JP5722106B2 - 表示パネル、表示装置および電子機器 - Google Patents

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Description

本発明は、視点ごとでそれぞれ異なる２次元映像（平面映像）を視認することの可能なマルチビュー表示、または特定の視点で３次元映像（立体映像）を視認することの可能な３次元表示を行うことの可能な表示パネル、およびそれを備えた表示装置に関する。また、本発明は、上述の表示装置を備えた電子機器に関する。
近年、マルチビュー表示または３次元表示の可能な表示装置が実用化されている。そのような表示装置の１つとして、例えば、表示パネルの表示領域上にバリア層を備えたものが知られている。そのようなバリア層の１つとして、例えば、特許文献１では、遮光領域によって隔たれた光透過性の複数のスリットが設けられたものが開示されている。また、例えば、特許文献２では、液晶に電圧が印加されることにより遮光領域が生成されるバリア液晶が開示されている（特許文献２参照）。
特開平９−２８１４４０号公報 特開平８−１０６０７０号公報
ところで、上述したようなバリア層を設ける際に、各画素が例えばＲＧＢＷのような４色のサブピクセルで行列状に構成されていると、サブピクセルの配列がＲＧＢ３色のストライプ構造となっている場合と比べて、画素とバリア層との距離を長くすることができる。その結果、表示パネルのＣＦ基板を、その距離に応じた厚さになるまで加工する際の加工マージンを大きくとることができる。しかし、バリア層として、従来の市松状のバリアパターン（遮光領域および光透過領域が行列方向に交互に配列されたパターン）を用いた場合には、４色のうちのいくつかの色がバリアパターンで遮蔽されてしまい、視点の色分離を行うことができないという問題があった。
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、各画素を４色構成としたときに視点の色分離を行うことの可能な表示パネルならびにそれを備えた表示装置および電子機器を提供することにある。
本発明による表示パネルは、複数の画素が行列状に配置されたパネル部と、遮光領域および光透過領域が行列方向に交互に配置されたバリア部とを備えたものである。各画素は、４色の光を発することが可能となっており、色ごとに２つのサブピクセルを有している。
本発明による表示装置は、上記の表示パネルと、パネル部およびバリア部のうち少なくともパネル部を駆動する駆動部とを備えたものである。本発明による電子機器は、上記の表示装置を備えたものである。
本発明による表示パネル、表示装置および電子機器では、各画素において、色ごとに２つのサブピクセルが設けられている。例えば、各画素に設けられた同一色の２つのサブピクセルは、各画素内において行方向または列方向に連続して配置されているか、または、画素全体において行方向または列方向に連続して配置されている。これにより、バリア層として、従来の市松状のバリアパターン（遮光領域および光透過領域が行列方向に交互に配列されたパターン）が用いられていても、全ての色がバリア層を透過することができる。
本発明による表示パネル、表示装置および電子機器によれば、従来の市松状のバリアパターンが用いられていても、全ての色がバリア層を透過することができるようにしたので、各画素を４色構成としたときに視点の色分離を行うことができる。
本発明の一実施の形態に係る表示装置の断面構成の一例を表す図である。 図１のパネル部の平面構成の一例を表す図である。 図１のバリア部の平面構成の一例を表す図である。 デュアルビュー表示のときのパネル部およびバリア部の断面構成の一例を表す図である。 ３次元表示のときのパネル部およびバリア部の断面構成の一例を表す図である。 図４における特定の適視方向から見た時、または図５における右目または左目から見た時の表示パネルの様子を模式的に表す図である。 （Ａ）図２のパネル部の平面構成の第１変形例を表す図である。（Ｂ）図７（Ａ）のパネル部を用いた時の表示パネルの様子を模式的に表す図である。 （Ａ）図２のパネル部の平面構成の第２変形例を表す図である。（Ｂ）図８（Ａ）のパネル部を用いた時の表示パネルの様子を模式的に表す図である。 （Ａ）図２のパネル部の平面構成の第３変形例を表す図である。（Ｂ）図９（Ａ）のパネル部を用いた時の表示パネルの様子を模式的に表す図である。 （Ａ）図２のパネル部の平面構成の第４変形例を表す図である。（Ｂ）図１０（Ａ）のパネル部を用いた時の表示パネルの様子を模式的に表す図である。 （Ａ）図２のパネル部の平面構成の第５変形例を表す図である。（Ｂ）図１１（Ａ）のパネル部を用いた時の表示パネルの様子を模式的に表す図である。 （Ａ）図２のパネル部の平面構成の第６変形例を表す図である。（Ｂ）図１２（Ａ）のパネル部を用いた時の表示パネルの様子を模式的に表す図である。 （Ａ）図２のパネル部の平面構成の第７変形例を表す図である。（Ｂ）図１３（Ａ）のパネル部を用いた時の表示パネルの様子を模式的に表す図である。 一適用例に係る電子機器の一例を表す斜視図である。 比較例に係るパネル部の平面構成の一例を表す図である。 比較例に係るバリア部の平面構成の一例を表す図である。 図１５のパネル部と図１６のバリア部を重ね合わせたときの画素の様子を表す図である。
以下、発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。

１．実施の形態（図１〜図６）
２．変形例（図７〜図１３）
３．適用例（図１４）
＜実施の形態＞
［構成］
図１は、一実施の形態に係る表示装置１の断面構成の一例を表したものである。なお、図１は、模式的に表したものであり、実際の寸法や形状と同一であるとは限らない。表示装置１は、表示パネル２０と、表示パネル２０の背後に配置されたバックライト１０と、表示パネル２０を駆動する駆動回路（図示せず）とを備えている。バックライト１０は、表示パネル２０を背後から照明する面発光源である。表示パネル２０の上面が映像表示面となっている。表示パネル２０は、パネル部３０およびバリア部４０を有している。
図２は、図１のパネル部３０の平面構成の一例を表したものである。図３は、図１のバリア部４０の平面構成の一例を表したものである。
パネル部３０は、外部から入力される映像信号に応じて各画素３１が駆動される透過型のパネルである。パネル部３０は、例えば、液晶パネル、有機ＥＬ(Electro-Luminescence)パネル、またはプラズマパネルである。なお、パネル部３０が有機ＥＬパネルやプラズマパネルなどの、自発光機構を備えている場合には、バックライト１０は省略可能である。パネル部３０は、例えば、図２に示したように、４辺を有する方形状となっている。なお、以下では、パネル部３０の４辺のうち互いに対向する２辺が水平方向と平行となっており、残りの２辺が垂直方向と平行となっているものとする。また、以下では、水平方向のことを左右方向と称したり、行方向と称したりすることがある。また、垂直方向を上下方向と称したり、列方向と称したりすることもある。
パネル部３０は、複数の画素３１が行列状に配置された表示領域を有しており、その周縁に環状のフレーム領域を有している。表示領域に設けられた各画素３１は、４色の光を発することが可能となっており、色ごとに２つのサブピクセルを有している。各画素３１は、例えば、赤、緑、青および白の光を発することが可能となっている。各画素３１は、例えば、図２に示したように、２つの赤色用のサブピクセル３２Ｒ、２つの緑色用のサブピクセル３２Ｇ、２つの青色用のサブピクセル３２Ｂ、および２つの白色用のサブピクセル３２Ｗからなる。なお、以下では、サブピクセル３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂ，３２Ｗの総称として、サブピクセル３２を用いるものとする。
各画素３１に含まれる複数のサブピクセル３２は、ストライプ配列とは異なる配列となっている。各画素３１に設けられた同一色の２つのサブピクセル３２は、表示領域内の画素３１全体において行方向に連続して配置されている。画素３１同士の間や、サブピクセル３２同士の間には、遮光部であるブラック３３が配置されている。ブラック３３は、例えば、図２（Ａ）に示したように、格子状に形成されている。
バリア部４０は、パネル部３０の各画素３１から出射された光（画像光）の一部を遮蔽するものである。バリア部４０は、デュアルビュー表示のときには、一部の画素３１を遮蔽することにより、観察者Ｈが２つの適視方向（後述のｄ１，ｄ２）（図４参照）ごとでそれぞれ異なる２次元映像（平面映像）を視認することを可能にするものである。このとき、表示装置１は、いわゆるデュアルビュー表示装置となっている。また、バリア部４０は、３次元表示のときには、一部の画素３１を遮蔽することにより、観察者Ｈの右目ｅ１および左目ｅ２（図５参照）ごとでそれぞれ異なる２次元映像（平面映像）を視認することを可能にするものである。このとき、表示装置１は、いわゆる３次元表示装置となっている。
バリア部４０は、例えば、図１に示したように、パネル部３０と対向する位置に配置されている。バリア部４０は、例えば、図３に示したように、複数の光透過領域４２が２次元配置されるとともに、各光透過領域４２の周囲に遮光領域４１が配置されたバリアパターンを有している。
遮光領域４１は、例えば、遮光部材によって構成されている。一方、光透過領域４２は、例えば、開口となっている。複数の光透過領域４２は、全体として規則的に配置されており、行方向および列方向に２次元配置されている。遮光領域４１および光透過領域４２は、例えば、図３に示したように、市松状に（つまり行方向および列方向に交互に）配置されている。遮光領域４１は、行方向および列方向ともに、同一の幅となっている。
各光透過領域４２は、例えば、図４、図５に示したように、サブピクセル３２と対応する位置に配置されている。さらに、各光透過領域４２は、例えば、図４、図５に示したように、サブピクセル３２の面積よりも小さな面積となっている。
バリア部４０は、デュアルビュー表示のときには、図４に示したように、観察者Ｈが第１適視方向ｄ１から表示パネル２０を眺めたときに、各光透過領域４２を介して所定のサブピクセル３２の全体または一部が見える位置に配置されている。さらに、バリア部４０は、デュアルビュー表示のときには、図４に示したように、観察者Ｈが第２適視方向ｄ２から表示パネル２０を眺めたときに、各光透過領域４２を介して、先のサブピクセル３２とは異なるサブピクセル３２の全体または一部が見える位置に配置されている。つまり、各光透過領域４２は、観察者Ｈが第１適視方向ｄ１または第２適視方向ｄ２から表示パネル２０を眺めたときに、１つの光透過領域４２から互いに異なる１つのサブピクセル３２の全体または一部を視認可能に構成されている。このとき、観察者Ｈは、第１適視方向ｄ１または第２適視方向ｄ２から表示パネル２０を眺めたときに、例えば、図６に示したように、画素３１ごとに、ＲＧＢＷの４色のサブピクセル３２を視認することができる。
バリア部４０は、３次元表示のときには、図５に示したように、観察者Ｈが右目ｅ１から表示パネル２０を眺めたときに、各光透過領域４２を介して所定のサブピクセル３２の全体または一部が見える位置に配置されている。さらに、バリア部４０は、３次元表示のときには、図５に示したように、観察者Ｈが左目ｅ２から表示パネル２０を眺めたときに、各光透過領域４２を介して、先のサブピクセル３２とは異なるサブピクセル３２の全体または一部が見える位置に配置されている。つまり、各光透過領域４２は、観察者Ｈが右目ｅ１または左目ｅ２から表示パネル２０を眺めたときに、１つの光透過領域４２から互いに異なる１つのサブピクセル３２の全体または一部を視認可能に構成されている。このとき、観察者Ｈは、右目ｅ１または左目ｅ２から表示パネル２０を眺めたときに、例えば、図６に示したように、画素３１ごとに、ＲＧＢＷの４色のサブピクセル３２を視認することができる。
［動作］
本実施の形態では、バックライト１０から出力された光がパネル部３０の各画素３１で変調され、所定の画像光がバリア部４０に出力される。その後、画像光の一部は、バリア部４０の遮光領域４１で遮断され、光透過領域４２を透過した光が表示パネル２０の映像表示面から出力される。映像表示面から出力された光は、例えば、バリア部４０がデュアルビュー表示用となっている場合には、第１適視方向ｄ１と平行な線分上の所定の位置（視点）で結像し、２次元映像（平面映像）が生成される。さらに、映像表示面から出力された光は、例えば、第２適視方向ｄ２と平行な線分上の所定の位置（視点）で結像し、２次元映像（平面映像）が生成される。また、映像表示面から出力された光は、例えば、バリア部４０が３次元表示用となっている場合には、右目ｅ１の位置（視点）で結像し、２次元映像（平面映像）が生成される。さらに、映像表示面から出力された光は、例えば、左目ｅ２の位置（視点）で結像し、２次元映像（平面映像）が生成される。これにより、観察者Ｈは３次元映像を視認することができる。
［効果］
本実施の形態では、各画素３１において、色ごとに２つのサブピクセル３２が設けられている。例えば、各画素３１に設けられた同一色の２つのサブピクセル３２は、各画素３１内において行方向または列方向に連続して配置されているか、または、表示領域内の画素３１全体において行方向または列方向に連続して配置されている。これにより、バリア層４０として、従来の市松状のバリアパターン（遮光領域および光透過領域が行列方向に交互に配列されたパターン）が用いられていても、全ての色がバリア層４０を透過することができる。その結果、各画素３１を４色構成としたときに視点の色分離を行うことができる。
ところで、視点の色分離を行う方法として、本実施の形態以外の方法が１つ考えられる。例えば、図１５に示したように、ＲＧＢＷからなるブロックを行列方向に配列したパネル部１３０において、各画素１３１を、２つのブロックで構成したものを用意する。また、図１６に示したように、列方向に長い遮光領域１４１および光透過領域１４２を行列方向に配列したバリア部１４０を用意する。そして、図１７に示したように、表示パネル１３０とバリア部１４０とを互いに重ね合わせる。このようにすることによっても、各画素３１を４色構成としたときに視点の色分離を行うことが可能である。しかし、そのようにした場合には、遮光領域１４１が列方向に長くなっているために、列方向の精細度と、行方向の精細度とが互いに異なってしまう。
一方、本実施の形態では、バリア部４０の遮光領域４１は、行方向および列方向ともに、同一の幅となっているので、列方向の精細度と、行方向の精細度とが互いに等しくなっている。従って、図１７の場合と比べて、画像品質が優れている。
＜２．変形例＞
［第１変形例］
上記実施の形態では、各画素３１が、ＲＧＢＷの４色の光を発するようになっていたが、それ以外の色の組み合わせとなっていてもよい。例えば、各画素３１が、赤、緑、青および黄の光を発するようになっていてもよい。このとき、例えば、図７（Ａ）に示したように、各画素３１は、２つの赤色用のサブピクセル３２Ｒ、２つの緑色用のサブピクセル３２Ｇ、２つの青色用のサブピクセル３２Ｂ、および２つの黄色用のサブピクセル３２Ｙからなっている。つまり、各画素３１は、上記実施の形態のサブピクセル３２Ｗの代わりにサブピクセル３２Ｙが設けられた構成となっている。
このとき、観察者Ｈは、第１適視方向ｄ１または第２適視方向ｄ２から表示パネル２０を眺めたときに、例えば、図７（Ｂ）に示したように、画素３１ごとに、ＲＧＢＹの４色のサブピクセル３２を視認することができる。また、観察者Ｈは、右目ｅ１または左目ｅ２から表示パネル２０を眺めたときに、例えば、図７（Ｂ）に示したように、画素３１ごとに、ＲＧＢＹの４色のサブピクセル３２を視認することができる。
［第２変形例］
上記実施の形態では、各画素３１に設けられた同一色の２つのサブピクセル３２が、表示領域内の画素３１全体において行方向に連続して配置されていたが、各画素３１内において行方向に連続して配置されていてもよい。例えば、図８（Ａ）に示したように、各画素３１において、同一色の２つのサブピクセル３２が行方向に連続して配置されている。
このとき、観察者Ｈは、第１適視方向ｄ１または第２適視方向ｄ２から表示パネル２０を眺めたときに、例えば、図８（Ｂ）に示したように、画素３１ごとに、ＲＧＢＷの４色のサブピクセル３２を視認することができる。また、観察者Ｈは、右目ｅ１または左目ｅ２から表示パネル２０を眺めたときに、例えば、図８（Ｂ）に示したように、画素３１ごとに、ＲＧＢＷの４色のサブピクセル３２を視認することができる。
［第３変形例］
上記第１変形例では、各画素３１に設けられた同一色の２つのサブピクセル３２が、表示領域内の画素３１全体において行方向に連続して配置されていたが、各画素３１内において行方向に連続して配置されていてもよい。例えば、図９（Ａ）に示したように、各画素３１において、同一色の２つのサブピクセル３２が行方向に連続して配置されている。
このとき、観察者Ｈは、第１適視方向ｄ１または第２適視方向ｄ２から表示パネル２０を眺めたときに、例えば、図９（Ｂ）に示したように、画素３１ごとに、ＲＧＢＹの４色のサブピクセル３２を視認することができる。また、観察者Ｈは、右目ｅ１または左目ｅ２から表示パネル２０を眺めたときに、例えば、図９（Ｂ）に示したように、画素３１ごとに、ＲＧＢＹの４色のサブピクセル３２を視認することができる。
［第４変形例］
上記実施の形態、第１変形例〜第３変形例では、各画素３１に設けられた同一色の２つのサブピクセル３２が、行方向に連続して配置されており、各画素３１が行方向に長い形状となっていた。しかし、例えば、各画素３１に設けられた同一色の２つのサブピクセル３２が、列方向に連続して配置されており、各画素３１が列方向に長い形状となっていてもよい。
例えば、図１０（Ａ），（Ｂ）、図１１（Ａ），（Ｂ）に示したように、各画素３１に設けられた同一色の２つのサブピクセル３２が、表示領域内の画素３１全体において列方向に連続して配置されていてもよい。また、例えば、図１２（Ａ），（Ｂ）、図１３（Ａ），（Ｂ）に示したように、各画素３１に設けられた同一色の２つのサブピクセル３２が、画素３１内において列方向に連続して配置されていてもよい。
＜３．適用例＞
次に、上記実施の形態およびその変形例に係る表示装置１の一適用例について説明する。図１４は、本適用例に係る電子機器１００の概略構成の一例を表す斜視図である。電子機器１００は、携帯電話機であり、例えば、図１４に示したように、本体部１１１と、本体部１１１に対して開閉可能に設けられた表示体部１１２とを備えている。本体部１１１は、操作ボタン１１５と、送話部１１６を有している。表示体部１１２は、表示装置１１３と、受話部１１７とを有している。表示装置１１３は、電話通信に関する各種表示を、表示装置１１３の表示画面１１４に表示するようになっている。電子機器１００は、表示装置１１３の動作を制御するための制御部（図示せず）を備えている。この制御部は、電子機器１００全体の制御を司る制御部の一部として、またはその制御部とは別に、本体部１１１または表示体部１１２の内部に設けられている。
表示装置１１３は、上記実施の形態およびその変形例に係る表示装置１と同一の構成を備えている。これにより、表示装置１１３において、各画素３１を４色構成としたときに視点の色分離を行うことができ、しかも、列方向の精細度と、行方向の精細度とを互いに等しくすることができる。
以上、実施の形態、その変形例および適用例を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態等に限定されるものではなく、種々変形が可能である。
例えば、上記実施の形態、その変形例および適用例では、各遮光領域４１が遮光部材によって構成され、各光透過領域４２が開口となっている場合が例示されていた。しかし、バリア部４０が、遮光領域４１の光学的な性質を、外部からの制御信号に基づいて制御可能な動的な構成となっていてもよい。このとき、駆動回路は、パネル部３０だけでなく、バリア部４０も駆動するようになっている。
なお、上記実施の形態およびその変形例に係る表示装置１を適用可能な電子機器としては、以上に説明した携帯電話機等の他にも、パーソナルコンピュータ、液晶テレビ、ビューファインダ型またはモニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話機、ＰＯＳ端末器等が挙げられる。
１…表示装置、１０…バックライト、２０…表示パネル、３０…パネル部、３１…画素、３２，３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂ，３２Ｙ，３２Ｗ…サブピクセル、３３…ブラック、４０…バリア部、４１…遮光領域、４２…光透過領域、ｄ１…第１適視領域、ｄ２…第２適視領域、ｅ１…右目、ｅ２…左目、Ｈ…観察者、１００…電子機器、１１１…本体部、１１２…表示体部、１１３…表示装置、１１４…表示画面、１１５…操作ボタン、１１６…送話部。

Claims (4)

  1. 複数の画素が行列状に配置されたパネル部と、
    遮光領域および光透過領域が行列方向に交互に配置されたバリア部と
    を備え、
    各画素は、４色の光を発することが可能となっており、色ごとに２つのサブピクセルを有し、
    各画素に設けられた同一色の２つのサブピクセルは、行方向または列方向に連続して配置され、
    各画素のサブピクセルは、各画素に設けられた同一色の２つのサブピクセルのうち一方が前記光透過領域を通して視認でき、他方が前記遮光領域に遮られて視認できないように配置され、
    前記バリア部を通して視認することができるサブピクセルは、同一色が行列方向に連続しない
    表示パネル。
  2. 各画素は、赤、緑、青および白の光、または赤、緑、青および黄の光を発することが可能となっている
    請求項１に記載の表示パネル。
  3. 複数の画素が行列状に配置されたパネル部と、
    遮光領域および光透過領域が行列方向に交互に配置されたバリア部と、
    前記パネル部および前記バリア部のうち少なくとも前記パネル部を駆動する駆動部と
    を備え、
    各画素は、４色の光を発することが可能となっており、色ごとに２つのサブピクセルを有し、
    各画素に設けられた同一色の２つのサブピクセルは、列方向に連続して配置され、
    各画素のサブピクセルは、各画素に設けられた同一色の２つのサブピクセルのうち一方が前記光透過領域を通して視認でき、他方が前記遮光領域に遮られて視認できないように配置され、
    前記バリア部を通して視認することができるサブピクセルは、同一色が行列方向に連続しない
    表示装置。
  4. 表示装置を備え、
    前記表示装置は、
    複数の画素が行列状に配置されたパネル部と、
    遮光領域および光透過領域が行列方向に交互に配置されたバリア部と、
    前記パネル部および前記バリア部のうち少なくとも前記パネル部を駆動する駆動部と
    を有し、
    各画素は、４色の光を発することが可能となっており、色ごとに２つのサブピクセルを有し、
    各画素に設けられた同一色の２つのサブピクセルは、列方向に連続して配置され、
    各画素のサブピクセルは、各画素に設けられた同一色の２つのサブピクセルのうち一方が前記光透過領域を通して視認でき、他方が前記遮光領域に遮られて視認できないように配置され、
    前記バリア部を通して視認することができるサブピクセルは、同一色が行列方向に連続しない
    電子機器。
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