(57)【要約】【課題】莫大な演算処理を行うことなく複数方向に３次元表示できる液晶表示装置を提供する。【解決手段】液晶表示装置は、それぞれ複数の絵素を具備した複数の絵素群を有した第１基板、表示面を有し、第１基板に隙間を置いて対向配置された第２基板、並びに第１基板及び第２基板間に挟持された液晶層を有した液晶表示パネル１と、画像情報が格納された記憶部７と、記憶部の画像情報を液晶表示パネルに伝送させる制御部８と、表示面上に設けられ、液晶表示パネルによって表示される画像を透過させて立体画像を形成する光学部材と、を備えている。【選択図】図１
2009048000.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ複数の絵素を具備した複数の絵素群を有した第１基板、表示面を有し、前記第１基板に隙間を置いて対向配置された第２基板、並びに前記第１基板及び第２基板間に挟持された液晶層を有した液晶表示パネルと、
画像情報が格納された記憶部と、
前記記憶部の画像情報を前記液晶表示パネルに伝送させる制御部と、
前記表示面上に設けられ、前記液晶表示パネルによって表示される画像を透過させて立体画像を形成する光学部材と、を備えている液晶表示装置。
【請求項２】
前記液晶表示パネルは、各絵素群の複数の絵素に重なった複数の領域毎に、液晶分子の配向状態を互いに異ならせる請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
複数色の複数の着色層を有したカラーフィルタをさらに備えている請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
赤、緑及び青の複数の着色層を有したカラーフィルタをさらに備え、
前記絵素は、前記赤、緑及び青の何れかであるとともに互いに異なる色の着色層に重なった第１画素、第２画素及び第３画素を有している請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記カラーフィルタは、前記第２基板及び光学部材間に設けられている請求項３または４に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記絵素群は、前記表示面に沿っているとともに互いに直交した第１方向及び第２方向に並んでマトリクス状に設けられ、
前記光学部材は、前記第１方向に複数並んでいるとともに、それぞれ前記第２方向に延びた複数の円弧状の凸部が表面に形成されたレンズであり、
前記凸部は、それぞれ前記第２方向に並んだ前記複数の絵素群に重なっている請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記記憶部に格納された画像情報は、前記凸部の形状に対応している請求項６に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記記憶部は、複数の画像情報を格納し、
前記制御部は、前記記憶部に格納された画像情報を選択し、選択した画像情報を前記液晶表示パネルに伝送させる請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記記憶部は、画像情報を書き込み可能に形成されている請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
前記記憶部は、画像情報を書き換え可能に形成されている請求項１に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、表示装置として液晶表示装置が広く利用されている。液晶表示装置は、小型かつ軽量であるため、種々の電子機器の表示装置として利用されている。液晶表示装置は、液晶表示パネルを備えている。液晶表示パネルは、アレイ基板と、このアレイ基板に対向配置された対向基板と、これら両基板間に挟持された液晶層とを備えている。
【０００３】
近年、３次元表示を行う液晶表示装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。上記したような液晶表示装置を用いることにより、複数方向に３次元表示できるため、観察者は複数方向から立体画像を視認することができる。
【特許文献１】特開２００５−３０９３７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記したように、３次元表示を行う場合、互いに異なる複数の方向に複数の画像を表示する必要があり、液晶表示装置の情報処理量は莫大となる。上記したことは、液晶表示装置が静止画像ではなく動画像を表示する場合に顕著である。このため、３次元表示を行う場合、液晶表示装置に、処理能力の高い制御部を設け、莫大な演算処理を行う必要がある。
【０００５】
しかしながら、上記制御部を設けた場合、液晶表示装置の製造コストが上昇し、製品価格も上昇することになる。このため、上記液晶表示装置は非現実的である。  
この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、莫大な演算処理を行うことなく複数方向に３次元表示できる液晶表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明の態様に係る液晶表示装置は、
それぞれ複数の絵素を具備した複数の絵素群を有した第１基板、表示面を有し、前記第１基板に隙間を置いて対向配置された第２基板、並びに前記第１基板及び第２基板間に挟持された液晶層を有した液晶表示パネルと、
画像情報が格納された記憶部と、
前記記憶部の画像情報を前記液晶表示パネルに伝送させる制御部と、
前記表示面上に設けられ、前記液晶表示パネルによって表示される画像を透過させて立体画像を形成する光学部材と、を備えている。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、莫大な演算処理を行うことなく複数方向に３次元表示できる液晶表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面を参照しながらこの発明の実施の形態に係る液晶表示装置について詳細に説明する。  
図１乃至図６に示すように、液晶表示装置は、液晶表示パネル１、カラーフィルタ２、光学部材としてのレンズ３、駆動回路４、バックライトユニット５、基板６、記憶部７、制御部８及び端子９を備えている。
【０００９】
液晶表示パネル１は、第１基板としてのアレイ基板１０と、表示面Ｓを有し、第２基板としての対向基板２０と、液晶層３０とを備えている。アレイ基板１０および対向基板２０は、それぞれ矩形状に形成されている。アレイ基板１０は、対向基板２０よりも大きな寸法に形成されている。
【００１０】
アレイ基板１０および対向基板２０は、各々の３辺がほぼ重なるように配置されている。アレイ基板１０の残る一辺において、アレイ基板１０は、対向基板２０よりも外側へ延出している。より詳しくは、第１方向ｄ１において、アレイ基板１０および対向基板２０はほぼ重なるように配置されている。第１方向ｄ１と直交した第２方向ｄ２において、アレイ基板１０は、対向基板２０よりも外側へ延出している。液晶表示パネル１は、アレイ基板１０および対向基板２０に重なった矩形状の表示領域Ｒを有している。
【００１１】
アレイ基板１０は、透明な絶縁基板として、矩形状のガラス基板１１を有している。ガラス基板１１は、対向基板２０から外れた延出部１１ａを有している。表示領域Ｒにおいて、ガラス基板１１上に、複数の絵素群１２が配置されている。絵素群１２は、表示面Ｓに沿った第１方向ｄ１及び第２方向ｄ２に並んでマトリクス状に設けられている。なお、表示面Ｓは表示領域Ｒに重なっている。この実施の形態において、アレイ基板１０は１２０×１６０の絵素群１２を有する。すなわち、絵素群１２は、第１方向ｄ１に１２０個、第２方向ｄ２に１６０個並んでいる。
【００１２】
絵素群１２は、それぞれ複数の絵素１３を有している。絵素１３は、第１方向ｄ１及び第２方向ｄ２に並んでマトリクス状に設けられている。この実施の形態において、絵素群１２は４×４の絵素１３を有している。各絵素群１２において、絵素１３は、第１方向ｄ１に４個、第２方向ｄ２に４個並んでいる。
【００１３】
絵素１３は、それぞれ複数の画素を有している。この実施の形態において、絵素１３は、それぞれ第１方向ｄ１に並んだ３個の画素を有している。より詳しくは、絵素１３は、それぞれ第１画素としての画素１４ａ、第２画素としての画素１４ｂ及び第３画素としての画素１４ｃを有している。
【００１４】
表示領域Ｒにおいて、ガラス基板１１上に、複数の信号線１５及び複数の走査線１６が格子状に設けられている。信号線１５は第２方向ｄ２に延出し、走査線１６は第１方向ｄ１に延出している。隣合う２本の信号線１５及び隣合う２本の走査線１６は、画素１４ａ、１４ｂ、１４ｃを区画している。
【００１５】
信号線１５及び走査線１６の交差部近傍に、スイッチング素子として、例えばＴＦＴ（薄膜トランジスタ）１７が設けられている。図示しないが、ＴＦＴ１７は、走査線１６の一部を延出させたゲート電極、ゲート絶縁膜を介してゲート電極と対向したチャネル層、このチャネル層の一方の領域に接続されたソース電極及び他方の領域に接続されたドレイン電極を有している。ここで、チャネル層はポリシリコン（ｐ−Ｓｉ）で形成されている。ソース電極は信号線１５に接続され、ドレイン電極は後述する画素電極１８に接続されている。
【００１６】
ガラス基板１１上には、複数の画素電極１８がマトリクス状に形成されている。画素電極１８は、ＩＴＯ（インジウム・ティン・オキサイド）等の透明な導電膜により形成されている。画素電極１８は、隣合う２本の信号線１５及び隣合う２本の走査線１６で囲まれた領域に形成されている。  
画素１４ａ、１４ｂ、１４ｃは、それぞれＴＦＴ１７と、このＴＦＴに接続された画素電極１８等とを有している。
【００１７】
全て図示しないが、ＴＦＴ１７及び画素電極１８等が形成されたガラス基板１１上に、複数のスペーサとして、複数の柱状スペーサＣが複数本形成されている。表示領域Ｒ全体に重ね、ガラス基板１１及び画素電極１８上に、配向膜１９が形成されている。
【００１８】
対向基板２０は、透明な絶縁基板として、矩形状のガラス基板２１を有している。表示領域Ｒにおいて、ガラス基板２１上にＩＴＯ等の透明な導電膜により対向電極２２が形成されている。対向電極２２上には配向膜２３が形成されている。対向基板２０は、アレイ基板１０に対して反対側に表示面Ｓを含んでいる。
【００１９】
アレイ基板１０および対向基板２０は、柱状スペーサＣにより所定の隙間を置いて対向配置されている。アレイ基板１０および対向基板２０は、表示領域Ｒの外側である両基板の周縁部に配設された矩形枠状のシール材３１により互いに接合されている。
【００２０】
液晶層３０は、アレイ基板１０および対向基板２０間に挟持され、シール材３１で囲まれている。シール材３１の一部に形成された液晶注入口３２は、封止材３３により封止されている。
【００２１】
カラーフィルタ２は、対向基板２０の表示面Ｓ上に設けられている。カラーフィルタ２は、対向基板２０及びレンズ３間に設けられている。カラーフィルタ２は、遮光部４１と、周辺遮光部４２と、複数の赤の着色層４３Ｒ、複数の緑の着色層４３Ｇおよび複数の青の着色層４３Ｂとを有している。
【００２２】
遮光部４１は、格子状に形成され、信号線１５及び走査線１６に重なって形成されている。周辺遮光部４２は矩形枠状に形成され、表示領域Ｒの周縁部全周に沿って形成されている。周辺遮光部４２は表示領域Ｒの外側から漏れる光の遮光に寄与している。
【００２３】
着色層４３Ｒ、４３Ｇ、４３Ｂは、ガラス基板２１、遮光部４１及び周辺遮光部４２上に形成されている。着色層４３Ｒ、４３Ｇ、４３Ｂは、第１方向ｄ１に互いに隣接し、交互に並んで配設されている。着色層４３Ｒ、４３Ｇ、４３Ｂは、それぞれ第２方向ｄ２に延出し、ストライプ状に形成されている。着色層４３Ｒ、４３Ｇ、４３Ｂの周縁部は、遮光部４１および周辺遮光部４２に重なっている。
【００２４】
着色層４３Ｒは画素１４ａに重なっている。着色層４３Ｇは画素１４ｂに重なっている。着色層４３Ｂは画素１４ｃに重なっている。なお、この実施の形態に限らず、各絵素１３の画素１４ａ、１４ｂ、１４ｃは、赤、緑及び青の何れかの色であるとともに互いに異なる色の着色層に重なっている。
【００２５】
レンズ３は、対向基板２０の表示面Ｓ上、より詳しくはカラーフィルタ２上に設けられている。レンズ３の表面には、複数の円弧状の凸部３ｐが形成されている。凸部３ｐは、第１方向ｄ１に絵素群１２に対応したピッチで複数並んでいるとともにそれぞれ第２方向ｄ２に延びている。凸部３ｐは、それぞれ第２方向ｄ２に一列に並んだ複数の絵素群１２に重なっている。レンズ３は、液晶表示パネル１及びカラーフィルタ２によって表示される画像を透過させて立体画像を形成する。
【００２６】
なお、液晶表示パネル１は、レンズ３の表面の形に合わせて画像を表示している。液晶表示パネル１は、絵素群１２に重なった領域毎に複数方向に画像を表示する。より詳しくは、各絵素群１２の複数の絵素１３に重なった複数の領域において、液晶表示パネル１は、互いに異なる方向に画像を表示する。このため、液晶表示パネル１は、各絵素群１２の複数の絵素１３に重なった複数の領域毎に、液晶分子の配向状態を互いに異ならせている。
【００２７】
この実施の形態において、液晶表示パネル１の画像の解像度は、絵素群１２の数に等しく、１２０×１６０である。通常の液晶表示パネル１の画像の解像度は、絵素１３の数に等しく、４８０×６４０である。このため、この実施の形態の液晶表示パネル１の画像の解像度は、通常のものの１６分の１であり、荒い。
【００２８】
駆動回路４は、延出部１１ａ上に実装されている。ここで、延出部１１ａ上に、複数の信号線１５及び複数の走査線１６のそれぞれの一端部が設けられている。すなわち、複数の信号線１５及び複数の走査線１６のそれぞれの一端部は、シール材３１を越え、シール材３１の外側の延出部１１ａ上に位置している。駆動回路４は、複数の信号線１５及び複数の走査線１６に電気的に接続されている。
【００２９】
バックライトユニット５は、アレイ基板１０の外面側に配置されている。バックライトユニット５は、アレイ基板１０に対向配置された導光体５ａと、この導光体の一側縁に対向配置された光源５ｂ及び反射板５ｃとを有している。
【００３０】
記憶部７、制御部８及び端子９は、基板６上に実装されている。記憶部７には、静止画、動画等の画像情報が予め格納されている。ここでは、記憶部７には、例えば、１６方向から見た静止画像にかかる複数のデータを計５枚分というように複数の画像情報が予め格納されている。記憶部７に格納された各画像情報は、液晶表示パネル１が各絵素群１２の複数の絵素１３に重なった複数の領域毎に液晶分子の配向状態を互いに異ならせるための情報であり、凸部３ｐの形状に対応している。これにより、液晶表示パネル１は凸部３ｐの形状に合った画像を表示することができ、レンズ３との相互作用により立体画像を表示することができる。この実施の形態において、記憶部７は、読み出し専用に形成されたＲＯＭである。
【００３１】
制御部８は、記憶部７の画像情報を液晶表示パネル１に伝送させるかどうか制御する。ここで、記憶部７には複数の画像情報が格納されているため、制御部８は、さらに、記憶部７に格納された画像情報を選択し、選択した画像情報を液晶表示パネルに伝送させる。上記したように、記憶部７に予め画像情報が格納されているため、制御部８による莫大な演算処理が不要となる。  
制御部８は、タイミングコントローラ８ａを有している。このため、タイミングコントローラ８ａの指示に基づき、制御部８からの制御信号が、記憶部７等に伝送される。
【００３２】
基板６及び液晶表示パネル１はフレキシブルケーブル５０で接続されている。フレキシブルケーブル５０は、駆動回路４及び記憶部７と電気的に接続されている。このため、制御部８の制御の基、記憶部７の画像情報は、フレキシブルケーブル５０及び駆動回路４を介して液晶表示パネル１に伝送される。
【００３３】
その他、基板６上には、電源部６０が実装されている。基板６及びバックライトユニット５は、ケーブル７０で接続されている。ケーブル７０は、電源部６０及びバックライトユニット５と電気的に接続されている。このため、制御部８の制御の基、電源部６０から直流の電流は、ケーブル７０を介してバックライトユニット５に与えられる。
【００３４】
以上のように構成された液晶表示装置によれば、液晶表示装置は、液晶表示パネル１、記憶部７、制御部８及びレンズ３等を備えている。通常、３次元表示する場合、液晶表示装置の外部の機器から制御部８にクロックが伝送され、制御部８による莫大な演算処理が必要である。しかし、この実施の形態において、記憶部７には予め画像情報が格納されているため、外部機器からのクロックは不要となり、制御部８による莫大な演算処理は不要となる。処理能力の高い制御部を液晶表示装置に設ける必要は無いため、液晶表示装置の製造コストを抑制でき、製品価格も抑制することができる。
【００３５】
レンズ３は、複数の円弧状の凸部３ｐを有し、凸部３ｐは第２方向ｄ２に延びている。記憶部７に格納された各画像情報は、液晶表示パネル１が各絵素群１２の複数の絵素１３に重なった複数の領域毎に液晶分子の配向状態を互いに異ならせるための情報であり、凸部３ｐの形状に対応している。より詳しくは、上記画像情報は、絵素群１２毎に表示画面の左右方向（第１方向ｄ１）の複数方向に立体画像を表示させるための情報である。
【００３６】
これにより、液晶表示パネル１は凸部３ｐの形状に合った画像を表示することができ、レンズ３との相互作用により立体画像を表示することができる。上記したことから、液晶表示装置は、表示画面の左右方向において、複数方向に３次元表示可能である。観察者は複数方向から立体画像を視認することができる。
【００３７】
制御部８は、記憶部７に格納された画像情報を選択し、選択した画像情報を液晶表示パネルに伝送させることができる。すなわち、操作者（観察者）は、表示させたい立体画像を、液晶表示装置に設けられたスイッチ１つで選択することができる。このため、液晶表示装置は、複数種類の立体画像を切替えて表示することができる。  
上記したことから、莫大な演算処理を行うことなく複数方向に３次元表示できる液晶表示装置を得ることができる。
【００３８】
なお、この発明は上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化可能である。また、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【００３９】
例えば、凸部３ｐは第１方向ｄ１に延びていても良い。これにより、上下方向（第２方向ｄ２）の複数方向に立体画像を表示させることができる。また、凸部３ｐは、絵素群１２に重なった領域毎にドーム型に形成されていても良い。凸部３ｐは、表示したい方向に立体画像を表示できる形状であれば良い。  
上記光学部材は、レンズ３に限らず、表示面Ｓ上に設けられ、液晶表示パネル１によって表示される画像を透過させて立体画像を形成するものであれば良い。
【００４０】
１つの絵素群１２は４×４の絵素１３を有しているが、これに限定されるものではない。絵素群１２は、例えば３×３の絵素１３を有していても良い。この場合でも、複数方向に３次元表示できる液晶表示装置を得ることができる。
【００４１】
記憶部７は、画像情報を書き込み可能に形成されていても良い。また、記憶部７は、画像情報を書き換え可能に形成されていても良い。この場合、画像情報は、端子９を介して記憶部７に格納される。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】この発明の実施の形態に係る液晶表示装置を示す概略図。
【図２】図１に示した液晶表示パネルを示す平面図。
【図３】図１に示した液晶表示装置の絵素群を示す図であり、液晶表示パネル、カラーフィルタ及びレンズを示す断面図。
【図４】図３に示した各絵素群を示す概略平面図。
【図５】図１に示した液晶表示装置の画素を示す図であり、液晶表示パネル、カラーフィルタ及びレンズを示す断面図。
【図６】図１に示したアレイ基板の一部を示す概略構成図。
【符号の説明】
【００４３】
１…液晶表示パネル、２…カラーフィルタ、３…レンズ、３ｐ…凸部、４…駆動回路、５…バックライトユニット、７…記憶部、８…制御部、１０…アレイ基板、１１…ガラス基板、１２…絵素群、１３…絵素、１４ａ，１４ｂ，１４ｃ…画素、１５…信号線、１６…走査線、１７…ＴＦＴ、１８…画素電極、２０…対向基板、２１…ガラス基板、２２…対向電極、３０…液晶層、４３Ｒ、４３Ｇ，４３Ｂ…着色層、ｄ１…第１方向、ｄ２…第２方向、Ｒ…表示領域、Ｓ…表示面。
【図１】
2009048000.tif 000003
【図２】
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【図３】
2009048000.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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