JP5449238B2 - 三次元映像表示装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、三次元映像表示装置に関する。

電子機器に搭載される表示装置として、液晶表示装置や有機ＥＬ表示装置が普及している。液晶表示装置は、軽量、薄型、低消費電力などの特徴を生かして、パーソナルコンピュータ、情報携帯端末、テレビジョン、あるいはカーナビゲーションシステム等の表示装置として広く利用されている。

表示装置は、一つの二次元情報を表示するに留まらず、立体（三次元）情報を表示可能なものが提案されている。立体表示可能な表示装置は、たとえば右目用と左目用との映像を別途用意し、さまざまな手段で、右目用の映像を右目に、左目用の映像を左目に届くように構成される。

立体表示可能な表示装置についてさまざまな方式が提案されている。視差バリア方式は、液晶表示パネルの表示部前面にバリア用の液晶表示パネルを配置し、その遮光部と透過部とで右目により視認される画素と左目により視認される画素とを切り替える。光学制御素子を用いた方式では、液晶表示パネルの表示部前面に設置した光線制御素子により、ユーザが表示部を視認する角度により、見える映像を切り換える。光線制御素子としてはスリットやレンチキュラーレンズを用いることが提案されている。光線制御素子としてレンチキュラーレンズを用いる場合には、その集光性を利用して右目に見える映像と左目に見える映像とが切り替えられる。

スリットあるいはレンチキュラーレンズを用いた三次元表示装置においては、光線制御素子の開口部の水平方向の周期構造と、平面表示装置にマトリクス状に設けられた表示画素を隔てる遮光部、又は、表示画素の色配列の水平方向の周期構造が光学的に干渉することによるモアレ或いは色モアレが発生しやすかった。

その対策として、光線制御素子の周期性を傾ける、即ち、レンズを斜めに傾ける方法が知られている。しかしながら、この方法では、三次元映像表示時に垂直・水平に延びた直線がギザギザに表示されることから、特に、文字表示品位が低くなることがあった。

垂直方向にレンズ特性が無く、周期性が水平方向に限定された垂直レンズでは、文字表示品位は問題にならないが、色モアレを解消するためには、平面表示装置の色配列をモザイク配列或いは横ストライプ配列にする必要がある。さらに、マトリクス状に設けられた画素を隔てる非表示部との干渉によるモアレを解消するためには、平面表示装置とレンチキュラーレンズとの間に拡散フィルムを追加するなどして、水平方向に隣接したサブ画素からの光線を融合して水平方向の周期性を無くし、モアレを解消することが提案されている。しかし、拡散フィルムを追加すると、外光が散乱され、明コントラストが低下することがあった。

特開２００８−２４９８８７号公報

従来、上記モアレ回避のために、垂直方向の開口長さが一定となるよう表示画素の開口形状を形成することが提案されている。さらに、視野角特性改善のために、１つの表示画素を、独立した画素スイッチと接続された複数のサブ画素に分割し、サブ画素同士で表示される映像を補完することが提案されている。例えば、１つの表示画素を２つの領域に分割する場合、１つの表示画素では、２つのサブ画素に表示された映像が合成されて表現される。この場合、２つのサブ画素は垂直方向に並んで配置される。

また、例えば１つの表示画素を２つのサブ画素に分割する場合、第１表示画素の上段に配置されたサブ画素の行は、第１表示画素の垂直方向に隣接して配置された第２画素の上段に配置されたサブ画素の行と合成することで、垂直開口長さが一定となるように形成される。

ここで、例えば、光線制御素子として垂直方向に同一の特性を持つレンチキュラーレンズを用いる場合、表示画素はレンチキュラーレンズによって、水平方向に微小幅を持った垂直線上の領域が拡大されて視認される。

このとき、レンチキュラーレンズによって拡大される領域は視点の位置によって異なるため、上記のように１つの表示画素を複数のサブ画素を設ける構成の場合、視点の位置によって、１つの表示画素を構成するサブ画素の拡大される開口長の比が異なる場合があった。この場合、視点の位置によって表示される映像の階調が変わってしまうため、良好な表示品位を実現することが困難であった。

本発明は上記事情を鑑みて成されたものであって、表示品位の良好な三次元映像表示装置を提供することを目的とする。

実施形態による三次元映像表示装置は、対向して配置された一対の基板と、前記一対の基板間に挟持された液晶層と、複数の表示画素を含む表示部と、前記表示部と対向して配置され、第２方向において同一特性を備え前記第２方向と略直交する第１方向に周期的に並べて配置して前記第１方向における視差を与える光線制御素子と、を備え、前記複数の表示画素のそれぞれは、前記第２方向に並んで配置された複数のサブ画素を備え、各表示画素において、前記複数のサブ画素の前記第２方向における開口領域の幅の比は一定であって、前記開口領域の形状は略平行四辺形であって、前記複数のサブ画素の前記開口領域の対応する４つの角は前記第２方向と略平行な線上に配置され、前記第２方向に隣接した同一色のサブ画素の前記開口領域の前記第１方向における端部は前記第２方向に対して同じ方向に傾いている三次元映像表示装置。

一実施形態に係る三次元映像表示装置の構成例を概略的に示す図である。 図１に示す三次元映像表示装置の光線制御素子の一構成例を説明するための図である。 第１実施形態に係る三次元映像表示装置の光線制御素子の一構成例を説明するための図である。 図１に示す三次元映像表示装置の液晶表示パネルの表示部の一構成例を説明するための図である。 図２に示す表示部の表示画素の一構成例を説明するための図である。 比較例に係る三次元映像表示装置における表示画素の一構成例を説明するための図である。 比較例に係る三次元映像表示装置における表示画素の一構成例を説明するための図である。 第１実施形態に係る三次元映像表示装置における表示部の他の構成例を説明するための図である。 第２実施形態に係る三次元映像表示装置における表示部の一構成例を説明するための図である。 第２実施形態に係る三次元映像表示装置における表示部の他の構成例を説明するための図である。 第１実施形態および第２実施形態に係る三次元映像表示装置における表示部の他の構成例を説明するための図である。

以下、実施形態について、図面を参照して説明する。
図１に、第１実施形態に係る三次元映像表示装置の一構成例を示す。本実施形態に係る表示装置は、液晶表示パネルＰＮＬと、液晶表示パネルＰＮＬの表示部ＤＹＰを照明する照明装置ＢＬと、表示部ＤＹＰ上に配置された光線制御素子ＬＥＮと、液晶表示パネルと照明装置ＢＬとの間に配置された複数の光学シートＳＴ１、ＳＴ２と、を備えている。光学シートＳＴ１、ＳＴ２は、集光シート、拡散シート等である。

液晶表示パネルＰＮＬは、アレイ基板１２と、アレイ基板１２と対向するように配置された対向基板１４と、アレイ基板１２と対向基板１４との間に挟持された液晶層ＬＱと、マトリクス状に配置された表示画素ＰＸを含む表示部ＤＹＰと、を備えている。アレイ基板１２の端部には、外部と信号を送受信するためのフレキシブル基板ＦＬが電気的に接続されている。

図２Ａは、光線制御素子ＬＥＮとしてのレンチキュラーシート（シリンドリカル・レンズ・アレイ）の斜視図である。レンチキュラーシートは、第１方向Ｄ１における断面がユーザ側に凸状となるレンズが第１方向（水平方向）Ｄ１に並んでいる。表示部ＤＹＰから出射された光は、レンチキュラーシートのレンズにより集光され、ユーザに視認される。したがって、ユーザはレンチキュラーシートにより拡大される、第２方向（垂直方向）Ｄ２に延びる視認領域ＡＲの画像を視認することになる。

図２Ｂは、光線制御素子ＬＥＮとしてのスリット・アレイの斜視図である。スリット・アレイは、第２方向Ｄ２に延びる複数のスリットＳＬを備えている。スリット・アレイのスリットＳＬは、第１方向Ｄ１に周期的に並んで配置されている。スリットＳＬの間の領域では、表示部ＤＹＰからの光が遮られる。ユーザは、スリット・アレイのスリットＳＬを通る表示部ＤＹＰから出射された光を視認する。すなわち、ユーザは、スリットＳＬを介して第２方向Ｄ２に延びる視認領域ＡＲの画像を視認する。

光学制御素子ＬＥＮは、いずれも、第１方向Ｄ１において、ユーザが表示部ＤＹＰを視認する位置により見える映像を異ならせる。したがって、例え光学制御素子ＬＥＮの同じ位置を見ていたとしても、ユーザの位置により異なる映像が見える。図２Ａおよび図２Ｂに示す光学制御素子ＬＥＮは左右視差（水平視差）を与えるものであって、第２方向Ｄ２において同一の特性を備えるレンズあるいはスリットが、第１方向Ｄ１に並んでいる。

図３に、表示部ＤＹＰの一構成例を示す。本実施形態に係る三次元映像表示装置はカラー表示タイプの表示装置であって、複数の表示画素ＰＸは複数種類の色表示画素、例えば赤（Ｒ）を表示する赤色画素ＰＸＲ、緑（Ｇ）を表示する緑色画素ＰＸＧ、青（Ｂ）を表示する青色画素ＰＸＢを有している。すなわち、赤色画素ＰＸＲは、赤色の主波長の光を透過する赤色カラーフィルタ（図示せず）を備えている。緑色画素ＰＸＧは、緑色の主波長の光を透過する緑色カラーフィルタ（図示せず）を備えている。青色画素ＰＸＢは、青色の主波長の光を透過する青色カラーフィルタ（図示せず）を備えている。これらカラーフィルタは、アレイ基板１２または対向基板１４の主面に配置される。

表示部ＤＹＰには、赤色画素ＰＸＲの行と緑色画素ＰＸＧの行と青色画素ＰＸＢの行とにより構成された複数の表示画素の段が、列方向（第２方向Ｄ２）に並んで配置されている。図３では、第Ｎ段目と第Ｎ＋１段目とに並んで配置された色画素ＰＸＲ、ＰＸＧ、ＰＸＢを示している。

各色画素は、表示画素ＰＸが配列する第２方向Ｄ２に並んで配置された複数のサブ画素をさらに備えている。本実施形態では、各色画素ＰＸＲ、ＰＸＧ、ＰＸＢは２つのサブ画素（Ｒａ、Ｒｂ、Ｇａ、Ｇｂ、Ｂａ、Ｂｂ）を備えている。この例では１つの表示画素ＰＸは、第２方向Ｄ２に並んだ６つのサブ画素により構成され、例えばサブ画素Ｒａ、Ｒｂ、Ｇａ、Ｇｂ、Ｂａ、Ｂｂにより一画素である。各サブ画素は、略平行四辺形の開口領域ＯＰを備えている。開口領域ＯＰは、照明装置ＢＬから出射された光が液晶表示パネルＰＮＬを介して光線制御素子側に透過する領域である。

アレイ基板１２は、各サブ画素に配置された画素電極（図示せず）を備えている。対向基板１４は、複数の画素電極と対向する対向電極（図示せず）を備えている。画素電極には表示部ＤＹＰの周囲に配置された駆動回路あるいは外部の駆動回路から対応する映像信号が印加される。対向電極は表示部の周囲に配置された駆動回路あるいは外部の駆動回路から対向電圧が印加される。各サブ画素において画素電極に印加された映像信号と対向電圧との電位差により、液晶層に含まれる液晶分子の配向状態が制御されることにより開口領域ＯＰにおける光の透過率が調整される。

図４に、Ｎ段目に配置された表示画素ＰＸの一構成例を示す。開口領域ＯＰの周囲にはアレイ基板１２あるいは対向基板１４上に格子状に配置された図示しない遮光部が配置されている。開口領域ＯＰは、第１方向Ｄ１と略平行に延びる一対の端部Ｅ１と、この一対の端部Ｅ１間において互いに略平行に延びる一対の端部Ｅ２とに囲まれている。遮光部は、例えば黒色に着色された樹脂により形成されている。

図４に示す場合では、赤色画素ＰＸＲのサブ画素Ｒａ、Ｒｂの開口領域ＯＰは、端部Ｅ２が第２方向Ｄ２から右（Ｒ）側に傾いている。サブ画素Ｒａ、Ｒｂの開口領域ＯＰの形状は合同である。サブ画素Ｒａとサブ画素Ｒｂとは、これらの開口領域ＯＰが第２方向Ｄ２に並んで配置されている。すなわち、サブ画素Ｒａの開口領域ＯＰの対応する４つの角と、サブ画素Ｒｂの開口領域ＯＰの対応する４つの角とは、第２方向Ｄ２と略平行な線上に並んで配置されている。すなわち、第２方向Ｄ２と略平行な方向において、サブ画素Ｒａの開口領域ＯＰの幅と、サブ画素Ｒｂの開口領域ＯＰの幅との比は一定である。

緑色画素ＰＸＧのサブ画素Ｇａ、Ｇｂの開口領域ＯＰは、端部Ｅ２が第２方向Ｄ２から左（Ｌ）側に傾いている。サブ画素Ｇａ、Ｇｂの開口領域ＯＰの形状は合同であり、サブ画素Ｒａ、Ｒｂの開口領域ＯＰの形状と第２方向Ｄ２と略平行な軸に対して線対称である。サブ画素Ｇａとサブ画素Ｇｂとは、これらの開口領域ＯＰが第２方向Ｄ２に並んで配置されている。すなわち、サブ画素Ｇａの開口領域ＯＰの対応する４つの角と、サブ画素Ｇｂの開口領域ＯＰの対応する４つの角とは、第２方向Ｄ２と略平行な線上に並んで配置されている。すなわち、第２方向Ｄ２と略平行な方向において、サブ画素Ｇａの開口領域ＯＰの幅と、サブ画素Ｇｂの開口領域ＯＰの幅との比は一定である。

青色画素ＰＸＢのサブ画素Ｂａ、Ｂｂの開口領域ＯＰは、端部Ｅ２が第２方向Ｄ１から右（Ｒ）側に傾いている。サブ画素Ｂａ、Ｂｂの開口領域ＯＰの形状は合同であり、サブ画素Ｇａ、Ｇｂの開口領域ＯＰの形状と第２方向Ｄ２と略平行な軸に対して線対称である。サブ画素Ｂａとサブ画素Ｂｂとは、これらの開口領域ＯＰが第２方向Ｄ２に並んで配置されている。すなわち、サブ画素Ｂａの開口領域の対応する４つの角と、サブ画素Ｂｂの開口領域ＯＰの対応する４つの角とは、第２方向Ｄ２と略平行な線上に並んで配置されている。すなわち、第２方向Ｄ２と略平行な方向において、サブ画素Ｂａの開口領域ＯＰの幅と、サブ画素Ｂｂの開口領域ＯＰの幅との比は一定である。

サブ画素Ｒａ、Ｒｂ、Ｇａ、Ｇｂ、Ｂａ、Ｂｂの開口領域ＯＰの形状は、Ｎ＋１段目に配置された表示画素では、第２方向Ｄ２と略平行な軸に対して上記の形状と線対称となる。すなわち、Ｎ＋１段目では、赤色画素ＰＸＲのサブ画素Ｒａ、Ｒｂの開口領域ＯＰは、端部Ｅ２が第２方向Ｄ２から左（Ｌ）側に傾いている。サブ画素Ｒａ、Ｒｂの開口領域ＯＰの形状は合同であり、サブ画素Ｒａの開口領域ＯＰの対応する４つの角と、サブ画素Ｒｂの開口領域ＯＰの対応する４つの角とは、第２方向Ｄ２と略平行な線上に並んで配置されている。すなわち、第２方向Ｄ２と略平行な方向において、サブ画素Ｒａの開口領域ＯＰの幅と、サブ画素Ｒｂの開口領域ＯＰの幅との比は一定である。

緑色画素ＰＸＧのサブ画素Ｇａ、Ｇｂの開口領域ＯＰは、端部Ｅ２が第２方向Ｄ２から右（Ｒ）側に傾いている。サブ画素Ｇａ、Ｇｂの開口領域ＯＰの形状は合同であり、サブ画素Ｒａ、Ｒｂの開口領域ＯＰの形状と第２方向Ｄ２と略平行な軸に対して線対称である。さらに、サブ画素Ｇａの開口領域ＯＰの対応する４つの角と、サブ画素Ｇｂの開口領域ＯＰの対応する４つの角とは、第２方向Ｄ２と略平行な線上に並んで配置されている。すなわち、第２方向Ｄ２と略平行な方向において、サブ画素Ｇａの開口領域ＯＰの幅と、サブ画素Ｇｂの開口領域ＯＰの幅との比は一定である。

青色画素ＰＸＢのサブ画素Ｂａ、Ｂｂの開口領域ＯＰは、端部Ｅ２が第２方向Ｄ１から左（Ｌ）側に傾いている。サブ画素Ｂａ、Ｂｂの開口領域ＯＰの形状は合同であり、サブ画素Ｇａ、Ｇｂの開口領域ＯＰの形状と第２方向Ｄ２と略平行な軸に対して線対称である。さらに、サブ画素Ｂａの開口領域の対応する４つの角と、サブ画素Ｂｂの開口領域ＯＰの対応する４つの角とは、第２方向Ｄ２と略平行な線上に並んで配置されている。すなわち、第２方向Ｄ２と略平行な方向において、サブ画素Ｂａの開口領域ＯＰの幅と、サブ画素Ｂｂの開口領域ＯＰの幅との比は一定である。

表示部ＤＹＰには、表示画素ＰＸのサブ画素が配列する行に沿って延びる複数の走査線Ｇ（Ｇｎａ、Ｇｎｂ；ｎ＝１、２、３、…）と、表示画素ＰＸのサブ画素の開口領域ＯＰ間をジグザグに縫うように列方向（第２方向Ｄ２）に延びる信号線Ｓ（Ｓｎ；ｎ＝１、２、３、…）と、が配置されている。

走査線Ｇと信号線Ｓとは、開口領域ＯＰの周囲において、遮光部（図示せず）と対向するように配置されている。例えば、信号線Ｓ４は、赤色画素ＰＸＲのサブ画素Ｒａ、Ｒｂの周囲では、端部Ｅ２に沿って第２方向Ｄ２から右（Ｒ）側に傾いた方向に延びて配置され、赤色画素ＰＸＲと緑色画素ＰＸＧとの間で屈曲し、緑色画素ＰＸＧのサブ画素Ｇａ、Ｇｂの周囲では、端部Ｅ２に沿って第２方向Ｄ２から左（Ｌ）側に傾いた方向に延びて配置され、緑色画素ＰＸＧと青色画素ＰＸＢとの間で屈曲し、青色画素ＰＸＢのサブ画素Ｂａ、Ｂｂの周囲では、端部Ｅ２に沿って第２方向Ｄ２から右（Ｒ）側に傾いた方向に延びて配置される。

走査線Ｇと信号線Ｓとの交差する位置近傍には画素スイッチ（図示せず）が配置されている。画素スイッチは遮光部に配置されている。画素スイッチは例えば薄膜トランジスタであって、そのゲート電極は対応する走査線Ｇと電気的に接続され（あるいは一体に形成され）、ソース電極は対応する信号線Ｓと電気的に接続され（あるいは一体に形成され）、ドレイン電極は対応する画素電極と電気的に接続され（あるいは一体に形成され）ている。

なお、各種色画素について、走査線Ｇｎａに印加される信号によりソース−ドレイン間の接続を制御される画素スイッチのドレイン電極は、上段に配置されたサブ画素Ｒａ、Ｇａ、Ｂｂの画素電極に接続され（あるいは一体に形成され）、走査線Ｇｎｂに印加される信号によりソース−ドレイン間の接続を制御される画素スイッチのドレイン電極は、下段に配置されたサブ画素Ｒｂ、Ｇｂ、Ｂｂに配置された画素電極に接続され（あるいは一体に形成され）ている。

本実施形態では、各サブ画素に配置された画素電極は、その左（Ｌ）側に配置された信号線Ｓと画素スイッチを介して接続されている。すなわち、サブ画素Ｒａ、Ｇｂ、Ｂａに配置された画素電極には、画素スイッチを介して信号線Ｓ３から映像信号が供給される。サブ画素Ｒｂ、Ｇａ、Ｂｂに配置された画素電極には、画素スイッチを介して信号線Ｓ４から映像信号が供給される。

このように、各色画素ＰＸＲ、ＰＸＧ、ＰＸＢを、独立に駆動される２つのサブ画素に分割した場合、赤色画素ＰＸＲはサブ画素Ｒａ、Ｒｂに表示される映像が合成されて表示され、緑色画素ＰＸＧはサブ画素Ｇａ、Ｇｂに表示される映像が合成されて表示され、青色画素ＰＸＢはサブ画素Ｂａ、Ｂｂに表示される映像が合成されて表示される。

さらに、Ｎ段目に配置された赤色画素ＰＸＲのサブ画素Ｒａは、Ｎ＋１段目に配置された赤色画素ＰＸＲのサブ画素Ｒａと合成されて、垂直開口長さが一定となる。すなわち、表示部ＤＹＰに表示画素ＰＸを配置すると、光線制御素子ＬＥＮを通してユーザに視認される領域ＡＲについて、Ｎ段目に配置された赤色画素ＰＸＲのサブ画素Ｒａが視認される領域と、Ｎ＋１段目に配置された赤色画素ＰＸＲのサブ画素Ｒａが視認される領域との合成が一定となる。また、Ｎ段目に配置された赤色画素ＰＸＲのサブ画素Ｒｂが視認される領域と、Ｎ＋１段目に配置された赤色画素ＰＸＲのサブ画素Ｒｂが視認される領域との合成が一定となる。

同様に、緑色画素ＰＸＧおよび青色画素ＰＸＢについても、Ｎ段目の上段に配置されたサブ画素とＮ＋１段目の上段に配置されたサブ画素とが視認される領域の合成が一定となり、Ｎ段目の下段に配置されたサブ画素とＮ＋１段目の下段に配置されたサブ画素とが視認される領域の合成が一定となる。

本実施形態に係る三次元映像表示装置によれば、各種色画素について、上記のようにＮ段目の上段に配置されたサブ画素とＮ＋１段目の上段に配置されたサブ画素とが視認される領域の合成が一定であって、Ｎ段目の下段に配置されたサブ画素とＮ＋１段目の下段に配置されたサブ画素とが視認される領域との合成が一定であることにより、光の干渉により生じるモアレを解消することができる。

ここで、例えば、図５に示すように各色画素がサブ画素に分割されない場合、Ｎ段目の色画素と、Ｎ＋１段目の色画素とが視認される領域の合成は一定となる。このように配置された色画素を、図６に示すように２つのサブ画素に分割した場合について検討すると、各種色画素について、Ｎ段目の上段に配置されたサブ画素とＮ＋１段目の上段に配置されたサブ画素とが視認される領域の合成は一定であり、Ｎ段目の下段に配置されたサブ画素とＮ＋１段目の下段に配置されたサブ画素とが視認される領域の合成は一定である。

しかし、この場合には、ユーザが表示部ＤＹＰを見る角度により、各色画素の２つのサブ画素が視認される領域それぞれの比が変化してしまう。２つのサブ画素は異なる階調の映像を表示して映像を補完することが可能であるため、２つのサブ画素が視認される領域の比が変化すると、ユーザが表示部ＤＹＰを見る角度により表示される映像の階調が変化する場合があり、表示品位が低下する原因となる。

これに対し、本実施形態に係る三次元映像表示装置では、各色画素の２つのサブ画素の開口領域ＯＰのそれぞれが、視認される領域の比が一定となる。本実施形態では、各色画素の２つのサブ画素の開口領域ＯＰの形状が合同であるので、ユーザが表示部ＤＹＰを見る角度に関わらず視認される領域の比は１：１となる。したがって、ユーザが表示部ＤＹＰを見る角度により視認される映像の階調が変わることがなく、良好な表示品位を実現することができる。

すなわち、本実施形態に係る三次元映像表示装置によれば、３次元画像を表示可能な表示装置であって、モアレを解消するとともに視野角特性を改善する表示品位の良好な三次元映像表示装置を提供することが可能となる。

図７に、第１実施形態に係る三次元映像表示装置の表示部ＤＹＰの他の構成例を示す。この例では、各色画素ＰＸＲ、ＰＸＧ、ＰＸＢが３つのサブ画素に分割されている。例えば、赤色画素ＰＸＲは、サブ画素Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃに分割されている。各サブ画素Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃは、略平行四辺形の開口領域ＯＰを備えている。

図７では、Ｎ段目とＮ＋１段目とに配置された表示画素ＰＸを示す。Ｎ段目に配置された表示画素ＰＸでは、赤色画素ＰＸＲのサブ画素Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃの開口領域ＯＰは、端部Ｅ２が第２方向Ｄ２から右（Ｒ）側に傾いている。サブ画素Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃの開口領域ＯＰの形状は合同である。サブ画素Ｒａとサブ画素Ｒｂとサブ画素Ｒｃは、これらの開口領域ＯＰが第２方向Ｄ２に並んで配置されている。すなわち、サブ画素Ｒａの開口領域ＯＰの対応する４つの角と、サブ画素Ｒｂの開口領域ＯＰの対応する４つの角と、サブ画素Ｒｃの開口領域ＯＰの対応する４つの角とは、第２方向Ｄ２と略平行な線上に並んで配置されている。

緑色画素ＰＸＧのサブ画素Ｇａ、Ｇｂ、Ｇｃの開口領域ＯＰは、端部Ｅ２が第２方向Ｄ２から左（Ｌ）側に傾いている。サブ画素Ｇａ、Ｇｂ、Ｇｃの開口領域ＯＰの形状は合同であり、サブ画素Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃの開口領域ＯＰの形状と第２方向Ｄ２と略平行な軸に対して線対称である。サブ画素Ｇａとサブ画素Ｇｂとサブ画素Ｇｃとは、これらの開口領域ＯＰが第２方向Ｄ２に並んで配置されている。すなわち、サブ画素Ｇａの開口領域ＯＰの対応する４つの角と、サブ画素Ｇｂの開口領域ＯＰの対応する４つの角と、サブ画素Ｇｃの開口領域ＯＰの対応する４つの角は、第２方向Ｄ２と略平行な線上に並んで配置されている。

青色画素ＰＸＢのサブ画素Ｂａ、Ｂｂ、Ｂｃの開口領域ＯＰは、端部Ｅ２が第２方向Ｄ１から右（Ｒ）側に傾いている。サブ画素Ｂａ、Ｂｂ、Ｂｃの開口領域ＯＰの形状は合同であり、サブ画素Ｇａ、Ｇｂ、Ｇｃの開口領域ＯＰの形状と第２方向Ｄ２と略平行な軸に対して線対称である。サブ画素Ｂａとサブ画素Ｂｂとサブ画素Ｂｃは、これらの開口領域ＯＰが第２方向Ｄ２に並んで配置されている。すなわち、サブ画素Ｂａの開口領域の対応する４つの角と、サブ画素Ｂｂの開口領域ＯＰの対応する４つの角と、サブ画素Ｂｃの開口領域ＯＰの対応する４つの角とは、第２方向Ｄ２と略平行な線上に並んで配置されている。

サブ画素Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、Ｇａ、Ｇｂ、Ｇｃ、Ｂａ、Ｂｂ、Ｂｃの開口領域ＯＰの形状は、Ｎ＋１段目に配置された表示画素では、第２方向Ｄ２と略平行な軸に対して上記の形状と線対称となる。すなわち、Ｎ＋１段目では、赤色画素ＰＸＲのサブ画素Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃの開口領域ＯＰは、端部Ｅ２が第２方向Ｄ２から左（Ｌ）側に傾いている。サブ画素Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃの開口領域ＯＰの形状は合同であり、サブ画素Ｒａの開口領域ＯＰの対応する４つの角と、サブ画素Ｒｂの開口領域ＯＰの対応する４つの角と、サブ画素Ｒｃの開口領域ＯＰの対応する４つの角とは、第２方向Ｄ２と略平行な線上に並んで配置されている。

緑色画素ＰＸＧのサブ画素Ｇａ、Ｇｂ、Ｇｃの開口領域ＯＰは、端部Ｅ２が第２方向Ｄ２から右（Ｒ）側に傾いている。サブ画素Ｇａ、Ｇｂ、Ｇｃの開口領域ＯＰの形状は合同であり、サブ画素Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃの開口領域ＯＰの形状と第２方向Ｄ２と略平行な軸に対して線対称である。さらに、サブ画素Ｇａの開口領域ＯＰの対応する４つの角と、サブ画素Ｇｂの開口領域ＯＰの対応する４つの角と、サブ画素Ｇｃの開口領域ＯＰの対応する４つの角とは、第２方向Ｄ２と略平行な線上に並んで配置されている。

青色画素ＰＸＢのサブ画素Ｂａ、Ｂｂ、Ｂｃの開口領域ＯＰは、端部Ｅ２が第２方向Ｄ１から左（Ｌ）側に傾いている。サブ画素Ｂａ、Ｂｂ、Ｂｃの開口領域ＯＰの形状は合同であり、サブ画素Ｇａ、Ｇｂ、Ｇｃの開口領域ＯＰの形状と第２方向Ｄ２と略平行な軸に対して線対称である。さらに、サブ画素Ｂａの開口領域ＯＰの対応する４つの角と、サブ画素Ｂｂの開口領域ＯＰの対応する４つの角と、サブ画素Ｂｃの開口領域ＯＰの対応する４つの角とは、第２方向Ｄ２と略平行な線上に並んで配置されている。

上記のように、各色画素が３つのサブ画素に分割されていること以外は、上記の第１実施形態に係る三次元映像表示装置と同様である。

図７に示した例では、各種色画素について、Ｎ段目の上段に配置されたサブ画素は、Ｎ＋１段目の上段に配置されたサブ画素と合成されることにより、垂直開口長さ（視認される領域）が一定となる。Ｎ段目の中段に配置されたサブ画素は、Ｎ＋１段目の中段に配置されたサブ画素と合成することで、垂直開口長さが一定となる。Ｎ段目の下段に葉日地されたサブ画素は、Ｎ＋１段目の下段に配置されたサブ画素と合成することで、垂直開口長さが一定となるように形成される。

さらに、この例では、各色画素の３つのサブ画素が視認される領域それぞれの比が一定である。例えば、図７に示す場合では、３つのサブ画素の開口領域ＯＰの形状は合同であるため、ユーザが表示部ＤＹＰを見る角度に関わらず、３つのサブ画素が視認される領域の比は１：１：１である。したがって、ユーザが表示部ＤＹＰを見る角度により視認される映像の階調が変わることがなく、良好な表示品位を実現することができる。

すなわち、図７に示すように表示部ＤＹＰを構成した場合であっても、３次元画像を表示可能な表示装置であって、モアレを解消するとともに視野角特性を改善する表示品位の良好な三次元映像表示装置を提供することが可能となる。

次に、第２実施形態に係る三次元映像表示装置について図面を参照して説明する。なお、以下の説明において、上述の第１実施形態に係る三次元映像表示装置と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

図８に、本実施形態に係る三次元映像表示装置の表示部ＤＹＰの一構成例を概略的に示す。本実施形態に係る三次元映像表示装置はカラー表示タイプの表示装置であって、複数の表示画素ＰＸは複数種類の色表示画素、例えば赤（Ｒ）を表示する赤色画素ＰＸＲ、緑（Ｇ）を表示する緑色画素ＰＸＧ、青（Ｂ）を表示する青色画素ＰＸＢを有している。

本実施形態では、赤色画素ＰＸＲ、緑色画素ＰＸＧ、青色画素ＰＸＢがモザイク状に配置されている。すなわち、赤色画素ＰＸＲ、緑色画素ＰＸＧ、青色画素ＰＸＢは、第１方向Ｄ１および第２方向Ｄ２において、異なる色の色画素が隣り合うように周期的に並んで配置されている。図８では、第１方向Ｄ１において、赤色画素ＰＸＲ、緑色画素ＰＸＧ、青色画素ＰＸＢの順で左（Ｌ）側から右（Ｒ）側へ並んで配置され、第２方向Ｄ２において、赤色画素ＰＸＲ、緑色画素ＰＸＧ、青色画素ＰＸＢの順で上側から下側へ並んで配置されている。

赤色画素ＰＸＲ、緑色画素ＰＸＧ、青色画素ＰＸＢは、それぞれ複数のサブ画素を備えている。サブ画素の配置位置は上述の第１実施形態に係る三次元映像表示装置と同様である。赤色画素ＰＸＲ、緑色画素ＰＸＧ、青色画素ＰＸＢは、それぞれ２つのサブ画素を備えている場合は、図４に示すように各サブ画素が配置される。各色画素の２つのサブ画素の開口領域ＯＰの形状は略平行四辺形であって、２つの開口領域ＯＰの対応する角は、第２方向Ｄ２と略平行な線上に配置される。

すなわち、各色画素の２つのサブ画素の開口領域ＯＰのそれぞれが、視認される領域の比が一定となる。各色画素の２つのサブ画素の開口領域ＯＰの形状が合同であるので、ユーザが表示部ＤＹＰを見る角度に関わらず視認される領域の比は１：１となる。したがって、ユーザが表示部ＤＹＰを見る角度により視認される映像の階調が変わることがなく、良好な表示品位を実現することができる。

図９に、第１実施形態に係る三次元映像表示装置の表示部ＤＹＰの他の構成例を示す。この例では、各色画素ＰＸＲ、ＰＸＧ、ＰＸＢが３つのサブ画素を備えている。各色画素の３つのサブ画素の開口領域ＯＰの形状は略平行四辺形であって、３つの開口領域ＯＰの対応する角は、第２方向Ｄ２と略平行な線上に配置される。

この例では、各色画素の３つのサブ画素が視認される領域それぞれの比が一定である。例えば、図７に示す場合では、３つのサブ画素の開口領域ＯＰの形状は合同であるため、ユーザが表示部ＤＹＰを見る角度に関わらず、３つのサブ画素が視認される領域の比は１：１：１である。したがって、ユーザが表示部ＤＹＰを見る角度により視認される映像の階調が変わることがなく、良好な表示品位を実現することができる。

すなわち、図９に示すように表示部ＤＹＰを構成した場合であっても、３次元画像を表示可能な表示装置であって、モアレを解消するとともに視野角特性を改善する表示品位の良好な三次元映像表示装置を提供することが可能となる。

図１０に、上記第１実施形態および第２実施形態に係る三次元映像表示装置の変形例を示す。ここでは、各色画素において、上段に配置されたサブ画素と下段に配置されたサブ画素との第２方向Ｄ２と略平行な幅が異なっている。このように、サブ画素の第２方向Ｄ２と略平行な幅を変更しても、各色画素の２つのサブ画素が視認される領域それぞれの比が一定となる。例えば、図１０に示す場合では、２つのサブ画素の開口領域ＯＰの形状は合同であるため、ユーザが表示部ＤＹＰを見る角度に関わらず、２つのサブ画素が視認される領域の比はＷ１：Ｗ２である。したがって、ユーザが表示部ＤＹＰを見る角度により視認される映像の階調が変わることがなく、良好な表示品位を実現することができる。

すなわち、図１０に示すように表示部ＤＹＰを構成した場合であっても、３次元画像を表示可能な表示装置であって、モアレを解消するとともに視野角特性を改善する表示品位の良好な三次元映像表示装置を提供することが可能となる。

また、上記第１実施形態および第２実施形態では、各サブ画素に設けられた画素スイッチは、サブ画素の左（Ｌ）側に配置された信号線Ｓと画素電極との間の電気的接続を切り換えるように配置されていたが、各色画素に配置された２つのサブ画素の画素スイッチが共通の信号線Ｓと画素電極との間に電気的接続を切り換えるように配置されてもよい。例えば、図４に示す場合では、サブ画素Ｒａ、Ｒｂ、Ｇａ、Ｇｂ、Ｂａ、Ｂｂに配置された画素電極は画素スイッチを介して信号線Ｓ４と電気的に接続されてもよい。このように画素スイッチを配置した場合でえあっても、上述の第１実施形態および第２実施形態と同様の効果を得ることができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

ＰＮＬ…液晶表示パネル、ＤＹＰ…表示部、ＢＬ…照明装置、ＬＥＮ…光線制御素子、ＬＱ…液晶層、ＰＸ…表示画素、ＦＬ…フレキシブル基板、Ｄ１…第１方向、Ｄ２…第２方向、ＰＸＲ…赤色画素、ＰＸＧ…緑色画素、ＰＸＢ…青色画素、Ｒａ、Ｒｂ、Ｇａ、Ｇｂ、Ｂａ、Ｂｂ…サブ画素、ＯＰ…開口領域、Ｅ１…端部、Ｅ２…端部、Ｇｎａ、Ｇｎｂ…走査線、Ｓ…信号線、ＡＲ…拡大領域、ＳＴ１、ＳＴ２…光学シートＳＴ、１２…アレイ基板、１４…対向基板。

Claims (3)

1. 対向して配置された一対の基板と、
   前記一対の基板間に挟持された液晶層と、
   複数の表示画素を含む表示部と、
   前記表示部と対向して配置され、第２方向において同一特性を備え前記第２方向と略直交する第１方向に周期的に並べて配置して前記第１方向における視差を与える光線制御素子と、を備え、
   前記複数の表示画素のそれぞれは、前記第２方向に並んで配置された複数のサブ画素を備え、
   各表示画素において、前記複数のサブ画素の前記第２方向における開口領域の幅の比は一定であって、前記開口領域の形状は略平行四辺形であって、前記複数のサブ画素の前記開口領域の対応する４つの角は前記第２方向と略平行な線上に配置され、前記第２方向に隣接した同一色のサブ画素の前記開口領域の前記第１方向における端部は前記第２方向に対して同じ方向に傾き、
   前記複数のサブ画素の前記開口領域の形状は合同であり、
   前記複数の表示画素は、前記複数のサブ画素を含む複数種類の色画素を備え、
   前記第１方向に同じ色の複数の色画素が並んで配置され、
   しかも、第２方向に隣接した同一色のサブ画素は異なる画素スイッチに接続され独立に駆動される三次元映像表示装置。
2. 前記光線制御素子はレンチキュラーシートである請求項１記載の三次元映像表示装置。
3. 前記光線制御素子はスリットである請求項１記載の三次元映像表示装置。

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