信号線とに囲まれた部分に画素が形成される。そして、画素部に加えられるビデオ信号によって液晶の透過率が変化し、画像が形成される。
【００４０】
上基板１０１には下基板１０２に形成される画素部に対応して、図６に示すように、赤フィルタ４１、緑フィルタ４２、青フィルタ４３の、３色のカラーフィルタが形成されてカラー画像が形成される。カラーフィルタの間はコントラスを向上させるためのブラックマトリクス４４が形成されている。このブラックマトリクス４４は下基板１０２に形成される走査線およびビデオ信号線を覆って形成されることになる。したがって、下基板および上基板には、縦方向には図６に示すようなピッチＰｙ毎に暗い線が形成され、横方向には、図６に示すＰｘ毎に暗い線が形成される。
【００４１】
下液晶表示パネル２の構成も下基板２０２と上基板２０１と、これらに挟持される液晶とからなり、基本的な構成は上液晶表示パネル１と同じである。そうすると上液晶パネルと下液晶パネルとの間で、光の干渉が生じ、いわゆるモアレが発生する。また、後に述べる光学部品、特に光を集光するためのプリズムシートとの間でも光の干渉を生じてモアレが発生する。本発明は、後に説明するように、マイクロ凸レンズが２次元に配列された蠅の目レンズアレイ３を用いることによってモアレを除去する。なお、以下の実施例では、マイクロ凸レンズを２次元に配列した蝿の目レンズアレイ３を用いたが、マイクロ凹レンズを２次元に配列した蝿の目レンズアレイを用いても、同様の効果が得られる。
【００４２】
図１に戻り、液晶はバックライトからの光を変調することによって画像を形成するが、この液晶によって変調される光は偏光されている必要がある。このために、下液晶表示パネル２の下に下偏光板２１を設置し、バックライトからの光を偏光する。下液晶表示パネル２を出た光は、後に述べるレンズアレイ３を通って上液晶表示パネル１に入射し、上液晶表示パネル１による変調を受ける。下液晶表示パネル２、上液晶表示パネル１によって変調を受け、画像形成された光のみを取り出すために上偏光板１１が設置される。上液晶表示パネル１、下液晶表示パネル２、レンズアレイ３、および、それらの付属部材はサイドフレーム４内に収容される。液晶表示画面が９インチの場合、２枚の液晶表示パネルの液晶層間の距離ＤＤは、例えば、７．２ｍｍである。液晶表示パネルの各基板の厚さは０．６ｍｍであり、上液晶表示パネル１と下液晶表示パネル２の間隔Ｄは６．０ｍｍとなる。レンズアレイ３の厚さは０．６ｍｍである。
【００４３】
液晶表示パネルは自らは発光しないため、バックライトが必要である。図１において、下フレーム５内には光源としての蛍光管６が配設されている。本方式では液晶表示パネルを２枚使用する。各液晶表示パネルの光透過率は１０％以下である。したがって、液晶表示パネル２枚の光透過率は１％以下となってしまう。よって、本方式でのバックライトは大きな輝度を持つことが必要である。図１では光源としての蛍光管６は３本設置されているが、輝度を十分取るためには、９インチ程度の画面の場合であっても９本程度の蛍光管６が必要とされる場合もある。
【００４４】
下フレーム５の内側は光反射面となっている。光源である蛍光管６の上には光を出来るだけ液晶パネルの主面側に集めるために、光学シート群７が形成されている。図１において、光学シート群７は下拡散シート７１、下プリズムシート７２、上プリズムシート７３、上拡散シート７４で形成されている。これらの光学シート群７は常にすべて必要というわけではなく、画面の必要な輝度、画質、コスト等を考慮して、必要に応じて設置される。
【００４５】
光学シート群７の下には拡散板７５が設置される。拡散板７５の役割は光源である蛍光管６の光を拡散させて均一な光とすることと同時に、光学シート群７を支える役割をする。拡散板７５はポリカーボネイトで形成され、板厚２ｍｍ、透過率は約７０％である。拡散板７５には例えば、タキロン製ＰＣＤＳＤ４７１Ｇが使用される。
【００４６】
図１の光学シート群７の分解斜視図を図２に示す。下拡散シート７１は光源が蛍光管６で形成されているために、各蛍光管６の位置のみが明るくなって、バックライトからの光が不均一になるのを防止するために設置される。下拡散シート７１には例えば、(株)ツジデンの商品名Ｄ１２４が使用される。下拡散シート７１の上には下プリズムシート７２が設置される。下プリズムシート７２のＡ−Ａ断面は図３のようになっており、多数の小さなプリズムが形成されている。このプリズムのピッチは例えば５０μｍである。この下プリズムシート７２は、図２に示すａ方向に広がろうとするバックライトからの光を液晶パネル方向に集光する役割を持つ。下プリズムシート７２には例えば、３Ｍ製のＢＥＦIII９０／５０−Ｔ（Ｈ）が使用される。
【００４７】
下プリズムシート７２の上には上プリズムシート７３が形成される。上プリズムシート７３のＢ−Ｂ断面は図３のようになっており、下プリズムシート７２と同様にピッチは例えば、５０μｍである。上プリズムシート７３は、図２に示すｂ方向に広がろうとするバックライトからの光を液晶パネル方向に集光する役割を持つ。上プリズムシート７３には、例えば、３Ｍ製のＢＥＦIII９０／５０−Ｔ（Ｖ）が使用される。上プリズムシート７３の上には上拡散シート７４が設置される。プリズムシートから出てくる光をさらに均一にするためである。上拡散シート７４には例えば、(株)ツジデンの商品名Ｄ１１７ＶＧが使用される。
【００４８】
図４は、本実施例の要部を示す分解斜視図である。上液晶表示パネル１の上には上偏光板１１が、下液晶表示パネル２の下には下偏光板２１が設置される。上液晶表示パネル１と下液晶表示パネル２の間に蠅の目レンズアレイ３が設置される。この蠅の目レンズアレイ３は、２次元に配列されたマイクロレンズアレイであり、２方向に光を収束させる性質を持つ。また、光を収束させる方向は、マイクロレンズアレイの配列方向を変化させることによって変化させることが出来る。マイクロレンズアレイの存在によって、上液晶表示パネル１及び下液晶表示パネル２の干渉によるモアレ、あるいは、プリズムシートと、上液晶表示パネル１または下液晶表示パネル２との干渉によるモアレを解消することが出来る。
【００４９】
モアレを解消するには透過してくる光の周期的な規則性を乱す、即ち光の指向性に変化を与えればよい。したがって、例えば、光の拡散層を上液晶表示パネル１と下液晶表示パネル２の間に設置することによってもモアレを解消することが出来る。しかし、この場合は、下液晶表示パネル２を透過してきた光の偏向解消等が生じて、正面輝度が劣化するという現象を生ずる。
【００５０】
透過光の規則性を乱す方法として、例えば、下液晶表示パネル２と上液晶表示パネル１の間にレンチキュラーレンズのような、光を特定方向にのみ収束するレンズアレイを設置する方法、または、拡散層を設置する方法がある。
【００５１】
レンチキュラーレンズアレイによる方法は、光の偏光解消を抑制し、且つ、透過光の規則性を乱すことが出来るという点で、モアレ解消には有力な方法である。レンチキュラーレンズアレイが光を収束する特定方向を適切に選択することによって、画面全体にわたってモアレを解消することが出来る。
【００５２】
しかしながら、レンチキュラーレンズアレイは、方向性をもっているために、モアレ解消の効果は画面全面に一様ではなく、特定方向のモアレに対しては効果が大きく、特定方向と直角方向のモアレに対しては効果が小さいという現象を生ずる。これを対策するには、レンチキュラーレンズアレイを２枚設置する方法をとることが出来る。しかし、これは、製造コストの上昇を伴う。
【００５３】
また、単なる拡散層では微粒子での散乱（Ｍｉｅ散乱）によって、光の進行方向が大きく曲げられる成分も多くあり、進行方向の大きな変化が正面輝度を下げる。一方、本発明では、大きく曲がる光の成分は存在しないため、正面輝度の劣化抑制、ないしは正面輝度の向上に貢献できる。
【００５４】
本発明では、蠅の目レンズアレイ３を用いることによって、特定方向と特定方向と直角方向のモアレを効果的に解消し、これによって画面全体のモアレを解消するものである。図５は本実施例で使用される蠅の目レンズアレイ３の形状である。図５（ａ）は蠅の目レンズアレイ３の平面図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）のＡ−Ａ断面図または、Ｂ−Ｂ断面図である。
【００５５】
図５（ａ）に示す各格子は小さな凸レンズの外形を示している。蠅の目レンズアレイ３は小さな凸レンズが特定方向に配列したものである。図５（ａ）において、凸レンズはθ方向と−θ方向に配列している。そしてθは蠅の目レンズアレイ３の長辺に対して４５度である。例えば、レンチキュラーレンズアレイを４５度方向に配列することによって画面全体のモアレを軽減できるが、−４５度方向のモアレの軽減の度合いは小さい。これに対して、本実施例においては、凸レンズを４５度方向および−４５度に配列することによって、画面全体のモアレを均一に解消することが出来る。
【００５６】
図５（ａ）において、蠅の目レンズアレイ３は上下左右対称である。したがって、図５（ａ）に示すＡ−Ａ断面図もＢ−Ｂ断面図も同一の図となる。図５（ｂ）において、板厚が０．６ｍｍの透明樹脂の板で形成された蠅の目レンズアレイ３の表面には凸レンズが形成されている。透明樹脂としては、アクリルあるいは、ポリカーボネイト等を使用することが出来る。凸レンズの強度は図５（ｂ）における凸レンズの高さＨと凸レンズのピッチＰとで定義することが出来る。すなわち、Ｈ／Ｐが大きいほど凸レンズの強度は強い。
【００５７】
本実施例では蠅の目レンズアレイ３を下液晶表示パネル２に接して設置しているが、蠅の目レンズアレイ３は他の場所例えば、上液晶表示パネル１の下側あるいは上側に接して設置してもよい。図１のように、蠅の目レンズアレイ３を下液晶表示パネル２に接して設置する場合は、他の場所に設置する場合に比較して、透過光の進行方向の規則性をより強く乱す必要があるので、レンズ強度はより強くする必要がある。図１のような配置の場合は、図５（ｂ）に示すＨ／Ｐ、すなわち、レンズ強度は１／１０以上、より好ましくは１／７以上である。
【００５８】
一方、蠅の目レンズアレイ３のレンズピッチＰもモアレに対して重要な影響を持つ。すなわち、蠅の目レンズアレイ３のレンズピッチが大きいと、蠅の目レンズアレイ３と上液晶表示パネル１あるいは下液晶表示パネル２との干渉によるモアレが生ずる。このモアレを目立たないようにするためには、蠅の目レンズアレイ３のレンズピッチＰを小さくする必要がある。
【００５９】
蠅の目レンズアレイ３のレンズピッチＰをどの程度小さくすれば良いかは、液晶表示パネルの画素ピッチ、ＰｘあるいはＰｙとの関係で決まる。図６に、上液晶表示パネル１あるいは下液晶表示パネル２の画素配置を示す。図６において、Ｒ、Ｇ，Ｂは上液晶表示パネル１あるいは下液晶表示パネル２の上基板における、赤フィルタ４１、緑フィルタ４２、青フィルタ画素４３を示す。各フィルタは赤画素、緑画素、青画素に対応する。横方向の各画素のピッチＰｘは８２μｍである。縦方向の画素ピッチＰｙは２４６μｍである。赤画素、緑画素、青画素によって１画素が形成され、１画素の大きさは縦横とも２４６μｍとなる。
【００６０】
図６に示すような画素配置の場合は、蠅の目レンズアレイ３自体と上液晶表示パネル１あるいは下液晶表示パネル２等との干渉によるモアレを防止するためには、蠅の目レンズアレイ３のレンズピッチＰは３５μｍよりも小さくするほうが良い。これを上液晶表示パネル１あるいは下液晶表示パネル２の画素ピッチと比較すると、横方向ピッチＰｘに対しては、Ｐ／Ｐｘ＜０．４２７であり、縦方向ピッチＰｙに対しては、Ｐ／Ｐｙ＜０．１４２である。また、図６に示すような画素配置の場合は、蠅の目レンズアレイ３自体と上液晶表示パネル１あるいは下液晶表示パネル２等との干渉によるモアレを防止するためには、さらに好ましい蠅の目レンズアレイ３のレンズピッチＰは２５μｍ以下である。これを上液晶表示パネル１あるいは下液晶表示パネル２の画素ピッチと比較すると、横方向ピッチＰｘに対しては、Ｐ／Ｐｘ＜０．３０５であり、縦方向ピッチＰｙに対しては、Ｐ／Ｐｙ＜０．１０２である。モアレを生じさせないための蠅の目レンズアレイ３のレンズピッチは上液晶表示パネル１あるいは下液晶表示パネル２の画素ピッチによって変えることが出来る。しかし、画素ピッチが大きくなった場合でも、蠅の目レンズアレイ３のレンズピッチは小さく保っていたほうが、モアレの面からは安全である。
【００６１】
このような、蠅の目レンズアレイ３は、例えば、次のようにして製作することが出来る。円柱状の金属の側面に蠅の目レンズアレイ３とは凹凸が逆になった、多数の凹部を有する表面を形成する。一方、蠅の目レンズアレイ３の基材となる透明樹脂のシートに紫外線硬化樹脂をコートする。紫外線硬化樹脂がコートされた透明樹脂シートに対して、側面に多数の凹部が形成された円柱状の金属をロールしながら押し付けると、金属の側面に形成された多数の凹部に対応してシート上の紫外線硬化樹脂にマイクロ凸レンズが形成される。そしてマイクロ凸レンズの形成と同時に紫外線を紫外線硬化樹脂に照射することによって、紫外線硬化樹脂を硬化させ、その後、円柱状の金属を剥離する。このような製造方法によれば、長尺の樹脂シートに連続して多数の蠅の目レンズアレイ３を形成することが出来る。
【００６２】
一方、多少レンズ精度は落ちるが、インクジェット法等の印刷法によっても蠅の目レンズアレイ３を形成することが出来る。
【００６３】
図５において、蠅の目レンズアレイ３の各マイクロレンズは凸レンズである必要がある。凸レンズであるから、多数の凸レンズが連続して形成されても、その断面は正弦曲線を描かない。つまり、レンズ端部まで、外側に凸のレンズであることが望ましい。しかし、蠅の目レンズアレイ３では多数の凸レンズが連続して形成されているので、マイクロレンズの端部まで外側に凸の形状とすることは難しい。この場合でも、図５（ｂ）に示すマイクロレンズアレイのピッチＰと、マイクロレンズが外側に凸である領域Ｅとの関係は、レンズ効果の点から、Ｅ／Ｐ≧０．７より大きいことが望ましい。
以上のように蠅の目レンズアレイ３を設置することによって、上液晶表示パネル１と下液晶表示パネル２との干渉によるモアレを解消することが出来る。また、蠅の目レンズアレイ３と、上液晶表示パネル１あるいは下液晶表示パネル２との干渉によるモアレも防止することが出来る。さらに本発明によれば、拡散シート等によってモアレを対策する場合に比べて、偏光解消をする必要が無いので、画像のにじみ、明るさ等の劣化を生ずることなく、モアレを解消することが出来る。
【００６４】
なお、以上の説明では、下プリズムシート、あるいは、上プリズムシートと、上液晶表示パネルあるいは、下液晶表示パネルとの関係は説明しなかったが、上液晶表示パネル１と下液晶表示パネル２との干渉を対策するのと同様な原理によって対策することが出来る。
【実施例２】
【００６５】
図７は本発明の第２の実施例である。実施例１における図１と異なる点は、蠅の目レンズアレイ３が下液晶表示パネル２に接して設置されているのではなく、上液晶表示パネル１の下基板に接して設置されている点である。蠅の目レンズアレイ３と上液晶表示パネル１の下基板とは例えば、紫外線硬化樹脂によって接着することが出来る。
【００６６】
モアレは、下液晶表示パネル２を基準に考えることが出来る。本実施例においては、蠅の目レンズアレイ３は下液晶表示パネル２から離れているために、蠅の目レンズアレイ３は下液晶表示パネル２を透過してきた進行方向に指向性を持った光に対して、実施例１の場合程強くは指向性を乱す必要が無い。したがって、図５に示す蠅の目レンズアレイ３のレンズ強度は実施例１の場合程強くなくとも良い。
【００６７】
光学的距離は、幾何学的距離／屈折率である。実施例１を示す図１においては、液晶面から蠅の目レンズアレイ３のレンズ表面までの幾何学的な距離は、下液晶表示パネル２の上基板２０１および蠅の目レンズアレイ３の板厚は各々０．６ｍｍであるから、０．６＋０．６＝１．２ｍｍである。屈折率を１．５３とすると、光学的な距離は０．７８ｍｍとなる。本実施例を示す図７において、液晶面から蠅の目レンズアレイ３のレンズ表面までの幾何学的な距離は、Ｄ（６．０ｍｍ）＋下液晶表示パネル２の上基板１０１の板厚（０．６ｍｍ）＝６．６ｍｍである。このうち蠅の目レンズアレイ３および下液晶表示パネル２の上基板２０１の板厚は各々０．６ｍｍであり、空間が占める距離は５．４ｍｍである。したがって、光学的距離は、蠅の目レンズアレイ３および上基板２０１の屈折率を１．５３とすると、１．２／１．５３＋５．４＝６．１８となる。この場合の光学距離は、実施例１の場合の約８倍となる。
【００６８】
光学距離が大きくなった分、蠅の目レンズアレイ３のレンズ強度を小さくすることが出来る。そうすると、図５（ｂ）におけるレンズ強度を示すＨ／Ｐは、実施例１のアナロジーから、本実施例においては、１／８０以上、よりこのましくは、１／５６以上となる。以上の評価は、図７における、上液晶表示パネル１と下液晶表示パネル２の液晶層間の距離ＤＤが７．２ｍｍであるとして評価をしたが、ＤＤが７．２ｍｍ以上であっても、以上のようなレンズ強度とすることによってモアレを解消することが出来る。
【００６９】
一方、図７に示す距離ＤＤは１２ｍｍ程度に設定する場合がある。この場合、下液晶表示パネル２の液晶面と蠅の目レンズアレイ３のレンズ表面までの距離は、１１．３ｍｍとなる。そうすると、光学距離は、１．２/１．５３＋１０．１＝１２．０８となり、実施例１における光学距離０．７８ｍｍの約１５倍となる。光学距離が大きくなった分、蠅の目レンズアレイ３のレンズ強度を小さくすることが出来るので、この場合、図５（ｂ）におけるレンズ強度を示すＨ／Ｐは、実施例１のアナロジーから、１／１５０、より好ましくは、１／１００以上となる。
【００７０】
なお、図７における、上液晶表示パネル１と下液晶表示パネル２の液晶層間の距離ＤＤが１２ｍｍであるとして評価をしたが、ＤＤが１２ｍｍ以上であっても、以上のようなレンズ強度とすることによってモアレを解消することが出来る。
【００７１】
このように、本実施例においては、蠅の目レンズアレイ３のレンズ強度を実施例１の場合に比べて小さくすることが出来る。凸レンズの強度を小さくすることが出来ることは、蠅の目レンズアレイ３の製作条件を緩和することが出来、蠅の目レンズアレイ３の製造コストの点で有利である。
【００７２】
Ｈ／Ｐは、ＲＧＢ画素のピッチＰｉ、２枚の液晶層の間隔（より正確にはレンズアレイとリアパネルの液晶層までの光学的距離＝（媒質の厚さ／屈折率）の総和）に依存している。なお、ＲＧＢ画素のピッチＰｉは、画素ピッチＰｘの３倍又は、縦方向ピッチＰｙと同じである。
【００７３】
ＲＧＢ画素ピッチは０．２４６ｍｍ、リアパネルの液晶層とレンズアレイのレンズ形成面までの光学距離を０．６ｍｍ（リアパネルのフィルター側のガラス板厚）／１．５３（ガラス屈折率）＋６ｍｍ／１（空気の屈折率）＝６．４ｍｍの場合にＨ/Ｐが１／１００以上、好ましくは１／８０倍以上である。ＲＧＢ画素のトリオピッチをＰｉ、液晶層からのレンズアレイのレンズ面までの光学距離（（媒質の厚さ／屈折率）の総和）をＤとすれば、Ｈ／Ｐ×（Ｄ／６．４ｍｍ）×（０．２４６ｍｍ／Ｐｉ）が１／１００ 以上、好ましくは１／８０倍以上とすればよい。つまり、（Ｈ／Ｐ）×（Ｄ／Ｐｉ）は１／１００×６．４／０．２４６ ＝０．２６以上、好ましくは１／８０×６．４／０．２４６＝０．３３ であればよい。
【００７４】
（Ｈ／Ｐ）×（Ｄ／Ｐｉ）が大きすぎるとリアパネルの画像のボケが大きくなり、光の指向性が著しく損なわれる。Ｄ＝６．４ｍｍ，Ｐｉ＝０．２４６ｍｍ、Ｐ＝２５μｍのとき、Ｈは０．７５μｍ以下、好ましくは０．５μｍ以下である。
【００７５】
即ち、（Ｈ／Ｐ）×（Ｄ／Ｐｉ）は０．７８以下、好ましくは０．５２以下となる。
【００７６】
結果、ＲＧＢ画素のトリオピッチをＰｉ、液晶層からのレンズアレイのレンズ面までの光学距離（（媒質の厚さ／屈折率）の総和）をＤとすれば、（Ｈ／Ｐ）×（Ｄ／Ｐｉ）が０．２６以上、０．７８以下、好ましくは０．３３以上、０．５２以下が良い。
【００７７】
本実施例における凸レンズアレイの方向すなわち、図５におけるθは４５度である。また、蠅の目レンズアレイ３のピッチも実施例１の場合と同様であり、３５μｍ以下が好ましく、さらに好ましくは２５μｍ以下である。また、下液晶表示パネル２あるいは上液晶表示パネル１の画素ピッチとの関係も実施例１の場合と同様である。
【実施例３】
【００７８】
図８は本発明の第３の実施例である。実施例１における図１と異なる点は、蠅の目レンズアレイ３が下液晶表示パネル２に接して設置されているのではなく、上液晶表示パネル１の上偏光板１１に接して設置されている点である。蠅の目レンズアレイ３と上液晶表示パネル１の上偏光板１１とは例えば、紫外線硬化樹脂によって接着することが出来る。
【００７９】
モアレは、下液晶表示パネル２を基準に考えることが出来る。本実施例においては、蠅の目レンズアレイ３は、実施例２の場合と同様、下液晶表示パネル２から離れているために、蠅の目レンズアレイ３は下液晶表示パネル２を透過してきた規則性を持った光に対して、実施例１の場合程強くは規則性を乱す必要が無い。したがって、図５に示す蠅の目レンズアレイ３のレンズ強度は実施例１の場合程強くなくとも良い。
【００８０】
すなわち、実施例１において説明したように、液晶面から蠅の目レンズアレイのレンズ表面までの光学的な距離は、屈折率を１．５３とすると、０．７８ｍｍである。本実施例を示す図８において、液晶面から蠅の目レンズアレイ３のレンズ表面までの幾何学的な距離は、Ｄ（６．０ｍｍ）＋下液晶表示パネル３の上基板１０１の板厚（０．６ｍｍ）＋上液晶表示パネル１の合計板厚（１．２ｍｍ、）＋蠅の目レンズアレイ３の板厚（０．６ｍｍ）＝８．４ｍｍである。但し上偏光板１０１の板厚は無視している。このうち、空間が占める距離は６．０ｍｍであり、液晶基板および蠅の目レンズアレイの板厚の合計は２．４ｍｍである。基板および蠅の目レンズアレイの屈折率を１．５３とすると、光学的な距離は、２．４／１．５３＋６．０＝７．５７ｍｍである。この場合の光学距離は、実施例１の場合の約１０倍となる。
【００８１】
光学距離が大きくなった分、蠅の目レンズアレイ３のレンズ強度を小さくすることが出来る。そうすると、図５（ｂ）におけるレンズ強度を示すＨ／Ｐは、実施例１のアナロジーから、本実施例においては、１／１００以上、よりこのましくは、１／７０以上となる。以上は図８において、上液晶表示パネル１と下液晶表示パネル２の液晶層間の距離ＤＤが７．２ｍｍであるとして評価をしたが、ＤＤが７．２ｍｍ以上であっても、以上のようなレンズ強度とすることによってモアレを解消することが出来る。
【００８２】
図８に示す距離ＤＤは１２ｍｍ程度に設定する場合がある。この場合、下液晶表示パネル２の液晶面と蠅の目レンズアレイ３のレンズ表面までの幾何学的な距離は、１３．２ｍｍとなる。但し、上偏光板１０１の板厚は無視している。このうち空間が占める距離は１０．８ｍｍであり、液晶基板および蠅の目レンズアレイの占める距離は２．４ｍｍである。したがって、光学的な距離は、２．４／１．５３＋１０．８＝１２．４であり、実施例１における光学的な距離０．７８ｍｍの約１６倍となる。光学距離が大きくなった分、蠅の目レンズアレイ３のレンズ強度を小さくすることが出来るので、図５（ｂ）におけるレンズ強度を示すＨ／Ｐは、実施例１のアナロジーから、１／１６０、より好ましくは、１／１１０以上となる。
【００８３】
なお、図８における、上液晶表示パネル１と下液晶表示パネル２の液晶層間の距離ＤＤが１２ｍｍであるとして評価をしたが、ＤＤが１２ｍｍ以上であっても、以上のようなレンズ強度とすることによってモアレを解消することが出来る。
【００８４】
このように、本実施例においては、蠅の目レンズアレイ３のレンズ強度を実施例１の場合に比べて小さくすることが出来る。凸レンズの強度を小さくすることが出来ることは、蠅の目レンズアレイ３の製作条件を緩和することが出来、蠅の目レンズアレイ３の製造コストの点で有利である。以上の構成の他は、実施例２で説明した構成、あるいはその効果と同様である。
【実施例４】
【００８５】
図９は本発明の第４の実施例である。実施例１における図１と異なる点は、蠅の目レンズアレイ３が下液晶表示パネル２に接して設置されているのではなく、下液晶表示パネル２と上液晶表示パネル１の間に設置されている点である。図９において、蠅の目レンズアレイ３は下液晶表示パネル２から距離Ｄ１だけ離れた場所に設置されている。蠅の目レンズアレイ３の位置Ｄ１は、下液晶表示パネル２の上に、厚さＤ１の、例えば、アクリルあるいはポリカーボネイト等の透明樹脂によるスペーサ３１を設置することによって設定することが出来る。スペーサ３１と下液晶表示パネル２あるいは蠅の目レンズアレイ３との接着は、例えば、紫外線硬化樹脂を使用することが出来る。
【００８６】
この場合も、モアレは、下液晶表示パネル２を基準に考えることが出来る。本実施例においては、蠅の目レンズアレイ３は下液晶表示パネル２から離れているために、蠅の目レンズアレイ３は下液晶表示パネル２を透過してきた規則性を持った光に対して、実施例１の場合程強くは規則性を乱す必要が無い。蠅の目レンズアレイ３の強度は、下液晶表示パネル２からの距離によって変えることが出来る。すなわち、蠅の目レンズアレイ３の各凸レンズの強度については、図５（ｂ）におけるＨ／Ｐの値を下液晶表示パネル２から離れるに従い、小さくすることが出来る。つまり、蠅の目レンズ３が下液晶表示パネル２に近い場合は、実施例１と同様に、図５（ｂ）に示すＨ／Ｐを１／１０以上、好ましくは１／７以上である。
【００８７】
一方、蠅の目レンズ３が上液晶表示パネル１に近い場合は光学的距離を評価する必要がある。すなわち、スペーサ３１によって蠅の目レンズアレイ３を上液晶表示パネル１に近づけたと仮定する。この場合、下液晶表示パネル２の液晶層から蠅の目レンズアレイ３のレンズ表面までの幾何学的距離は７ｍｍである。そしてこの空間は全てスペーサ、液晶表示パネルの基板、蠅の目レンズアレイ等で占められている。したがって、これらの光学要素の屈折率を１．５３とすると、光学的な距離は７／１．５３＝４．５８ｍｍとなる。この値は実施例１で示す光学距離０．７８ｍｍの（３．３）５．８倍である。そうすると、蠅の目レンズアレイ３の図５（ｂ）に示すＨ／Ｐを１／５８以上、好ましくは１／４０以上とする必要がある。
【００８８】
以上は図９において、上液晶表示パネル１と下液晶表示パネル２の液晶層間の距離ＤＤが７．５ｍｍであるとして評価をしたが、ＤＤが７．５ｍｍ以上であっても、このようなレンズ強度とすることによってモアレを解消することが出来る。なお、実施例２あるいは実施例３で説明したように、図９におけるＤＤが１２ｍｍ等の場合であっても、以上で説明したように、下液晶表示パネル２の液晶層からの光学的な距離を評価することによってモアレを解消することが出来るレンズ強度を導くことが出来る。
【００８９】
以上の構成の他は、実施例１または実施例２で説明した構成、あるいはその効果と同様である。
【実施例５】
【００９０】
図１０は本発明で使用される蠅の目レンズアレイ３の他の例である。図１０は本実施例の蠅の目レンズアレイ３の平面図であり、図１０のＡ−Ａ断面図、Ｂ−Ｂ断面図は図５（ｂ）と同じであるので省略する。図１０において、各格子は個々の凸レンズの外形を示すが、実施例１等の図５と異なり、各格子は正方形ではなく、縦方向が横方向よりも短い菱形となっている。
【００９１】
各凸レンズアレイの方向θも４５度ではなく、４５度よりも小さな値となっている。
【００９２】
この場合は蠅の目レンズアレイ３の縦方向の方が横方向よりもレンズ強度が強くなる。上液晶表示パネル１と下液晶表示パネル２との縦方向の画素ピッチと横方向の画素ピッチが実施例１で説明した図６のような配列とは異なる場合もある。画素が図６と異なるような場合は、常に図５に示すような蠅の目レンズアレイ３でモアレを解消できると限らず、本実施例のような蠅の目レンズアレイ３の構成がより効果的な場合がある。ただし、本実施例においても、θが４５度から大きくずれるような場合は、モアレの低減効果が小さくなる。したがって、図１０のような蠅の目レンズアレイ３の場合でも、図１０に示すθは３０度以上が良い。
【００９３】
図１０では、各凸レンズの外形は縦に小さく横に大きい場合であるが、上液晶表示パネル１あるいは下液晶表示パネル２の画素配置によっては、逆に、各凸レンズの外形は縦に大きく横に小さいほうが良い場合もある。この場合は、図１０におけるθは４５度よりも大きくなる。また、各凸レンズは横方向のレンズ強度が縦方向のレンズ強度よりも大きくなる。しかしながら、この場合も、蠅の目レンズアレイ３の方向が４５度よりも極端に大きくなるとモアレ低減の効果が小さくなるので、θは６０以下とするのが良い。
【００９４】
以上のように、本実施例によれば、上液晶表示パネル１あるいは下液晶表示パネル２の画素配置が多様な場合についても蠅の目レンズアレイ３によるモアレ低減の効果を得ることが出来る。
【実施例６】
【００９５】
図１１は本発明で使用される蠅の目レンズアレイ３のさらに他の例である。図１１（ａ）は本実施例の蠅の目レンズアレイ３の平面図であり、図１１（ｂ）は図１１（ａ）のＡ−Ａ断面図である。図１１（ａ）において、各格子は個々の凸レンズの外形を示すが、実施例１等の図５と異なり、各格子は正方形ではなく、正六角形である。そして、凸レンズアレイの方向θは３０度である。
【００９６】
本実施例では、凸レンズの外形を六角形とすることによって、各凸レンズの外形をより円に近づけることが出来る。このことは、各凸レンズの形成をより容易とする効果がある。この効果は、蠅の目レンズアレイ３の各凸レンズをインクジェットのような方法で形成する場合に特に効果がある。また、六角形は最も細密充填をし易い形状でもある。
【００９７】
図１１（ｂ）は図１１（ａ）のＡ−Ａ断面図である。各凸レンズの形状の定義は図５の場合と同様である。また、凸レンズとしての機能を十分に発揮させるために、図１１（ｂ）に示す凸レンズの外側に凸である領域Ｅは凸レンズアレイピッチＰに対して、Ｅ／Ｐを０．７以上とすることが好ましい。また、図１１（ａ）に示す凸レンズアレイのピッチＰは図６に示すような画素配置においては、好ましくは３５μｍ以下、さらに好ましくは２５μｍ以下である。
【００９８】
本実施例での蠅の目レンズアレイ３においても、実施例１〜実施例４で説明したような位置に蠅の目レンズアレイ３を設置することが出来る。この場合に、各凸レンズの強度は実施例１〜実施例４で説明したように、下液晶表示パネル２に近いほどレンズ強度を強くすること好ましい。その他の構成および効果は実施例１〜実施例４で説明したのと同様である。
【実施例７】
【００９９】
図１２は本発明で使用される蠅の目レンズアレイ３のさらに他の例である。図１２は本実施例の蠅の目レンズアレイ３の平面図である。本実施例も各凸レンズの外形は六角形であるが、縦長の六角形である。実施例６における正六角形の凸レンズによる蠅の目レンズアレイ３におけるレンズアレイの方向θは３０度である。しかし、画素配置によっては、レンズアレイの方向θが４５度の場合が望ましい場合がある。本実施例では、各凸レンズの外形を縦長の六角形とすることによってレンズアレイの方向θを４５度方向としている。
【０１００】
この場合、各凸レンズのレンズ強度は縦方向よりも横方向の方が強い。また、図１２に示す凸レンズアレイにおいても、凸レンズアレイのピッチＰは図６に示すような画素配置においては、好ましくは３５μｍ以下、さらに好ましくは２５μｍ以下である。このような構成とすることによって、各凸レンズが六角形の場合においても、色々な画素配置に対応してモアレを効果的に対策することが出来る。
【０１０１】
図１３は６角形の頂点がパネルの上下方向に位置している配置である。このような配置にすることで、より効果的にモアレを対策することができる。
【実施例８】
【０１０２】
実施例１〜実施例７における蠅の目レンズアレイ３は、一定のピッチによって凸レンズが配列されている。蠅の目レンズアレイ３のピッチが一定でなく、ランダムに形成されていれば、下液晶表示パネル２を通過した透過光の規則性をより効果的に乱すことが出来る。透過光の規則性を乱すことが出来ればモアレをより効果的に対策することが出来る。さらに、蠅の目レンズアレイ３のピッチがランダムに形成されていれば、蠅の目レンズアレイ３自体と上液晶表示パネル１あるいは下液晶表示パネル２との干渉によるモアレに対しても効果的に対策することが出来る。
【０１０３】
本実施例における蠅の目レンズアレイ３は、凸レンズアレイのピッチをランダムとすることによって、モアレをより効果的に対策するものである。凸レンズアレイのピッチをランダムの形成する方法の例は次のとおりである。すなわち、規則正しいレンズの中心位置を（Ｘｎ、Ｙｎ）（Ｎ＝１、２、・・・・、Ｎ）としたとき、その状態から、実際のレンズの中心位置を（ΔＸｎ、ΔＹｎ）（ｎ＝１、２、・・・・、Ｎ）ずらす。つまり、実際のレンズ中心位置を（Ｘｎ'、Ｙｎ'）とし、
（Ｘｎ'、Ｙｎ'）＝（Ｘｎ'＋ ΔＸｎ、Ｙｎ'＋ ΔＹｎ）（ｎ＝１、２、・・・・、Ｎ）とする。
【０１０４】
レンズのＸ方向ピッチをａ，Ｙ方向ピッチをｂとし、０から１の間で一様に分布したｘ、ｙの２系等の一様乱数の組を（Ｒｘｎ、Ｒｙｎ）（Ｎ＝１、２、・・・・、Ｎ）とし、ｋを１以下の小さい正の数、例えば０．３、とすれば、
ΔＸｎ＝ｋ・ａ・（−０．５＋Ｒｘｎ）
ΔＹｎ＝ｋ・ｂ・（−０．５＋Ｒｙｎ）
で表す。こうすれば、規則正しい中心位置から、レンズピッチの±０．５ｋ倍の範囲でレンズ位置がばらつく。その結果、レンズ位置の周期性は損なわれる。その結果、レンズアレイとＬＣＤ周期構造のモアレは低減される。
【０１０５】
本実施例の蠅の目レンズアレイ３を使用した場合の、レンズ配置および、それに伴う効果等は実施例１〜実施例４において説明したのと同様である。以上のように、本実施例を用いることによって、モアレをより低減させることが出来る。
【０１０６】
以上の実施例においては、蠅の目レンズアレイはマイクロ凸レンズを2次元配列したものとして説明したが、マイクロ凹レンズを２次元配列した蠅の目レンズアレイを用いても同様の効果を得ることが出来る。この場合、図５に示すマイクロレンズの断面において、Hはマイクロ凹レンズの深さ、Pはマイクロ凹レンズのピッチ、Eは凹レンズが内側に凸である範囲というように読み替えればよい。また、多数の凹レンズが連続して形成されても、その断面は正弦曲線を描かないように形成する必要がある。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】実施例１の概略断面図である。
【図２】バックライトの光学シートの斜視図である。
【図３】プリズムシートの断面図である。
【図４】画像形成部の分解斜視図である。
【図５】蠅の目レンズアレイの形状である。
【図６】第２の基板におけるカラーフィルタの配置図である。
【図７】実施例２の概略断面図である。
【図８】実施例３の概略断面図である。
【図９】実施例４の概略断面図である。
【図１０】実施例５の蠅の目レンズアレイである。
【図１１】実施例６の蠅の目レンズアレイである。
【図１２】実施例７の蠅の目レンズアレイである。
【図１３】実施例７の蠅の目レンズアレイである。
【符号の説明】
【０１０８】
１…上液晶表示パネル、２…下液晶表示パネル、  ３…蠅の目レンズアレイ、  ４…サイドフレーム、  ５…下フレーム、  ６…蛍光管、  ７…光学シート群、  １１…上偏光板、  ２１…下偏光板、  ３１…スペーサ、４１…赤フィルタ  ４２…緑フィルタ、  ４３…青フィルタ、  ４４…ブラックマトリクス、  ７１…下拡散シート、７２…下プリズムシート、７３…上プリズムシート  ７４…上拡散シート、  ７５…拡散板。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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