JP4950987B2 - 表示装置 - Google Patents

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Description

本発明は、見る角度により異なる映像を提示することができる表示装置に関する。
1つの画面で見る角度により異なる映像を提示することができる表示装置が提案されている。このような表示装置は、デュアルビュー表示装置と呼ばれている。例えば、車載用のデュアルビュー表示装置では、運転席側にはナビゲーション用の映像を提示しまたは何も表示せず、助手席側には映画、テレビ番組等の他の映像を提示することにより、運転の安全を確保しつつ同乗者に対して種々の映像を提供することが可能となる。
ここで、特許文献1には、第1の角度範囲で第1の偏光状態の光を出力し、第2の角度範囲で第2の偏光状態の光を出力する光制御素子およびそれを組み込んだデュアルビューディスプレイが記載されている。
図16は特許文献1に記載された従来のデュアルビューディスプレイの構成を示す模式図である。図16において、垂直方向をx方向とし、水平方向をy方向とし、前後方向をz方向とする。
図16に示すように、バックライト501と透過性イメージディスプレイパネル502との間には、第1の光学制御素子503、第2の光学制御素子504、スイッチ可能な半波長板505および線形偏光子506が配置される。スイッチ可能な半波長板505は、線形偏光子506の透過軸に対して45°の光軸を有するように配列される。
第1の光学制御素子503は、実線の矢印Lで示すように、垂直方向の偏光(以下、x偏光と呼ぶ)をディスプレイのz方向の軸に対して例えば約+30°を中心とした狭い角度範囲に送り、水平方向の偏光(以下、y偏光と呼ぶ)を吸収しない。第2の光学制御素子504は、実線の矢印Rで示すように、y偏光をディスプレイのz方向の軸に対して例えば約−30°を中心とした狭い角度範囲に送り、x偏光を吸収しない。スイッチ可能な半波長板505は、オフのときにはこれを通過する偏光に影響を与えず、オンのときには偏光を90°回転させる。線形偏光子506は、その透過軸がy方向に配列され、x偏光を吸収し、y偏光を透過させる。
ディスプレイの1つの表示モードでは、スイッチ可能な半波長板505がオフになり、これを透過する偏光に影響を与えない。第1の光学制御素子503はy偏光に影響を与えない。それにより、バックライト501からのy偏光は、第1の光学制御素子503を透過し、第2の光学制御素子504により矢印Rの方向に導かれる。そのy偏光は、線形偏光子506を透過し、観察者520に向かって出力される。一方、第1の光学制御素子503により矢印Lの方向に導かれたx偏光は、線形偏光子506により吸収される。したがって、観察者520がディスプレイパネル502に表示される映像を見ることができ、観察者510は暗いディスプレイパネル502を見る。
ディスプレイの他の表示モードでは、スイッチ可能な半波長板505がオンになり、偏光を90°回転させる。第2の光学制御素子504はx偏光に影響を与えない。バックライト501からのx偏光は、第1の光学制御素子503により矢印Lの方向に導かれ、第2の光学制御素子504を透過する。そのx偏光は、スイッチ可能な半波長板505によりy偏光に変換される。それにより、そのy偏光は線形偏光子506を透過し、観察者510に向かって出力される。一方、第2の光学制御素子504により矢印Rの方向に導かれたy偏光は、スイッチ可能な半波長板505によりx偏光に変換され、線形偏光子506により吸収される。したがって、観察者510がディスプレイパネル502に表示される映像を見ることができ、観察者520は暗いディスプレイパネル502を見る。
観察者510および観察者520にそれぞれ映像を提示する場合、スイッチ可能な半波長板505がオン状態とオフ状態とに高速に切り替えられる。スイッチ可能な半波長板505がオフの間に観察者520のための映像が表示され、スイッチ可能な半波長板505がオンの間に観察者510のための映像が表示される。このように、スイッチ可能な半波長板505のスイッチング動作と同期を取ってディスプレイパネル502に表示される映像が切り替えられる。
特開2005−78093号公報
上記のように、特許文献1では、第1および第2の光学制御素子を用いることによりデュアルビューディスプレイが実現されている。
しかしながら、特許文献1のディスプレイの構造を液晶表示装置に適用する場合、第1の光学制御素子、第2の光学制御素子およびスイッチ可能な半波長板が必要となる。それにより、液晶表示装置の構造が複雑化し、薄型化が阻害される。
特に、第1の光学制御素子は、垂直方向の偏光を透過しない多数の偏光子を配列することにより作製され、第2の光学制御素子は、水平方向の偏光を透過しない多数の偏光子を配列することにより作製される。そのため、製造工程が複雑になり、低コスト化が阻害される。
また、スイッチ可能な半波長板のスイッチング動作と映像の切り替えとを同期を取って高速に行う必要があるため、周辺回路の構成が複雑となる。
また、特許文献1のディスプレイの構造をプラズマディスプレイパネル(PDP)を用いたプラズマ表示装置に適用する場合には、第1の光学制御素子、第2の光学制御素子およびスイッチ可能な半波長板が必要になり、さらにプラズマ表示装置では不要な線形偏光板が必要となる。それにより、プラズマ表示装置の薄型化および低コスト化が阻害されるとともに、線形偏光板により輝度が半減する。したがって、特許文献1のディスプレイの構造をプラズマディスプレイ装置に適用することは実用性に欠ける。また、液晶表示装置の場合と同様に、周辺回路の構成が複雑となる。
本発明の目的は、表示パネルの構造および周辺回路の構成を複雑化することなく見る角度により異なる映像を提示することが可能でかつ低コスト化が可能で実用的な表示装置を提供することである。
(1)本発明に係る表示装置は、マトリクス状に配置された複数の表示単位を有するとともに表示単位間の領域にブラックマトリクスを有する表示パネルと、表示パネルのブラックマトリクス上に形成された障壁部とを備え、複数の表示単位は、第1のグループおよび第2のグループに区分され、障壁部は、第1のグループの表示単位から表示パネルの一方側の斜め前方への光の進行を阻止し、第2のグループの表示単位から表示パネルの他方側の斜め前方への光の進行を阻止するように設けられたものである。
その表示装置においては、表示パネルのブラックマトリクス上に障壁部が形成されている。また、表示パネルの複数の表示単位は、第1のグループおよび第2のグループに区分されている。第1のグループの表示単位から表示パネルの一方側の斜め前方への光の進行が障壁部により阻止され、第2のグループの表示単位から表示パネルの他方側の斜め前方への光の進行が阻止される。
それにより、表示パネルの他方側の斜め前方に位置する人は、表示パネルの第1のグループの表示単位を見ることができ、表示パネルの第2のグループの表示単位を見ることができない。一方、表示パネルの一方側の斜め前方に位置する人は、表示パネルの第2のグループの表示単位を見ることができ、表示パネルの第1のグループの表示単位を見ることができない。したがって、第1のグループの表示単位および第2のグループの表示単位にそれぞれ異なる映像を表示することにより、一方側の斜め前方に位置する人と他方側の斜め前方に位置する人とに共通の表示パネルでそれぞれ異なる映像を提示することができる。
この場合、表示パネルに複雑な構成要素を追加する必要がない。したがって、表示パネルの構造が複雑化せず、薄型化が阻害されない。
また、障壁部はブラックマトリクス上に形成されるので、表示パネルを正面から見る場合に障壁部が障害になることもない。それにより、表示パネルの輝度の低下が防止されるので、実用性が高い。また、障壁部を設ける構成のみでデュアルビュー表示を実現するための表示パネルの大型化を抑制することが可能になる。
さらに、障壁部は表示パネル上に容易に設けることができるので、製造工程が複雑化せず、低コスト化が可能となる。
また、第1のグループの表示単位および第2のグループの表示単位にそれぞれ異なる映像を表示するために、表示パネルにおいてスイッチング動作は不要である。したがって、周辺回路の構成が複雑化しない。
(2)表示パネルは、第1の方向に延びるストライプ状の複数の第1および第2の領域に区分され、第1の方向に交差する第2の方向において複数の第1の領域と複数の第2の領域とが交互に配置され、複数の第1の領域に第1のグループの表示単位が配置され、複数の第2の領域に第2のグループの表示単位が配置され、互いに隣接する各1対の第1および第2の領域により1つの組がそれぞれ構成され、隣接する組間のブラックマトリクス上の部分にそれぞれ障壁部がストライプ状に形成されてもよい。
この場合、ストライプ状の第1の領域の表示単位から表示パネルの一方側の斜め前方への光の進行が障壁部により阻止され、ストライプ状の第2の領域の表示単位から表示パネルの他方側の斜め前方への光の進行が阻止される。それにより、表示パネルの一方側の斜め前方に位置する人はストライプ状の複数の領域のうち1つおきの領域の表示単位を見ることができ、表示パネルの他方側の斜め前方に位置する人はストライプ状の複数の領域のうち他の1つおきの領域の表示単位を見ることができる。
このように、複数の第1および第2の領域がストライプ状に形成されているので、障壁部の高さを低くすることができる。それにより、障壁部により映像中に形成される縞状パターンの幅を小さくすることが可能となる。したがって、画質の劣化を低減することができる。
(3)複数の表示単位は、第1の色の光を発生する複数の第1の副画素、第2の色の光を発生する複数の第2の副画素および第3の色の光を発生する複数の第3の副画素を含み、1つの第1の副画素、1つの第2の副画素および1つの第3の副画素が1つの画素を構成し、複数の画素は第1のグループおよび第2のグループに区分され、複数の画素は第1のグループおよび第2のグループに区分され、第1のグループの各画素を構成する第1、第2および第3の副画素が同じ第1の領域に配置され、第2のグループの各画素を構成する第1、第2および第3の副画素が同じ第2の領域に配置されてもよい。
この場合、各画素を構成する第1、第2および第3の副画素が近接しているので、色の精度が高い。
(4)複数の第1の領域の各々に含まれる第1のグループの複数の画素は一列に配置され、複数の第2の領域の各々に含まれる第2のグループの複数の画素は一列に配置されてもよい。
この場合、ストライプ状の第1および第2の領域の第2の方向の幅を小さくすることができる。それにより、障壁部の高さを低くすることができるので、障壁部により映像中に形成される縞状パターンの幅を小さくすることが可能となる。したがって、画質の劣化を低減することができる。
(5)複数の表示単位は、第1の色の光を発生する複数の第1の副画素、第2の色の光を発生する複数の第2の副画素および第3の色の光を発生する複数の第3の副画素を含み、1つの第1の副画素、1つの第2の副画素および1つの第3の副画素が1つの画素を構成し、複数の画素は第1のグループおよび第2のグループに区分され、第1のグループの各画素を構成する第1の副画素、第2の副画素および第3の副画素がそれぞれ異なる第1の領域に配置され、第2のグループの各画素を構成する第1の副画素、第2の副画素および第3の副画素がそれぞれ異なる第2の領域に配置されてもよい。
この場合、第1および第2の領域の大きさをより小さくすることができる。それにより、障壁部の高さをより低くすることが可能となる。したがって、障壁部により映像中に形成される縞状パターンの幅をより小さくすることができる。その結果、画質の劣化をより低減することができる。
(6)複数の第1の領域の各々に含まれる第1のグループの複数の第1の副画素、複数の第2の副画素または複数の第3の副画素は一列に配置され、複数の第2の領域の各々に含まれる第2のグループの複数の第1の副画素、複数の第2の副画素または複数の第3の副画素は一列に配置されてもよい。
この場合、第2の方向における第1および第2の領域の幅を十分に小さくすることができる。それにより、障壁部の高さを十分に低くすることが可能となる。したがって、障壁部により映像中に形成される縞状パターンの幅を十分に小さくすることができる。その結果、画質の劣化を十分に低減することができる。
(7)複数の表示単位はそれぞれ特定の色の光を透過する複数のフィルタ部からなり、表示パネルは、光を発生するバックライトと、第1の偏光板と、液晶セルと、複数のフィルタ部およびブラックマトリクスを有するフィルタと、第2の偏光板とを順に含んでもよい。
この場合、表示パネルの構造および周辺回路の構成を複雑化することなく見る角度により異なる映像を提示することが可能な液晶表示装置が実現される。
(8)複数の表示単位はそれぞれ特定の色の光を発生する複数の発光セルからなり、表示パネルは、第1の基板と、複数の発光セルおよびブラックマトリクスを有する発光セル群と、透光性の第2の基板とを順に含んでもよい。
この場合、表示パネルの構造および周辺回路の構成を複雑化することなく見る角度により異なる映像を提示することが可能な自発光型表示装置が実現される。
(9)表示装置は、第1のグループに対応する第1の映像信号および第2のグループに対応する第2の映像信号を受け、第1の映像信号に基づいて表示パネルの第1のグループの表示単位により第1の映像を表示させ、第2の映像信号に基づいて表示パネルの第2のグループの表示単位により第2の映像を表示させる制御部をさらに備えてもよい。
この場合、第1の映像信号に基づいて表示パネルの第1のグループの表示単位により第1の映像が表示され、第2の映像信号に基づいて表示パネルの第2のグループの表示単位により第2の映像が表示される。それにより、表示パネルにおけるスイッチング動作を行うことなく見る角度により異なる映像を提示することが可能となる。したがって、制御部を含む周辺回路の構成が複雑化しない。
(10)制御部は、表示パネルの正面観察用の第3の映像信号を受け、第3の映像信号に基づいて表示パネルの第1および第2のグループの表示単位により映像を表示させてもよい。
この場合、第3の映像信号に基づいて表示パネルの第1および第2のグループの表示単位により映像が表示される。それにより、表示パネルの正面から映像を見ることが可能となる。
このように、第1および第2の映像信号と第3の映像信号との選択により、表示パネルの一方側および他方側の斜め前方への映像の提示と表示パネルの正面への映像の提示とを容易に切り替えることが可能となる。
また、表示パネルの映像を正面から見る場合に障壁部が障害になることがないので、輝度の低下が防止される。
本発明によれば、第1のグループの表示単位および第2のグループの表示単位にそれぞれ異なる映像を表示することにより、一方側の斜め前方に位置する人と他方側の斜め前方に位置する人とに共通の表示パネルでそれぞれ異なる映像を提示することができる。
この場合、表示パネルに複雑な構成要素を追加する必要がない。したがって、表示パネルの構造が複雑化せず、薄型化が阻害されない。
また、障壁部はブラックマトリクス上に形成されるので、表示パネルを正面から見る場合に障壁部が障害になることもない。それにより、表示パネルの輝度の低下が防止されるので、実用性が高い。また、障壁部を設ける構成のみでデュアルビュー表示を実現するための表示パネルの大型化を抑制することが可能になる。
さらに、障壁部は表示パネル上に容易に設けることができるので、製造工程が複雑化せず、低コスト化が可能となる。
また、第1のグループの表示単位および第2のグループの表示単位にそれぞれ異なる映像を表示するために、表示パネルにおいてスイッチング動作は不要である。したがって、周辺回路の構成が複雑化しない。
(1)第1の実施の形態
本実施の形態では、本発明を液晶表示装置に適用した場合を説明する。
(1−1)液晶表示パネルの構成
図1は本発明の第1の実施の形態に係る液晶表示装置の一部の模式的断面図である。また、図2および図3は図1の液晶表示装置の一部の模式的平面図である。図2は後述する視差バリア8の配置方法の一例を示し、図3は後述する視差バリア8の配置方法の他の例を示す。
図1〜図3において、互いに直交する3方向を矢印で示すx方向、y方向およびz方向と定義する。x方向は垂直方向であり、y方向は液晶表示装置100の表面に平行な水平方向であり、z方向は液晶表示装置100の前後方向である。後述する図においても、同様である。
また、以下の説明において、液晶表示装置100の画面から見て右を単に右といい、液晶表示装置100の画面から見て左を単に左という。
図1の液晶表示装置100は、液晶表示パネル10を備える。液晶表示パネル10は、バックライト1、偏光板2、裏面ガラス3、液晶セル4、カラーフィルタ5、表面ガラス6および偏光板7が順に積層された構造を有する。液晶表示パネル10の前面が画面となる。
カラーフィルタ5は、x方向およびy方向にマトリクス状に配列された複数の副画素(サブピクセル)5R,5G,5Bを含む。副画素5Rは赤色の光を透過するフィルタ部からなり、副画素5Gは緑色の光を透過するフィルタ部からなり、副画素5Bは青色の光を透過するフィルタ部からなる。
図2および図3に示すように、x方向に平行な各列には同一種類の副画素5R、同一種類の副画素5Gまたは同一種類の副画素5Bが配列されている。また、y方向に平行な各行には3種類の副画素5R,5G,5Bが順に配列されている。
カラーフィルタ5の副画素5R,5G,5Bの各々を取り囲む領域には、ブラックマトリクス50が設けられている。
液晶表示パネル10は、x方向に沿ってストライプ状に延びる複数の領域RAおよび複数の領域RBに区分されている。複数の領域RAと複数の領域RBとはy方向において交互に並ぶように配置されている。
複数の副画素5R,5G,5Bは第1のグループおよび第2のグループに割り当てられる。y方向に沿って並ぶ第1のグループの3つの副画素5R,5G,5Bが画素(ピクセル)5aを構成する。y方向に沿って並ぶ第2のグループの3つの副画素5R,5G,5Bが画素(ピクセル)5bを構成する。この場合、各画素5a,5bを構成する副画素5R,5G,5Bが近接しているので、色の精度が高い。
領域RA内には、第1のグループの複数の画素5aがx方向に沿って並んでいる。それにより、領域RA内には、複数の副画素5R,5G,5Bがx方向に沿って3列に並んでいる。同様に、領域RB内には、第2のグループの複数の画素5bがx方向に沿って並んでいる。それにより、領域RB内には、複数の副画素5R,5G,5Bがx方向に沿って3列に並んでいる。
互いに隣接する各1対の領域RA,RBにより各1つの組が構成され、隣接する組間のブラックマトリクス50上の部分および端部に位置する領域RA,RBの外側のブラックマトリクス50上の部分に視差バリア8が形成されている。
図2の例では、隣接する2つの組において一方の組の領域RAと他方の組の領域RBとの間のブラックマトリクス50上の部分および両端の領域RA,RBの外側のブラックマトリクス50上の部分にx方向に延びる視差バリア8が形成されている。
図3の例では、図2の例と同様に、隣接する2つの組において一方の組の領域RAと他方の組の領域RBとの間のブラックマトリクス50上の部分および両端の領域RA,RBの外側のブラックマトリクス50上の部分にx方向に延びる視差バリア8が形成され、さらにx方向に配列された画素5a間および画素5b間のブラックマトリクス50上の部分および上端および下端の画素5a,5bの外側のブラックマトリクス50上の部分にy方向に延びる視差バリア8が形成されている。本例では、y方向に延びる視差バリア8により視差バリア8が補強されることにより、視差バリア8の格子形状の維持に貢献することが可能になる。
視差バリア8の材料としては樹脂、金属等を用いることができる。また、視差バリア8の色は、ブラックマトリクス50の黒色と同じであることが好ましく、さらに、発光した光が反射することを防止するということからもつや消しの黒であることが好ましい。
図1に示すように、視差バリア8は、領域RAから左斜め前方への光の進行を阻止し、領域RBから右斜め前方への光の進行を阻止する。それにより、液晶表示装置100の右斜め前方に位置する観察者110は、矢印Aで示すように、液晶表示パネル10の領域RAの画素5aを見ることができ、視差バリア8により領域RBの画素5bを見ることができない。一方、液晶表示装置100の左斜め前方に位置する観察者120は、矢印Bで示すように、液晶表示パネル10の領域RBの画素5bを見ることができ、視差バリア8により領域RAの画素5aを見ることができない。したがって、観察者110は液晶表示パネル10の領域RAの画素5aにより表示される映像を見ることができ、観察者120は液晶表示パネル10の領域RBの画素5bにより表示される映像を見ることができる。
観察者110が領域RAの画素5aのみを見ることができる角度および観察者120が領域RBの画素5bのみを見ることができる角度は、視差バリア8の高さにより異なる。
例えば、視差バリア8の高さがy方向における領域RAまたは領域RBの幅と略等しい場合には、観察者110は液晶表示パネル10の前面に対して45度の方向から領域RAの画素5aのみを見ることができ、観察者120は液晶表示パネル10の前面に対して45度の方向から領域RBの画素5bのみを見ることができる。
なお、設計時または製造時に視差バリア8の高さを調整することにより用途に応じてこのようなデュアルビューの角度を任意に調整することができる。
(1−2)映像信号処理回路の構成および表示動作
図4は本実施の形態に係る液晶表示装置100に用いられる映像信号処理回路の構成の一例を示すブロック図である。また、図5は液晶表示装置100の画面に表示される映像を説明するための図であり、(a)は液晶表示装置100の画面に左用の映像および右用の映像が表示された状態を示し、(b)は液晶表示装置100の画面に正面用の映像が表示された状態を示す。
図4において、液晶表示装置100に映像信号処理回路200が接続される。映像信号処理回路200は、第1の映像信号発生回路201、第2の映像信号発生回路202およびコントローラ203を含む。
第1の映像信号発生回路201は、液晶表示装置100の正面に位置する観察者用の映像を表示するため正面用映像信号VDおよび右斜め前方の観察者用の映像を表示するための右用映像信号VRを選択的に発生する。第2の映像信号発生回路202は、左斜め前方の観察者用の映像を表示するための左用映像信号VLを発生する。
正面用映像信号VDにより液晶表示パネル10の全域に映像が表示される。また、右用映像信号VRにより液晶表示パネル10の領域RAに映像が表示され、左用映像信号VLにより液晶表示パネル10の領域RBに映像が表示される。
コントローラ203には、リモートコントローラ等の操作部を用いた使用者の操作により選択信号SELが与えられる。
例えば、選択信号SELが“1”の場合には、第1の映像信号発生回路201により右用映像信号VRが発生される。コントローラ203は、第1の映像信号発生回路201により発生される右用映像信号VRおよび第2の映像信号発生回路202により発生される左用映像信号VLを交互に選択し、右用映像信号VRに基づいて、図5(a)にドットパターンで示すように液晶表示パネル10の領域RAに右用の映像301を表示し、左用映像信号VLに基づいて、図5(a)に斜線パターンで示すように液晶表示パネル10の領域RBに左用の映像302を表示する。
それにより、図1の観察者110は、液晶表示パネル10の領域RAに表示された右用の映像301を見ることができる。領域RBから観察者110に向かう光は視差バリア8により遮られるため、観察者110は領域RBに表示された左用の映像302を見ることはできない。
一方、図1の観察者120は、液晶表示パネル10の領域RBに表示された左用の映像302を見ることができる。領域RAから観察者120に向かう光は視差バリア8により遮られるため、観察者120は領域RAに表示された右用の映像301を見ることはできない。
したがって、観察者110および観察者120は共通の液晶表示装置100でそれぞれ異なる映像を見ることができる。例えば、液晶表示装置100をカーナビゲーションシステムに用いる場合には、液晶表示パネル10の領域RAにテレビ放送、映画等の映像を表示し、液晶表示パネル10の領域RBにナビゲーション用の映像を表示する。その場合、観察者110はテレビ放送、映画等の映像を見ることができ、観察者120はナビゲーション用の映像を見ることができる。
また、理髪店、美容室等において隣接する椅子の間の前方の壁に液晶表示装置100を配置した場合、左の椅子に座った客と右の椅子に座った客とでそれぞれ異なる映像を見ることが可能となる。
また、例えば、選択信号SELが“0”の場合には、第1の映像信号発生回路201により正面用映像信号VDが発生される。コントローラ203は、第1の映像信号発生回路201により発生される正面用映像信号VDに基づいて、図5(b)に斜線パターンで示すように液晶表示パネル10の全域に正面用の映像300を表示する。
(1−3)効果
本実施の形態に係る液晶表示装置100においては、カラーフィルタ5のブラックマトリクス50上に形成された視差バリア8により右斜め前方の観察者110および左斜め前方の観察者120が共通の液晶表示装置100でそれぞれ異なる映像を見ることができる。
この場合、バックライト1とカラーフィルタ5との間に光学制御素子およびスイッチ可能な半波長板等の構成要素を追加する必要がない。したがって、液晶表示パネル10の構造が複雑化せず、薄型化が阻害されない。
また、視差バリア8は副画素5R,5G,5Bの各々を取り囲むブラックマトリクス50上の部分に形成されるので、液晶表示パネル10を正面から見る場合に視差バリア8が障害にならない。それにより、液晶表示パネル10の輝度の低下が防止されるので、実用性が高い。また、視差バリア8を設けるために液晶表示パネル10が大型化することもない。
さらに、視差バリア8は樹脂、金属等により簡単かつ安価に作製することができ、かつカラーフィルタ5のブラックマトリクス50上に容易に形成することができるので、製造工程が複雑化せず、低コスト化が可能となる。
また、コントローラ203により右用映像信号VRおよび左用映像信号VLを交互に選択することにより液晶表示パネル10に右用の映像301および左用の映像302を表示することができ、液晶表示パネル10においてスイッチング動作は不要である。したがって、映像信号処理回路200の構成が複雑化しない。
(2)第2の実施の形態
本実施の形態では、本発明を液晶表示装置に適用した場合を説明する。
(2−1)液晶表示装置の構成
図6は本発明の第2の実施の形態に係る液晶表示装置の一部の模式的断面図である。また、図7および図8は図6の液晶表示装置の一部の模式的平面図である。図7は後述する視差バリア8の配置方法の一例を示し、図8は後述する視差バリア8の配置方法の他の例を示す。
図6〜図8の液晶表示装置100が図1〜図3の液晶表示装置100と異なるのは次の点である。
本実施の形態では、1列おきの副画素5R、副画素5Bおよび副画素5Gが第1のグループに割り当てられ、残りの1列おきの副画素5G、副画素5Rおよび副画素5Bが第2のグループに割り当てられる。y方向において1つおきの第1のグループの副画素5R,5B,5Gが画素5aを構成する。また、y方向において残りの1つおきの第2のグループの副画素5G,5R,5Bが画素5bを構成する。
液晶表示パネル10は、x方向に沿ってストライプ状に延びる複数の領域RAおよび複数の領域RBに区分されている。複数の領域RAと複数の領域RBとはy方向において交互に並ぶように配置されている。
第1のグループの副画素5R,5B,5Gはそれぞれ異なる領域RA内にx方向に沿って1列に並んでいる。第2のグループの副画素5G,5R,5Bはそれぞれ異なる領域RB内にx方向に沿って1列に並んでいる。
互いに隣接する各1対の領域RA,RBにより各1つの組が構成され、隣接する組間のブラックマトリクス50上の部分および端部に位置する領域RA,RBの外側のブラックマトリクス50上の部分に視差バリア8が形成されている。
図7の例では、隣接する2つの組において一方の組の領域RAと他方の組の領域RBとの間のブラックマトリクス50上の部分および両端の領域RA,RBの外側のブラックマトリクス50上の部分にx方向に延びる視差バリア8が形成されている。
図8の例では、図7の例と同様に、隣接する2つの組において一方の組の領域RAと他方の組の領域RBとの間のブラックマトリクス50上の部分および両端の領域RA,RBの外側のブラックマトリクス50上の部分にx方向に延びる視差バリア8が形成され、さらにx方向に配列された画素5a間および画素5b間のブラックマトリクス50上の部分および上端および下端の画素5a,5bの外側のブラックマトリクス50上の部分にy方向に延びる視差バリア8が形成されている。本例では、y方向に延びる視差バリア8により液晶表示パネル10が補強される。
図6に示すように、視差バリア8は、領域RAから左斜め前方への光の進行を阻止し、領域RBから右斜め前方への光の進行を阻止する。それにより、液晶表示装置100の右斜め前方に位置する観察者110は、矢印Aで示すように、液晶表示パネル10の領域RAの画素5aを見ることができ、視差バリア8により領域RBの画素5bを見ることができない。一方、液晶表示装置100の左斜め前方に位置する観察者120は、矢印Bで示すように、液晶表示パネル10の領域RBの画素5bを見ることができ、視差バリア8により領域RAの画素5aを見ることができない。したがって、観察者110は液晶表示パネル10の領域RAの画素5aにより表示される映像を見ることができ、観察者120は液晶表示パネル10の領域RBの画素5bにより表示される映像を見ることができる。
なお、本実施の形態に係る液晶表示装置100に用いられる映像信号処理回路の構成は、図4に示した構成と同様である。
(2−2)効果
本実施の形態に係る液晶表示装置100においては、第1の実施の形態に係る液晶表示装置100と同様の効果に加えて次の効果が得られる。
本実施の形態に係る液晶表示装置100では、各領域RAおよび各領域RBがそれぞれ一列の副画素を含むので、各領域RAおよび各領域RBのy方向の幅が十分に小さくなる。それにより、視差バリア8の高さを十分に小さくすることが可能となる。したがって、液晶表示パネル10の右斜め前方の観察者110および左斜め前方の観察者120が見る映像中の縞状パターン(無映像の領域)の幅を十分に小さくすることができる。その結果、画質の劣化を十分に低減することができる。
(3)第3の実施の形態
本実施の形態では、本発明を自発光型表示装置の一例であるプラズマ表示装置に適用した場合を説明する。
(3−1)プラズマディスプレイパネルの構成
図9は本発明の第3の実施の形態に係るプラズマ表示装置の一部の模式的断面図である。また、図10は図9のプラズマ表示装置の一部の模式的平面図である。
図9のプラズマ表示装置101は、プラズマディスプレイパネル(以下、PDPと呼ぶ)15を備える。PDP15は、裏面ガラス基板11、放電セル群12、表面ガラス基板13および前面ガラスフィルタ14が順に積層された構造を有する。表面ガラス基板13と前面ガラスフィルタ14との間には空間が存在することが一般的である。
放電セル群12は、x方向およびy方向にマトリクス状に配列された複数の副画素2R,2G,2Bを含む。副画素2Rは赤色の光を発生する放電セルからなり、副画素2Gは緑色の光を発生する放電セルからなり、副画素2Bは青色の光を発生する放電セルからなる。
図10に示すように、x方向に平行な各列には同一種類の副画素2R、同一種類の副画素2Gまたは同一種類の副画素2Bが配列されている。また、y方向に平行な各行には3種類の副画素2R,2G,2Bが順に配列されている。
放電セル群12の副画素2R,2G,2Bの各々を取り囲む領域には、ブラックマトリクス50が設けられている。ブラックマトリクス50は、放電セル間の隔壁からなる。
PDP15は、x方向に沿ってストライプ状に延びる複数の領域RAおよび複数の領域RBに区分されている。複数の領域RAと複数の領域RBとはy方向において交互に並ぶように配置されている。
複数の副画素2R,2G,2Bは第1のグループおよび第2のグループに割り当てられる。y方向に沿って並ぶ第1のグループの3つの副画素2R,2G,2Bが画素2aを構成する。y方向に沿って並ぶ第2のグループの3つの副画素2R,2G,2Bが画素2bを構成する。
領域RA内には、第1のグループの複数の画素2aがx方向に沿って並んでいる。それにより、領域RA内には、複数の副画素2R,2G,2Bがx方向に沿って3列に並んでいる。同様に、領域RB内には、第2のグループの複数の画素2bがx方向に沿って並んでいる。それにより、領域RB内には、複数の副画素2R,2G,2Bがx方向に沿って3列に並んでいる。
互いに隣接する各1対の領域RA,RBにより各1つの組が構成され、隣接する組間のブラックマトリクス50上の部分および端部に位置する領域RA,RBの外側のブラックマトリクス50上の部分に視差バリア8が形成されている。
図10の例では、隣接する2つの組において一方の組の領域RAと他方の組の領域RBとの間のブラックマトリクス50上の部分および両端の領域RA,RBの外側のブラックマトリクス50上の部分にx方向に延びる視差バリア8が形成されている。
第1の実施の形態と同様に、視差バリア8の材料としては樹脂、金属等を用いることができる。また、視差バリア8の色は、ブラックマトリクス50の黒色と同じであることが好ましく、例えばつや消しの黒である。
図9に示すように、視差バリア8は、領域RAから左斜め前方への光の進行を阻止し、領域RBから右斜め前方への光の進行を阻止する。それにより、プラズマ表示装置101の右斜め前方に位置する観察者110は、矢印Aで示すように、PDP15の領域RAの画素2aを見ることができ、視差バリア8により領域RBの画素2bを見ることができない。一方、プラズマ表示装置101の左斜め前方に位置する観察者120は、矢印Bで示すように、PDP15の領域RBの画素2bを見ることができ、視差バリア8により領域RAの画素2aを見ることができない。したがって、観察者110はPDP15の領域RAの画素2aにより表示される映像を見ることができ、観察者120はPDP15の領域RBの画素2bにより表示される映像を見ることができる。
観察者110が領域RAの画素2aのみを見ることができる角度および観察者120が領域RBの画素2bのみを見ることができる角度は、視差バリア8の高さにより異なる。
例えば、視差バリア8の高さがy方向における領域RAまたは領域RBの幅と略等しい場合には、観察者110はPDP15の前面に対して45度の方向から領域RAの画素2aのみを見ることができ、観察者120はPDP15の前面に対して45度の方向から領域RBの画素2bのみを見ることができる。
なお、本実施の形態に係るプラズマ表示装置101に用いられる映像信号処理回路の構成は、図4に示した構成と同様である。
(3−2)効果
本実施の形態に係るプラズマ表示装置101においては、PDP15のブラックマトリクス50上に形成された視差バリア8により右斜め前方の観察者110および左斜め前方の観察者120が共通のプラズマ表示装置101でそれぞれ異なる映像を見ることができる。
この場合、裏面ガラス基板11と表面ガラス基板13との間に光学制御素子、スイッチ可能な半波長板および線形偏光板等の構成要素を追加する必要がない。したがって、PDP15の構造が複雑化せず、薄型化が阻害されない。また、線形偏光板が不要であるので、輝度の低下が生じない。
また、視差バリア8は副画素2R,2G,2Bの各々を取り囲むブラックマトリクス50上の部分に形成されるので、PDP15を正面から見る場合に視差バリア8が障害にならない。それにより、PDP15の輝度の低下が防止されるので、実用性が高い。また、視差バリア8を設けるためにPDP15が大型化することもない。
さらに、視差バリア8は樹脂、金属等により簡単かつ安価に作製することができ、かつ放電セル群12のブラックマトリクス50上に容易に形成することができるので、製造工程が複雑化せず、低コスト化が可能となる。
また、図4のコントローラ203により右用映像信号VRおよび左用映像信号VLを交互に選択することによりPDP15に右用の映像301および左用の映像302を表示することができ、PDP15においてスイッチング動作は不要である。したがって、映像信号処理回路200の構成が複雑化しない。
(4)第4の実施の形態
本実施の形態では、本発明を自発光型表示装置の一例であるプラズマ表示装置に適用した場合を説明する。
図11は図9のプラズマディスプレイ装置に比べて表面ガラス基板13および前面ガラスフィルタ14ならびにそれらの間の空間が厚いプラズマ表示装置の一部の模式的断面図である。
図11に示すように、表面ガラス基板13および前面ガラスフィルタ14ならびにそれらの間の空間が厚い場合には、視差バリア8とブラックマトリクス50との間に光が通過可能な領域(以下、光透過領域と呼ぶ。)が形成される。
そのため、領域RBの副画素2Bから右斜め前方への光が視差バリア8により阻止されずに進行する。それにより、プラズマ表示装置101aの右斜め前方に位置する観察者110は、領域RAの副画素2R,2Gおよび領域RBの副画素2Bを見ることができる。また、領域RAの副画素2Rから左斜め前方への光が視差バリア8により阻止されずに進行する。それにより、プラズマ表示装置101aの左斜め前方に位置する観察者120は、領域RBの副画素2G,2Bおよび領域RAの副画素2Rを見ることができる。
この場合、観測者110および観測者120は、領域RAにより表示される映像と領域RBにより表示される映像とが部分的に混ざり合った映像を見ることになる。
そこで、第4の実施の形態では、観測者110が見る映像と観測者120が見る映像とが部分的に混ざり合わないように以下の構造を有する。
図12は本発明の第4の実施の形態に係るプラズマ表示装置の一部の模式的断面図である。
図12のプラズマ表示装置101では、視差バリア8とブラックマトリクス50との間の光透過領域の厚さが次のように設定される。
図12に示すように、領域RBから右斜め前方への光が視差バリア8とブラックマトリクス50との間の光透過領域を通して進行することができ、領域RAから右斜め前方への光の進行は視差バリア8により阻止される。また、領域RAから左斜め前方への光が視差バリア8とブラックマトリクス50との間の光透過領域を通して進行することができ、領域RBから左斜め前方への光の進行は視差バリア8により阻止される。
それにより、プラズマ表示装置101の右斜め前方に位置する観察者110は、矢印Aで示すように、視差バリア8とブラックマトリクス50との間の光透過領域を通してPDP15の領域RBの画素2bを見ることができ、視差バリア8により領域RAの画素2aを見ることができない。一方、プラズマ表示装置101の左斜め前方に位置する観察者120は、矢印Bで示すように、視差バリア8とブラックマトリクス50との間の光透過領域を通してPDP15の領域RAの画素2aを見ることができ、視差バリア8により領域RBの画素2bを見ることができない。したがって、観察者110はPDP15の領域RBの画素2bにより表示される映像を見ることができ、観察者120はPDP15の領域RAの画素2aにより表示される映像を見ることができる。
本実施の形態では、前面ガラスフィルタ14の厚さが表面ガラス基板13の厚さおよびそれらの間の空間の厚さに比べて大きいが、表面ガラス基板13の厚さ、前面ガラスフィルタ14の厚さおよびそれらの間の空間の厚さの関係は図12の例に限定されない。例えば、表面ガラス基板13の厚さが前面ガラスフィルタ14の厚さおよびそれらの間の空間の厚さに比べて大きくてもよい。あるいは、表面ガラス基板13と前面ガラスフィルタ14との間の空間の厚さが表面ガラス基板13の厚さおよび前面ガラスフィルタ14の厚さに比べて大きくてもよい。
(5)第5の実施の形態
本実施の形態では、本発明を自発光型表示装置の一例であるプラズマ表示装置に適用した場合を説明する。
図13は本発明の第5の実施の形態に係るプラズマ表示装置の一部の模式的断面図である。
図13のプラズマ表示装置101が図9のプラズマ表示装置101と異なるのは、視差バリア8が表面ガラス基板13と前面ガラスフィルタ14との間の空間に設けられている点である。
それにより、視差バリア8が前面ガラスフィルタ14により保護される。また、視差バリア8がブラックマトリクス50に近接しているので、領域RAにより表示される映像と領域RBにより表示される映像とが部分的に混ざることが防止される。
(6)第6の実施の形態
本実施の形態では、本発明を自発光型表示装置の一例であるプラズマ表示装置に適用した場合を説明する。
図14は本発明の第6の実施の形態に係るプラズマ表示装置の一部の模式的断面図である。
図14のプラズマ表示装置101が図9のプラズマ表示装置101と異なるのは、表面ガラス基板が一体化された前面ガラスフィルタ14内に視差バリア8が設けられている点である。
それにより、視差バリア8が画素2a,2bにより近接するので、領域RAの画素2aにより表示される映像と領域RBの画素2bにより表示される映像とが高い精度で分離される。また、視差バリア8が前面ガラスフィルタ14により保護される。
(7)他の実施の形態
(7−1)
表示パネルにおける画素および副画素の配置は上記実施の形態における配置に限定されない。図15は画素および副画素の配置の他の例を示す模式図である。
図15の例では、y方向に沿った各行に副画素5R,5G,5Bが順に配置されている。各行の各副画素5R,5G,5Bはそれに隣接する行の副画素5R,5G,5Bの間に位置する。
各行の2つの副画素5R,5Gとそれに隣接する行の1つの副画素5Bとが1つの画素5aまたは画素5bを構成し、各行の1つの副画素5Bとそれに隣接する行の2つの副画素5R,5Gとが1つの画素5aまたは画素5bを構成する。この場合には、視差バリア8は蛇行するように矩形波状に設けられる。
このように、上述した第1または第2の実施の形態においては、1つのライン内における画素を1つのグループとする場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、図15に示すように、複数のラインにまたがる画素を1つのグループとし、2つのグループごとに視差バリア8を配置する構成においてもデュアルビューを実現することが可能である。
(7−2)
第1および第2の実施の形態に係る液晶表示装置100において、視差バリア8がカラーフィルタ5と表面ガラス6との間に設けられてもよい。また、視差バリア8が表面ガラス6と偏光板7との間に設けられてもよい。
さらに、表面ガラス6の強度を考慮して視野バリア8が表面ガラス6内に設けられてもよい。この構成により、視差バリア8が画素5a,5bにより近接するので、領域RAの画素5aにより表示される映像と領域RBの画素5bにより表示される映像とが高い精度で分離される。また、視差バリア8が表面ガラス6により保護される。
(7−3)
第3〜第6の実施の形態に係るプラズマ表示装置101において、視差バリア8が図3に示したように格子状に設けられてもよい。
また、第3〜第6の実施の形態に係るプラズマ表示装置101において、領域RAおよび領域RBが図7に示したように区分されてもよい。
(7−4)
本発明は、液晶表示装置およびプラズマ表示装置に限らず、ブラックマトリクスを有するドットマトリクス型の種々の表示装置に適用することができる。
(7−5)
本発明は、モノクロ表示を行うドットマトリクス型の種々の表示装置にも適用することができる。この場合、各画素が表示単位に相当する。
(8)請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応の例について説明するが、本発明は下記の例に限定されない。
上記実施の形態では、副画素5R,5G,5Bまたは副画素2R,2G,2Bが表示単位の例であり、液晶表示パネル10またはPDP15が表示パネルの例であり、視差バリア8が障壁部の例であり、領域RAが第1の領域の例であり、領域RBが第2の領域の例である。
また、左が一方側または他方側の例であり、右が他方側または一方側の例であり、x方向が第1の方向の例であり、y方向が第2の方向の例であり、コントローラ203が制御部の例であり、右用映像信号VRが第1または第2の映像信号の例であり、左用映像信号VLが第2または第1の映像信号の例であり、正面用映像信号VDが第3の映像信号の例である。
さらに、偏光板2が第1の偏光板の例であり、偏光板7が第2の偏光板の例であり、カラーフィルタ5がフィルタの例であり、副画素5R,5G,5Bがフィルタ部の例である。
また、裏面ガラス基板11が第1の基板の例であり、表面ガラス基板13が第2の基板の例であり、放電セル群12が発光セル群の例であり、副画素2R,2G,2Bが発光セルの例である。
本発明は、見る角度により異なる映像を提示することができるデュアルビュー表示装置に利用することができる。
図1は本発明の第1の実施の形態に係る液晶表示装置の一部の模式的断面図 図2は図1の液晶表示装置の一部の模式的平面図 図3は図1の液晶表示装置の一部の模式的平面図 図4は本実施の形態に係る液晶表示装置に用いられる映像信号処理回路の構成の一例を示すブロック図 図5は液晶表示装置の画面に表示される映像を説明するための図 図6は本発明の第2の実施の形態に係る液晶表示装置の一部の模式的断面図 図7は図6の液晶表示装置の一部の模式的平面図 図8は図6の液晶表示装置の一部の模式的平面図 図9は本発明の第3の実施の形態に係るプラズマ表示装置の一部の模式的断面図 図10は図9のプラズマ表示装置の一部の模式的平面図 図11は図9のプラズマディスプレイ装置に比べて表面ガラス基板および前面ガラスフィルタならびにそれらの間の空間が厚いプラズマ表示装置の一部の模式的断面図 図12は本発明の第4の実施の形態に係るプラズマ表示装置の一部の模式的断面図 図13は本発明の第5の実施の形態に係るプラズマ表示装置の一部の模式的断面図 図14は本発明の第6の実施の形態に係るプラズマ表示装置の一部の模式的断面図 図15は画素および副画素の配置の他の例を示す模式図 図16は従来のデュアルビューディスプレイの構成を示す模式図

Claims (10)

  1. マトリクス状に配置され第1のグループおよび第2のグループに区分された複数の表示単位を有するとともに表示単位間の領域にブラックマトリクスを有する表示パネルと、
    前記ブラックマトリクスの正面前方に存在する前記表示パネルの前面部分から正面前方に向けて突出し、前記第1のグループの表示単位から前記表示パネルの一方側の斜め前方への光の進行を阻止し、前記第2のグループの表示単位から前記表示パネルの他方側の斜め前方への光の進行を阻止するが、前記第1のグループの表示単位及び前記第2のグループの表示単位から前記表示パネルの正面前方への光の進行を阻止しない構造を有する障壁部と、
    を備える表示装置。
  2. 前記表示パネルは、第1の方向に延びるストライプ状の複数の第1および第2の領域に区分され、前記第1の方向に交差する第2の方向において前記複数の第1の領域と前記複数の第2の領域とが交互に配置され、
    前記複数の第1の領域に前記第1のグループの表示単位が配置され、前記複数の第2の領域に前記第2のグループの表示単位が配置され、
    互いに隣接する各1対の第1および第2の領域により1つの組がそれぞれ構成され、隣接する組間のブラックマトリクス上の部分にそれぞれ前記障壁部がストライプ状に形成された、請求項1記載の表示装置。
  3. 前記複数の表示単位は、第1の色の光を発生する複数の第1の副画素、第2の色の光を発生する複数の第2の副画素および第3の色の光を発生する複数の第3の副画素を含み、1つの第1の副画素、1つの第2の副画素および1つの第3の副画素が1つの画素を構成し、
    複数の画素は前記第1のグループおよび前記第2のグループに区分され、前記第1のグループの各画素を構成する第1、第2および第3の副画素が同じ第1の領域に配置され、前記第2のグループの各画素を構成する第1、第2および第3の副画素が同じ第2の領域に配置された、請求項2記載の表示装置。
  4. 前記複数の第1の領域の各々に含まれる前記第1のグループの複数の画素は一列に配置され、前記複数の第2の領域の各々に含まれる前記第2のグループの複数の画素は一列に配置される、請求項3記載の表示装置。
  5. 前記複数の表示単位は、第1の色の光を発生する複数の第1の副画素、第2の色の光を発生する複数の第2の副画素および第3の色の光を発生する複数の第3の副画素を含み、1つの第1の副画素、1つの第2の副画素および1つの第3の副画素が1つの画素を構成し、
    複数の画素は前記第1のグループおよび前記第2のグループに区分され、前記第1のグループの各画素を構成する第1の副画素、第2の副画素および第3の副画素がそれぞれ異なる第1の領域に配置され、前記第2のグループの各画素を構成する第1の副画素、第2の副画素および第3の副画素がそれぞれ異なる第2の領域に配置された、請求項2記載の表示装置。
  6. 前記複数の第1の領域の各々に含まれる前記第1のグループの複数の第1の副画素、複数の第2の副画素または複数の第3の副画素は一列に配置され、前記複数の第2の領域の各々に含まれる前記第2のグループの複数の第1の副画素、複数の第2の副画素または複数の第3の副画素は一列に配置される、請求項5記載の表示装置。
  7. 前記複数の表示単位はそれぞれ特定の色の光を透過する複数のフィルタ部からなり、
    前記表示パネルは、
    光を発生するバックライトと、
    第1の偏光板と、
    液晶セルと、
    前記複数のフィルタ部および前記ブラックマトリクスを有するフィルタと、
    第2の偏光板とを順に含む、請求項1記載の表示装置。
  8. 前記複数の表示単位はそれぞれ特定の色の光を発生する複数の発光セルからなり、
    前記表示パネルは、
    第1の基板と、
    前記複数の発光セルおよび前記ブラックマトリクスを有する発光セル群と、
    透光性の第2の基板とを順に含む、請求項1記載の表示装置。
  9. 前記第1のグループに対応する第1の映像信号および前記第2のグループに対応する第2の映像信号を受け、前記第1の映像信号に基づいて前記表示パネルの前記第1のグループの表示単位により第1の映像を表示させ、前記第2の映像信号に基づいて前記表示パネルの前記第2のグループの表示単位により第2の映像を表示させる制御部をさらに備えた、請求項1記載の表示装置。
  10. 前記制御部は、前記表示パネルの正面観察用の第3の映像信号を受け、前記第3の映像信号に基づいて前記表示パネルの前記第1および第2のグループの表示単位により映像を表示させる、請求項9記載の表示装置。
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