JP2008040027A - 多重画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】異なる方向の表示画像に対して互いに背反の関係にある表示特性をそれぞれ満足させることのできる多重画像表示装置を実現する。
【解決手段】本発明の液晶表示装置１０（多重画像表示装置）は、表示パネルに向かって右側に位置する観察者Ａに対する表示画像である右側画像（第１の画像）を表示するための右側画像用画素Ｒ（第１の画素群）と、左側に位置する観察者Ｂに対する表示画像である左側画像（第２の画像）を表示するための左側画像用画素Ｌ（第２の画素群）とを備えている。液晶表示装置１０のカラーフィルタ層１４では、右側画像用画素Ｒを構成する右側画像用カラーフィルタＲＣＦの膜厚が、左側画像用画素Ｌを構成する左側画像用カラーフィルタＬＣＦの膜厚に比べて小さくなっている。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の方向に対して別々の画像を表示することが可能な多重画像表示装置に関するものである。

表示パネルと視野角制御手段とを組み合わせることで、複数の視点に対して異なる画像を表示するようにした多重画像表示装置が提案されている。多重画像表示装置の一例として、特許文献１に示されるような、異なる視点から表示パネルを見る二人の観察者に対して異なる画像を表示する二重画像表示装置（デュアルビューディスプレイとも呼ぶ）が挙げられる。

図１０には、従来の二重画像表示装置１００の構成の一例を示す。図１０に示す二重画像表示装置１００は、表示装置の表示パネルに向かって右側に位置する観察者Ａに対する表示画像である右側画像と、左側に位置する観察者Ｂに対する表示画像である左側画像とを表示させることができる。図１０に示すように、二重画像表示装置１００は、２枚の偏光板１０１ａ・１０１ｂの間に、アクティブマトリクス基板１０２、液晶層１０３、カラーフィルタ層１０４、視差バリア層１０５、対向基板１０６がこの順に積層された構造を有している。また、偏光板１０１ｂ側にはバックライト（図示せず）が設けられている。

アクティブマトリクス基板１０２は、ガラス基板上にマトリクス状に形成された画素電極（図示せず）と、これら画素電極の各々に接続されるソースバスライン及びゲートバスライン（図示せず）と、少なくとも１個のＴＦＴ（薄膜トランジスタ）（図示せず）とを備えている。ＴＦＴは、画素駆動用スイッチング素子として機能する。

カラーフィルタ層１０４は、第１の画像データに基づいて右側画像を表示する右側画像用画素１０４Ｒと、第２の画像データに基づいて左側画像を表示する左側画像用画素１０４Ｌとからなる。

視差バリア層１０５は、薄型ガラスなどの透明基板の面上に遮光性材料（樹脂や金属等）を所定厚さに成膜し、これをパターニングすることで形成されている。視差バリア層１０５は、不透明領域によって隔たれた垂直な透光性スリットを複数有するスクリーンであり、表示パネルの右側画像用画素１０４Ｒを透過したバックライトからの光が複数の透光性スリットを介して観察者Ａ側に到達し、左側画像用画素１０４Ｌを透過したバックライトからの光が複数の透光性スリットを介して観察者Ｂ側に到達する。

以上のような構成により、二重画像表示装置１００は、表示パネルに表示されるそれぞれ異なる映像の二つのビュー（デュアルビュー）を、視差バリア層１０５の複数の透光性スリットにより、空間上の規定された領域からしか見えないようにすることによって、２つの方向に異なる画像を表示させることができる。

なお、二重画像表示装置は、視野角制御手段として視差バリアを用いる方式に限定されるものではなく、これ以外にもレンチキュラレンズやプリズムレンズ等を用いた様々な方式が提案されている。
特開２００４−２０６０８９号公報（公開日：２００４年７月２２日）

上記のような二重画像表示装置を、例えばカーナビゲーション装置に適用した場合、ナビゲーション用の画像が表示される運転席側と、テレビ、映画などの画像が表示されることの多い助手席側とで、同一の表示特性を有する画像が表示されることになる。

しかしながら、運転席側で表示されるナビゲーション用の画像は、地図や文字である場合が多く、明るく視認性が良い（すなわち、輝度が高い）ことが求められるのに対し、助手席側で表示されることの多いテレビ、映画などの映像情報は、色再現性が高い（すなわち、色が濃い）ことが求められる。

つまり、表示画像の輝度と色再現性とは背反の関係にあり、輝度を高めて視認性を向上させたいという運転席側画像の要望を優先すると、色再現性が低下し、助手席側画像の要望が満たされないという問題が発生する。このように、従来の多重画像表示装置において、互いに背反の関係にある輝度及び色再現性という２つの表示特性をそれぞれ満足させる画像を提供することは不可能であった。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、異なる方向の表示画像に対して互いに背反の関係にある表示特性を満足させることのできる多重画像表示装置を提供することを目的とする。

本発明にかかる多重画像表示装置は、上記の課題を解決するために、互いに異なる第１方向及び第２方向に第１の画像または第２の画像をそれぞれ表示する多重画像表示装置であって、第１の画像を表示するための第１の画素群と第２の画像を表示するための第２の画素群とを有し、上記第１の画素群における光の透過率と上記第２の画素群における光の透過率とは、互いに異なっていることを特徴としている。

上記の構成によれば、互いに透過率の異なる画素を用いて表示された第１の画像及び第２の画像を各方向に提供することができる。画素における光の透過率は、画像の輝度及び色再現性に影響を与え、透過率が高いと画像の輝度は向上する一方、色再現性は低下する。反対に、透過率が低いと画像の色再現性は向上する一方、輝度は低下する。そのため、第１の画素群及び第２の画素群における光の透過率を互いに異ならせることによって、方向ごとに異なる表示特性を有する画像を提供できる。つまり、任意の一方向には、透過率が高いことに起因して、輝度が高く、明るく視認性の良い画像を提供することができ、他の方向には、透過率が低いことに起因して、輝度が低く、色再現性の良い画像を提供することができる。したがって、第１の画像及び第２の画像に関して、互いに背反の関係にある輝度及び色再現性という２つの表示特性をそれぞれ満足させることができる。

本発明の多重画像表示装置は、上記の構成に加えて、上記第１の画素群を構成する第１のカラーフィルタにおける光の透過率と、上記第２の画素群を構成する第２のカラーフィルタにおける光の透過率とが、互いに異なっていることが好ましい。

従来の多重画像表示装置においては、表示パネルのカラーフィルタとして全体に同一の種類及び同一の構造のものが使用されている。カラーフィルタの性質は、輝度、色再現性などといった画像の表示特性に影響を及ぼすため、方向ごとに異なる各画像の表示特性は全て同一となる。

一方、上記の構成によれば、各方向に対して表示される第１の画像及び第２の画像について、それぞれの画素を構成するカラーフィルタの透過率が互いに異なっているため、各画像の表示特性を互いに異ならせることができる。そのため、方向ごとに異なる表示特性を有する多重画像表示装置を提供することができる。

なお、カラーフィルタの透過率とは、各画素のブラックマトリクス部分を除くカラーフィルタ層に入射する光の強度に対するカラーフィルタ層を透過する光の強度の割合であり、カラーフィルタにおける透過率が異なるとは、画素群を構成する各色のカラーフィルタの透過率が、他の画素群を構成する互いに対応する各色のカラーフィルタの透過率と異なることを意味する。また、各画素を構成するカラーフィルタの開口面積が同一の場合には、カラーフィルタの透過率と色純度とは、カラーフィルタの透過率が高くなると色純度が低下し、逆に透過率が低くなると色純度が向上するというトレードオフの関係にある。

本発明の多重画像表示装置は、上記の構成に加えて、上記第１のカラーフィルタの膜厚と、上記第２のカラーフィルタの膜厚とが、互いに異なっていることが好ましい。

上記の構成によれば、第１のカラーフィルタの透過率と第２のカラーフィルタの透過率とを互いに異ならせることができる。カラーフィルタの膜厚を大きくすると、その透過率は低下する。したがって、透過率を高くしたい側のカラーフィルタの膜厚を、他方のカラーフィルタの膜厚よりも小さくすればよい。

本発明の多重画像表示装置は、上記の構成に加えて、上記第１のカラーフィルタに含まれる顔料濃度と、上記第２のカラーフィルタに含まれる顔料濃度とが、互いに異なっていることが好ましい。

上記の構成によれば、第１のカラーフィルタの透過率と第２のカラーフィルタの透過率とを互いに異ならせることができる。カラーフィルタに含まれる顔料濃度を高くすると、その透過率は低下する。したがって、透過率を高くしたい側のカラーフィルタの顔料濃度を、他方のカラーフィルタの顔料濃度よりも低くすればよい。

本発明の多重画像表示装置は、上記の構成に加えて、上記第１のカラーフィルタ及び第２のカラーフィルタの少なくとも一方には、無色透明領域が形成されており、上記第１のカラーフィルタの無色透明領域の面積と、上記第２のカラーフィルタの無色透明領域の面積とは異なっていることが好ましい。

上記の構成によれば、第１のカラーフィルタの透過率と第２のカラーフィルタの透過率とを互いに異ならせることができる。ここで、カラーフィルタの無色透明領域とは、１つのカラーフィルタ内にスルーホールなどが形成され、無色透明となっている領域のことをいう。カラーフィルタにスルーホールを設けると、その透過率も上昇する。したがって、透過率を高くしたい側のカラーフィルタの無色透明領域の面積を、他方のカラーフィルタの無色透明領域の面積よりも大きくすればよい。

本発明の多重画像表示装置は、カーナビゲーション装置に適用される多重画像表示装置であって、上記第１の画素群が運転席方向に画像を表示するための画素群であり、上記第２の画素群が助手席方向に画像を表示するための画素群であるとともに、上記第１の画素群の光の透過率が、上記第２の画素群の光の透過率よりも高くなっていることが好ましい。

上記の構成によれば、地図や文字などの情報である場合が多い運転席側の画像に関しては、透過率を高くし、明るく視認性を良くすることができる。一方、テレビ、映画などの映像情報である場合が多い助手席側の画像に関しては、透過率を低くし、色再現性を良くすることができる。したがって、運転者及び同乗者の両者に対して、表示される画像の種類に応じて求められる各表示特性を満足させることのできる画像を提供することができる。

本発明にかかる多重画像表示装置は、以上のように、互いに異なる第１方向及び第２方向に第１の画像または第２の画像をそれぞれ表示する多重画像表示装置であって、第１の画像を表示するための第１の画素群と第２の画像を表示するための第２の画素群とを有し、上記第１の画素群における光の透過率と上記第２の画素群における光の透過率とは、互いに異なっていることを特徴とする。

上記の構成によれば、任意の一方向には、透過率が高いことに起因して、輝度が高く、明るく視認性の良い画像を提供することができ、他の方向には、透過率が低いことに起因して、輝度が低く、色再現性の良い画像を提供することができる。したがって、第１の画像及び第２の画像に関して、互いに背反の関係にある輝度及び色再現性という２つの表示特性をそれぞれ満足させることができるという効果を奏する。

本発明の一実施形態について図１〜図４に基づいて説明すると以下の通りである。なお、本発明はこれに限定されるものではない。

本実施の形態では、本発明の多重映像表示装置の一例として、カーナビゲーション装置などに適用され、視差バリア方式を用いて二方向に対して異なる画像を表示させるデュアルビュー液晶表示装置を挙げて説明する。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。

図１には、本実施の形態にかかるデュアルビュー液晶表示装置１０（以下、単に液晶表示装置１０と称する）の表示パネルの断面構成を示す。

図１に示す液晶表示装置１０は、２つの方向に対してそれぞれ画像を表示させる２つの画像表示手段を備えている。具体的には、液晶表示装置１０は、図２に示すように、表示装置の表示パネルに向かって右側に位置する観察者Ａに対する表示画像である右側画像（第１の画像）を表示させる右側画像表示手段と、左側に位置する観察者Ｂに対する表示画像である左側画像（第２の画像）を表示させる左側画像表示手段とを備え、表示パネルに向かって右側及び左側にそれぞれ画像を表示させることができる。

図１に示すように、液晶表示装置１０は、２枚の偏光板１１ａ・１１ｂの間に、アクティブマトリクス基板１２、液晶層１３、カラーフィルタ層１４、視差バリア層１５、対向基板１６がこの順に積層された構造を有している。また、偏光板１１ｂ側にはバックライト（図示せず）が設けられている。

偏光板１１ａ・１１ｂは、液晶層１３を通過した光、及び、バックライトから照射された光をそれぞれ偏光させる。

アクティブマトリクス基板１２は、ガラス基板上にマトリクス状に形成された画素電極（図示せず）と、これら画素電極の各々に接続されるソースバスライン及びゲートバスライン（図示せず）と、少なくとも１個のＴＦＴ（薄膜トランジスタ）（図示せず）とを備えている。ＴＦＴは、画素駆動用スイッチング素子として機能する。つまり、アクティブマトリクス基板１２上に設けられた各素子が画像表示手段として機能する。

液晶層１３は、アクティブマトリクス基板１２とカラーフィルタ層１４との間に設けられている。液晶層１３とカラーフィルタ層１４との間には、図示しない透明電極（ＩＴＯ）が設けられている。

カラーフィルタ層１４は、第１の画像データに基づいて右側画像を表示する右側画像用画素Ｒ（第１の画素群）と、第２の画像データに基づいて左側画像を表示する左側画像用画素Ｌ（第２の画素群）とからなる。右側画像用画素Ｒと左側画像用画素Ｌとは、隣り合って交互に配置されている。隣り合うこれらの画素Ｒ・Ｌは、第１画像データ又は第２画像データに応じてそれぞれ駆動される。言い換えれば、隣り合う画素Ｒ・Ｌは、互いに異なる画像データに応じて駆動されることになる。

また、右側画像用画素Ｒと左側画像用画素Ｌとの間にはブラックマトリクスＢｋが形成されている。右側画像用画素Ｒ及び左側画像用画素Ｌにおいては、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の三原色のカラーフィルタが１画素を構成している。そして、これらの１画素が規則的に配列されて右側画像用画素Ｒ及び左側画像用画素Ｌは形成されている。

視差バリア層１５は、不透明領域によって隔たれた垂直な透光性スリットを複数有するスクリーンであり、表示パネルの右側画像用画素Ｒを透過したバックライトからの光が複数の透光性スリットを介して観察者Ａ側に到達し、左側画像用画素Ｌを透過したバックライトからの光が複数の透光性スリットを介して観察者Ｂ側に到達する。つまり、視差バリア層１５は、カラーフィルタ層１４を透過した画像光を右側画像の画像光と左側画像の画像光とに分離する画像光分離手段として機能するものである。

視差バリア層１５は、ガラス（対向基板１６）上に遮光性材料としての樹脂を所定厚さ（１〜１０μｍ）に成膜し、これをパターニングして遮光層１９とし、接着剤層１８を介して薄型ガラス１７に接着されている。つまり、視差バリア層１５は、部分的に遮光が施され、表面に透光性スリットが形成されている。なお、遮光性材料としては、樹脂の他に金属なども使用可能である。この視差バリア層１５の構成については、上記のものに限定されることはなく、多重画像表示装置に一般的に使用される視差バリアを使用することができる。

なお、視差バリア層１５をカラーフィルタ層１４と接触させて形成すると視差バリアの機能をなさないため、視差バリア層１５は、薄型ガラス１７上に接着剤層１８を積層し、接着剤層１８の表面に遮光を施すことによって、カラーフィルタ層１４と、視差バリア層１５の遮光部１９との間に適切な距離（５０〜１００μｍ）が保たれるような構成になっている。

対向基板１６は、アクティブマトリクス基板１２に対向して設けられた基板であり、アクティブマトリクス基板１２との間に、液晶層１３、カラーフィルタ層１４、視差バリア層１５などを挟持している。

以上のような構成により液晶表示装置１０は、表示パネルに表示される互いに異なる映像の二つのビュー（デュアルビュー）を、視差バリア層１５の複数の透光性スリットにより、空間上の規定された領域からしか見えないようにすることによって、２つの方向に異なる画像を表示させることができる。

つまり、カラーフィルタ層１４を構成する、隣り合う画素（右側画像用画素Ｒ及び左側画像用画素Ｌ）を各画像データ（第１画像データ又は第２画像データ）に応じて駆動させればよい。このように、隣り合う画素は、互いに異なる画像データに基づいて画像を表示させる第１の画像表示手段及び第２の画像表示手段によってそれぞれ駆動されることになる。なお、画素は１個おきに互いに異なる画像データに応じて駆動されるようにしてもよいし、２個おき、あるいは３個おき等のように複数個おきに駆動されるようにしてもよいが、いずれにしても視差バリア層１５の透光性スリットの幅に応じて設定されている。

次に、カラーフィルタ層１４の構成についてより詳しく説明する。上記のように、カラーフィルタ層１４は、右側画像用画素Ｒを形成する右側画像用カラーフィルタＲＣＦ（第１のカラーフィルタ）、左側画像用画素Ｌを形成する左側画像用カラーフィルタＬＣＦ（第２のカラーフィルタ）、および、ブラックマトリクスＢｋからなる。

そして、本実施の形態においては、右側画像用カラーフィルタＲＣＦの膜厚が、左側画像用カラーフィルタＬＣＦの膜厚に比べて小さくなっている。ここで、カラーフィルタの膜厚とは、表示パネルの表面と垂直な方向のカラーフィルタの幅のことを意味する。このように、右側画像用カラーフィルタＲＣＦの膜厚を、左側画像用カラーフィルタＬＣＦの膜厚よりも小さくすることによって、右側画像用画素Ｒにおける光の透過率を、左側画像用画素Ｌにおける光の透過率よりも大きくすることができる。つまり、右側画像の輝度を左側画像の輝度よりも高くすることができる。また、左側画像用カラーフィルタＬＣＦの膜厚が右側画像用画素ＲＣＦの膜厚よりも大きいので、左側画像の色再現性が高くなる。

これによって、右側画像は輝度が高く視認性の良好な画像となる一方、左側画像は透過率が比較的低いため色再現性の良好な画像となる。そのため、液晶表示装置１０をカーナビゲーション装置に適用すれば、運転席側には、視認性の良好な右側画像が表示され、助手席側には、色再現性の良好な左側画像が表示される。これによって、運転者及び同乗者の両者に対して良好な表示特性を有する画像を提供することができる。

なお、運転席側と助手席側とにそれぞれ画像を提供する場合、地図や文字などの情報が表示される運転席側の画像（ここでは、右側画像）の輝度は、４００〜６００ｃｄ／ｍ^２であることが好ましく、映画やテレビなどの情報が表示される助手席側の画像（ここでは、左側画像）の輝度は、２００〜４００ｃｄ／ｍ^２であることが好ましい。透過率に関しては、運転席側画像の透過率が、助手席側画像の透過率の１．３倍以上であることが好ましい。ここで透過率とは、波長５８９ｎｍの光の透過率を意味する。色再現性の指標となるＮＴＳＣ比に関しては、運転席側画像が４２％以上であり、助手席側画像が５２％以上であることが好ましい。ＮＴＳＣ比とは、ＮＴＳＣ（Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ）規格で規定されているＸＹ色度域に対する色再現範囲を面積比で表したものである。このような輝度（透過率）及び色再現性の差を出すためには、右側画像用カラーフィルタＲＣＦの膜厚を、例えば１．３μｍとし、左側画像用カラーフィルタＬＣＦの膜厚を、例えば１．８μｍとすればよい。

続いて、カラーフィルタ層１４の製造方法について説明する。本実施の形態のカラーフィルタ層１４の製造方法ついて説明する前に、フォトリソ法を用いて行う一般的なカラーフィルタ層の製造方法について簡単に説明する。

まず、ブラックマトリクスＢｋの形成されたガラス基板１４ａに、あらかじめ顔料により調色された感光性レジストを塗布する（工程Ａ）。調色された感光性レジストは、顔料を例えばアクリル系またはエポキシ系の紫外線硬化樹脂（ネガレジスト）などに分散し、溶媒に溶かすことによって得られる。

次に、所定の形状に形成されたフォトマスクを使用して紫外線で露光・現像を行い、塗布されたレジストをパターン化する（工程Ｂ）。このとき光に当たった部分が着色パターンとして残る。

以上の工程Ａ〜Ｂを繰り返すことによって、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のカラーフィルタをそれぞれ形成する。

本実施の形態におけるカラーフィルタ層１４についても上記のフォトリソ法を用いて製造することができる。図３には、液晶表示装置１０内のカラーフィルタ層１４の製造工程を示す。図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、膜厚の異なるカラーフィルタを形成する場合には、まず、膜厚の小さな右側画像用カラーフィルタＲＣＦを、上記工程Ａ〜Ｂを繰り返すことによって、例えば赤、緑、青という順に形成する。その後、図３（ｄ）〜（ｆ）に示すように、膜厚の大きな左側画像用カラーフィルタＬＣＦを、上記工程Ａ〜Ｂを繰り返すことによって、例えば赤、緑、青という順に形成する。以上のような工程で右側画像用カラーフィルタＲＣＦ及び左側画像用カラーフィルタＬＣＦを形成した後、最後に、図３（ｇ）に示すように、表面に保護膜１４ｂを形成し表面を平坦化する。

なお、膜厚の小さな右側画像用カラーフィルタＲＣＦと膜厚の大きな左側画像用カラーフィルタＬＣＦの形成順序は特に限定されることはなく、任意に変更することができる。なお、各色の形成順は特に限定されず、任意に変更することができる。

また、右側カラーフィルタ層１４の他の製造方法として、図４に示すような各工程からなる方法も実施可能である。図４に示す方法では、先ず、図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、右側画像用カラーフィルタＲＣＦ及び左側画像用カラーフィルタＬＣＦを、上記工程Ａ〜Ｂを繰り返すことによって、例えば、赤、緑、青という順に形成する。ここでは、全て同じ膜厚となるように各カラーフィルタを形成する。続いて、図４（ｄ）〜（ｆ）に示すように、膜厚の大きな左側画像用カラーフィルタＬＣＦを形成するために、左側画像用カラーフィルタＬＣＦに相当する部分にのみ、上記工程Ａ〜Ｂを繰り返すことによって、例えば、赤、緑、青という順にカラーフィルタを所定の膜厚で積層する。以上のような工程で右側画像用カラーフィルタＲＣＦ及び左側画像用カラーフィルタＬＣＦを形成した後、最後に、図４（ｇ）に示すように、表面に保護膜を形成し表面を平坦化する。

以上のような方法によって、互いに膜厚の異なるカラーフィルタＬＣＦ及びＲＣＦを有するカラーフィルタ層１４を製造することができる。

なお、上述したカラーフィルタ層の製造方法は、あらかじめ顔料により調色された感光性レジストを使用してカラーフィルタ層を製造する顔料分散法であるが、他の方法として、レジストをパターン化した後に染色する方法（いわゆる、染色法）、ガラス基板上に各カラーフィルタを印刷することによって形成する印刷法なども利用可能である。

ここで説明した本実施の形態にかかる液晶表示装置１０において、カラーフィルタ層１４以外の構成部材については、従来の多重画像表示装置に使用される部材を同様に使用することが可能であるため、その具体的な構成及び製造方法については説明を省略する。

本実施の形態では、右側画像用カラーフィルタＲＣＦ（第１のカラーフィルタ）の膜厚が、左側画像用カラーフィルタＬＣＦ（第２のカラーフィルタ）の膜厚に比べて小さいものを例に挙げて説明したが、本発明は必ずしもこの構成に限定されず、各方向の表示画像の特性に適した輝度となるようにそれぞれの膜厚を決定することができる。つまり、右側画像用カラーフィルタＲＣＦ（第１のカラーフィルタ）の膜厚が、左側画像用カラーフィルタＬＣＦ（第２のカラーフィルタ）の膜厚に比べて大きいものであってもよい。

また、本実施の形態では、本発明にかかる多重画像表示装置の一例として、右側画像用カラーフィルタ（第１のカラーフィルタ）の膜厚と、左側画像用カラーフィルタ（第２のカラーフィルタ）の膜厚とが、互いに異なっているものを挙げて説明したが、本発明はこれに限定されず、右側画像用の画素における光の透過率と左側画像用の画素における光の透過率とが、互いに異なっていればよい。

そして、画素における光の透過率を変更する手法の一つとして、画素を構成するカラーフィルタにおける光の透過率を変更する手法が挙げられる。以下に、本発明の他の形態について説明する。この他の形態では、カラーフィルタにおける光の透過率の変更手法が、上述の実施形態とは異なる。

本発明の他の形態としては、例えば、上記第１のカラーフィルタに含まれる顔料濃度と、上記第２のカラーフィルタに含まれる顔料濃度とが、互いに異なっているものを挙げることができる。図５には、顔料濃度が異なる２種類のカラーフィルタを備えるデュアルビュー液晶表示装置２０の構成を示す。

図５に示すように、デュアルビュー液晶表示装置２０（以下、単に液晶表示装置２０と称する）は、２枚の偏光板１１ａ・１１ｂの間に、アクティブマトリクス基板１２、液晶層１３、カラーフィルタ層２４、視差バリア層１５、対向基板１６がこの順に積層された構造を有している。また、偏光板１１ｂ側にはバックライト（図示せず）が設けられている。なお、図５に示す液晶表示装置２０において、図１に示す液晶表示装置１０と同一の構造及び機能を有する部材については、便宜上同じ部材番号を付すとともにその説明を省略する。

図５に示されるように、液晶表示装置２０の構成は、カラーフィルタ層２４のみが液晶表示装置１０の構成と異なっている。カラーフィルタ層２４は、第１の画像データに基づいて右側画像を表示する右側画像用画素Ｒ’（第１の画素群）と、第２の画像データに基づいて左側画像を表示する左側画像用画素Ｌ’（第２の画素群）とからなる。右側画像用画素Ｒ’と左側画像用画素Ｌ’とは、隣り合って交互に配置されている。隣り合うこれらの画素Ｒ’・Ｌ’は、第１画像データ又は第２画像データに応じてそれぞれ駆動される。言い換えれば、隣り合う画素Ｒ’・Ｌ’は、互いに異なる画像データに応じて駆動されることになる。

また、右側画像用画素Ｒ’と左側画像用画素Ｌ’との間にはブラックマトリクスＢｋが形成されている。右側画像用画素Ｒ’及び左側画像用画素Ｌ’においては、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の三原色のカラーフィルタ（ＲＣＦ’またはＬＣＦ’）が１画素を構成している。そして、これらの１画素が規則的に配列されて右側画像用画素Ｒ’及び左側画像用画素Ｌ’は形成されている。

上記のように、カラーフィルタ層１４は、右側画像用画素Ｒを形成する右側画像用カラーフィルタＲＣＦ’（第１のカラーフィルタ）、左側画像用画素Ｌを形成する左側画像用カラーフィルタＬＣＦ’（第２のカラーフィルタ）、および、ブラックマトリクスＢｋからなる。ブラックマトリクスＢｋは、各画素間の空白部分に設けられており、これによって、それぞれ異なる映像のダブリ部分の面積を減少させることができ、それぞれの映像を構成する画面のコントラスト等の向上が図れる。

そして、液晶表示装置２０においては、右側画像用カラーフィルタＲＣＦ’に含まれる顔料濃度が、左側画像用カラーフィルタＬＣＦ’に含まれる顔料濃度に比べて低くなっている。このように、右側画像用カラーフィルタＲＣＦ’の顔料濃度を、左側画像用カラーフィルタＬＣＦ’の顔料濃度よりも低くすることによって、右側画像用画素Ｒ’における光の透過率を、左側画像用画素Ｌ’における光の透過率よりも大きくすることができる。つまり、右側画像の輝度を左側画像の輝度よりも高くすることができる。また、左側画像用カラーフィルタＬＣＦ’の顔料濃度が右側画像用画素ＲＣＦ’の顔料濃度よりも高いので、左側画像の色再現性が高くなる。

これによって、右側画像は輝度が高く視認性の良好な画像となる一方、左側画像は透過率が比較的低いため色再現性の良好な画像となる。そのため、液晶表示装置２０をカーナビゲーション装置に適用すれば、運転席側には、視認性の良好な右側画像が表示され、助手席側には、色再現性の良好な左側画像が表示される。これによって、運転者及び同乗者の両者に対して良好な表示特性を有する画像を提供することができる。

なお、運転席側と助手席側とにそれぞれ画像を提供する場合、地図や文字などの情報が表示される運転席側の画像（ここでは、右側画像）の輝度は、４００〜６００ｃｄ／ｍ^２であることが好ましく、映画やテレビなどの情報が表示される助手席側の画像（ここでは、左側画像）の輝度は、２００〜４００ｃｄ／ｍ^２であることが好ましい。透過率に関しては、運転席側画像の透過率が、助手席側画像の透過率の１．３倍以上であることが好ましい。ここで透過率とは、波長５８９ｎｍの光の透過率を意味する。色再現性の指標となるＮＴＳＣ比に関しては、運転席側画像が４２％以上であり、助手席側画像が５２％以上であることが好ましい。このような輝度（透過率）及び色再現性の差を出すためには、左側画像用カラーフィルタＬＣＦ’に含まれる顔料濃度を、右側画像用カラーフィルタＲＣＦ’に含まれる顔料濃度の１．３倍以上とすればよい。

カラーフィルタ層２４についても、カラーフィルタ層１４と同様に、上記のフォトリソ法を用いて製造することができる。図６には、液晶表示装置２０内のカラーフィルタ層２４の製造工程を示す。

図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、顔料濃度の異なるカラーフィルタを形成する場合には、まず、顔料濃度の低い右側画像用カラーフィルタＲＣＦ’を、上記工程Ａ〜Ｂを繰り返すことによって、例えば赤、緑、青という順に形成する。その後、図６（ｄ）〜（ｆ）に示すように、顔料濃度の高い左側画像用カラーフィルタＬＣＦ’を、上記工程Ａ〜Ｂを繰り返すことによって、例えば赤、緑、青という順に形成する。なお、図示はしていないが、以上のような工程で右側画像用カラーフィルタＲＣＦ’及び左側画像用カラーフィルタＬＣＦ’を形成した後、最後に表面に保護膜を形成することが、カラーフィルタを保護するという観点から好ましい。なお、顔料濃度の低いカラーフィルタと顔料濃度の高いカラーフィルタの形成順序は特に限定されることはなく、任意に変更することができる。

本発明のさらに他の形態としては、例えば、上記第１のカラーフィルタの無色透明領域の面積と、上記第２のカラーフィルタの無色透明領域の面積とが、互いに異なっているものを挙げることができる。第１のカラーフィルタと第２のカラーフィルタとの間で無色透明領域の面積を異ならせる方法としては、第１のカラーフィルタと第２のカラーフィルタの何れか一方にスルーホールを設ける方法、数または大きさが互いに異なるスルーホールを第１のカラーフィルタ及び第２のカラーフィルタに設ける方法などが挙げられる。

図７には、無色透明領域の面積が互いに異なる２種類のカラーフィルタを備えるデュアルビュー液晶表示装置の一例として、一方のカラーフィルタにスルーホールが設けられたデュアルビュー液晶表示装置３０の構成を示す。

図７に示すように、デュアルビュー液晶表示装置３０（以下、単に液晶表示装置３０と称する）は、２枚の偏光板１１ａ・１１ｂの間に、アクティブマトリクス基板１２、液晶層１３、カラーフィルタ層３４、視差バリア層１５、対向基板１６がこの順に積層された構造を有している。また、偏光板１１ｂ側にはバックライト（図示せず）が設けられている。なお、図７に示す液晶表示装置３０において、図１に示す液晶表示装置１０と同一の構造及び機能を有する部材については、便宜上同じ部材番号を付すとともにその説明を省略する。

図７に示されるように、液晶表示装置３０の構成は、カラーフィルタ層３４のみが液晶表示装置１０の構成と異なっている。カラーフィルタ層３４は、第１の画像データに基づいて右側画像を表示する右側画像用画素Ｒ”（第１の画素群）と、第２の画像データに基づいて左側画像を表示する左側画像用画素Ｌ”（第２の画素群）とからなる。右側画像用画素Ｒ”と左側画像用画素Ｌ”とは、隣り合って交互に配置されている。隣り合うこれらの画素Ｒ”・Ｌ”は、第１画像データ又は第２画像データに応じてそれぞれ駆動される。言い換えれば、隣り合う画素Ｒ”・Ｌ”は、互いに異なる画像データに応じて駆動されることになる。

また、右側画像用画素Ｒ”と左側画像用画素Ｌ”との間にはブラックマトリクスＢｋが形成されている。右側画像用画素Ｒ”及び左側画像用画素Ｌ”においては、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の三原色のカラーフィルタ（ＲＣＦ”またはＬＣＦ”）が１画素を構成している。そして、これらの１画素が規則的に配列されて右側画像用画素Ｒ”及び左側画像用画素Ｌ”は形成されている。

以上のように、カラーフィルタ層３４は、右側画像用画素Ｒ”を形成する右側画像用カラーフィルタＲＣＦ”（第１のカラーフィルタ）、左側画像用画素Ｌ”を形成する左側画像用カラーフィルタＬＣＦ”（第２のカラーフィルタ）、および、ブラックマトリクスＢｋからなる。ブラックマトリクスＢｋは、各画素間の空白部分に設けられており、これによって、それぞれ異なる映像のダブリ部分の面積を減少させることができ、それぞれの映像を構成する画面のコントラスト等の向上が図れる。

そして、液晶表示装置３０においては、右側画像用カラーフィルタＲＣＦ”にスルーホールｈが形成されている。このように、右側画像用カラーフィルタＲＣＦ”のみにスルーホールｈを形成することによって右側画像用カラーフィルタＲＣＦ”の無色透明領域の面積が上昇し、右側画像用画素Ｒ”における光の透過率を、左側画像用画素Ｌ”における光の透過率よりも大きくすることができる。つまり、右側画像の輝度を左側画像の輝度よりも高くすることができる。

ここで、カラーフィルタの無色透明領域の面積とは、右側用（あるいは左側用）カラーフィルタの画像表示面側の表面積のうち、スルーホールなどが設けられていることによって無色透明となっている領域の面積をいう。また、カラーフィルタの無色透明領域の面積割合（％）とは、右側用（あるいは左側用）カラーフィルタの画像表示面側の表面積に対する、スルーホールなどが設けられていることによって無色透明となっている領域の面積の割合を意味する。スルーホールが設けられていない左側画像用カラーフィルタＬＣＦ”の無色透明領域の面積割合は０％である。

これによって、右側画像は輝度が高く視認性の良好な画像となる一方、左側画像は透過率が比較的低いため色再現性の良好な画像となる。そのため、液晶表示装置３０をカーナビゲーション装置に適用すれば、運転席側には、視認性の良好な右側画像が表示され、助手席側には、色再現性の良好な左側画像が表示される。これによって、運転者及び同乗者の両者に対して良好な表示特性を有する画像を提供することができる。

なお、運転席側と助手席側とにそれぞれ画像を提供する場合、地図や文字などの情報が表示される運転席側の画像（ここでは、右側画像）の輝度は、４００〜６００ｃｄ／ｍ^２であることが好ましく、映画やテレビなどの情報が表示される助手席側の画像（ここでは、左側画像）の輝度は、２００〜４００ｃｄ／ｍ^２であることが好ましい。透過率に関しては、運転席側画像の透過率が、助手席側画像の透過率の１．３倍以上であることが好ましい。ここで透過率とは、波長５８９ｎｍの光の透過率を意味する。色再現性の指標となるＮＴＳＣ比に関しては、運転席側画像が４２％以上であり、助手席側画像が５２％以上であることが好ましい。このような輝度（透過率）及び色再現性の差を出すためには、右側画像用カラーフィルタＲＣＦ”の無色透明領域の面積割合を、例えば３０（％）とし、左側画像用カラーフィルタＬＣＦ”の無色透明領域の面積割合を、例えば０（％）とすればよい。

カラーフィルタ層３４についても、カラーフィルタ層１４と同様に、上記のフォトリソ法を用いて製造することができる。図８には、液晶表示装置３０内のカラーフィルタ層３４の製造工程を示す。図８（ａ）〜（ｃ）に示すように、右側画像用カラーフィルタＲＣＦ”及び左側画像用カラーフィルタＬＣＦ”を、上記工程Ａ〜Ｂを繰り返すことによって、例えば赤、緑、青という順に形成する。ここで上記工程Ｂにおけるパターニング化の際に、右側画像用カラーフィルタＲＣＦ”に相当する部分にのみ所望とするスルーホールが形成されるようにパターニングを行う。これによって、右側画像用カラーフィルタＲＣＦ”にスルーホールが形成される。なお、図示はしていないが、以上のような工程で右側画像用カラーフィルタＲＣＦ”及び左側画像用カラーフィルタＬＣＦ”を形成した後、最後に表面に保護膜を形成することが、カラーフィルタを保護するという観点から好ましい。なお、各色の形成順は特に限定されず、任意に変更することができる。

なお、以上の説明では、液晶表示パネルに視差バリアを組み合わせて用いる方式について例示したが、本発明においてパネルの種類は液晶表示パネルに限定されるものではない。また、多重映像表示を行うための表示方式についても、特に視差バリア方式に限定されるものではなく、レンチキュラレンズやプリズムレンズ等を用いた様々な方式を採用することが可能である。つまり、本発明の多重画像表示装置における画像光分離手段としては、視差バリア、レンチキュラレンズ、プリズムレンズなどが挙げられる。

さらに、本実施の形態では、多重映像表示装置の一例として、二重映像表示装置（デュアルビューディスプレイ）を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されず、２つ以上の異なる画像を各方向に対して表示する多重映像表示装置であればよい。なお、３つ以上の異なる画像を各方向に対して表示する多重映像表示装置の場合、第３の画像を表示させるための第３の画素群の透過率は、第１及び第２の画素群の何れとも異なっていてもよいし、第１及び第２の画素群の何れか一方と同じであってもよい。つまり、複数の画像を各方向に対して表示させる複数の画素群を備えている多重映像表示装置においては、少なくとも何れか１つの画素群の透過率が、他の画素群の透過率と異なっていればよい。

本発明の多重画像表示装置は、平面パネル型の液晶表示装置に限らず、ブラウン管型の表示装置にも適用可能である。また、平面パネル型としては、液晶表示装置に限らず、プラズマ・ディスプレイ（Plasma Display Panel）や、有機ＥＬ（Erectronic Luminescence）ディスプレイにも適用可能である。また、カーナビに限らず、デュアルビュー表示が可能な表示パネルを搭載している機器であればよく、携帯電話、ＰＤＡ、パーソナルコンピュータ、テレビ受信機等の身近な機器に限らず、計測機器、医療機器、産業機器全般等にも適用可能である。

以下、本発明の実施例について説明する。

〔実施例１〕
実施例１では、デュアルビュー液晶表示装置１０と同様に、右側画像用カラーフィルタの膜厚が、左側画像用カラーフィルタの膜厚に比べて小さいデュアルビュー液晶表示装置を使用して、右側画像及び左側画像の輝度測定及びＮＴＳＣ比の算出を行った。輝度測定は、ＥＺ−ＣＯＮＴＲＡＳＴ計（ＥＬＤＩＭ社製）にて行った。ＮＴＳＣ比は、ＥＺ−ＣＯＮＴＲＡＳＴ計における全白輝度測定結果、及び、赤・青・緑点灯時の色度測定結果をもとに算出した。なお、本実施例に使用したデュアルビュー液晶表示装置において、右側画像用カラーフィルタの膜厚は、１．３μｍであり、左側画像用カラーフィルタの膜厚は、１．８μｍであった。

また、図９に示すように、カラーフィルタ層及び視差バリア層の各寸法は、接着剤層１８の厚さｄ１：４０μｍ、薄型ガラス１７の厚さｄ２：４０μｍ、カラーフィルタの幅ｄ３：６５μｍ、視差バリア層におけるバリア幅ｄ４：９０μｍ、スリット幅ｄ５：４５μｍ、であった。図示はしていないが、１画素は、赤・緑・青の３つのカラーフィルタが縦一例に並んで構成されているため、画素寸法は、横寸６５μｍ（ｄ３と一致）であり、縦寸６５×３＝１９５μｍであった。また、視差バリア層における縦方向（１画素の縦方向と一致する方向）の寸法は、１６５μｍであった。問題ありません。

その結果、右側画像のＮＴＳＣ比は４２％であり、輝度は５００ｃｄ／ｍ^２であった。一方、左側画像のＮＴＳＣ比は５５％であり、輝度は２９０ｃｄ／ｍ^２であった。

〔実施例２〕
実施例２では、デュアルビュー液晶表示装置２０と同様に、右側画像用カラーフィルタに含まれる顔料濃度が、左側画像用カラーフィルタに含まれる顔料濃度に比べて低いデュアルビュー液晶表示装置を使用して、右側画像及び左側画像の輝度測定及びＮＴＳＣ比の算出を行った。輝度測定及びＮＴＳＣ比の算出は、実施例１と同様にして行った。なお、本実施例に使用したデュアルビュー液晶表示装置において、右側画像用カラーフィルタの顔料濃度をＲＥＦ（基準）とし、左側画像用カラーフィルタの顔料濃度はＲＥＦ×１．５とした。なお、右側画像用カラーフィルタの顔料濃度は、実施例１で用いたカラーフィルタと同じ顔料濃度であった。カラーフィルタの膜厚は、１．３μｍであった。カラーフィルタの膜厚以外のカラーフィルタ層及び視差バリア層の各寸法は、実施例１と同じであった。

その結果、右側画像のＮＴＳＣ比は４２％であり、輝度は５２０ｃｄ／ｍ^２であった。一方、左側画像のＮＴＳＣ比は５７％であり、輝度は２７０ｃｄ／ｍ^２であった。

〔実施例３〕
実施例３では、デュアルビュー液晶表示装置３０と同様に、右側画像用カラーフィルタのみにスルーホールが設けられているデュアルビュー液晶表示装置を使用して、右側画像及び左側画像の輝度測定及びＮＴＳＣ比の算出を行った。輝度測定及びＮＴＳＣ比の算出は、実施例１と同様にして行った。なお、本実施例に使用したデュアルビュー液晶表示装置において、右側画像用カラーフィルタの無色透明領域の面積割合は、３０％であり、左側画像用カラーフィルタの無色透明領域の面積割合は、０％であった。カラーフィルタの膜厚は、１．８μｍであった。カラーフィルタの膜厚以外のカラーフィルタ層及び視差バリア層の各寸法は、実施例１と同じであった。

その結果、右側画像のＮＴＳＣ比は４０％であり、輝度は４９０ｃｄ／ｍ^２であった。一方、左側画像のＮＴＳＣ比は５７％であり、輝度は２７０ｃｄ／ｍ^２であった。

以上の結果から、各実施例のデュアルビュー液晶表示装置は何れも、右側画像の輝度が４００〜６００ｃｄ／ｍ^２の範囲内にあり、運転席側の画像に適しており、左側画像のＮＴＳＣ比が５２％以上であり、助手席側の画像に適していることが確認された。したがって、各実施例のデュアルビュー液晶表示装置は、カーナビゲーション装置に好適に利用できる。

本発明の多重画像表示装置を用いれば、異なる画像に対して互いに背反の関係にある表示特性をそれぞれ満足させることができる。従って、本発明は、各方向の画像に異なる表示特性が求められる多重画像表示装置（例えば、カーナビゲーション装置など）に好適に利用できる。

本発明の一実施の形態にかかるデュアルビュー液晶表示装置の構成を示す断面図である。 図１に示すデュアルビュー液晶表示装置の表示パネルと観察者との関係を示す図である。 図１に示すデュアルビュー液晶表示装置内のカラーフィルタ層の製造方法を示す工程図である。 図１に示すデュアルビュー液晶表示装置内のカラーフィルタ層の他の製造方法を示す工程図である。 本発明の他の実施形態にかかるデュアルビュー液晶表示装置の構成を示す断面図である。 図５に示すデュアルビュー液晶表示装置内のカラーフィルタ層の製造方法を示す工程図である。 本発明のさらに他の実施形態にかかるデュアルビュー液晶表示装置の構成を示す断面図である。 図７に示すデュアルビュー液晶表示装置内のカラーフィルタ層の製造方法を示す工程図である。 本実施例に使用したデュアルビュー液晶表示装置の構成を示す断面図である。 従来のデュアルビュー液晶表示装置の構成を示す断面図である。

符号の説明

１０ デュアルビュー液晶表示装置（多重画像表示装置）
１４ カラーフィルタ層
１５ 視差バリア層
２０ デュアルビュー液晶表示装置（多重画像表示装置）
２４ カラーフィルタ層
３０ デュアルビュー液晶表示装置（多重画像表示装置）
３４ カラーフィルタ層
Ｒ 右側画像用画素（第１の画素群）
Ｌ 左側画像用画素（第２の画素群）
ＲＣＦ 右側画像用カラーフィルタ（第１のカラーフィルタ）
ＬＣＦ 左側画像用カラーフィルタ（第２のカラーフィルタ）
Ｒ’ 右側画像用画素（第１の画素群）
Ｌ’ 左側画像用画素（第２の画素群）
ＲＣＦ’ 右側画像用カラーフィルタ（第１のカラーフィルタ）
ＬＣＦ’ 左側画像用カラーフィルタ（第２のカラーフィルタ）
Ｒ” 右側画像用画素（第１の画素群）
Ｌ” 左側画像用画素（第２の画素群）
ＲＣＦ” 右側画像用カラーフィルタ（第１のカラーフィルタ）
ＬＣＦ” 左側画像用カラーフィルタ（第２のカラーフィルタ）

Claims (6)

1. 互いに異なる第１方向及び第２方向に第１の画像または第２の画像をそれぞれ表示する多重画像表示装置であって、
   第１の画像を表示するための第１の画素群と第２の画像を表示するための第２の画素群とを有し、
   上記第１の画素群における光の透過率と上記第２の画素群における光の透過率とは、互いに異なっていることを特徴とする多重画像表示装置。
2. 上記第１の画素群を構成する第１のカラーフィルタにおける光の透過率と、上記第２の画素群を構成する第２のカラーフィルタにおける光の透過率とが、互いに異なっていることを特徴とする請求項１に記載の多重画像表示装置。
3. 上記第１のカラーフィルタの膜厚と、上記第２のカラーフィルタの膜厚とが、互いに異なっていることを特徴とする請求項２に記載の多重画像表示装置。
4. 上記第１のカラーフィルタに含まれる顔料濃度と、上記第２のカラーフィルタに含まれる顔料濃度とが、互いに異なっていることを特徴とする請求項２に記載の多重画像表示装置。
5. 上記第１のカラーフィルタ及び第２のカラーフィルタの少なくとも一方には、無色透明領域が形成されており、
   上記第１のカラーフィルタの無色透明領域の面積と、上記第２のカラーフィルタの無色透明領域の面積とは異なっていることを特徴とする請求項２に記載の多重画像表示装置。
6. カーナビゲーション装置に適用される多重画像表示装置であって、
   上記第１の画素群が運転席方向に画像を表示するための画素群であり、上記第２の画素群が助手席方向に画像を表示するための画素群であるとともに、
   上記第１の画素群の光の透過率が、上記第２の画素群の光の透過率よりも高くなっていることを特徴とする請求項１に記載の多重画像表示装置。

Images