JP5472783B2 - 表示パネル、表示装置及び端末装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数の視点に向けて夫々画像を表示することができる半透過型の表示パネル、表示装置及び端末装置に関し、特に視野角及び／又は外光条件により色味が異常変化する現象を抑制できる表示パネル、表示装置及び端末装置を提供する。

従来より、立体画像を表示することができる表示装置が検討されている。立体視については、紀元前２８０年にギリシャの数学者ユークリッドが、「立体視とは、同一物体を異なる方向から眺めた別々の映像を左右両眼が同時に見ることによって得られる感覚である」と考察している。即ち、立体画像表示装置の機能としては、左右両眼に相互に視差がある画像を夫々提供することが必要となる。

この機能を具体的に実現する方法として、従来より多くの立体画像表示方式が検討されている。これらの方式は、眼鏡を使用する方式と眼鏡を使用しない方式とに大別することができる。このうち、眼鏡を使用する方式には、色の違いを利用したアナグリフ方式、及び偏光を利用した偏光眼鏡方式等があるが、本質的に眼鏡をかける煩わしさを避けることができないため、近年では眼鏡を使用しない眼鏡なし方式が盛んに検討されている。

眼鏡なし方式には、レンチキュラレンズ方式及びパララックスバリア方式等がある。レンチキュラレンズ方式はＩｖｅｓ等により１９１０年頃に発明されたとされている。パララックスバリア方式は、１８９６年にＢｅｒｔｈｉｅｒが着想し、１９０３年にＩｖｅｓによって実証されたとされている。

パララックスバリアは、相互に平行な方向に延びる細い縦縞状の多数の開口、即ち、スリットが形成された遮光板（バリア）である。そして、このパララックスバリアの背面側には表示パネルが配置されており、この表示パネルにおいては、スリットの長手方向と直交する方向に左眼用及び右眼用の画素が繰返し配列されている。これにより、各画素からの光はパララックスバリアを通過する際に一部が遮蔽される。具体的には、左眼用の画素からの光は観察者の左眼には到達するが、右眼に向かう光は遮光され、右眼用の画素からの光は右眼には到達するが左眼には到達しないように、画素が配置されている。これにより、左右の眼に夫々の画素からの光が到達することになるため、観察者は立体画像を認識することができる。

図５９は、従来のパララックスバリアを使用した２眼式の立体画像表示装置を示す斜視図であり、図６０は、この立体画像表示装置の光学モデルを示す図である。図５９及び図６０に示すように、この従来の立体画像表示装置においては、透過型液晶表示パネル１０２１が設けられており、この透過型液晶表示パネル１０２１にはマトリクス状に表示画素が設けられている。各表示画素には、左眼用画素１０４３及び右眼用画素１０４４が設けられている。また、左眼用画素１０４３及び右眼用画素１０４４は遮光部１００６により区画されている。遮光部１００６は、画像の混色を防止したり、画素に表示信号を伝送したりする目的で配置されている。

更に、液晶表示パネル１０２１の前面側、即ち、観察者側には、パララックスバリア１００７が設けられており、パララックスバリア１００７には、一方向に延びるスリット１００７ａが形成されている。そして、このスリット１００７ａは、１対の左眼用画素１０４３及び右眼用画素１０４４に対応するように配置されている。更にまた、液晶表示パネル１０２１の背面側には、光源１０１０が設けられている。

図６０に示すように、光源１０１０から出射した光は透過型液晶表示パネル１０２１の左眼用画素１０４３及び右眼用画素１０４４を夫々通過した後に、パララックスバリア１００７のスリット１００７ａを通過する際に一部が遮蔽され、夫々領域ＥＬ又はＥＲに向けて出射する。このため、観察者が左眼１０５２を領域ＥＬに位置させ、右眼１０５１を領域ＥＲに位置させることにより、左眼１０５２に左眼用の画像が入力されると共に、右眼１０５１に右眼用の画像が入力され、観察者は立体画像を認識することができる。

パララックスバリア方式が考案された当初は、パララックスバリアが表示パネルと眼との間に配置されていたこともあり、目障りで視認性が低い点が問題であった。しかし、近時の液晶表示装置の実現に伴って、パララックスバリアを表示パネルの裏側に配置することが可能となって視認性が改善されたこともあり、現在盛んに検討が行われ、最近では実際に製品化されている（例えば、非特許文献１参照。）。非特許文献１に記載されている製品は、透過型液晶パネルを使用したパララックスバリア方式の立体画像表示装置である。

一方、レンチキュラレンズ方式は、立体表示を実現するための光学素子としてレンチキュラレンズを使用した立体画像表示方式である。レンチキュラレンズは、一方の面が平面となっており、他方の面には、一方向に延びるかまぼこ状の凸部（シリンドリカルレンズ）が複数個形成されているレンズである。そして、このレンズの焦点面に右眼用の画像を表示する画素と左眼用の画像を表示する画素とが交互に配列され、各１の右眼用画素及び左眼用画素からなる表示単位が一方向に配列された１の列に、１の凸部が対応するようになっている。このため、各画素からの光はレンチキュラレンズにより左右の眼に向かう方向に振り分けられる。これにより、左右の眼に相互に異なる画像を認識させることが可能となり、観察者に立体画像を認識させることが可能になる。

図６１は、従来のレンチキュラレンズを使用した２眼式の立体画像表示装置を示す斜視図であり、図６２は、この立体画像表示装置の光学モデルを示す図である。図６１及び図６２に示すように、この従来の立体画像表示装置においては、透過型液晶表示パネル２０２１が設けられており、この透過型液晶表示パネル２０２１にはマトリクス状に表示画素が設けられている。各表示画素には、左眼用画素２０４３及び右眼用画素２０４４が設けられている。また、液晶表示パネル２０２１の前面側、即ち、観察者側には、レンチキュラレンズ２００３が設けられている。レンチキュラレンズ２００３には、一方向に延びるかまぼこ状の凸部であるシリンドリカルレンズ２００３ａが相互に平行に形成されている。そして、このシリンドリカルレンズ２００３ａは、透過型液晶表示パネル２０２１の２画素、即ち、１対の左眼用画素２０４３及び右眼用画素２０４４に対応するように配置されている。更に、液晶表示パネル２０２１の背面側には、光源２０１０が設けられている。

図６２に示すように、光源２０１０から出射した光は、透過型液晶表示パネル２０２１の左眼用画素２０４３及び右眼用画素２０４４を夫々通過した後に、シリンドリカルレンズ２００３ａにより屈折し、夫々領域ＥＬ及びＥＲに向けて出射する。このため、観察者が左眼２０５２を領域ＥＬに位置させ、右眼２０５１を領域ＥＲに位置させることにより、左眼２０５２に左眼用の画像が入力されると共に、右２０５１に右眼用の画像が入力される。これにより、観察者は立体画像を認識することができる。

パララックスバリア方式が不要な光線をバリアにより「隠す」方式であるのに対し、レンチキュラレンズ方式は光の進む向きを変える方式であるため、立体表示を行っても、平面表示と比較して原理的に表示画面の明るさが低下しない。このため、特に高輝度表示及び低消費電力性能が重視される携帯機器等の端末装置への適用が検討されつつある。

また、レンチキュラレンズを使用した画像表示装置として、立体画像表示装置の他にも、複数の画像を同時に表示する複数画像同時表示装置が開発されている（例えば、特許文献１参照）。図６３（特許文献１の図１０）は、特許文献１に記載されている従来の複数画像同時表示装置を示す模式図であり、図６４は、この複数画像同時表示装置の作用を説明するための図である。図６３に示すように、従来の複数画像同時表示装置３００１は、ＣＲＴ３００２の前面にレンチキュラレンズ３００３が配置されている。

このように構成された特許文献１に記載の従来の複数画像同時表示装置では、図６４に示すように、レンチキュラレンズによる画像の振分機能を利用して、観察する方向毎に異なる画像を同時に同一条件で表示することが可能となる。これにより、１台の複数画像同時表示装置が、この表示装置に対して相互に異なる方向に位置する複数の観察者に対して、相互に異なる画像を同時に提供することができる。特許文献１には、この複数画像同時表示装置を使用することにより、通常の１画像表示装置を同時に表示したい画像の数だけ用意する場合と比較して、設置スペース及び電気代を削減できると記載されている。

一方で、携帯機器等の端末装置では、可搬性の容易さや使用時間の長さが重要な要素となるため、蓄積できる電力量が小さな小型・軽量バッテリでも長時間の駆動ができるように、消費電力の低減が求められている。更に、屋外の極めて明るい場所で使用する状況が頻繁に発生するが、明るい場所で十分な視認性を確保するためには、画面の輝度を十分に高くすることが要求される。このような要求を満たす表示装置として、半透過型の液晶表示装置が好適に使用されている。

液晶を使用した表示装置では、液晶分子自体が発光することはないため、表示を視認するためには何らかの光を使用する必要がある。一般的に液晶表示装置は、この使用する光源の種類に応じて、透過型、反射型、透過光と反射光とを併用する半透過型に大別できる。反射型は、表示に外光を利用できるため低消費電力化が可能であるが、透過型と比較するとコントラスト等の表示性能が劣るため、現在では透過型及び半透過型が液晶表示装置の主流となっている。透過型及び半透過型の液晶表示装置では、液晶パネルの背面に光源装置を設置し、その光源装置が発する光を利用して表示を実現している。特に、中小型の液晶表示装置では、使用者が携帯して様々な状況下で使用するため、明るい場所では反射表示を視認し、暗い場所では透過表示を視認することにより、どのような状況でも高い視認性を有する半透過型の液晶表示装置が使用されている。

図６５は、非特許文献２に記載されている従来の第１の半透過型液晶表示装置を示す平面図である。図６５に示すように、この従来の第１の液晶表示装置においては、半透過型液晶表示パネル４０２２の各画素４０４０がＲ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）３色の領域に分かれており、更に、各色の領域が透過領域及び反射領域に分かれている。即ち、画素４０４０は、透過領域（赤）４０４１Ｒ、反射領域（赤）４０４２Ｒ、透過領域（緑）４０４１Ｇ、反射領域（緑）４０４２Ｇ、透過領域（青）４０４１Ｂ、反射領域（青）４０４２Ｂの６つの領域に分割されている。なお、この非特許文献２に記載されている従来の半透過型液晶表示装置は、反射表示及び透過表示の双方が実現可能な表示装置であり、立体画像表示装置、又は複数画像同時表示装置ではないため、レンチキュラレンズ又はパララックスバリア等は備えられていない。

このように構成された従来の第１の半透過型液晶表示装置においては、各反射領域には半透過型液晶表示パネル４０２２の２枚のガラス基板のうち、背面側のガラス基板の液晶に接する側の表面に金属膜（図示せず）が形成されており、この金属膜が外光を反射するようになっている。これにより、透過領域においては、光源（図示せず）からの光が液晶パネルの液晶層（図示せず）を透過して像を形成する。また、反射領域においては、自然光及び室内照明光等の外光が液晶層を透過し、この光が金属膜により反射され再度液晶層を透過して像を形成する。このため、外光が多く明るい場所では、光源の一部として外光を利用することができる。この結果、半透過型液晶表示装置は、透過型液晶表示装置と比較して、表示画面の輝度を確保しつつ光源を点灯するための消費電力を抑えることができる。

また、この半透過型液晶表示装置においては、透過部に対応するカラーフィルタ層ではバックライトからの光が透過するのが１回であるのに対し、反射部に対応するカラーフィルタ層では外光が入射する際と出射する際との２回透過する。従って、透過部と反射部とでカラーフィルタ層を同様に配置すると、反射部の透過率が低下して表示の色味が濃くなる問題が発生する。そこで、反射部に対応する領域を、カラーフィルタ層を形成した領域とカラーフィルタ層を形成しない領域とから構成する技術が提案されている。

図６６は、特許文献２に記載されている従来の第２の半透過型液晶表示装置を示す平面図である。図６６に示すように、この従来の第２の半透過型液晶表示装置は、下側基板５００１上に反射電極５００３と透明電極５００８とが所定の形状に形成されており、下側基板５００１と対向配置されたカラーフィルタ基板上には、カラーフィルタ層５０１１が形成されている。なお、反射電極５００３及び透明電極５００８の周囲には、これらの電極を駆動するための信号電極５０２１、走査電極５０２２、及びこの２種類の電極の交差部近傍に配置された薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）５０２３が形成されている。また、カラーフィルタ層５０１１は、赤色カラーフィルタ層５０１１ａ、緑色カラーフィルタ層５０１１ｂ、青色カラーフィルタ層５０１１ｃの３種類から構成されており、各色夫々のカラーフィルタ層は反射電極５００３の全部分にはオーバーラップしないように、また透過電極５００８の全部分には必ずオーバーラップするように形成されている。即ち、透過電極５００８の全部分は必ずカラーフィルタ層５０１１に覆われているのに対して、反射電極５００３にはカラーフィルタ層５０１１に覆われない領域が生じている。

このように構成された従来の第２の半透過型液晶表示装置においては、反射部にカラーフィルタ層が形成されていない領域が設けられているために、このカラーフィルタ層が形成されていない領域で白を表示させ、カラーフィルタ層を透過した光と混色することにより、反射表示の色味が透過表示よりも濃くなる問題を抑制し、明るい反射表示が実現できる。

日経エレクトロニクスＮｏ．８３８、２００３年１月６日、ｐ．２６−２７（表１） 日経マイクロデバイス別冊「フラットパネルディスプレイ」、日経ＢＰ社、ｐ．１０８−１１３（図４） 特開平０６−３３２３５４号公報（図９、図１０） 特開２０００−１１１９０２号公報（図１）

しかしながら、上述の従来の立体画像表示装置と半透過型液晶表示装置を組み合わせた場合には、以下に示すような問題点が発生する。即ち、観察位置又は外光条件によって反射表示の色濃度が変化してしまい、色むらが視認されてしまう問題である。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、複数の視点に向けて夫々画像を表示することができる半透過型の表示パネルにおいて、特に視野角及び／又は外光条件により色味が異常変化する現象を抑制できる表示パネル、表示装置及び端末装置を提供することを目的とする。

本願第１発明に係る表示パネルは、マトリクス状に配列され少なくとも第１視点用の画像を表示する画素及び第２視点用の画像を表示する画素を含む複数の表示単位と、前記表示単位内における前記第１視点用の画像を表示する画素と前記第２視点用の画像を表示する画素とが配列された第１の方向に沿って前記各画素から出射した光を相互に異なる方向に振り分ける光学部材と、前記各画素の少なくとも表示領域に夫々設けられたカラーフィルタ層と、前記各画素における前記カラーフィルタ層に設けられたスルーホールと、を有し、前記第１の方向における前記スルーホールの幅が前記表示領域の幅以上であることを特徴とする。

本発明においては、振分方向となる第１方向において、どの位置でもスルーホールが存在するように構成することができる。これにより、ある特定の部分にのみスルーホールが偏在するのを防止でき、視野角及び／又は光源状態により色味が異常変化する現象を抑制することができる。

本願第２発明に係る表示パネルは、マトリクス状に配列され少なくとも第１視点用の画像を表示する画素及び第２視点用の画像を表示する画素を含む複数の表示単位と、前記表示単位内における前記第１視点用の画像を表示する画素と前記第２視点用の画像を表示する画素とを配列した第１の方向に沿って前記各画素から出射した光を相互に異なる方向に振り分ける光学部材と、前記各画素の表示領域に夫々設けられたカラーフィルタ層と、前記各画素の表示領域に夫々設けられたカラーフィルタ層と、前記各画素における前記カラーフィルタ層に設けられたスルーホールと、を有し、前記スルーホールは前記第１の方向に対して分断した形状をなし、前記光学部材は前記画素と結像関係にないことを特徴とする。

本発明においては、前記光学部材が前記画素と結像関係にないため、スルーホールの像をぼかして表示することができる。これにより、スルーホールの影響を低減することができ、色味の異常変化を抑制することができる。また、スルーホールの配置の自由度を向上することができるため、表示品質の向上が可能となる。

本願第３発明に係る表示パネルは、マトリクス状に配列され少なくとも第１視点用の画像を表示する画素及び第２視点用の画像を表示する画素を含む複数の表示単位と、前記表示単位内における前記第１視点用の画像を表示する画素と前記第２視点用の画像を表示する画素とが配列された第１の方向に沿って前記各画素から出射した光を相互に異なる方向に振り分ける光学部材と、前記各画素の少なくとも表示領域に夫々設けられたカラーフィルタ層と、前記各画素における前記カラーフィルタ層に設けられたスルーホールと、を有し、同一視点用の画像を表示する複数画素において、前記スルーホールの位置が異なる画素が存在することを特徴とする。

本発明によれば、各画素におけるスルーホールの相対位置が全画素で同一となることを防止でき、異なるスルーホール位置の画素を用いてスルーホールの影響を低減することができる。これにより、視野角及び／又は光源状態により色味が以上変化する現象を低減することができ、高画質化が可能となる。

本願第３発明は、薄膜トランジスタを使用した表示パネルに対して好適に適用することができる。特に、薄膜トランジスタ、及びこの薄膜トランジスタと組み合わせて使用する蓄積容量等によりスルーホールの位置が限定されてしまう場合、行単位で薄膜トランジスタ等の位置を変えることで好適に適用可能である。例えば、画素中での薄膜トランジスタ等の位置が、行単位でＹ軸対称となるように配置することにより、本発明のスルーホール配置と好適に組み合わせることが可能となる。

本発明によれば、透過領域と反射領域とを有し、反射領域におけるカラーフィルタの色層にスルーホールを形成した半透過型の液晶表示素子において、レンチキュラレンズ若しくはフライアイレンズ、又はパララックスバリア等の画像振分用光学素子の画像振り分け効果を低減するようにスルーホールを配置することにより均一な反射表示が実現でき、視野角及び／又は外光条件により色味が異常変化する現象を抑制することができる。

本発明の第１の実施形態に係る表示パネルを示す平面図である。 本実施形態に係る表示装置を示す斜視図である。 本実施形態に係る端末装置を示す斜視図である。 本実施形態の半透過型液晶表示パネルにおいて、Ｘ軸方向に平行な線分で画素の透過領域を切断した断面における光学モデルを示す図である。 本実施形態の半透過型液晶表示パネルにおいて、Ｘ軸方向に平行な線分でスルーホールを含まない反射領域を切断した断面における光学モデルを示す図である。 本実施形態の半透過型液晶表示パネルにおいて、Ｘ軸方向に平行な線分でスルーホールを含む反射領域を切断した断面における光学モデルを示す図である。 本発明の第１比較例に係る表示パネルを示す平面図である。 本第１比較例に係る表示装置を示す斜視図である。 本第１比較例に示す半透過型液晶表示パネルにおいて、Ｘ軸方向に平行な線分でスルーホールを含む反射領域を切断した断面における光学モデルを示す図である。 本発明の第２の実施形態に係る表示パネルを示す平面図である。 本実施形態に係る表示装置を示す斜視図である。 本発明の第３の実施形態に係る表示パネルを示す平面図である。 本実施形態に係る表示装置を示す斜視図である。 本実施形態の半透過型液晶表示パネルにおいて、Ｘ軸方向に平行な線分でスルーホールを含む反射領域を切断した断面における光学モデルを示す図である。 本実施形態の半透過型液晶表示パネルにおいて、レンズ−画素間距離よりも小さな焦点距離のレンズを使用した場合の光学モデルを示す図である。 本実施形態において、レンチキュラレンズを構成するシリンドリカルレンズの焦点距離を算出するための断面図である。 フライアイレンズを示す斜視図である。 本発明の第４の実施形態に係る表示パネルを示す平面図である。 本実施形態に係る表示装置を示す斜視図である。 本実施形態の半透過型液晶表示パネルにおいて、Ｘ軸方向に平行な線分でスルーホールを含む反射領域を切断した断面における光学モデルを示す図である。 本発明の第５の実施形態に係る表示パネルを示す平面図である。 本実施形態に係る表示装置を示す斜視図である。 本実施形態の半透過型液晶表示パネルにおいて、Ｘ軸方向に平行な線分でスルーホールを含む反射領域を切断した断面における光学モデルを示す図である。 本実施形態の半透過型液晶表示パネルにおいて、レンズ−画素間距離よりも大きな焦点距離のレンズを使用した場合の光学モデルを示す図である。 本実施形態において、レンチキュラレンズを構成するシリンドリカルレンズの焦点距離を算出するための断面図である。 本発明の第６の実施形態に係る表示パネルを示す平面図である。 本実施形態に係る表示装置を示す斜視図である。 本実施形態の半透過型液晶表示パネルにおいて、Ｘ軸方向に平行な線分でスルーホールを含む反射領域を切断した断面における光学モデルを示す図である。 本発明の第７の実施形態に係る表示パネルを示す平面図である。 本実施形態に係る表示装置を示す斜視図である。 本発明の第８の実施形態に係る表示パネルを示す平面図である。 本実施形態に係る表示装置を示す斜視図である。 本実施形態の半透過型液晶表示パネルにおいて、Ｘ軸方向に平行な線分でスルーホールを含む反射領域を切断した断面における光学モデルを示す図である。 本実施形態の半透過型液晶表示パネルにおいて、パララックスバリアを使用した場合の光学モデルを示す図である。 本発明の第９の実施形態に係る表示パネルを示す平面図である。 本実施形態に係る表示装置を示す斜視図である。 本実施形態の半透過型液晶表示パネルにおいて、Ｘ軸方向に平行な線分でスルーホールを含む反射領域を切断した断面における光学モデルを示す図である。 本発明の第１０の実施形態に係る端末装置を示す斜視図である。 本実施形態に係る表示パネルを示す平面図である。 本実施形態に係る表示装置を示す斜視図である。 本発明の第１１の実施形態に係る表示パネルを示す平面図である。 本実施形態に係る表示装置を示す斜視図である。 本発明の第１２の実施形態に係る表示パネルを示す平面図である。 本実施形態に係る表示装置を示す斜視図である。 本発明の第１３の実施形態に係る表示パネルを示す平面図である。 本実施形態に係る表示装置を示す斜視図である。 本発明の第１４の実施形態に係る表示パネルを示す平面図である。 本実施形態に係る表示装置を示す斜視図である。 本発明の第１５の実施形態に係る表示パネルを示す平面図である。 本実施形態に係る表示装置を示す斜視図である。 本発明の第１６の実施形態に係る表示パネルを示す平面図である。 本実施形態に係る表示装置を示す斜視図である。 本発明の第１７の実施形態に係る表示パネルを示す平面図である。 本実施形態に係る表示装置を示す斜視図である。 本発明の第１８の実施形態に係る表示パネルを示す平面図である。 本実施形態に係る表示装置を示す斜視図である。 本発明の第１９の実施形態に係る表示パネルを示す平面図である。 本実施形態に係る表示装置を示す斜視図である。 従来のパララックスバリアを使用した２眼式の立体画像表示装置を示す斜視図である。 この立体画像表示装置の光学モデルを示す図である。 従来のレンチキュラレンズを使用した２眼式の立体画像表示装置を示す斜視図である。 この立体画像表示装置の光学モデルを示す図である。 特許文献１に記載されている従来の複数画像同時表示装置を示す模式図である。 この複数画像同時表示装置の作用を説明するための図である。 非特許文献２に記載されている従来の第１の半透過型液晶表示装置を示す平面図である。 特許文献２に記載されている従来の第２の半透過型液晶表示装置を示す平面図である。

符号の説明

１、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、１０、１１１、１１２、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９；立体画像表示装置
２、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、２０、２２１、２２２、２２３、２２４、２２５、２２６、２２７、２２８、２２９；半透過型液晶表示パネル
３、３１、３２、３３；レンチキュラレンズ
３ａ、３１ａ、３２ａ、３３ａ；シリンドリカルレンズ
４Ｌ、４１Ｌ、４２Ｌ、４３Ｌ、４４Ｌ、４５Ｌ、４６Ｌ、４７Ｌ、４０１Ｌ、４０２Ｌ、４０３Ｌ、４０４Ｌ、４０５Ｌ、４０６Ｌ、４０７Ｌ；左眼用画素
４Ｒ、４１Ｒ、４２Ｒ、４３Ｒ、４４Ｒ、４５Ｒ、４６Ｒ、４７Ｒ、４０１Ｒ、４０２Ｒ、４０３Ｒ、４０４Ｒ、４０５Ｒ、４０６Ｒ、４０７Ｒ；右眼用画素
４Ｆ；第１視点用画素
４Ｓ；第２視点用画素
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；透過領域
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；反射領域
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；色層
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；スルーホール
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；遮光領域
５１；右眼
５２；左眼
６；フライアイレンズ
７；パララックスバリア
７ａ；スリット
８；面状光源
９、９１；携帯電話
１０２１；透過型液晶表示パネル
１０４３；左眼用画素
１０４４；右眼用画素
１００６；遮光部
１００７；パララックスバリア
１００７ａ；スリット
１０１０；光源
１０５１、２０５１；右眼
１０５２、２０５２；左眼
２０２１；透過型液晶表示パネル
２０４３；左眼用画素
２０４４；右眼用画素
２００３；レンチキュラレンズ
２００３ａ；シリンドリカルレンズ
２０１０；光源
３００１；複数画像同時表示装置
３００２；ＣＲＴ
３００３；レンチキュラレンズ
４０２２；半透過型液晶表示パネル
４０４０；画素４０４０
４０４１Ｒ；透過領域（赤）
４０４２Ｒ；反射領域（赤）
４０４１Ｇ；透過領域（緑）
４０４２Ｇ；反射領域（緑）
４０４１Ｂ；透過領域（青）
４０４２Ｂ；反射領域（青）
５００１；下側基板
５００３；反射電極
５００８；透明電極
５０１１；カラーフィルタ層
５０１１ａ；赤色カラーフィルタ層
５０１１ｂ；緑色カラーフィルタ層
５０１１ｃ；青色カラーフィルタ層
５０２１；信号電極
５０２２；走査電極
５０２３；薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）

以下、本発明の実施形態に係る表示パネル、表示装置及び端末装置について添付の図面を参照して具体的に説明する。先ず、本発明の第１の実施形態に係る表示パネル、表示装置及び端末装置について説明する。図１は本実施形態に係る表示パネルを示す平面図であり、図２は本実施形態に係る表示装置を示す斜視図であり、図３は本実施形態に係る端末装置を示す斜視図である。

図１に示すように、本第１実施形態に係る表示パネルは、レンチキュラレンズ３が具備された半透過型液晶表示パネル２である。半透過型液晶表示パネル２においては、各１個の左眼用画素４Ｌ及び右眼用画素４Ｒからなる表示単位としての画素対がマトリクス状に設けられている。レンチキュラレンズ３は、多数のシリンドリカルレンズ３ａが一次元配列したレンズアレイである。そして、シリンドリカルレンズ３ａの配列方向は左眼用画素４Ｌ及び右眼用画素４Ｒが繰り返し配列される方向に配置されている。シリンドリカルレンズ３ａの延伸する方向、即ち長手方向は、表示面内においてシリンドリカルレンズ３ａの配列方向と直交する方向となる。なお、図２に示すように、シリンドリカルレンズ３ａはかまぼこ状の凸部を有している。なお、図１においては、その形状が強調して描かれており、実際には画素が形成された面に平行な面においては、凸状の形状は現れず矩形に描かれるものである。このことは、他の実施形態におけるシリンドリカルレンズを示す平面図においても同様である。

なお、本明細書においては、便宜上、以下のようにＸＹＺ直交座標系を設定する。左眼用画素４Ｌ及び右眼用画素４Ｒが繰り返し配列される方向において、左眼用画素４Ｌから右眼用画素４Ｒに向かう方向を＋Ｘ方向とし、その反対方向を−Ｘ方向とする。＋Ｘ方向及び−Ｘ方向を総称してＸ軸方向という。また、シリンドリカルレンズ３ａの長手方向をＹ軸方向とする。更に、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の双方に直交する方向をＺ軸方向とし、このＺ軸方向のうち、左眼用画素４Ｌ又は右眼用画素４Ｒからレンチキュラレンズ３に向かう方向を＋Ｚ方向とし、その反対方向を−Ｚ方向とする。＋Ｚ方向は前方、即ち、使用者に向かう方向であり、使用者は半透過型液晶表示パネル２の＋Ｚ側の面を視認することになる。そして、＋Ｙ方向は、右手座標系が成立する方向とする。即ち、人の右手の親指を＋Ｘ方向、人差指を＋Ｙ方向に向けたとき、中指は＋Ｚ方向を向くようにする。

上述の如くＸＹＺ直交座標系を設定すると、シリンドリカルレンズ３ａの配列方向はＸ軸方向となり、左眼用画素４Ｌ及び右眼用画素４Ｒが夫々Ｙ軸方向に一列に配列されている。また、Ｘ軸方向における画素対の配列周期はシリンドリカルレンズの配列周期と略等しくなっており、このＸ軸方向において、１対の画素対がＹ軸方向に配列してなる列が、一つのシリンドリカルレンズ３ａに対応している。

左眼用画素４Ｌには、透過表示のための透過領域４Ｌａ及び反射表示のための反射領域４Ｌｂが設けられている。これらの透過領域４Ｌａ及び反射領域４Ｌｂは、左眼用画素４ＬをＹ軸方向において二分するように形成されており、−Ｙ方向側の領域が透過領域４Ｌａとなっており、＋Ｙ方向側の領域が反射領域４Ｌｂとなっている。

反射領域４Ｌｂは、半透過型液晶表示パネル２の−Ｚ方向に位置するガラス基板（図示せず）における液晶層（図示せず）に接する面に、例えばアルミニウム等からなる金属膜（図示せず）が形成されている。そして、前方から入射し、半透過型液晶表示パネル２の液晶層を透過した光が、この金属膜により反射されて再び液晶層を透過し、前方に出射されるようになっている。

また、左眼用画素４Ｌの透過領域４Ｌａ及び反射領域４Ｌｂにはカラー表示を実現するための色層４Ｌｃが設けられている。色層４Ｌｃは、半透過型液晶表示パネル２の＋Ｚ方向に位置するガラス基板（図示せず）における液晶層（図示せず）に接する面に、例えば顔料を含有する有機膜（図示せず）を用いて形成されたものである。前方から入射し半透過型液晶表示パネル２の色層４Ｌｃに入射した光は、液晶層を透過した後に金属膜で反射されて再び液晶層を透過し、再度色層４Ｌｃを透過して、前方に出射されるようになっている。一方で、後方から半透過型液晶表示パネル２に入射した光は、液晶層を透過した後に色層４Ｌｃを透過して、前方に出射されるようになっている。

反射領域４Ｌｂの色層４Ｌｃの一部には、スリット状のスルーホール４Ｌｄが設けられている。なお、このスリット状のスルーホール４Ｌｄは、反射領域４Ｌｂにおける＋Ｙ方向側の端に配置されている。そのスリットのＸ軸方向における幅は、左眼用画素４Ｌの表示領域のＸ軸方向における幅以上であり、そのスリットのＹ軸方向における幅は、Ｘ軸方向の座標によらず一定となっている。即ち、スリット状のスルーホール４Ｌｄを形成する＋Ｙ方向側の辺と−Ｙ方向側の辺は、平行となるように配置されている。スルーホール４ＬｄのＹ軸方向の幅は、一例では反射領域４ＬｂのＹ軸方向の幅の二分の一となるように設定されている。

更に、左眼用画素４Ｌの透過領域４Ｌａ及び反射領域４Ｌｂの外周には遮光領域４Ｌｅが設けられている。遮光領域４Ｌｅは、表示時に隣接する画素の影響が視認されるのを防止するため、また配線等を遮光するために設けられた領域である。遮光領域４Ｌｅは、色層４Ｌｃと同様に、半透過型液晶表示パネル２の＋Ｚ方向に位置するガラス基板（図示せず）における液晶層（図示せず）に接する面に、例えば黒色顔料を含有する有機膜（図示せず）を用いて形成されたものである。

右眼用画素４Ｒは、対応するシリンドリカルレンズ３ａとの位置関係が左眼用画素４Ｌと異なるものの、構造は左眼用画素４Ｌと全く同じである。即ち、透過領域４Ｒａ、反射領域４Ｒｂ、色層４Ｒｃ、スリット状のスルーホール４Ｒｄ、遮光領域４Ｒｅが夫々左眼用画素４Ｌの構成要素と同様に、右眼用画素４Ｒの構成要素として、配置されている。

なお、図１は、表示パネルの１対の左眼用画素と右眼用画素、及びこの１対の画素に対応する１つのシリンドリカルレンズを示している。また、画素はシリンドリカルレンズの焦点面に配置されている。即ち、シリンドリカルレンズの主点（最も＋Ｚ方向に突出した頂きの部分）と画素との距離は、シリンドリカルレンズの焦点距離に設定されている。

図２に示すように、本第１実施形態に係る表示装置は、表示パネルの背面、即ち−Ｚ側に面状光源８が設けられた立体画像表示装置１である。面状光源８は、半透過型液晶表示パネル２の透過表示におけるバックライトとして動作するものであり、この面状光源８が発する光を利用して透過表示が視認される。

図３に示すように、この表示装置２は、例えば、携帯電話９の表示部に搭載される。即ち、本実施形態に係る端末装置としての携帯電話９は、上述の表示装置２を備えている。そして、図１に示すシリンドリカルレンズ３ａの長手方向であるＹ軸方向が、立体画像表示装置１の画面の縦方向、即ち垂直方向となり、シリンドリカルレンズ３ａの配列方向であるＸ軸方向が、立体画像表示装置１の画面の横方向、即ち水平方向となる。この携帯電話９においては、立体画像表示装置１を、携帯電話９に内蔵したバッテリー（図示せず）により駆動する。

次に、上述如く構成された本実施形態に係る立体画像表示装置の動作について説明する。図４は図２に示す半透過型液晶表示パネル２において、Ｘ軸方向に平行な線分で画素の透過領域を切断した断面における光学モデルを示す図であり、図５は図２に示す半透過型液晶表示パネル２において、Ｘ軸方向に平行な線分でスルーホールを含まない反射領域を切断した断面における光学モデルを示す図であり、図６は図２に示す半透過型液晶表示パネル２において、Ｘ軸方向に平行な線分でスルーホールを含む反射領域を切断した断面における光学モデルを示す図である。

図４に示すように、外部の制御装置（図示せず）から半透過型液晶表示パネル２に信号が入力され、左眼用画素４Ｌ及び右眼用画素４Ｒが夫々左眼用画像及び右眼用画像を表示する。この状態で、面状光源８が発光し、この光が半透過型液晶表示パネル２に入射する。この半透過型液晶表示パネル２に入射した光のうち、反射領域４Ｌｂ及び４Ｒｂに入射した光は、反射板として作用する金属膜により反射され、半透過型液晶表示パネル２を透過せず、面状光源８に再入射する。一方、透過領域４Ｌａ及び４Ｒａに入射した光は、半透過型液晶表示パネル２の透過領域４Ｌａ及び４Ｒａに位置する液晶層、色層４Ｌｃ及び４Ｒｃを順に透過し、レンチキュラレンズ３に入射する。このように、面状光源８の発する光が、透過領域４Ｌａ及び４Ｒａを透過して、レンチキュラレンズ３に入射し、透過表示を実現する。このとき、この光が、色層４Ｌｃ及び４Ｒｃを透過するのは一度だけである。

図５に示すように、自然光及び照明光等の外光が、前方からレンチキュラレンズ３を透過して半透過型液晶表示パネル２に入射する。この液晶表示パネル２に入射した光のうち、色層４Ｌｃ及び４Ｒｃの存在する反射領域４Ｌｂ及び４Ｒｂに入射した光は、半透過型液晶表示パネル２の色層４Ｌｃ及び４Ｒｃを透過し、次に液晶層を透過し、金属膜により反射されて再び液晶層を透過し、再度色層４Ｌｃ及び４Ｒｃを透過して、レンチキュラレンズ３に入射する。即ち、色層４Ｌｃ及び４Ｒｃの存在する反射領域４Ｌｂ及び４Ｒｂに入射した外光は、色層４Ｌｃ及び４Ｒｃを二度透過することになる。一方、透過領域４Ｌａ及び４Ｒａに入射した光は、半透過型液晶表示パネル２の後方、即ち、面状光源８側に透過し、直接表示に寄与しない。このように、自然光及び照明光等の外光が、反射領域４Ｌｂ及び４Ｒｂを透過して、レンチキュラレンズ３に入射し、反射表示を実現する。

また、図６に示すように、前方からレンチキュラレンズ３を透過して半透過型液晶表示パネル２に入射した外光のうち、色層４Ｌｃ及び４Ｒｃの存在しない反射領域４Ｌｂ及び４Ｒｂであるスルーホール４Ｌｄ及び４Ｒｄに入射した光は、半透過型液晶表示パネル２の液晶層を透過し、金属膜により反射されて再び液晶層を透過し、レンチキュラレンズ３に入射する。即ち、スルーホール４Ｌｄ及び４Ｒｄに入射した外光は、基本的に、色層４Ｌｃ及び４Ｒｃを透過することがない。なお、図６においては、Ｘ軸方向において、スルーホール４Ｌｄの幅は左眼用画素４Ｌの表示領域の幅以上であり、また、スルーホール４Ｒｄの幅は右眼用画素４Ｒの表示領域の幅以上であり、従って、Ｘ軸方向に沿って、スルーホールは連続した形状となっており、分断されていない。

レンチキュラレンズ３に入射した面状光源８からの光、又は自然光及び照明光等の外光は、各シリンドリカルレンズ３ａにより屈折して、シリンドリカルレンズ３ａの長手方向であるＹ軸方向に直交し、且つ相互に異なる方向に振り分けられる。これらの光が進む方向は、シリンドリカルレンズ３ａの光軸面に対して、Ｘ軸方向に沿って傾斜している。この結果、左眼用画素４Ｌの透過領域４Ｌａ及び反射領域４Ｌｂから出射した光は領域ＥＬに向かい、右眼用画素４Ｒの透過領域４Ｒａ及び反射領域４Ｒｂから出射した光は領域ＥＲに向かう。そして、観察者が左眼５２を領域ＥＬに位置させ、右眼５１を領域ＥＲに位置させると、立体画像を観察することができる。

レンチキュラレンズ３は前述のように一次元的なシリンドリカルレンズの集合体であるため、その長手方向となるＹ軸方向に関してはレンズ効果を持たず、Ｙ軸方向については、光の振り分けを行わない。前述のように、左眼用画素４Ｌにおいては、透過領域４Ｌａ、色層４Ｌｃの存在する反射領域４Ｌｂ、スルーホール４Ｌｄを有する反射領域４Ｌｂは、Ｙ軸方向に配列する。同様に、右眼用画素４Ｒにおいても、透過領域４Ｒａ、色層４Ｒｃの存在する反射領域４Ｒｂ、スルーホール４Ｒｄを有する反射領域４Ｒｂは、Ｙ軸方向に配列する。従って、左眼用画素４Ｌ及び右眼用画素４Ｒから出射した光はシリンドリカルレンズの配列方向であるＸ軸方向には振り分けられるが、左眼用画素４Ｌの透過領域４Ｌａ及び反射領域４Ｌｂから出射した光は振り分けられずに混合して同じ領域ＥＬに向かい、右眼用画素４Ｒの透過領域４Ｒａ及び反射領域４Ｒｂから出射した光は振り分けられずに混合して同じ領域ＥＲに向かう。同様に、反射領域４Ｌｂ及び４Ｒｂから出射した光においても、色層４Ｌｃ及び４Ｒｃの存在する領域から出射した光と、スルーホール４Ｌｄ及び４Ｒｄを有する領域から出射した光は、レンチキュラレンズ３により振り分けられることなく、混合して夫々の画素の領域に向かう。これにより、Ｙ軸方向だけでなく、Ｘ軸方向においてもスルーホールの影響のない均一な反射表示が実現でき、視野角や外光条件により色味が異常変化する現象を抑制することができる。

次に、本実施形態の効果について説明する。本実施形態に係る表示パネルによれば、反射領域における色層のスルーホールを、レンチキュラレンズの配列方向に延びるスリット状に形成することにより、スルーホールの影響のない均一な反射表示が実現でき、視野角及び／又は外光条件により色味が異常変化する現象を抑制することができる。また、反射部に色層が形成されていないスルーホール領域が設けられているために、この色層が形成されていない領域で白を表示させ、色層を透過した光と混色することにより、反射表示の色味が透過表示よりも濃くなる問題を抑制し、明るい反射表示が実現できる。

本実施形態における半透過型液晶表示パネルは、各画素にスルーホールが形成された反射領域と透過領域とが設けられている構成であれば本発明を適用可能であり、本質的に反射領域と透過領域との比率、スルーホールの比率には左右されない。また、透過領域の比率が大きい微反射型液晶表示パネル、及び反射領域の比率が大きい微透過型液晶表示パネルにおいても、本実施形態と同様に適用可能である。更に、反射領域におけるスルーホールの割合、即ちスリットのＹ軸方向における幅は、色層の種類によって異なっていても良い。

更には、本実施形態におけるスルーホールは、そのＹ軸方向における幅が、Ｘ軸方向の座標によらず一定であるものとして説明した。しかし、スルーホールの各辺は必ずしもＸ軸と平行である必要はない。例えば、Ｘ軸方向から傾斜した辺をスルーホールは有していてもよい。即ち、スルーホールのＹ軸方向における幅が常に一定であればよい。

なお、隣接画素の境界領域においては、色層が連続していてもよいし、分離していてもよい。ただし、隣接する画素が同色の色層を有する場合には、連続していることが好ましい。これにより、色層の密着性を向上することができ、製造時の良品率を向上できる。また、隣接する画素が異色の色層を有する場合には、これらの色層は分離していることが好ましい。異色の色層が積層すると、表面の凹凸が大きくなってしまう。そうすると、液晶分子の配向異常が発生し、表示品質が低下するからである。

更には、本実施形態においては、反射領域にスルーホールが形成されるものとして説明したが、本発明はこれに限定されず、透過領域にスルーホールが形成された場合においても、同様に適用することができる。また、半透過型表示素子のみならず、反射型表示素子又は透過型表示素子にも同様に適用し、スルーホールの影響のない均一な表示を実現することができる。

また、本実施形態においては、色層は半透過型液晶表示パネルの＋Ｚ方向に位置するガラス基板における液晶層に接する面に形成されたものであるとして説明したが、本発明はこれに限定されず、その他の場所に形成されていても良い。一例では、半透過型液晶表示パネルの−Ｚ方向に位置するガラス基板における液晶層に接する面、即ち反射領域では反射板として作用する金属膜と液晶層との間に形成されていても良い。このように、反射板を形成した基板に色層を形成した場合には、色層と反射板との高精度の位置合わせが可能となるため、表示パネルの表示に寄与する領域を拡大することができ、反射率又は透過率を向上することが可能となる。

また、液晶表示パネルの駆動方法は、ＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ）方式及びＴＦＤ（Thin Film Diode：薄膜ダイオード）方式等のアクティブマトリクス方式でもよいし、ＳＴＮ（Super Twisted Nematic liquid crystal）方式等のパッシブマトリクス方式であってもよい。なお、表示パネルは各画素に透過領域及び反射領域が設けられているものであればよく、液晶表示パネルに限定されるものではない。

更に、本実施形態においては、左眼用画素及び右眼用画素のみが設けられた２眼式立体表示装置の場合について説明したが、本発明はＮ眼式（Ｎは２より大きい整数）の場合においても適用可能である。

更にまた、本実施形態においては、カラーフィルタを用いたカラー表示に加え、複数色の光源を時分割で点灯する方式を併用して、カラー画像を表示することもできる。これにより、混色を低減して、広色度域の表示が可能になる。

本実施形態においては、画像振分用の光学部材としてレンチキュラレンズを使用するものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、多数のスリットがＸ軸方向に配列したパララックスバリアも使用することができる。レンチキュラレンズが高さ方向の構造を有する三次元形状であるのに対して、パララックスバリアは平面的な二次元形状を有し、フォトリソグラフィ技術を用いて容易に作製可能であるため、低コスト化が可能となる。

更にまた、本実施形態においては、端末装置として携帯電話を示したが、本発明はこれに限定されず、本実施形態に係る表示装置は、携帯電話のみならず、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant：個人用情報端末）、ゲーム機、デジタルカメラ及びデジタルビデオカメラ等の各種の携帯端末装置に好適に適用することができる。また、本実施形態に係る表示装置は、携帯端末装置のみならず、ノート型パーソナルコンピュータ、キャッシュディスペンサ、自動販売機等の各種の端末装置に適用することができる。

以上、本発明の第１実施形態についてまとめる。本実施形態に係る表示パネルは、マトリクス状に配列され少なくとも第１視点用の画像を表示する画素及び第２視点用の画像を表示する画素を含む複数の表示単位と、前記表示単位内における前記第１視点用の画像を表示する画素と前記第２視点用の画像を表示する画素とが配列された第１の方向に沿って前記各画素から出射した光を相互に異なる方向に振り分ける光学部材と、前記各画素の少なくとも表示領域に夫々設けられたカラーフィルタ層と、前記各画素における前記カラーフィルタ層に設けられたスルーホールと、を有し、前記第１の方向における前記スルーホールの幅が前記表示領域の幅以上であることを特徴とする。本発明においては、スルーホールの影響を低減でき、視野角及び／又は光源状態により色味が異常変化する現象を低減することができる。

また、前記スルーホールは、前記表示パネルの表示面における前記第１の方向と直交する第２の方向における幅が、前記第１の方向によらずに一定であることが好ましい。これにより、スルーホールの影響を完全に排除でき、視野角及び／又は光源状態により色味が異常変化する現象を防止することができる。

また、前記表示パネルは、表示領域に透過領域と反射領域とを有する半透過型の表示パネルであって、前記スルーホールが反射領域に設けられていてもよい。これにより、スルーホールの影響のない均一な反射表示が実現でき、視野角や外光条件により色味が異常変化する現象を抑制することができる。

更にまた、前記光学部材は、長手方向が前記第２の方向でありこの第２の方向に延びる前記表示単位の列毎に設けられた複数本のシリンドリカルレンズが前記第１の方向に配列されたレンチキュラレンズであってもよい。これにより、光の損失のない、明るい表示が可能になる。

また、本発明の表示パネルを備えた表示装置は、前記第１の方向が画面の水平方向であってもよく、更には前記第１視点用の画像が左眼用画像であり、前記第２視点用の画像が前記左眼用画像に対して視差をもつ右眼用画像であり、立体画像を表示するものであってもよい。これにより、立体表示を好適に実現することができる。

次に、本発明の半透過型液晶表示パネルに対する第１の比較例について説明する。図７は本第１比較例に係る表示パネルを示す平面図であり、図８は本第１比較例に係る表示装置を示す斜視図であり、図９は図８に示す半透過型液晶表示パネルにおいて、Ｘ軸方向に平行な線分でスルーホールを含む反射領域を切断した断面における光学モデルを示す図である。本第１比較例は、上述の本発明の第１実施形態と異なり、反射領域の中央部に反射領域の形状と相似形で且つ反射領域よりも小さなスルーホールを設けた場合を示すものである。

図７及び図８に示すように、本第１比較例に示す立体画像表示装置１１の半透過型液晶表示パネル２１においては、本第１実施形態の半透過型液晶表示パネル２と比較して、左眼用画素４１Ｌ及び右眼用画素４１Ｒが使用されている点が異なる。即ち、左眼用画素４１Ｌにおいては、透過領域４１Ｌａ、反射領域４１Ｌｂ及び遮光領域４１Ｌｅは、本第１実施形態と同様に設置されているものの、色層４１Ｌｃに設けられたスルーホール４１Ｌｄの形状が異なる。本第１比較例においては、スルーホール４１Ｌｄの形状は、反射領域４１Ｌｂの中央部に反射領域４１Ｌｂの形状と相似形で、且つ反射領域よりも小さくなるように形成されている。このスルーホール４１ＬｄのＸ軸方向の幅は、反射領域４１ＬｂのＸ軸方向の幅の半分となるように形成され、またＹ軸方向の幅は、反射領域４１ＬｂのＹ軸方向の幅の半分となるように形成されている。

また、右眼用画素４１Ｒにおいても、左眼用画素４１Ｌと同様の形状のスルーホール４１Ｒｄが形成されている。本比較例における上記以外の構成は、前述の第１の実施形態と同様である。

次に、上述の如く構成された本第１比較例に係る表示装置の動作について説明する。図９に示すように、本第１比較例における反射領域４１Ｌｂ及び４１Ｒｂにおいては、前方からレンチキュラレンズ３を透過して半透過型液晶表示パネル２１に入射した外光は、色層４１Ｌｃ及び４１Ｒｃの存在する反射領域４１Ｌｂ及び４１Ｒｂに入射すると、半透過型液晶表示パネル２１の色層４１Ｌｃ及び４１Ｒｃを透過し、次に液晶層を透過し、金属膜により反射されて再び液晶層を透過し、再度色層４１Ｌｃ及び４１Ｒｃを透過して、レンチキュラレンズ３に入射する。即ち、色層４１Ｌｃ及び４１Ｒｃの存在する反射領域４１Ｌｂ及び４１Ｒｂに入射した外光は、色層４１Ｌｃ及び４１Ｒｃを二度透過することになる。

一方、色層４１Ｌｃ及び４１Ｒｃの存在しない反射領域４１Ｌｂ及び４１Ｒｂであるスルーホール領域４１Ｌｄ及び４１Ｒｄに入射した外光は、半透過型液晶表示パネル２１の液晶層を透過し、金属膜により反射されて再び液晶層を透過し、レンチキュラレンズに入射する。即ち、スルーホール４１Ｌｄ及び４１Ｒｄに入射した外光は、基本的に、色層４１Ｌｃ及び４１Ｒｃを透過することがない。

本第１比較例においては、レンチキュラレンズ３がレンズ効果を有するＸ軸方向において、スルーホール４１Ｌｄ及び４１Ｒｄが形成された領域と、形成されない領域とが繰り返し配置されている。このため、スルーホール４１Ｌｄ及び４１Ｒｄを透過した外光と、色層４１Ｌｃ及び４１Ｒｃを透過した外光は、シリンドリカルレンズの配列方向であるＸ軸方向に分離されることになる。即ち、スルーホール４１Ｌｄを透過した光は領域ＥＬ１に向かい、スルーホール４１Ｒｄを透過した光は領域ＥＲ１に向かうことになる。

前述のように、スルーホールを透過した光は白色となっているため、領域ＥＬ１又は領域ＥＲ１においては、それ以外の領域ＥＬ又はＥＲと比較して、白色に近い色味となる。また、領域ＥＬ１又は領域ＥＲ１においては、領域ＥＬ又はＥＲと比較して、色層４１Ｌｃ又は４１Ｒｃによる外光の吸収が少ないため、反射率が大きな表示となる。この結果、観察者が左眼５２を領域ＥＬ１に位置させ、右眼５１を領域ＥＲ１に位置させた場合には、観察者は明るいが色純度の低い表示を視認することになる。一方で、観察者が左眼５２を領域ＥＬに位置させ、右眼５１を領域ＥＲに位置させた場合には、観察者は色の濃い暗い表示を視認することになる。本現象は外光の特性によっても変化し、特に太陽光のような平行光が入射した場合に顕著となる。

このように、レンズ配列方向に不均一なスルーホールが形成された場合には、スルーホールの影響により反射表示の品質が大きく損なわれ、視認する角度、即ち視野角及び／又は外光条件により色味の異常変化が発生することになる。

次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図１０は本実施形態に係る表示パネルを示す平面図であり、図１１は本実施形態に係る表示装置を示す斜視図である。図１０及び図１１に示すように、本第２実施形態に係る半透過型液晶表示パネル２２及び立体画像表示装置１２は、上述の本第１実施形態に記載の半透過型液晶表示パネル２及び立体画像表示装置１と比較して、左眼用画素４２Ｌ及び右眼用画素４２Ｒが使用されている点が異なる。

即ち、左眼用画素４２Ｌにおいては、透過領域４２Ｌａ、反射領域４２Ｌｂ及び遮光領域４２Ｌｅは、本第１実施形態と同様に設置されているものの、色層４２Ｌｃに設けられたスルーホール４２Ｌｄの形状が異なる。前述の第１実施形態においては、スルーホール４２Ｌｄの形状はスリット状であり、そのＹ軸方向における開口の幅がＸ軸方向の座標によらず一定となっていた。これに対し、本第２実施形態におけるスルーホール４２Ｌｄの形状は、同様にスリット状ではあるものの、そのＹ軸方向における開口の幅がＸ軸方向の座標により異なっており、一例では左眼用画素４２ＬのＸ軸方向における中心部で開口幅が最大になっており、左眼用画素４２Ｌの端部に向かって次第に開口幅が小さくなるように設定されている。

また、右眼用画素４２Ｒにおいても、左眼用画素４２Ｌと同様の形状のスルーホール４２Ｒｄが形成されている。本比較例における上記以外の構成は、前述の第１の実施形態と同様である。

本実施形態においては、スルーホールはスリット状に形成され、かつ左眼用画素及び右眼用画素夫々のＸ軸方向中心部におけるスルーホールのＹ軸方向の幅が最大となり、画素端部に向かって次第に開口幅が小さくなるように設定されている。このため、Ｘ軸方向の位置によっては色味の変化が発生するものの、スルーホール幅が徐々に変化するため、色味の変化は緩やかなものとなり、使用者の違和感が低減できる。これは、レンチキュラレンズが画素を拡大する効果を有するからである。即ち、画素はレンチキュラレンズにより拡大されるため、スルーホールの開口高さ、即ちＹ軸方向の幅の違いに起因する色むらは、Ｘ軸方向の視野角に依存することになる。換言すれば、表示面内では色むらは発生せず、表示を視認する角度を変えた場合に色味が変化することになる。そして、本実施形態においては、Ｙ軸方向のスルーホール幅がＸ軸方向の位置に依存して徐々に変化するため、視野角に依存した色味変化もなだらかなものとなる。これにより、視野角に依存した色味変化が使用者に認識されにくくなる。以上のように、レンズの振分方向であるＸ軸方向と直交するＹ軸方向におけるスルーホールの幅が、Ｘ軸方向の位置に応じて徐々に変化することにより、スルーホールの影響を低減することができる。更に、画素中央部の反射率を最も高めることができるため、明るい反射表示が可能となる。

更にまた、本実施形態においては、各画素のスルーホールがＹ軸対称となるように形成されている。例えば、左眼用画素４２Ｌにおいては、Ｘ軸方向の中央部においてスルーホールのＹ軸方向の幅が最大となっている。そして、このＸ軸方向の中央部にＹ軸と平行な対称軸を配置した場合、スルーホールの形状はこの対称軸に対して線対称である。右眼用画素４２Ｒにおいても同様である。通常立体視をする際には、レンズの分離作用により、左眼用画素のＸ軸方向における中央部を左眼は視認する。同様に、右眼用画素のＸ軸方向における中央部を右眼は視認する。本実施形態の構成により、立体視のベストポジションにおいて、左眼が視認する画像の色味と右眼が視認する画像の色味を同程度にすることができる。これにより、違和感の低減と高画質化が可能となる。更には、左右画素のスルーホール形状が同じであるため、このベストポジションからずれた場合でも、左右両眼が視認する画像の色味は同様に変化する。これにより、立体視のベストポジション以外においても、左眼が視認する画像の色味と右眼が視認する画像の色味を同程度にすることができ、違和感の低減と高画質化が可能となる。

更にまた、左眼用画素と右眼用画素の隣接領域に着目すると、スルーホールのＹ軸方向の幅は、ほぼ同程度に形成されている。即ち、スルーホールのＹ軸方向の幅は、極大値及び極小値を有するものの、なだらかに変化している。これにより、表示を視認する角度を変えた場合でも、急激な色味の変化を抑制することができるため、違和感を低減することができる。本第２実施形態における上記以外の動作及び効果は、前述の第１実施形態と同様である。

次に、本発明の第３の実施形態について説明する。図１２は本実施形態に係る表示パネルを示す平面図であり、図１３は本実施形態に係る表示装置を示す斜視図であり、図１４は図１３に示す半透過型液晶表示パネルにおいて、Ｘ軸方向に平行な線分でスルーホールを含む反射領域を切断した断面における光学モデルを示す図であり、図１５はレンズ−画素間距離よりも小さな焦点距離のレンズを使用した場合の光学モデルを示す図である。図１２及び図１３に示すように、本第３実施形態に係る半透過型液晶表示パネル２３及び立体画像表示装置１３は、上述の本第１実施形態に記載の半透過型液晶表示パネル２及び立体画像表示装置１と比較して、左眼用画素４３Ｌ及び右眼用画素４３Ｒが使用され、レンチキュラレンズ３１が使用されている点が異なる。

左眼用画素４３Ｌにおいては、透過領域４３Ｌａ、反射領域４３Ｌｂ及び遮光領域４３Ｌｅは、本第１実施形態と同様に設置されているものの、色層４３Ｌｃに設けられたスルーホール４３Ｌｄの形状が異なる。即ち、本実施形態におけるスルーホール４３Ｌｄは、反射領域４３Ｌｂの中央部に反射領域の形状と相似形でかつ反射領域よりも小さく、特にＸ軸方向のスルーホール４３Ｌｄの幅が画素の反射領域４３Ｌｂの幅よりも小さく、更に、Ｘ軸方向のスルーホール４３Ｌｄの幅が画素ピッチの半分以上、一例では８０％に設定されている。本実施形態では特に、Ｘ軸方向のスルーホール４３Ｌｄの幅が画素ピッチの５０％以上の場合について説明する。また、右眼用画素４３Ｒにおいても、左眼用画素４３Ｌと同様の形状のスルーホール４３Ｒｄが形成されている。また、図１４に示すように、スルーホール４３Ｌｄとスルーホール４３Ｒｄとは、Ｘ軸方向に対して、色相４３Ｌｃ及び色相４４Ｒｃにより、分断されている。

更に、レンチキュラレンズ３１においては、前述の本発明の第１実施形態におけるレンチキュラレンズ３と比較して、曲率半径が小さい、即ち焦点距離が短いシリンドリカルレンズ３１ａが使用されている点が異なる。本実施形態における上記以外の構成は、前述の第１の実施形態と同様である。

次に、上述の如く構成された本第３実施形態に係る表示装置の動作について説明する。図１４に示すように、本第３実施形態における反射領域４３Ｌｂ及び４３Ｒｂにおいては、前方からレンチキュラレンズ３１を透過して半透過型液晶表示パネル２３に入射した外光は、色層４３Ｌｃ及び４３Ｒｃの存在する反射領域４３Ｌｂ及び４３Ｒｂに入射すると、半透過型液晶表示パネル２３の色層４３Ｌｃ及び４３Ｒｃを透過し、次に液晶層を透過し、金属膜により反射されて再び液晶層を透過し、再度色層４３Ｌｃ及び４３Ｒｃを透過して、レンチキュラレンズ３１に入射する。即ち、色層４３Ｌｃ及び４３Ｒｃの存在する反射領域４３Ｌｂ及び４３Ｒｂに入射した外光は、色層４３Ｌｃ及び４３Ｒｃを二度透過することになる。

一方、色層４３Ｌｃ及び４３Ｒｃの存在しない反射領域４３Ｌｂ及び４３Ｒｂであるスルーホール領域４３Ｌｄ及び４３Ｒｄに入射した外光は、半透過型液晶表示パネル２３の液晶層を透過し、金属膜により反射されて再び液晶層を透過し、レンチキュラレンズ３１に入射する。即ち、スルーホール４３Ｌｄ及び４３Ｒｄに入射した外光は、基本的に、色層４３Ｌｃ及び４３Ｒｃを透過することがない。

本第３実施形態においては、レンチキュラレンズ３１がレンズ効果を有するＸ軸方向において、スルーホール４３Ｌｄ及び４３Ｒｄが形成された領域と、形成されない領域が繰り返し配置されている。このため、スルーホール４３Ｌｄ及び４３Ｒｄを透過した外光と、色層４３Ｌｃ及び４３Ｒｃを透過した外光は、シリンドリカルレンズの配列方向であるＸ軸方向に分離されることになる。

しかしながら、本発明の第１実施形態と比較して、レンチキュラレンズ３１の曲率半径が小さく設定されているため、観察面での結像効果を弱めて画素の像をぼかす効果が発生する。これにより、Ｘ軸方向における色の分離は弱められ、色味の視野角依存性を低減することができる。

以下、本実施形態におけるレンチキュラレンズ３１の曲率半径について、図１４及び図１５を用いて定量的に説明する。レンチキュラレンズ３１の主点、即ち頂点と画素との間の距離をＨとし、レンチキュラレンズ３１の屈折率をｎとし、レンズピッチをＬとする。また、左眼用画素４３Ｌ又は右眼用画素４３Ｒの各１個のピッチをＰとする。このとき、各１個の左眼用画素４３Ｌ及び右眼用画素４３Ｒからなる表示画素の配列ピッチは２Ｐとなる。
また、レンチキュラレンズ３１と観察者との間の距離を最適観察距離ＯＤとし、この距離ＯＤにおける画素の拡大投影像の周期、即ち、レンズから距離ＯＤだけ離れレンズと平行な仮想平面上における左眼用画素４３Ｌ及び右眼用画素４３Ｒの投影像の幅の周期を夫々ｅとする。更に、レンチキュラレンズ３１の中央に位置するシリンドリカルレンズ３１ａの中心から、Ｘ軸方向におけるレンチキュラレンズ３１の端に位置するシリンドリカルレンズ３１ａの中心までの距離をＷＬとし、半透過型液晶表示パネル２３の中心に位置する左眼用画素４３Ｌと右眼用画素４３Ｒからなる表示画素の中心と、Ｘ軸方向における半透過型液晶表示パネル２３の端に位置する表示画素の中心との間の距離をＷＰとする。更にまた、レンチキュラレンズ３１の中央に位置するシリンドリカルレンズ３１ａにおける光の入射角及び出射角を夫々α及びβとし、Ｘ軸方向におけるレンチキュラレンズ３１の端に位置するシリンドリカルレンズ３１ａにおける光の入射角及び出射角を夫々γ及びδとする。更にまた、距離ＷＬと距離ＷＰとの差をＣとし、距離ＷＰの領域に含まれる画素数を２ｍ個とする。なお、図１５では、レンズのぼかし量が少なく左眼用画素４３Ｌ及び右眼用画素４３Ｒの投影像の幅がｅとみなせる場合について描いてあるが、ぼかし量が大きくなるに従って各画素の投影像の幅が大きくなるものの、両側の投影像との重なりが大きくなるだけなので、周期はｅのままである。本実施形態以降の第４実施形態乃至第９実施形態においても、同様に図では投影像の幅が周期と同等とみなせるように図示してあり、図では投影像の幅がｅと読み取れるが、あくまでも投影像の幅の周期がｅである。シリンドリカルレンズ３１ａの配列ピッチＬと画素の配列ピッチＰとは相互に関係しているため、一方に合わせて他方を決めることになるが、通常、表示パネルに合わせてレンチキュラレンズを設計することが多いため、画素の配列ピッチＰを定数として扱う。また、レンチキュラレンズ３１ａの材料を選択することにより、屈折率ｎが決定される。これに対して、レンズと観察者との間の観察距離ＯＤ、及び観察距離ＯＤにおける画素拡大投影像の周期ｅは所望の値を設定する。これらの値を使用して、レンズの頂点と画素との間の距離Ｈ及びレンズピッチＬを決定する。スネルの法則と幾何学的関係より、下記数式１乃至６が成立する。また、下記数式７乃至９が成立する。

本発明の第１実施形態においては、前述の如く、レンチキュラレンズの頂点と画素との間の距離Ｈを、レンチキュラレンズの焦点距離ｆと等しく設定しているため、下記数式１０が成立し、レンズの曲率半径をｒとすると、曲率半径ｒは下記数式１１により求まる。

なお、レンチキュラレンズの横倍率は、画素拡大投影像の周期を画素の周期、即ち画素ピッチで除した値と考えることができるので、ｅ／Ｐとなる。

更に、スルーホール４３Ｌｄ及び４３ＲｄのＸ軸方向における開口の幅を画素ピッチのｔ倍と定義すると、本実施形態においては、下記数式１２が成立する。

上述のように定義すると、スルーホールの観察面における拡大像の幅はｔ×ｅとなり、観察面においてスルーホールの影響を低減するには、画素の拡大投影像の周期からこのスルーホール拡大像の幅を減じて、更に半分に割った値、即ち（１−ｔ）×ｅ／２だけ、画素の像をぼかせば良いことになる。

図１５に示すように、レンチキュラレンズの曲率半径を数式１７の値より小さく設定した場合には、レンチキュラレンズの像点をレンズよりも＋Ｚ側に設定したことになる。レンチキュラレンズの主点からこの像点までの距離をＩ１とすると、相似の関係より下記の数式１３が成立する。

更に、Ａｂｂｅの不変量を用いて、下記の数式１４が成立する。

但し、ｒ１は画素の像をぼかす場合のレンチキュラレンズの曲率半径である。数式１４に数式１３を代入し、ｒ１について求めると、下記の数式１５が得られる。

この曲率半径ｒ１は最小のぼかしを実現するための値であり、曲率半径の最大値に相当するため、下記の数式１６の成立する範囲に設定することが好ましい。

本実施形態においては、スルーホールは矩形開口状に形成されているが、レンチキュラレンズの焦点距離がレンズ−画素間距離よりも小さくなるように曲率半径を設定することにより、スルーホールの影響を低減して色味の変化を抑制することができる。

なお、上記の数式１６は、曲率半径の上限を定めているに過ぎない。曲率半径を小さくするに従い、レンズの分離作用も低下していく。即ち、曲率半径の下限は、レンズの分離作用が存在する値である。換言すれば、レンチキュラレンズが、第１視点用の画像を表示する画素と前記第２視点用の画像を表示する画素とが配列された方向に沿って、前記各画素から出射した光を相互に異なる方向に振り分けるためには、曲率半径の最小値を定める必要がある。

先ず、レンズの分離作用が存在するための、焦点距離範囲の最小値を算出する。図１６に示すように、分離作用が存在するためには、レンズピッチＬを底辺とし焦点距離ｆを高さとする三角形と、画素ピッチＰを底辺としＨ−ｆを高さとする三角形とにおいて、相似の関係が成立すればよい。これより、焦点距離の最小値はＨ×Ｌ／（Ｌ＋Ｐ）と求めることができる。

次に焦点距離から曲率半径を算出する。数式１１を使用して、曲率半径の最小値は、Ｈ×Ｌ×（ｎー１）／（Ｌ＋Ｐ）／ｎと求めることができる。即ち、曲率半径は上記の数式１６を満たした上で、この値以上にすることが好ましい。

本実施形態においては、左眼用画素と右眼用画素とを有する２視点の立体画像表示装置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い。例えば、Ｎ視点（Ｎは自然数）方式の表示装置に対して同様に適用することができる。この場合には、前述の距離ＷＰの定義において、距離ＷＰの領域に含まれる画素数を、２ｍ個からＮ×ｍ個に変更すればよい。

なお、本実施形態においてはレンチキュラレンズを使用するものとして説明したが、図１７に示すように、レンズ要素が二次元状に配列したフライアイレンズ６も好適に使用することができる。このような光学部材は、前記表示パネルの表示面内において第１の方向と直交する第２の方向においても、前記各画素から出射した光を振り分ける効果を有している。これにより、第１の方向のみならず、第２の方向においても異なる視点の画像を視認することが可能となる。

また、本実施形態においては、スルーホールは矩形開口状に形成されるものとして説明した。しかし、本発明はこれに限定されない。例えば、スルーホールは円形状や楕円形状、多角形状であってもよい。このような形状は、矩形状と比較して、鋭角が少ないため、製造が容易である。このように、レンズなどの光学素子の振分方向であるＸ軸方向において、スルーホールが連続しない形状であれば、本発明を同様に適用することができる。

以上、本発明の第３実施形態についてまとめる。本実施形態に係る表示パネルは、マトリクス状に配列され少なくとも第１視点用の画像を表示する画素及び第２視点用の画像を表示する画素を含む複数の表示単位と、前記表示単位内における前記第１視点用の画像を表示する画素と前記第２視点用の画像を表示する画素とを配列した第１の方向に沿って前記各画素から出射した光を相互に異なる方向に振り分ける光学部材と、前記各画素の表示領域に夫々設けられたカラーフィルタ層と、前記各画素の表示領域に夫々設けられたカラーフィルタ層と、前記各画素における前記カラーフィルタ層に設けられたスルーホールと、を有し、前記スルーホールは前記第１の方向に対して分断した形状をなし、前記光学部材は前記画素と結像関係にないことを特徴とする。本発明においては、スルーホールの像をぼかして表示することにより、スルーホールの影響を低減でき、色味の変化を抑制することができる。また、前述の第１実施形態と比較して、スルーホールの配置の自由度を向上することができるため、表示品質の向上が可能となる。本第３実施形態における上記以外の動作及び効果は、前述の第１実施形態と同様である。

次に、本発明の第４の実施形態について説明する。図１８は本実施形態に係る表示パネルを示す平面図であり、図１９は本実施形態に係る表示装置を示す斜視図であり、図２０は図１９に示す半透過型液晶表示パネルにおいて、Ｘ軸方向に平行な線分でスルーホールを含む反射領域を切断した断面における光学モデルを示す図である。図１８及び図１９に示すように、本第４実施形態に係る半透過型液晶表示パネル２４及び立体画像表示装置１４は、上述の第３実施形態に記載の半透過型液晶表示パネル２３及び立体画像表示装置１３と比較して、左眼用画素４４Ｌ及び右眼用画素４４Ｒが使用されている点が異なる。

左眼用画素４４Ｌにおいては、色層４４Ｌｃに設けられたスルーホール４４Ｌｄの形状が本第３実施形態と異なり、反射領域４４Ｌｂの中央部に反射領域の形状と相似形でかつ反射領域よりも小さく、特にＸ軸方向のスルーホール４３Ｌｄの幅が画素の反射領域４３Ｌｂの幅よりも小さく、また、Ｘ軸方向のスルーホール４４Ｌｄの幅が画素ピッチの半分以下、一例では３０％に設定されている。本実施形態では特に、Ｘ軸方向のスルーホール４４Ｌｄの幅が画素ピッチの５０％以下の場合について説明する。また、図２０に示すように、スルーホール４４Ｌｄとスルーホール４４Ｒｄとは、Ｘ軸方向に対して、色相４４Ｌｃ及び色相４４Ｒｃにより、分断されている。

また、右眼用画素４４Ｒにおいても、左眼用画素４４Ｌと同様の形状のスルーホール４４Ｒｄが形成されている。本実施形態における上記以外の構成は、前述の第３の実施形態と同様である。

本実施形態においては、レンチキュラレンズ３１の曲率半径が小さく設定され、観察面での結像効果を弱めて画素の像をぼかす効果を利用する点では、本発明の第３実施形態と同様であるが、スルーホール４４Ｌｄ及び４４ＲｄのＸ軸方向における開口の幅が画素ピッチの半分以下に設定されているため、画素の像をぼかす量が異なる。即ち、本実施形態では、前述の数式１２の代わりに、下記数式１７が適用される。

上述のように定義すると、図２０に示すように、スルーホールの観察面における拡大像の幅はｔ×ｅとなり、観察面においてスルーホールの影響を低減するには、このスルーホール拡大像の幅を半分に割った値、即ちｔ×ｅ／２だけ、画素の像をぼかせば良いことになる。後は前述の第３実施形態と同様にして、レンズの曲率半径ｒ２は下記数式１８が成立する範囲に設定することが好ましいことが算出される。

本実施形態においては、スルーホールが矩形開口状に形成され、かつＸ軸方向の開口幅が小さい場合に好適に適用することができ、ぼかし量を低減して広い立体視域を実現することができる。本第４実施形態における上記以外の動作及び効果は、前述の第３実施形態と同様である。

次に、本発明の第５の実施形態について説明する。図２１は、本実施形態に係る表示パネルを示す平面図であり、図２２は本実施形態に係る表示装置を示す斜視図であり、図２３は図２２に示す半透過型液晶表示パネルにおいて、Ｘ軸方向に平行な線分でスルーホールを含む反射領域を切断した断面における光学モデルを示す図であり、図２４はレンズ−画素間距離よりも大きな焦点距離のレンズを使用した場合の光学モデルを示す図である。

図２１及び図２２に示すように、本第５実施形態に係る半透過型液晶表示パネル２５及び立体画像表示装置１５は、上述の第３実施形態に記載の半透過型液晶表示パネル２３及び立体画像表示装置１３と比較して、曲率半径が大きい、即ち焦点距離が長いシリンドリカルレンズ３２ａを使用したレンチキュラレンズ３２が使用されている点が異なる。本実施形態における上記以外の構成は、前述の第３の実施形態と同様である。

本実施形態においては、レンチキュラレンズ３２の曲率半径が大きく設定され、観察面での結像効果を弱めて画素の像をぼかす効果を利用している点を特徴とする。本実施形態では、画素は第３実施形態と同じものを使用しているため、前述の数式１８が成立する。

図２４に示すように、レンチキュラレンズの曲率半径を数式１７の値より大きく設定した場合には、レンチキュラレンズの像点をレンズよりも−Ｚ側に設定したことになる。レンチキュラレンズの主点からこの像点までの距離をＩ２とすると、相似の関係より下記の数式１９が成立する。

更に、Ａｂｂｅの不変量を用いて、下記の数式２０が成立する。

但し、ｒ３は画素の像をぼかす場合のレンチキュラレンズの曲率半径である。数式２０に数式１９を代入し、ｒ３について求めると、下記の数式２１が得られる。

この曲率半径ｒ１は最小のぼかしを実現するための値であり、曲率半径の最小値に相当するため、下記の数式２２の成立する範囲に設定することが好ましい。

なお、上記の数式２２は、曲率半径の下限を定めているに過ぎない。曲率半径を大きくするに従い、レンズの分離作用も低下していく。即ち、曲率半径の上限は、レンズの分離作用が存在する値である。換言すれば、レンチキュラレンズが、第１視点用の画像を表示する画素と前記第２視点用の画像を表示する画素とが配列された方向に沿って、前記各画素から出射した光を相互に異なる方向に振り分けるためには、曲率半径の最大値を定める必要がある。

先ず、レンズの分離作用が存在するための、焦点距離範囲の最大値を算出する。図２５に示すように、分離作用が存在するためには、レンズピッチＬを底辺とし焦点距離ｆを高さとする三角形と、画素ピッチＰを底辺としｆ−Ｈを高さとする三角形とにおいて、相似の関係が成立すればよい。これより、焦点距離の最大値はＨ×Ｌ／（Ｌ−Ｐ）と求めることができる。

次に焦点距離から曲率半径を算出する。数式１１を使用して、曲率半径の最大値は、Ｈ×Ｌ×（ｎ−１）／（Ｌ−Ｐ）／ｎと求めることができる。即ち、曲率半径は上記の数式２２を満たした上で、この値以下にすることが好ましい。

ここで、レンズが、各視点用画素の配列方向に沿って、これらの各画素から出射した光を相互に異なる方向に振り分けるための条件についてまとめる。前述の第３実施形態に記載のように、本条件を満たすための曲率半径の最小値は、Ｈ×Ｌ×（ｎー１）／（Ｌ＋Ｐ）／ｎである。また、上述のように、本条件を満たすための曲率半径の最大値は、Ｈ×Ｌ×（ｎー１）／（Ｌ−Ｐ）／ｎである。即ち、レンズが振分効果を発揮するためには、曲率半径ｒは、Ｈ×Ｌ×（ｎー１）／（Ｌ＋Ｐ）／ｎ以上、Ｈ×Ｌ×（ｎー１）／（Ｌ−Ｐ）／ｎ以下の範囲である必要がある。ちなみに、本発明の第３乃至第６実施形態は、この範囲に更に制限を加えることにより、スルーホールの影響を低減する効果を発揮させたものである。

本実施形態においては、左眼用画素と右眼用画素とを有する２視点の立体画像表示装置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い。例えば、Ｎ視点（Ｎは自然数）方式の表示装置に対して同様に適用することができる。この場合には、前述の距離ＷＰの定義において、距離ＷＰの領域に含まれる画素数を、２ｍ個からＮ×ｍ個に変更すればよい。

本実施形態においては、スルーホールは矩形開口状に形成されているが、レンチキュラレンズの焦点距離がレンズ−画素間距離よりも大きくなるように曲率半径を設定することにより、スルーホールの影響を低減して色味の変化を抑制することができる。また、本実施形態においては、曲率半径の大きなレンズを使用することができるため、レンズ表面の凹凸量を低減でき、この凹凸に起因する画質の劣化を低減することができる。本第５実施形態における上記以外の動作及び効果は、前述の第３実施形態と同様である。

次に、本発明の第６の実施形態について説明する。図２６は、本実施形態に係る表示パネルを示す平面図であり、図２７は本実施形態に係る表示装置を示す斜視図であり、図２８は図２７に示す半透過型液晶表示パネルにおいて、Ｘ軸方向に平行な線分でスルーホールを含む反射領域を切断した断面における光学モデルを示す図である。図２６及び図２７に示すように、本第６実施形態に係る半透過型液晶表示パネル２６及び立体画像表示装置１６は、上述の第５実施形態に記載の半透過型液晶表示パネル２５及び立体画像表示装置１５と比較して、前述の第４実施形態の画素を適用している点が異なる。即ち、本実施形態においては、前述の第４実施形態の画素に、前述の第５実施形態のレンズを適用した場合である。本実施形態における上記以外の構成は、前述の第５の実施形態と同様である。

本実施形態においては、レンチキュラレンズ３２の曲率半径が大きく設定され、観察面での結像効果を弱めて画素の像をぼかす効果を利用する点では、本発明の第５実施形態と同様であるが、スルーホール４４Ｌｄ及び４４ＲｄのＸ軸方向における開口の幅が画素ピッチの半分以下に設定されているため、画素の像をぼかす量が異なる。即ち、本実施形態では、前述の数式１８の代わりに、前述の数式２３が適用される。

上述のように定義すると、スルーホールの観察面における拡大像の幅はｔ×ｅとなり、観察面においてスルーホールの影響を低減するには、このスルーホール拡大像の幅を半分に割った値、即ちｔ×ｅ／２だけ、画素の像をぼかせば良いことになる。後は前述の第５実施形態と同様にして、レンズの曲率半径ｒ４は下記数式２３が成立する範囲に設定することが好ましい。

本実施形態においては、スルーホールが矩形開口状に形成され、かつＸ軸方向の開口幅が小さい場合に好適に適用することができ、ぼかし量を低減して広い立体視域を実現することができる。本第６実施形態における上記以外の動作及び効果は、前述の第５実施形態と同様である。

次に、本発明の第７の実施形態について説明する。図２９は、本実施形態に係る表示パネルを示す平面図であり、図３０は本実施形態に係る表示装置を示す斜視図である。図２９及び図３０に示すように、本第７実施形態に係る半透過型液晶表示パネル２７及び表示装置１７は、上述の第３実施形態に記載の半透過型液晶表示パネル２３及び表示装置１３と比較して、左眼用画素４５Ｌ及び右眼用画素４５Ｒが使用され、前述の第１実施形態に記載のレンチキュラレンズ３よりも曲率半径が小さく、かつ前述の第３実施形態に記載のレンチキュラレンズ３１よりも曲率半径の大きなレンチキュラレンズ３３を使用している点が異なる。

左眼用画素４５Ｌにおいては、色層４５Ｌｃに設けられたスルーホール４５Ｌｄの形状が第３実施形態と異なり、Ｘ軸方向に多数の矩形状のスルーホールが細分化されて形成されている。即ち、Ｘ軸方向に平行な線分でスルーホールを含む反射領域を切断した断面においては、スルーホール４５Ｌｄは分断されており、図示例では、３つの領域に分断されている。また、右眼用画素４５Ｒにおいても、同様である。本実施形態における上記以外の構成は、前述の第３の実施形態と同様である。

本実施形態においては、スルーホール４５Ｌｄの形状が、Ｘ軸方向に多数の矩形状のスルーホールを細分化されて形成されたものであるため、レンチキュラレンズ３３の曲率半径を本発明の第１実施形態から大きく変える必要がない。本発明の第１実施形態では、前述のようにレンチキュラレンズ３の焦点が画素面となるように設定されているが、この状態からレンズの曲率半径を変更すると、画素の像をぼかす効果が発生する。前述の第３乃至第６実施形態においては、このぼかしの効果を利用したものであるが、ぼかし量が大きくなると左眼用画素と右眼用画素の振分効果も低減するため、立体に見える範囲が狭まるという弊害が大きくなる。本実施形態においては、スルーホールを細分化してレンズ配列方向に多数配置することにより、ぼかし量を低減した上でスルーホールの影響を低減して色味の変化を抑制することができる。これにより、立体視域が狭まる現象を抑制して、広い立体視域が実現できる。本第７実施形態における上記以外の動作及び効果は、前述の第３実施形態と同様である。

次に、本発明の第８の実施形態について説明する。図３１は、本実施形態に係る表示パネルを示す平面図であり、図３２は本実施形態に係る表示装置を示す斜視図であり、図３３は図３２に示す半透過型液晶表示パネルにおいて、Ｘ軸方向に平行な線分でスルーホールを含む反射領域を切断した断面における光学モデルを示す図であり、図３４はパララックスバリアを使用した場合の光学モデルを示す図である。図３１及び図３２に示すように、本第８実施形態に係る半透過型液晶表示パネル２８及び立体画像表示装置１８は、上述の本第３実施形態に記載の半透過型液晶表示パネル２３及び立体画像表示装置１３と比較して、レンチキュラレンズ３１の代わりにスリット７ａがＸ軸方向に多数配列したパララックスバリア７が使用されている点が異なる。本実施形態における上記以外の構成は、前述の第３の実施形態と同様である。

次に、上述の如く構成された本第８実施形態に係る表示装置の動作について説明する。まず、図３３及び図３４を用いて、パララックスバリア方式について説明する。図３３に示すように、パララックスバリア７は、細い縦縞状の多数の開口、即ち、スリット７ａが形成されたバリア（遮光板）である。換言すれば、パララックスバリアは、振分方向となる第１の方向と直交する第２の方向に延びるスリットが、前記第１の方向に沿って複数本配列するように形成された光学部材である。左眼用画素４３Ｌからパララックスバリア７に向けて出射した光は、スリット７ａを透過するすると、領域ＥＬに向けて進行する光束となる。同様に、右眼用画素４３Ｒからパララックスバリア７に向けて出射した光は、スリット７ａを透過すると、領域ＥＲに向けて進行する光束となる。このとき、観察者が左眼５２を領域ＥＬに位置させ、右眼５１を領域ＥＲに位置させた場合に、観察者は立体画像を認識することができる。

次に、表示パネルの前面にスリット状の開口部が形成されたパララックスバリアが配置された立体画像表示装置について、その各部のサイズを詳細に説明する。図３４に示すように、パララックスバリア７のスリット７ａの配列ピッチをＬとし、パララックスバリア７と画素との距離をＨとする。また、パララックスバリア７と観察者との間の距離を最適観察距離ＯＤとする。更に、パララックスバリア７の中央に位置するスリット７ａの中心から、Ｘ軸方向におけるパララックスバリア７の端に位置するスリット７ａの中心までの距離をＷＬとする。パララックスバリア７自体は遮光板であるためスリット７ａ以外に入射した光は透過しないが、バリア層を支持する基板を設けることとし、この基板の屈折率をｎと定義する。このように定義すると、スリット７ａから出射する光は、バリア層を支持する基板から出射する際に、スネルの法則に従って屈折する。そこで、パララックスバリア７の中央に位置するスリット７ａにおける光の入射角及び出射角を夫々α及びβとし、Ｘ軸方向におけるパララックスバリア７の端に位置するスリット７ａにおける光の入射角及び出射角を夫々γ及びδとする。更に、スリット７ａの開口幅をＳ１とする。スリット７ａの配列ピッチＬと画素の配列ピッチＰとは相互に関係しているため、一方に合わせて他方を決めることになるが、通常、表示パネルに合わせてパララックスバリアを設計することが多いため、画素の配列ピッチＰを定数として扱う。また、バリア層の支持基板の材料を選択することにより、屈折率ｎが決定される。これに対して、パララックスバリアと観察者との間の観察距離ＯＤ、及び観察距離ＯＤにおける画素拡大投影像の周期ｅは所望の値を設定する。これらの値を使用して、バリアと画素との間の距離Ｈ及びバリアピッチＬを決定する。スネルの法則と幾何学的関係より、下記数式２４乃至２９が成立する。また、下記数式３０乃至３２が成立する。

なお、パララックスバリアが前述の第３実施形態におけるレンチキュラレンズと同様に画素を拡大するものと解釈すれば、パララックスバリアの横倍率は、画素拡大投影像の周期を画素の周期、即ち画素ピッチで除した値と考えることができるので、ｅ／Ｐとなる。

また、スルーホール４３Ｌｄ及び４３ＲｄのＸ軸方向における開口の幅を画素ピッチのｔ倍と定義すると、スルーホールの観察面における拡大像の幅はｔ×ｅとなり、観察面においてスルーホールの影響を低減するには、画素の拡大投影像の周期からこのスルーホール拡大像の幅を減じて、更に半分に割った値、即ち（１−ｔ）×ｅ／２だけ、画素の像をぼかせば良いことになる。パララックスバリアにおいては、スリットの開口幅が小さい場合には、ピンホールカメラと同様の原理で良好に結像するが、開口幅を大きくするに従ってぼかしの作用が大きくなる。

図３３に示すように、パララックスバリア７の中央部に位置するスリット７ａの開口端部における光の挙動について着目すると、左眼用画素４３Ｌ及び右眼用画素４３Ｒの境界から出射し、スリット７ａの開口端部に入射光の入射する光の入射角及び出射角を夫々ε及びφと定義する。この出射した光がＯＤだけ進行した際に、（１−ｔ）×ｅ／２だけ広がれば良いことになるので、スネルの法則と幾何学的関係より、下記数式３３乃至３５が成立する。また、下記数式３６が導かれる。

このスリット幅Ｓ１は最小のぼかしを実現するための値であり、スリット幅の最小値に相当するため、下記数式３７の成立する範囲に設定することが好ましい。

なお、スリット幅Ｓ１が大きくなるに従い、パララックスバリアとしての作用が低下する。例えば、スリット幅Ｓ１がスリットの配列ピッチＬと同じ場合には、もはや遮光する領域は存在せず、パララックスバリアとして機能しない。これに対し本発明においては、パララックスバリア等の光学部材が、複数の画素から出射した光を相互に異なる方向に振り分けることが前提である。この前提条件を実現するためには、スリット幅Ｓ１の上限値は、スリットの配列ピッチＬの半分以下にすることが望ましい。この条件が、観察面において、左右画素の像が重ならない領域が存在するための、最大値となるからである。即ち、スリット幅Ｓ１は上記の数式３７を満たし、かつスリット配列ピッチの半分以下にするのが好ましいことになる。

本実施形態においては、スルーホールは矩形開口状に形成されているが、パララックスバリアにおけるスリットの開口幅を適切に設定することにより、スリットのぼかしの作用を利用してスルーホールの影響を低減し、色味の変化を抑制することができる。パララックスバリア方式はレンチキュラレンズ方式と比較して、スリット以外の遮光部による吸収損失が発生するため、透過率及び反射率が低下するものの、前述のようにフォトリソグラフィを使用して容易に製造可能であるため、低コスト化が可能となる。

なお、本実施形態においては、スリットがＸ軸方向に一次元配列したパララックスバリアを使用するものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、開口が二次元配列したバリアも好適に使用することができる。例えば、複数個のピンホール状の開口部がマトリクス状に形成されたパララックスバリアを使用することができる。このような光学部材は、前記表示パネルの表示面内において第１の方向と直交する第２の方向においても、前記各画素から出射した光を振り分ける効果を有している。これにより、第１の方向のみならず、第２の方向においても異なる視点の画像を視認することが可能となる。本第８実施形態における上記以外の動作及び効果は、前述の第３実施形態と同様である。

次に、本発明の第９の実施形態について説明する。図３５は、本実施形態に係る表示パネルを示す平面図であり、図３６は本実施形態に係る表示装置を示す斜視図であり、図３７は図３６に示す半透過型液晶表示パネルにおいて、Ｘ軸方向に平行な線分でスルーホールを含む反射領域を切断した断面における光学モデルを示す図である。図３５及び図３６に示すように、本第９実施形態に係る半透過型液晶表示パネル２９及び立体画像表示装置１９は、上述の第８実施形態に記載の半透過型液晶表示パネル２８及び立体画像表示装置１８と比較して、前述の第４実施形態に記載の左眼用画素４４Ｌ及び右眼用画素４４Ｒを適用した場合である。即ち、スルーホール４４Ｌｄ又は４４ＲｄのＸ軸方向における幅が、画素ピッチの５０％以下である場合について説明する。本実施形態における上記以外の構成は、前述の第８の実施形態と同様である。

本実施形態では、スルーホール４４Ｌｄ及び４４ＲｄのＸ軸方向における開口の幅が画素ピッチの半分以下に設定されているため、画素の像をぼかす量が異なる。即ち、本実施形態では、前述の数式１８の代わりに、前述の数式２３が適用される。

このとき、図３７に示すように、スルーホールの観察面における拡大像の幅はｔ×ｅとなり、観察面においてスルーホールの影響を低減するには、このスルーホール拡大像の幅を半分に割った値、即ちｔ×ｅ／２だけ、画素の像をぼかせば良いことになる。後は前述の第８実施形態と同様にして、スリット開口幅Ｓ２は下記数式３８が成立する範囲に設定することが好ましいことが算出される。

なお、スリット幅Ｓ２の上限値は、前述の第８の実施形態と同様に、スリット配列ピッチの半分と考えることができる。したがって、スリット幅Ｓ２は上記の数式３８を満たし、かつスリット配列ピッチの半分以下にすることが好ましい。

本実施形態においては、スルーホールが矩形開口状に形成され、かつＸ軸方向の開口幅が小さい場合に好適に適用することができ、ぼかし量を低減して広い立体視域を実現することができる。本第９実施形態における上記以外の動作及び効果は、前述の第４実施形態と同様である。

次に、本発明の第１０の実施形態について説明する。図３８は本実施形態に係る端末装置を示す斜視図であり、図３９は本実施形態に係る表示パネルを示す平面図であり、図４０は本実施形態に係る表示装置を示す斜視図である。図３８乃至図４０に示すように、本実施形態における半透過方液晶表示パネル２０及び表示装置１０は、端末装置としての携帯電話９１に組み込まれている。そして、本実施形態は、前述の第１の実施形態と比較して、レンチキュラレンズ３を構成するシリンドリカルレンズ３ａの長手方向、即ちＹ軸方向が画像表示装置の横方向、即ち、画像の水平方向であり、シリンドリカルレンズ３ａの配列方向、即ちＸ軸方向が縦方向、即ち、画像の垂直方向である点が異なっている。

また、図３９に示すように、表示パネル２０には、各１つの第１視点用画素４Ｆ及び第２視点用画素４Ｓからなる画素対が複数個、マトリクス状に配列されている。そして、１つの画素対における第１視点用画素４Ｆ及び第２視点用画素４Ｓの配列方向は、シリンドリカルレンズ３ａの配列方向となるＸ軸方向であり、画面の縦方向（垂直方向）である。また、各画素４Ｆ及び４Ｓの構造は、前述の第１実施形態と同様である。例えば、第１視点用画素４Ｆにおいては、透過領域４Ｆａ、反射領域４Ｆｂ、色層４Ｆｃ、スリット状のスルーホール４Ｆｄ、遮光領域４Ｆｅが前述の第１実施形態と同様に設けられている。本実施形態における上記以外の構成は、前述の第１の実施形態と同様である。

次に、本実施形態に係る画像表示装置の動作について説明するが、基本的な動作は前述の第１実施形態と同様であり、表示する画像が異なる。表示パネル２０の第１視点用画素４Ｆが第１視点用の画像を表示し、第２視点用画素４Ｓが第２視点用の画像を表示する。第１視点用の画像及び第２視点用の画像は、相互に視差がある立体画像ではなく、平面画像である。また、両画像は相互に独立した画像であってもよいが、相互に関連する情報を示す画像であってもよい。

本実施形態においては、スルーホールの影響のない均一な反射表示が実現でき、視野角や外光条件により色味が異常変化する現象を抑制できるだけでなく、観察者が携帯電話９１の角度を変えるだけで、第１視点用の画像又は第２視点用の画像を選択して観察できるという利点がある。特に、第１視点用の画像と第２視点用の画像との間に関連性がある場合には、観察角度を変えるという簡単な手法で夫々の画像を切り換えて交互に観察できるため、利便性が大幅に向上する。なお、第１視点用の画像と第２視点用の画像とを横方向に配列した場合には、観察位置によっては、右眼と左眼とで異なる画像を観察する場合がある。この場合、観察者は混乱し、各視点の画像を認識できなくなる。これに対して、本実施形態に示すように、複数視点用の画像を縦方向に配列した場合には、観察者は各視点用の画像を必ず両眼で観察できるため、これらの画像を容易に認識できる。本実施形態における上記以外の効果は、前述の第１の実施形態と同様である。なお、本実施形態は、前述の第２乃至第９の実施形態のいずれかの実施形態と組み合わせることもできる。更に、後述の実施形態と組み合わせて使用することもできる。

なお、前述の第１乃至第１０の実施形態においては、携帯電話等に搭載され、１人の観察者の左右の眼に相互に視差がある画像を供給して立体画像を表示するか、１人の観察者に複数種類の画像を同時に供給する画像表示装置の例を示したが、本発明に係る画像表示装置はこれに限定されず、大型の表示パネルを備え、複数の観察者に相互に異なる複数の画像を供給するものであってもよい。なお、後述の実施形態に関しても同様である。

次に、本発明の第１１の実施形態について説明する。図４１は、本実施形態に係る表示パネルを示す平面図であり、図４２は本実施形態に係る表示装置を示す斜視図である。図４１及び図４２に示すように、本第１１実施形態に係る半透過型液晶表示パネル２２１及び表示装置１１１は、上述の第７実施形態に記載の半透過型液晶表示パネル２７及び表示装置１７と比較して、左眼用画素４６Ｌ及び右眼用画素４６Ｒが使用されている点が異なる。

左眼用画素４６Ｌにおいては、色層４６Ｌｃに設けられたスルーホール４６Ｌｄの形状が第７実施形態と異なる。具体的には、スルーホール４６Ｌｄの形状は階段状であり、したがってＹ軸方向におけるスルーホールの開口の幅が、Ｘ軸方向の座標により異なっている。例えば左眼用画素４６Ｌにおいては、Ｘ軸方向における中央付近に、Ｙ軸方向の開口幅が最も大きなスルーホールが形成されている。そして、中央付近からＸ軸方向に離れるに従い、Ｙ軸方向の開口幅もステップ状に小さくなるように配置されている。また、右眼用画素４６Ｒにおいても、同様である。本実施形態における上記以外の構成は、前述の第７の実施形態と同様である。即ち、前述の第７の実施形態と同様に、レンチキュラレンズ３３を構成するシリンドリカルレンズ３３ａは、前述の第１実施形態に記載のレンチキュラレンズ３を構成するシリンドリカルレンズ３ａよりも曲率半径が小さく、かつ前述の第３実施形態に記載のレンチキュラレンズ３１を構成するシリンドリカルレンズ３１ａよりも曲率半径が大きい。

なお、図４１において、遮光領域４６Ｌｅは、左眼用画素４６Ｌの透過領域４６Ｌａ及び反射領域４６Ｌｂを除いた部分に配置されている。これは、他の画素、及び他の実施形態においても同様である。

本実施形態においては、Ｙ軸方向におけるスルーホール４５Ｌｄの開口幅が、Ｘ軸座標により異なるように構成されている。そして、レンチキュラレンズ３３は、その焦点が画素からわずかに異なるように設定されている。このため、観察面に対する結像効果を弱めて、画素の像をぼかす効果を発揮しているものの、その程度はわずかであり、良好な分離特性が実現可能である。この二つの特徴により、本実施形態のように階段状の開口を有するスルーホールを使用した場合でも、前述の第２実施形態と同様、Ｙ軸方向の開口幅がＸ軸方向に対してなだらかに変化する構成と同様の効果を発揮することができる。即ち、階段状開口に起因した視野角方向の色味むらの発生を抑制でき、使用者の違和感を低減することができる。

特に、液晶表示パネルの駆動方法としてＴＦＴ方式を使用した場合には、画素電極に表示する画像と対応した電圧を印加するためのトランジスタや、その電圧を保持するための蓄積容量など、構造物を多数配置する必要がある。この結果、これらの構造物のレイアウトによっては、前述の第２実施形態のようになだらかに変化する形状のスルーホールを好適に配置できない場合が発生する。このような場合には、本実施形態のように階段状の開口を有するスルーホールを適用し、レンチキュラレンズの分離性能、即ち左右の画素から発する光を異なる方向に分離する性能を僅かに低下させることにより、表示品質を向上することができる。

なお、本実施形態におけるレンチキュラレンズの焦点距離は、スルーホールにおける階段状の開口がそのまま観察面に投影されないように設定すればよく、例えば前述の第３実施形態と同様に考えることができる。即ち、ぼかし量は、階段状開口の各段のＸ軸方向における幅と同等に設定すればよい。これにより、スルーホールの階段状の形状に起因した視野角方向依存の色味むらを低減することができ、前述の第２実施形態と同様の画質を実現することができる。

なお、図４１に示すように、Ｘ軸方向におけるスルーホールの開口幅は、色層の端部において大きく形成され、端部から離れるに従って小さくなるように形成されていることが望ましい。この形状は、換言すれば、色層の一部をかじり取った形状と表現することもできる。これにより、色層が鋭角状になるのを防止することができるため、スルーホールの形成が容易となるだけでなく、面内の形状のばらつきを低減して、均一な表示が実現できる。

更にまた、本実施形態においては、スルーホールの開口形状は階段状であるものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。Ｙ軸方向の開口幅がＸ軸方向に対してステップ状に変化するスルーホール形状に対して、同様に適用することができる。

以上、本発明の第１１実施形態についてまとめる。本実施形態における表示パネルは、マトリクス状に配列され少なくとも第１視点用の画像を表示する画素及び第２視点用の画像を表示する画素を含む複数の表示単位と、前記表示単位内における前記第１視点用の画像を表示する画素と前記第２視点用の画像を表示する画素とを配列した第１の方向に沿って前記各画素から出射した光を相互に異なる方向に振り分ける光学部材と、前記各画素の表示領域に夫々設けられたカラーフィルタ層と、前記各画素の表示領域に夫々設けられたカラーフィルタ層と、前記各画素における前記カラーフィルタ層に設けられたスルーホールと、を有し、前記表示パネルの表示面において前記第１の方向と直交する第２の方向における前記スルーホールの幅が、前記第１の方向の位置に応じてステップ状に変化し、前記光学部材は前記画素と結像関係にないことを特徴とする。本発明においては、スルーホールの像をぼかして表示することにより、スルーホールの影響を低減でき、色味の変化を抑制することができる。また、スルーホールの配置の自由度を向上して、高い表示品質を実現することができる。本第１１実施形態における上記以外の動作及び効果は、前述の第７実施形態と同様である。

次に、本発明の第１２の実施形態について説明する。図４３は、本実施形態に係る表示パネルを示す平面図であり、図４４は本実施形態に係る表示装置を示す斜視図である。図４３及び図４４に示すように、本第１２実施形態に係る半透過型液晶表示パネル２２２及び表示装置１１２は、上述の第２実施形態に記載の半透過型液晶表示パネル２２及び表示装置１２と比較して、左眼用画素４７Ｌ及び右眼用画素４７Ｒが使用されている点が異なる。

左眼用画素４７Ｌにおいては、色層４７Ｌｃに設けられたスルーホール４７Ｌｄの形状が、是第２実施形態と異なる。具体的には、スルーホール４７Ｌｄの形状は逆台形状である。即ち、色層の端部側に下底を配置した台形となっている。そして、反射領域４７Ｌｂの角部には色層４７Ｌｃが存在するように、スルーホールが形成されている。また、右眼用画素４７Ｒにおいても同様である。本実施形態における上記以外の構成は、前述の第２実施形態と同様である。本実施形態における上記以外の構成は、前述の第２の実施形態と同様である。

本実施形態においては、スルーホールは画素の表示領域の角部を除外して配置されている。即ち、画素の表示に使用する領域の角部には色層が存在するように、スルーホールは形成されている。一般的に、色層を形成するためのカラーレジストは、ある程度の厚みとなるように形成されている。この厚みは実現する色の濃さにも依存するが、最近では広色度域の表示が求められるため、増大する傾向にある。具体的には、液晶層の厚みは３乃至４マイクロメートルであるのに対して、色層を形成するカラーレジストの厚みは、２マイクロメートル程度となる。このように、スルーホールとその周辺とでは、厚み方向の構造に大きな差異が発生するので、この差異を低減するために、平坦化層が導入されることも多い。しかし、この差異を完全に低減することはできず、スルーホール部と色層部では、液晶層の厚みが若干異なっている。即ち、色層の存在しないスルーホール部の方が、液晶層の厚みは大きくなる。

次に、画素の表示に使用する領域の角部に着目すると、この領域は変曲点であり、液晶の異常配向が発生し易い傾向にある。特に、遮光領域を金属層でなくブラックレジストなどの有機層で形成した場合には、遮光領域の端部で段差が発生する。この段差の影響により液晶の異常配向が誘発される傾向にあり、特に直線部よりも角部において異常配向が発生する確率が高い。

本実施形態においては、液晶の異常配向が発生する確率の高い角部を除外してスルーホールを形成している。これにより、画素の角部にスルーホールを形成する場合や、画素の角部にスルーホールの端部を形成する場合と比較して、液晶の配向異常を低減することができる。従って、表示品質の向上が可能となる。本第１２実施形態における上記以外の動作及び効果は、前述の第２実施形態と同様である。

次に、本発明の第１３の実施形態について説明する。図４５は、本実施形態に係る表示パネルを示す平面図であり、図４６は本実施形態に係る表示装置を示す斜視図である。図４５及び図４６に示すように、本第１３実施形態に係る半透過型液晶表示パネル２２３及び表示装置１１３は、上述の第１実施形態に記載の半透過型液晶表示パネル２及び表示装置１と比較して、２種類の左眼用画素４０１Ｌ及び４０２Ｌが使用され、２種類の右眼用画素４０１Ｒ及び４０２Ｒが使用されている点が異なる。

左眼用画素４０１Ｌの構造は、右眼用画素４０１Ｒの構造と同じである。同様に、左眼用画素４０２Ｌの構造は、右眼用画素４０２Ｒの構造と同じである。左眼用画素４０１Ｌと右眼用画素４０１Ｒは、組となって表示単位を形成している。そして、この左眼用画素４０１Ｌ及び右眼用画素４０１Ｒとからなる表示単位が、シリンドリカルレンズの配列方向であるＸ軸方向に沿って、繰り返し配置されている。また、左眼用画素４０２Ｌと右眼用画素４０２Ｒは、やはり組となって表示単位を形成している。そして、この左眼用画素４０２Ｌ及び右眼用画素４０２Ｒとからなる表示単位が、シリンドリカルレンズの配列方向であるＸ軸方向に沿って、繰り返し配置されている。更に、左眼用画素４０１Ｌ及び右眼用画素４０１Ｒとからなる表示単位の行と、左眼用画素４０２Ｌ及び右眼用画素４０２Ｒとからなる表示単位の行は、Ｙ軸方向に沿って、交互に配置されている。

左眼用画素４０１Ｌにおいては、スルーホール４０１Ｌｄが、画素の一部の領域にのみ形成されている。具体的には、前述の第１実施形態の左眼用画素４Ｌに対して、スルーホールがＸ軸方向において分断するように配置されている。例えば矩形状のスルーホールがＸ軸方向に連続しないように配置されている。そして、左眼用画素４０１Ｌと左眼用画素４０２Ｌとでは、この矩形状のスルーホールの位置、即ち各画素におけるスルーホールの相対位置が異なっている。特に、Ｘ軸方向における相対位置が異なっている。一例では、左眼用画素４０１Ｌにおけるスルーホール４０１Ｌｄの相対位置は、左眼用画素４０２Ｌにおけるスルーホール４０２Ｌｄの相対位置と、Ｙ軸対称、即ちシリンドリカルレンズの配列方向と直交する方向に延伸する軸に対して対称な関係にある。本実施形態における上記以外の構成は、前述の第１の実施形態と同様である。

本実施形態においては、左眼用画素４０１Ｌ及び右眼用画素４０１Ｒを有する表示単位の行と、左眼用画素４０２Ｌ及び右眼用画素４０２Ｒを有する表示単位の行とを用いて、スルーホールの影響を補償することができ、高画質化が可能となる。

即ち、左眼用画素４０１Ｌにおけるスルーホール４０１ＬｄのＸ軸方向の位置は、左眼用画素４０２Ｌにおけるスルーホール４０２ＬｄのＸ軸方向の位置と異なっている。このため、レンチキュラレンズにより観察面に投影されるスルーホール４０１Ｌｄの像の位置と、スルーホール４０２Ｌｄの像の位置は異なったものとなる。これにより、スルーホールの像の位置が全画素で同一となる現象を防止でき、スルーホールの影響を低減することができる。換言すれば、レンズ等の光学部材の振分方向となる第１方向に対し、表示面内で直交する第２方向において隣接する表示単位は、スルーホールの相対位置が異なる画素を有している。そして、この第２方向に沿って隣接する画素を使用して、スルーホールの影響を補償することができる。

前述の第１実施形態から第１２実施形態までの各実施形態においては、全画素が同じ構造であることが前提であった。これに対し、本実施形態では、異なる画素構造を採用してスルーホールの影響を低減している点が特徴的である。

本実施形態においては、特に薄膜トランジスタを使用した表示パネルに対して好適に適用することができる。特に、薄膜トランジスタや、この薄膜トランジスタと組み合わせて使用する蓄積容量等によりスルーホールの位置が限定されてしまう場合、行単位で薄膜トランジスタ等の位置を変えることで好適に適用可能である。例えば、画素中での薄膜トランジスタ等の位置が、行単位でＹ軸対称となるように配置することにより、本実施形態のスルーホール配置と好適に組み合わせることが可能となる。

更に本実施形態においては、各表示単位を構成する左眼用画素と右眼用画素において、スルーホールの位置が同様になるよう構成されている。即ち、各表示単位を構成する画素は、スルーホールの相対位置が同じである。これにより、左眼が視認する画素と右眼が視認する画素を同様にすることができるため、違和感の一層の低減が可能となる。特に、各表示単位を構成する左眼用画素と右眼用画素に同情報を表示することにより２Ｄ表示が実現される場合において、非常に有効である。

また、本実施形態においては、スルーホールの位置が異なる画素をＹ軸方向に沿って配置することにより、スルーホールの影響を低減している。これは特に、Ｘ軸方向に多数の画素を配置する必要がある多視点化の際に非常に有効となる。即ち、本実施形態においては、表示単位が左眼用画素と右眼用画素の２種類から構成される２視点の場合について説明したが、視点数を増やす場合にはＸ軸方向、即ちシリンドリカルレンズの配列方向に沿って、多数の画素を配置する必要がある。

例えば正方形の領域中に多数の多視点表示用画素を配置する場合では、Ｘ軸方向の画素密度が高くなるため、異なるスルーホール位置を有する画素をＸ軸方向に沿って配列するのは難しい。本実施形態のようにスルーホールの位置が異なる画素をＹ軸方向に沿って配置する方が好ましく、高画質化が可能となる。

また、正方形の領域中に限定することなく多視点表示用画素を配置した場合、即ちＸ軸方向の画素密度を向上することなく多視点表示を実現した場合には、Ｘ軸方向における表示単位のピッチが粗くなり、補償の効果が十分に得られなくなる。やはり、本実施形態のように、Ｙ軸方向に隣接する画素を使用して補償するのが好ましい。

なお、カラー画素の配置に関しては、例えば赤緑青色の３色の画素を横ストライプ状に配置した場合、Ｙ軸方向に隣接する赤色と緑色の画素のスルーホールの位置は異なるが、この緑色の画素に隣接する青色の画素のスルーホールの位置は赤色の画素と同じである。更に、この青色の画素に隣接する赤色の画素のスルーホールの位置は青色の画素とは異なる。これにより、同色の画素にのみ着色すると、スルーホールの位置が異なる画素が交互に配置されていることになる。即ち、スルーホールの位置が異なる画素の数と、カラー画素の色の数との関係においては、少なくとも同じ数でない方がよい。より好ましくは、互いに割り切れない関係にあることが望ましいことになる。これにより、直接隣接する画素でなくても、同じ役割を担う画素を使用して、実効的に補償効果を発揮することができる。

なお、スルーホールの開口高さ、即ちＹ軸方向におけるスルーホールの開口幅は、色の種類に応じて異なっていてもよい。即ち、本発明においては、レンズの分離方向であるＸ軸方向において、スルーホールの位置が異なる画素が存在する点が重要なポイントである。

本実施形態においては、スルーホールの位置が異なる２種類の画素を使用するものとして説明したが、本発明はこれに限定されず、更に多くの種類の画素を使用することもできる。本第１３実施形態における上記以外の動作及び効果は、前述の第１実施形態と同様である。

次に、本発明の第１４の実施形態について説明する。図４７は、本実施形態に係る表示パネルを示す平面図であり、図４８は本実施形態に係る表示装置を示す斜視図である。図４７及び図４８に示すように、本第１４実施形態に係る半透過型液晶表示パネル２２４及び表示装置１１４は、上述の第１３実施形態に記載の半透過型液晶表示パネル２２３及び表示装置１１３と比較して、左眼用画素と右眼用画素の配置が異なる。即ち、２種類の左眼用画素４０１Ｌ及び４０２Ｌが使用され、２種類の右眼用画素４０１Ｒ及び４０２Ｒが使用されている点は同じであるが、左眼用画素４０１Ｌ及び右眼用画素４０１Ｒから構成される表示単位がＹ軸方向に沿って繰り返し配置されている。そして、左眼用画素４０２Ｌ及び右眼用画素４０２Ｒから構成される表示単位がＹ軸方向に沿って繰り返し配置されている。即ち、２種類の表示単位の列が、Ｘ軸方向に交互に配置されていることになる。本実施形態における上記以外の構成は、前述の第１３の実施形態と同様である。

本実施形態においては、Ｘ軸方向に隣接する表示単位を使用することにより、スルーホールの影響を補償することができる。即ち、レンズ等の光学部材の振分方向となる第１方向に隣接する表示単位は、スルーホールの相対位置が異なる画素を有している。Ｙ軸方向には同じ画素が配置することになるため、特に横ストライプのカラー配置と好適に組み合わせて使用することができ、色の種類と画素の種類を独立に配置することができる。これは表示を均一化する点で好ましい。特に視点数よりも色層の種類が多い場合、例えば３色２視点の場合などに好適に適用できる。これはＸ軸方向の画素の数がＹ軸方向の画素の数より小さいからである。

このように表示を均一化する目的においては、スルーホールの位置が同じである画素が繰り返し配置される方向は、同色の画素が繰り返し配置される方向と直交する方が好ましい。更には、同色の画素が繰り返し配置される方向は、レンズの配列方向と同じ方向である方が好ましい。これは、レンズ作用により色の分離が発生するのを防ぐためである。従って、スルーホールの位置が同じである画素が繰り返し配置される方向は、レンズの配列方向と直交する方が好ましいことになる。そうでない場合には、前述の第１３実施形態に記載のように、スルーホールの位置が異なる画素の数と、カラー画素の色の数に制約が発生することになる。本第１４実施形態における上記以外の動作及び効果は、前述の第１３実施形態と同様である。

次に、本発明の第１５の実施形態について説明する。図４９は、本実施形態に係る表示パネルを示す平面図であり、図５０は本実施形態に係る表示装置を示す斜視図である。図４９及び図５０に示すように、本第１５実施形態に係る半透過型液晶表示パネル２２５及び表示装置１１５は、上述の第１３実施形態に記載の半透過型液晶表示パネル２２３及び表示装置１１３と比較して、左眼用画素と右眼用画素の配置が異なる。即ち、左眼用画素４０１Ｌ及び右眼用画素４０１Ｒから構成される表示単位と、左眼用画素４０２Ｌ及び右眼用画素４０２Ｒから構成される表示単位が市松模様状に配置されている。換言すれば、２種類の表示単位は、Ｘ軸方向に沿って交互に配置されるだけでなく、Ｙ軸方向に沿っても交互に配置されている。本第１５実施形態における上記以外の構成は、前述の第１３実施形態と同様である。

本実施形態においては、Ｘ軸方向に沿って配置されている表示単位だけでなく、Ｙ軸方向に沿って配置されている表示単位を使用して、スルーホールの影響を低減することができる。即ち、レンズ等の光学部材の振分方向となる第１方向に隣接する表示単位は、スルーホールの相対位置が異なる画素を有しており、かつ表示面内においてこの第１方向と直交する第２方向に隣接する表示単位もスルーホールの相対位置が異なる画素を有している。これにより、前述の第１３実施形態よりも補償効果を高めることができるため、高画質化が可能となる。本第１５実施形態における上記以外の動作及び効果は、前述の第１３実施形態と同様である。

次に、本発明の第１６の実施形態について説明する。図５１は、本実施形態に係る表示パネルを示す平面図であり、図５２は本実施形態に係る表示装置を示す斜視図である。図５１及び図５２に示すように、本第１６実施形態に係る半透過型液晶表示パネル２２６及び表示装置１１６は、上述の第１５実施形態に記載の半透過型液晶表示パネル２２５及び表示装置１１５と比較して、左眼用画素と右眼用画素の配置が異なる。即ち、左眼用画素４０１Ｌ及び右眼用画素４０１Ｒが使用されている点は同じであるが、左眼用画素４０３Ｌ及び右眼用画素４０３Ｒが使用されている点が異なる。左眼用画素４０３Ｌは、左眼用画素４０１Ｌを１８０度の回転対称に配置したものである。同様に、右眼用画素４０３Ｒは、右眼用画素４０３Ｌを１８０度の回転対称に配置したものである。そして、左眼用画素４０１Ｌ及び右眼用画素４０１Ｒから構成される表示単位と、左眼用画素４０３Ｌ及び右眼用画素４０３Ｒから構成される表示単位が、前述の第１４実施形態と同様に、市松模様状に配置されている。本第１６実施形態における上記以外の構成は、前述の第１５実施形態と同様である。

本実施形態においては、２種類の表示単位を市松模様状に配置することにより、２次元の補償効果を発揮して高画質化が可能となる。更には、隣接する画素のスルーホールが近接して配置しているため、スルーホールとその周辺との段差に起因した液晶の異常配向を抑制でき、高画質化が可能となる。本第１６実施形態における上記以外の動作及び効果は、前述の第１５実施形態と同様である。

次に、本発明の第１７の実施形態について説明する。図５３は、本実施形態に係る表示パネルを示す平面図であり、図５４は本実施形態に係る表示装置を示す斜視図である。図５３及び図５４に示すように、本第１７実施形態に係る半透過型液晶表示パネル２２７及び表示装置１１７は、上述の第１６実施形態に記載の半透過型液晶表示パネル２２６及び表示装置１１６と比較して、画素の形状、配置が大きく異なったものとなっている。

画素の形状に関しては、前述の実施形態は矩形を基本エレメントとしていたのに対し、本実施形態は台形を基本エレメントとしている。ここで、台形を基本エレメントとするということは、画素の表示領域の形状が台形であることを意味する。

具体的には、左眼用画素４０４Ｌにおいては、Ｘ軸方向に沿って隣接する画素との境界に位置する遮光領域が、Ｙ軸方向から傾斜して配置されている。そして、左側に隣接する画素との境界に位置する遮光領域は、右側に隣接する画素との境界に位置する遮光領域と、反対の角度方向に傾斜して配置されている。これにより、台形の斜辺部が形成され、そして画素の表示領域が台形状に形成されている。即ち、透過領域４０４Ｌａは台形であり、反射領域４０４Ｌｂも台形である。なお、色層４０４Ｌｃの形状は、スルーホール部を除外すると、前述の実施形態と同様である。また、スルーホール４０４Ｌｄは台形状であり、やはり台形状である表示領域の上辺付近に配置されている。なお、スルーホール４０４Ｌｄは、上辺のＸ軸方向中央付近ではなく、−Ｘ方向に偏って配置されている。

右眼用画素４０５Ｒは、左眼用画素４０４Ｌを１８０度の回転対称に配置したものである。そして、左眼用画素４０４Ｌと右眼用画素４０５Ｒにより表示単位が形成されている。

同様に、左眼用画素４０５Ｌは、左眼用画素４０４Ｌを１８０度の回転対称に配置したものである。また、右眼用画素４０４Ｒは、右眼用画素４０５Ｌを１８０度の回転対称に配置したものである。即ち、左眼用画素４０４Ｌと右眼用画素４０４Ｒは、画素の構造は同じであるが、レンズに対する位置関係が異なっている。左眼用画素４０５Ｌと右眼用画素４０５Ｒも同様であり、画素の構造は同じであり、レンズに対する位置関係が異なっている。なお、左眼用画素４０５Ｌと右眼用画素４０４Ｒにより表示単位が形成されている。

次に、これらの２種類の表示単位の配置について説明する。左眼用画素４０４Ｌ及び右眼用画素４０５Ｒから構成される表示単位の−Ｙ方向側に、左眼用画素４０５Ｌ及び右眼用画素４０４Ｒから構成される表示単位が配置されている。前述のように、左眼用画素４０５Ｌは左眼用画素４０４Ｌを１８０度の回転対称に配置したものであるため、台形状の画素の上底同士が相対して配置されていることになる。同様に、右眼用画素４０５Ｒの下辺は、右眼用画素４０４Ｒの下辺と相対して配置されている。

そして、左眼用画素４０４Ｌ及び右眼用画素４０５Ｒから構成される表示単位の＋Ｘ方向側に、左眼用画素４０４Ｌ及び右眼用画素４０５Ｒから構成される表示単位が配置されている。また、この左眼用画素４０４Ｌ及び右眼用画素４０５Ｒから構成される表示単位のーＹ方向側には、左眼用画素４０４Ｌ及び右眼用画素４０５Ｒから構成される表示単位が配置されている。

このようにして、シリンドリカルレンズの画像振分方向となるＸ軸方向において、隣接する画素の境界に配置された遮光領域がＹ軸方向から傾斜して配置されている。そしてこの傾斜の方向は、Ｙ軸方向に隣接する画素において、一画素毎に交互に反対方向となっている。これにより、Ｙ軸方向に沿って延伸する遮光領域は、Ｙ軸方向に沿って延びるジグザグの線となっている。そして、このジグザグの線と、このジグザグの線をＹ軸に対して線対称に配置した別のジグザグの線とが、Ｘ軸方向に交互に配置されている。

本実施形態における別の特徴として、表示単位内における左眼用画素と右眼用画素が平行配置されていない点が挙げられる。例えば、左眼用画素４０４Ｌ及び右眼用画素４０５Ｒから構成される表示単位においては、右眼用画素４０５Ｒは左眼用画素４０４Ｌを１８０度の回転対称に配置したものである。即ち、この表示単位は、回転対称の関係に配置された画素を有している。

本来、このように、表示単位内において配置の異なる画素を使用するのは好ましくない。それは、左眼と右眼が異なる状態の画素を視認することになるからである。そこで、本実施形態においては、この問題を隣接表示単位による補償を使用して解決している。

本実施形態においては、左眼用画素４０４Ｌ及び右眼用画素４０５Ｒから構成される表示単位のーＹ方向側に、左眼用画素４０５Ｌ及び右眼用画素４０４Ｒから構成される表示単位が配置されている。この２種類の表示単位に着目すると、左眼用画素４０４Ｌは右眼用画素４０４Ｒと同じ構造である。そして、左眼用画素４０５Ｌは右眼用画素４０５Ｒと同じ構造である。このように、隣接する表示単位まで合わせることにより、同じ構造の画素を配置する。これが隣接表示単位による補償の考え方である。

そして、各画素のスルーホールは、各表示単位を構成する画素において、異なる構造に配置されている。しかし、この配置は、隣接する表示単位での補償が可能な状態である。本第１７実施形態における上記以外の構成は、前述の第１６実施形態と同様である。

本実施形態においては、２次元状の補償効果を発揮することができ、スルーホールの影響を低減して高品質な表示が可能となる。また、各画素の表示領域が台形状に形成されているため、レンズの振分方向となるＸ軸方向に沿って隣接する画素の間に存在する非表示領域の影響を低減することができ、視認性の向上が可能となる。更には、配線や薄膜トランジスタを効率良く配置できるため、表示に寄与する領域を大きく確保することができ、明るい表示が可能となる。また、上下に隣接する画素でスルーホールのみならず、反射領域や透過領域を近接して配置できるため、効率の良い配置が可能になり、明るい表示が可能となる。なお、本実施形態においては、基本的に１種類の画素のみが使用され、この１種類の画素が回転対称配置や線対称配置されている。即ち、使用している画素は１種類だけなので、設計の負荷を低減することができる。

なお、本実施形態におけるスルーホールは台形であるものとして説明した。しかし本発明はこれに限定されず、一例では矩形のスルーホールを使用することもできるし、平行四辺形状のスルーホールや、平行四辺形を左右に２分したような形状のスルーホールを使用することもできる。また、スルーホールは、台形状の表示領域を構成する上辺のＸ軸方向中央付近に配置されていてもよい。

更に、完全に台形状ではなく、台形を基本とした形状が使用されてもよい。一例では、台形の底辺側に、底辺と同幅の矩形を設けたような形状を適用することもできる。フォトリソグラフィにより形成される構造物は、均一な形状を実現するため、鋭角を持たない方が好ましい。台形の底辺側に矩形を配置した形状では、鋭角をなくして鈍角と直角のみで形状を構成することができる。これは、画素の表示領域の形状だけでなく、スルーホールの形状に対しても適用することができる。

ここで、カラー画素の配置例について説明しておく。本実施形態は、前述の第１３実施形態に記載のように、スルーホールの相対位置が異なる画素がY軸方向に交互に配列する場合と同様に扱うことができる。例えば赤緑青色の３色の画素を横ストライプ状に配置した場合について考える。図５３において、左端の画素列の左眼用画素４０４Ｌが赤色であり、この画素と−Ｙ方向に隣接する左眼用画素４０５Ｌが緑色であるとする。このとき、赤色と緑色の画素のスルーホールの位置は異なる。前述のように、左眼用画素４０５Ｌの更に−Ｙ方向側には、左眼用画素４０４Ｌが配置される。すると、この左眼用画素４０４Ｌは青色となり、＋Ｙ方向側の赤色の左眼用画素４０４Ｌとスルーホールの位置は同じになる。そして、青色の左眼用画素４０４ＬのーＹ方向側には、左眼用画素４０５Ｌ、左眼用画素４０４Ｌ、左眼用画素４０５Ｌがこの順に配置され、それぞれ、赤色、緑色、青色に割り当てられる。以上まとめると、＋Ｙ方向からーＹ方向に向かって、赤色の左眼用画素４０４Ｌ、緑色の左眼用画素４０５Ｌ、青色の左眼用画素４０４Ｌ、赤色の左眼用画素４０５Ｌ、緑色の左眼用画素４０４Ｌ、青色の左眼用画素４０５Ｌが、この順に配置される。そしてこのセットがＹ軸方向において繰り返し配置される。これにより、同色の画素にのみ着色すると、スルーホールの位置が異なる画素が交互に配置されていることになる。これにより、直接隣接する画素でなくても、同じ役割を担う画素を使用することにより、実効的に補償効果を発揮して高画質化が可能となる。このように、スルーホールの位置が異なる画素の数と、カラー画素の色の数との関係においては、少なくとも両者が同じ数でない方がよい。より好ましくは、互いに割り切れない関係にあることが望ましいことになる。

但し、前述の第１３実施形態と比較して、各表示単位において、左眼用画素のスルーホールの位置が右眼用画素のスルーホールの位置と異なる。即ち、上述の左眼用画素のセットに対応する右眼用画素のセットは、＋Ｙ方向からーＹ方向に向かって、赤色の右眼用画素４０５Ｒ、緑色の右眼用画素４０４Ｒ、青色の右眼用画素４０５Ｒ、赤色の右眼用画素４０４Ｒ、緑色の右眼用画素４０５Ｒ、青色の右眼用画素４０４Ｒとなる。ただし、赤色の左眼用画素４０４Ｌは赤色の右眼用画素４０４Ｒと全く同じ構造である。即ち、左眼用画素のセットにおいて、ＲＧＢストライプの分だけＹ軸方向に位相をずらした画素配置が、右眼用画素のセットとなる。このように、ＲＧＢのセットとして考えると、同じ構成のセットが市松模様を形成して配置されていると表現することもできる。

本第１７実施形態における上記以外の動作及び効果は、前述の第１５実施形態と同様である。

次に、本発明の第１８の実施形態について説明する。図５５は、本実施形態に係る表示パネルを示す平面図であり、図５６は本実施形態に係る表示装置を示す斜視図である。図５５及び図５６に示すように、本第１８実施形態に係る半透過型液晶表示パネル２２８及び表示装置１１８は、上述の第１３実施形態に記載の半透過型液晶表示パネル２２３及び表示装置１１３と比較して、画素の形状が異なる。ただし、画素の配置の規則性はほぼ同様である。

前述の第１７実施形態における各画素が台形を基本エレメントとしていたのに対し、本実施形態における各画素は平行四辺形を基本エレメントとしている。即ち、左眼用画素４０６Ｌにおいては、透過領域４０６Ｌａ及び反射領域４０６Ｌｂが配置され、これらを合わせた表示領域が平行四辺形状となっている。なお、本実施形態においては、透過領域４０６Ｌａも平行四辺形状であり、反射領域４０６Ｌｂも平行四辺形状である。即ち、表示領域、透過領域、反射領域が全て平行四辺形状となるように、遮光領域４０６Ｌｅが形成されている。更には、スルーホール４０６Ｌｄも平行四辺形状となるように、色層４０６Ｌｃは形成されている。

右眼用画素４０６Ｒは左眼用画素４０６Ｌと同じ構造を有している。そして、左眼用画素４０６Ｌ及び右眼用画素４０６Ｒにより表示単位が形成されている。この左眼用画素４０６Ｌ及び右眼用画素４０６Ｒから構成される表示単位は、Ｘ軸方向に沿って繰り返し配置されている。

左眼用画素４０６Ｌ及び右眼用画素４０６Ｒから構成される表示単位の−Ｙ方向側には、左眼用画素４０７Ｌ及び右眼用画素４０７Ｒから構成される表示単位が配置されている。なお、左眼用画素４０７Ｌは、左眼用画素４０６ＬをＹ軸対称に配置したものである。そして、右眼用画素４０７Ｒは左眼用画素４０７Ｌと同じ構造を有している。左眼用画素４０７Ｌ及び右眼用画素４０７Ｒから構成される表示単位は、Ｘ軸方向に沿って繰り返し配置されている。そして、左眼用画素４０６Ｌ及び右眼用画素４０６Ｒから構成される表示単位と、左眼用画素４０７Ｌ及び右眼用画素４０７Ｒから構成される表示単位が、Ｙ軸方向に沿って交互に繰り返し配置されている。

本実施形態においては、スルーホール４０６Ｌｄとスルーホール４０７ＬｄのＸ座標を変えずに、Ｙ座標のみを変えることにより、２つのスルーホールを同一直線上に配置した場合、スルーホールの開口高さ、即ちＹ軸方向の幅が、Ｘ軸方向の位置に依存せず、常に一定となっている。他のスルーホールに対しても同様である。即ち、Ｙ軸方向に沿って隣接する表示単位を利用して、スルーホールのＹ軸方向の幅を常に一定にしていることが特徴である。換言すれば、前述の第１３実施形態で記載した隣接画素補償の概念を利用して、前述の第１実施形態と同様の構造、即ちスルーホールのＹ軸方向の幅をＸ軸位置によらず一定とした構造が実現されている。本第１８実施形態における上記以外の構成は、前述の第１３実施形態と同様である。

本実施形態においては、隣接画素の補償効果を利用して、スルーホールの実効的な高さ、即ちＹ軸方向の幅を、Ｘ軸方向によらず一定にしている。これにより、スルーホールの影響を低減して高品質な表示が可能となる。通常、色層のプロセス条件によりスルーホールの最小の大きさは規定されている。従って、本発明の第１実施形態に記載のように、各画素単位でスルーホールの高さをＸ軸位置によらず一定にすると、スルーホールが大きすぎてしまう場合が発生する。例えば、精細度が高いパネルの場合などが相当する。本実施形態においては、スルーホールの高さは隣接画素を併せて一定に保たれるため、各画素のスルーホールの大きさを小さくすることができる。これにより、精細度を高めた場合でも、色純度の高い反射表示が実現できる。

また、前述の第１７実施形態と同様に、レンズの振分方向となるＸ軸方向に沿って隣接する画素の間に存在する非表示領域の影響を低減することができ、表示の視認性が向上できる。なお、前述の第１７実施形態においては、Ｙ軸方向に沿って延伸する遮光領域が、Ｙ軸方向に沿って延びるジグザグの線となっており、このジグザグの線と、このジグザグの線をＹ軸に対して線対称に配置した別のジグザグの線とが、Ｘ軸方向に交互に配置されていた。これに対して、本実施形態においては、Ｙ軸方向に沿って延伸する遮光領域が、Ｙ軸方向に沿って延びるジグザグの線となっている点は同じである。しかし、Ｘ軸方向には同種のジグザグ状の線が繰り返し配置されている点が異なる。

なお、横ストライプ構造のカラーフィルタに適用する場合には、Ｙ軸方向におけるスルーホールの位置が異なる画素の種類数と、カラー画素の色の数が、少なくとも同じ数でない方がよい。より好ましくは、互いに割り切れない関係にあることが望ましい点は、前述の第１３実施形態と同様である。これにより、直接隣接する画素でなくても、同じ役割を担う画素を使用して、実効的に補償効果を発揮することができるからである。

なお、本実施形態は、各画素が矩形を基本エレメントとした場合に対しても、同様に適用することができる。本第１８実施形態における上記以外の動作及び効果は、前述の第１３実施形態と同様である。

次に、本発明の第１９の実施形態について説明する。図５７は、本実施形態に係る表示パネルを示す平面図であり、図５８は本実施形態に係る表示装置を示す斜視図である。図５７及び図５８に示すように、本第１９実施形態に係る半透過型液晶表示パネル２２９及び表示装置１１９は、上述の第１３実施形態に記載の半透過型液晶表示パネル２２３及び表示装置１１３と比較して、画素の形状、特にスルーホールの形状が異なる。ただし、画素の配置は同様である。そして、前述の第７実施形態のレンチキュラレンズ３３が使用されている。レンチキュラレンズ３３においては、前述のように、レンチキュラレンズを構成するシリンドリカルレンズの焦点距離が、レンズの主点と画素面との間の距離よりも小さい。

前述の第１８実施形態においては、Ｙ軸方向に位置する２種類のスルーホールを、そのＸ座標を保ったままで同一直線上に配置すると、２種類のスルーホールの合成された開口高さはＸ軸座標によらず一定となっていた。これに対し、本第１９実施形態においては、Ｙ軸方向に位置するスルーホールを合成しても、開口高さがＸ座標によらず一定とならない。具体的には、前述の第７実施形態のように、Ｘ軸方向に細分化されたスルーホールとなる。そこで、シリンドリカルレンズの焦点距離を小さくすることにより、スルーホールの開口高さのばらつきを均一化する。換言すれば、本実施形態は、前述の第１３実施形態に記載した隣接画素補償の概念と、前述の第７実施形態に記載した細分化スルーホール及びデフォーカスレンズの概念を複合させたものである。従って、レンズの曲率半径の設定に関しては、前述の第３乃至第７実施形態を適用することができる。即ち、本実施形態において、Ｙ軸方向に隣接する画素のスルーホールの合成像に対して、スルーホール開口幅やギャップ値を設定すればよい。本第１９実施形態における上記以外の構成は、前述の第１３実施形態と同様である。

本実施形態は、レンチキュラレンズを構成するシリンドリカルレンズの焦点距離を画素面からずらして配置することにより、前述の第１８実施形態よりも更に面積の小さなスルーホールに対応できる。これは、前述の第１８実施形態においては、複数種類のスルーホールの合成された開口高さがＸ軸座標によらず均一であったのに対し、本第１９実施形態においては、Ｘ軸方向に細分化されたスルーホールにも対応できるからである。これにより、本実施形態は精細度の更なる向上に対応可能であり、色純度の高い反射表示が実現できる。本第１９実施形態における上記以外の動作及び効果は、前述の第１３実施形態と同様である。

なお、上述の各実施形態は夫々単独で実施してもよいが、適宜組み合わせて実施することも可能である。

Claims (19)

1. マトリクス状に配列され少なくとも第１視点用の画像を表示する画素及び第２視点用の画像を表示する画素を含む複数の表示単位と、前記表示単位内における前記第１視点用の画像を表示する画素と前記第２視点用の画像を表示する画素とが配列された第１の方向に沿って前記各画素から出射した光を相互に異なる方向に振り分ける光学部材と、前記各画素の少なくとも表示領域に夫々設けられたカラーフィルタ層と、前記各画素における前記カラーフィルタ層に設けられたスルーホールと、を有し、前記第１の方向と直交する方向を第２の方向とする場合、同一色の前記カラーフィルタ層を備えた前記第１視点用の画像を表示する画素と前記第２視点用の画像を表示する画素とが前記第１の方向に配列され、異なる色の前記カラーフィルタ層を備えた同一視点用の画像を表示する前記画素が前記第２の方向に配列され、前記表示単位に含まれる前記第１視点用の画像を表示する画素と前記第２視点用の画像を表示する画素における前記スルーホールの前記第１の方向における相対的な位置は同一であり、前記第２の方向に隣接する画素における前記スルーホールの前記第１の方向における相対的な位置は異なることを特徴とする表示パネル。
2. 前記第１の方向に隣接する前記表示単位に含まれる画素における前記スルーホールの第１の方向における相対的な位置は、同一であることを特徴とする請求項１に記載の表示パネル。
3. 前記第１の方向に隣接する前記表示単位に含まれる画素は、前記第２の方向に延伸する線分に対して線対称に配置されることを特徴とする請求項１に記載の表示パネル。
4. 前記第１の方向に隣接する前記表示単位に含まれる画素は、回転対称に配置されることを特徴とする請求項１に記載の表示パネル。
5. 前記同一視点用の画像を表示する複数画素において、前記第２の方向に延伸する線分に対して線対称の関係の画素が存在することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の表示パネル。
6. 前記表示パネルの画素が平行四辺形状を呈し、前記第２の方向に隣接する画素が前記第２の方向に延伸する線分に対して線対称の関係であることを特徴とする請求項５に記載の表示パネル。
7. 前記同一視点用の画像を表示する複数画素において、前記第２の方向に延伸する線分に対して回転対称の関係の画素が存在することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の表示パネル。
8. 前記表示パネルの画素が台形状を呈することを特徴とする請求項７に記載の表示パネル。
9. 前記第２の方向に隣接する画素に関し、前記各画素における前記スルーホールの相対的な位置及び形状が、前記第２の方向に延伸する線分に対して、線対称の関係にあることを特徴とする請求項８に記載の表示パネル。
10. 前記第２の方向に隣接する各画素において各スルーホールの前記第１の方向の相対位置を保ちつつ重ね合わる場合、前記第２の方向におけるスルーホールの開口幅の合計値が、前記第１の方向によらず略一定となることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の表示パネル。
11. 前記光学部材は前記画素と結像関係にないことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の表示パネル。
12. 前記第２の方向における前記スルーホールの幅が、前記第１の方向に徐々に変化することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の表示パネル。
13. 前記スルーホールは前記各画素内において前記第１の方向に対して分断した形状をなすことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の表示パネル。
14. マトリクス状に配列され少なくとも第１視点用の画像を表示する画素及び第２視点用の画像を表示する画素を含む複数の表示単位と、前記表示単位内における前記第１視点用の画像を表示する画素と前記第２視点用の画像を表示する画素とを配列した第１の方向に沿って前記各画素から出射した光を相互に異なる方向に振り分ける光学部材と、前記各画素の表示領域に夫々設けられたカラーフィルタ層と、前記各画素における前記カラーフィルタ層に設けられたスルーホールと、を有し、前記各画素内において、前記スルーホールは前記第１の方向に対して分断した形状をなし、前記光学部材は前記画素と結像関係になく、前記光学部材は、少なくとも前記第１の方向にレンズが配列するように形成されたレンズアレイであり、前記レンズアレイのレンズピッチをＬとし、このレンズの屈折率をｎとし、観察距離ＯＤにおける前記各画素の拡大投影像の周期をｅとし、前記第１の方向における前記スルーホールの幅を各画素ピッチで除した値をｔとし、このスルーホールの幅が各画素の幅の半分以上であるとき、前記レンズの曲率ｒが下記数式のいずれかを満たすことを特徴とする表示パネル。
    ｒ≦ＯＤ×（ｎ−１）×Ｌ／（ｎ×（１−ｔ）×ｅ＋（ｎ−１）×Ｌ）
    ｒ≧ＯＤ×（ｎ−１）×Ｌ／（ｎ×（１−ｔ）×ｅ−（ｎ＋１）×Ｌ）
15. マトリクス状に配列され少なくとも第１視点用の画像を表示する画素及び第２視点用の画像を表示する画素を含む複数の表示単位と、前記表示単位内における前記第１視点用の画像を表示する画素と前記第２視点用の画像を表示する画素とを配列した第１の方向に沿って前記各画素から出射した光を相互に異なる方向に振り分ける光学部材と、前記各画素の表示領域に夫々設けられたカラーフィルタ層と、前記各画素における前記カラーフィルタ層に設けられたスルーホールと、を有し、前記各画素内において、前記スルーホールは前記第１の方向に対して分断した形状をなし、前記光学部材は前記画素と結像関係になく、前記光学部材は、少なくとも前記第１の方向にレンズが配列するように形成されたレンズアレイであり、前記レンズアレイのレンズピッチをＬとし、このレンズの屈折率をｎとし、観察距離ＯＤにおける前記各画素の拡大投影像の周期をｅとし、前記第１の方向における前記スルーホールの幅を各画素ピッチで除した値をｔとし、このスルーホールの幅が各画素の幅の半分未満であるとき、前記レンズの曲率ｒが下記数式のいずれかを満たすことを特徴とする表示パネル。
    ｒ≦ＯＤ×（ｎ−１）×Ｌ／（ｎ×ｔ×ｅ＋（ｎ−１）×Ｌ）
    ｒ≧ＯＤ×（ｎ−１）×Ｌ／（ｎ×ｔ×ｅ−（ｎ＋１）×Ｌ）
16. マトリクス状に配列され少なくとも第１視点用の画像を表示する画素及び第２視点用の画像を表示する画素を含む複数の表示単位と、前記表示単位内における前記第１視点用の画像を表示する画素と前記第２視点用の画像を表示する画素とを配列した第１の方向に沿って前記各画素から出射した光を相互に異なる方向に振り分ける光学部材と、前記各画素の表示領域に夫々設けられたカラーフィルタ層と、前記各画素における前記カラーフィルタ層に設けられたスルーホールと、を有し、前記各画素内において、前記スルーホールは前記第１の方向に対して分断した形状をなし、前記光学部材は前記画素と結像関係になく、前記光学部材は、少なくとも前記第１の方向に有限幅の開口が配列するように形成され、支持基板を有するパララックスバリアであり、前記パララックスバリアと前記画素との距離をＨとし、前記支持基板の屈折率をｎとし、観察距離ＯＤにおける前記各画素の拡大投影像の周期をｅとし、前記第１の方向における前記スルーホールの幅を各画素ピッチで除した値をｔとし、このスルーホールの幅が各画素の幅の半分以上であるとき、前記パララックスバリアの開口の幅Ｓが下記数式を満たすことを特徴とする表示パネル。
    Ｓ≧２×Ｈ×ｔａｎ（１／ｎ×ａｒｃｓｉｎ（ｓｉｎ（ａｒｃｔａｎ（（１−ｔ）×ｅ／ＯＤ／２））））
17. マトリクス状に配列され少なくとも第１視点用の画像を表示する画素及び第２視点用の画像を表示する画素を含む複数の表示単位と、前記表示単位内における前記第１視点用の画像を表示する画素と前記第２視点用の画像を表示する画素とを配列した第１の方向に沿って前記各画素から出射した光を相互に異なる方向に振り分ける光学部材と、前記各画素の表示領域に夫々設けられたカラーフィルタ層と、前記各画素における前記カラーフィルタ層に設けられたスルーホールと、を有し、前記各画素内において、前記スルーホールは前記第１の方向に対して分断した形状をなし、前記光学部材は前記画素と結像関係になく、前記光学部材は、少なくとも前記第１の方向に有限幅の開口が配列するように形成され、支持基板を有するパララックスバリアであり、前記パララックスバリアと前記画素との距離をＨとし、前記支持基板の屈折率をｎとし、観察距離ＯＤにおける前記各画素の拡大投影像の周期をｅとし、前記第１の方向における前記スルーホールの幅を各画素ピッチで除した値をｔとし、このスルーホールの幅が各画素の幅の半分未満であるとき、前記パララックスバリアの開口の幅Ｓが下記数式を満たすことを特徴とする表示パネル。
    Ｓ≧２×Ｈ×ｔａｎ（１／ｎ×ａｒｃｓｉｎ（ｓｉｎ（ａｒｃｔａｎ（ｔ×ｅ／ＯＤ／２））））
18. 請求項１乃至１７のいずれか１項に記載の表示パネルを有することを特徴とする表示装置。
19. 請求項１８に記載の表示装置を有することを特徴とする端末装置。

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