CN103257452B - 显示面板，显示装置和终端装置 - Google Patents

Abstract

一种半透射液晶显示面板（2）包括作为显示单元的像素对，每个显示单元都由左眼像素（4L）和右眼像素（4R）形成并以矩阵形状布置。布置在滤色器的色层（4Lc）中的通孔（4Ld）具有狭缝形状，该狭缝形状的纵向方向与组成柱镜光栅（3）的圆柱透镜（3a）的取向方向相同。类似地，布置在滤色器的色层（4Rc）中的通孔（4Rd）具有狭缝形状，该狭缝形状的纵向方向与组成柱镜光栅（3）的圆柱透镜（3a）的排列方向相同。这在能显示指向多个视点的图像的半透射显示面板上抑制了由于视角范围和/或外部光条件而色调改变的现象。

Description

显示面板，显示装置和终端装置

本申请是中国发明专利申请的分案申请，原案的发明名称是“显示面板，显示装置和终端装置”，原案的申请号是200780024490.7，原案的申请日是2007年6月27日。

技术领域

本发明涉及能向多个视点显示图像的半透射型显示面板、显示装置和终端装置，尤其涉及提供能抑制由于视角和/或外部光条件而产生的色差现象的显示面板、显示装置和终端装置。

背景技术

能显示三维图像的显示仪器已经研究了很多年。根据公元前280年的希腊数学家欧几里得(Euclid)，“当通过用于观看在不同方向上被观看的分离图像的左右眼同时观看同一物体时，在感觉上体验到双眼视觉”。因此，对于三维图像显示装置的功能来说，必须提供相互之间具有视差的图像给左右眼。

作为实现该功能的具体方法，通常已经研究了大量三维图像显示方法。这些方法大致分为使用眼镜的方法和不使用眼镜的方法。在这些方法中，作为使用眼镜的方法，存在利用颜色差别的立体照片法和利用偏振的偏振眼镜法。然而，基本上不可能消除必须佩戴眼镜的烦恼。因此近年来已经广泛研究了不使用眼镜的方法。

作为不使用眼镜的方法，存在柱镜光栅法和视差栅栏法。柱镜光栅法在大约1910年由艾夫斯(Ives)等人发明。视差栅栏法在1896年由伯塞尔(Berthier)提出构想，并在1903年由艾夫斯(Ives)验证。

视差栅栏是形成有大量在相互平行的方向上延伸的细垂直条形开口的遮光板(栅栏)，所述细垂直条形开口即为狭缝。显示面板布置在视差栅栏的后表面上。然后在与狭缝的长度方向正交的方向上在显示面板处重复布置左眼用像素和右眼用像素。因此来自每个像素的光在穿过视差栅栏的同时部分被遮挡。具体地说，像素如此布置，即来自左眼用像素的光到达观看者的左眼，而遮挡指向右眼的光，同时来自右眼用像素的光到达右眼，而不到达左眼。结果，来自各个像素的光到达左眼和右眼。因此观看者可看到三维图像。

图59是显示现有技术的使用视差栅栏的双眼三维图像显示装置的透视图，图60是显示用于该三维图像显示装置的光学模型的示图。如图59和60中所示，在现有技术的三维图像显示装置中设置有透射型液晶显示面板1021，在该透射型液晶显示面板1021处以矩阵形状设置有显示像素。在每个显示像素处设置有左眼像素1043和右眼像素1044。左眼像素1043和右眼像素1044由遮光部分1006限定。布置遮光部分1006是为了防止图像的颜色混合以及将显示信号传输给像素。

在液晶显示面板1021的前表面处，即在观看者一侧上，设置有视差栅栏1007，在视差栅栏1007中形成有在一个方向上延伸的狭缝1007a。狭缝1007a与一对左眼像素1043和右眼像素1044对应地进行布置。在液晶显示面板1021的后表面处设置有光源1010。

如图60中所示，在从光源1010辐射的光穿过透射型液晶显示面板1021的左眼像素1043和右眼像素1044之后，在穿过视差栅栏1007的狭缝1007a的同时部分光被遮挡，其余的光发射到EL和ER的各个区域。这意味着，因为观看者将其左眼1052置于区域EL处和将右眼1051置于区域ER处，所以给左眼1052输入左眼图像，给右眼1051输入右眼图像。因此观看者可看到三维图像。

当首次提出视差栅栏法的构想时，具有下述一个问题，即因为视差栅栏布置在显示面板与眼睛之间，所以可见度较差。然而，通过近年来实现的液晶显示装置，可将视差栅栏布置在显示面板的后面，结果提高了可见度。目前正积极研究这种液晶显示装置，并在最近已经制成了实际产品(例如参照非专利文献1)。非专利文献1中公开的产品是视差栅栏型的使用透射型液晶面板的三维图像显示装置。

另一方面，柱镜光栅法是使用柱镜光栅作为实现三维显示的光学元件的三维图像显示方法。柱镜光栅是具有一个平坦表面并在另一个表面处形成有在一个方向上延伸的多个半圆柱凸出部(圆柱透镜)的透镜。在该透镜的焦平面处交替排列显示右眼图像的像素和显示左眼图像的像素。一个凸出部分对应于一行显示单元，每个显示单元都由在一个方向上排列的一个右眼像素和一个左眼像素组成。因此来自每个像素的光通过柱镜光栅在向着左眼和右眼的方向上被分成相等的两半。因此左眼和右眼可看到相互不同的图像，观看者可看到三维图像。

图61是显示现有技术的使用柱镜光栅的双眼三维图像显示装置的透视图，图62是显示该三维图像显示装置的光学模型的示图。如图61和62中所示，在现有技术的三维图像显示装置中设置有透射型液晶显示面板2021，在该透射型液晶显示面板2021处以矩阵形状设置有显示像素。在每个显示像素处设置有左眼像素2043和右眼像素2044。在液晶显示面板2021的前表面处，即在观看者一侧上，设置有柱镜光栅2003。在柱镜光栅2003处形成有圆柱透镜2003a，该圆柱透镜2003a即为在一个方向上相互平行延伸的半圆柱凸出部分。该圆柱透镜2003a与透射型液晶显示面板2021的两个像素对应地布置，即与一对左眼像素2043和右眼像素2044对应地布置。给液晶显示面板2021的后表面一侧设置有光源2010。

如图62中所示，在从光源2010辐射的光穿过透射型液晶显示面板2021的左眼像素2043和右眼像素2044之后，光被圆柱透镜2003a折射并发射到区域EL和ER。这意味着，因为观看者将左眼2052置于区域EL处和将右眼2051置于区域ER处，所以给左眼2052输入左眼图像，给右眼2051输入右眼图像。因此观看者可看到三维图像。

视差栅栏法是其中通过栅栏“遮挡”不需要的光的方法，而柱镜光栅法是改变光的传播方向的方法。这意味着，理论上，即使当进行三维显示时，与平面显示相比，显示屏的亮度也不会下降。因此，正特别研究对诸如需要高亮度显示和低功率消耗性能的移动设备这样的终端装置的应用。

作为使用柱镜光栅的其它图像显示装置，还发展了同时显示多个图像的多图像同时显示装置(例如参照专利文献1)。图63(专利文献1的图10)是说明专利文献1中公开的现有技术的多图像同时显示装置的示意图，图64是解释该多图像同时显示装置的工作的示图。如图63中所示，现有技术的多图像同时显示装置3001具有布置在CRT3002前表面处的柱镜光栅3003。

如图64中所示，专利文献1中公开的现有技术的多图像同时显示装置利用使用柱镜光栅分割图像的功能，从而能在相同的条件下同时显示对于每一观看方向来说都不同的图像。结果，单个多图像同时显示装置可给相对于该显示装置来说位于相互不同方向上的多个观看者同时提供相互不同的图像。在专利文献1中，公开了与其中一个图像显示装置只为希望同时显示的多个图像准备的通常情形相比，通过使用该多图像同时显示装置可减小占用面积和电成本。

另一方面，对于诸如移动设备这样的终端装置，容易携带及使用时间长是重要的因素。因此希望减小功率消耗，从而即使使用仅能积蓄少量电力的小且重量轻的电池也可驱动较长的时间。此外，频繁出现在极亮的户外场所中使用的情形。因此为了确保在明亮场所中充分的可见度，必须使屏幕的亮度在每一分钟都较高。因此优选使用半透射液晶显示装置作为满足这种条件的显示装置。

对于使用液晶的显示装置，液晶分子本身不会发光。因此为了看到显示，必须使用一些种类的光。根据使用的光源的种类，典型的液晶显示装置大致分为透射型、反射型和将透射光和反射光组合的半透射型显示装置。因为在显示时利用外部光，所以反射型显示装置可降低功率消耗。然而，与透射型显示装置相比，诸如对比度这样的显示性能降低。因此透射型和半透射型显示装置目前组成液晶显示装置的主流。对于透射型和半透射型液晶显示装置，在液晶面板的后表面处安装有光源装置，利用由该光源装置发射的光实现显示。特别是，中小尺寸的液晶显示装置由观看者携带并用在各种情形中。因此通过在明亮场所中观看反射显示，在黑暗场所中观看透射显示，具有高度可见度的半透射型液晶显示装置可用在任何情形中。

图65是显示非专利文献2中公开的现有技术的第一半透射型液晶显示装置的平面图。如图65中所示，对于现有技术的第一液晶显示装置，半透射型液晶显示面板4022的每个像素4040都被分为R(红色)、G(绿色)和B(蓝色)的三个颜色区域。每个颜色区域都被分为透射区域和反射区域。就是说，像素4040被分为下面六个区域：透射区域(红色)4041R、反射区域(红色)4042R、透射区域(绿色)4041G、反射区域(绿色)4042G、透射区域(蓝色)4041B和反射区域(蓝色)4042B。非专利文献2中公开的现有技术的半透射型液晶显示装置是能实现反射显示和透射显示的显示装置，其不是三维图像显示装置或多图像同时显示装置。因此没有设置柱镜光栅或视差栅栏等。

对于现有技术的第一半透射型液晶显示装置，在每个反射区域处，在半透射型液晶显示面板4022的两片玻璃基板中的后侧的玻璃基板的与液晶接触的一侧的表面处形成有金属膜(没有示出)。该金属膜反射外部光。结果，在透射区域处，来自光源(没有示出)的光穿过液晶面板(没有示出)的液晶层，并形成图像。此外，在反射区域处，诸如自然光和室内的照明光这样的外部光穿过液晶层。然后该光被金属膜反射并再次穿过液晶层，从而形成图像。因此在外部光非常亮的场所可使用外部光作为光源部分。结果，与透射型液晶显示装置相比，半透射型液晶显示装置能抑制保持显示屏的亮度和光源照明所需的功率消耗。

对于该半透射型液晶显示装置，来自背光的光在对应于透射部分的滤色器层处穿过一次；而外部光在对应于反射部分的滤色器层处穿过两次，一次是入射时，一次是发射时。当滤色器层在透射部分和反射部分处相似地布置时，具有下述一个问题，即反射部分的透射率降低，显示的颜色变浓。因此提出了下述一种技术，即对应于反射部分的区域由形成滤色器层的区域和没有形成滤色器层的区域构成。

图66是显示非专利文献2中公开的现有技术的第二半透射型液晶显示装置的平面图。如图66中所示，现有技术的第二半透射型液晶显示装置包括在下侧基板5001上以指定形状形成的反射电极5003和透明电极5008，并包括在面对下侧基板5001布置的滤色器基板上形成的滤色器层5011。在反射电极5003和透明电极5008的外围形成有用于驱动电极的信号电极5021、扫描电极5022和布置在这两种电极的交叉点部分附近的薄膜晶体管(TFT)5023。此外，滤色器层5011包括三种滤色器层，红色滤色器层5011a、绿色滤色器层5011b和蓝色滤色器层5011c。各个颜色的每个滤色器层形成为不与整个反射电极5003交迭，而是始终与整个透明电极5008交迭。就是说，形成了下面这样的区域，其中整个透明电极5008被滤色器层5011覆盖，而反射电极5003没有被滤色器层5011覆盖。

对于现有技术的第二半透射型液晶显示装置，提供了其中在反射部分处没有形成滤色器层的区域。因此通过在没有形成滤色器层的区域处显示白色并与穿过滤色器层的光进行色混合，可抑制其中用于反射显示的颜色比用于透射显示的颜色暗的问题。因此可实现明亮的反射显示。

非专利文献1：NikkeiElectronicsNo.838,January6th,2003,p.26-27(表1)

非专利文献2：Nikkeimicroelectronicssupplement“flatpaneldisplay”,NikkeiBPp.108-113(图4)

专利文献1：未审日本专利申请KOKAI公开No.06-332354(图9，图10)

专利文献2：未审日本专利申请KOKAI公开No.2000-111902(图1)

发明内容

本发明所要解决的问题

然而，如在上述现有技术中一样，将三维图像显示装置和半透射型液晶显示装置组合时，出现了下面的问题。反射显示的色浓度根据观看位置和外部光条件而变化，并看到了部分变色。

为了解决上面的问题，本发明的一个目的是提供一种能抑制由于视角和/或外部光条件而在能显示被引向多个视点的各个图像的半透射型显示面板中产生的色差现象的显示面板、显示装置和终端装置。

解决问题的手段

本申请第一个方面的显示面板由下面所述组成：以矩阵形状布置的多个显示单元，其至少包括用于显示第一视点图像的像素和用于显示第二视点图像的像素；光学部件，其用于沿第一方向在相互不同的方向上分离从所述显示单元内的每个像素发射的光，用于显示第一视点图像的所述像素和用于显示第二视点图像的所述像素沿着所述第一方向排列；每个都至少设置在每个像素的显示区域的滤色器层；和设置在每个像素的所述滤色器层的通孔，所述通孔在所述第一方向上的宽度为所述显示区域的宽度或更大。

本发明配置有存在于第一方向(即光分离方向)上的任意位置处的通孔。结果，可防止仅在特定具体部分处通孔不均匀分布，并可抑制由于视角和/或光源条件而产生色差的现象。

本申请第二个方面的显示面板由下面所述组成：以矩阵形状布置的多个显示单元，其至少包括用于显示第一视点图像的像素和用于显示第二视点图像的像素；光学部件，其用于沿第一方向在相互不同的方向上分离从所述显示单元内的每个像素发射的光，用于显示第一视点图像的所述像素和用于显示第二视点图像的所述像素沿着所述第一方向排列；每个都至少设置在每个像素的显示区域的滤色器层；和设置在每个像素的所述滤色器层的通孔。这里，所述通孔在所述第一方向上的宽度为所述显示区域的宽度或更大。所述通孔形成相对于所述第一方向被分割的形状，且所述光学部件与所述像素不具有成像关系。

在本发明中，因为所述光学部件与所述像素不具有成像关系，所以可以以渐变的方式显示通孔的图像。因此可减小通孔的影响并抑制色差。因此可提高通孔布置的自由度并还可提高显示质量。

本申请第三个方面的显示面板由下面所述组成：以矩阵形状布置的多个显示单元，其至少包括用于显示第一视点图像的像素和用于显示第二视点图像的像素；光学部件，其用于沿第一方向在相互不同的方向上分离从所述显示单元内的每个像素发射的光，用于显示第一视点图像的所述像素和用于显示第二视点图像的所述像素沿着所述第一方向排列；每个都至少设置在每个像素的显示区域的滤色器层；和设置在每个像素的所述滤色器层的通孔，所述通孔在所述第一方向上的宽度为所述显示区域的宽度或更大。用于显示第一视点图像的所述多个像素和用于显示第二视点图像的所述多个像素每类都包括通孔位置与其它像素不同的像素。

根据本发明，可防止每个像素的通孔的相对位置对于所有像素来说都相同，可使用不同通孔位置的像素减小通孔的影响。这意味着，可减小作为视角和/或光源条件的结果而产生色差的现象。

本发明的第三个方面适用于使用薄膜晶体管的显示面板。尤其是，当作为使用薄膜晶体管和与薄膜晶体管组合使用的存储电容器的结果而限制了通孔的位置时，优选以行为单位改变薄膜晶体管等的位置。例如，通过在像素内关于Y轴以行为单位对称地设置薄膜晶体管等的位置，可适当结合该发明的通孔的位置。

本发明的效果

根据本发明，在下面这样的半透射型液晶显示元件中，即，该半透射型液晶显示元件具有透射区域和反射区域，并且在所述反射区域的滤色器的色层形成有通孔，可通过以下述方式布置通孔实现均匀的反射显示，即减小诸如柱镜光栅、蝇眼透镜或视差栅栏这样的图像分离光学元件的图像分离效果，并可抑制作为视角和/或外部光条件的结果而产生的色差现象。

附图说明

图1是显示本发明第一个实施方式的显示面板的平面图。

图2是显示第一个实施方式的显示装置的透视图。

图3是显示第一个实施方式的终端装置的透视图。

图4是以沿与X轴方向平行的线段处的像素透射区域的横截面显示用于该实施方式的半透射型液晶显示面板的光学模型的示图。

图5是以沿与X轴方向平行的线段处的不包括通孔的反射区域的横截面显示用于该实施方式的半透射型液晶显示面板的光学模型的示图。

图6是以沿与X轴方向平行的线段处的包括通孔的反射区域的横截面显示用于该实施方式的半透射型液晶显示面板的光学模型的示图。

图7是显示本发明第一个对比例的显示面板的平面图。

图8是显示第一个对比例的显示装置的透视图。

图9是以沿与X轴方向平行的线段处的包括通孔的反射区域的横截面显示用于第一个对比例的半透射型液晶显示面板的光学模型的示图。

图10是显示本发明第二个实施方式的显示面板的平面图。

图11是显示该实施方式的显示装置的透视图。

图12是显示本发明第三个实施方式的显示面板的平面图。

图13是显示该实施方式的显示装置的透视图。

图14是以沿与X轴方向平行的线段处的包括通孔的反射区域的横截面显示用于该实施方式的半透射型液晶显示面板的光学模型的示图。

图15是显示下述情形的光学模型的示图，即，在该实施方式的半透射型液晶显示面板中使用焦距比透镜像素之间的距离小的透镜的情形。

图16是用于计算组成该实施方式中的柱镜光栅的圆柱透镜的焦距的横截面图。

图17是显示蝇眼透镜的透视图。

图18是显示本发明第四个实施方式的显示面板的平面图。

图19是显示该实施方式的显示装置的透视图。

图20是以沿与X轴方向平行的线段处的包括通孔的反射区域的横截面显示用于该实施方式的半透射型液晶显示面板的光学模型的示图。

图21是显示本发明第五个实施方式的显示面板的平面图。

图22是显示该实施方式的显示装置的透视图。

图23是以沿与X轴方向平行的线段处的包括通孔的反射区域的横截面显示用于该实施方式的半透射型液晶显示面板的光学模型的示图。

图24是显示下述情形的光学模型的示图，即，在该实施方式的半透射型液晶显示面板中使用焦距比透镜像素之间的距离长的透镜的情形。

图25是用于计算组成该实施方式中的柱镜光栅的圆柱透镜的焦距的横截面图。

图26是显示本发明第六个实施方式的显示面板的平面图。

图27是显示该实施方式的显示装置的透视图。

图28是以沿与X轴方向平行的线段处的包括通孔的反射区域的横截面显示用于该实施方式的半透射型液晶显示面板的光学模型的示图。

图29是显示本发明第七个实施方式的显示面板的平面图。

图30是显示该实施方式的显示装置的透视图。

图31是显示本发明第八个实施方式的显示面板的平面图。

图32是显示该实施方式的显示装置的透视图。

图33是以沿与X轴方向平行的线段处的包括通孔的反射区域的横截面显示用于该实施方式的半透射型液晶显示面板的光学模型的示图。

图34是显示在该实施方式的半透射型液晶显示面板中使用视差栅栏的情形的光学模型的示图。

图35是显示本发明第九个实施方式的显示面板的平面图。

图36是显示该实施方式的显示装置的透视图。

图37是以沿与X轴方向平行的线段处的包括通孔的反射区域的横截面显示用于该实施方式的半透射型液晶显示面板的光学模型的示图。

图38是显示本发明第十个实施方式的终端装置的透视图。

图39是显示该实施方式的显示面板的平面图。

图40是显示该实施方式的显示装置的透视图。

图41是显示本发明第十一个实施方式的显示面板的平面图。

图42是显示该实施方式的显示装置的透视图。

图43是显示本发明第十二个实施方式的显示面板的平面图。

图44是显示该实施方式的显示装置的透视图。

图45是显示本发明第十三个实施方式的显示面板的平面图。

图46是显示该实施方式的显示装置的透视图。

图47是显示本发明第十四个实施方式的显示面板的平面图。

图48是显示该实施方式的显示装置的透视图。

图49是显示本发明第十五个实施方式的显示面板的平面图。

图50是显示该实施方式的显示装置的透视图。

图51是显示本发明第十六个实施方式的显示面板的平面图。

图52是显示该实施方式的显示装置的透视图。

图53是显示本发明第十七个实施方式的显示面板的平面图。

图54是显示该实施方式的显示装置的透视图。

图55是显示本发明第十八个实施方式的显示面板的平面图。

图56是显示该实施方式的显示装置的透视图。

图57是显示本发明第十九个实施方式的显示面板的平面图。

图58是显示该实施方式的显示装置的透视图。

图59是显示现有技术的使用视差栅栏的双眼三维图像显示装置的透视图。

图60是显示用于该三维图像显示装置的光学模型的示图。

图61是显示现有技术的使用柱镜光栅的双眼三维图像显示装置的透视图。

图62是显示用于该三维图像显示装置的光学模型的示图。

图63是显示专利文献1中公开的现有技术的多图像同时显示装置的示意图。

图64是图解该多图像同时显示装置的操作的示图。

图65是显示非专利文献2中公开的现有技术的第一半透射型液晶显示装置的平面图。

图66是显示非专利文献2中公开的现有技术的第二半透射型液晶显示装置的平面图。

标记的描述

1、11、12、13、14、15、16、17、18、19、10、111、112、113、114、115、116、117、118、119；三维图像显示装置

2、21、22、23、24、25、26、27、28、29、20、221、222、223、224、225、226、227、228、229；半透射型液晶显示面板

3、31、32、33；柱镜光栅

3a、31a、32a、33a；圆柱透镜

4L、41L、42L、43L、44L、45L、46L、47L、401L、402L、403L、404L、405L、406L、407L；左眼像素

4R、41R、42R、43R、44R、45R、46R、47R、401R、402R、403R、404R、405R、406R、407R；右眼像素

4F；第一视点像素

4S；第二视点像素

4La、41La、42La、43La、44La、45La、46La、47La、401La、402La、403La、404La、405La、406La、407La、4Ra、41Ra、42Ra、43Ra、44Ra、45Ra、46Ra、47Ra、401Ra、402Ra、403Ra、404Ra、405Ra、406Ra、407Ra、4Fa、4Sa；透射区域

4Lb、41Lb、42Lb、43Lb、44Lb、45Lb、46Lb、47Lb、401Lb、402Lb、403Lb、404Lb、405Lb、406Lb、407Lb、4Rb、41Rb、42Rb、43Rb、44Rb、45Rb、46Rb、47Rb、401Rb、402Rb、403Rb、404Rb、405Rb、406Rb、407Rb、4Fb、4Sb；反射区域

4Lc、41Lc、42Lc、43Lc、44Lc、45Lc、46Lc、47Lc、401Lc、402Lc、403Lc、404Lc、405Lc、406Lc、407Lc、4Rc、41Rc、42Rc、43Rc、44Rc、45Rc、46Rc、47Rc、401Rc、402Rc、403Rc、404Rc、405Rc、406Rc、407Rc、4Fc、4Sc；色层

4Ld、41Ld、42Ld、43Ld、44Ld、45Ld、46Ld、47Ld、401Ld、402Ld、403Ld、404Ld、405Ld、406Ld、407Ld、4Rd、41Rd、42Rd、43Rd、44Rd、45Rd、46Rd、47Rd、401Rd、402Rd、403Rd、404Rd、405Rd、406Rd、407Rd、4Fd、4Sd；通孔

4Le、41Le、42Le、43Le、44Le、45Le、46Le、47Le、401Le、402Le、403Le、404Le、405Le、406Le、407Le、4Re、41Re、42Re、43Re、44Re、45Re、46Re、47Re、401Re、402Re、403Re、404Re、405Re、406Re、407Re、4Fe、4Se；遮光区域

51；右眼

52；左眼

6；蝇眼透镜

7；视差栅栏

7a；狭缝

8；平面光源

9、91；移动电话

1021；透射型液晶显示面板

1043；左眼像素

1044；右眼像素

1006；遮光部分

1007；视差栅栏

1007a；狭缝

1010；光源

1051、2051；右眼

1052、2052；左眼

2021；透射型液晶显示面板

2043；左眼像素

2044；右眼像素

2003；柱镜光栅

2003a；圆柱透镜

2010；光源

3001；多图像同时显示装置

3002；CRT

3003；柱镜光栅

4022；半透射型液晶显示面板

4040；像素4040

4041R；透射区域(红色)

4042R；反射区域(红色)

4041G；透射区域(绿色)

4042G；反射区域(绿色)

4041B；透射区域(蓝色)

4042B；反射区域(蓝色)

5001；下基板

5003；反射电极

5008；透射电极

5011；滤色器层

5011a；红色滤色器层

5011b；绿色滤色器层

5011c；蓝色滤色器层

5021；信号电极

5022；扫描电极

5023；薄膜晶体管(TFT)

具体实施方式

下面参照本发明实施方式的显示面板、显示装置和终端装置的附图进行详细描述。首先，给出本发明第一个实施方式的显示面板、显示装置和终端装置的解释。图1是显示本实施方式的显示面板的平面图。图2是显示本实施方式的显示装置的透视图。图3是显示本实施方式的终端装置的透视图。

如图1中所示，第一个实施方式的显示面板是装配有柱镜光栅3的半透射型液晶显示面板2。对于该半透射型液晶显示面板2，每个像素对以矩阵形状设置，所述像素对为由一个左眼像素4L和一个右眼像素4R组成的显示单元。柱镜光栅3是具有大量一维布置的圆柱透镜3a的透镜阵列。圆柱透镜3a的排列方向设为左眼像素4L和右眼像素4R重复布置的方向上。圆柱透镜3a的延伸方向，即纵向方向，是在显示平面内与圆柱透镜3a的排列方向正交的方向。如图2中所示，圆柱透镜具有半圆柱形凸起。在图1中，以夸大的形式描述了该形状。实际上，与形成像素的表面平行的表面描述为矩形，没有出现凸起形状。这在显示其它实施方式中出现的圆柱透镜的平面图中相同。

在该说明书中，为了简便起见，如下所示设立XYZ正交坐标系统。在其中左眼像素4L和右眼像素4R重复布置的方向上，从左眼像素4L到右眼像素4R的方向认为是+X方向，相反的方向认为是-X方向。然后将+X方向和-X方向总和，以给出X轴方向。此外，圆柱透镜3a的纵向方向认为是Y轴方向。此外，与X轴方向和Y轴方向均正交的方向认为是Z轴方向。从左眼像素4L或右眼像素4R到柱镜光栅3的方向认为是+Z方向，相反的方向认为是-Z方向。+Z方向向前，即向着观看者的方向。用户在+Z一侧上观看半透射型液晶显示面板2的表面。+Y方向被认为是其中建立右手坐标系统的方向。就是说，人右手的拇指指向认为是+X方向，食指指向认为是+Y方向，中指指向认为是+Z方向。

当设立XYZ正交坐标系统时，圆柱透镜3a的排列方向变为X方向，左眼像素4L和右眼像素4R都分别布置在Y轴方向上的一行中。像素对在X方向上的排列间隔大约等于圆柱透镜的排列间隔。在该X方向上，组成在Y轴方向上布置的一对像素对的一行对应于一个圆柱透镜3a。

在左眼像素4L处设置有用于透射显示的透射区域4La和用于反射显示的反射区域4Lb。透射区域4La和反射区域4Lb如此形成，即将左眼像素4L沿Y轴方向分为相等的两半。-Y方向一侧上的区域是透射区域4La，在+Y方向一侧上的区域是反射区域4Lb。

在位于半透射型液晶显示面板2的-Z方向上的玻璃基板(没有示出)处，在与液晶层(没有示出)接触的表面处，例如由诸如铝这样的金属膜(没有示出)形成反射区域4Lb。从前方入射并穿过半透射型液晶显示面板的液晶层的光被该金属膜反射并再次穿过液晶层，从而发射到前方。

在左眼像素4L的透射区域4La和反射区域4Lb处设置有用于实现彩色显示的色层4Lc。在位于半透射型液晶显示面板2的+Z方向上的玻璃基板(没有示出)处，在与液晶层(没有示出)接触的表面处，使用例如包含颜料的有机膜(没有示出)形成色层4Lc。从前方入射到半透射型液晶显示面板2的色层4Lc的光在穿过液晶层之后再次被金属膜反射，从而再穿过液晶层一次。然后该光再次穿过色层4Lc并发射到前方。在另一侧上，从后面入射到半透射型液晶显示面板2的光在穿过液晶层之后穿过色层4Lc并发射到前方。

在反射区域4Lb的一部分色层4Lc处设置有狭缝形通孔4Ld。该狭缝形通孔4Ld布置在反射区域4Lb中的+Y方向上的一端处。该狭缝在X轴方向上的宽度是左眼像素4L的显示区域在X轴方向上的宽度或更大，该狭缝在Y轴方向上的宽度是固定的，不管X轴方向上的坐标如何。就是说，由狭缝形通孔4Ld形成的在+Y方向上的一边和在-Y方向上的一边布置成平行。在一个实例中，通孔4Ld在Y轴方向上的宽度设为反射区域4Lb在Y轴方向上的宽度的一半。

在左眼像素4L的透射区域4La和反射区域4Lb处设置有遮光区域4Le。遮光区域4Le是为了在显示时防止正被观看的相邻像素的影响并为配线等遮光而设置的区域。如同色层4Lc一样，在位于半透射型液晶显示面板2中的+Z方向上的玻璃基板(没有示出)处，在与液晶层(没有示出)接触的表面处，使用例如包含黑色颜料的有机膜(没有示出)形成遮光区域4Le。

右眼像素4R具有与左眼像素4L完全相同的结构，但相对于相应圆柱透镜3a的位置关系与左眼像素4L的不同。就是说，透射区域4Ra、反射区域4Rb、色层4Rc、狭缝形通孔4Rd和遮光区域4Re是与每个左眼像素4L相同构造的元件，并布置为右眼像素4R的构造元件。

图1显示了显示面板的一对左眼像素和右眼像素以及对应于该对像素的圆柱透镜。此外，像素布置在圆柱透镜的焦平面处。就是说，圆柱透镜的主点(在+Z方向上最凸出的倾斜部分)与像素之间的距离设为圆柱透镜的焦距。

如图2中所示，该第一个实施方式的显示装置是在显示面板的后表面处(即在-Z一侧处)，设置带有平面光源8的三维图像显示装置1。平面光源8是下面这样的光源，即，在能通过利用由平面光源8发射的光观看透射显示的半透射型液晶显示面板2的透射显示中作为背光来操作。

如图3中所示，该显示装置2例如安装在移动电话9的显示单元上。就是说，移动电话9，即该实施方式的终端装置，装配有显示装置2。Y轴方向，即图1中所示的圆柱透镜3a的纵向方向，组成三维图像显示装置1的屏幕的垂直方向，即竖直方向。X轴方向，即圆柱透镜3a的排列方向，组成三维图像显示装置1的屏幕的纵向方向，即水平方向。在该移动电话9中，三维图像显示装置1由嵌到移动电话9中的电池(没有示出)驱动。

接下来，给出如上所述构造的该实施方式的三维图像显示装置的操作的解释。图4是以沿与X轴方向平行的线段处的像素的透射区域的横截面显示在图2中所示的半透射型液晶显示面板2的光学模型的示图。图5是以沿与X轴方向平行的线段处的不包括通孔的反射区域的横截面显示在图2中所示的半透射型液晶显示面板2总的光学模型的示图。图6是以沿与X轴方向平行的线段处的包括通孔的反射区域的横截面显示用于图2中所示的半透射型液晶显示面板2的光学模型的示图。

如图4中所示，从外部控制装置(没有示出)给半透射型液晶显示面板2输入信号，左眼像素4L和右眼像素4R分别显示左眼图像和右眼图像。在该情形中，平面光源8发光，该光入射到半透射型液晶显示面板2。在入射到半透射型液晶显示面板2的光中，入射到反射区域4Lb和4Rb的光被用作反射板的金属膜反射。然后该光没有穿过半透射型液晶显示面板2而再次入射到平面光源8。另一方面，入射到透射区域4La和4Ra的光穿过液晶层以及位于半透射型液晶显示面板2的透射区域4La和4Ra处的色层4Lc和4Rc，并入射到柱镜光栅3。由平面光源8发射的光穿过透射区域4La和4Ra，入射到柱镜光栅3，实现透射显示。此时，该光仅穿过色层4Lc和4Rc一次。

如图5中所示，诸如自然光和照明光这样的外部光从前方行进，穿过柱镜光栅3并入射到半透射型液晶显示面板2。在入射到液晶显示面板2的光中，入射到存在于色层4Lc和4Rc处的反射区域4Lb和4Rb的光穿过半透射型液晶显示面板2的色层4Lc和4Rc。然后该光穿过液晶层，被金属膜反射，并再次穿过液晶层。然后该光再次穿过色层4Lc和4Rc并入射到柱镜光栅3。就是说，入射到存在于色层4Lc和4Rc处的反射区域4Lb和4Rb的外部光穿过色层4Lc和4Rc两次。另一方面，入射到透射区域4La和4Ra的光透射到半透射型液晶显示面板2的后面，即透射到平面光源8的一侧，对显示没有直接贡献。诸如自然光和照明光这样的外部光穿过反射区域4Lb和4Rb，入射到柱镜光栅3，实现反射显示。

如图6中所示，在穿过柱镜光栅3并入射到半透射型液晶显示面板2上的来自前方的外部光中，入射到反射区域4Lb和4Rb处的其中不存在色层4Lc和4Rc的通孔4Ld和4Rd的光穿过半透射型液晶显示面板2的液晶层并被金属膜反射。然后该光再次穿过液晶层并入射到柱镜光栅3。就是说，入射到通孔4Ld和4Rd的外部光基本上不穿过色层4Lc和4Rc。如图6中所示，在X轴方向上，通孔4Ld的宽度为用于左眼像素4L的显示区域的宽度或更大。此外，通孔4Rd的宽度为用于右眼像素4R的显示区域的宽度或更大。因此通孔沿X轴方向连续地形成，没有被分为几部分。

从平面光源8入射到柱镜光栅3的光或诸如自然光和照明光这样的外部光被每个圆柱透镜3a折射，并被分离到与Y轴方向(即圆柱透镜3a的纵向方向)正交的相互不同的方向。该光的传播方向沿X轴方向相对于圆柱透镜3a的光轴平面倾斜。结果，从左眼像素4L的透射区域4La和反射区域4Lb发射的光指向区域EL，从右眼像素4R的透射区域4Ra和反射区域4Rb发射的光指向区域ER。当观看者将他们的左眼52放在区域EL处并将他们的右眼51放在区域ER处时，可观看到三维图像。

柱镜光栅3是一组一维圆柱透镜。因此对于Y轴方向(即纵向方向)来说，不具有透镜效果，光在Y轴方向上不分离。在左眼像素4L处，透射区域4La、存在于色层4Lc处的反射区域4Lb和具有通孔4Ld的反射区域4Lb布置在Y轴方向上。类似地，对于右眼像素4R来说，透射区域4Ra、存在于色层4Rc处的反射区域4Rb和具有通孔4Rd的反射区域4Rb也布置在Y轴方向上。从左眼像素4L和右眼像素4R发射的光沿X轴方向(即圆柱透镜的排列方向)分离。然而，从左眼像素4L的透射区域4La和反射区域4Lb发射的光没有被分离而是被混合，并向着同一区域EL行进，从右眼像素4R的透射区域4Ra和反射区域4Rb发射的光没有被分离而是被混合，并向着同一区域ER行进。类似地，对于从反射区域4Lb和4Rb发射的光，从其中存在色层4Lc和4Rc的区域发射的光以及从具有通孔4Ld和4Rd的区域发射的光没有被圆柱透镜3分离而是被混合，并向着每个像素区域行进。因此不仅在Y轴方向上而且还在X轴方向上可实现均匀的反射显示，不受通孔的影响，因此可抑制由于视角和外部光条件而产生色差的现象。

接下来，给出该实施方式的效果的解释。根据该实施方式的显示面板，通过以在柱镜光栅的排列方向上延伸的狭缝形状形成位于反射区域处的色层的通孔，可实现不受通孔影响的均匀的反射显示，并可抑制由于视角和/或外部光条件而产生的色差现象。此外，设置了其中在反射区域中没有形成色层的通孔区域。因此，通过在没有形成色层的区域处显示白色并将穿过色层的光混合，可抑制用于反射显示的颜色比用于透射显示的颜色浓的问题。因此可获得明亮的反射显示。

对于本实施方式的半透射型液晶显示面板，如果采取其中每个像素都设置形成有通孔的反射区域和透射区域的构造，则可应用本发明。本实施方式的半透射型液晶显示面板基本上不受反射区域和透射区域的比率以及通孔的比率的影响。本实施方式还可类似地应用于其中透射区域的比率较大的微反射型液晶显示面板和其中反射区域的比率较大的微透射型液晶显示面板。在反射区域处通孔的比例，即狭缝在Y轴方向上的宽度，可根据色层的类型而变化。

已经对于该实施方式中的通孔给出了解释，其中不管X轴方向坐标如何，Y轴方向上的宽度都固定。然而，通孔的每个边并不是必须与X轴平行。例如，通孔还可具有从X轴方向倾斜的一个边。就是说，通孔在Y轴方向上的宽度总是固定就够了。

在相邻像素的边界区域处，色层可以是连续的或不连续的。然而，当相邻像素具有相同颜色的色层时，优选色层是连续的。因此可提高色层的粘附力，并可提高制造时的生产量。然而，当相邻像素具有不同颜色的色层时，优选色层是不连续的。当不同颜色的色层堆叠在一起时，表面的波动变得相当大。就是因为这样，才产生液晶分子的异常取向且显示质量降低。

在该实施方式中给出了当在反射区域中形成通孔时的解释。然而，本发明并不限于该方面，其可类似地应用于其中在透射区域中形成通孔的情形。该实施方式不仅可应用于半透射型液晶显示元件，而且还可应用于反射型显示元件或透射型显示元件，从而实现不受通孔影响的均匀的显示。

此外，在本实施方式中，给出了下面所述情形的解释，其中，在位于半透射型液晶显示面板中的+Z方向上的玻璃基板处，在与液晶层接触的表面上形成色层。然而，本发明并不限于该方面，色层可形成在其它位置处。在一个实例中，在位于半透射型液晶显示面板中的-Z方向上的玻璃基板处，在与液晶层接触的表面处，可以形成色层，即，在反射区域处，在用作反射板的金属膜与液晶层之间形成。这样，当在形成反射板的基板上形成色层时，可以较高的精度设置色层和反射板。因此可扩大对显示有贡献的显示面板的区域，并可提高反射率和透射率。

此外，用于驱动液晶显示面板的方法可以是诸如TFT(薄膜晶体管)法或TFD(薄膜二极管)法这样的有源矩阵方法，或者诸如STN(超扭曲向列液晶)法这样的无源矩阵方法。显示面板在每个像素处都设置有透射区域和反射区域，但液晶显示面板并不限于该方面。

在该实施方式中，给出了仅设置有左眼像素和右眼像素的双眼三维显示装置的情形的解释，但本发明还可应用于N眼装置(其中N是大于2的整数)。

在该实施方式中，除使用滤色器的彩色显示之外，还可使用其中多个颜色的光源共享时间的照明方法来显示彩色图像。因此可减小色混合并还可显示较宽的色带。

在该实施方式中，在使用具有图像分离的光学元件的柱镜光栅的情况下给出了解释。然而，本发明并不限于该方面，还可使用其中在X轴方向上布置有大量狭缝的视差栅栏。而柱镜光栅在形状上是三维的，在高度方向上具有结构，视差栅栏具有使用光刻技术很容易形成的平面二维形状，因此可降低成本。

在该实施方式中，作为终端装置，显示了移动电话，但本发明并不限于该方面。本实施方式的显示装置不仅可应用于移动电话，而且还可应用于诸如PDA(个人数字助理)、游戏机、数码照相机和数码摄像机这样的各种便携式终端仪器。该实施方式的显示装置不仅可应用于便携式终端装置，而且还可应用于诸如笔记本型个人计算机、自动柜员机和自动贩卖机这样的各种终端装置。

上面是本发明第一个实施方式的概要。本实施方式的显示面板包括：以矩阵形状布置的多个显示单元，每个显示单元至少包括用于显示第一视点图像的像素和用于显示第二视点图像的像素；光学部件，其用于沿第一方向在相互不同的方向上分离从所述显示单元内的每个像素发射的光，用于显示第一视点图像的所述像素和用于显示第二视点图像的所述像素沿着该第一方向排列；每个都至少设置在每个像素的显示区域处的滤色器层；和设置在每个像素的所述滤色器层处的通孔。所述通孔在所述第一方向上的宽度为所述显示区域的宽度或更大。在本发明中，可减小通孔的影响，并可减少由于视角和/或光源条件而导致产生的色差的现象。

还优选的是，不管所述第一方向如何，在所述显示面板的显示表面处，所述通孔在与所述第一方向正交的第二方向上的宽度固定。结果，可完全消除通孔的影响，并可减少由于视角和/或光源条件而导致产生的色差的现象。

此外，所述显示面板可以是在显示区域处具有透射区域和反射区域的半透射型显示面板，所述通孔设置在反射区域处。因此可实现不受通孔影响的均匀的反射显示，并可减少由于视角和/或外部光条件而导致产生的色差的现象。

此外，所述光学部件可以是其中在所述第一方向上排列有沿第二方向(即纵向方向)上延伸的设置在每一行显示单元处的多个圆柱透镜的柱镜光栅。因此没有光损耗，可实现明亮显示。

此外，装配有本发明的显示面板的显示装置可显示三维图像，其中所述第一方向是屏幕的水平方向，所述第一视点图像是左眼图像，所述第二视点图像是相对于所述左眼图像具有视差的右眼图像。因此可实现优良的三维显示。

接下来，给出本发明的半透射型液晶显示面板的第一个对比例的解释。图7是显示第一个对比例的显示面板的平面图。图8是显示第一个对比例的显示装置的透视图。图9是以沿与X轴方向平行的线段处的包括通孔的反射区域的横截面显示图8中所示的半透射型液晶显示面板的光学模型的示图。第一个对比例与上述本发明第一个实施方式的区别在于，第一个对比例显示了下面所述的情形，即，其中在反射区域的中心部分处设置类似于反射区域的形状且比反射区域小的通孔。

如图7和图8中所示，在第一个对比例中所示的三维图像显示装置11的半透射型液晶显示面板21中，与第一个实施方式的半透射型液晶显示面板2相比，在使用左眼像素41L和右眼像素41R的这一点上不同。就是说，在左眼像素41L处，透射区域41La、反射区域41Lb和遮光区域41Le以与第一个实施方式相同的方式放置，但是设置在色层41Lc处的通孔41Ld的形状不同。在第一个对比例中，在反射区域41Lb的中心部分处，通孔41Ld的形状类似于反射区域41Lb的形状并形成为比反射区域小。通孔41Ld在X轴方向上的宽度形成为反射区域41Lb在X轴方向上的宽度的一半，在Y轴方向上的宽度形成为反射区域41Lb在Y轴方向上的宽度的一半。

此外，在右眼像素41R处，通孔41Rd的形状可以是与左眼像素41L相同的形状。除上述之外，该对比例的构造与第一个实施方式相同。

接下来，给出如上所述构造的第一个对比例的显示装置的操作的解释。如图9中所示，在第一个对比例的反射区域41Lb和41Rb处，当穿过柱镜光栅3并入射到半透射型液晶显示面板21的来自前方的外部光入射到存在于色层41Lc和41Rc处的反射区域41Lb和41Rb时，光穿过半透射型液晶显示面板21的色层41Lc和41Rc。接着，光穿过液晶层并被膜反射。然后光再次穿过液晶层，再次穿过色层41Lc和41Rc，并入射到柱镜光栅3。就是说，入射到其中存在色层41Lc和41Rc的反射区域41Lb和41Rb的外部光穿过色层41Lc和41Rc两次。

另一方面，入射到反射区域41Lb和41Rb处的其中不存在色层41Lc和41Rc的通孔41Ld和41Rd的外部光穿过半透射型液晶显示面板21的液晶层。然后该光被金属层反射并再次穿过液晶。然后该光入射到柱镜光栅。就是说，入射到通孔41Ld和41Rd的外部光基本上不穿过色层41Lc和41Rc。

在该对比例中，在其中柱镜光栅3具有透镜效果的X轴方向上，形成通孔41Ld和41Rd的区域和没有形成通孔41Ld和41Rd的区域重复布置。结果，当外部光穿过通孔41Ld和41Rd时，穿过色层41Lc和41Rc的外部光沿X轴方向(即圆柱透镜的排列方向)分离。就是说，穿过通孔41Ld的光向着EL1行进，穿过通孔41Rd的光向着ER1行进。

如上所述，穿过通孔的光是白光。与其它区域EL或ER相比，区域EL1或ER1是与白色更接近的颜色。在区域EL1或ER1处，与区域EL和ER相比，由色层41Lc和41Rc吸收的外部光的量较小，因此产生高反射率的显示。结果，当观看者将他们的左眼52放在区域EL1处，将他们的右眼51放在区域ER1处时，观看者看到明亮的但色纯度较低的显示。另一方面，当观看者将他们的左眼52放在区域EL处，将他们的右眼51放在区域ER处时，观看者看到色密度较深的显示。该现象根据外部光特性而变化，当入射诸如阳光这样的平行光时尤其明显。

当在透镜排列方向上形成不均匀的通孔时，由于通孔的影响，反射显示的质量大大降低，且由于视角，即视角和/或外部光条件，产生色差。

接下来，给出本发明第二个实施方式的解释。图10是显示该实施方式的显示面板的平面图。图11是显示该实施方式的显示装置的透视图。如图10和11中所示，第二个实施方式的半透射型液晶显示面板22和三维图像显示装置12与第一个实施方式的半透射型液晶显示面板2和三维图像显示装置1的区别在于使用左眼像素42L和右眼像素42R。

就是说，在左眼像素42L处，透射区域42La、反射区域42Lb和遮光区域42Le以与第一个实施方式相同的方式放置，但色层42Lc处设置的通孔42Ld的形状不同。在第一个实施方式中，通孔42Ld是狭缝形的，且不管X轴方向上的坐标如何，通孔在Y轴方向上的开口的宽度固定。对于这一点，第二个实施方式中的通孔42Ld的形状类似地是狭缝形的，但开口在Y轴方向上的宽度根据X轴方向上的坐标而变化。在一个实例中，开口的宽度在左眼像素42L在X轴方向上的中心部分处最大，开口宽度设为向着左眼像素42L的端部逐渐变小。

此外，在右眼像素42R处，通孔42Rd的形状可以是与左眼像素42L相同的形状。除上述之外，该对比例的构造与第一个实施方式的相同。

在该实施方式中，通孔以狭缝的形状形成。通孔在Y轴方向上的宽度在每个左眼像素和右眼像素在X轴方向上的中心部分处最大。结果，关于由于X轴方向上的位置而产生的色变，通孔的宽度也逐渐改变。因此色变也是逐渐的，减小了由观看者感觉到的不舒服的程度。这是因为柱镜光栅具有放大像素的效果。就是说，像素被柱镜光栅放大。因此，由通孔的开口的高度差(即在Y轴方向上的宽度差)导致的部分变色依赖于X轴方向上的视角。换句话说，在显示表面处没有发生色变，但当观看显示的角度变化时，颜色变化。在该实施方式中，通孔在Y轴方向上的宽度根据X轴方向上的位置而逐渐变化。这意味着逐渐产生依赖于视角的色变。因此观看者很难根据视角看到色变。因此，通过确保通孔在与X轴方向(即透镜分离方向)正交的Y轴方向上的宽度根据X轴方向上的位置而逐渐变化，可减小通孔的影响。此外，在像素的中心部分处反射率最高。这意味着可进行明亮的反射显示。

此外，在该实施方式中，用于每个像素的通孔形成为关于Y轴对称。例如，左眼像素42L处，通孔在Y轴方向上的宽度在X轴方向上的中心部分处最大。当与Y轴平行的对称轴布置在X轴方向上的中心部分处时，通孔的形状相对于该对称轴线对称。同样的情况也应用于右眼像素42R。作为透镜的分离功能的结果，在正常双眼观看过程中，通过左眼观看左眼像素在X轴方向上的中心部分。类似地，通过右眼观看右眼像素在X轴方向上的中心部分。作为该实施方式的构造的结果，由左眼观看的图像的颜色和由右眼观看的图像的颜色可达到相同的程度。因此可减小不舒服并提高图像质量。用于左右像素的通孔的形状是相同的。当远离该最佳位置移动时，由左眼和右眼观看到的图像的颜色类似地变化。因此即使在除用于双眼观看的最佳位置之外的其它位置处，也可使由左眼观看到的图像的颜色和由右眼观看到的图像的颜色达到相同的程度。因此可减小不舒服并获得较高的图像质量。

注意左眼像素和右眼像素相邻的区域，通孔在Y轴方向上的宽度形成为大致相同。通孔在Y轴方向上的宽度具有最大值和最小值并逐渐变化。这意味着，即使当观看显示的角度变化时也可抑制突然的色变，并可减小不舒服。除上述之外第二个实施方式的其它操作和效果与第一个实施方式的相同。

接下来，给出本发明第三个实施方式的描述。图12是显示该实施方式的显示面板的平面图。图13是显示该实施方式的显示装置的透视图。图14是以沿与X轴方向平行的线段处的包括通孔的反射区域的横截面显示在图13中所示的半透射型液晶显示面板中的光学模型的示图，图15是显示下述情形的光学模型的示图，即其中使用焦距比透镜像素之间的距离小的透镜的情形。如图12和13中所示，第三个实施方式的半透射型液晶显示面板23和三维图像显示装置13与第一个实施方式的半透射型液晶显示面板2和三维图像显示装置1的区别在于使用左眼像素43L、右眼像素43R和柱镜光栅31。

在左眼像素43L处，透射区域43La、反射区域43Lb和遮光区域43Le与第一个实施方式相同地设置，但色层43Lc处设置的通孔43Ld的形状不同。在反射区域43Lb的中心部分处，该实施方式的通孔43Ld类似于反射区域的形状并且比反射区域小。特别是，通孔43Ld在X轴方向上的宽度小于像素的反射区域43Lb的宽度，通孔43Ld在X轴方向上的宽度设为像素间距的一半或更大，在该实例中设为80％。在该实施方式中，给出了下面所述情形的描述，即，其中通孔43Ld在X轴方向上的宽度为像素间距的50％或更大。此外，对于右眼像素43R，通孔43Rd的形状可以是与左眼像素43L相同的形状。如图14中所示，通孔43Ld和通孔43Rd相对于X轴方向被色层43Lc和色层44Rc分开。

在柱镜光栅31处，与本发明第一个实施方式的柱镜光栅3相比，曲率半径较小，即，区别在于使用短焦距的圆柱透镜31a。除上述之外，本实施方式的其它构造与第一个实施方式的相同。

接下来，给出如上所述构造的第三个实施方式的显示装置的操作的解释。如图14中所示，在第三个实施方式的反射区域43Lb和43Rb处，当穿过柱镜光栅31从而入射到半透射型液晶显示面板23的来自前方的外部光入射到存在于色层43Lc和43Rc处的反射区域43Lb和43Rb时，光穿过半透射型液晶显示面板23的色层43Lc和43Rc。然后该光穿过液晶层并被金属膜反射，并且再次穿过液晶层。然后该光再次穿过色层43Lc和43Rc，从而入射到柱镜光栅31。就是说，入射到其中存在色层43Lc和43Rc的反射区域43Lb和43Rb的外部光穿过色层43Lc和43Rc两次。

另一方面，入射到反射区域43Lb和43Rb处的其中不存在色层43Lc和43Rc的通孔43Ld和43Rd的外部光穿过半透射型液晶显示面板23的液晶层。然后该光被金属层反射并再次穿过液晶。然后该光入射到柱镜光栅31。就是说，入射到通孔43Ld和43Rd的外部光基本上不穿过色层43Lc和43Rc。

在第三个实施方式中，在其中柱镜光栅31具有透镜效果的X轴方向上，形成通孔43Ld和43Rd的区域和没有形成通孔43Ld和43Rd的区域重复布置。结果，当外部光穿过通孔43Ld和43Rd时，穿过色层43Lc和43Rc的外部光沿X轴方向(即圆柱透镜的排列方向)分离。

然而，与本发明的第一个实施方式相比，柱镜光栅31的曲率半径设为较小。因此在观看平面中的成像效果较弱，因此像素图像成为渐变的(gradated)。因此可使在X轴方向上颜色的分离变弱，并可减小颜色对视角的依赖性。

下面使用图14和15定量解释该实施方式中的柱镜光栅31的曲率半径。柱镜光栅31的主点(即顶点)与像素之间的距离取为H，柱镜光栅31的折射率取为n，透镜间距取为L。每一个左眼像素43L和右眼像素43R的间距取为P。此时，每个都由一个左眼像素43L和一个右眼像素43R组成的显示像素的排列间距取为2P。柱镜光栅31与观看者之间的距离取为最佳观看距离OD，像素在该距离OD处产生的放大投影图像的间隔，即左眼像素43L和右眼像素43R在与透镜平行的且远离透镜为距离OD的虚平面中的投影图像的宽度的间隔取为e。在X轴方向上，从位于柱镜光栅31中心处的圆柱透镜31a的中心到位于柱镜光栅31的端部处的圆柱透镜31a的中心的距离取为WL，在X轴方向上，从由位于半透射型液晶显示面板23中心处的由左眼像素43L和右眼像素43R组成的显示像素的中心到位于半透射型液晶显示面板23的端部处的显示像素的中心的距离取为WP。光在位于柱镜光栅31中心处的圆柱透镜31a处的入射角和出射角取为α和β，在X轴方向上，光在位于柱镜光栅31的端部处的圆柱透镜31a处的入射角和出射角取为γ和δ。距离WL与距离WP之间的差取为C，距离WP的区域中包含的像素的数量取为2m。在图15中，描述了其中在几乎没有透镜梯度(lensgradation)的情况下左眼像素43L和右眼像素43R的投影图像的宽度为e的情形。然而，因为每个像素的投影图像的宽度随着梯度量的变大而变大，在两侧上投影图像的交迭也变大，因此间隔e保持不变。此外，在该实施方式之后描述的第四到第九个实施方式中，附图中投影图像的宽度在附图中显示为看起来与间隔相同，在附图中，投影图像的宽度读出为e，投影图像的宽度的间隔总是e。圆柱透镜31a的排列间距L和像素的排列间距P以一个决定另一个的方式相互相关。一般地，其中根据显示面板设计柱镜光栅的情形是常用的，像素的排列间距P保持为常数。通过选择用于柱镜光栅31的材料决定折射率n。对此，透镜与观看者之间的观看距离OD和像素在观看距离OD处的放大投影图像的间隔设为期望的值。使用这些值决定透镜的顶点与像素之间的距离H和透镜间距L。使用斯涅耳定律和几何关系建立下面的方程式1到6。然后建立下面的方程式7到9。

[方程式1]

n×sinα＝sinβ

[方程式2]

OD×tanβ＝e

[方程式3]

H×tanα＝P

[方程式4]

n×sinγ＝sinδ

[方程式5]

H×tanγ＝C

[方程式6]

OD×tanδ＝WL

[方程式7]

WP-WL＝C

[方程式8]

WP＝2×m×P

[方程式9]

WL＝m×L

在本发明的第一个实施方式中，柱镜光栅的顶点与像素之间的距离设为等于柱镜光栅的焦距f。因此建立下面的方程式10，当透镜的曲率半径取为r时，可从下面的方程式11获得曲率半径r。

[方程式10]

f＝H

[方程式11]

r＝H×(n-1)/n

柱镜光栅的横向放大率认为是像素的放大投影图像的间隔除以像素间隔，即除以像素间距，因此其为e/P。

当通孔43Ld和43Rd在X轴方向上的开口的宽度定义为像素间距的t倍时，在该实施方式中，建立下面的方程式12。

[方程式12]

0.5≦t<1

当如上定义时，通孔在观看平面处产生的放大图像的宽度变为t×e。然后从像素的放大投影图像的间隔减去该通孔的放大图像的宽度，然后进行二等分，以减小通孔在观看平面处的影响。就是说，像素图像优选仅以(1-t)×e/2进行渐变。

如图15中所示，当柱镜光栅的曲率半径设为小于方程式17的值时，柱镜光栅的像点设为比透镜更向着+Z一侧。当从柱镜光栅的主点到像点的距离取为I1时，使用相似关系建立下面的方程式13。

[方程式13]

I1＝OD×L/((1-t)×e+L)

还使用Abbe不变量建立下面的方程式14。

[方程式14]

n/I1-1/OD＝(n-1)/r1

这里，r1是当像素图像渐变时柱镜光栅的曲率半径。当通过将方程式13代入方程式14中获得r1时，可获得下面的方程式15。

[方程式15]

r1＝OD×(n-1)×L/(n×(1-t)×e+(n-1)×L)

该曲率半径r1是用于实现最小渐变的值，其对应于曲率半径的最大值。因此曲率半径r1优选设为在下面由方程式16确定的范围。

[方程式16]

r1≦OD×(n-1)×L/(n×(1-t)×e+(n-1)×L)

在该实施方式中，通孔以矩形开口的形状形成。通过如此设置曲率半径，即柱镜光栅的焦距小于透镜像素之间的距离，可减小通孔的影响并抑制色差。

方程式16仅仅定义了曲率半径的上限。随着曲率半径变小，透镜的分离功能也下降。就是说，曲率半径的下限是其中可发挥透镜的分离功能的值。换句话说，应如此确定曲率半径的最小值，即柱镜光栅在其中显示第一视点图像的像素和显示第二视点图像的像素排列的方向上分离从每个像素发射的光。

首先，计算可发挥透镜分离功能的焦距范围的最小值。如图16中所示，为了发挥分离功能，优选在将透镜间距L作为底、将焦距f作为高的三角形处和将像素间距P作为底、将H-f作为高的三角形处建立相似关系。可根据H×L/(L+P)获得焦距的最小值。

接着，根据焦距计算曲率半径。使用方程式11，可根据H×L×(n-1)/(L+P)/n获得曲率半径的最小值。就是说，曲率半径优选满足方程式16，以致设为该值或更大。

在该实施方式中，给出了其中具有左眼像素和右眼像素的双眼三维图像显示装置的描述，但本发明并不限于该方面。本发明还可类似地应用于N视点(其中N是自然数)方法显示装置。在这种情况下，对于距离WP的定义，优选将距离WP的区域中包含的像素的数量从2m变为N×m。

在该实施方式中使用柱镜光栅给出了解释，但如图17中所示，透镜元件还可由二维布置的蝇眼透镜6组成。该光学部件还在与显示面板的显示平面内的第一方向正交的第二方向上具有分离从每个像素发射的光的效果。结果，不仅可在第一方向上而且还可在第二方向上观看对于不同的视点的图像。

在该实施方式中，给出了其中通孔以矩形开口的形状形成的情形的解释。然而，本发明并不限于该方面。例如，通孔还可以是圆形、椭圆形或多边形。与矩形相比，这种形状的锐角数量较少，因此制造简单。如果通孔在X轴方向(即诸如透镜这样的光学元件的分离方向)上不连续形成，则可类似地应用本发明。

下面是本发明上述第三个实施方式的概要。该实施方式的显示面板包括以矩阵形状布置的多个显示单元，每个显示单元至少包括用于显示第一视点图像的像素和用于显示第二视点图像的像素；光学部件，其用于沿第一方向在相互不同的方向上分离从所述显示单元内的每个像素发射的光，所述用于显示第一视点图像的像素和所述用于显示第二视点图像的像素沿着所述第一方向排列；每个都至少设置在每个像素的显示区域处的滤色器层；和设置在每个像素的所述滤色器层处的通孔。所述通孔形成被第一方向分割的形状，所述光学部件与所述像素不具有成像关系。在本发明中，通过以渐变的方式显示通孔图像，可减小通孔的影响并抑制色差。因为与第一个实施方式相比，可提高通孔排列的自由度，所以可提高显示质量。除上述之外第三个实施方式的其它操作和效果与第一个实施方式的相同。

接下来，给出本发明第四个实施方式的描述。图18是显示该实施方式的显示面板的平面图。图19是显示该实施方式的显示装置的透视图。图20是以沿与X轴方向平行的线段处的包括通孔的反射区域的横截面显示在图19中所示的半透射型液晶显示面板中的光学模型的示图。如图18和19中所示，第四个实施方式的半透射型液晶显示面板24和三维图像显示装置14与第三个实施方式的半透射型液晶显示面板23和三维图像显示装置13的区别在于使用左眼像素44L和右眼像素44R。

在左眼像素44L处，设置在色层44Lc处的通孔44Ld的形状与第三个实施方式的不同在于，在反射区域44Lb的中心部分处通孔的形状类似于反射区域的形状并比反射区域小。特别是，通孔43Ld在X轴方向上的宽度小于像素的反射区域43Lb的宽度，而通孔44Ld在X轴方向上的宽度为像素间距的一半或更小，在一个实例中设为30％。在该实施方式中，特别给出了其中通孔44Ld在X轴方向上的宽度为像素间距的50％或更小的情形的描述。如图20中所示，通孔44Ld和通孔44Rd相对于X轴方向被色层44Lc和色层44Rc分开。

此外，在右眼像素44R处，通孔44Rd的形状是与左眼像素44L相同的形状。除上述之外该实施方式的其它构造与第三个实施方式的相同。

对于柱镜光栅31的曲率半径设为较小，在观看平面处的成像效果较弱，且利用像素图像的渐变效果方面，该实施方式与本发明第三个实施方式相同。然而，因为通孔44Ld和44Rd在X轴方向上的开口的宽度设为像素间距的一半或更小，所以像素图像的渐变量是不同的。在该实施方式中，代替上述的方程式12，使用下面的方程式17。

[方程式17]

0<t≦0.5

当如上定义时，如图20中所示，通孔在观看平面处产生的放大图像的宽度变为t×e。为了减小通孔在观看平面处的影响，优选像素图像以下述一个值渐变，即将该通孔的放大图像的宽度二等分，即以t×e/2进行渐变。在下面的内容中，与第三个实施方式一样，优选如此计算透镜的曲率半径r2，即设为由下面的方程式18建立的范围。

[方程式18]

r2≦OD×(n-1)×L/(n×t×e+(n-1)×L)

该实施方式优选应用于其中通孔以矩形开口的形状形成且开口在X轴方向上的宽度较小的情形。因此可减小渐变的量并可实现较宽的立体区。除上述之外第四个实施方式其它的操作和效果与第三个实施方式的相同。

接下来，给出本发明第五个实施方式的描述。图21是显示该实施方式的显示面板的平面图。图22是显示该实施方式的显示装置的透视图。图23是以沿与X轴方向平行的线段处的包括通孔的反射区域的横截面显示在图22中所示的半透射型液晶显示面板中的光学模型的示图，图24是显示下述情形的光学模型的示图，即其中使用焦距比透镜像素之间的距离长的透镜的情形。

如图21和22中所示，第五个实施方式的半透射型液晶显示面板25和三维图像显示装置15与第三个实施方式的半透射型液晶显示面板23和三维图像显示装置13的区别在于使用柱镜光栅32，该柱镜光栅32使用较大曲率半径(即较长焦距)的圆柱透镜32a。除上述之外该实施方式其它的构造与第三个实施方式的相同。

该实施方式特征在于下述方面，即将柱镜光栅32的曲率半径设为较大，观看平面处的成像效果较弱，且利用像素图像的渐变效果。在该实施方式中使用与第三个实施方式相同的像素，因此上述方程式18成立。

如图24中所示，柱镜光栅的曲率半径设为大于方程式17的值，柱镜光栅的像点设为比透镜更向着-Z一侧。当从柱镜光栅的主点到像点的距离取为I2时，使用相似关系建立下面的方程式19。

[方程式19]

I2＝OD×L/((1-t)×e+L)

进一步使用Abbe不变量建立下面的方程式20。

[方程式20]

n/I2-1/OD＝(n-1)/r3

这里，r3是当像素图像渐变时柱镜光栅的曲率半径。当通过将方程式19代入方程式20中获得r3时，可获得下面的方程式21。

[方程式21]

r3＝OD×(n-1)×L/(n×(1-t)×e-(n+1)×L)

该曲率半径r1是用于实现最小渐变的值，其对应于曲率半径的最小值，因此优选设为在下面由方程式22确定的范围。

[方程式22]

r3≧OD×(n-1)×L/(n×(1-t)×e-(n+1)×L)

方程式22仅仅定义了曲率半径的下限。随着曲率半径变大，透镜的分离功能也下降。就是说，曲率半径的上限是其中可发挥透镜的分离功能的值。换句话说，应如此确定曲率半径的最大值，即柱镜光栅沿其中显示第一视点图像的像素和显示第二视点图像的像素排列的方向将从每个像素发射的光分离到相互不同的方向。

首先，计算可发挥透镜分离功能的焦距范围的最大值。如图25中所示，为了发挥分离功能，优选在将透镜间距L作为底、将焦距f作为高的三角形处和将像素间距P作为底、将f-H作为高的三角形处建立相似关系。可根据H×L/(L-P)获得焦距的最大值。

接着，根据焦距计算曲率半径。使用方程式11，可根据H×L×(n-1)/(L-P)/n获得曲率半径的最大值。就是说，曲率半径优选满足方程式22，从而设为该值或更小。

总结了透镜将从这些像素的每一个发射的光沿每个视点像素的排列方向分离到相互不同的方向的条件。如第三个实施方式中公开的，为了满足这些条件，曲率半径的最小值为H×L×(n-1)/(L+P)/n。如上所述，为了满足这些条件，曲率半径的最大值为H×L×(n-1)/(L-P)/n。就是说，为了使透镜展现分离效果，曲率半径必须在大于H×L×(n-1)/(L+P)/n且小于H×L×(n-1)/(L-P)/n的范围内。就是说，本发明的第三到第六个实施方式通过对该范围增加进一步的限制而表现出减小这些通孔的影响的效果。

在该实施方式中，给出了其中具有左眼像素和右眼像素的双眼三维图像显示装置的描述，但本发明并不限于该方面。例如，本发明还可类似地应用于N视点(其中N是自然数)方法显示装置。在这种情况下，对于距离WP的定义，优选将距离WP的区域中包含的像素的数量从2m变为N×m。

在该实施方式中，通孔以矩形开口的形状形成。通过如此设置曲率半径，即柱镜光栅的焦距比透镜像素之间的距离长，可减小通孔的影响并抑制色差。在该实施方式中，因为使用具有较大曲率半径的透镜，所以可减小透镜表面的不平坦并可减小由该不平坦导致的图像质量下降。除上述之外的第五个实施方式的其它操作和效果与第三个实施方式的相同。

接下来，给出本发明第六个实施方式的描述。图26是显示该实施方式的显示面板的平面图。图27是显示该实施方式的显示装置的透视图。图28是以沿与X轴方向平行的线段处的包括通孔的反射区域的横截面显示在图27中所示的半透射型液晶显示面板中的光学模型的示图。如图26和27中所示，第六个实施方式的半透射型液晶显示面板26和三维图像显示装置16与第五个实施方式的半透射型液晶显示面板25和三维图像显示装置15的区别在于应用第四个实施方式的像素。即，该实施方式是第五实施方式的透镜应用到第四实施方式的像素。除上述之外该实施方式其它的构造与第五个实施方式的相同。

对于下述方面，即将柱镜光栅32的曲率半径设为较大，观看平面处的成像效果较弱，且利用像素图像的渐变效果，该实施方式与本发明第五个实施方式相同。然而，因为通孔44Ld和44Rd在X轴方向上的开口的宽度设为像素间距的一半或更小，所以像素图像的渐变量是不同的。在该实施方式中，代替上述的方程式18，使用下面的方程式23。

当如上定义时，通孔在观看平面处产生的放大图像的宽度变为t×e。优选将该通孔的放大图像的宽度二等分。就是说，像素图像优选以t×e/2进行渐变。在下面的内容中，与第五个实施方式一样，优选如此计算透镜的曲率半径r4，即设为由下面的方程式23建立的范围。

[方程式23]

r4≧OD×(n-1)×L/(n×t×e-(n+1)×L)

该实施方式较好地应用于其中通孔以矩形开口的形状形成且开口在X轴方向上的宽度较小的情形。因此可减小渐变的量并可实现较宽的立体区。除上述之外第六个实施方式其它的操作和效果与第五个实施方式的相同。

接下来，给出本发明第七个实施方式的描述。图29是显示该实施方式的显示面板的平面图。图30是显示该实施方式的显示装置的透视图。如图29和30中所示，与第三个实施方式中公开的半透射型液晶显示面板23和显示装置13相比，第七个实施方式的半透射型液晶显示面板27和显示装置17不同在于使用左眼像素45L和右眼像素45R，曲率半径比第一个实施方式中公开的柱镜光栅3的小，并使用曲率半径比第三个实施方式中公开的柱镜光栅31大的柱镜光栅33。

在左眼像素45L处，设置在色层45Lc处的通孔45Ld的形状与第三实施方式的区别在于，通孔在X轴方向上细分为大量矩形通孔。就是说，使用与X轴方向平行的线段分割包括通孔的反射区域的横截面是这样的，即被分成通孔45Ld，并且在附图中所示的实例中被分成三个区域。对于右眼像素来说也是相同的情况。除上述之外该实施方式的其它构造与第三个实施方式的相同。

在该实施方式中，通孔45Ld的形状形成为在X轴方向上细分为大量矩形通孔。因此不必从本发明的第一个实施方式相当大地改变柱镜光栅33的曲率半径。在本发明的第一个实施方式中，柱镜光栅3的焦点设为如上所述的焦平面。然而，当透镜的曲率半径从该状态变化时，像素图像产生渐变效果。在第三到第六个实施方式中利用该渐变效果。然而，当渐变的程度变得相当大时，分离左眼像素和右眼像素的效果降低，且可进行三维观看的范围变窄。在该实施方式中，通过将通孔进行细分以形成在透镜排列方向上布置的大量通孔，可减小通孔的影响以及渐变的程度，并可抑制色差。因此可抑制立体区变窄的现象并可实现较宽的立体区。除上述之外第七个实施方式其它的操作和效果与第三个实施方式的相同。

接下来，给出本发明第八个实施方式的描述。图31是显示该实施方式的显示面板的平面图。图32是显示该实施方式的显示装置的透视图。图33是以沿与X轴方向平行的线段处的包括通孔的反射区域的横截面显示在图32中所示的半透射型液晶显示面板中的光学模型的示图，图34是显示使用视差栅栏的情形的光学模型的示图。如图31和32中所示，第八个实施方式的半透射型液晶显示面板28和三维图像显示装置18与第三个实施方式的半透射型液晶显示面板23和三维图像显示装置13的区别在于代替柱镜光栅31而使用在X轴方向上布置有大量狭缝7a的视差栅栏7。除上述之外该实施方式其它的构造与第三个实施方式的相同。

接下来，给出如上所述构造的第八个实施方式的显示装置的操作的解释。首先，使用图33和34给出视差栅栏方法的描述。如图33中所示，视差栅栏7是形成有大量细垂直条形开口(即狭缝7a)的栅栏(遮光板)。换句话说，视差栅栏是下述的这样一种光学部件，即其中在与第一方向(即光分离方向)正交的第二方向上延伸的多个狭缝被如此排列以沿第一方向形成。当从左眼像素43L向着视差栅栏7发射的光穿过狭缝7a时，光变为向着区域EL传播的光流。当从右眼像素43R向着视差栅栏7发射的光穿过狭缝7a时，光也变为向着区域ER传播的光流。另一方面，当观看者将他们的左眼52放在区域EL处并将他们的右眼51放在区域ER处时，观看者可看到三维图像。

接下来，给出在显示面板的前表面处布置有由狭缝形开口形成的视差栅栏的三维图像显示装置的每个部分的尺寸的详细描述。如图34中所示，视差栅栏7的狭缝7a的排列间距取为L，视差栅栏7与像素之间的距离取为H。此外，视差栅栏7与观看者之间的距离取为最佳观看距离OD。此外，在X轴方向上，从位于视差栅栏7中心处的狭缝7a的中心到位于视差栅栏7的端部处的狭缝7a的中心的距离取为WL。视差栅栏7本身是遮光板，入射到除狭缝7a之外的区域的光不会穿过，但还设置支撑栅栏层的基板，基板的折射率定义为n。当以这样的方式定义时，从狭缝7a发射的光在从支撑栅栏层的基板发射的时侯根据斯涅耳定律折射。光在位于视差栅栏7中心处的狭缝7a处的入射角和出射角分别取为α和β，在X轴方向上，光在位于视差栅栏7的端部处的狭缝7a处的入射角和出射角分别取为γ和δ。狭缝7a的开口宽度取为S1。狭缝7a的排列间距L和像素的排列间距P以一个决定另一个的方式相互相关。一般地，其中根据显示面板设计视差栅栏的情形是普遍的，像素的排列间距P保持为常数。通过选择用于栅栏层的支撑基板的材料决定折射率n。对此，视差栅栏与观看者之间的观看距离OD和像素在观看距离OD处的放大投影图像的间隔e设为期望的值。使用这些值决定栅栏与像素之间的距离H以及栅栏间距L。使用斯涅耳定律和几何关系建立下面的方程式24到29。还建立下面的方程式30到32。

[方程式24]

n×sinα＝sinβ

[方程式25]

OD×tanβ＝e

[方程式26]

H×tanα＝P

[方程式27]

n×sinγ＝sinδ

[方程式28]

H×tanγ＝C

[方程式29]

OD×tanδ＝WL

[方程式30]

WP-WL＝C

[方程式31]

WP＝2×m×P

[方程式32]

WL＝m×L

如果认为视差栅栏以与第三个实施方式的柱镜光栅相同的方式放大像素，则视差栅栏的横向放大率认为是下述一个值，即像素的放大投影图像的间隔除以像素间隔(即像素间距)，因此为e/P。

当通孔43Ld和43Rd在X轴方向上的开口的宽度定义为像素间距的t倍时，通孔在观看平面处的放大图像的宽度变为t×e。适当的是，像素图像以下述值进行渐变，即从像素的放大投影图像的间隔减去通孔的放大图像的宽度并进行二等分，即(1-t)×e/2。在视差栅栏处，当狭缝开口的宽度较小时，与针孔照相机的成像的原理相同，随着开口宽度变大，渐变功能变大。

如图33中所示，注意在位于视差栅栏7的中心部分处的狭缝7a的开口的端部处的光的行为，从左眼像素43L和右眼像素43R的边界发射的入射到狭缝7a的开口的端部处的光的入射角和出射角定义为ε和。在发射光刚刚传播了距离OD时，光必然变宽(1-t)×e/2。因此使用斯涅耳定律和几何关系建立方程式33到35。然后导出下面的方程式36。

[方程式33]

[方程式34]

[方程式35]

H×tanε＝S1/2

[方程式36]

S1＝2×H×tan(arcsin((sin(arctan(((1-t)×e/(2×OD))))/n))

该狭缝宽度S1是实现最小渐变的值，其对应于狭缝宽度的最小值，优选设为由下面的方程式37建立的范围。

[方程式37]

S1≧2×H×tan(arcsin((sin(arctan(((1-t)×e)/(2×OD))))/n))

随着狭缝宽度S1变大，作为视差栅栏的功能降低。例如，当狭缝宽度与狭缝的排列间距L相同时，遮光区域不再存在，就不会实现视差栅栏的功能。对此，在本发明中，假定诸如视差栅栏这样的光学部件在相互不同的方向上分离从多个像素发射的光。为了实现该假定的条件，狭缝宽度S1的上限优选为狭缝的排列间距L的一半或更小。为了存在其中左眼像素的图像和右眼像素的图像不交迭的区域，该条件给出了最大值。换句话说，优选狭缝宽度S1满足方程式37且为狭缝的排列间距的一半或更小。

在该实施方式中，通孔以矩形开口的形状形成。然而，通过适当设置视差栅栏处狭缝的开口宽度，利用狭缝的渐变功能，可减小通孔的影响并抑制色差。将视差栅栏法与柱镜光栅法进行比较，由于除狭缝之外的遮光部分，产生吸收损耗，因此透射率和反射率下降。此外，如前面所述，使用光刻可以显示简单的制造，因此减小了成本。

在该实施方式中，给出了使用在X轴方向上一维布置有狭缝的视差栅栏的解释。然而，本发明并不限于该方面，其还可应用于其中二维布置开口的栅栏。例如，还可使用其中以矩阵形状形成有多个针孔形开口的视差栅栏。在显示面板的显示平面内，该光学部件具有在与第一方向正交的第二方向上分离从每个像素发射的光的效果。结果，不仅可在第一方向上，而且还可在第二方向上观看对于不同的视点的图像。除上述之外第八个实施方式的其它操作和效果与第三个实施方式的相同。

接下来，给出本发明第九个实施方式的描述。图35是显示该实施方式的显示面板的平面图。图36是显示该实施方式的显示装置的透视图。图37是以沿与X轴方向平行的线段处的包括通孔的反射区域的横截面显示在图36中所示的半透射型液晶显示面板中的光学模型的示图。如图35和36中所示，第九个实施方式的半透射型液晶显示面板29和三维图像显示装置19与第八个实施方式的半透射型液晶显示面板28和三维图像显示装置18的区别在于第四个实施方式的左眼像素44L和右眼像素44R的应用。就是说，给出其中通孔44Ld和44Rd在X轴方向上的宽度为像素间距的50％或更小的情形的描述。除上述之外该实施方式其它的构造与第八个实施方式的相同。

在该实施方式中，通孔44Ld和44Rd在X轴方向上的开口宽度设为像素间距的一半或更小。因此像素图像的渐变程度不同。在该实施方式中，代替上述方程式18而应用下面的方程式23。

此时，如图37中所示，通孔在观看平面处产生的放大图像的宽度变为t×e。为了减小通孔在观看平面处的影响，优选像素图像以下述一个值进行渐变，即将该通孔的放大图像的宽度二等分，即以t×e/2进行渐变。在下面的内容中，与第八个实施方式一样，优选如此计算狭缝开口的宽度S2，即设为由下面的方程式38建立的范围。

[方程式38]

S2≧2×H×tan(arcsin((sin(arctan((t×e)/(2×OD))))/n))

与第八个实施方式一样，狭缝宽度S2的上限优选为狭缝的排列间距的一半。这意味着狭缝宽度S2优选满足方程式38并设为狭缝的排列间距的一半或更小。

该实施方式优选应用于其中通孔以矩形开口的形状形成且开口在X轴方向上的宽度较小的情形。因此可减小渐变的量并可实现较宽的立体区。除上述之外第九个实施方式其它的操作和效果与第四个实施方式的相同。

接下来，给出本发明第十个实施方式的描述。图38是显示该实施方式的终端装置的透视图。图39是显示该实施方式的显示面板的平面图。图40是显示该实施方式的显示装置的透视图。如图38到40中所示，该实施方式的半透射型液晶显示面板20和显示装置10结合在作为终端装置的移动电话91中。与第一个实施方式相比，该实施方式区别在于组成柱镜光栅3的圆柱透镜3a的纵向方向(即Y轴方向)是图像显示装置的横向方向，即图像的水平方向，圆柱透镜3a的排列方向，即X轴方向是垂直方向，即图像的竖直方向。

此外，如图39中所示，在显示面板20处以矩阵形状布置有多个像素对，每个像素对都由一个第一视点像素4F和一个第二视点像素4S组成。对于一个像素对的第一视点像素4F和第二视点像素4S的排列方向是X轴方向，即圆柱透镜3a的排列方向，其是屏幕的垂直方向(竖直方向)。每个像素4F和4S的结构与第一个实施方式的相同。例如，与第一个实施方式中一样，第一视点像素4F设置有透射区域4Fa、反射区域4Fb、色层4Fc、狭缝形通孔4Fd和遮光区域4Fe。除上述之外该实施方式的其它构造与第一个实施方式相同。

接下来，给出该实施方式的图像显示装置的操作的解释。基本操作与第一个实施方式相同，但显示的图像不同。显示面板20的第一视点像素4F显示第一视点图像，第二视点像素4S显示第二视点图像。第一视点图像和第二视点图像是平面图像，而不是具有相互视差的三维图像。这两个图像可以是相互独立的图像或者可以是显示相互相关信息的图像。

在该实施方式中，具有下述优点，即，不仅可针对由于视角和外部光条件而导致的色差现象实现不受通孔影响的均匀的反射显示，而且通过观看者仅改变移动电话91的角度就可选择和观看第一视点图像或第二视点图像。尤其是，当第一视点图像与第二视点图像之间具有相关性时，可使用仅改变视角的简单方法就可在用于观看的各个图像之间交替进行切换。这极大地增加了方便。当第一视点图像和第二视点图像布置在横向方向上时，存在其中根据观看者的位置由右眼和左眼观看到不同的图像的情形。在这种情形下，观看者被迷惑，不再能识别用于每个视点的图像。对此，如该实施方式中所示，当用于多个视点的图像布置在垂直方向上时，观看者总能用双眼观看到用于每个视点的图像，并很容易识别这些图像。除上述之外该实施方式的其它构造与第一个实施方式相同。该实施方式可与第二到第九个实施方式中的任意一个结合。与下面所述的实施方式的结合也是可以的。

在第一到第十个实施方式中，显示了下面所述的实例，即，其中图像显示装置安装在移动电话等上且给单个观看者的左眼和右眼供给具有视差的图像以显示三维图像，或者同时将多种图像供给单个观看者。然而，本发明的图像显示装置并不限于该方面，还可以是其中给多个观看者提供多个相互不同的图像的大型显示面板。相同的情况也可应用于下面所述的实施方式。

接下来，给出本发明第十一个实施方式的描述。图41是显示该实施方式的显示面板的平面图。图42是显示该实施方式的显示装置的透视图。如在图41和42中所示，与第七个实施方式中公开的半透射型液晶显示面板27和显示装置17相比，该第十一个实施方式的半透射型液晶显示面板221和显示装置111区别在于使用左眼像素46L和右眼像素46R。

在左眼像素46L处，设置在色层46Lc处的通孔46Ld的形状与第七个实施方式的不同。具体地说，通孔46Ld的形状是阶梯状的，因此通孔在Y轴方向上的开口的宽度根据X轴方向坐标而变化。例如，对于左眼像素46L，其中在Y轴方向上的开口宽度为最大的通孔形成在X轴方向上的中心附近。在Y轴方向上的开口宽度还布置成在X轴方向上远离中心附近以阶跃的方式变小。相同的情况也应用于右眼像素46R。除上述之外该实施方式的其它构造与第七个实施方式相同。就是说，与第七个实施方式中一样，组成柱镜光栅33的圆柱透镜33a具有下面这样的曲率半径，即，比第一个实施方式中公开的组成柱镜光栅3的圆柱透镜3a的曲率半径小并比第三个实施方式中公开的组成柱镜光栅31的圆柱透镜31a的曲率半径大。

在图41中，遮光区域46Le布置在除左眼像素46L的透射区域46La和反射区域46Lb之外的其它部分处。对于其它像素是相同的，并且与其它实施方式相同。

在该实施方式中，通孔45Ld在Y轴方向上的开口的宽度构造成根据X轴坐标而不同。柱镜光栅33的焦点还设为与像素稍微不同。因此相对于观看平面的成像效果较弱，像素图像表现出轻微的渐变效果，并可实现出色的分离特性。作为这两个特性的结果，与第二个实施方式中一样，即使当与该实施方式中一样使用具有阶梯状开口的通孔时，对于其中在Y轴方向上的开口宽度相对于X轴方向逐渐变化的构造来说，也可获得相同的效果。因此可抑制由阶梯状开口导致的在视角方向上产生的色差，并可减小观看者感受到的不舒服。

特别是，当使用TFT方法作为驱动液晶显示面板的方法时，必须布置大量的结构，如晶体管，在像素电极处，供给与显示的图像对应的电压，和用于保持该电压的存储电容器。结果，具有下述情形，即其中由于这些结构的布局，不能适当地布置与第二个实施方式中一样的形状平缓变化的通孔。在这种情形中，通过使用与该实施方式中一样的具有阶梯状开口的通孔并稍微降低柱镜光栅的分离性能，即通过降低将从左右像素发射的光分离到不同方向的性能，可提高显示质量。

通过在该实施方式中如此设置柱镜光栅的焦距，即在通孔处产生的阶梯状开口并不投影到观看平面上，这可以认为是例如与第三个实施方式相同。因此，渐变量设为与阶梯状开口的每个阶梯在X轴方向上的宽度相等。因此可减小由通孔的阶梯的形状导致的依赖于视角方向的色差，并可实现与第二个实施方式相同的画面质量。

如图41中所示，优选的是，通孔在X轴方向上的开口的宽度形成为在色层的端部处较大，并在远离端部移动时变小。换句话说，该形状是这样的，即色层部分被制备为牙咬形状。因为可防止色层具有锐角，所以不仅通孔的形状变简单，而且还可减小平面内的形状不规则以及可实现均匀显示。

在该实施方式中，给出了其中通孔的开口的形状为阶梯形的解释，但本发明决不不限于该方面，并可类似地应用下面所述的通孔形状，即，其中在Y轴方向上的开口宽度相对于X轴方向以阶跃形状变化。

下面是本发明上述第十一个实施方式的概要。该实施方式的显示面板包括以矩阵形状布置的多个显示单元，每个显示单元至少包括用于显示第一视点图像的像素和用于显示第二视点图像的像素；光学部件，其用于沿第一方向在相互不同的方向上分离从所述显示单元内的每个像素发射的光，所述用于显示第一视点图像的像素和所述用于显示第二视点图像的像素沿着所述第一方向排列；通孔在与显示面板的显示平面的第一方向正交的第二方向上的宽度根据第一方向上的位置以阶跃形状变化，所述光学部件与像素不具有成像关系。在本发明中，通过以渐变的方式显示通孔图像，可减小通孔的影响并抑制色差。因此提高了排列通孔的自由度并可实现高质量的显示。除上述之外第十一个实施方式的其它操作和效果与第七个实施方式的相同。

接下来，给出本发明第十二个实施方式的描述。图43是显示该实施方式的显示面板的平面图。图44是显示该实施方式的显示装置的透视图。如图43和44中所示，与第二个实施方式中公开的半透射型液晶显示面板22和显示装置12相比，该第十二个实施方式的半透射型液晶显示面板222和显示装置112区别在于使用左眼像素47L和右眼像素47R。

在左眼像素47L处，设置在色层47Lc处的通孔47Ld的形状与第二个实施方式的不同。具体地说，通孔47Ld的形状是倒梯形的。就是说，通孔47Ld是下底位于色层一端侧的梯形。通孔以下述方式形成，即色层47Lc存在于反射区域47Lb的角部。相同的情况也应用于右眼像素47R。除上述之外该实施方式的其它构造与第二个实施方式相同。除上述之外该实施方式的其它构造与第二个实施方式相同。

在该实施方式中，通孔布置成不包括像素的显示区域的角部。就是说，通孔以下述方式形成，即色层存在于在像素显示中使用的区域的角落部分。一般地，用于形成色层的彩色光阻形成特定范围的厚度。该厚度依赖于将要实现的色密度，但为了显示较宽的色带，该厚度近来趋于增加。具体地说，对于3到4微米厚度的液晶来说，形成色层的彩色光阻的厚度为2微米。在通孔及其周围环境处这使结构在厚度方向上产生相当大的差异。因此为了减小该差异，引入平坦层。然而，不可能完全减小这种差异，因此在通孔部分和色层部分，液晶层的厚度具有细小的差别。就是说，液晶层的厚度比不存在色层的通孔部分的厚度大。

接下来，注意在像素显示中使用的区域的角部，该区域是拐点，因此易于产生液晶取向不规则。尤其是，当遮光区域由诸如黑色光阻这样的有机层形成而不是由金属层形成时，在遮光区域的交叉点处产生阶梯。由于阶梯的影响，易于产生液晶异常取向。尤其是，在角部产生的异常取向的可能性比直线部分高。

在该实施方式中，除在其中产生液晶异常取向的可能性较高的角部之外，形成通孔。结果，在其中通孔形成在像素的角部的情形和其中通孔的端部形成在像素的角部的情形中，可减小液晶的异常取向。因此可提高显示质量。除上述之外第十二个实施方式的其它操作和效果与第二个实施方式的相同。

接下来，给出本发明第十三个实施方式的描述。图45是显示该实施方式的显示面板的平面图。图46是显示该实施方式的显示装置的透视图。如图45和46中所示，与第一个实施方式的半透射型液晶显示面板2和显示装置1相比，该第十三个实施方式的半透射型液晶显示面板223和显示装置113区别在于使用两种左眼像素401L和402L以及两种右眼像素401R和402R。

左眼像素401L的结构与右眼像素401R的结构相同。类似地，左眼像素402L的结构与右眼像素402R的结构相同。左眼像素401L和右眼像素401R组成了形成一个显示单元的一组。由左眼像素401L和右眼像素401R组成的显示单元沿X轴方向(即圆柱透镜的排列方向)重复布置。左眼像素402L和右眼像素402R也组成了形成一个显示单元的一组。由左眼像素402L和右眼像素402R组成的显示单元沿X轴方向(即圆柱透镜的排列方向)重复布置。由左眼像素401L和右眼像素401R组成的显示单元行和由左眼像素402L和右眼像素402R组成的显示单元行沿Y轴方向交替布置。

在左眼像素401L，通孔401Ld仅形成在像素部分的区域处。具体地说，相对于第一个实施方式的左眼像素4L来说，通孔沿X轴方向分开布置。例如，矩形通孔在X轴方向上不连续布置。在左眼像素401L和左眼像素402L，矩形通孔的位置(即在每个像素的通孔的相对位置)不同。尤其是，在X轴方向上的相对位置不同。在一个实例中，在左眼像素401L的通孔401Ld的相对位置与在左眼像素402L的通孔402Ld的相对位置关于Y轴对称，即相对于在与圆柱透镜的排列方向正交的方向上延伸的轴对称。除上述之外该实施方式的其它构造与第一个实施方式相同。

在该实施方式中，通过使用沿Y轴方向交替布置的包括左眼像素401L和右眼像素401R的显示单元行和包括左眼像素402L和右眼像素402R的显示单元行，可补偿通孔的影响并可提高画面质量。

就是说，在左眼像素401L的通孔401Ld在X轴方向上的位置与在左眼像素402L的通孔402Ld在X轴方向上的位置不同。通孔401Ld通过柱镜光栅投影在观看平面处的图像的位置与通孔402Ld的图像的位置不同。因此可防止通孔图像的位置对于所有像素来说都相同的现象，可减小通孔的影响。换句话说，在显示平面内相对于第一方向(即诸如透镜这样的光学部件的分离方向)正交的第二方向上相邻的显示单元具有其中通孔的相对位置不同的像素。因此可使用沿第二方向相邻的像素补偿通孔的影响。

在第一到第十二个实施方式的每一个中，假定所有像素都具有相同的结构。在这一点上，该实施方式特征在于下述方面，即采取不同的像素结构，减小通孔的影响。

该实施方式特别适于使用薄膜晶体管的显示面板。该实施方式特别适用于在其中为了薄膜晶体管和与薄膜晶体管结合使用的存储电容器而限制通孔位置的情形中以行为单位改变薄膜晶体管的位置。例如，通过在像素内关于Y轴以行为单位对称地设置薄膜晶体管等，可适当组合该实施方式的通孔的位置。

在该实施方式中，通孔的位置在组成每个显示单元的左眼像素和右眼像素以相同的方式构造。就是说，通孔的相对位置对于组成每个显示单元的像素来说是相同的。因此可使左眼观看到的像素和右眼观看到的像素相同。这可显著减小不舒服的感觉。这在其中希望通过在组成每个显示单元的左眼像素和右眼像素显示相同的信息来实现二维显示的情形中是极其有效的。

在该实施方式中，通过沿Y轴方向排列不同通孔位置的像素，可减小通孔的影响。这对于其中必须在X轴方向上布置大量像素的多视点是极其有效的。换句话说，在该实施方式中，给出了其中显示单元由左眼像素和右眼像素这两种像素构成的二视点情形的解释。然而，当视点数增加时，必须沿X轴方向(即沿圆柱透镜的排列方向)布置大量像素。

例如，当在方形区域内布置大量多视点显示像素时，X轴方向上的像素密度变高。因此很难沿X轴方向排列具有不同通孔位置的像素。因此与该实施方式中一样，优选沿Y轴方向布置具有不同通孔位置的像素，可提高图像质量。

当没有限制地在方形区域内布置多视点显示像素时，即当在不增加X轴方向上的像素密度的情况下来实现多视点显示时，显示单元在X轴方向上的间距变细，不能再获得足够的补偿效果。因此与该实施方式中一样，优选使用在Y轴方向上相邻的像素进行补偿。

对于彩色像素的布置，当例如红色、绿色和蓝色这三个颜色的像素以横条纹的形式布置时，在Y轴方向上相邻的红色像素和绿色像素的通孔的位置不同，但与绿色像素相邻的蓝色像素的通孔的位置与红色像素的相同。与蓝色像素相邻的红色像素的通孔的位置与蓝色像素的通孔的位置不同。结果，当仅指定了相同颜色的像素的颜色时，交替布置其中通孔的位置不同的像素。就是说，通孔位置不同的像素的数量与彩色像素的颜色数量之间的关系应至少是数量不同。更具体地说，优选其中数值彼此不匹配的关系。这意味着，即使对于彼此不直接相邻的像素，使用执行相同角色的像素仍可有效地展示补偿效果。

通孔的开口的高度，即通孔在Y轴方向上的开口的宽度根据颜色的种类而不同。就是说在本发明中，重要的一点是，存在下面这样的像素，其中通孔的位置对于X轴方向(即透镜的分离方向)来说不同。

在该实施方式中，给出了使用其中通孔位置不同的两种像素的解释。然而，本发明并不限于该方面，还可使用很多种像素。除上述之外第十三个实施方式的其它操作和效果与第一个实施方式的相同。

接下来，给出本发明第十四个实施方式的解释。图47是显示该实施方式的显示面板的平面图。图48是显示该实施方式的显示装置的透视图。如图47和48中所示，对于左眼像素和右眼像素的布置，该第十四个实施方式的半透射型液晶显示面板224和显示装置114与第十三个实施方式中公开的半透射型液晶显示面板223和显示装置113不同。在使用两种左眼像素401L和402L并使用两种右眼像素401R和402R方面是相同的，但由左眼像素401L和右眼像素401R构成的显示单元沿Y轴方向重复布置。左眼像素402L和右眼像素402R构成的显示单元沿Y轴方向重复布置。就是说，两种显示单元的列在X轴方向上交替布置。除上述之外该实施方式的其它构造与第十三个实施方式相同。

在该实施方式中通过使用在X轴方向上相邻的显示单元可补偿通孔的影响。就是说，在第一方向(即诸如透镜这样的光学部件的分离方向)上相邻的显示单元具有其中通孔的相对位置不同的像素。这意味着在Y轴方向上布置相同的像素。因此，优选的是，颜色的横向条纹的布置可以被组合起来使用，并且布置不依赖于颜色的类型和像素的类型。这对于使显示均匀来说是优选的。特别是，当色层的种类比视点多时，例如优选对于诸如两个视点三个颜色这样的情形可以应用。这是因为X轴方向上的像素数小于Y轴方向上的像素数。

为了使显示均匀，其中通孔位置相同的像素重复布置的方向优选与其中相同颜色的像素重复布置的方向正交。此外，其中相同颜色的像素重复布置的方向优选与透镜的排列方向相同。这是为了防止由于透镜功能而产生颜色分离。因此其中通孔位置相同的像素重复布置的方向优选与透镜的排列方向正交。当不是这种情形时，如第十三个实施方式中公开的，通孔位置不同的像素数和用于彩色像素的颜色数受到限制。除上述之外第十四个实施方式的其它操作和效果与第十三个实施方式的相同。

接下来，给出本发明第十五个实施方式的解释。图49是显示该实施方式的显示面板的平面图。图50是显示该实施方式的显示装置的透视图。如图49和50中所示，对于左眼像素和右眼像素的布置，该第十五个实施方式的半透射型液晶显示面板225和显示装置115与第十三个实施方式中公开的半透射型液晶显示面板223和显示装置113不同。就是说，由左眼像素401L和右眼像素401R构成的显示单元和由左眼像素402L和右眼像素402R构成的显示单元以方格图案布置。换句话说，两种显示单元除沿X轴方向交替布置外还沿Y轴方向交替布置。除上述之外第十五个实施方式的其它构造与第十三个实施方式相同。

在该实施方式中，不仅通过使用沿X轴方向布置的显示单元，而且还使用沿Y轴方向布置的显示单元减小通孔的影响。就是说，在第一方向(即诸如透镜这样的光学部件的分离方向)上相邻的显示单元具有其中通孔的相对位置不同的像素，在显示平面内沿与第一方向正交的第二方向相邻的显示单元也具有其中通孔的相对位置不同的像素。因此比第十三个实施方式增加了补偿效果，并实现了高的画面质量。除上述之外第十五个实施方式的其它操作和效果与第十三个实施方式的相同。

接下来，给出本发明第十六个实施方式的解释。图51是显示该实施方式的显示面板的平面图。图52是显示该实施方式的显示装置的透视图。如图51和52中所示，对于左眼像素和右眼像素的布置，该第十六个实施方式的半透射型液晶显示面板226和显示装置116与第十五个实施方式中公开的半透射型液晶显示面板225和显示装置115不同。就是说，在使用左眼像素401L和右眼像素401R的方面是相同的，但使用左眼像素403L和右眼像素403R的方面是不同。左眼像素403L布置成相对于左眼像素401L通过180度旋转对称。右眼像素403R布置成相对于右眼像素403L通过180度旋转对称。与第十四个实施方式中一样，由左眼像素401L和右眼像素401R构成的显示单元和由左眼像素403L和右眼像素403R构成的显示单元也以方格图案布置。除上述之外第十六个实施方式的其它构造与第十五个实施方式的相同。

在该实施方式中，通过以方格图案布置两种类型的显示单元可以展示二维的补偿效果，并且因此可以实现高画面质量。此外，相邻像素的通孔以邻近的方式布置。因此，可以抑制由于通孔和通孔周围环境之间的阶梯引起的液晶的异常取向，并且因此可以实现高画面质量。除上述之外第十六个实施方式的其它操作和效果与第十五个实施方式的相同。

接下来，给出本发明第十七个实施方式的解释。图53是显示该实施方式的显示面板的平面图。图54是显示该实施方式的显示装置的透视图。如图53和54中所示，对于像素的形状和布置，该第十七个实施方式的半透射型液晶显示面板227和显示装置117与第十六个实施方式的半透射型液晶显示面板226和显示装置116大大不同。

关于像素的形状，虽然前面实施方式的基本元素是矩形的，但该实施方式的基本元素是梯形的。这里，称基本元素为梯形的是指像素的显示区域的形状是梯形的。

具体地说，在左眼像素404L，位于沿X轴方向相邻的像素的边界的遮光区域布置成从Y轴方向倾斜。位于相邻的像素的在左侧上的边界处的遮光区域布置成在与位于相邻的像素的在右侧上的边界处的遮光区域相反角度的方向上倾斜。因此形成梯形斜边部分，像素的显示区域以梯形形成。就是说，透射区域404La是梯形的，反射区域404Lb也是梯形的。除了通孔部分之外，色层404Lc的形状与其它实施方式的相同。通孔404Ld是梯形的并布置在梯形的显示区域的上底(approach)附近。在X轴方向上，通孔404Ld布置成偏向-X方向，而不是在上底的中心附近。

右眼像素405R布置成相对于左眼像素404L通过180度旋转对称。然后通过左眼像素404L和右眼像素405R形成显示像素。

类似地，左眼像素405L布置成相对于左眼像素404L通过180度旋转对称。右眼像素404R布置成相对于右眼像素405L通过180度旋转对称。就是说，左眼像素404L和右眼像素404R具有相同的像素结构，但它们相对于透镜的位置关系不同。类似地，左眼像素405L和右眼像素405R的像素结构相同，但它们相对于透镜的位置关系不同。然后通过左眼像素405L和右眼像素404R形成显示像素。

接下来，给出两种显示像素的布置的解释。由左眼像素404L和右眼像素405R构成的显示元件布置在由左眼像素404L和右眼像素405R构成的显示元件的-Y方向一侧。左眼像素405L布置成相对于左眼像素404L通过180度旋转对称。因此梯形像素的上底以相对的方式简单布置。类似地，右眼像素405R的下底也相对于右眼像素404R的下底布置。

由左眼像素404L和右眼像素405R构成的显示元件布置在由左眼像素404L和右眼像素405R构成的显示元件的+Y方向一侧。由左眼像素404L和右眼像素405R构成的显示元件布置在由左眼像素404L和右眼像素405R构成的显示元件的-Y方向一侧。

在X轴方向，即圆柱透镜的图像分离方向上，布置在相邻像素的边界处的遮光区域布置成从Y轴方向倾斜。对于在Y轴方向上相邻像素的每一像素，该倾斜的方向都交替变为相反方向。结果，在Y轴方向上延伸的遮光区域组成沿Y轴方向延伸的Z字线。该Z字线和相对于Y轴方向与该Z字线线对称布置的Z字线沿X轴方向交替布置。

该实施方式的其它特征是显示单元内的左眼像素和右眼像素不并行布置。例如，在由左眼像素404L和右眼像素405R构成的显示单元处，右眼像素405R相对于左眼像素404L通过180度旋转对称而布置。就是说，显示单元具有以旋转对称关系布置的像素。

最初，在显示单元内不希望使用不同布置的像素。这是因为左眼和右眼观看到不同状态的像素。在该实施方式中，通过使用相邻显示单元进行补偿可解决该问题。

在该实施方式中，由左眼像素405L和右眼像素404R构成的显示元件布置在由左眼像素404L和右眼像素405R构成的显示元件的-Y方向侧。注意这两种显示单元，左眼像素404L具有与右眼像素404R相同的结构。左眼像素405L具有与右眼像素405R相同的结构。相同结构的像素通过排列到相邻的显示单元来布置。这是使用相邻显示单元进行补偿的思想。

对于组成每个显示单元的像素，用于每个像素的通孔以不同的结构布置。这种布置可使用相邻的显示单元进行补偿。除上述之外第十七个实施方式其它的结构与第十六个实施方式相同。

在该实施方式中，可展示出二维补偿效果。因此可减小通孔的影响并可提高显示质量。此外，每个像素的显示区域是梯形的。因此可减小在沿X轴方向(即透镜的分离方向)的相邻像素之间存在的非显示区域的影响，并可提高可见度。还可有效地布置配线和薄膜晶体管。这可确保对显示有贡献的区域较大，因此可实现明亮的显示。不仅在垂直相邻像素的通孔的布置可非常接近，而且反射区域和透射区域的布置也可非常接近，并且因此可实现明亮的显示。在该实施方式中，基本上仅使用一种像素，这一种像素旋转对称地布置或者线对称地布置。就是说，仅仅使用一种像素，因此可减小设计工作量。

给出了其中该实施方式中的通孔为梯形的解释。然而，本发明并不限于该方面。在一个实例中，还可使用矩形通孔。可使用平行四边形的通孔，或可使用其中平行四边形被分为左右两个的通孔。通孔还可布置在组成梯形显示区域的上边缘在X轴方向上的中心附近。

除了使用完整的梯形外，还可使用基于梯形的形状。在一个实例中，还可应用在梯形的底处设置有与该底相同宽度的矩形的形状。为了获得均匀的形状，使用光刻形成的结构优选不具有锐角。对于其中在梯形的底处布置矩形的形状，通过仅使用钝角和直角形成，可消除锐角。这不仅可应用于像素的显示区域，而且还可应用于通孔的形状。

现在给出彩色像素的布置的一个实例的解释。以与诸如第十三个实施方式公开的下面这样的情形相同的方式处理该实施方式，即，其中沿Y轴方向交替布置通孔的相对位置不同的像素。例如，考虑红色、绿色和蓝色这三个颜色的像素以横向条纹形状布置的情形。在图53中，像素行左端的左眼像素404L用于红色，在-Y方向上与该像素相邻的左眼像素405L用于绿色。此时，用于红色和绿色的通孔的位置不同。左眼像素404L进一步布置在左眼像素405L的-Y方向一侧处。该左眼像素404L用于蓝色，通孔的位置与在+Y方向一侧上的用于红色的左眼像素404L相同。左眼像素405L、左眼像素404L和左眼像素405L按该顺序布置在用于蓝色的左眼像素404L的-Y方向一侧处，并分别分配给红色、绿色和蓝色。综上所述，红色左眼像素404L、绿色左眼像素405L、蓝色左眼像素404L、红色左眼像素405L、绿色左眼像素404L和蓝色左眼像素405L按该顺序从+Y方向向着-Y方向布置。然后在Y轴方向上重复布置这一组像素。结果，当仅指定了相同颜色的像素的颜色时，交替布置其中通孔的位置不同的像素。这意味着，即使对于彼此不直接相邻的像素，使用执行相同角色的像素仍可有效地展示补偿效果，并可提高画面质量。就是说，通孔位置不同的像素的数量与彩色像素的颜色的数量应至少是数量不同。更具体地说，优选其中数值彼此不匹配的关系。

在每个显示单元处，左眼像素的通孔的位置与右眼像素的通孔的位置不同。就是说，与上述一组左眼像素对应的一组右眼像素由从+Y方向向着-Y方向的红色右眼像素405R、绿色右眼像素404R、蓝色右眼像素405R、红色右眼像素404R、绿色右眼像素405R和蓝色右眼像素404R组成。红色左眼像素404L具有与红色右眼像素404R极其相同的结构。就是说，在左眼像素电路处，其中相位在Y轴方向上仅偏移了用于RGB条纹部分的像素布置组成了右眼像素组。当考虑为RGB组时，通过以形成方格图案的方式布置相同结构的组可以实现。

除上述之外第十七个实施方式的其它操作和效果与第十五个实施方式的相同。

接下来，给出本发明第十八个实施方式的描述。图55是显示该实施方式的显示面板的平面图。图56是显示该实施方式的显示装置的透视图。如图55和56中所示，对于像素的形状，该第十八个实施方式的半透射型液晶显示面板228和显示装置118与第十三个实施方式中公开的半透射型液晶显示面板223和显示装置113不同。然而像素的布置的规则性大致相同。

虽然第十七个实施方式的每个像素采取梯形作为基本元素，但该实施方式中每个像素采取平行四边形作为基本元素。在左眼像素406L，布置有透射区域406La和反射区域406Lb，这些区域组合的显示区域是平行四边形的。在该实施方式中，透射区域406La是平行四边形的，反射区域406Lb也是平行四边形的。就是说，如此形成遮光区域406Lc，即显示区域、透射区域和反射区域全都是平行四边形的。如此形成色层406Lc，即通孔406Ld也是平行四边形的。

右眼像素406R和左眼像素406L具有相同的结构。通过左眼像素406L和右眼像素406R形成显示像素。然后沿X轴方向重复布置由左眼像素406L和右眼像素406R构成的显示单元。

在由左眼像素406L和右眼像素406R构成的显示单元的-Y方向一侧处布置由左眼像素407L和右眼像素407R构成的显示单元。左眼像素407L相对于Y轴与左眼像素406L对称地布置。右眼像素407R具有与左眼像素406L相同的结构。沿X轴方向重复布置由左眼像素407L和右眼像素407R构成的显示单元。沿Y轴方向交替重复布置由左眼像素406L和右眼像素406R构成的显示单元以及由左眼像素407L和右眼像素407R构成的显示单元。

在该实施方式中，当通过仅改变通孔406Ld和通孔407Ld的Y坐标而不改变X坐标在同一直线上布置这两个通孔时，通孔的开口的高度，即Y轴方向上的宽度总是固定，不依赖于X轴方向上的位置。这对于其它通孔也是相同的情形。就是说，特征在于如此利用沿Y轴方向相邻的显示单元，即通孔在Y轴方向上的宽度总是固定。换句话说，利用第十三个实施方式中公开的相邻像素补偿的概念，并实现与第一个实施方式相同的结构，即，其中不管X轴位置如何，通孔在Y轴方向上的宽度固定的结构。除上述之外第十八个实施方式其它的结构与第十三个实施方式相同。

在该实施方式中，利用相邻像素补偿效果，且不管X轴方向如何，通孔的实际高度，即在Y轴方向上的宽度固定。因此可减小通孔的影响并可提高显示质量。通常使用用于色层的处理条件确定通孔的最小尺寸。因此与本发明第一个实施方式中公开的一样，出现下述情形，即其中当在每个像素单元不管X轴位置如何通孔的高度都固定时，通孔变得太大。例如这对应于诸如清晰度较高的面板这样的情形。在该实施方式中，对于相邻的像素，通孔的高度共同地保持固定。因此可使每个像素的通孔的尺寸保持较小。这意味着即使在清晰度较高的情形中，也可实现高度色纯度的反射显示。

与第十七个实施方式中一样，可减小在沿X轴方向(即透镜的分离方向)的相邻像素之间存在的非显示区域的影响，并可提高可见度。在第十七个实施方式中，沿Y轴方向延伸的遮光区域是沿Y轴方向延伸的Z字线形式的。该Z字线和相对于Y轴方向与该Z字线线对称布置的Z字线沿X轴方向交替布置。对此，在该实施方式中，在下述方面是相同的，即通过在Y轴方向上延伸的Z字线组成沿Y轴方向延伸的遮光区域。然而，下面这方面是不同的，即，在X轴方向上重复布置相同类型的Z字线。

在给滤色器应用横向条纹结构时，优选其中通孔在Y轴方向上的位置不同的像素类型的数量与彩色像素的颜色数量至少不是相同的数量。更具体地说，与第十三个实施方式中一样，优选其中数值不能相互被除尽的关系。这意味着，即使对于彼此不直接相邻的像素，使用执行相同角色的像素仍可有效地展示补偿效果。

该实施方式甚至可类似地应用于其中每个像素采取矩形作为基本元素的情形。除上述之外第十八个实施方式的其它操作和效果与第十三个实施方式的相同。

接下来，给出本发明第十九个实施方式的描述。图57是显示该实施方式的显示面板的平面图。图58是显示该实施方式的显示装置的透视图。如图57和58中所示，对于像素的形状，尤其是通孔的形状，该第十九个实施方式的半透射型液晶显示面板229和显示装置119与第十三个实施方式中公开的半透射型液晶显示面板223和显示装置113不同。然而像素的布置相同。可使用第七个实施方式的柱镜光栅33。如前面所述，对于柱镜光栅33，组成柱镜光栅的圆柱透镜的焦距小于透镜主点与像素平面之间的距离。

在第十八个实施方式中，当位于Y轴方向上的两种通孔在保持X轴坐标不变的同时设置在同一直线上时，该两种通孔组合的开口高度对于任何X轴坐标都是恒定的。对此，在第十九个实施方式中，即使当位于Y轴方向上的通孔组合时，开口高度对于任何X坐标都不是恒定的。具体地说，如第七个实施方式中所示，给出了在X轴方向上细分的通孔。因此通过使圆柱透镜的焦距较小，可使通孔的开口的高度变化较均匀。换句话说，该实施方式将第十三个实施方式中公开的相邻像素补偿的观点与第七个实施方式中公开的细分通孔并使透镜散焦的观点进行组合。因此对于透镜曲率半径的设置，可应用第三到第七个实施方式。就是说，在该实施方式中，优选的是，相对于在Y轴方向上相邻的像素的通孔的合成图像，选择通孔开口宽度和值。除上述之外第十九个实施方式其它的结构与第十三个实施方式相同。

通过将组成柱镜光栅的圆柱透镜的焦距布置成从像素平面偏离，可以与表面面积比第十八个实施方式中更小的通孔兼容。关于构成多个通孔的开口的高度，在第十八个实施方式中，不管X轴坐标如何，所述高度是均匀的，在第十九个实施方式中，还可以与在X轴方向上细分的通孔兼容。因此，本实施方式可以提供与清晰度的提高的兼容，并且可以实现高度色纯度的反射显示。除上述之外第十九个实施方式的其它操作和效果与第十三个实施方式的相同。

可单独或适当组合地实现每个上述实施方式。

Claims (12)

1.一种显示面板，包括：

以矩阵形状布置的多个显示单元，至少包括用于显示第一视点图像的像素和用于显示第二视点图像的像素；

光学部件，用于沿第一方向将从所述显示单元内的每个像素发射的光分离成从所述用于显示第一视点图像的像素朝向所述第一视点发射的光和从所述用于显示第二视点图像的像素向所述第二视点发射的光，用于显示所述第一视点图像的所述像素和用于显示所述第二视点图像的所述像素沿着所述第一方向排列，并且所述第一方向是光分离方向；和

滤色器层，具有形成在其中的通孔并且设置在每个像素的显示区域和围绕所述显示区域的周边所形成的遮光区域的至少一部分处，

其中，在每个像素内，设置在所述滤色器层的所述通孔在所述第一方向上的宽度为所述显示区域的宽度或更大。

2.根据权利要求1所述的显示面板，其中不管在所述第一方向上的位置如何，所述通孔在所述显示面板的显示平面处与所述第一方向正交的第二方向上的宽度固定。

3.根据权利要求1所述的显示面板，其中根据所述第一方向上的位置，所述通孔在在所述显示面板的显示平面处与所述第一方向正交的第二方向上的宽度逐渐变化。

4.一种显示面板，包括：

以矩阵形状布置的多个显示单元，至少包括用于显示第一视点图像的像素和用于显示第二视点图像的像素；

光学部件，用于沿第一方向将从所述显示单元内的每个像素发射的光分离成从所述用于显示第一视点图像的像素朝向所述第一视点发射的光和从所述用于显示第二视点图像的像素向所述第二视点发射的光，用于显示所述第一视点图像的所述像素和用于显示所述第二视点图像的所述像素沿着所述第一方向排列，并且所述第一方向是光分离方向；和

至少设置在每个像素的显示区域的、具有形成在其中的通孔的滤色器层，

其中，设置在所述滤色器层的所述通孔形成相对于所述第一方向被分割的形状，且所述光学部件与所述像素不具有成像关系。

5.根据权利要求4所述的显示面板，其中所述光学部件是形成有至少在所述第一方向上布置的透镜的透镜阵列。

6.根据权利要求5所述的显示面板，其中当所述透镜阵列的透镜间距取为L，所述透镜的折射率取为n，每个像素在观看距离OD产生的放大投影图像的间隔取为e，所述通孔在所述第一方向上的宽度除以每个像素间距而获得的值取为t，所述通孔的宽度取为每个像素的宽度的一半或更大时，所述透镜的曲率r满足下面的方程式之一：

r≦OD×(n-1)×L/(n×(1-t)×e+(n-1)×L)

r≧OD×(n-1)×L/(n×(1-t)×e-(n+1)×L)。

7.根据权利要求5所述的显示面板，其中当所述透镜阵列的透镜间距取为L，所述透镜的折射率取为n，每个像素在观看距离OD产生的放大投影图像的间隔取为e，所述通孔在所述第一方向上的宽度除以每个像素间距而获得的值取为t，所述通孔的宽度取为每个像素的宽度的一半或更小时，所述透镜的曲率r满足下面的方程式之一：

r≦OD×(n-1)×L/(n×t×e+(n-1)×L)

r≧OD×(n-1)×L/(n×t×e-(n+1)×L)。

8.根据权利要求4所述的显示面板，其中所述光学部件是形成有至少在所述第一方向上布置的有限宽度的开口的视差栅栏。

9.根据权利要求8所述的显示面板，其中所述视差栅栏包括支撑基板，当所述视差栅栏与所述像素之间的距离取为H，所述支撑基板的折射率取为n，每个像素在观看距离OD处产生的放大投影图像的间隔取为e，所述通孔在所述第一方向上的宽度除以每个像素间距而获得的值取为t，所述通孔的宽度取为每个像素的宽度的一半或更大时，所述视差栅栏的开口的宽度S满足下面的方程式：

S≧2×H×tan(arcsin((sin(arctan(((1-t)×e)/(2×OD))))/n))。

10.根据权利要求8所述的显示面板，其中所述视差栅栏包括支撑基板，其中当所述视差栅栏与所述像素之间的距离取为H，所述支撑基板的折射率取为n，每个像素在观看距离OD处产生的放大投影图像的间隔取为e，所述通孔在所述第一方向上的宽度除以每个像素间距而获得的值取为t，所述通孔的宽度取为每个像素的宽度的一半或更小时，所述视差栅栏的开口的宽度S满足下面的方程式：

S≧2×H×tan(arcsin((sin(arctan((t×e)/(2×OD))))/n))。

11.根据权利要求4所述的显示面板，其中在所述第一方向上在每个像素处，所述通孔被分割为多个通孔。

12.根据权利要求3所述的显示面板，其中所述通孔在所述第二方向上的宽度根据所述第一方向的位置以阶跃形状变化。