JP5865149B2 - 表示装置、電子装置 - Google Patents

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Description

本技術は、表示装置、電子装置に関する。詳しくは、2次元画像と3次元画像を切り換えて供給することができ、色づきなどの画質劣化を伴わない表示装置、電子装置に関する。
液晶表示装置は薄型にできることから色々な分野に用途が広がっている。液晶表示装置では画素電極および薄膜トランジスタ(TFT)等がマトリクス状に形成されたTFT基板に、画素電極と対応する場所にカラーフィルタ等が形成されたカラーフィルタ基板が対向し、TFT基板とカラーフィルタ基板の間に液晶が挟持されている。そして液晶材料による光の透過率を画素毎に制御することによって画像を形成している。
TFT基板には、縦方向に延在し、横方向に配列したデータ線と、横方向に延在して縦方向に配列した走査線とが存在し、データ線と走査線とで囲まれた領域に画素が形成される。画素は主として画素電極とスイッチング素子である薄膜トランジスタ(TFT)から構成される。このようにマトリクス状に形成された多くの画素によって表示領域が形成される。
液晶材料の特性を利用して液晶層がレンズの役割をする液晶レンズも提案されている(例えば、特許文献1乃至3参照)。すなわち、レンズは、レンズを構成する物質と空気との屈折率の差を利用して入射光の経路を位置別に制御することであるが、液晶層に位置別に相互に異なる電圧を印加して、位置別に相互に異なる電場によって液晶層が駆動されるようにすると、液晶層に入射する入射光は、位置別に相互に異なる位相変化を有して、その結果、液晶層はレンズのように、入射光の経路が制御できるようになる。
このような液晶レンズを、上記した液晶が挟持されている表示領域上に配置することで、専用メガネを必要としない立体視の実現が提案されている。
また、液晶レンズなどの液晶層を有する光学装置や表示装置においては、液晶層のギャップを維持するために、シリカゲルや樹脂からなるスペーサが用いられる。(例えば、特許文献4参照)
特開2008−9370号公報 特開2007−226231号公報 特開2008−83366号公報 特開2011−154197号公報
上記したように、裸眼の立体表示装置は、表示装置上に光学素子が積層されることで構成されている。また、表示装置や光学素子に液晶が用いられる場合、その液晶層の厚さを制御するために、スペーサが設けられている。
しかしながら、液晶レンズなどに必要とされる液晶層の厚みは、一般に20um以上の厚みが必要とされるため、スペーサとして散布スペーサを用いると、クロストークや2次元画像での表示特性に影響するといったことがあった。また、リソグラフィーによりスペーサの位置を制御し、柱状のスペーサを用いる場合、表示装置の画素と光学素子のスペーサとの位置関係により、表示が色づいてしまい、画質が劣化してしまうことがあった。
本技術は、このような状況に鑑みてなされたものであり、光学素子のスペーサの位置を画質の劣化を伴わない位置にすることができるようにするものである。
本技術の一側面の複数の画素を有する表示部と、光学装置とを備え、前記光学装置は、第1の基板、第2の基板、および前記第1の基板と前記第2の基板との間に、所定の間隔を確保するための構造物を備え、前記画素は、第1の方向に並ぶサ複数の異なる色のサブ画素から構成され、前記第1の方向における前記構造物が配置される間隔は、前記画素の配置される間隔とは異なる。
前記構造物は、前記表示部のブラックマトリックスに対応する位置に作成されているようにすることができる。
上下方向または左右方向の少なくとも一方向において、前記構造物は、異なる色の前記サブ画素の近傍に分散されて配置されているようにすることができる。
上下方向または左右方向に隣り合う構造物は、隣り合う方向において、ずらされて配置されているようにすることができる。
上下方向または左右方向に隣り合う構造物は、隣り合う方向において、所定のサブ画素数分だけ離れた位置に配置されているようにすることができる。
上下方向または左右方向に隣り合う構造物は、隣り合う方向において、前記画素同士の間隔を基準とした所定の倍数分だけ離れた位置に配置されているようにすることができる。
上下方向または左右方向に隣り合う構造物は、隣り合う方向において、前記画素同士の間隔を基準とし、発生される乱数分だけ離れた位置に配置されているようにすることができる。
前記構造物は、前記表示部からの光線の通過状態を選択的に変化させるレンズ部の中央部分に配置されているようにすることができる。
隣り合う前記構造物が配置されている位置が異なる色のサブ画素になるように、前記サブ画素が配置されているようにすることができる。
本技術の一側面の電子装置は、複数の画素を有する表示部と、光学装置とを備え、前記光学装置は、第1の基板、第2の基板、および前記第1の基板と前記第2の基板との間に、所定の間隔を確保するための構造物を備え、前記画素は、第1の方向に並ぶサ複数の異なる色のサブ画素から構成され、前記第1の方向における前記構造物が配置される間隔は、前記画素の配置される間隔とは異なる。
本技術の一側面の表示装置、電子装置においては、複数の画素を有する表示部と、光学装置とから構成される。光学装置は、第1の基板、第2の基板、および第1の基板と第2の基板との間に、所定の間隔を確保するための構造物を備え、画素は、第1の方向に並ぶサ複数の異なる色のサブ画素から構成され、第1の方向における構造物が配置される間隔は、画素の配置される間隔とは異なる構成とされている。
本技術の一側面によれば、光学素子のスペーサを画質が劣化しない位置に設置することができる。
液晶レンズパネルを含む表示装置の構成を示す図である。 液晶レンズパネルの構成を示す図である。 スペーサによる影響について説明するための図である。 画素とスペーサの配置について説明するための図である。 画素とスペーサの配置について説明するための図である。 画素とスペーサの配置について説明するための図である。 画素とスペーサの配置について説明するための図である。 画素とスペーサの配置について説明するための図である。 画素とスペーサの配置について説明するための図である。 画素とスペーサの配置について説明するための図である。 画素とスペーサの配置について説明するための図である。 画素とスペーサの配置について説明するための図である。 画素とスペーサの配置について説明するための図である。 表示装置について説明するための図である。
以下に、本技術の実施の形態について図面を参照して説明する。
[液晶レンズの構成について]
以下に説明する本技術は、液晶レンズに適用することができるため、ここでは液晶レンズを例にあげ、本技術について説明する。まず、液晶レンズについて説明を加える。液晶レンズは、例えば、専用メガネを必要としないで、観察者の左右の眼に視差を生じさせた視差画像を見せることにより立体視を実現する際に用いられる。
専用メガネを必要としない方法は、テレビジョン受像機の他、例えば、スマートフォン、携帯電話機、携帯ゲーム機、ネットブックコンピュータなどのように、携帯可能な電子機器のディスプレイに適用されることが想定される。
専用メガネを必要としない方法の具体的な実現方法としては、液晶ディスプレイなどの2次元表示装置の画面上に、2次元表示装置からの表示画像光を複数の視野角方向に偏向させる3次元表示用の光学デバイスとを組み合わせたものがある。
液晶レンズによる切り替え式のレンズアレイ素子が知られている。この液晶レンズアレイ素子は、レンズ効果の有無を電気的に切り替えることができる。したがって、2次元表示装置の画面上に液晶レンズアレイ素子を設けることにより、レンズ効果無しの状態による2次元表示モードと、レンズ効果有りの状態による3次元表示モードの2つの表示モードを切り替えることができる。
このような液晶レンズを、液晶ディスプレイ上に配置したときの概略図を、図1に示す。液晶レンズパネル11は、光学弾性体12を介して、LCD(Liquid Crystal Display)13上に積層される。ここでは、LCDを表示装置の例としてあげ説明を続けるが、有機EL(Electro−Luminescence)パネルなどの表示装置を用いることも可能である。
LCD13の詳細な構成は図示しないが、油状の透明な液晶組成物(液晶材料)が、2枚の透明な基板に挟まれ、周囲がシール材によってシールされ、液晶材料が漏れ出すことがないように構成されている。2枚の基板は、表側にカラーフィルタ基板(対向基板14)、裏側にアレイ基板15が配置される。アレイ基板15は、液晶側にTFTなどのアクティブ素子とサブ画素となる電極がアレイ(配列)状に作り込まれている。
LCD13には、液晶を封入した表裏の透明基板のさらに外側に、1組の偏光板(偏光フィルタ)16が設けられている。透過型のLCD13の場合、図示していない裏側の光源(バックライト)から出た光は、
光源→偏光板16→アレイ基板15→サブ画素の透明電極→配向膜→液晶→配向膜→共通透明電極→対向基板14(カラーフィルタ基板)→偏光板16
という順に各要素を通過する。
このような構成を有するLCD13上に、さらに光学弾性体12を介して、液晶レンズパネル11が積層されているために、偏光板16から光学弾性体12を介して、液晶レンズパネル11に光が到達する。そして、液晶レンズパネル11を通過した光が、観測者の目に届くように構成されている。このような構成を有する液晶レンズパネル11を含む表示装置は、裸眼3Dなどに用いられる。
図1では、液晶レンズパネル11を、LCD13の上側(観測者側)に配置したが、LCD13の下側(観測者側から対向する側)に配置することも可能である。LCD13の下側に液晶レンズパネル11を配置した場合、表示装置の視野角制御や配線などの遮光部の光を集めて高輝度パネルにしたりすることができる。
[液晶レンズパネル11の構成例]
図2は、液晶レンズパネル11の断面図を示している。液晶レンズパネル11は、画面上の各領域のレンズ効果をその表示モードに応じて制御することにより、LCD13からの光線の通過状態を選択的に変化させる。図2に示す液晶レンズパネル11の構成は一例であり、構成や材料などは、適宜変更可能である。
液晶レンズパネル11は、間隔dを空けて互いに対向配置された第1の基板24および第2の基板27、並びにそれらの間に配置された液晶層21を備えている。配向膜25,28上には、第1の基板24と第2の基板27との間隔dを一様に保つために、ガラス材料または樹脂材料からなるスペーサ22が配置されている。第1の基板24および第2の基板27も、例えば、ガラス材料または樹脂材料などより成る透明基板である。
液晶層21内にスペーサ22を設けるようにした場合、上記したように、ガラス材料または樹脂材料からなるスペーサ22を散布(散布スペーサ)することが可能である。また、スペーサ22と同じく、壁状や柱状で構成し、フォトスペーサとして構成することも可能である。しかしながら、本実施の形態においては、以下に説明するように、柱状のスペーサを用いる場合を例に挙げて説明する。
第1の基板24上における第2の基板27に対向する側には、第1の方向(同図のX軸方向)に延在する複数の透明電極が幅方向(同図のY軸方向)に間隔を空けて並列配置された第1の電極群26が形成されている。第1の基板24上にはまた、第1の電極群26を介して配向膜25が形成されている。
同様に、第2の基板27上における第1の基板24に対向する側には、第1の方向とは異なる第2の方向(同図のY軸方向)に延在する複数の透明電極が幅方向(同図のX軸方向)に間隔を空けて並列配置されてなる第2の電極群29が形成されている。第2の基板27上にはまた、第2の電極群29を介して配向膜28が形成されている。
液晶層21は、液晶材料23を含み、第1の電極群26と第2の電極群29とに印加される電圧に応じて液晶材料23の配列方向が変化することでレンズ効果が制御されるようになされている。液晶材料23は、屈折率異方性を有し、例えば長手方向と短手方向とで通過光線に対して屈折率の異なる屈折率楕円体の構造を有している。
なおここでは、第1の電極群26と第2の電極群29の両方がパターンニングされる例を例示したが、第1の電極群26と第2の電極群29のどちらか一方のみがパターンニングされる構成とすることも可能である。
例えば、レンズの縦横切り換えなどの手法を用いたり、他の用途を用いたりした場合、電極の片方はパターンニングしない(有効画素部)、ITO(Indium Tin Oxide)などの透明電極のベタ電極として構成することが可能である。
例えば、縦のみ、または横のみなど1方向のときも、電界のかけ方で制御できるため、パターニングしてもしなくても良い。縦横方向の切り換えの場合、90度回った方向に電界が必要となるため、90度回った方向に電極パターンが設置され、間隔dを挟んで電極が90度回ったように配置されるなど、両方のパターニングが必要となる。
このように構成した場合、ベタ電極側が、静電気などの関係から観測者側に配置される。もう片方の電極群に、ITOなどの透明電極がパターンニングされる。例えば、所定の一定方向でラインとスペースを繰り返す構造のパターンニングとされる。このようなストライプ構造の場合、電極間の電界で屈折率分布ができ、レンズとして機能させることが可能となり、レンズの断面方向Xに対して垂直方向yに電極が伸びた構造とされる。本技術は、このような構造の液晶レンズパネル11に対しても適用できる。
[スペーサの高さについて]
液晶レンズパネル11とLCD13は、共に、液晶材料23を1組の基板で挟む構成とされている点で共通している。LCD13の基板間の距離(セルギャップ)は、2〜4μm程度である。液晶レンズパネル11のセルギャップは、10μm以上の大きなセルギャップが必要である。このようなセルギャップを得るために、液晶レンズパネル11やLCD13には、スペーサが設けられる。LCD13内に設けられるスペーサについては、図示していないが、液晶レンズパネル11内に設けられるスペーサについては、図2にスペーサ22として図示してある。ここでは、このスペーサ22を例にあげて説明を続ける。
図2に示したスペーサ22は、例えば、柱状のスペーサ22である。ここで、仮に、散布スペーサを用いた場合を考える。散布スペーサは、側面から見たとき円形であるが、立体的に見たときには球形に構成されている。スペーサ22が球形の場合、縦の長さや横の長さは直径になり、縦横の長さの比率は同一となる。
散布スペーサにより大きなセルギャップを得るためには、スペーサの縦の長さを大きくする必要があるため、球状のスペーサの直径を大きくする必要がある。よって結果としてスペーサが大きくなってしまう。このような大きなスペーサを散布すると、スペーサ22の影響により、液晶レンズパネル11の特性が劣化してしまう可能性がある。液晶レンズの特性が劣化することで、立体表装置に液晶レンズを適用した場合、クロストークなどに影響を及ぼす可能性が高くなる。
また、球状のスペーサ22が用いられると、球状の上下の一部分のみが基板に接する状態で、セルギャップが確保される。この場合、接地面積が少なく、セルの強度が出しづらくなる可能性がある。また散布によりスペーサを配置するため、スペーサの配置をコントロールすることは困難であり、均等に配置することは困難であった。均等にスペーサが配置されないことにより、光学特性が劣化する可能性がある。
なおここでは、“均等にスペーサが配置されないと光学特性が劣化する”との記載をするが、均等にスペーサが配置されないことが直接的な原因で光学特性が劣化するのではなく、以下の理由から光学特性が劣化する。また、本明細書において、“均等にスペーサが配置される”とは、スペーサ22の配置する位置を制御できることを意味し、配置の位置を制御することができることで、均等にスペーサ22を配置でき、また、均等でなくとも、光学特性が劣化することがない位置にスペーサ22を配置できることを意味する。
スペーサ22がある部分(スペーサ22の周り)は、配向が乱れる傾向にある。また、スペーサ22は、レンズとして機能しないため、レンズとして機能しない部分が、レンズ内に含まれることになる。よって、スペーサ22がある部分は、レンズとしての光学特性が落ちることになる。
例えば、スペーサ22が一部分に集中すると、そのような部分はレンズとして光学特性が劣化する可能性が高い。逆にスペーサ22がない部分は、光学特性が劣化しない。光学特性が劣化する部分と光学特性が劣化しない部分とが、極端に偏って存在しているような場合、レンズ全体として、レンズとしての機能の劣化につながる。よって、光学特性が劣化している部分を散らす意味では、スペーサ22が局在化しない方が好まし。
よってここでは、スペーサ22が局在化しないために、スペーサ22の配置の位置を制御し、その結果、均等に配置されるとして説明を続ける。また、スペーサ22が配置される位置は、後述するように、レンズの中央部分が好ましく、そのような位置にスペーサ22が配置されるように制御が行われる。
このようなことから、スペーサ22の配置の位置を制御するのが困難であり、また比較的スペーサ自体が大きくなってしまう散布スペーサにより、より大きなセルギャップを確保するのは困難であった。そこで、スペーサ22を柱状にすることが考えられる。柱状としては、四角柱などの多角形の柱状や円柱が適用できる。
ここでは円柱のスペーサ22である場合を例に挙げて説明を続ける。円柱でスペーサ22を作成したとき、その高さは、図2に示したように高さdとなる。また、その直径は、例えば直径Lとされている。
このようなスペーサ22が、液晶レンズパネル11に設けられていた場合、このスペーサ22により、LCD13からの光が、観察者に適切に届かないことがある。このことについて、図3を参照して説明する。図3は、図1や図2に示した場合と同じく、液晶レンズパネル11やLCD13を側面から見た図である。
本実施の形態のLCD13は、R(赤)、G(緑)、B(青)の各色光を出力する3個のサブ画素で1個の画素を構成する表示装置に適用できる。ここで、表示を構成する最小単位となる表示領域を「サブ画素」、一組(R、G、B)のサブ画素から構成される表示領域を「画素」と称する。
なお、ここでは、R(赤)、G(緑)、B(青)の3個のサブ画素で1画素が構成される場合を例に上げて説明を続けるが、これ以外の構成で1画素が構成されるLCD13に対しても本技術は適用できる。例えば、R(赤)、G(緑)、B(青)、W(白)の4色で1画素が構成されている場合、R(赤)、G(緑)、B(青)、Y(黄)の4色で1画素が構成されている場合、C(シアン)、M(マゼンタ)、Y(イエロー)の3色で1画素が構成されている場合などにも本技術を適応することができる。
LCD13の表示領域に複数のサブ画素R,G、Bがマトリクス状に配置されている。図3および以下の説明に用いる図において、Rとの記載は、サブ画素Rを表し、Gとの記載は、サブ画素Gを表し、Bとの記載は、サブ画素Bを表すとする。また、サブ画素Rとの表記は、赤色のサブ画素を表し、サブ画素Gとの表記は、緑色のサブ画素を表し、サブ画素Bとの表記は、青色のサブ画素を表す。
LCD13に画素が配置されているが、その一部を図3に示した。図3には、X軸方向に配置されたサブ画素55―1乃至55―8の8個の画素を例示している。サブ画素55−1は、サブ画素Bであり、サブ画素55−2は、サブ画素Rであり、サブ画素55−3は、サブ画素Gであり、サブ画素55−4は、サブ画素Bである。
またサブ画素55−5は、サブ画素Rであり、サブ画素55−6は、サブ画素Gであり、サブ画素55−7は、サブ画素Bであり、サブ画素55−8は、サブ画素Rである。このように配置されているサブ画素55−2のサブ画素R上に液晶レンズパネル11のスペーサ22−1が配置され、サブ画素55−8のサブ画素R上にスペーサ22−2が配置されている。
なお、LCD13にも液晶層があり、スペーサが配置されているが、以下の説明においては、LCD13のスペーサは図示せず、液晶レンズパネル11のスペーサ22のみを図示する。すなわち以下の説明において参照する図面においては、スペーサは液晶レンズパネル11のスペーサであり、LCD13のスペーサではない。また、例えば、後述する図4Aなどにおいては、画素とスペーサを同一図面で示すが、画素はLCD13に設けられており、スペーサは液晶レンズパネル11に設けられている。
観察者が、図3に示す位置から、LCD13に設けられた画素を見たと想定する。このとき、観察者は、液晶レンズパネル11のスペーサ22−1を介して、サブ画素55−1のサブ画素Rを観察する。また、観察者は、液晶レンズパネル11のスペーサ22−2を介して、サブ画素55−2のサブ画素Rを観察する。
このことから、液晶レンズパネル11のスペーサ22−1やスペーサ22−2が、LCD13に設けられた画素からの光に影響をおよぼすことが考えられる。すなわち、上記したように、観察者が、液晶レンズパネル11のスペーサ22−1を介して、サブ画素55−1のサブ画素Rを観察したとき、スペーサ22−1によりサブ画素Rが見えない、サブ画素Rからの光が、スペーサ22−1により屈折してしまうなどの影響が起こり、適切に、観測者にサブ画素55−1のサブ画素Rの光を提供できない可能性がある。
同様に、サブ画素55−8のサブ画素Rからの光も、スペーサ22−2の影響により、適切に観測者に供給できない可能性がある。また観察者の位置が変わると、スペーサ22−1やスペーサ22−2の影響を受ける画素が異なる。このようなことを一因とし、虹状の色むらが発生し、観察者に観察されてしまう可能性がある。
ここでは、液晶レンズパネル11を例にあげて説明しているが、図4などを参照して説明するように液晶レンズパネル11の代わりに視差バリアが用いられた場合にも本技術は適用できる。例えば、視差バリアを用いた立体表示の方式には、パララックスバリア方式がある。このパララックスバリア方式により立体画像を観測者に提供する際、そのバリアとして、液晶パネルが用いられる場合がある。
液晶パネルが用いられることで、その液晶パネル内に含まれるスペーサの影響により、上記した場合と同じく、虹上の色むらが発生する可能性がある。よって、そのような色むらが発生する可能性がある場合に、本技術は適用できる。
また、異なる画像を異なる位置から観測している複数の観測者にそれぞれ提供するような多視点の場合に用いられる光学デバイスなど、光をバリアやレンズにより特定の視点に振り分けるようなデバイスに対しても、本技術を適用することができ、本技術を適用することで色むらなどが発生することを防ぐことができる。
また、図示はしていないがLCD13にもスペーサは含まれ、LCD13のようなスペーサを含む表示部に対しても、以下に説明する本技術を適用することができる。
また、図1乃至3を参照した説明においては、液晶レンズパネル11がLCD13の観測者側に積層されている例を挙げた説明をしたが、液晶レンズパネル11がLCD13の観測者側ではない方、すなわちバックライト側に積層されている場合に対しても本技術を適用することができる。
このように、スペーサなどの所定の基板間の間に設けられる構造物であり、その構造物を含む素子や装置がLCD13などの表示部に積層されることで、表示部からの光に影響を及ぼすことが考えられる。この影響は色むらなどを発生され、その色むらなどが発生する1要因としては、構造物と表示部との距離が離れていることによると考えられる。その一例について図3を参照して説明した。
[画素の配置、バリア、スペーサの関係について]
このようなことについて、さらに図4を参照して説明する。図4Aは、液晶レンズパネル11が装着されたLCD13を、観察者側から見たときの図である。図中、白丸は、液晶レンズパネル11に設けられたスペーサを表す。
図4Aに示したLCD13においては、サブ画素R、サブ画素G、サブ画素Bから1画素が構成される。以下の説明においては、サブ画素の位置を表す記載として、サブ画素1−2といった表記を行う。サブ画素1−2との表記において、“1”は、X軸方向(図3)における左側から数えたときに、1番目に位置することを示し、“2”は、Y軸方向(図3)における上側から数えたときに、2番目に位置することを示す。例えば、サブ画素1−1は、図4A中、一番左の一番上のサブ画素Rを示す。
図4Aには、画素の配置を示し、図4Bには、液晶レンズパネル11の代わりに視差バリアを用いた場合であり、その視差バリアの開口部の形状を示し、図4Cには、開口部からの画素の見え方を示す。なお、液晶レンズパネル11として説明を続けるが、視差バリアなどのバリア方式に対しても本実施の形態を適用することができるため、図4Bでは、視差バリアを例示する。
図4Aに示した画素の配置は、一番上のサブ画素1−1乃至8−1は、サブ画素Rとされ、上から2番目のサブ画素1−2乃至8−2は、サブ画素Gとされ、上からら3番目のサブ画素1−3乃至8−3は、サブ画素Bとされている。縦方向は、サブ画素R、サブ画素G、サブ画素Bの配置の繰り返しとされている。
液晶レンズパネル11のスペーサ22−1は、サブ画素2−4のサブ画素Rとサブ画素3−4のサブ画素Rの間に設けられている。スペーサ22−2は、サブ画素4−4のサブ画素Rとサブ画素5−4のサブ画素Rの間に設けられている。スペーサ22−3は、サブ画素6−4のサブ画素Rとサブ画素7−4のサブ画素Rの間に設けられている。
スペーサ22−4は、サブ画素1−10のサブ画素Rとサブ画素2−10のサブ画素Rの間に設けられている。スペーサ22−5は、サブ画素3−10のサブ画素Rとサブ画素4−10のサブ画素Rの間に設けられている。スペーサ22−6は、サブ画素5−10のサブ画素Rとサブ画素6−10のサブ画素Rの間に設けられている。スペーサ22−7は、サブ画素7−10のサブ画素Rとサブ画素8−10のサブ画素Rの間に設けられている。
このように、スペーサ22は、サブ画素Rの行に設けられている。スペーサ22の周りは光抜けが多く、色(白色度)の調整のためにRGB開口が調整されたりするためにLCD13の開口は均一でない場合もあるため、同じ色にスペーサが配置される。しかしながら、このように、同一色にスペーサが配置されると、図3を参照して説明したように、色むらなどの画質劣化が発生してしまう可能性がある。
図4Bは、視差バリア101の開口部の一例を示す図である。図4Bに示した視差バリア101は、開口部が直線形状のバリアである。視差バリア101の1つの開口部は、2つのサブ画素にまたがる位置で、1サブ画素分の大きさの幅とされている。例えば、サブ画素1−1のサブ画素Rとサブ画素2−1のサブ画素Rにまたがる大きさとされている。
図4Aに示したサブ画素の配置を有するLCD13上に、図4Bに示した視差バリア101が重ねられると、図4Cに示すように各スリットから画素が見える。図4Cを参照するに、視差バリア101の開口部から、サブ画素1−1のサブ画素Rの半分と、サブ画素2−1のサブ画素Rの半分が見えている。その下側に、サブ画素1−2のサブ画素Gの半分と、サブ画素2−2のサブ画素Gの半分が見えている。さらにその下に、サブ画素1−3のサブ画素Bの半分と、サブ画素2−3のサブ画素Bの半分が見えている。他の開口部においても同様に、開口されている部分から、配置されているサブ画素が見えるように構成されている。
所定の1視点から見たとき、図4Cに示したようなサブ画素からの光が、観測者に提供される。このように、図4Bに示した視差バリア101には、視差毎の画像のカラーバランスのため、縦方向にサブ画素R,G,Bといった1画素を構成するサブ画素が、均等になるように開口部(スリット)が設けられている。よって、3次元画像や多視点画像を提供する場合に色バランスが整った状態での画像を提供することができる。
しかしながら、上記したように、色むらなどの画質劣化が発生してしまう可能性があり、そのような画質の劣化は、視差バリア101のオンの状態であっても、オフの状態であっても起きる可能性がある。
[スペーサをランダムに設けた場合について]
図5Aは、スペーサ22をランダムに設けた場合の一例を示す図である。また図5Bは、液晶レンズパネル11のレンズを擬似的に図示したものである。図5Aに示した画素の配置は、図4Aと同じく、サブ画素Rが一番上の行に配置され、サブ画素Gが2番目の行に配置され、サブ画素Bが3番目の行に配置されている。このようなサブ画素R,G,Bの並びが繰り返されている。
スペーサ22は、ランダムに配置されているため、例えば、サブ画素1−2のサブ画素Gとサブ画素1−3のサブ画素Bにまたがる位置、サブ画素1−10のサブ画素Rの右上の位置などに配置されている。
このようにランダムにスペーサ22を配置することで、画面内にランダムにスペーサ22が配置されることになり、虹状の色むらの発生を抑えることができる。しかしながら、ランダムにスペーサ22を配置することは、散布スペーサを散布する場合と同じく、例えば、スペーサ22が局在化してしまい、均一に配置できない可能性がある。
スペーサ22が局在化したところと、局在化していないところとでは、光学特性が異なり、画質が劣化してしまう可能性がある。例えば、クロストークが悪化してしまう可能性がある。特に、液晶レンズパネル11の場合、スペーサ22が局在化すると、レンズの屈折分布に影響しクロストークが発生しやすくなる。よって、スペーサ22は、クロストークなどのレンズとしての性能劣化が生じるような位置に配置されないように制御されるのが好ましいと考えられる。
また、図5Bに示すように液晶レンズパネル11が設置された場合、その液晶レンズパネル11を構成する各レンズの中央に、スペーサ22が配置されるのが好ましい。図5Bに示した液晶レンズパネル11のレンズ71−1とレンズ71−2のそれぞれの中央部分には、LCD13のブラックマトリックスが位置している。
レンズ71の中央にブラックマトリックスやスペーサ22などを配置することで、光学特性の劣化を抑えることができる。しかしながら、図5Aに示したように、スペーサ22がレンズ71の中央部分には無い場合、スペーサ22の影響で、レンズ71の光学特性が劣化する可能性がある。よって、スペーサ22は、液晶レンズパネル11を構成する各レンズの中央部分に配置されるのが好ましいと考えられる。
[第1のスペーサの配置について]
そこで、スペーサ22が均一に配置され、かつ、同色に配置されないようにすることが、画質の劣化を抑えることができる最適なスペーサ22の配置であると考えられる。そのようなスペーサ22の配置の一例を、図6に示す。
図6Aは、画素とスペーサの配置の関係を示す図である。図6Aに示した画素の配置は、図4Aや図5Aに示した画素の配置と同じである。液晶レンズパネル11のスペーサ22−11は、サブ画素2−4のサブ画素Rとサブ画素3−4のサブ画素Rの間に設けられている。スペーサ22−12は、サブ画素4−5のサブ画素Gとサブ画素5−5のサブ画素Gの間に設けられている。スペーサ22−13は、サブ画素6−3のサブ画素Bとサブ画素7−3のサブ画素Bの間に設けられている。
スペーサ22−14は、サブ画素1−10のサブ画素Rとサブ画素2−10のサブ画素Rの間に設けられている。スペーサ22−15は、サブ画素3−11のサブ画素Gとサブ画素4−11のサブ画素Gの間に設けられている。スペーサ22−16は、サブ画素5−9のサブ画素Bとサブ画素6−9のサブ画素Bの間に設けられている。スペーサ22−17は、サブ画素7−10のサブ画素Rとサブ画素8−10のサブ画素Rの間に設けられている。
また各スペーサ22−11乃至22−17は、それぞれ、ブラックマトリックスの部分に配置されている。
図6Aに示した例では、スペーサ22−11乃至22−17は、サブ画素Rのみでなく、サブ画素G、サブ画素Bのところにも存在する。すなわち、同一色のサブ画素にスペーサ22が設けられていた図4Aの場合と異なり、異なる色のサブ画素にスペーサ22が設けられている。よって、虹状の色むらを防ぐことが可能となる。
また、図6Aに示した例では、スペーサ22−11乃至22−17は、ランダムでは無く、規則正しく配置されている。よって、スペーサ22が局在化することで発生するクロストークなどの画質の劣化を防ぐことが可能となる。
図6Aに示した例では、横方向(X軸方向)で、スペーサ22が直線上に配置されないようにされている。同色のサブ画素は、横方向に配置されているため、横方向で、スペーサ22を直線上に配置されないようにすることで、特定の色のサブ画素のみにスペーサ22が配置されてしまうことを防ぐことができる。
また、横方向で隣り合うスペーサ22同士は、上または下にずらした位置に配置される関係にある。例えば、スペーサ22−11と横方向で隣り合うスペーサ22−12は、スペーサ22−11に対して、縦方向で下側に配置されている。同じく、スペーサ22−12と横方向で隣り合うスペーサ22−13は、スペーサ22−12に対して、縦方向で上側に配置されている。
視差バリアとの関係について説明する。図6Bは、視差バリアの一例を示す図である。図6Bに示した視差バリア101は、図4Bに示した視差バリア101と同一の視差バリア101である。
図6Aに示したサブ画素の配置を有するLCD13上に、図6Bに示した視差バリア101が重ねられると、図6Cに示すように各スリットから画素が見える。図6Cを参照するに、視差バリア101の開口部から、サブ画素1−1のサブ画素Rの半分と、サブ画素2−1のサブ画素Rの半分が見えている。その下側に、サブ画素1−2のサブ画素Gの半分と、サブ画素2−2のサブ画素Gの半分が見えている。さらにその下に、サブ画素1−3のサブ画素Bの半分と、サブ画素2−3のサブ画素Bの半分が見えている。他の開口部においても同様に、開口されている部分から、配置されているサブ画素が見えるように構成されている。
所定の1視点から見たとき、図6Cに示したようなサブ画素からの光が、観測者に提供される。このように、図6Bに示した視差バリア101には、視差毎の画像のカラーバランスのため、縦方向にサブ画素R,G,Bといった1画素を構成するサブ画素が、均等になるように開口部(スリット)が設けられている。
再度図6Cを参照するに、各スリット内には、スペーサ22−14乃至22−17がそれぞれある。スペーサ22−14乃至22−16は、それぞれ上下方向にずらされた位置関係で配置されている。例えば、スペーサ22−14に注目すると、他のスペーサ22−15乃至22−16は、スペーサ22−14に対して上または下に配置されている。
このように、スペーサ22が配置される間隔と同色のサブ画素が配置される間隔(例えば、サブ画素Rが配置される間隔)が異なることで、同色のサブ画素の近傍にスペーサ22が配置されないようにすることができる。
このように、スペーサ22を規則的に配置することで、局在化しないようにし、画像内で均一に配置されるようにすることで、また、同一色にスペーサ22が存在しないようにすることで、色むらなどが発生しないようにし、クロストークなどが発生しないように制御することが可能となる。
図6では、視差バリア101を例に挙げたが、液晶レンズパネル11の場合も、図6Aに示したスペーサ22の配置によれば、色むらなどが発生しないようにし、クロストークなどを発生しないように制御することが可能となる。
ただし、液晶レンズパネル11の場合、図5を参照して説明したように、液晶レンズパネル11を構成するレンズの中央部分にスペーサ22が配置される好ましい。図6Bに示した視差バリア101のスリットをレンズと仮定すると、例えば、スペーサ22−11は、レンズの端の位置に存在する。同じく、スペーサ22−12、スペーサ22−13も、レンズの端に存在する。このような場合、レンズの端に存在していないスペーサ22-14乃至22−17で、色が均等になる(RGBに分散されて配置される)ように、スペーサ22の配置の位置が制御される。図6Aにおいては、そのような配置になっている。
[第2のスペーサの配置について]
次に液晶レンズパネル11を用いた場合のスペーサ22の配置について説明する。図7Aは、図6Aと同じ画素の配置である。液晶レンズパネル11のスペーサ22は、図7Aに示した例では、ブラックマトリックスに対応する位置上にある。
液晶レンズパネル11のスペーサ22−31は、サブ画素1−2のサブ画素Gとサブ画素2−2のサブ画素Gの間に設けられている。スペーサ22−32は、サブ画素3−2のサブ画素Gとサブ画素4−2のサブ画素Gの間に設けられている。スペーサ22−33は、サブ画素1−6のサブ画素Bとサブ画素2−6のサブ画素Bの間に設けられている。スペーサ22−34は、サブ画素3−6のサブ画素Bとサブ画素4−6のサブ画素Bの間に設けられている。
スペーサ22−35は、サブ画素1−10のサブ画素Rとサブ画素2−10のサブ画素Rの間に設けられている。スペーサ22−36は、サブ画素3−10のサブ画素Rとサブ画素4−10のサブ画素Rの間に設けられている。
図7Aに示した例では、スペーサ22−31乃至22−36は、サブ画素R、サブ画素G、サブ画素Bの各色に分散されて存在している。すなわち、同一色のサブ画素にスペーサ22が設けられていた図4Aの場合と異なり、異なる色のサブ画素にスペーサ22が設けられている。よって、虹状の色むらを防ぐことが可能となる。
また、図7Aに示した例では、スペーサ22−31乃至22−36は、ランダムでは無く、規則正しく配置されるように、その配置の位置が制御されている。よって、スペーサ22が局在化するようなことを防ぎ、光学特性が劣化する部分を分散化することができる。さらに、光学特性が劣化するような位置にスペーサ22が配置されないように制御されているため、光学特性が劣化すること自体を防ぐことができる。このことから、クロストークなどの画質の劣化を防ぐことが可能となる。
また、図7Bに示すように、液晶レンズパネル11のレンズが配置されることで、光学特性の劣化を抑えることが可能となる。図7Bには、液晶レンズパネル11のレンズの一部を示した。このレンズ71−1とレンズ71−2のそれぞれの中央部分に、LCD13のブラックマトリックスが位置している。さらにこのブラックマトリックスのところに、スペーサ22−31乃至22−36が配置されている。よって、スペーサ22−31乃至22−36は、それぞれレンズ71−1またはレンズ71−2の中央部分に配置されている。
このように、レンズ71の中央部分にスペーサ22が配置されることで、液晶レンズパネル11の光学特性の劣化を抑えることが可能となる。
[第3のスペーサの配置について]
次に液晶レンズパネル11のスペーサ22の他の配置について説明する。図8は、図7Aと同じ画素の配置である。液晶レンズパネル11のスペーサ22は、図8に示した例では、ブラックマトリックスに対応する位置上にある。
液晶レンズパネル11のスペーサ22−51は、サブ画素1−2のサブ画素Gとサブ画素2−2のサブ画素Gの間に設けられている。スペーサ22−52は、サブ画素2−2のサブ画素Gとサブ画素3−2のサブ画素Gの間に設けられている。スペーサ22−53は、サブ画素3−2のサブ画素Gとサブ画素4−2のサブ画素Gの間に設けられている。
スペーサ22−54は、サブ画素1−7のサブ画素Rとサブ画素2−7のサブ画素Rの間に設けられている。スペーサ22−55は、サブ画素2−7のサブ画素Rとサブ画素3−7のサブ画素Rの間に設けられている。スペーサ22−56は、サブ画素3−7のサブ画素Rとサブ画素4−7のサブ画素Rの間に設けられている。
スペーサ22−57は、サブ画素1−12のサブ画素Bとサブ画素2−12のサブ画素Bの間に設けられている。スペーサ22−58は、サブ画素2−12のサブ画素Bとサブ画素3−12のサブ画素Bの間に設けられている。スペーサ22−59は、サブ画素3−12のサブ画素Bとサブ画素4−12のサブ画素Bの間に設けられている。
図8に示した例では、スペーサ22−51乃至22−59は、サブ画素R、サブ画素G、サブ画素Bの各色に分散されて存在している。よって、虹状の色むらを防ぐことが可能となる。また、LCD13のブラックマトリックスのところに、スペーサ22−51乃至22−56がくるように配置し、そのブラックマトリックスが、液晶レンズパネル11の各レンズの中央部分にくるように配置することで、液晶レンズパネル11の光学特性の劣化を抑えることが可能となる。
また、図8に示した例では、スペーサ22−51乃至22−56は、ランダムでは無く、規則正しく配置されるように、その配置の位置が制御されている。よって、スペーサ22が局在化するようなことを防ぎ、光学特性が劣化する部分を分散化することができる。さらに、光学特性が劣化するような位置にスペーサ22が配置されないように制御されているため、光学特性が劣化すること自体を防ぐことができる。このことから、クロストークなどの画質の劣化を防ぐことが可能となる。
図8に示した画素の配置は、横方向で見たとき、直線状に配置されるという規則に基づいている。また、縦方向で見たとき、スペーサとスペーサの間に4個のサブ画素を挟むという規則に基づいている。例えば、縦方向に隣り合うスペーサ22−51とスペーサ22−54の間には、サブ画素1−3のサブ画素B、サブ画素1−4のサブ画素R、サブ画素1−5のサブ画素G、およびサブ画素1−6のサブ画素Bという4個のサブ画素が存在する。
また同様に例えば、縦方向に隣り合うスペーサ22−54とスペーサ22−57の間には、サブ画素1−8のサブ画素G、サブ画素1−9のサブ画素B、サブ画素1−10のサブ画素R、およびサブ画素1−11のサブ画素Gという4個のサブ画素が存在する。
図7Aに示したスペーサ22の配置を再度参照する。図7Aに示したスペーサ22の配置も、図8に示した画素の配置と同じく、横方向で見たとき、直線状に配置されるという規則に基づいている。また、縦方向で見たとき、スペーサとスペーサの間に3個のサブ画素を挟むという規則に基づいている。例えば、縦方向に隣り合うスペーサ22−31とスペーサ22−33の間には、サブ画素1−3のサブ画素B、サブ画素1−4のサブ画素R、およびサブ画素1−5のサブ画素Gという3個のサブ画素が存在する。
このように、縦方向に見たときに、隣り合うスペーサ22の間には、所定数のサブ画素が存在するようにすることで、同色のサブ画素だけにスペーサ22が配置されるようなことを防ぎ、局在化することを防ぐことができる。隣り合うスペーサ22の間に、何個のサブ画素を配置するかは、以下のように決定される。
1画素が3個のサブ画素から構成される場合であり、仮に同色のサブ画素にスペーサ22が配置されるときを考える。例えば、図8において、サブ画素1−2のサブ画素Gとその縦方向に隣り合うサブ画素1−5のサブ画素Gのところに、スペーサ22があるとする。この場合、サブ画素1−2のサブ画素Gとサブ画素1−5のサブ画素Gの間には、サブ画素1−3のサブ画素Bとサブ画素1−4のサブ画素Rという2個のサブ画素がある。
このことを換言する。ここで、図8のサブ画素4−2のサブ画素Gに示したように、1個のサブ画素の縦方向の大きさをaとする。ここでは、1個のサブ画素の縦方向の大きさをaとして説明を続けるが、サブ画素同士の中心の距離(サブ画素のピッチ)をaとしても良い。このようにaをおいたとき、図7Aに示した、サブ画素1−2のサブ画素Gとサブ画素1−5のサブ画素Gの間に2個のサブ画素があるという状況は、サブ画素1−2のサブ画素Gとサブ画素1−5のサブ画素Gは、3aだけ離れている状況であるといえる。
このことから、1画素が3個のサブ画素から構成される場合であり、3aだけ離れたサブ画素同士は、同色である。すなわち、3aだけ離れた位置にスペーサ22を配置するようにすると、同色のサブ画素にスペーサ22が配置されることになる。6aや9aといった3aの倍数の距離であっても同様である。
同色のサブ画素にスペーサ22が配置されないようにするには、1a、2a、4a、5a、7a・・・といった3aの倍数以外の値に設定すれば良い。なお、整数値でなくても良い。ここで、再度図8を参照すると、図8において、スペーサ22−51とスペーサ22−54は、5aだけ離れており、スペーサ22−54とスペーサ22−57も、5aだけ離れている。すなわち図8に示した例は、縦方向で見たとき、スペーサ22が、5aだけ離れた位置に配置されるという規則に基づいて配置されている。
図7Aを再度参照するに、図7Aにおいて、スペーサ22−31とスペーサ22−33は、4aだけ離れており、スペーサ22−33とスペーサ22−35も、4aだけ離れている。すなわち図7Aに示した例は、縦方向で見たとき、スペーサ22が、4aだけ離れた位置に配置されるという規則に基づいて配置されている。
このように、1画素を構成する色の数の倍数にならない位置にスペーサ22が配置されることで、画面全体に均一に、かつ同色のサブ画素にスペーサ22が配置されないように配置することが可能となる。
なお、この場合、スペーサ22同士の距離は、1a、2a、4a、5a、7a・・・といった3aの倍数以外の値に設定されればよいが、その値は、液晶レンズパネル11に必要とされる強度や光学特性などに応じて設定される。
図7Aや図8においては、サブ画素の大きさは全て同じとして図示してあるが、色によりサブ画素の大きさが異なるように設計されている場合がある。例えば、サブ画素Rの大きさがa、サブ画素Gの大きさがb、サブ画素Bの大きさがcといったように、それぞれ異なる大きさとされているときがある。
このようなサブ画素が異形の場合、上記説明において3aと記載した部分は、(a+b+c)となる。また、スペーサ22の配置の間隔は、(a+b+c)の倍数にならない距離に設定される。例えば、(2a+b+c)、(a+2b+c)、(a+b+2c)、(2a+2b+c)、(a+2b+2c)、・・・といった距離に設定される。
以下の説明においては、サブ画素の大きさは同じであり、その縦方向の長さはaである場合を例にあげて説明を続ける。
[第4のスペーサの配置について]
このように、サブ画素の大きさに基づいてスペーサ22の配置の位置を設定する場合、図7Aや図8に示したように、横方向で見たとき、一列にスペーサ22が配置されるようにすることができる。この場合、スペーサ22の配置を開始する位置が同じであるため、各列において同一の位置にスペーサ22が配置される。
図9に、横方向で見たとき、一列にスペーサ22が配置されないようにした場合のスペーサ22の配置の位置を示す。図9に示したスペーサ22の配置においては、スペーサ22の配置を開始する位置が異なるため、各列において異なる位置にスペーサ22が配置されている。
図9に示したスペーサ22の配置においても、スペーサ22−71乃至22−76は、それぞれブラックマトリックス上に該当する液晶レンズパネル11内に配置されている。
液晶レンズパネル11のスペーサ22−71は、サブ画素1−2のサブ画素Gとサブ画素2−2のサブ画素Gの間に設けられている。スペーサ22−72は、サブ画素2−3のサブ画素Gとサブ画素3−3のサブ画素Bの間に設けられている。スペーサ22−73は、サブ画素3−4のサブ画素Rとサブ画素4−4のサブ画素Rの間に設けられている。
スペーサ22−71、スペーサ22−72、スペーサ22−73は、縦方向に見たとき、1サブ画素分だけ、ずらされた位置に配置されている。各列においては、スペーサ22−71、スペーサ22−72、スペーサ22−73をそれぞれ先頭とし、5a分だけの距離をおいて、スペーサ22が規則的に配置されている。
例えば、スペーサ22−71の下側には、5a分だけ離れたサブ画素1−7のサブ画素Rとサブ画素2−7のサブ画素Rの間に、スペーサ22−74が配置されている。またスペーサ22−74の下側には、5a分だけ離れたサブ画素1−12のサブ画素Bとサブ画素2−12のサブ画素Bの間に、スペーサ22−77が配置されている。他の列においても、同様に、5a分の間隔で、スペーサ22が配置されている。
図9に示した例でも、スペーサ22−71乃至22−77は、サブ画素R、サブ画素G、サブ画素Bの各色に分散されて存在している。よって、虹状の色むらを防ぐことが可能となる。また、LCD13のブラックマトリックスのところに、スペーサ22−71乃至22−77がくるように配置し、そのブラックマトリックスが、液晶レンズパネル11の各レンズの中央部分にくるように配置することで、液晶レンズパネル11の光学特性の劣化を抑えることが可能となる。
また、図9に示した例では、スペーサ22−71乃至22−77は、ランダムでは無く、規則正しく配置されている。よって、スペーサ22が局在化することで発生するクロストークなど画質の劣化を防ぐことが可能となる。
[第5のスペーサの配置について]
図9に示したスペーサ22の配置を再度参照する。図9に示したスペーサ22のうち、スペーサ22−71、スペーサ22−74、およびスペーサ22−77は、縦方向にそれぞれ隣り合って配置されている。このスペーサ22−71、スペーサ22−74、およびスペーサ22−77は、サブ画素G、サブ画素R、サブ画素Bの位置に配置されている。よって、縦方向で、RGBに分散されてスペーサ22が配置されている。
また例えば、スペーサ22−71、スペーサ22−72、スペーサ22−73は、横方向でそれぞれ近接するスペーサ22であり、これらのスペーサ22は、それぞれサブ画素G、サブ画素B、サブ画素Rの位置に配置されている。よって、横方向でもRGBに分散されてスペーサ22が配置されている。
このように、縦方向、横方向の、それぞれの方向において、RGBに分散されてスペーサ22が配置されるようにすることは勿論可能であるが、どちらか一方向のみで、RGBに分散されてスペーサ22が配置されるようにすることも可能である。なお、隣り合うスペーサ22が、必ずしも異なる色のサブ画素に配置される必要性はない。図10にそのような例を示す。
図10に示した例においても、図9などと同じ画素の配置である。図10には、スペーサ22−101乃至22−116を示した。例えば、スペーサ22−101を先頭とする縦方向のスペーサ22は、6aまたは7aの間隔で配置されている。スペーサ22−101より下側に6aだけ離れた位置にスペーサ22−105が配置され、このスペーサ22−105より下側に7aだけ離れた位置にスペーサ22−109が配置されている。
さらに、このスペーサ22−109より下側に6aだけ離れた位置にスペーサ22−113が配置されている。なお、図示はしていないが、この規則に基づけば、スペーサ22−113より下側に7aだけ離れた位置に、次のスペーサが設けられる。
ここに例示したスペーサ22−101、スペーサ22−105、スペーサ22−109、スペーサ22−113は、この順に、サブ画素G、サブ画素G、サブ画素B、サブ画素Bの近傍に配置されている。図示していないスペーサを考慮すると、サブ画素Rの近傍にも、スペーサは配置されている。
この配置によると縦方向では、隣接するスペーサ22同士は同色のサブ画素の近傍に配置されている場合があるが、RGBに分散されてスペーサ22は配置されている。
横方向に近接して配置されている、例えば、スペーサ22−101、スペーサ22−102、スペーサ22−103は、この順に、サブ画素G、サブ画素B、サブ画素Rの近傍に配置されている。この場合、右斜め下方向に直線的に配置されたスペーサ22は、RGBに分散されて配置されている。
図10に示した例においても、スペーサ22−101乃至22−116は、縦方向と右斜めした方向において、サブ画素R、サブ画素G、サブ画素Bの各色に分散されて存在している。よって、虹状の色むらを防ぐことが可能となる。また、LCD13のブラックマトリックスのところに、スペーサ22−101乃至22−116がくるように配置し、そのブラックマトリックスが、液晶レンズパネル11の各レンズの中央部分にくるように配置することで、液晶レンズパネル11の光学特性の劣化を抑えることが可能となる。
また、図10に示した例では、スペーサ22−101乃至22−116は、ランダムでは無く、規則正しく配置されている。よって、スペーサ22が局在化することで発生するクロストークなど画質の劣化を防ぐことが可能となる。
[第6のスペーサの配置について]
例えば、図9に示したスペーサ22は、縦方向には5aの間隔を空けて配置されるとして説明した。また、図10に示したスペーサ22は、縦方向には、6aまたは7aの間隔を空けて配置されるとして説明した。このように、スペーサ22の配置の間隔は、予め設定されている値であるとして説明した。しかしながら、この間隔に関する値も、一定値ではなく、ランダムに設定される値としても良い。
図11を参照して、ランダムにスペーサ22の配置の間隔が設定される場合について説明する。図11Aは、基本となるスペーサ22の配置を示し、この基本となるスペーサ22の位置から、ランダムに発生された数値により上または下方向にずらされたスペーサ22が配置された図を図11Bに示す。
図11Aを参照するに、スペーサ22−151乃至22−156は、それぞれサブ画素Gの近傍に配置されている。このような配置から、各スペーサ22を、縦方向に乱数を発生させ、その発生された値に応じてスペーサ22の配置の位置がずらされる。
スペーサ22−151に対して0.5との乱数が発生されると、スペーサ22−151は、0.5だけ下側に移動された位置に配置される。その位置は、図11Bに示したスペーサ22−171の位置である。なおここでは、縦方向の図中下側方向を、プラスであるとし、上側方向をマイナスであるとして説明を続ける。
同じく、スペーサ22−152に対して-0.3との乱数が発生されると、スペーサ22−152は、0.3だけ上側に移動された位置に配置される。その位置は、図11Bに示したスペーサ22−172の位置である。このように、他のスペーサ22も、図11Aに示した基準となる位置から、発生された乱数分だけずらされた位置に配置される。
発生される乱数だが、以下に説明するように、所定の範囲内、または所定の範囲外の数値とすることができる。例えば、±1.5、±3.0、±4.5、±6.0などの値の範囲内または範囲外とされる。1.5の倍数を例示したいのは以下の理由からである。
例えば、図11Aを参照するに、サブ画素1−2のサブ画素Gから3aだけ下側には、サブ画素1−5のサブ画素Gがある。よって、仮に乱数として3が発生した場合、画素Gから画素Gに移ることになり、同色のサブ画素にスペーサ22が移動することになる。よって、3以下であれば、このようなことが発生することを防ぐことができる。
また、仮にサブ画素1−5のサブ画素Gにも基本位置としてスペーサ22があるとし、このサブ画素Gに配置されたスペーサ22に対して、乱数として-1.5が発生された場合を考える。また、サブ画素1−2のサブ画素Gのところにあるスペーサ22に対して、乱数として1.5が発生されたとする。この場合、サブ画素1−2のサブ画素Gから1.5aだけ下側に移動し対置にスペーサ22が配置され、サブ画素1−5のサブ画素Gからも1.5aだけ上側に移動した位置にスペーサ22が配置されることになる。
この場合、サブ画素1−2とサブ画素1−5の中間の位置に2つのスペーサ22が配置されることになる。このようなことが発生しないように、乱数としては、1.5は除外されるのが好ましい。よって、乱数として、1.5以内の数値であれば、このようなことは発生しない。
また、1.5以上であっても、同一の位置にスペーサ22が配置されてしまうことを防ぐことができるため、1.5以上であっても良い。1.5以下や3.0以下などの乱数の場合、基本位置から近い位置にスペーサ22がずらされ、配置される。また、3.0以上の乱数の場合、1画素以上離れた位置にスペーサ22がずらされ、配置される。
よって、例えば強度をえるために、比較的多くスペーサ22を配置したい場合、乱数として発生される値を小さい値にし、基準となるスペーサ22の位置の数を多めにすることで、スペーサ22の数を調整することができる。また、スペーサ22により影響を少なくするために、比較的少ないスペーサ22を配置したい場合、乱数として発生される値を大きい値にし、基準となるスペーサ22の位置の数を少なめすることで、スペーサ22の数を調整することができる。
スペーサ22の数は、基準となるスペーサ22の位置の数と、発生される乱数の範囲を制御することで、調整することができる。
なお、ここでは、サブ画素の大きさはどの色でも同じであるとし、その縦方向の長さはaであるとして説明をしたが、色によりサブ画素の大きさが異なるように設計されている場合がある。例えば、サブ画素Rの大きさがa、サブ画素Gの大きさがb、サブ画素Bの大きさがcといったように、それぞれ異なる大きさとされているときがある。
このようなサブ画素が異形の場合、1画素以上の値に乱数が設定されるようにすれば良い。1画素の長さは、(a+b+c)となるので、この値以上の値が乱数として発生されるようにすることで、上記した場合と同様に、同色のサブ画素の近傍にスペーサ22が配置されてしまうことを防ぐことが可能となる。
なお、ここでは、図11Aに示したように、サブ画素Gのところがスペーサ22の配置の基準となる位置として説明したが、勿論、サブ画素Rやサブ画素Bが、基準となる位置にされていても良い。また、例えば、図8に示したように、サブ画素R、サブ画素G、サブ画素Bのそれぞれの位置が、基準の位置とされていても良い。この場合、基準となる位置自体が、RGBに分散されているので発生される乱数としては、±aといったような値でも良い。
また、基準となる位置は、1列に1箇所、例えば、開始位置だけを設定しておき、その開始位置から、順次発生される乱数によりスペーサ22の配置位置が決定されるようにしても良い。すなわち、発生された乱数により開始位置の次に配置されるスペーサ22の配置位置が決定され、その決定された配置位置の次に配置されるスペーサ22の配置位置が、同じく乱数が発生されることで決定されるといったように、順次、乱数が発生され、配置位置が決定されるようにしても良い。
[第7のスペーサの配置について]
次に、液晶レンズパネル11を用いた場合のスペーサ22の配置位置について説明する。また、上述した説明においては、LCD13のブラックマトリックスに対応する位置上にスペーサ22が配置される例を示したが、ブラックマトリックス上にスペーサ22が配置されることに限定を示すものではない。
図12Aに、ブラックマトリックス上ではなく、画素上にスペーサ22が配置される例を示す。図12Aに示した画素の配置は、1画素が3個のサブ画素で構成されている例を挙げている。すなわち、図12Aに示すように、例えば、サブ画素1−1のサブ画素R、サブ画素2−1のサブ画素G、およびサブ画素3−1のサブ画素Bの3個のサブ画素で、1個の画素が構成される。また図12Aに示したサブ画素は、右斜め下方向に同一色が配置されるように、3色のサブ画素が配置されている。
液晶レンズパネル11のスペーサ22−201は、サブ画素1−8のサブ画素G上に位置している。スペーサ22−202は、サブ画素3−2のサブ画素G上に位置している。スペーサ22−203は、サブ画素13−2のサブ画素B上に位置している。スペーサ22−204は、サブ画素8−3のサブ画素B上に位置している。
スペーサ22−205は、サブ画素3−4のサブ画素B上に位置している。スペーサ22−206は、サブ画素13−4のサブ画素R上に位置している。スペーサ22−207は、サブ画素8−5のサブ画素R上に位置している。スペーサ22−208は、サブ画素3−6のサブ画素R上に位置している。スペーサ22−209は、サブ画素13−26のサブ画素G上に位置している。
例えば、縦方向に配置されたスペーサ22−202、スペーサ22−205、およびスペーサ22−206は、この順で、サブ画素G、サブ画素B,サブ画素R上に、それぞれ配置されている。このように所定の1視点に供給されるスペーサ22が配置されているサブ画素は、異なる色のサブ画素となっている。このように、異なる色のサブ画素にスペーサ22が設けられている。よって、虹状の色むらを防ぐことが可能となる。
また、図12Aに示した例では、スペーサ22−201乃至22−209は、ランダムでは無く、規則正しく配置されている。よって、スペーサ22が局在化することで発生するクロストークなどの画質の劣化を防ぐことが可能となる。
また、図12Bに示すように、液晶レンズパネル11のレンズが配置されることで、光学特性の劣化を抑えることが可能となる。図12Bには、液晶レンズパネル11のレンズの一部を示した。このレンズ71−1乃至71−3のそれぞれの中央部分に、スペーサ22−201乃至22−209が配置されている。このように、レンズ71の中央部分にスペーサ22が配置されることで、液晶レンズパネル11の光学特性の劣化を抑えることが可能となる。
[第8のスペーサの配置について]
上述してきた実施の形態においては、サブ画素の配置を変えずに、スペーサ22の位置を適切な位置に変更する場合を例に挙げて説明した。次に、スペーサ22の位置を変更せずに、サブ画素の配置を変更する場合を例に挙げて説明する。この場合、液晶レンズパネル11はそのまま用い、LCD13の画素の配置を変更することで対応することができる。
図13Aは、サブ画素の配置を変更する前のサブ画素の配置とスペーサ22の配置を説明するための図である。図13Aは、1画素が3個のサブ画素から構成され、縦方向に1画素を構成する3個のサブ画素が配置されている例である。すなわち図13Aに示した画素の配置は、一番上のサブ画素1−1乃至4−1は、サブ画素Rとされ、上から2番目のサブ画素1−2乃至4−2は、サブ画素Gとされ、上からら3番目のサブ画素1−3乃至4−3は、サブ画素Bとされている。縦方向は、サブ画素R、サブ画素G、サブ画素Bの配置の繰り返しとされている。
スペーサ22−301乃至22−308は、それぞれサブ画素Rの位置に配置されている。スペーサ22−301は、サブ画素2−1のサブ画素Rの位置に配置され、スペーサ22−302は、サブ画素4−1のサブ画素Rの位置に配置されている。また、スペーサ22−303は、サブ画素1−4のサブ画素Rの位置に配置され、スペーサ22−304は、サブ画素3−4のサブ画素Rの位置に配置されている。
スペーサ22−305は、サブ画素2−7のサブ画素Rの位置に配置され、スペーサ22−306は、サブ画素4−7のサブ画素Rの位置に配置されている。また、スペーサ22−307は、サブ画素1−10のサブ画素Rの位置に配置され、スペーサ22−308は、サブ画素3−10のサブ画素Rの位置に配置されている。
このように、同色、この場合、赤色のサブ画素Rの位置にのみに、液晶レンズパネル11のスペーサ22が配置されると、虹状の色ムラが発生する可能性がある。そこで、液晶レンズパネル11のスペーサ22の位置は変更せずに、図13Bに示すようなサブ画素の配置とすることで、RGBにスペーサ22が分散されるようにする。
図13Bを参照するに、サブ画素は、縦方向および横方向の両方で、サブ画素R、サブ画素G、サブ画素Bの繰り返しとされている。例えば、サブ画素1−1のサブ画素B、その横方向で隣接するサブ画素2−1のサブ画素G、さらに隣接するサブ画素3−1のサブ画素Rというように、横方向に、R、G、Bが繰り返される。
また、例えば、サブ画素1−1のサブ画素B、その縦方向で隣接するサブ画素1−2のサブ画素R、さらに隣接するサブ画素1−3のサブ画素Gというように、縦方向に、R、G、Bが繰り返される。
このような配置によると、同色のサブ画素は、右斜め下方向に直線的に配置されるようになる。すなわち例えば、サブ画素Bに注目すると、サブ画素1−1、サブ画素2−2、サブ画素3−3、サブ画素4−4といったように、右斜め下方向に直線的に配置されている。他の色のサブ画素も同様に、右斜め下方向に直線的に配置されている。
このような配置にすることで、スペーサ22は、RGBに分散されて配置されるようになる。スペーサ22−301は、サブ画素G上に位置し、スペーサ22−302は、サブ画素B上に位置し、スペーサ22−303は、サブ画素B上に位置し、スペーサ22−304は、サブ画素R上に位置している。
また、スペーサ22−305は、サブ画素G上に位置し、スペーサ22−306は、サブ画素B上に位置し、スペーサ22−307は、サブ画素B上に位置し、スペーサ22−308は、サブ画素R上に位置している。
このように、スペーサ22は、サブ画素R、サブ画素G、サブ画素B上に、それぞれ配置されるようになる。よって、虹状の色むらを防ぐことが可能となる。また、図13Bに示した例では、スペーサ22−301乃至22−308は、ランダムでは無く、規則正しく配置されている。よって、スペーサ22が局在化することで発生するクロストークなどの画質の劣化を防ぐことが可能となる。
[表示装置の適用について]
上記したLCD13やLCD13に積層される液晶レンズパネル11または視差バリア101は、フラットパネル形状を有し、様々な電子機器、例えば、デジタルカメラ、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話、ビデオカメラなどに適用可能である。電子機器に入力された、若しくは、電子機器内で生成した駆動信号を画像若しくは映像として表示するあらゆる分野の電子機器のディスプレイに適用することが可能である。以下このような表示装置が適用された電子機器の例を示す。電子機器は基本的に情報を処理する本体と、本体に入力する情報若しくは本体から出力された情報を表示する表示器とを含む。
図14は本技術が適用されたテレビジョン受像機であり、フロントパネル1112、フィルターガラス1113等から構成される映像表示画面1111を含み、本技術の表示装置を、その映像表示画面1111に用いることにより製造される。LCD13やLCD13に積層される液晶レンズパネル11または視差バリア101で構成される映像表示画面1111により、例えば、3D画像がユーザに提供される。
また本技術は、ノート型パーソナルコンピュータにも適用できる。ノート型パーソナルコンピュータの本体には、文字等を入力するとき操作されるキーボードが含まれ、本体カバーには画像を表示する表示部が含まれ、本技術の表示装置を、その表示部に用いることによりノート型パーソナルコンピュータは製造される。LCD13やLCD13に積層される液晶レンズパネル11または視差バリア101で構成される表示部により、例えば、3D画像がユーザに提供される。
また本技術は、携帯端末装置にも適用できる。携帯端末装置は、上側筐体、下側筐体、連結部(例えば、ヒンジ部)、ディスプレイ、サブディスプレイ、ピクチャーライト、カメラ等を含む。本技術の表示装置を、そのディスプレイやサブディスプレイに用いることにより携帯端末装置は製造される。LCD13やLCD13に積層される液晶レンズパネル11または視差バリア101で構成されるディスプレイやサブディスプレイにより、例えば、3D画像がユーザに提供される。
また本技術は、ビデオカメラに適用できる。ビデオカメラは、本体部、前方を向いた側面に被写体撮影用のレンズ、撮影時のスタート/ストップスイッチ、モニター等を含み、本技術の表示装置を、そのモニターに用いることにより製造される。LCD13やLCD13に積層される液晶レンズパネル11または視差バリア101で構成されるモニターにより、例えば、3D画像がユーザに提供される。
上記した実施の形態においては、LCD13やLCD13に積層される液晶レンズパネル11または視差バリア101を例に挙げて説明した。しかしながら、本技術は、LCD13やLCD13に積層される液晶レンズパネル11または視差バリア101などから構成される表示装置に適用が限定されることを意味するわけではない。例えば、本技術は、有機ELなどの他の表示装置にも適用できる。また、視野角を異ならせる画面が見えるマルチ画面表示ディスプレイなどにも本技術を適用することができる。
なお、本技術の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
なお、本技術は以下のような構成も取ることができる。
(1)
複数の画素を有する表示部と、
光学装置とを備え、
前記光学装置は、
第1の基板、第2の基板、および前記第1の基板と前記第2の基板との間に、所定の間隔を確保するための構造物を備え、
前記画素は、第1の方向に並ぶサ複数の異なる色のサブ画素から構成され、
前記第1の方向における前記構造物が配置される間隔は、前記画素の配置される間隔とは異なる
表示装置。
(2)
前記構造物は、前記表示部のブラックマトリックスに対応する位置に作成されている
前記(1)に記載の表示装置。
(3)
上下方向または左右方向の少なくとも一方向において、前記構造物は、異なる色の前記サブ画素の近傍に分散されて配置されている
前記(1)または前記(2)に記載の表示装置。
(4)
上下方向または左右方向に隣り合う構造物は、隣り合う方向において、ずらされて配置されている
前記(1)または前記(2)に記載の表示装置。
(5)
上下方向または左右方向に隣り合う構造物は、隣り合う方向において、所定のサブ画素数分だけ離れた位置に配置されている
前記(1)または前記(2)に記載の表示装置。
(6)
上下方向または左右方向に隣り合う構造物は、隣り合う方向において、前記画素同士の間隔を基準とした所定の倍数分だけ離れた位置に配置されている
前記(1)または前記(2)に記載の表示装置。
(7)
上下方向または左右方向に隣り合う構造物は、隣り合う方向において、前記画素同士の間隔を基準とし、発生される乱数分だけ離れた位置に配置されている
前記(1)または前記(2)に記載の表示装置。
(8)
前記構造物は、前記表示部からの光線の通過状態を選択的に変化させるレンズ部の中央部分に配置されている
前記(1)乃至(7)のいずれかに記載の表示装置。
(9)
隣り合う前記構造物が配置されている位置が異なる色のサブ画素になるように、前記サブ画素が配置されている
前記(1)に記載の表示装置。
(10)
複数の画素を有する表示部と、
光学装置とを備え、
前記光学装置は、
第1の基板、第2の基板、および前記第1の基板と前記第2の基板との間に、所定の間隔を確保するための構造物を備え、
前記画素は、第1の方向に並ぶサ複数の異なる色のサブ画素から構成され、
前記第1の方向における前記構造物が配置される間隔は、前記画素の配置される間隔とは異なる
電子装置。
11 液晶レンズパネル,24 第1の基板, 25 配向膜, 26 第1の電極群, 27 第2の基板, 28 配向膜, 29 第2の電極群, 101 視差バリア

Claims (13)

  1. 複数の画素を有する表示部と、
    光学装置とを備え、
    前記光学装置は、
    第1の基板、第2の基板、および前記第1の基板と前記第2の基板との間に、所定の間隔を確保するための複数の構造物を備え、
    前記画素は、第1の方向に並ぶ複数の異なる色のサブ画素から構成され、
    前記複数の構造物は、前記第1の方向に等間隔に並べられ、
    前記第1の方向に隣接する前記構造物同士の間隔は、前記画素の配置される間隔の整数倍とは異なり、
    前記光学装置は、開口部および遮閉部を備え、
    前記第1の方向に隣接する前記構造物同士の間隔は、前記開口部に対応する位置に配置された前記第1の方向に隣接する前記構造物同士の間隔である
    表示装置。
  2. 複数の画素を有する表示部と、
    光学装置とを備え、
    前記光学装置は、
    第1の基板、第2の基板、および前記第1の基板と前記第2の基板との間に、所定の間隔を確保するための複数の構造物を備え、
    前記画素は、第1の方向に並ぶ複数の異なる色のサブ画素から構成され、
    前記第1の方向に隣接する前記構造物同士の間隔は、第1の間隔と、第2の間隔と、を有し、
    前記第1の間隔は、前記画素の配置される間隔の整数倍であり、
    前記第2の間隔は、前記画素の配置される間隔の整数倍とは異なり、且つ前記第1の間隔に対して前記サブ画素の前記第1の方向における大きさだけ異なる
    表示装置。
  3. 前記光学装置は、開口部および遮閉部を備え、
    前記第1の方向に隣接する前記構造物同士の間隔は、前記開口部に対応する位置に配置された前記第1の方向に隣接する前記構造物同士の間隔である
    請求項2に記載の表示装置。
  4. 前記光学装置は、視差バリアである
    請求項1または3に記載の表示装置。
  5. 前記構造物は、前記表示部のブラックマトリックスに対応する位置に作成されている
    請求項1または2に記載の表示装置。
  6. 上下方向または左右方向の少なくとも一方向において、前記構造物は、異なる色の前記サブ画素の近傍に分散されて配置されている
    請求項1または2に記載の表示装置。
  7. 上下方向または左右方向に隣り合う構造物は、隣り合う方向において、ずらされて配置されている
    請求項1または2に記載の表示装置。
  8. 上下方向または左右方向に隣り合う構造物は、隣り合う方向において、所定のサブ画素数分だけ離れた位置に配置されている
    請求項1または2に記載の表示装置。
  9. 上下方向または左右方向に隣り合う構造物は、隣り合う方向において、前記画素同士の間隔を基準とした所定の倍数分だけ離れた位置に配置されている
    請求項1または2に記載の表示装置。
  10. 前記構造物は、前記表示部からの光線の通過状態を選択的に変化させるレンズ部の中央部分に配置されている
    請求項1または2に記載の表示装置。
  11. 隣り合う前記構造物が配置されている位置が異なる色のサブ画素になるように、前記サブ画素が配置されている
    請求項1または2に記載の表示装置。
  12. 複数の画素を有する表示部と、
    光学装置とを備え、
    前記光学装置は、
    第1の基板、第2の基板、および前記第1の基板と前記第2の基板との間に、所定の間隔を確保するための複数の構造物を備え、
    前記画素は、第1の方向に並ぶ複数の異なる色のサブ画素から構成され、
    前記複数の構造物は、前記第1の方向に等間隔に並べられ、
    前記第1の方向に隣接する前記構造物同士の間隔は、前記画素の配置される間隔の整数倍とは異なり、
    前記光学装置は、開口部および遮閉部を備え、
    前記第1の方向に隣接する前記構造物同士の間隔は、前記開口部に対応する位置に配置された前記第1の方向に隣接する前記構造物同士の間隔である
    電子装置。
  13. 複数の画素を有する表示部と、
    光学装置とを備え、
    前記光学装置は、
    第1の基板、第2の基板、および前記第1の基板と前記第2の基板との間に、所定の間隔を確保するための複数の構造物を備え、
    前記画素は、第1の方向に並ぶ複数の異なる色のサブ画素から構成され、
    前記第1の方向に隣接する前記構造物同士の間隔は、第1の間隔と、第2の間隔と、を有し、
    前記第1の間隔は、前記画素の配置される間隔の整数倍であり、
    前記第2の間隔は、前記画素の配置される間隔の整数倍とは異なり、且つ前記第1の間隔に対して前記サブ画素の前記第1の方向における大きさだけ異なる
    電子装置。
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