JP2010250257A

JP2010250257A - 映像表示装置

Info

Publication number: JP2010250257A
Application number: JP2009188583A
Authority: JP
Inventors: Hoon Kang; フン・カン
Original assignee: LG Display Co Ltd
Current assignee: LG Display Co Ltd
Priority date: 2009-04-17
Filing date: 2009-08-17
Publication date: 2010-11-04
Anticipated expiration: 2029-08-17
Also published as: TWI379584B; CN101867836B; US20100265230A1; DE102009034092A1; GB0912675D0; CN101867836A; TW201039616A; GB2469536A; JP5215261B2; KR101354329B1; GB2469536B; US8421709B2; DE102009034092B4; KR20100115036A

Abstract

【課題】２次元平面映像と３次元立体映像を表示することができる映像表示装置を提供する。
【解決手段】２Ｄまたは３Ｄ映像を表示する映像表示パネルと、映像表示パネルに２Ｄまたは３Ｄデータフォーマットのデータ電圧を印加する駆動回路と、２Ｄまたは３Ｄモードで駆動回路を制御するコントローラと、映像表示パネルの前に配置され、３Ｄモードで映像表示パネルからの光を第１偏光と第２偏光の光に分割するパターンリターダを備え、映像表示パネルのＲ、Ｇ及びＢサブピクセルそれぞれは１個のデータラインと２個の隣接したゲートラインにより分割駆動される第１及び第２細部サブピクセルを含み、２Ｄモードで、第１及び第２細部サブピクセルに同一な２Ｄデータフォーマットのデータ電圧が印加され、３Ｄモードで、第１細部サブピクセルに３Ｄデータフォーマットのデータ電圧が印加される反面、第２細部サブピクセルにブラック階調電圧が印加される。
【選択図】図６

Description

本発明は、２次元平面映像（以下、２Ｄ映像という）と３次元立体映像（以下、３Ｄ映像という）を表示することができる映像表示装置に関する。

映像表示装置は、両眼視差方式（stereoscopic technique）または複合視差知覚方式（autostereoscopic technique）を利用して３Ｄ映像を表示する。

両眼視差方式は、立体効果が大きい左右の目の視差映像を利用するもので、眼鏡方式と無眼鏡方式があり、二つの方式ともに実用化されている。眼鏡方式は、直視型表示素子やプロジェクターに左右視差映像の偏光方向を変えてまたは時分割方式に表示して、偏光眼鏡または液晶シャッター眼鏡を使い立体映像を表示する。無眼鏡方式は、一般的に、左右視差映像の光軸を分離するためのパララックスバリヤなどの光学板を表示画面の前にまたは後に設置する方式である。

眼鏡方式は、図１のように、表示パネル３上の偏光眼鏡６に入射される光の偏光特性を切り替えるためのパターニングされたリターダ（Patterned Retarder）５を含むことができる。眼鏡方式は、表示パネル３に左眼イメージ（Ｌ）と右眼イメージ（Ｒ）を交互に表示してパターニングされたリターダ（以下、パターニングされたリターダを単にパターンリターダという）５を通じて偏光眼鏡６に入射される偏光特性を切り替える。これを通じて、眼鏡方式は左眼イメージ（Ｌ）と右眼イメージ（Ｒ）を空間的に分割して３Ｄ映像を表示することができる。図１において、符号１は表示パネル３に光を照射するバックライトユニットを、符号２及び４は直線偏光を選択するために表示パネル３の上下部面に取り付けられた偏光板をそれぞれ示す。

このような眼鏡方式では上／下視野角位置で発生するクロストークによって３Ｄ映像の視認性が落ちる。その結果、通常の眼鏡方式で良好な画質の３Ｄ映像が見られる上／下視野角は非常に狭い。クロストークは、上／下視野角位置で左眼イメージ（Ｌ）が左眼パターンリターダ領域だけではなく右眼パターンリターダ領域も通過し、また、右眼イメージ（Ｒ）が右眼パターンリターダ領域だけではなく左眼パターンリターダ領域も通過することにより発生する。これに、図２のように、表示パネルのブラックマトリックスＢＭに対応するパターンリターダ領域にブラックストライプＢＳを形成して上／下視野角をさらに広く確保することで３Ｄ映像の視認性を高めるようにしたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。図２において、一定距離（Ｄ）からの観察時、理論的にクロストークが発生しない視野角αは表示パネルのブラックマトリックスＢＭのサイズ、パターンリターダのブラックストライプＢＳのサイズ、及び表示パネルとパターンリターダの間スペーサーＳに依存することになる。視野角αはブラックマトリックスＢＭのサイズとブラックストライプＢＳのサイズが大きくなるほど、また、表示パネルとパターンリターダの間スペーサーＳが小さいほど広くなる。

特開２００２−１８９８３号公報

しかし、前記従来技術は次のような問題点がある。

第一に、視野角改善を通じて３Ｄ映像の視認性を高めるために使われるパターンリターダのブラックストライプは表示パネルのブラックマトリックスと相互作用してモアレ（Moire）を発生させることで、２Ｄ映像の表示時に２Ｄ映像の視認性を大きく落とす。図３は、ブラックストライプが適用された表示素子から４ｍ離れた地点で４７インチの大きさの表示素子サンプルを観察した結果として、２Ｄ映像の表示時、観察位置（Ａ、Ｂ、Ｃ）にしたがってモアレがそれぞれ９０ｍｍ、１５０ｍｍ、３５５ｍｍに視認されることを示す。

第二に、視野角改善を通じて３Ｄ映像の視認性を高めるために使われるブラックストライプは２Ｄ映像の輝度を大きく落とすサイドエフェクト（Side Effect）をもたらす。これは、図４の（ｂ）に示されるように、従来技術ではブラックストライプＢＳのパターンにより表示パネルのピクセルが一定部分隠されて、２Ｄ映像の表示時、ブラックストライプＢＳが形成されない図４の（ａ）の場合に比べて光の透過量がおおよそ３０％程度減少するからである。

そこで、本発明は、前記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、２Ｄ及び３Ｄ映像の視認性をともに改善することと共に、２Ｄ映像の表示時における輝度減少を最小化することができるようにした映像表示装置を提供するものである。

前記課題を解決するために、本発明に係る映像表示装置は、２Ｄ映像または３Ｄ映像を表示する映像表示パネルと、前記映像表示パネルに前記２Ｄ映像のための２Ｄデータフォーマットのデータ電圧または前記３Ｄ映像のための３Ｄデータフォーマットのデータ電圧を印加する駆動回路と、前記２Ｄ映像を表示するための２Ｄモードまたは前記３Ｄ映像を表示するための３Ｄモードで前記駆動回路を制御するコントローラと、前記映像表示パネルの前に配置されて、前記３Ｄモードで前記映像表示パネルからの光を第１偏光と第２偏光の光に分割するパターニングされたリターダとを備え、前記映像表示パネルのＲ、Ｇ及びＢサブピクセルのそれぞれは、１個のデータラインと２個の隣接したゲートラインにより分割駆動される第１細部サブピクセルと第２細部サブピクセルを含み、前記２Ｄモードにおいて、前記第１及び第２細部サブピクセルには同一の前記２Ｄデータフォーマットのデータ電圧が印加され、前記３Ｄモードにおいて、前記第１細部サブピクセルには前記３Ｄデータフォーマットのデータ電圧が印加される反面、前記第２細部サブピクセルにはブラック階調電圧が印加されることを特徴とする。

本発明による映像表示装置によれば、２Ｄ及び３Ｄ映像の視認性をともに改善することと共に、特に、２Ｄ映像の表示時における輝度減少を最小化することができる。

眼鏡方式の映像表示装置を概略的に示す図である。従来の映像表示装置で表示パネルのブラックマトリックスに対応するパターンリターダ領域にブラックストライプを形成したことを示す図である。従来の映像表示装置でブラックストライプパターンによりモアレが発生することを示す図である。従来の映像表示装置でブラックストライプパターンにより光の透過量が減ることを示す図である。本発明の実施の形態に係る映像表示装置を示すブロック図である。図５の単位ピクセル構造を詳しく示す図である。３Ｄ映像の表示時におけるピクセルの表示状態を示す図である。２Ｄ映像の表示時におけるピクセルの表示状態を示す図である。第２細部サブピクセルの垂直ピッチによる３Ｄ視野角を示すグラフである。３Ｄモードにおける映像表示装置の動作を概略的に示す図である。２Ｄモードにおける映像表示装置の動作を概略的に示す図である。３Ｄ視野角による３Ｄ映像のクロストーク値を示すグラフである。本発明の実施の形態に係る３Ｄ映像の上片側視野角を従来技術と比べたグラフである。

以下、図５乃至図１０を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

図５は、本発明の実施の形態に係る映像表示装置を示すブロック図である。

図５を参照すれば、本発明の実施の形態に係る映像表示装置は、表示素子１１、コントローラ１２、駆動回路１４、パターンリターダ１８、及び偏光眼鏡２０などを備える。表示素子１１は、液晶表示素子、電界放出表示装置、プラズマディスプレーパネル及び無機電界発光素子と有機発光ダイオード素子を含む電界発光素子などの平板表示素子により具現することができる。表示素子１１を液晶表示素子で具現する場合に、映像表示装置は、映像表示パネル１０下部に配置されるバックライトユニット１７と、映像表示パネル１０とパターンリターダ１８の間に配置される上部偏光フィルム１６ａと、映像表示パネル１０とバックライトユニット１７の間に配置される下部偏光フィルム１６ｂをさらに備えることができる。以下では、便宜上、表示素子１１が液晶表示素子により具現される場合を例にして説明する。パターンリターダ１８及び偏光眼鏡２０は３Ｄ駆動素子として左眼イメージと右眼イメージを空間的に分離して両眼視差を実現する。

映像表示パネル１０は、二枚のガラス基板と、これらの間に狭持された液晶層を有する。下部ガラス基板には、ＴＦＴアレイが形成される。ＴＦＴアレイは、Ｒ、Ｇ及びＢデータ電圧が供給される多数のデータライン、データラインと交差し、ゲートパルス（またはスキャンパルス）が供給される多数のゲートライン（またはスキャンライン）、データラインとゲートラインの交差部に形成される多数のＴＦＴ、液晶セルにデータ電圧を充電するための多数の画素電極、及び画素電極に接続されて液晶セルの電圧を維持するためのストレージキャパシタなどを含む。

上部ガラス基板には、カラーフィルターアレイが形成される。カラーフィルターアレイは、ブラックマットリックス、カラーフィルターなどを含む。画素電極と対向して電界を形成する共通電極は、ＴＮモードとＶＡモードのような垂直電界駆動方式で上部ガラス基板に形成され、ＩＰＳモードとＦＦＳモードのような水平電界駆動方式で画素電極とともに下部ガラス基板に形成される。上部ガラス基板には、上部偏光フィルム１６ａが取り付けられ、下部ガラス基板には下部偏光フィルム１６ｂが取り付けられ、液晶と接する内面に液晶のフリーチルト角を設定するための背向膜が形成される。ガラス基板の間には、液晶セルのセルギャップを維持するためのコラムスペーサーが形成される。

映像表示パネル１０に形成された単位ピクセルＰは、図６のように、ＲサブピクセルＳＰｒ、ＧサブピクセルＳＰｇ、及びＢサブピクセルＳＰｂを含んでなる。２Ｄ及び３Ｄ映像の視認性改善と２Ｄ映像の輝度低下を最小化するため、各サブピクセル（ＳＰｒ／ＳＰｇ／ＳＰｂ）は縦方向に沿って分割された２個の細部サブピクセル、すなわち、第１細部サブピクセル（ＳＰｒ１／ＳＰｇ１／ＳＰｂ１）と第２細部サブピクセル（ＳＰｒ２／ＳＰｇ２／ＳＰｂ２）で分割駆動される。このために、ＴＦＴを通じた接続を利用して各サブピクセル（ＳＰｒ、ＳＰｇ、ＳＰｂ）には一つのデータラインと二つのゲートラインが割り当てされる。

ＲサブピクセルＳＰｒは、第１ゲートラインＧｊ１からのゲートパルスに応答して第１データラインＤｊから供給される第１−１データ電圧を充電する第１細部サブピクセルＳＰｒ１と、第２ゲートラインＧｊ２からのゲートパルスに応答して第１データラインＤｊから供給される第１−２データ電圧を充電する第２細部サブピクセルＳＰｒ２に分割駆動される。ＧサブピクセルＳＰｇは、第１ゲートラインＧｊ１からのゲートパルスに応答して第２データラインＤｊ＋１から供給される第２−１データ電圧を充電する第１細部サブピクセルＳＰｇ１と、第２ゲートラインＧｊ２からのゲートパルスに応答して第２データラインＤｊ＋１から供給される第２−２データ電圧を充電する第２細部サブピクセルＳＰｇ２に分割駆動される。ＢサブピクセルＳＰｂは、第１ゲートラインＧｊ１からのゲートパルスに応答して第３データラインＤｊ＋２から供給される第３−１データ電圧を充電する第１細部サブピクセルＳＰｂ１と、第２ゲートラインＧｊ２からのゲートパルスに応答して第３データラインＤｊ＋１から供給される第３−２データ電圧を充電する第２細部サブピクセルＳＰｂ２に分割駆動される。

映像表示パネル１０は、２Ｄモード（Ｍｏｄｅ＿２Ｄ）において、コントローラ１２の制御下で２Ｄ映像を表示し、３Ｄモード（Ｍｏｄｅ＿３Ｄ）において、コントローラ１２の制御の下で３Ｄ映像を表示する。

映像表示パネル１０が３Ｄモード（Ｍｏｄｅ＿３Ｄ）で駆動される時、第１細部サブピクセルＳＰｒ１に充電される第１−１データ電圧、第１細部サブピクセルＳＰｇ１に充電される第２−１データ電圧、及び第１細部サブピクセルＳＰｂ１に充電される第３−１データ電圧は、それぞれ図７Ａに示されるように、３Ｄデータフォーマットを有するＲ、Ｇ及びＢデータ電圧である。一方、映像表示パネル１０が３Ｄモード（Ｍｏｄｅ＿３Ｄ）で駆動される時、第２細部サブピクセルＳＰｒ２に充電される第１−２データ電圧、第２細部サブピクセルＳＰｇ２に充電される第２−２データ電圧、及び第２細部サブピクセルＳＰｂ２に充電される第３−２データ電圧は、それぞれ図７Ａに示されるように、ブラック階調電圧である。ブラック階調電圧は垂直で隣接した３Ｄイメージの間に表示されることで３Ｄイメージの間表示間隔を広げる役目をする。その結果、ブラック階調電圧が印加される第２細部サブピクセル（ＳＰｒ２、ＳＰｇ２、ＳＰｂ２）により３Ｄモード（Ｍｏｄｅ＿３Ｄ）で上／下視野角が広く確保されて視認性が改善されるので、本発明は従来のようにパターンリターダ上に別途のブラックストライプパターンを形成する必要がない。

映像表示パネル１０が２Ｄモード（Ｍｏｄｅ＿２Ｄ）で駆動される時、第１細部サブピクセルＳＰｒ１に充電される第１−１データ電圧と第２細部サブピクセルＳＰｒ２に充電される第１−２データ電圧は、図７Ｂに示されるように、２Ｄデータフォーマットを有する同一のＲデータ電圧であり、第１細部サブピクセルＳＰｇ１に充電される第２−１データ電圧と第２細部サブピクセルＳＰｇ２に充電される第２−２データ電圧は、図７Ｂに示されるように、２Ｄデータフォーマットを有する同一のＧデータ電圧であり、第１細部サブピクセルＳＰｂ１に充電される第３−１データ電圧と第２細部サブピクセルＳＰｂ２に充電される第３−２データ電圧は、図７Ｂに示されるように、２Ｄデータフォーマットを有する同一のＢデータ電圧である。第１細部サブピクセル（ＳＰｒ１、ＳＰｇ１、ＳＰｂ１）それぞれに垂直に接して第１細部サブピクセル（ＳＰｒ１、ＳＰｇ１、ＳＰｂ１）それぞれと同一なＲ、Ｇ及びＢデータ電圧が印加される第２細部サブピクセル（ＳＰｒ２、ＳＰｇ２、ＳＰｂ２）により２Ｄモード（Ｍｏｄｅ＿２Ｄ）で輝度低下は最小化される。

第２細部サブピクセル（ＳＰｒ２／ＳＰｇ２／ＳＰｂ２）の垂直ピッチＰ２は３Ｄ上／下視野角及び３Ｄ映像の輝度と深い関連がある。言い換えれば、図８のように、３Ｄ上／下視野角は、サブピクセル（ＳＰｒ／ＳＰｇ／ＳＰｂ）の垂直ピッチＰ１で第２細部サブピクセル（ＳＰｒ２／ＳＰｇ２／ＳＰｂ２）の垂直ピッチＰ２が占める割合（（Ｐ２＊１００）／Ｐ１）を高めるほど広くなり、前記の割合（（Ｐ２＊１００）／Ｐ１）を低めるほど細くなる。これに反して、３Ｄ映像の輝度は、前記の割合（（Ｐ２＊１００）／Ｐ１）を高めるほど減少し、前記の割合（（Ｐ２＊１００）／Ｐ１）を低めるほど増加する。したがって、第２細部サブピクセル（ＳＰｒ２／ＳＰｇ２／ＳＰｂ２）の垂直ピッチ（Ｐ２）は３Ｄ上／下視野角と３Ｄ映像の輝度間の関係を考慮して適切な大きさに設計しなければならない。

駆動回路１４は、映像表示パネル１０のデータラインにＲＧＢデータ電圧とブラック階調電圧を供給するためのデータ駆動回路、映像表示パネル１０のゲートラインにゲートパルスを順次供給するためのゲート駆動回路を含む。データ駆動回路は、３Ｄモード（Ｍｏｄｅ＿３Ｄ）において、コントローラ１２から入力される３ＤデータフォーマットのＲＧＢデジタルビデオデータをアナログガンマ電圧に変換してＲＧＢデータ電圧を発生すると共に、コントローラ１２から入力されるデジタルブラックデータをピークブラック階調のアナログガンマ電圧に変換してブラック階調電圧を発生する。そして、データ駆動回路は、コントローラ１２の制御下でこのＲＧＢデータ電圧とブラック階調電圧を映像表示パネル１０のデータラインに１水平期間を周期として交互に供給する。一方、データ駆動回路は、２Ｄモード（Ｍｏｄｅ＿２Ｄ）において、コントローラ１２から入力される２ＤデータフォーマットのＲＧＢデジタルビデオデータをアナログガンマ電圧に変換してＲＧＢデータ電圧を発生し、コントローラ１２の制御下でこのＲＧＢデータ電圧を映像表示パネル１０のデータラインに供給する。単位ピクセルＰ当り２個のゲートラインが割り当てられるので、ゲート駆動回路は垂直解像度対比２倍の数を有するゲートラインを順次駆動させる。

コントローラ１２は、ユーザーインターフェースを通じて入力されるユーザーの２Ｄ／３Ｄモード選択信号や、入力映像信号から抽出された２Ｄ／３Ｄ識別コードに応答して２Ｄモード（Ｍｏｄｅ＿２Ｄ）または３Ｄモード（Ｍｏｄｅ＿３Ｄ）で駆動回路１４を制御する。３Ｄモード（Ｍｏｄｅ＿３Ｄ）において、コントローラ１２は、３Ｄデータフォーマットで外部から入力されたＲＧＢデジタルビデオデータと自身の内部で生成（例えば、内部のレジスター初期値でセッティングされた値を読み出し）されたデジタルブラックデータをそれぞれ１水平ライン分ずつ交ぜる方式で、ＲＧＢデジタルビデオデータとデジタルブラックデータを再配列してデータ駆動回路に供給する。一方、２Ｄモード（Ｍｏｄｅ＿２Ｄ）において、コントローラ１２は、２Ｄデータフォーマットで外部から入力されたＲＧＢデジタルビデオデータをメモリーなどを利用して１水平ライン単位でコピーした後、入力ＲＧＢデジタルビデオデータと前記コピーされたＲＧＢデジタルビデオデータをそれぞれ１水平ライン分ずつ交ぜる方式で、ＲＧＢデジタルビデオデータを重複整列してデータ駆動回路に供給する。

コントローラ１２は、垂直同期信号、水平同期信号、ドットクロック、データイネーブルなどのタイミング信号を利用して駆動回路１４の動作タイミングを制御するためのタイミング制御信号を発生する。コントローラ１２は、タイミング制御信号を定数倍に倍速してＮ×６０Ｈｚのフレーム周波数、例えば、入力フレーム周波数対比２倍のフレーム周波数である１２０Ｈｚで駆動回路１４を駆動することができる。この場合、コントローラ１２は、３Ｄモード（Ｍｏｄｅ＿３Ｄ）において、第１細部サブピクセル（ＳＰｒ１、ＳＰｇ１、ＳＰｂ１）にＲＧＢデータ電圧が１２０Ｈｚのフレーム周波数で印加され、第２細部サブピクセル（ＳＰｒ２、ＳＰｇ２、ＳＰｂ２）にブラック階調電圧が１２０Ｈｚのフレーム周波数で印加されるように、駆動回路１４を制御することができる。また、コントローラ１２は、２Ｄモード（Ｍｏｄｅ＿２Ｄ）において、第１細部サブピクセル（ＳＰｒ１、ＳＰｇ１、ＳＰｂ１）にＲＧＢデータ電圧が１２０Ｈｚのフレーム周波数で印加され、第２細部サブピクセル（ＳＰｒ２、ＳＰｇ２、ＳＰｂ２）に前記第１細部サブピクセル（ＳＰｒ１、ＳＰｇ１、ＳＰｂ１）と同一なＲＧＢデータ電圧が１２０Ｈｚのフレーム周波数で印加されるように、駆動回路１４を制御することができる。

バックライトユニット１７は、一つ以上の光源、光源からの光を面光源に変換して映像表示パネル１０に照射する多数の光学部材を含む。光源は、ＨＣＦＬ（Hot Cathode Fluorescent Lamp）、ＣＣＦＬ（Cold Cathode Fluorescent Lamp）、ＥＥＦＬ（External Electrode Fluorescent Lamp）、ＦＦＬ（Flange Focal Length）、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）のいずれか一つまたは二種類以上の光源を含む。光学部材は,導光板、拡散板、プリズムシート、拡散シートなどを含み、光源からの光の面均一度を高める。

パターンリターダ１８は、ガラス基板、透明プラスチック基板、及びフィルムの中で何れかの一つの上にパターニングされる。パターンリターダ１８が形成された基板等は接着剤を通じて上部偏光フィルム１６ａに附着する。このようなパターンリターダ１８は、光吸収軸が互いに垂直にした第１及び第２リターダを含み、３Ｄ映像を偏光光に分割する。第１リターダは、パターンリターダ１８の奇数ラインに形成され、上部偏光フィルム１６ａを通じて入射される光の中で第１偏光（円編光または直線偏光）成分を透過させる。第２リターダは、パターンリターダ１８の偶数ラインに形成され、上部偏光フィルム１６ａを通じて入射される光の中で第２偏光（円編光または直線偏光）成分を透過させる。一つの例として、第１リターダは、左円編光を透過する偏光フィルターで実現することができ、第２リターダは、右円偏光を透過する偏光フィルターで実現することができる。一方、パターンリターダ１８は、２Ｄ映像の場合、偏光光に分割することなくそのまま透過させる。

偏光眼鏡２０は、パターンリターダ１８で出射される偏光成分にしたがって光吸収軸が互いに異なるよう具現される。例えば、偏光眼鏡２０の左眼はパターンリターダ１８の第１リターダから入射される左円編光を透過してその以外の他の偏光成分の光を遮断し、偏光眼鏡２０の右眼はパターンリターダ１８の第２リターダから入射される右円偏光を透過してその以外の他の偏光成分の光を遮断する。偏光眼鏡２０の左眼は左円編光フィルターを含み、偏光眼鏡２０の右眼は右円偏光フィルターを含む。

図９は、３Ｄモードにおける映像表示装置の動作を概略的に示す。

図９を参照すれば、３Ｄモード（Ｍｏｄｅ＿３Ｄ）下で、映像表示パネル１０の奇数番目の水平ラインに配置された第１細部サブピクセルには、３Ｄデータフォーマットの左眼用ＲＧＢデータ電圧と右眼用ＲＧＢデータ電圧が２水平ライン単位で交互に印加される。その結果、２ｉ−１（正の奇数）番目の水平ラインそれぞれに配置された第１細部サブピクセルには左眼用ＲＧＢイメージＬが順次表示され、２ｉ＋１番目の水平ラインそれぞれに配置された第１細部サブピクセルには右眼用ＲＧＢイメージＲが順次表示される。このような左眼用ＲＧＢイメージ（Ｌ）と右眼用ＲＧＢイメージ（Ｒ）はパターンリターダ１８にライン単位に形成された第１及び第２リターダによって偏光成分に分割される。そして、第１リターダを透過した左眼用ＲＧＢイメージＬは偏光眼鏡２０の左眼に透過され、第２リターダを透過した右眼用ＲＧＢイメージＲは偏光眼鏡２０の右眼に透過されることで３Ｄ映像が具現される。

３Ｄモード（Ｍｏｄｅ＿３Ｄ）下で映像表示パネル１０の偶数番目の水平ラインに配置された第２細部サブピクセルには、ブラック階調電圧ＢＤが印加される。ブラック階調電圧ＢＤの印加によってブラックイメージを表示する第２細部サブピクセルは垂直に隣接して表示される左眼用ＲＧＢイメージＬと右眼用ＲＧＢイメージＲの表示間隔を広げる役目をする。その結果、３Ｄモード（Ｍｏｄｅ＿３Ｄ）において、上／下視野角が広く確保されて３Ｄ視認性が大きく改善する。

図１０は、２Ｄモードにおける映像表示装置の動作を概略的に示す。

図１０を参照すれば、２Ｄモード（Ｍｏｄｅ＿２Ｄ）下で映像表示パネル１０の奇数番目の水平ラインに配置された第１細部サブピクセルには、２ＤデータフォーマットのＲＧＢデータ電圧が印加され、映像表示パネル１０の偶数番目の水平ラインに配置された第２細部サブピクセルには、垂直に隣接した前記第１細部サブピクセルそれぞれと同一の２ＤデータフォーマットのＲＧＢデータ電圧が印加される。言い換えれば、垂直に隣接してＲサブピクセルを成す第１及び第２細部サブピクセルには同一のＲデータ電圧が印加され、垂直に隣接してＧサブピクセルを成す第１及び第２細部サブピクセルには同一のＧデータ電圧が印加され、垂直に隣接してＢサブピクセルを成す第１及び第２細部サブピクセルには同一のＢデータ電圧が印加される。このようなＲＧＢデータ電圧によるＲＧＢイメージは２Ｄデータフォーマットを有するのでパターンリターダ１８をそのまま透過して使用者に見られる。

第１細部サブピクセルそれぞれに垂直に隣接して第１細部サブピクセルそれぞれと同一なＲ、Ｇ及びＢデータ電圧が印加される第２細部サブピクセルによって、２Ｄモード（Ｍｏｄｅ＿２Ｄ）で輝度低下は最小化される。また、パターンリターダ１８に別途のブラックストライプパターンが形成されないので、モアレ（Moire）による２Ｄ映像の視認性低下は防止される。

図１１は、３Ｄ視野角による３Ｄ映像のクロストーク値を示すグラフである。図１１において、横軸は３Ｄ映像の上（＋）／下（−）視野角［ｄｅｇ］を、縦軸は３Ｄクロストーク値［％］をそれぞれ示す。

水平ライン単位で左眼イメージと右眼イメージを交互に表示する映像表示パネルと、これに対応して映像表示パネルと一定距離に位置して水平ライン単位で偏光特性を異にするパターンリターダを有して３Ｄ映像を表示する映像表示装置の構造では、既に言及したように、左眼イメージは左眼リターダのみ通過し、右眼イメージは右眼リターダのみ通過すれば、良好な画質の３Ｄ映像が具現される。しかし、正面ではない上／下視野角位置での観察時、左眼イメージが左眼リターダだけではなく右眼リターダも通過し、また、右眼イメージが右眼リターダだけではなく左眼リターダも通過することができるので、３Ｄクロストーク（Ｃ／Ｔ）が発生するようになる。この時、発生する３Ｄクロストーク（Ｃ／Ｔ）は下式（１）により表現される。

ここで、Ｌ_BlackＲ_Whiteは左眼ピクセルにブラック、右眼ピクセルにホワイトを表示するパターンでの輝度値であり、Ｌ_WhiteＲ_Blackは左眼ピクセルにホワイト、右眼ピクセルにブラックを表示するパターンでの輝度値である。また、Ｂｌａｃｋは全体ピクセルにブラックを表示した後測定した輝度値である。通常、式（１）を通じて計算された３Ｄクロストーク（Ｃ／Ｔ）の値が７％以下の時の視野角を良好な画質の３Ｄ映像を得ることができる３Ｄ視野角として定義する。その結果、７％の３Ｄクロストーク（Ｃ／Ｔ）値は良好な３Ｄ映像を得るための３Ｄ視野角を判断する際のしきい値になる。ただし、このしきい値（７％）は、映像表示装置のモデル等によって可変する。

図１１のグラフを通じて分かるように、３Ｄクロストーク値［％］があらかじめ定められたしきい値（例えば、７％）以下の視野角範囲ＶＡ１では使用者が良好な画質の３Ｄ映像を見ることができるのに反して、３Ｄクロストーク値［％］があらかじめ定められたしきい値（７％）を超過する視野角範囲ＶＡ２では左右眼のイメージの重畳により使用者が良好な画質の３Ｄ映像を見られなくなる。

図１２は、本発明の実施の形態に係る３Ｄ映像の上片側視野角を従来技術と比べたグラフである。図１２において、横軸は３Ｄ映像の上片側視野角（ｄｅｇ）を、縦軸は３Ｄ映像のクロストーク値（％）をそれぞれ示す。

図１２において、グラフ‘Ａ’はブラックマトリックスにより左眼イメージと右眼イメージが８０μｍの表示間隔を持ってパターンリターダにブラックストライプを形成しない従来技術１の上片側視野角を示すもので、これによれば、３Ｄクロストークのしきい値（例えば、７％）を満足する上片側視野角範囲が０゜〜４゜程度と非常に狭い。グラフ‘Ｃ’はブラックマトリックスにより左眼イメージと右眼イメージが８０μｍの表示間隔を持ってパターンリターダに２１０μｍ幅を有するブラックストライプパターンを形成した従来技術２の上片側視野角を示すもので、これによれば、３Ｄクロストークのしきい値（例えば、７％）を満足する上片側視野角範囲が０゜〜１０゜程度に相対的に広くなる。しかし、この従来技術２は前術したように視野角確保のための別途のブラックストライプパターンによって２Ｄ映像の視認性及び輝度を低下させる副作用を生む。

これらに比べて、本発明は、サブピクセルそれぞれを第１及び第２細部サブピクセルに分割した後、２Ｄ映像具現時、第１及び第２細部サブピクセルに同一なＲＧＢデータ電圧を印加する一方、３Ｄ映像の具現時、第１細部サブピクセルにＲＧＢデータ電圧、第２細部サブピクセルにブラック階調電圧を印加する。その結果、本発明は、３Ｄ映像の具現時、別途のブラックストライプパターンなしで左眼イメージと右眼イメージの表示間隔を２００μｍ程度確保することができ、２Ｄ映像の視認性と輝度を低下させることなく、図１２のグラフ‘Ｂ’のように３Ｄクロストークのしきい値（例えば、７％）を満足する上片側視野角範囲を０゜〜７゜程度まで広げることができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例を想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１バックライトユニット、２、４偏光板、３表示パネル、１１表示素子、１２コントローラ、１４駆動回路、１６ａ上部偏光フィルム、１６ｂ下部偏光フィルム、１７バックライトユニット、１８パターンリターダ、２０偏光眼鏡。

Claims

２Ｄ映像または３Ｄ映像を表示する映像表示パネルと、
前記映像表示パネルに前記２Ｄ映像のための２Ｄデータフォーマットのデータ電圧または前記３Ｄ映像のための３Ｄデータフォーマットのデータ電圧を印加する駆動回路と、
前記２Ｄ映像を表示するための２Ｄモードまたは前記３Ｄ映像を表示するための３Ｄモードで前記駆動回路を制御するコントローラと、
前記映像表示パネルの前に配置され、前記３Ｄモードで前記映像表示パネルからの光を第１偏光と第２偏光の光とに分割するパターニングされたリターダと
を備え、
前記映像表示パネルのＲ、Ｇ及びＢサブピクセルのそれぞれは、１個のデータラインと２個の隣接したゲートラインにより分割駆動される第１細部サブピクセルと第２細部サブピクセルとを含み、
前記２Ｄモードにおいて、前記第１及び第２細部サブピクセルには同一の前記２Ｄデータフォーマットのデータ電圧が印加され、
前記３Ｄモードにおいて、前記第１細部サブピクセルには前記３Ｄデータフォーマットのデータ電圧が印加される反面、前記第２細部サブピクセルにはブラック階調電圧が印加される
ことを特徴とする映像表示装置。
前記映像表示パネルが前記３Ｄ映像を表示する場合、前記Ｒ、Ｇ及びＢサブピクセルの第１細部サブピクセルにはそれぞれ前記３ＤデータフォーマットのＲ、Ｇ及びＢデータ電圧が印加され、前記Ｒ、Ｇ及びＢサブピクセルの第２細部サブピクセルには前記ブラック階調電圧が印加される
ことを特徴とする、請求項１記載の映像表示装置。
前記コントローラは、３Ｄデータフォーマットで外部から入力されたＲＧＢデジタルビデオデータと内部で生成されたデジタルブラックデータとをそれぞれ１水平ライン分ずつ交ぜる方式でデータを整列して前記駆動回路に供給する
ことを特徴とする、請求項２記載の映像表示装置。
前記映像表示パネルが前記２Ｄ映像を表示する場合、前記Ｒサブピクセルの第１及び第２細部サブピクセルには前記２Ｄデータフォーマットの同一なＲデータ電圧が印加され、前記Ｇサブピクセルの第１及び第２細部サブピクセルには前記２Ｄデータフォーマットの同一なＧデータ電圧が印加され、前記Ｂサブピクセルの第１及び第２細部サブピクセルには前記２Ｄデータフォーマットの同一なＢデータ電圧が印加される
ことを特徴とする、請求項１記載の映像表示装置。
前記コントローラは、２Ｄデータフォーマットで外部から入力されたＲＧＢデジタルビデオデータを１水平ライン単位でコピーした後、前記入力されたＲＧＢデジタルビデオデータと前記コピーされたＲＧＢデジタルビデオデータとをそれぞれ１水平ライン分ずつ交ぜる方式でデータを整列して前記駆動回路に供給する
ことを特徴とする、請求項４記載の映像表示装置。
前記コントローラは、外部から印加されるタイミング信号を利用して前記駆動回路の動作タイミングを制御するためのタイミング制御信号を発生すると共に前記タイミング制御信号を定数倍に倍速して、入力データに同期するフレーム周波数対比２倍のフレーム周波数で前記駆動回路を制御する
ことを特徴とする、請求項３または５記載の映像表示装置。
サブピクセルの総垂直ピッチで前記第２細部サブピクセルの垂直ピッチの占める割合は前記３Ｄ映像の視野角と前記３Ｄ映像の輝度にしたがって決まる
ことを特徴とする、請求項１記載の映像表示装置。
前記３Ｄ映像の視野角は前記第２細部サブピクセルの垂直ピッチが占める割合に比例して広くなり、
前記３Ｄ映像の輝度は前記第２細部サブピクセルの垂直ピッチが占める割合に比例して減少する
ことを特徴とする、請求項７記載の映像表示装置。
前記第１偏光と第２偏光は、互いに垂直した偏光特性を有する
ことを特徴とする、請求項１記載の映像表示装置。