JP5910470B2 - Display device and driving method thereof - Google Patents
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Description
本発明は表示装置に関し、視差バリア方式の裸眼3次元ディスプレイや観察方向ごとに異なる画像を表示する多画像ディスプレイなどの表示装置に関する。 The present invention relates to a display device, and more particularly to a display device such as a parallax barrier type naked-eye three-dimensional display or a multi-image display that displays different images for each observation direction.
従来より、特殊な眼鏡を必要としないで立体視が可能な裸眼立体画像表示装置が提案されている。 Conventionally, autostereoscopic image display devices capable of stereoscopic viewing without requiring special glasses have been proposed.
例えば、特許文献1には、透過形表示素子を用いてパララックスバリア・ストライプを電子制御により発生するバリア発生手段と、パララックスバリア・ストライプの発生位置から後方に所定距離を離して表示画面を配設し、3次元画像表示の際に、パララックスバリア・ストライプに対応して、左画像と右画像のストリップが交互に配列された多方向画像を該表示画面に出力表示可能な画像表示手段とを具備したことを特徴とする3次元画像表示装置が開示されている。
For example,
このような3次元画像表示装置では、バリア・ストライプを電子式に発生させると共に、発生したバリア・ストライプの形状(ストライプの数、幅、間隔)や位置(位相)、濃度などを自由に可変制御できるようにしたので、2次元画像表示装置および方法としても、また3次元画像表示装置および方法としても使用することができ、両立性のある画像表示装置および方法を実現することができるとされている。 In such a 3D image display device, barrier stripes are generated electronically, and the shape (number of stripes, width, interval), position (phase), density, etc. of the generated barrier stripes can be variably controlled. Since it has been made possible, it can be used as a two-dimensional image display device and method and also as a three-dimensional image display device and method, and a compatible image display device and method can be realized. Yes.
さらに、特許文献1においては、観察者の頭部位置を検出し、その検出信号によって電子バリアの位置(位相)を、瞳孔間隔の距離だけ頭部が左右方向に移動するごとに位相反転(バリアと透過部の位置関係を逆転)させることにより、2眼式パララックス・ステレオグラムでの逆視現象を解決し、立体視可能な観察範囲を広げることができるとされている。
Furthermore, in
また、特許文献2には、ストライプ状の左眼画像および右眼画像を交互に表示する画像表示手段と、両眼視差効果を生じさせる遮光部の位置を遮光部ピッチの1/4ピッチで移動できるように構成された遮光手段と、観察者の頭の位置の左右方向の移動と観察者の頭の位置が適視範囲から前後に外れたか否かを検出するセンサと、を備え、遮光手段を左右方向に領域分割し、観察者の頭位置が適視範囲から前後に外れた状態に応じて、領域分割された各領域に遮光手段の遮光部の位置の移動、非移動の制御を行う領域分割移動制御手段を備えたことを特徴とする眼鏡なし立体映像表示装置が開示されている。
Further,
特許文献2に開示の立体画像表示装置では、ずれた位置に観察者の頭部が移動したときには、遮光部の移動制御および画像表示手段の表示制御を行うことで、観察者の右眼に右眼画像を供給することができ、また、このときには観察者の左眼に左眼画像が供給されるので、観察者は立体映像を認識できるとされている。
In the stereoscopic image display device disclosed in
また、特許文献2には、バリアの開口に対応する画素の水平方向に隣接する表示部の右眼用画素と左眼用画素の間に、少なくとも2つの異なる幅を持つブラックマスク部を備え、視差画像ペアを構成する画素間のブラックマスク部をその他の箇所よりも大きくすることが開示されている。
これにより、右眼用画像と左眼用画像を表示する領域の境界部分でのクロストークを小さくでき、観察者はより広い範囲で本来の画像の光とクロストークにより発生する2重像のない立体映像を認識できることになる。また、視差画像に代えて、異なる画像を表示すれば、観察方向ごとにより広い範囲でクロストークにより発生する2重像のない方向別多画像を認識できることになる。 As a result, the crosstalk at the boundary between the areas for displaying the right-eye image and the left-eye image can be reduced, and the observer has no double image generated by the original image light and crosstalk in a wider range. 3D images can be recognized. If different images are displayed instead of the parallax images, it is possible to recognize multi-directional images without double images generated by crosstalk in a wider range for each observation direction.
一般的に、裸眼立体ディスプレイや観察方向ごとに異なる画像を表示する多画像ディスプレイにおいては、観察方向により表示画像の輝度差が存在する。このため、特許文献1や特許文献2の3次元表示装置では、観察者の頭の移動に応じて、電子制御によりバリア遮光部の移動制御および画像表示手段の表示制御を行うとしても、制御には必然的な動作の遅れのため、観察者の眼は画像の輝度の変化を感じたり、境界領域に入りクロストークによる2重像を視認する可能性がある。
In general, in an autostereoscopic display or a multi-image display that displays different images for each observation direction, there is a luminance difference in the display image depending on the observation direction. Therefore, in the three-dimensional display devices of
観察者の頭の動きが早い場合や、動きが頻繁に行われる場合は、特に不快に感じることとなる。従って、それぞれの画像の観察領域において、位置による輝度の変化がなく、また、他の方向の画像の視認領域との境におけるクロストークの発生する領域が狭いことが望ましい。 This is particularly uncomfortable when the observer's head moves fast or moves frequently. Therefore, it is desirable that there is no change in luminance depending on the position in the observation area of each image, and that the area where crosstalk occurs at the boundary with the image viewing area in other directions is narrow.
本発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、観察者が移動する場合にも、輝度のチラツキを感じることなく、広い範囲で立体視を続けることができる視差バリア方式の裸眼3次元画像表示装置を提供するとともに、広い範囲で輝度の変化やクロストークによる2重像のない画像を視認できる多画像ディスプレイを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and is a parallax barrier system that can continue stereoscopic viewing in a wide range without feeling flicker of luminance even when an observer moves. An object of the present invention is to provide a naked-eye three-dimensional image display device and to provide a multi-image display capable of visually recognizing an image without a double image due to a change in luminance or crosstalk in a wide range.
本発明に係る表示装置は、光透過部を有し、異なる方向から観察される画像をそれぞれ表示する少なくとも2つの画素を1組とする画素セットがマトリクス状に配置された液晶表示パネル、バリア透過部がストライプ状あるいはマトリクス状に配置された視差バリア、及びバックライトの順番で配置された表示装置であって、視差バリアは、第1の透明基板と第2の透明基板との間に配置された液晶層と、第1の透明基板の液晶層側に形成された第1の透明電極と、第2の透明基板の液晶層側に画素に対応する領域ごとに分割して形成された複数のサブ開口部を個別に制御してバリア透過部を形成する第2の透明電極とを備え、バリア透過部の透過率は、水平方向の中央部より端部で高い表示装置である。 A display device according to the present invention includes a liquid crystal display panel having a light transmission portion, a pixel set including at least two pixels each displaying an image observed from different directions, arranged in a matrix, and barrier transmission The display device is arranged in the order of a parallax barrier arranged in stripes or a matrix, and a backlight, and the parallax barrier is arranged between the first transparent substrate and the second transparent substrate. A plurality of liquid crystal layers, a first transparent electrode formed on the liquid crystal layer side of the first transparent substrate, and a plurality of layers formed by dividing each region corresponding to the pixels on the liquid crystal layer side of the second transparent substrate. And a second transparent electrode that individually controls the sub-opening to form a barrier transmissive portion, and the transmittance of the barrier transmissive portion is a display device that is higher at the end than the central portion in the horizontal direction.
本発明に係る表示装置の駆動方法は、光透過部を有し、異なる方向から観察される画像をそれぞれ表示する少なくとも2つの画素を1組とする画素セットがマトリクス状に配置された液晶表示パネル、第1の透明基板と第2の透明基板との間に配置された液晶層と、第1の透明基板の液晶層側に形成された第1の透明電極と、第2の透明基板の液晶層側に画素に対応する領域ごとに分割して形成された複数のサブ開口部を個別に制御してバリア透過部を形成する第2の透明電極とを備え、バリア透過部がストライプ状あるいはマトリクス状に配置された視差バリア、及びバックライトの順番で配置された表示装置の駆動方法であって、バリア透過部を形成する水平方向に連続して並んだ複数のサブ開口部のうち、水平方向の中央部に配置されたサブ開口部は、水平方向の端部に配置されたサブ開口部で駆動された液晶層より透過率が低くなるよう液晶層を駆動する表示装置の駆動方法である。 The display device driving method according to the present invention is a liquid crystal display panel having a light transmission portion and a pixel set including at least two pixels each displaying an image observed from different directions as a set. The liquid crystal layer disposed between the first transparent substrate and the second transparent substrate, the first transparent electrode formed on the liquid crystal layer side of the first transparent substrate, and the liquid crystal of the second transparent substrate And a second transparent electrode that forms a barrier transmission part by individually controlling a plurality of sub-openings formed separately for each region corresponding to a pixel on the layer side, and the barrier transmission part is a stripe or matrix Drive method for a display device arranged in the order of a parallax barrier arranged in the form of a backlight and a backlight, wherein a horizontal direction among a plurality of sub-openings arranged continuously in a horizontal direction forming a barrier transmission part Placed in the center of Sub opening is a method of driving a display device for driving the liquid crystal layer so that the transmittance than the horizontal liquid crystal layer is driven by the sub-openings disposed at the end of the decreases.
本発明に係る表示装置によれば、視差バリアおよび表示パネルのうち、背面側に配置される視差バリアの光透過部の透過率が、光透過部の左右方向の中央部よりも端部側で高いので、それぞれの画像の輝度ピークを平坦にすることができる。このため、観察者の観察位置が左右に動いた場合でも、広い範囲で輝度の変化のない良好な画像を視認することができる。 According to the display device of the present invention, among the parallax barrier and the display panel, the transmittance of the light transmissive portion of the parallax barrier disposed on the back side is closer to the end side than the central portion in the left-right direction of the light transmissive portion. Since it is high, the luminance peak of each image can be flattened. For this reason, even when the observation position of the observer moves from side to side, it is possible to visually recognize a good image with no change in luminance over a wide range.
本発明に係る表示装置の駆動方法によれば、視差バリアシャッタパネルは、複数のサブ開口部のうち、光透過部となるサブ開口部の配列の左右方向の中央部に、端部側のサブ開口部と比較して透過率の低いサブ開口部が位置するように液晶層が駆動されるので、2つの画像のそれぞれの輝度ピークを平坦にすることができる。このため、観察者の観察位置の左右の動きに対応して視差バリアシャッタパネルの開口位置を変える際に、画像の輝度の変化のないバリア開口位置の移動制御を行うことができる。 According to the driving method of the display device according to the present invention, the parallax barrier shutter panel includes the sub-openings on the end side at the center portion in the left-right direction of the array of the sub-openings serving as the light transmission portions. Since the liquid crystal layer is driven so that the sub-opening having a lower transmittance than that of the opening is positioned, the luminance peaks of the two images can be flattened. For this reason, when changing the opening position of the parallax barrier shutter panel corresponding to the left and right movement of the observation position of the observer, it is possible to perform movement control of the barrier opening position without changing the luminance of the image.
<波動光学計算による光学性能予測>
従来、視差バリア方式の裸眼立体ディスプレイや2画像表示装置では、配光特性の光学設計は幾何光学計算で行われてきた。
<Optical performance prediction by wave optics calculation>
Conventionally, in a parallax barrier type autostereoscopic display and a two-image display device, optical design of light distribution characteristics has been performed by geometrical optical calculation.
図1には、液晶表示パネルの前面側(画像視認側)に液晶シャッタパネルを備えた裸眼立体表示装置の、左右方向の配光特性の測定値と幾何光学計算による計算結果を示しており、右眼用画像と左眼用画像に、それぞれ白画像と黒画像を表示した場合の配光特性について示している。 FIG. 1 shows measured values of light distribution characteristics in the left-right direction and calculation results by geometric optical calculation of a naked-eye stereoscopic display device having a liquid crystal shutter panel on the front side (image viewing side) of the liquid crystal display panel. It shows the light distribution characteristics when a white image and a black image are displayed in the right eye image and the left eye image, respectively.
ここで、液晶表示パネルの画素のピッチ(配設間隔)は0.096mm、液晶シャッタパネルの開口部のピッチは0.192mmであり、液晶シャッタパネルの開口部と画素間距離は0.62mmである。 Here, the pitch (arrangement interval) of the pixels of the liquid crystal display panel is 0.096 mm, the pitch of the openings of the liquid crystal shutter panel is 0.192 mm, and the distance between the openings of the liquid crystal shutter panel and the pixels is 0.62 mm. is there.
また、液晶パネルの画素発光部の幅は0.051mmであり、左眼用画素の中心は左側−0.048mmにあり、右眼用画素の中心は右側0.048mmにある。液晶シャッタパネルの開口幅は0.062mmであり、液晶パネルの右眼用画素と左眼用画素のほぼ中央に位置している。部材の屈折率は1.5である。 The width of the pixel light emitting portion of the liquid crystal panel is 0.051 mm, the center of the left eye pixel is at the left side -0.048 mm, and the center of the right eye pixel is at the right side of 0.048 mm. The opening width of the liquid crystal shutter panel is 0.062 mm, and is positioned approximately at the center of the right eye pixel and the left eye pixel of the liquid crystal panel. The refractive index of the member is 1.5.
図1においては、横軸に左右角度(度)を、縦軸に相対輝度(a.u.:任意単位)を示しており、測定値と幾何光学計算結果とは概ね一致している。輝度プロファイルの形状は三角形状であり、輝度のピークは6.5度方向にある。視距離280mmでの輝度ピークの左右方向位置は、平均的な眼間距離65mmの半分に近く、妥当な値となっている。 In FIG. 1, the horizontal axis indicates the left-right angle (degrees), and the vertical axis indicates the relative luminance (au: arbitrary unit), and the measured values and the geometrical optical calculation results are almost the same. The shape of the luminance profile is triangular, and the luminance peak is in the direction of 6.5 degrees. The position in the left-right direction of the luminance peak at the viewing distance of 280 mm is close to half of the average interocular distance of 65 mm and is a reasonable value.
ここで、図2に輝度プロファイルの裾野を詳細に示す。図2において、幾何光学計算では、−1度方向で輝度0になるのに対し、測定値では裾野を引いており、漏れ光が存在している。この不一致の原因としては、幾何光学計算では考慮していない部材の光散乱や回折の影響があるものと推定される。しかし、どの程度、回折の影響があるかは明らかではなかった。 Here, FIG. 2 shows the base of the luminance profile in detail. In FIG. 2, in the geometrical optical calculation, the luminance is 0 in the -1 degree direction, whereas the measured value has a base, and there is leakage light. The cause of this mismatch is presumed to be the influence of light scattering and diffraction of the members that are not taken into account in the geometric optical calculation. However, it was not clear to what extent the effect of diffraction.
このような状況に鑑み、表示パネルと視差バリアパネルを備える表示装置の配光特性に及ぼす回折の影響を調べるために、新たに波動光学計算モデルを作成した。計算の基本原理モデルを図3に示す。 In view of such a situation, a wave optical calculation model was newly created in order to investigate the influence of diffraction on the light distribution characteristics of a display device including a display panel and a parallax barrier panel. A basic principle model of the calculation is shown in FIG.
図3においては、表示パネル10の前面側主面上に視差バリアパネル20が登載され、表示パネル10の前面側主面の表示パネル遮光部25に設けた2つの開口部が、表示パネル10の裏面側に設けたバックライト(図示せず)からのバックライト光BLを透過させることで右方向画素発光部11aおよび左方向画素発光部11bとなり、これらの発光部を透過したバックライト光BLが、視差バリアパネル20の透明ガラス基板24内を通り、視差バリアパネル20の前面側主面のバリア遮光部22に設けたバリア透過部21を介して観察面3で観察される構成となっている。
In FIG. 3, the
新たに考案した波動光学計算モデルは、キルヒホッフの回折理論に従い、表示パネル10の画素である右方向画素発光部11aおよび左方向画素発光部11bの微小領域から円柱面状に広がる波が視差バリアパネル20のバリア透過部21の各微小領域から2次的な要素波を発生させ、それらの要素波が観察面3の一点において干渉するという2次元モデルである。ここで、波長は550nmとした。
The newly devised wave optical calculation model is based on Kirchhoff's diffraction theory, and a wave spreading in a cylindrical plane from a minute region of the right pixel
この波動光学計算モデルによる計算結果を、図1中に波動光学計算として実線で示す。図1に示すように、波動光学計算から得られた輝度プロファイルも、測定値や幾何光学計算結果と同様の三角形状をしており、ピークとなる角度も一致している。 The calculation result by this wave optical calculation model is shown by a solid line in FIG. 1 as wave optical calculation. As shown in FIG. 1, the luminance profile obtained from the wave optical calculation has a triangular shape similar to the measurement value and the geometric optical calculation result, and the angles at which the peaks are made coincide.
輝度プロファイルの裾野を詳細に示す図2においても、実線で示す波動光学計算の結果は、測定値と同様に裾野を引いており、回折の影響が再現されていることが判る。 Also in FIG. 2 showing the base of the brightness profile in detail, it can be seen that the result of the wave optical calculation indicated by the solid line has a base as in the measurement value, and the influence of diffraction is reproduced.
以上より、境界部近傍での漏れ光の挙動を解明するためには、幾何光学計算では不十分であり、新たに考案した波動光学計算モデルに基づく波動光学計算が有効であることが判った。以下においては、この波動光学計算を用いて本発明の実施の形態を説明する。 From the above, it has been found that geometrical optical calculations are insufficient to elucidate the behavior of leakage light in the vicinity of the boundary, and wave optical calculations based on a newly devised wave optical calculation model are effective. In the following, embodiments of the present invention will be described using this wave optical calculation.
<実施の形態1>
<装置構成>
図4には、本発明に係る実施の形態1の観察方向により異なる画像を表示する2画像ディスプレイ100の模式的な斜視図を示す。なお、表示パネルは、有機ELパネルや、プラズマディスプレイパネル、液晶パネルでも良いが、以下では液晶パネルを例に示している。
<
<Device configuration>
FIG. 4 is a schematic perspective view of a two-
図4に示すように、マトリクス状に複数の画素を配置した表示パネル10の前面側(画像視認側)主面上に視差バリア12が配設されている。また、表示パネル10の裏面側にはバックライト30が設けられている。
As shown in FIG. 4, a
視差バリア12は、表示パネル10の前面側主面上に設けたバリア遮光部122の複数の開口部が、バリア透過部121となっている。バリア透過部121は何れも平面視形状がストライプ状をなし、長辺が並列するように配列されている。そして、それぞれの長辺に沿ってバリア半透過部123が設けられている。なお、視差バリア12の構成は図5を用いてさらに説明する。
In the
また、表示パネル10においては、液晶層114上に設けた遮光部115の複数の開口部が、画素発光部111となっている。画素発光部111は何れも平面視形状がストライプ状をなし、長辺が並列するように配列されている。そして、右方向用画素発光部111aと、左方向用画素発光部111bとが交互に配設される構成となっている。なお、表示パネル10の構成は図5を用いてさらに説明する。
In the
なお、図4は、バックライト、表示パネル10の画素発光部111および視差バリア12の開口121の位置関係、半透過部123を設けた位置を説明するための概略図であり、表示パネル10に設ける透明電極や透明ガラス基板等を省略した図となっている。表示パネル10の画素発光部111と、視差バリア12の開口121は所定の距離を離して配置すれば良く、空気やガラスなどの媒体が間に存在していても良い。
4 is a schematic diagram for explaining the positional relationship between the backlight, the pixel
図5は、図4における画素発光部111の配列方向に沿った断面図である。図5に示すように、表示パネル10は液晶パネルであり、2枚の透明ガラス基板14および15に挟まれた液晶層114と、透明ガラス基板14の裏面側(光源側)主面上に設けた裏面偏光板116と、透明ガラス基板15の前面側主面上に設けた前面偏光板126とを備えている。
FIG. 5 is a cross-sectional view along the arrangement direction of the pixel
液晶層114の裏面側主面上には、画素ごとに分割された透明電極112が配設され、液晶層114の前面側主面上には、全面に渡って一体で設けられた対向透明電極113が配設されており、両電極間で画素ごとに電界が印加される構成となっている。
A
対向透明電極113上に設けられた遮光部115の開口部が画素発光部111を形成している。なお、遮光部115は、隣り合う透明電極112の境界部上を覆うように設けられ、画素境界からの漏れ光を防いでいる。
The opening of the
視差バリア12は透明ガラス基板15の前面側主面上に配設され、エネルギー透過率4〜64%の半透過膜122bが間隔を開けて配設され、その上に、半透過膜122bよりも幅の狭いエネルギー透過率0%の遮光膜122aが配設されることで、それぞれバリア半透過部123およびバリア遮光部122が形成され、隣り合う半透過膜122bの間がバリア透過部121を形成している。なお、前面偏光板126は視差バリア12を覆うように形成されている。
The
ここで、視差バリア12のバリア遮光部122は、液晶パネル10の右方向用画素発光部111aと左方向用画素発光部111bとの組の配設幅に等しいピッチで設けられている。
Here, the barrier
なお、バリア透過部121上に延在するバリア半透過部123の幅W1は0.5μm〜10μmで、透過率は振幅透過率20〜80%、エネルギー透過率で4〜64%である。
The width W1 of the barrier
視差バリア12のバリア半透過部123は、屈折率がバリア透過部121と異なり、バリア透過部121との間に0から半波長(λ/2)のΔndの付加的位相差が生じるように構成しても良い。ここで、付加的位相差Δndは、半透過膜121と周辺部材との間の屈折率の差Δnと半透過膜の厚さdとの組み合わせにより設定することができる。
The barrier
なお、バリア半透過部123を付加的位相差が生じるように構成することにより、左右の2つの画像の境界方向の輝度勾配を急峻にする効果が得られるが、これについては実施の形態3においてさらに説明する。
In addition, by configuring the barrier
<波動光学計算による構造の最適化>
以上説明した2画像ディスプレイ100においては、左右30度方向にそれぞれ異なる画像を表示するものとし、その配光特性についての波動光学計算結果と測定値とを図6に示す。
<Optimization of structure by wave optics calculation>
In the two-
ここで、液晶パネル10の画素のピッチW2は0.064mm、視差バリア12の開口部のピッチW3は0.128mmであり、視差バリア12の開口部と液晶パネル10の画素間距離Tは0.09mmとする。また、液晶パネル10から観察面31までの距離を50mmとする。
Here, the pitch W2 of the pixels of the
また、液晶パネルの画素発光部111の幅W4は0.032mmであり、左眼用画素の中心は左−0.032mmに右眼用画素の中心は右0.032mmにあり、視差バリア12の開口幅W5は0.032mmであり、視差バリア12の開口部は液晶パネル10の右眼用画素と左眼用画素の組のほぼ中央の上方に設けられている。また、遮光部115の幅W6は0.032mmである。
Further, the width W4 of the pixel
図6においては、横軸に左右角度(度)を、縦軸に相対輝度を示しており、波動光学計算で得られた右方向用画素発光部の光の計算値を計算R、測定値を測定Rとし、左方向用画素発光部の光の計算値を計算L、測定値を測定Lとし、波動光学計算に用いたバックライト30の配光特性も計算値を計算BL、測定値を測定BLとして示している。ここでは、液晶パネル10のバックライト光BLの実測された配光特性に従った平行光線が液晶パネル10の発光部に一様に入射したものとして計算している。
In FIG. 6, the horizontal axis indicates the left-right angle (degrees), and the vertical axis indicates the relative luminance. The calculated value of the right pixel light-emitting portion obtained by wave optical calculation is calculated R, and the measured value is The measurement value R is the calculated light value of the left pixel light emitting unit L, the measurement value is the measurement L, the light distribution characteristic of the
図6に示すように、実測された輝度プロファイルと波動光学計算から得られた輝度プロファイルは、概ね一致していることが判る。 As shown in FIG. 6, it can be seen that the actually measured luminance profile and the luminance profile obtained from the wave optical calculation are almost the same.
また、図7には、縦軸を対数表示として低輝度領域(1×10−1〜1×10−4)のプロファイル示すが、低輝度領域においても実測された輝度プロファイルと波動光学計算から得られた輝度プロファイルとは、概ね一致していることが判る。 FIG. 7 shows the profile of the low luminance region (1 × 10 −1 to 1 × 10 −4 ) with the vertical axis as a logarithmic display, which is obtained from the actually measured luminance profile and wave optical calculation in the low luminance region. It can be seen that the obtained luminance profile is almost the same.
なお、左右30度よりも角度の高い方向で、測定値に比べて波動光学計算結果の輝度が低いのは、実際の装置では液晶パネル10の発光画素と視差バリア12の開口部とが横方向に複数並んでいるのに対し、波動光学計算では単一の発光画素と視差バリアの開口部のみを考慮して計算しているためである。
Note that the luminance of the wave optical calculation result is lower than the measured value in the direction where the angle is higher than 30 degrees on the left and right. In the actual device, the light emitting pixels of the
従って、左右30度よりも角度の高い方向の波動光学計算の結果には、他の視差バリアの開口部を通過する光が重畳されることを考慮すれば、実測値と波動光学計算の結果は良く一致することとなる。 Therefore, considering that the light passing through the opening of another parallax barrier is superimposed on the result of the wave optical calculation in a direction with an angle higher than 30 degrees on the left and right, the measured value and the result of the wave optical calculation are It matches well.
このように、波動光学計算から得られた輝度プロファイルは実測の境界領域の輝度プロファイルを良く再現しており、境界部ならびに低輝度領域の輝度プロファイルの解析には本波動光学計算が有効であることが判る。 In this way, the brightness profile obtained from the wave optics calculation reproduces the brightness profile of the measured boundary area well, and this wave optics calculation is effective for analyzing the brightness profile of the boundary area and the low brightness area. I understand.
一般的に2画像ディスプレイでは、以下の2つの特性が重要である。第一は、2つの画像が混在して見える境界領域をなるべく狭くすることであり、第二は、観察方向の画像に暗い画像を表示した場合にも他方向への画像の映り込みをなくすため、漏れ光の本来の表示画像のピーク輝度に対する比率を1/1000以下程度に抑制することである。 In general, in a two-image display, the following two characteristics are important. The first is to make the boundary area where two images appear to be mixed as narrow as possible, and the second is to eliminate the reflection of the image in the other direction even when a dark image is displayed in the image in the observation direction. In other words, the ratio of leakage light to the peak luminance of the original display image is suppressed to about 1/1000 or less.
図7に示されるように、表示光のピーク付近である左右30度方向でも他方向画像の回折によるリーク光輝度はピーク輝度の1/1000程度あり、リーク光輝度の抑制を図るためには回折を抑制することが必要であることが判明した。 As shown in FIG. 7, the leakage light luminance due to diffraction of the image in the other direction is about 1/1000 of the peak luminance even in the 30 ° right and left direction near the peak of the display light. It has been found necessary to suppress this.
図8には、波動光学計算による本発明の実施の形態1の2画像ディスプレイ100の配光特性の計算結果を示す。図8は、視差バリア12の開口部の幅を32.2μmとし。バリア透過部121の左右にエネルギー透過率16%のバリア半透過部123を設けるとして、バリア半透過部123の幅を種々変えて計算した輝度プロファイルを示している。
In FIG. 8, the calculation result of the light distribution characteristic of the 2
図8においては、横軸に左右角度(度)を、縦軸に漏れ光輝度を示しており、バリア半透過部123の幅が0の場合、0.5μmの場合、1.0μmの場合、2.5μmの場合、5.0μmの場合、7.5μmの場合および10μmの場合の輝度プロファイルをそれぞれ示している。
In FIG. 8, the horizontal axis indicates the left-right angle (degrees), and the vertical axis indicates the leakage light luminance. When the width of the barrier
図8より、実線で示すバリア半透過部123がない場合に比べ、バリア半透過部123の幅が0.5μm以上あれば、左右30方向の漏れ光強度は半減していることが判る。
From FIG. 8, it can be seen that the leakage light intensity in the left and right directions is halved if the width of the barrier
また、図9には左右の境界部の拡大図を示す。図9より、左右の境界部の輝度勾配はバリア半透過部123の幅が大きくなるにつれて急峻になり、幅が5μmで最大なる。バリア半透過部123の幅がさらに大きくなると、最大輝度勾配は次第に低下し、同時に最大輝度勾配の発生する角度が他画像の表示方向にシフトし、正面方向の輝度勾配は低下することが判る。
FIG. 9 shows an enlarged view of the left and right boundary portions. From FIG. 9, the luminance gradient at the left and right boundary portions becomes steeper as the width of the barrier
このため、バリア半透過部123の幅が5μmよりも広い場合に、正面方向での輝度勾配を大きくするためには、バリア透過部121の幅をバリア半透過部123の幅程度に縮小することが必要になる。
Therefore, in order to increase the luminance gradient in the front direction when the width of the barrier
次に、図10にバリア半透過部123の幅を5μmに固定し、エネルギー透過率を種々変えた場合の波動光学計算による輝度プロファイルの計算結果を示す。
Next, FIG. 10 shows the calculation result of the luminance profile by wave optical calculation when the width of the barrier
図10においては、横軸に左右角度(度)を、縦軸に漏れ光輝度を示しており、バリア半透過部123のエネルギー透過率が0の場合、0.04(4%)の場合、0.16(16%)の場合、0.36(36%)の場合および0.64(64%)の場合の輝度プロファイルをそれぞれ示している。
In FIG. 10, the horizontal axis indicates the left-right angle (degrees), and the vertical axis indicates the leakage light luminance. When the energy transmittance of the barrier
図10より、エネルギー透過率が16%と36%の間付近で左右30度方向の漏れ光輝度は最小になり、また、境界方向の最大輝度勾配は16%付近で最も急峻になっていることが判る。 As shown in FIG. 10, the leakage light luminance in the direction of 30 degrees to the left and right is the minimum when the energy transmittance is between 16% and 36%, and the maximum luminance gradient in the boundary direction is the steepest around 16%. I understand.
以上のように、実施の形態1の2画像ディスプレイ100においては視差バリア12にバリア半透過部123を設け、バリア半透過部123としては、幅0.5μm以上で、エネルギー透過率4〜64%とすることで、左右30度方向の漏れ光輝度を抑制でき、かつ、左右の2つの画像の境界方向の輝度勾配を急峻にすることができる。このため、輝度の変化やクロストークによる2重像の発生する境界領域を狭めることができ、観察者の観察位置が左右に動いた場合でも、広い範囲で輝度の変化やクロストークによる2重像の発生のない良好な画像を視認できる。なお、バリア半透過部123は、幅2.5〜5μm、エネルギー透過率16〜36%とした場合が最も好適である。
As described above, in the two-
<バリア半透過部の製造方法1>
次に、図11を用いてバリア半透過部の製造方法について説明する。まず、図11の(a)部に示すように、透明ガラス基板15の主面上方にスパッタリングマスク151を配置する。そして、スパッタリングマスク151の上方から、バリア半透過部123の材料となる酸化クロムやグラファイトをスパッタリング法により飛ばして透明ガラス基板15の主面上に付着させることで半透過膜122bを形成する。半透過膜122bのエネルギー透過率は4〜64%である。なお、エネルギー透過率の制御は半透過膜122bの膜厚を制御することによりなされる。
<Barrier translucent
Next, the manufacturing method of a barrier semi-transmissive part is demonstrated using FIG. First, as shown in part (a) of FIG. 11, a sputtering
ここで、スパッタリングマスク151は、透明ガラス基板15のバリア透過部121となる部分の上がマスクされ、半透過膜122bを形成する部分が開口部となったパターンを有している。
Here, the sputtering
次に、スパッタリングマスク151を除去した後、図11の(b)部に示すように、透明ガラス基板15の主面上方にスパッタリングマスク152を形成する。そして、スパッタリングマスク152の上方から、バリア遮光部122の材料となる酸化クロムをスパッタリング法により飛ばして半透過膜122b上に付着させることでエネルギー透過率0%の遮光膜122aを形成する。ここで、スパッタリングマスク152は、遮光膜122aを形成する部分のみが開口部となり、他の部分がマスクされたパターンを有している。
Next, after removing the sputtering
以上の工程を経て、バリア半透過部123およびバリア遮光部122が形成され、隣り合うバリア半透過部123の間がバリア透過部121となる。なお、ここで、遮光膜122aと半透過膜122bの成膜方法として、マスクスパッタ法を例に説明したが、これに限るものではなく、パッド印刷法などにより、形成することも可能である。
Through the above steps, the barrier
<バリア半透過部の製造方法2>
図11を用いて説明したバリア半透過部の製造方法では、バリア半透過部123の形成のために2枚のスパッタリングマスクを用いる例を示したが、この場合は、スパッタリングマスクの位置合わせに精度が要求される。
<
In the method for manufacturing the barrier semi-transmissive portion described with reference to FIG. 11, an example in which two sputtering masks are used for forming the barrier
そこで、バリア半透過部の製造方法の他の例として、1枚のスパッタリングマスクでバリア半透過部123を形成する方法について図12を用いて説明する。
Therefore, as another example of the method for manufacturing the barrier semi-transmissive portion, a method of forming the barrier
まず、図12の(a)部に示すように、透明ガラス基板15の主面上にスパッタリングマスク153を形成する。そして、スパッタリングマスク153の斜め上方から、バリア半透過部123の材料となる酸化クロムをスパッタリング法により飛ばして透明ガラス基板15の主面上に付着させることで半透過膜122cを形成する。半透過膜122cのエネルギー透過率は4〜64%である。なお、エネルギー透過率の制御は半透過膜122cの膜厚の制御によりなされる。
First, as shown in FIG. 12A, a sputtering
この場合、半透過膜122cは、スパッタリング材の飛来方向においてスパッタリングマスク153の端縁部の下方まで延在することとなる。一方で、スパッタリング材の飛来方向とは反対の方向においては半透過膜122cは、スパッタリングマスク153の端縁部下方には延在しない。
In this case, the
次に、スパッタリングマスク153の反対側の斜め上方から、バリア半透過部123の材料となる酸化クロムをスパッタリング法により飛ばして透明ガラス基板15の主面上に付着させることで半透過膜122dを形成する。半透過膜122dのエネルギー透過率は半透過膜122cと同じ4〜64%である。なお、エネルギー透過率の制御は半透過膜122dの膜厚の制御によりなされる。
Next, from the diagonally upper side opposite to the sputtering
この場合、半透過膜122dは半透過膜122c上に形成されるとともに、スパッタリング材の飛来方向においてスパッタリングマスク153の端縁部の下方まで延在することとなる。一方で、スパッタリング材の飛来方向とは反対の方向においては半透過膜122dは、スパッタリングマスク153の端縁部下方には延在しない。
In this case, the
この結果、半透過膜122cと半透過膜122dとが重なった中央部分と、半透過膜122cあるいは半透過膜122dのみが形成された端縁部とを有することとなる。この、中央部がバリア遮光部122となり、端縁部がバリア半透過部123となる。
As a result, a central portion where the
このように、方向を変えた斜め方向からの2回のスパッタリングにより、1枚のスパッタリングマスクで、バリア遮光部122およびバリア半透過部123を形成できる。
As described above, the barrier light-shielding
この場合、スパッタリングマスク153は共通であるので、位置合わせ精度の問題が解消されるとともに、マスクの種類を減らせて製造コストを削減することができる。
In this case, since the sputtering
ただし、バリア半透過部123の膜厚は遮光部122の膜厚の半分にしかならないという制約が生じるため、遮光部122の透過率はバリア半透過部123の2乗にしかならない。例えば、バリア半透過部123の透過率が0.1(10%)の場合、遮光部122の透過率は0.01(1%)となる。
However, since the restriction that the film thickness of the barrier
<バリア半透過部の製造方法3>
以上説明したバリア半透過部の製造方法は、ストライプ状のバリア透過部121の長辺に沿ってバリア半透過部123が設けられた構成についての製造方法であり、バリア半透過部123の形状もストライプ状であった。
<
The manufacturing method of the barrier semi-transmissive portion described above is a manufacturing method for a configuration in which the barrier
しかし、図13に示すように、微細開口部とバリア遮光部122とが交互に配置されたバリア半透過部124を採用しても良い。
However, as shown in FIG. 13, a barrier
図13において、バリア遮光部122を形成する遮光膜において、バリア透過部121の配列方向を左右方向とした場合に、それと直交する上下方向に配列される複数の微細開口部125をバリア透過部121の2つの長辺に沿って形成する。これにより、微細開口部125が凹部となりバリア遮光部122が突部となった構造が交互に繰り返すバリア半透過部124が得られる。
In FIG. 13, in the light shielding film that forms the barrier
このとき、微細開口部125のピッチPが充分小さければ、半透過部の実効的なエネルギー透過率を遮光面積と開口面積の平均値に調整できる。
At this time, if the pitch P of the
ここで、図14を用いて、必要なピッチPの大きさについて説明する。図14に示すように、表示パネル10の画素点Gから出た光がZ軸方向(鉛直方向)に進んで視差バリア12の地点Bに到達するモデルを考えると、鉛直方向に対して直行するX軸方向にピッチPだけずれた点B’に到達する場合の光路差dLは、液晶表示パネル10の画素点Gと視差バリア12間の距離をT、光路の屈折率をnとした場合、以下の数式(1)で近似的に表される。
Here, the required pitch P will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 14, when considering a model in which light emitted from a pixel point G of the
dL=4×P×P/T・・・(1)
ここで、バリア半透過部124が均一な透過率の領域とみなせるためには、位相差が少ないこと、すなわち、この光路差dLが光の波長よりも充分小さい(例えば1/10程度)ことが必要である。これを満たすには、以下の数式(2)を満たす必要がある。
dL = 4 × P × P / T (1)
Here, in order for the barrier
P<2×(波長/屈折率/10×T)0.5・・・(2)
上式において、例えば波長を550nm(0.55μm)とし、T=80μm、n=1.5を代入とすると、以下の数式(3)となる。
P <2 × (wavelength / refractive index / 10 × T) 0.5 (2)
In the above formula, for example, when the wavelength is 550 nm (0.55 μm), T = 80 μm, and n = 1.5 are substituted, the following formula (3) is obtained.
P<2×(0.55/1.5/10×80)0.5=3.4μm・・・(3)
すなわち、微細開口部125のピッチPは2μm以下であれば、バリア半透過部124が実効的に透過率の均一な半透過部として機能することとなる。同様に液晶表示パネル10の画素点Gと視差バリア12間の距離Tが720μmと厚い場合には、微細開口部125のピッチPは10μm以下であれば、バリア半透過部124が実効的に透過率の均一な半透過部として機能することとなる。
P <2 × (0.55 / 1.5 / 10 × 80) 0.5 = 3.4 μm (3)
That is, when the pitch P of the
このようなバリア半透過部124であれば、透明ガラス基板15上に半透過膜を形成する必要がなくなり、バリア遮光部122を形成するだけで済むので、半透過膜の厚さやマスクの位置合わせに高い精度が不要となり、製造工程を簡略化できる。
With such a barrier
なお、微細開口部125のピッチPは上記数式(1)〜(3)を満たせば良く、均一である必要はなくランダムであっても良い。さらに、開口部はお互いに孤立した水玉模様状でも良い。
Note that the pitch P of the
<実施の形態2>
<装置構成>
図15には、本発明に係る実施の形態2の裸眼立体ディスプレイ200の断面構成を示す。図15に示すように、裸眼立体ディスプレイ200は、表示パネル210と、表示パネル210の前面側(画像視認側)主面上に配置された視差バリアシャッタパネル220と、表示パネル210の裏面側(光源側)に配設したバックライト23を備えている。
<
<Device configuration>
FIG. 15 shows a cross-sectional configuration of the
表示パネル210はマトリクス型表示パネルであるが、表示パネル210は、有機ELパネルや、プラズマディスプレイパネル、液晶パネルでも良いが、以下では液晶パネルを例に示している。
Although the
図15に示すように、表示パネル210は液晶パネルであり、2枚の透明ガラス基板204と透明ガラス基板205とに挟まれた液晶層214と、透明ガラス基板204の裏面側(光源側)主面上に設けた裏面偏光板216と、透明ガラス基板205の前面側主面上に設けた中間偏光板217とを備えている。
As shown in FIG. 15, the
また、液晶層214の裏面側主面上には、全面に渡って一体で設けられた対向透明電極215が配設され、液晶層114の前面側主面上には、画素ごとに分割されたサブ画素透明電極212が配設されており、両電極間で画素ごとに電界が印加される構成となっている。
In addition, a counter
サブ画素透明電極212は、遮光壁218によって分割されており、サブ画素透明電極212上にはカラーフィルタ219が設けられているが、カラーフィルタ219も遮光壁218によって分割されている。
The subpixel
遮光壁218によって分割されたサブ画素透明電極212に対応して、横方向(水平方向)にサブ画素2110〜2114が形成される。そして、例えば、隣り合うサブ画素2111とサブ画素2112の2つのサブ画素を組み合わせることで、右方向と左方向に異なる視差画像をそれぞれ表示するサブ画素ペア241を構成している。また、隣り合うサブ画素2113とサブ画素2114の2つのサブ画素を組み合わせることで、右方向と左方向に異なる視差画像をそれぞれ表示するサブ画素ペア242を構成している。
視差バリアシャッタパネル220は、透明ガラス基板222(第1透明基板)と透明ガラス基板226(第2透明基板)とに挟まれた液晶層224と、透明ガラス基板222の前面側主面上に設けた表示面偏光板228とを備えている。なお、透明ガラス基板226の表示パネル210側の主面にも偏光板を備えるが、ここでは中間偏光板217で兼用するものとして省略している。
The parallax
ここで、液晶層224のモードはツイストネマテック(TN)、スーパーツイストネマテック(STN)、インプレインスイッチング(IPS)、オプティカリ−コンペンセイティドベンド(OCB)などが利用可能である。
Here, as the mode of the
また、液晶層224の裏面側主面上には、全面に渡って一体で設けられた透明電極225(第2透明電極)が配設され、液晶層214の前面側主面上には、透明電極223が配設されている。
Further, a transparent electrode 225 (second transparent electrode) provided integrally on the entire rear surface side of the
各サブ画素ペアの配設幅に対応する長さで基準視差バリアピッチが規定され、透明電極223は、基準視差バリアピッチ内で、複数の電気的に絶縁された状態に分割されている。図15では8分割した例を示しているが、これに限定されるものではなく、分割数はさらに多くても良い。この分割された透明電極223のそれぞれがサブ開口部301となり、このサブ開口部301の幅がサブ開口ピッチとなる。
A reference parallax barrier pitch is defined by a length corresponding to the arrangement width of each sub-pixel pair, and the
ここで、サブ画素ペア241を構成するサブ画素2111と2112の中間にある遮光壁218の中央から出て、対応する基準視差バリアピッチ内の中央点を通過した仮想の光LOが、本表示装置の正面前方に設定した設計視認点Qに集まるように、基準視差バリアピッチが設定されている。
Here, the virtual light LO that has exited from the center of the
このように構成された視差バリアシャッタパネル220では、透明電極223と透明電極225を用いて液晶層224に電界をかけることにより、複数のサブ開口部301を交互に光透過状態と遮光状態ならびに半透過状態に切り替えることができる。
In the parallax
図16を用いて、視差バリアシャッタパネル210の動作状態の例を説明する。なお、図16は、図15に示した裸眼立体ディスプレイ200をさらに模式的に示している。
An example of the operation state of the parallax
図16においては、基準視差バリアピッチ内の8つのサブ開口部301のうち4つを透過状態として透過部321を形成し、その両側の2つを半透過状態にして半透過部323を形成し、残りの2つを遮光状態にして遮光部322を形成するように、それぞれの透明電極223を用いて液晶層224に電界をかけることで液晶を制御している。なお、表示パネル210における液晶層214での発光部を表示画素発光部211として示している。なお、液晶層214上には図示されない遮光部が間隔を開けて配設されており、当該遮光部からは光は発せられないので、表示画素発光部211は飛び飛びに存在している。
In FIG. 16, four of the eight
ここで、半透過部323の液晶層の配向状態による複屈折に加え、屈折率の変化Δnと液晶層の厚さdを適宜選べば、半透過部323の透過率を下げるとともに、透過部321を通過した光との間の位相差としてΔnd分の位相差(付加的位相差)を生じさせることもできる。
Here, in addition to the birefringence due to the alignment state of the liquid crystal layer in the
次に、図17〜図19を用いて視差バリアシャッタパネル220のサブ開口部301の動作パターンの例を説明する。
Next, an example of the operation pattern of the
図17〜図19においては、複数のサブ開口部301の一部として12個のサブ開口部301の配列を示しており、図に向かって左側から順に1〜8までの符号を付しており、8番目のサブ開口部301の右隣のサブ開口部301からは符号が繰り返される。
17 to 19 show an arrangement of twelve
図17は、全てのサブ開口部301が透過状態となっているパターンである。図18の(a)部には、パターン1として、基準視差バリアピッチ内の8個のサブ開口部301のうち連続した1〜4の4つを光透過状態とし、5と8を半透過状態に、6と7を遮光状態にすることにより左右に透過部321を備えたパターンを形成している。
FIG. 17 shows a pattern in which all the
また、図18の(b)部には、パターン2として、7と8を遮光状態とし、1と6を半透過状態とし、残りを透過状態としたパターンを示している。
FIG. 18B shows a
また、図18の(c)部には、パターン3として、8と1を遮光状態とし、7と2を半透過状態とし、残りを透過状態としたパターンを示している。
18C shows a
また、図18の(d)部には、パターン4として、1と2を遮光状態とし、8と3を半透過状態とし、残りを透過状態としたパターンを示している。
18D shows a
また、図19の(a)部には、パターン5として、2と3を遮光状態とし、1と4を半透過状態とし、残りを透過状態としたパターンを示している。
19A shows a
また、図19の(b)部には、パターン6として、3と4を遮光状態とし、5と2を半透過状態とし、残りを透過状態としたパターンを示している。
19B shows a
また、図19の(c)部には、パターン7として、4と5を遮光状態とし、6と3を半透過状態とし、残りを透過状態としたパターンを示している。
19C shows a
また、図19の(d)部には、パターン8として、5と6を遮光状態とし、4と7を半透過状態とし、残りを透過状態としたパターンを示している。
19D shows a
以上説明したパターン2〜8のように、光透過状態と半透過状態にするサブ開口部301を選択することにより透過部321の位置をサブ開口部301のピッチで移動させることが可能になる。
As in the
<一般的な裸眼立体ディスプレイにおける配光特性>
視差バリアを用いた一般的な裸眼立体ディスプレイにおいて、右眼用画像と左眼用画像に、それぞれ白画像と黒画像を表示した場合の配光特性についての幾何光学計算結果と波動光学計算結果を図20に示す。
<Light distribution characteristics in general autostereoscopic displays>
In a typical autostereoscopic display using a parallax barrier, the results of geometric and wave optics calculations for the light distribution characteristics when a white image and a black image are displayed on the image for the right eye and the image for the left eye, respectively. It shows in FIG.
ここで、液晶パネルの画素のピッチは0.069mm、液晶シャッタパネルの開口部のピッチは0.138mmであり、液晶シャッタパネルの開口部と画素間距離は1.224mmである。 Here, the pixel pitch of the liquid crystal panel is 0.069 mm, the pitch of the openings of the liquid crystal shutter panel is 0.138 mm, and the distance between the openings of the liquid crystal shutter panel and the pixels is 1.224 mm.
また、液晶パネルの左眼用画素の中心は左−0.034mmにあり、右眼用画素の中心は右0.034mmにあり、液晶シャッタパネルの開口幅は0.069mmであり、当該開口部は液晶パネルの右眼用画素と左眼用画素の組のほぼ中央の上方に位置している。 Further, the center of the pixel for the left eye of the liquid crystal panel is at the left −0.034 mm, the center of the pixel for the right eye is at the right 0.034 mm, the opening width of the liquid crystal shutter panel is 0.069 mm, and the opening Is located approximately above the center of the pair of right-eye pixels and left-eye pixels of the liquid crystal panel.
図20においては、表示パネルの画素の開口幅を種々変えて、配光特性を計算した結果を示しており、透明ガラス部材の屈折率は1.5であり、波動光学計算の際の波長は550nmとしている。なお、計算結果は液晶シャッタパネルから設計観察距離750mm離れた位置にあるスクリーン上での相対輝度分布である。図中、幾何光学計算結果は直線で現れており、波動光学計算結果は曲線で現れている。 FIG. 20 shows the result of calculating the light distribution characteristics with various aperture widths of the pixels of the display panel, the refractive index of the transparent glass member is 1.5, and the wavelength at the time of wave optical calculation is It is 550 nm. The calculation result is a relative luminance distribution on a screen located at a design observation distance of 750 mm from the liquid crystal shutter panel. In the figure, the geometric optical calculation result appears as a straight line, and the wave optical calculation result appears as a curve.
図20では、横軸にスクリーン上での観察位置(mm)を、縦軸に相対輝度を示しており、表示パネルの画素の開口幅が34.2μmの場合、27.3μmの場合、20.5μmの場合、13.7μmの場合および6.8μmの場合のそれぞれについて、幾何光学計算結果と波動光学計算結果を示している。 In FIG. 20, the horizontal axis represents the observation position (mm) on the screen, and the vertical axis represents the relative luminance. When the aperture width of the pixel of the display panel is 34.2 μm, 27.3 μm, 20. The geometric optical calculation result and the wave optical calculation result are shown for the cases of 5 μm, 13.7 μm, and 6.8 μm, respectively.
図20より、幾何光学計算結果では、表示パネルの画素の開口幅が小さくなるにつれて輝度ピークは低下して輝度の平坦部は広くなり、輝度均一な視認域が拡大すると期待される。さらに、境界部分の左側の他方向画像表示域への光の漏れ域は狭くなり、境界領域が縮小すると期待される。 As shown in FIG. 20, in the geometric optical calculation result, it is expected that the luminance peak is lowered and the flat portion of the luminance is widened as the aperture width of the pixel of the display panel is reduced, so that the viewing area with uniform luminance is expanded. Furthermore, it is expected that the light leakage area to the other direction image display area on the left side of the boundary portion is narrowed and the boundary area is reduced.
しかし、波動光学計算の結果は、これとは異なっている。表示パネルの画素の開口幅が小さくなるにつれて輝度ピークは低下するが、複数のピークが表れるため大きな分布が生じており、輝度ピーク域の幅も幾何光学計算結果よりも狭い。 However, the results of wave optics calculations are different. Although the luminance peak decreases as the aperture width of the pixel of the display panel decreases, a large distribution occurs because a plurality of peaks appear, and the width of the luminance peak area is also narrower than the geometric optical calculation result.
ここで、図21には、図20における輝度プロファイルをピーク輝度で規格化したプロファイルを示しており、縦軸は規格化相対輝度である。 Here, FIG. 21 shows a profile obtained by normalizing the luminance profile in FIG. 20 with the peak luminance, and the vertical axis represents the normalized relative luminance.
図21より、境界部分の左側の他方向画像表示域への光の漏れる範囲は、画素の開口幅を6.8μmに狭くしても幾何光学計算から期待されるほどには違わないことが判明した。 From FIG. 21, it is found that the light leaking range to the other direction image display area on the left side of the boundary portion does not differ as much as expected from geometric optical calculation even if the aperture width of the pixel is narrowed to 6.8 μm. did.
図22に、波動光学計算と幾何光学計算の差が構造寸法によりどのように異なるかを調べた計算結果を示す。図20で計算したように、液晶パネルの画素のピッチは0.069mm、液晶シャッタパネルの開口部のピッチは0.138mm、液晶シャッタパネルの開口部と画素間距離は1.224mmであり、液晶パネルの左眼用画素の中心は左−0.034mmにあり、右眼用画素の中心は右0.034mmにあり、液晶シャッタパネルの開口幅は0.069mmとし、当該開口部は液晶パネルの右眼用画素と左眼用画素の組のほぼ中央の上方に位置するものとし、表示パネルの画素の開口幅が34.2μmの場合を基準構造とする。図22では、この基準構造を相似的に1/2倍、2倍、4倍に変えた場合の計算結果を示す。 FIG. 22 shows a calculation result obtained by examining how the difference between the wave optical calculation and the geometric optical calculation differs depending on the structure size. As calculated in FIG. 20, the pixel pitch of the liquid crystal panel is 0.069 mm, the pitch of the opening of the liquid crystal shutter panel is 0.138 mm, and the distance between the opening of the liquid crystal shutter panel and the pixel is 1.224 mm. The center of the pixel for the left eye of the panel is left -0.034 mm, the center of the pixel for the right eye is 0.034 mm on the right, the opening width of the liquid crystal shutter panel is 0.069 mm, and the opening is formed on the liquid crystal panel. The reference structure is assumed to be located approximately above the center of the pair of right-eye pixels and left-eye pixels, and the display panel pixel aperture width is 34.2 μm. FIG. 22 shows calculation results when the reference structure is similarly changed to 1/2 times, 2 times, and 4 times.
図22においては、透明ガラス部材の屈折率は1.5であり、光の波長は550nmとしている。なお、計算結果は液晶シャッタパネルから設計観察距離750mm離れた位置にあるスクリーン上での相対輝度分布(a.u.)である。図中、幾何光学計算結果は直線で現れており、波動光学計算結果は曲線で現れている。 In FIG. 22, the refractive index of the transparent glass member is 1.5, and the wavelength of light is 550 nm. The calculation result is a relative luminance distribution (au) on the screen at a design observation distance of 750 mm from the liquid crystal shutter panel. In the figure, the geometric optical calculation result appears as a straight line, and the wave optical calculation result appears as a curve.
図22に示すように、相似的に4倍拡大した構造では、波動光学計算の結果は、実線の直線で示す幾何光学計算の結果と比べ、0mm点での輝度やピークの平坦度に関して大きな差はないが、相似的に寸法が小さくなるにつれて、波動光学計算の結果と幾何光学計算の結果の違いが大きくなることが判る。相似的に2倍に拡大した構造では、波動光学計算の結果は、ピーク輝度の変動が10%を超え、幾何光学計算で輝度が0となる−10mm地点での輝度がピークの10%を超えている。従って、相似的に4倍拡大した構造では幾何光学計算と差がなくなり、波動光学計算を用いるメリットはなくなる。換言すれば、相似的な寸法が4倍より小さい場合は波動光学計算を用いるメリットがあると言える。具体的な寸法で言えば、波動光学の原理からより影響の大きい光路後方にある液晶シャッタパネル開口幅0.069mmの2倍である0.138mmから鑑みて、観察者に近い方の開口幅が0.138mmよりも小さい場合には、波動光学計算を用いた輝度プロファイルの調整が有効である。 As shown in FIG. 22, in the structure that is similarly magnified 4 times, the result of the wave optical calculation is greatly different from the result of the geometric optical calculation indicated by the solid line in terms of the luminance at the 0 mm point and the flatness of the peak. However, it can be seen that the difference between the result of the wave optical calculation and the result of the geometric optical calculation becomes larger as the size is similarly reduced. In a structure that is doubled in a similar manner, the results of wave optics calculations show that the peak brightness variation exceeds 10%, and the brightness at the −10 mm point where the brightness becomes 0 by geometric optics calculation exceeds 10% of the peak. ing. Therefore, a structure that is similarly magnified four times eliminates the difference from geometric optical calculation and loses the merit of using wave optical calculation. In other words, if the similar dimension is less than 4 times, it can be said that there is an advantage of using wave optical calculation. In terms of specific dimensions, in view of 0.138 mm, which is twice the 0.069 mm liquid crystal shutter panel opening width behind the optical path, which is more influenced by the principle of wave optics, the opening width closer to the observer is smaller. If it is smaller than 0.138 mm, it is effective to adjust the luminance profile using wave optics calculation.
そこで、上記に鑑み、回折を考慮した輝度プロファイルの調整方法について以下に説明する。 In view of the above, a method for adjusting a luminance profile in consideration of diffraction will be described below.
<本発明に係る裸眼立体ディスプレイにおける配光特性>
次に、図23を用いて本発明に係る実施の形態2の裸眼立体ディスプレイ200における配光特性の波動光学計算結果について説明する。
<Light distribution characteristics in autostereoscopic display according to the present invention>
Next, wave optical calculation results of light distribution characteristics in the
以下では、サブ開口部301のピッチは基準視差バリアピッチを16分割(図15,16では8等分の場合を示した)した場合について計算を行った。液晶表示パネル210の画素のピッチW12は0.069mm、液晶シャッタパネル220の透過部321のピッチは0.138mmであり、液晶シャッタパネル220の透過部321と液晶パネル210の画素との距離DBは1.224mmである。
In the following description, the pitch of the
液晶パネル210の表示画素発光部211の幅は20.5μmであり、左眼用画素の中心は左端−0.034mmに右眼用画素の中心は右0.034mmにある。
The width of the display pixel
液晶シャッタパネル220の透過部321の幅W13(バリア開口幅)は8個のサブ開口部301の幅の和である0.069mm(68.5μm)であり、その両側に1サブ開口部分の8.5μmの半透過部323が存在し、液晶パネル210の右眼用画素と左眼用画素の組のほぼ中央の上方に位置している。
The width W13 (barrier opening width) of the
図23においては、半透過部323の透過率と付加的位相を種々変えて、配光特性を計算した結果を示しており、透明ガラス部材の屈折率は1.5であり、波動光学計算の際の波長は550nmとしている。そして、右眼用画像と左眼用画像に、それぞれ白画像と黒画像を表示した場合の配光特性を示しており、計算結果は液晶シャッタパネル220から設計観察距離DS=750mm離れた位置にあるスクリーン上での相対輝度分布である。
FIG. 23 shows the results of calculating the light distribution characteristics by changing the transmittance and additional phase of the
図23では、横軸にスクリーン上での観察位置(mm)を、縦軸に相対輝度を示しており、図中、半透過部323(幅8.5μm)を通過する光の位相が透過部321(幅68.5μm)を通過する場合に比べ付加的位相差として1/4波長分長い距離を進むものとして、エネルギー透過率を6%、25%、56%とした場合の計算結果を各種鎖線で示している。また、半透過部323がなく、その分透過部321が広い場合(バリア開口幅が85.6μm)の場合を太い鎖線で示し、半透過部323がなく透過部321は68.5μmのままの場合のプロファイルを実線で示している。
In FIG. 23, the horizontal axis represents the observation position (mm) on the screen, and the vertical axis represents the relative luminance. In the figure, the phase of light passing through the semi-transmissive portion 323 (width 8.5 μm) is the transmissive portion. Various calculation results when the energy transmittance is 6%, 25%, and 56% are assumed to travel a distance longer by 1/4 wavelength as an additional phase difference than when passing through 321 (width 68.5 μm). Shown with a chain line. Further, the case where there is no
図23において、実線で示す半透過部323がない場合に比べて、半透過部323がある場合は何れの場合も輝度勾配が急峻になっており、−10mm地点での漏れ光が抑制できていることが判る。ただし、透過率が56%の場合は−30mm地点での漏れ光が増加しており、この条件の場合は、透過率25%程度が好適であることが判る。
In FIG. 23, compared to the case where the
また、図24には、半透過部323のエネルギー透過率25%とした場合の半透過部323を通過する際に生じる付加的位相差による影響を示す計算結果を、付加的位相差がない場合(0の場合)とともに示している。
FIG. 24 shows the calculation result showing the effect of the additional phase difference generated when passing through the
図24では、横軸にスクリーン上での観察位置(mm)を、縦軸に相対輝度を示しており、透過部321を通過する場合に比べて1/4波長分多く進む場合(−λ/4)、1/2波長分多く進む場合(−λ/2)、3/4波長分多く進む場合(−λ3/4)および位相差0の場合を示している。 In FIG. 24, the horizontal axis indicates the observation position (mm) on the screen, and the vertical axis indicates the relative luminance. When the position advances by a quarter wavelength (−λ / 4), the case where the phase advances by 1/2 wavelength (-λ / 2), the case where the phase advances by 3/4 wavelength (-λ3 / 4), and the case where the phase difference is 0.
図24より、透過部321を通過する場合(位相差0の場合)に比べてλ/4分進む場合には、境界部の勾配が急峻でしかも20度方向の漏れ光の輝度も低いことが判る。 From FIG. 24, it can be seen that when the light advances by λ / 4 as compared with the case where the light passes through the transmission part 321 (when the phase difference is 0), the gradient of the boundary part is steep and the luminance of the leaked light in the direction of 20 degrees is low. I understand.
以上のように、実施の形態2の裸眼立体ディスプレイ200においては液晶シャッタパネル220に半透過部323を設け、半透過部323の透過率を25%程度とし、また、透過部321を通過する場合に比べてλ/4分進むように半透過部323を構成することで、左右20度方向の漏れ光輝度を抑制でき、かつ、境界方向の輝度勾配を急峻にすることができる。このため、輝度の変化やクロストークによる2重像の発生する境界領域を狭めることができ、観察者の観察位置が左右に動いた場合に、広い範囲で輝度の変化やクロストークによる2重像の発生のない良好な画像を視認できる。
As described above, in the
なお、以上の計算では波長550nmの緑色光を対象にサイズの好適を議論したが、赤色光(波長650nm)や青色光(波長450nm)の場合は波長が異なり、漏れ光を制御するのに好適なサイズは異なる。従って、対象とする画素の色に応じて視差バリアの半透過部の寸法を変えることにより漏れ光の着色をなくすことも可能になる。 In the above calculation, the preferred size is discussed for green light with a wavelength of 550 nm. However, red light (wavelength 650 nm) and blue light (wavelength 450 nm) have different wavelengths and are suitable for controlling leakage light. The size is different. Therefore, it is also possible to eliminate the color of leakage light by changing the size of the semi-transmissive portion of the parallax barrier according to the color of the target pixel.
また、以上の説明では、視差バリアの形状は細長いストライプ状とし、長辺が一列に並列するように配列された構成を示したが、千鳥配列(チェッカーフラグパターン状)にも適用できることは言うまでもない。千鳥配列の場合は、立体画像の解像度感が向上する。 In the above description, the configuration of the parallax barrier is an elongated stripe shape and the long sides are arranged in parallel. However, it is needless to say that the parallax barrier can be applied to a staggered arrangement (checker flag pattern shape). . In the case of the staggered arrangement, the resolution of the stereoscopic image is improved.
また、方向別画像の数は2つの場合を例に採って説明したが、これに限らず、視差画像が3つや、さらに複数の場合でも、それぞれの画像の境界において、漏れ光の輝度を抑制する効果がある。 In addition, the number of direction-specific images has been described by taking the case of two as an example. However, the present invention is not limited to this, and even when there are three or more parallax images, the luminance of the leaked light is suppressed at each image boundary. There is an effect to.
<実施の形態3>
<装置構成>
以上説明した本発明に係る実施の形態1においては、マトリクス状に画素を配置した表示パネルと、表示パネルの前面側(画像視認側)に形成した視差バリアから構成された表示装置を例に説明したが、表示パネルが液晶表示パネルの場合は、視差バリアが表示パネルの背面側にある装置にも応用できる。
<
<Device configuration>
In
図25には、本発明に係る実施の形態3の観察方向により異なる画像を表示する2画像ディスプレイ300の模式的な斜視図を示す。
FIG. 25 is a schematic perspective view of a two-
図25に示すように、マトリクス状に複数の画素を配置した表示パネル41の裏面側に視差バリア42が配設されている。また、視差バリア42の裏面側にはバックライト43が設けられている。
As shown in FIG. 25, a
また、表示パネル41においては、液晶層410上に設けた遮光部412の複数の開口部が、画素透過部411となっている。画素透過部411は何れも平面視形状がストライプ状をなし、長辺が並列するように配列されている。そして、それぞれの長辺に沿って半透過部413が設けられている。
In the
視差バリア42は、バリア遮光部422の複数の開口部が、バリア透過部421となっている。バリア透過部421は何れも平面視形状がストライプ状をなし、長辺が並列するように配列されている。
In the
なお、図25は、バックライト43、表示パネル41の画素透過部411および視差バリア透過部421の位置関係を説明するための概略図であり、表示パネルに設ける透明電極や透明ガラス基板等を省略した図となっている。また、表示パネル41の画素透過部411と視差バリア透過部421はそれぞれ所定の距離を離して配置されており、空気やガラスなどの媒体が間に存在していても良い。
FIG. 25 is a schematic diagram for explaining the positional relationship between the
また、図25は、バックライト43、表示パネル41および視差バリア42の位置関係、表示パネル41の画素透過部411に半透過部413を設けた位置を説明するための概略図であり、表示パネルに設ける透明電極や透明ガラス基板等を省略した図となっている。また、バックライト43、表示パネル41、視差バリア42はそれぞれ密着していても良いし、空気やガラスなどの媒体が間に存在していても良い。
FIG. 25 is a schematic diagram for explaining the positional relationship between the
液晶表示パネル41の半透過部413の幅は0.5μm〜10μmで、透過率は振幅透過率20〜80%、エネルギー透過率で4〜64%程度である。さらに半透過部413には屈折率が透過部411と異なり、透過部411との間に0から半波長のΔndの位相差が生じるように構成されている。
The width of the
このように、マトリクス状に画素を配置した表示パネル41と、表示パネル41の裏面側に視差バリア42を形成した表示装置においても、表示パネル41の透過部411の長辺に半透過部413を設けることにより、画像の境界部での輝度勾配を急峻にすることができる。
Thus, also in the
図26に本発明に係る実施の形態3の2画像ディスプレイ300における配光特性の波動光学計算結果を示す。
FIG. 26 shows a wave optical calculation result of the light distribution characteristics in the two-
以下では、表示パネル41の画素のピッチを0.069mm、視差バリア42のバリア透過部421のピッチは0.138mmであり、表示パネル41の透過部411と視差バリア42のバリア透過部421との間の距離は1.224mmである。
In the following, the pixel pitch of the
表示パネル41の透過部411の中心位置は左眼用画素が−0.034mmに右眼用画素が右0.034mmにある。また、視差バリア42のバリア透過部421の幅は0.069mmである。
The center position of the
図26では、透過部411の左右に設けた半透過部413のエネルギー透過率と、半透過部413を通過する光の位相が透過部411を通過する場合に比べて付加される付加的位相差Δndとを種々変えた場合の配光特性を計算しており、透明ガラス部材の屈折率は1.5であり、波動光学計算の際の波長は550nmとしている。なお、計算結果は液晶シャッタパネルから設計観察距離750mm離れた位置にあるスクリーン上での相対輝度分布である。また、図27には、それぞれの輝度プロファイルをピーク輝度で規格化した規格化相対輝度プロファイルを示している。
In FIG. 26, the energy transmittance of the
ここで、付加的位相差Δndは、屈折率の変化Δnと液晶層の厚さdとの組み合わせにより設定することができる。なお、液晶層の厚さdは固定されているので半透過部413の屈折率を透過部411と異なった値とするには、屈折率が液晶に比べ大きなITO(Indium Tin Oxide)電極の厚さを半透過部413と透過部411で異なった値とするという構成を採れば良い。
Here, the additional phase difference Δnd can be set by a combination of the refractive index change Δn and the thickness d of the liquid crystal layer. Since the thickness d of the liquid crystal layer is fixed, the thickness of an ITO (Indium Tin Oxide) electrode having a larger refractive index than that of the liquid crystal is used to set the refractive index of the
図26および図27では、横軸にスクリーン上での観察位置(mm)を、縦軸に相対輝度を示しており、図中、半透過部413がなく、透過部411が34.3μm)の場合を太い鎖線で示し、半透過部413がなく透過部411が27.4μmの場合を実線で示し、半透過部413の幅が5μmで、透過率が25%で付加的位相差(Δnd)がλ/4の場合を破線で、および半透過部413の幅が5μmで、透過率が25%で付加的位相差(Δnd)が0の場合を鎖線で示している。
26 and 27, the horizontal axis indicates the observation position (mm) on the screen, and the vertical axis indicates the relative luminance. In the drawing, there is no
図27において、透過率が25%で付加的位相差(Δnd)がλ/4の場合、実線で示す半透過部413がない場合に比べ、ピーク輝度の大きな低下もなく境界部での輝度勾配が急峻になっており、−10mm地点での漏れ光が抑制できていることが判る。
In FIG. 27, when the transmittance is 25% and the additional phase difference (Δnd) is λ / 4, the luminance gradient at the boundary portion is not greatly reduced as compared with the case where the
また、半透過部413の透過率が25%で付加的位相差(Δnd)が0の場合は、実線で示す半透過部413がない場合に比べ、ピーク輝度の大きな低下もなく−30mm地点での漏れ光が抑制できていることが判る。
Further, when the transmissivity of the
このように、表示装置の構成に応じて、半透過部413の透過率と付加的位相差(Δnd)を適宜設定することにより、好適な漏れ光特性が得られる。
As described above, suitable light leakage characteristics can be obtained by appropriately setting the transmittance of the
<実施の形態4>
本発明に係る実施の形態4では、実施の形態3で説明した、表示パネルが液晶表示パネルであり、視差バリアが表示パネルの背面側にある装置において、液晶表示パネルの具体的な構成を説明する。
<
In
図28は、図25に示した表示パネル41の透過部411の具体的構成の一例を示す図であり、図28の(a)部には平面図を、図28の(b)部には、平面図におけるA−A線での断面図を示す。
FIG. 28 is a diagram showing an example of a specific configuration of the
図28の(a)部に示すように、透過部411の平面形状は縦長の矩形状であり、その2つの長辺に沿って半透過膜1413が設けられている。半透過膜1413を含めた透過部411の周囲は遮光膜1412が形成されている。
As shown in part (a) of FIG. 28, the planar shape of the
また、図28の(b)部に示すように、液晶層1422は、下側透明基板1400と上側透明基板1450との間に挟持され、下側透明基板1400上には画素電極1423が配設され、上側透明基板1450上には対向電極1421が配設され、両者は液晶層1422を間に介して対向して配置されている。画素電極1423は、透過部(上部開口とも呼称)411ごとに独立して設けられ、少なくとも上部開口411の下方に対応する領域に設けられている。また、対向電極1421は上側透明基板1450上全体に設けられている。また、下側透明基板1400の下主面(画素電極1423が設けられた側とは反対側の主面)上には、視差バリア42のバリア遮光部422とバリア透過部(下バリア開口とも呼称)421が設けられている。
As shown in FIG. 28B, the
このような構成を採ることで、画素電極1423に適宜電圧を印加し対向電極1421との間で電界を形成することができ、当該電界により液晶層1422の配向を制御し、上部開口411ごとに光の透過率を変えることができる。
By adopting such a structure, an appropriate voltage can be applied to the
ここで、通常の画素電極1423は、屈折率が2.1程度のITO等の透明導電膜で形成され、厚さの均一な薄膜で構成されるが、本実施の形態では画素電極1423の上に、断面形状が透過部411の中央で最も厚く、端縁部に向けて薄くなる曲線形状を有した高屈折率膜1424を備えている。この高屈折率膜1424もITOで形成されており画素電極として機能する。
Here, the
なお、画素電極1423は、下側透明基板1400上に形成されるが、その形成方法としては、下側透明基板1400上にITO等の透明導電膜を全面に渡って形成し、当該透明導電膜をフォトリソグラフィでパターニングして画素電極1423を設ける方法を採ることができる。なお、パターニングされた画素電極1423は、透明絶縁膜1401で覆い、透明絶縁膜1401を画素電極1423の厚さまで平坦化する。
The
対向電極1421の形成方法も同様であり、上側透明基板1450上に、透過部411に対応する部分が開口部となった半透過膜1413および遮光膜1412を形成した後、それらを開口部ごと透明絶縁膜1402で覆い、透明絶縁膜1402を半透過膜1413および遮光膜1412の厚さまで平坦化し、透明絶縁膜1402、半透過膜1413および遮光膜1412の上に透明導電膜を全面に渡って形成することで対向電極1421を得る。なお、半透過膜1413および遮光膜1412の形成方法は、図11および図12を用いて説明した方法を採ることができる。
The formation method of the
そして、画素電極1423上に高屈折率膜1424を形成した後、上側透明基板1450と下側透明基板1400とを、画素電極1423と対向電極1421とが向かい合うように対向配置し、間に液晶材料を封入することで液晶層1422を形成する。
After the high
次に、図29を用いて高屈折率膜1424の厚さ分布について説明する。図29は、図25に示した表示パネル41の画素透過部411(上部開口411)と、視差バリア42のバリア透過部421(下バリア開口421)とを通過する光の光路を模式的に示した図であり、下バリア開口421の観察方向に上部開口411が距離D0離れて対向している状態を示している。
Next, the thickness distribution of the high
下バリア開口421内の点Pから発した光は、上部開口411に向けて放射状に伝播する。このとき、上部開口411内の位置x地点を通過する光Lxには、点Pから真上に進む光L0に比べ、光路差ΔDx=(Dx−D0)と周囲の屈折率naで決まる位相の遅れ(ΔDx−D0)・naが発生する。
The light emitted from the point P in the
ここで、下バリア開口421内の点Pから発し、上部開口411を通過した光が観察者の位置で集光され結像するためには、上部開口411を通過した直後の位相を揃えることが有効である。この光L0に対する光Lxの位相遅れを補償するために、開口内の中央部に屈折率が周囲の屈折率naよりも大きい屈折率nhの高屈折率膜1424を配設し、その厚さtが下記の数式(4)を満たすように形成することが有効である。
Here, in order for the light emitted from the point P in the
ΔDx・na=(nh−na)・t ・・・(4)
図30において、横軸に高屈折率膜1424の幅方向(左右方向)の中心軸からの位置を表す左右位置(mm)を取り、縦軸に膜厚t(mm)を取って、高屈折率膜1424の膜厚分布を示している。そして、上記数式(4)を満たす高屈折率膜1424の理想的な膜厚分布を破線で示している。
ΔDx · na = (nh−na) · t (4)
In FIG. 30, the horizontal axis represents the left / right position (mm) representing the position from the central axis in the width direction (left / right direction) of the high
ここで、上部開口411と下バリア開口421の距離D0=0.9mm、上部開口411の幅0.030mm、下バリア開口421の幅0.050mm、周囲の屈折率naは液晶層1422の屈折率na=1.5とし、高屈折率膜1424の屈折率はITOの屈折率nh=2.1とする。この場合、理想的な高屈折率膜1424の膜厚分布は、上部開口411の端で0μm、上部開口411の中央部の最大厚さは0.35μm程度であり、一般的な液晶層1422の厚さ3〜5μmに比べて薄いので、液晶パネルの光遮蔽作用への影響は無視できる。
Here, the distance D0 between the
高屈折率膜1424の膜厚分布が理想的な場合について、波動光学計算による配光特性の計算結果を図31に示す。図31において、横軸に配光角度を左右角度(度)として示し、縦軸に相対輝度(a.u.:任意単位)を示しており、白抜きの円でプロットされる特性が膜厚分布が理想的な場合の計算結果であり、これを「位相補償理想的分布」と呼称する。この条件では、半透過領域はないとしている。
FIG. 31 shows the calculation result of the light distribution characteristic by the wave optical calculation when the film thickness distribution of the high
図31において、画素電極1423のITO膜厚が均一で、高屈折率膜1424を有さず、半透過領域もない場合の計算結果を「従来開口」として示しており、これと比べると位相補償理想的分布は、−2.5度方向に現れる最小漏れ光輝度、−1度方向の漏れ光輝度ともに減少している。これは、観察者が、より広い範囲でクロストークによる二重像のない立体画像を、より広い視認域で観察することができることを表している。
In FIG. 31, the calculation result when the ITO film thickness of the
さらに、この位相保障理想的分布の状態で、開口部の端部に振幅透過率50%の半透過領域を4μm幅で形成した場合の計算結果を、「位相保障理想的分布+半透過領域4μm」として、塗りつぶしの菱形でプロットされる特性として示している。この特性では、−2.5度方向に現れる最小漏れ光輝度、−1度方向の漏れ光輝度ともに、さらに減少することが判る。
Further, in the state of ideal phase guarantee distribution, a calculation result when a semi-transmission region with an amplitude transmittance of 50% is formed at the end of the opening with a width of 4 μm is expressed as “phase guarantee ideal distribution +
以上より、上部開口411近傍に、周囲よりも屈折率が高い膜を膜厚(t)が数式(4)を満たす分布となるように形成することで、クロストークが大きな境界領域の幅を狭め、かつ最小リーク輝度が低い配光特性を実現することができ、さらに、上部開口411の幅方向(左右方向)の端部に半透過領域を設けることで、クロストークが大きな境界領域の幅をさらに狭め、かつ、最小リーク輝度がさらに低い配光特性を実現することができることが判る。
As described above, a film having a higher refractive index than the surroundings is formed in the vicinity of the
ただし、このような、漏れ光輝度分布の改善は高屈折率膜1425の膜厚分布が数式(4)を満たす理想的な分布の場合に限られるものではない。すなわち、複数の均一な厚さの高屈折率薄膜を積層して、位相保障理想的分布に近似した膜厚分布を有する多層高屈折率膜を形成しても良い。図32には、多層高屈折率膜の一例を示す。
However, such an improvement in the leakage light luminance distribution is not limited to the case where the film thickness distribution of the high
図32は、図28に対応する図であり、図32の(a)部には平面図を、図32の(b)部には、平面図におけるB−B線での断面図を示す。なお、図28と同一の構成については同一の符号を付し、重複する説明は省略する。 FIG. 32 is a view corresponding to FIG. 28, in which FIG. 32A is a plan view, and FIG. 32B is a cross-sectional view taken along line BB in the plan view. Note that the same components as those in FIG. 28 are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
図32では、画素電極1423の上に、断面形状が上部開口411の中央で最も厚い第1の厚さを有し、それ以外の部分では第1の厚さよりも薄い第2の厚さを有する、2段形状の高屈折率膜1425を備えている。高屈折率膜1425は、上部開口411の中央に、開口の長辺に沿って設けられた高屈折率膜14251と、高屈折率膜14251を覆うように設けられた高屈折率膜14252とを有して形成され、中央の高屈折率膜14251と14252とで第1の厚さとなり、高屈折率膜14252の厚さが第2の厚さに相当する。
In FIG. 32, on the
図30には、多層高屈折率膜の例として、上述した2段形状の高屈折率膜の他に、3段形状の高屈折率膜および1段形状の高屈折率膜を用いた場合の膜厚分布も併せて示している。すなわち、1段形状の高屈折率膜は0.2μmの均一な厚さを有し、2段形状の高屈折率膜は、中央部が0.3μmの厚さを有し、その両側が0.2μmの厚さを有し、3段形状の高屈折率膜は、中央部が0.3μmの厚さを有し、その両側が0.2μmの厚さを有し、さらに外側が0.1μmの厚さを有している。 In FIG. 30, as an example of the multilayer high refractive index film, in addition to the above-described two-stage high refractive index film, a three-stage high refractive index film and a one-stage high refractive index film are used. The film thickness distribution is also shown. That is, the single-stage high-refractive index film has a uniform thickness of 0.2 μm, and the two-stage high-refractive index film has a thickness of 0.3 μm at the center and 0 on both sides. The three-stage high refractive index film having a thickness of 2 μm has a thickness of 0.3 μm at the center, a thickness of 0.2 μm on both sides, and a thickness of 0.2 μm on the outer side. It has a thickness of 1 μm.
そして、図31には、1段形状の高屈折率膜を用いた場合の配光特性を、位相補償1段0.2μmとして塗りつぶしの円でプロットされる特性として示し、2段形状の高屈折率膜を用いた場合の配光特性を、位相補償2段0.2μm&0.3μmとして白抜き三角形でプロットされる特性として示し、3段形状の高屈折率膜を用いた場合の配光特性を、位相補償3段0.1μm&0.2μm&0.3μmとして塗りつぶし三角形でプロットされる特性として示している。いずれの条件でも、半透過領域はないとしている。 FIG. 31 shows the light distribution characteristic when a one-stage high refractive index film is used as a characteristic plotted as a solid circle with a phase compensation of one stage 0.2 μm. The light distribution characteristics when using a refractive index film are shown as characteristics plotted with white triangles as two stages of phase compensation 0.2 μm & 0.3 μm. The light distribution characteristics when using a three-stage high refractive index film are shown. , Phase compensation is shown as a characteristic plotted with solid triangles as three stages 0.1 μm & 0.2 μm & 0.3 μm. In any condition, it is assumed that there is no semi-transmissive region.
これらの特性より、何れの場合も、理想的な膜厚分布の場合に比べて漏れ光輝度の低減効果は劣るが、「従来開口」の場合に比べて−1度方向の漏れ光輝度を低減することができることが判る。 From these characteristics, in all cases, the effect of reducing the leakage light luminance is inferior to that of the ideal film thickness distribution, but the leakage light luminance in the direction of −1 degree is reduced compared to the case of “conventional opening”. You can see that you can.
すなわち、上部開口411近傍に周囲よりも屈折率が高い膜を、開口中央部で厚く、端部で薄くなる膜厚分布で形成することにより、漏れ光の減少する勾配を大きくすることができる。すなわち、観察域境界に近いクロストークが大きい境界領域の幅を狭め、3次元視認域を広げることができる。
That is, by forming a film having a higher refractive index near the
さらに、上部開口411近傍に、周囲よりも屈折率が高く、中央部が両端よりも厚い膜を形成した高屈折率膜と、上部開口411の幅方向の端部に半透過領域を設けることで、クロストークが大きい境界領域の幅を狭め、かつ最小リーク輝度の低い配光特性を実現することができる。
Furthermore, a high refractive index film in which a refractive index is higher in the vicinity of the
<変形例>
図33および図34に、上部開口411近傍に、周囲よりも屈折率が高く、開口中央部で厚く、端部では薄い膜厚分布を有する高屈折率膜の他の構成を示す。すなわち、図28に示した高屈折率膜1424および図32に示した高屈折率膜1425は、液晶層1422内に設けられていたが、図33および図34にそれぞれ示す高屈折率膜1426および1427は、下側透明基板1400上に配設された透明絶縁膜1401の中に形成されている。ここで、一般的な液晶層1422の厚さは3〜5μm、基板1400上の薄膜層のの厚さは1〜3μm程度であり、1mm程度の下バリア開口421と上部開口411の間の距離DOに比べて薄いので、高屈折率層1427は液晶層1422の近傍にあるといえる。
<Modification>
FIG. 33 and FIG. 34 show another configuration of a high refractive index film having a refractive index higher in the vicinity of the
より具体的には、図33に示す高屈折率膜1426は、シリコン窒化膜(SiN、nh=1.8〜2.2)で構成される高屈折率膜14262の上に、それよりも幅の狭いシリコン窒化膜で構成される高屈折率膜14261を積層した2段形状を有しており、高屈折率膜1426は画素電極1423の下方に配設されている。ここで、透明絶縁膜1401をシリコン酸化膜(SiO2、na=1.5)とすると、高屈折率膜1426の方が屈折率が高くなるので、条件を満たすこととなる。
More specifically, the high refractive index film 1426 shown in FIG. 33 has a width wider than that of the high refractive index film 14262 formed of a silicon nitride film (SiN, nh = 1.8 to 2.2). The high
また、図34に示す高屈折率膜1427は、シリコン窒化膜で構成される高屈折率膜14272の上方に、それよりも幅の狭いシリコン窒化膜で構成される高屈折率膜14271が配設され、両者の間には透明絶縁膜1401が介在するが、両者の間は狭いので、通過する光の位相遅れは高屈折率膜1427内での遅れと高屈折率膜14272内での遅れの和になるため、実質的には2段形状の場合と同じである。
Also, the high
ここで、高屈折率膜1426および1427の位置が、液晶層1422から数μm以内の位置にあれば、上部開口411の幅に比べて1/10程度であるので、液晶層1422内に設けた場合と同じ効果を奏する。
Here, if the position of the high
なお、一般的なTFT(薄膜トランジスタ)駆動の液晶ディスプレイでは、TFTやカラーフィルタを形成するために、透明導電膜(ITO)、シリコン酸化膜(SiO2)やシリコン窒化膜(SiN)、酸化物半導体など、複数の透明で屈折率の異なる薄膜を堆積し、これらを写真製版工程でパターニングする工程を有している。 In a general TFT (thin film transistor) driven liquid crystal display, a transparent conductive film (ITO), a silicon oxide film (SiO 2 ), a silicon nitride film (SiN), and an oxide semiconductor are used to form TFTs and color filters. A plurality of transparent thin films having different refractive indexes are deposited and patterned by a photoengraving process.
したがって、高屈折率膜1426および1427は、これら複数の材料のうち、屈折率が比較的低い(1.5〜1.6)材料(液晶、シリコン酸化膜、有機膜)の中に、屈折率が比較的高い(1.9以上)材料(シリコン窒化膜、ITO、酸化物半導体)を従来のマスクのパターン形状を変更して残すことにより形成が可能であるので、プロセスコストの増加なしに高屈折率膜を形成することができる。
Therefore, the high
なお、実施の形態4およびその変形例は、以下のように言い換えることができる。すなわち、液晶層1422とその周囲の電極、および基板上絶縁膜を含めて、光透過部411の平均屈折率が、幅方向(左右方向)の中央部で高く、端部側で低い(中央部よりも端部側で低い)構成とすることにより、配光特性において漏れ光の減少する勾配を大きくすることができ、観察域境界に近いクロストークが大きい境界領域の幅を狭め、3次元視認域を広げることができる。
In addition,
<実施の形態5>
本発明に係る実施の形態5では、実施の形態3で説明した、表示パネルが液晶表示パネルであり、視差バリアが表示パネルの背面側にある装置において、液晶表示パネルとしてFFS(Fringe Field Switching)モードの液晶表示パネルを用いた場合の具体的な構成を説明する。
<
In
図35は、図25に示した表示パネル41の透過部(上部開口とも呼称)411直下の具体的構成の一例を示す図である。図35に示すように、透過部411の平面形状は縦長の矩形状であり、その外側には遮光膜2412が形成されている。
FIG. 35 is a diagram showing an example of a specific configuration immediately below the transmission portion (also referred to as an upper opening) 411 of the
液晶層2422は、平板上の共通電極2421と、共通電極2421の上方に設けられ、上部開口411の幅方向に延在する櫛歯状の画素電極2423との間で発生する電界により駆動される。画素電極2423は、上部開口411ごとに独立して設けられ、少なくとも上部開口411の下方に対応する領域に設けられている。
The
このような構成を採ることで、画素電極2423に適宜電圧を印加し共通電極2421との間で電界を形成することができ、当該電界により液晶層2422の配向を制御し、上部開口411ごとに光の透過率を変えることができる。
By adopting such a structure, a voltage can be appropriately applied to the
ここで、液晶層2422内には上部開口411の幅方向の2つの端部に対応する領域にシリコン酸化膜やシリコン窒化膜で構成される液晶層内絶縁膜2424が配設され、当該2つの端部に対応する領域では、液晶層2422の厚さが中央部よりも薄くなっている。すなわち、図35に示すように、画素電極2423の上方に1対の液晶層内絶縁膜2424が配設され、液晶層内絶縁膜2424は上部開口411の中央側で厚みが薄く、端部側で厚い形状となっているので、上部開口411の幅方向端部において、液晶層2422の厚みが実質的に薄くなっている。
Here, in the
すなわち、液晶層内絶縁膜2424の最大厚さは、液晶層2422の厚さの半分程度であるので、液晶層2422の厚さは上部開口411の幅方向端部において中央部の半分程度に薄くなっていると言える。
That is, since the maximum thickness of the liquid crystal
次に、上記構成を有する場合の液晶層2422の動作について、図36に示す断面図を用いて説明する。FFSモードの液晶表示パネルは、電圧を印加しない状態で透過率が0となるノーマリーブラックのパネルである。従って、図36の(a)部に示すように、画素電極2423に電圧を印加しない状態では偏光板2400、下側透明基板2401を通過してきた光は、上側透明基板2450を介して全て偏光板2300で吸収されてしまうように液晶層2422のラビング方向、偏光板2400および2300の偏光方向が決められている。
Next, operation of the
ここで、上部開口411の透過率を最大にする際には、図36の(b)部に示すように、画素電極2423に電圧を印加し共通電極2421との間で電界を形成して、液晶層2422の液晶分子の配向角度を回転させる。そして上部開口411の中央を通過する入射光の偏光の向きがちょうど90度回転する電圧を印加することで、入射した偏光光は偏光板2300で吸収されることなく大部分が透過することとなり、上部開口411の透過率は最大になる。
Here, when maximizing the transmittance of the
このような液晶分子の配向角度の制御を可能とするのが液晶層内絶縁膜2424である。すなわち、液晶層内絶縁膜2424の存在により、液晶層2422の厚さは上部開口411の幅方向端部において中央部の半分程度になっているため、通過する入射光の偏光の向きの回転が90度よりも小さくなり、偏光板2300での透過率は中央部に比べ低下する。これにより、上部開口411の幅方向両端部に、透過率が中央部に比べて低い領域、すなわち半透過領域を実現することができる。これにより、図31に示すような低い漏れ光輝度分布が実現できる。
It is the liquid crystal
また、液晶層内絶縁膜2424を画素電極2423寄りの位置に配置することで、液晶層2422にかかる電界が緩和される効果もある。このため液晶分子の配向角度の変化も小さくなるため、入射光の偏光の向きの回転はより小さくなり偏光板2300による吸収が増加する。
In addition, by disposing the insulating
なお、液晶層内絶縁膜2424は、遮光膜2412寄りの位置に設けても良いが、画素電極2423寄りの位置に配置することで、より薄い液晶層内絶縁膜2424の厚さで効果的に透過率を下げることができ、液晶層2422内の段差が小さくなりラビング工程が容易になるという効果もある。
The liquid crystal
また、液晶層2422の厚さを上部開口411の幅方向端部において中央部の半分程度にすることができれば、この方法に限らず、上部開口411の幅方向両端部に、透過率が中央部に比べて低い領域、すなわち半透過領域を実現することができるのは同様である。
Further, if the thickness of the
なお、図35では、画素電極2423は、上部開口411の幅方向に延在する櫛歯状の形状としているが、このような配置ではなく、図37に示すように上部開口411の長手方向に延在する配置とした場合には、以下のような問題生じる。
In FIG. 35, the
すなわち、図37においては櫛歯状の画素電極2423aが上部開口411の長手方向に対して傾斜して配置されている。画素電極2423aは通常厚さ0.1μm程度のITO膜で形成されているので、その厚み分が液晶層2422内に0.1μm程度突出することになる。ITO薄膜の屈折率は1.9〜2.1であり、液晶層2422の屈折率(1.5〜1.6)よりも大きいため、上部開口411内の幅方向に凹凸状の位相遅れ分布(Δnd位相遅れ分布)が発生することになる。
That is, in FIG. 37, the comb-
図38には、横軸に上部開口411内の幅方向位置(mm)を取り、縦軸に膜厚(mm)を取っており、画素電極2423aの配置の周期で画素電極2423aの厚み(0.0001mm)分の位相遅れが生じることが示されている。
In FIG. 38, the horizontal axis indicates the width direction position (mm) in the
これは、図30に示した高屈折率膜の理想的な膜厚分布に比べて無視できない凹凸であり、幅方向へ回折が生じ幅方向でのリーク光が増加してしまう。 This is unevenness that is not negligible compared to the ideal film thickness distribution of the high refractive index film shown in FIG. 30, and diffraction occurs in the width direction, increasing leakage light in the width direction.
これに対し、図35に示す画素電極2423のように上部開口411の幅方向に延在する形状の場合は、回折光は上部開口411の長手方向には広げるが幅方向には広げられないため、幅方向でのリーク光が増加することはない。
On the other hand, in the case of a shape extending in the width direction of the
ここで、IPSモードやFFSモードでは櫛歯状の電極細線を、開口の幅方向、あるいは長手方向に対して±5〜10度程度傾けて配置する。これは、分子配向の回転の方向を揃えるためである。従って、画素電極2423を幅方向に延在する櫛歯状の形状とする場合にも、幅方向に対して±5〜10度程度の傾きを持たせて配置することが考えられる。 図39の(a)部には、櫛歯状の画素電極2423bが上部開口411の幅方向に対して傾斜して配置された構成を示している。このような構成を採る場合、画素電極2423bによる回折光は、上部開口411の長手方向に対して±5〜10度傾いた方向に進むので、開口の幅方向からのリーク光が増えることは抑制される。
Here, in the IPS mode and the FFS mode, the comb-like electrode fine wires are arranged so as to be inclined by about ± 5 to 10 degrees with respect to the width direction or the longitudinal direction of the opening. This is to align the direction of rotation of the molecular orientation. Therefore, even when the
なお、図39の(a)部に示す構成を採る場合、遮光膜2412aの平面形状は図39の(b)部に示すような形状となる。すなわち、上部開口411の幅方向両端部には、凹凸構造が形成され、ITO膜で形成された画素電極2423bに対応する部分では光を遮断する凸部となり、画素電極2423bの間では光を透過する凹部となっている。これにより、上部開口411の幅方向端部には、平均透過率が上部開口411の中央部よりも低い領域が形成される。
When the configuration shown in part (a) of FIG. 39 is adopted, the planar shape of the
また、上部開口411の幅方向端部では、ITO膜で形成された画素電極2423bに対応しない部分のみが透過部となっており、そこでは画素電極2423bの高い屈折率の影響を受けないため、平均透過率は上部開口411の中央部よりも低くなる。このため、図30に示すような高屈折率膜の膜厚分布の実現が容易となる。
Further, at the end portion in the width direction of the
また、図35では図示は省略しているが、図28に示した高屈折率膜1424、図32に示した高屈折率膜1425、図33に示した高屈折率膜1426、図34に示した高屈折率膜1427を設け、光透過部の平均屈折率が、光透過部の左右方向の中央部よりも端部側で低い構成としても良い。
35, the high
<実施の形態6>
本発明に係わる実施の形態6は、実施の形態3、4、5において説明した、マトリクス状に画素を配置した液晶表示パネルと、その背面側のバックライトとの間に配置された視差バリアとを組み合わせた構成であって、液晶表示パネルの光透過部の透過率が幅方向(左右方向、または水平方向とも呼称)の中央部で高く端部側で低い(中央部よりも端部側で低い)、あるいは、液晶表示パネルの光透過部の平均屈折率が幅方向(左右方向)の中央部で高く端部側で低い(中央部よりも端部側で低い)構成の表示装置において、視差バリアの光透過部の透過率を制御することにより、表示装置の配光特性におけるピーク輝度の平坦な領域をさらに広げるものである。
<
The sixth embodiment according to the present invention includes a parallax barrier disposed between the liquid crystal display panel in which pixels are arranged in a matrix and the backlight on the back side, as described in the third, fourth, and fifth embodiments. The transmittance of the light transmissive part of the liquid crystal display panel is high in the center part in the width direction (also referred to as the horizontal direction or horizontal direction) and low on the end side (on the end side rather than the center part). In a display device having a configuration in which the average refractive index of the light transmission part of the liquid crystal display panel is high at the center part in the width direction (left-right direction) and low at the end side (lower than the center part), By controlling the transmittance of the light transmission part of the parallax barrier, the flat region of the peak luminance in the light distribution characteristic of the display device is further expanded.
<装置構成>
図40には、本発明に係る実施の形態6の観察方向により異なる画像を表示する2画像ディスプレイ600の模式的な斜視図を示す。2画像ディスプレイ600は、液晶表示パネル61、視差バリア62、及びバックライト63が、この順番で配置された構成の表示装置である。
<Device configuration>
FIG. 40 is a schematic perspective view of a two-
図40に示すように、マトリクス状に複数の画素を配置した表示パネル61の裏面側に視差バリア62が配設されている。また、視差バリア62の裏面側にはバックライト63が設けられている。
As shown in FIG. 40, a
また、表示パネル61においては、遮光部612に設けられた複数の開口部が、画素透過部611となっている。画素透過部611は何れも平面視形状がストライプ状をなし、長辺が左右方向に並列するように配列されている。そして、それぞれの長辺に沿って屈折率が中央部よりも低い、あるいは、透過率が中央部よりも低い領域613が設けられている。表示パネル61の構成は図41を用いてさらに説明する。
In the
視差バリア62は、バリア遮光部622に設けられた複数の開口部が、バリア透過部621となっている。バリア透過部621は何れも平面視形状がストライプ状をなし、長辺が左右方向に並列するように配列されている。視差バリア62のバリア透過部621の幅は、バリア透過部621の左右方向のピッチの半分程度であり、左右方向の中央部には左右方向の端よりも光の透過率が低い領域623が存在している。視差バリア62の構成は図41を用いてさらに説明する。
In the
なお、図40は、バックライト63、表示パネル61の画素透過部611および視差バリア透過部621の位置関係を説明するための概略図であり、表示パネルに設ける透明電極や透明ガラス基板等を省略した図となっている。また、表示パネル61の画素透過部611と視差バリア透過部621はそれぞれ所定の距離を離して配置されており、空気やガラスなどの媒体が間に存在していても良い。
40 is a schematic diagram for explaining the positional relationship between the
図41は、図40におけるバリア透過部621の配列方向に沿った断面図である。図41には、表示装置600が裸眼立体ディスプレイの場合における、左右方向の断面構成を示すが、表示装置600は観察方向ごとに異なる画像を表示する多画像ディスプレイであっても良い。
FIG. 41 is a cross-sectional view along the arrangement direction of the
図41に示すように、裸眼立体ディスプレイ600は、表示パネル6610と、表示パネル6610の背面側(光源側)に配置された視差バリアシャッタパネル6620と、視差バリアシャッタパネル6620の背面側に配置されたバックライト63を備えている。
41, the
図41に示すように、表示パネル6610は液晶パネルであり、2枚の透明ガラス基板6604と透明ガラス基板6605とに挟まれた液晶層6614と、透明ガラス基板6605の表面側(観察者側)主面上に設けた表面偏光板6618と、透明ガラス基板6604の背面側主面上に設けた中間偏光板6617とを備えている。
As shown in FIG. 41, the
また、液晶層6614の裏面側主面上には、全面に渡って一体で設けられた対向透明電極6615が配設され、液晶層6614の前面側主面上には、画素ごとに分割されたサブ画素透明電極6612が配設されており、両電極間で画素ごとに電界が印加される構成となっている。ここで、サブ画素透明電極6612の上にはカラーフィルタ6619が配設されており、サブ画素透明電極6612ならびにカラーフィルタ6619の端は、遮光壁612によって遮光されている。
Further, a counter
遮光壁612によって分割されたサブ画素透明電極6612に対応して、横方向(水平方向)にサブ画素6110〜6113が形成される。そして、例えば、隣り合うサブ画素6110とサブ画素6111の2つのサブ画素を組み合わせることで、右方向と左方向に異なる視差画像をそれぞれ表示するサブ画素ペア6641を構成している。また、隣り合うサブ画素6112とサブ画素6113の2つのサブ画素を組み合わせることで、右方向と左方向に異なる視差画像をそれぞれ表示するサブ画素ペア6642を構成している。つまり、サブ画素ペア6641,6642とは、異なる方向から観察される画像をそれぞれ表示する2つのサブ画素を1組とする画素セットである。
さらに、液晶層6614の裏面側主面側の対向透明電極6615の上には、遮光壁612によって分割されたサブ画素の透過領域ごとに、高屈折率膜6611が形成されている。高屈折率膜6611は、表示パネル6610の液晶層6614と比較して屈折率の高い薄膜であって、サブ画素の光透過領域の水平方向の中央部に形成されている。また、高屈折率膜6611は、透明導電性膜(ITO)で形成されており、透過部の左右方向の中央で厚く端で薄い(中央部よりも端部側で薄い)形状をしている。透明導電性膜(ITO)の屈折率は1.8〜2.0であり、液晶層6614の屈折率(1.5〜1.7)と比べて高いため、サブ画素6110〜6113の光透過領域には、サブ画素透明電極6612から、液晶層6614、高屈折率膜6611、対向透明電極6615にわたり、光の透過方向である上下方向に平均化した平均屈折率が光透過領域の左右方向の中央で高く端で低い分布がそれぞれ形成されている。
Further, a high
視差バリアシャッタパネル6620は、透明ガラス基板6622(第1透明基板)と透明ガラス基板6626(第2透明基板)とに挟まれた液晶層6624と、透明ガラス基板6626の背面側主面上に設けた裏面偏光板6628とを備えている。なお、透明ガラス基板6622の表示パネル6610側の主面にも偏光板を備えるが、ここでは中間偏光板6617で兼用するものとして省略している。
The parallax
ここで、液晶層6624のモードはツイストネマテック(TN)、スーパーツイストネマテック(STN)、インプレインスイッチング(IPS)、オプティカリ−コンペンセイティドベンド(OCB)などが利用可能である。
Here, as the mode of the
また、液晶層6624の裏面側主面上、つまり透明ガラス基板6626の液晶層6624側には、全面に渡って一体で設けられた透明電極6625(第2透明電極)が配設され、液晶層6624の前面側主面上、つまり透明ガラス基板6622の液晶層6624側には、透明電極6623が配設されている。
Further, a transparent electrode 6625 (second transparent electrode) that is integrally provided over the entire surface is provided on the main surface on the back surface side of the
各サブ画素ペアの配設幅に対応する長さで基準視差バリアピッチP1が規定され、透明電極6623は、基準視差バリアピッチP1内で、複数の電気的に絶縁された状態に分割されている。図41では8分割した例を示しているが、これに限定されるものではなく、分割数はさらに多くても良い。この分割された透明電極6623のそれぞれがサブ開口部601となり、このサブ開口部601の幅がサブ開口ピッチP2となる。
A reference parallax barrier pitch P1 is defined by a length corresponding to the arrangement width of each sub-pixel pair, and the
ここで、サブ画素ペア6641を構成するサブ画素6110と6111と、これに対応する基準視差バリアピッチP1内サブ開口部601の位置関係は、基準視差バリアピッチP1内の中央点を出て、サブ画素6110と6111の中間にある遮光壁612の中央を通過する仮想の光LOが、本表示装置の正面前方に設定した設計視認点Qに集まるように、設定されている。表示パネル6610から設計視認点Qまでの距離を設計観察距離DSとする。
Here, the positional relationship between the sub-pixels 6110 and 6111 constituting the
このように構成された視差バリアシャッタパネル6620では、透明電極6623と透明電極6625を用いて液晶層6624に電界をかけることにより、複数のサブ開口部601をそれぞれ独立に光透過状態と遮光状態ならびに半透過状態に切り替えることができる。言い換えると、視差バリアシャッタパネル6620では、分割されたサブ開口部601を個別に制御して液晶層6624に電界を印加する、つまり、サブ開口部601ごとに液晶層6624の透過率を制御してバリア透過部621を形成している。
In the parallax
図42を用いて、視差バリアシャッタパネル6620の動作状態の例を説明する。
An example of the operation state of the parallax
図42においては、基準視差バリアピッチP1内の8つのサブ開口部601のうち連続する4つを透過状態としてバリア透過部621を形成し、残りの4つを遮光状態にしてバリア遮光部622を形成するように、それぞれの透明電極6623を用いて液晶層6624に電界をかけることで液晶を制御している。さらに、バリア透過部621を形成する4つのサブ開口部601の中で内側、つまり水平方向の中央部の2つのサブ開口部601の透過率を両側、つまり水平方向の端部のサブ開口部601の透過率に比べ2%〜20%低く設定している。言い換えると、バリア透過部621を形成するサブ開口部601のうち、水平方向の中央部に配置されたサブ開口部601は、水平方向の端部に配置されたサブ開口部601で駆動された液晶層6624より透過率が低くなるよう液晶層6624を駆動する。
In FIG. 42, the
なお、視差バリアシャッタパネル6620のバリア透過部621の位置をサブ開口部601のピッチで左右方向に移動できるのは、実施の形態2で図18,19を用いて説明した動作原理と同様である。
Note that the position of the
図43には、横軸に観察位置を、縦軸に相対輝度を示しており、視差バリアを用いた実施の形態6の裸眼立体ディスプレイにおいて、右眼用画像と左眼用画像に、それぞれ黒画像と白画像を表示した場合の配光特性についての波動光学計算結果を示している。透明ガラス部材の屈折率は1.5であり、波動光学計算の際の波長は550nmとしている。なお、計算結果は、視差バリアシャッタパネルから設計観察距離800mm離れた位置にあるスクリーン上での相対輝度分布である。
In FIG. 43, the horizontal axis represents the observation position and the vertical axis represents the relative luminance. In the autostereoscopic display of
ここで、液晶パネルの画素のピッチは0.076mm、視差バリアシャッタパネルの基準視差バリアピッチP1は0.152mmであり、基準視差バリアピッチP1内は12個のサブ開口部に分割されている。視差バリアシャッタパネルのバリア透過部は、基準視差バリアピッチP1内の12個のサブ開口部の内の半分の6個のサブ開口部を透過状態にし、残りの半分を遮光状態にして形成する。透過状態、つまりバリア透過部となる6個のサブ開口部は、連続して配置されている。よって、視差バリアシャッタパネルの開口幅は0.076mmである。さらに、バリア透過部を形成する6個のサブ開口部の内の中央の4個のサブ開口部の透過率を両端の2個のサブ開口部の透過率の90%にしている。 Here, the pixel pitch of the liquid crystal panel is 0.076 mm, the reference parallax barrier pitch P1 of the parallax barrier shutter panel is 0.152 mm, and the reference parallax barrier pitch P1 is divided into 12 sub-openings. The barrier transmissive part of the parallax barrier shutter panel is formed with the six sub-openings, half of the twelve sub-openings within the reference parallax barrier pitch P1, in the transmissive state and the remaining half in the light-shielded state. The six sub-openings that are in the transmissive state, that is, the barrier transmissive portion, are continuously arranged. Therefore, the opening width of the parallax barrier shutter panel is 0.076 mm. Further, the transmittance of the four sub-openings at the center of the six sub-openings forming the barrier transmissive portion is set to 90% of the transmittance of the two sub-openings at both ends.
また、液晶パネルの左眼用画素の中心は左−0.038mmにあり、右眼用画素の中心は右0.038mmにあり、視差バリアシャッタパネルの開口幅は0.076mmであり、当該開口部は液晶パネルの右眼用画素と左眼用画素の組のほぼ中央の下方に位置している。液晶シャッタパネルの開口部と画素間距離は1.3mmである。 The center of the pixel for the left eye of the liquid crystal panel is at the left -0.038 mm, the center of the pixel for the right eye is at the right 0.038 mm, and the opening width of the parallax barrier shutter panel is 0.076 mm. The part is located substantially below the center of the group of right-eye pixels and left-eye pixels of the liquid crystal panel. The distance between the opening of the liquid crystal shutter panel and the pixel is 1.3 mm.
図43においては、本実施の形態6の表示装置のように、バリア透過部を形成する6個のサブ開口部の内の中央の4個のサブ開口部の透過率を両端のサブ開口部の透過率の90%とした場合の配光分布を実線(透過率調整)で示している。また、その他に、従来のように、バリア透過部を形成する6個のサブ開口部の透過率が均一な場合の配光分布を長一点鎖線(透過率均一)で示して比較している。さらに、参考として、本実施の形態6の表示装置において、バリア透過部を形成する6個のサブ開口部の内の1個のサブ開口部が100%の透過率を持ち、残りの5個のサブ開口部が遮光状態となるようにした場合の配光特性を破線(1サブ開口)で示している。長破線(従来1サブ開口)は、他の3つとは異なり、液晶パネルの透過部の左右方向の中央部に高屈折率膜が無い場合の配光特性を示しており、詳細は後述する。 In FIG. 43, as in the display device of the sixth embodiment, the transmittance of the four sub-openings at the center of the six sub-openings that form the barrier transmissive portion is the same as that of the sub-openings at both ends. The light distribution when the transmittance is 90% is indicated by a solid line (transmittance adjustment). In addition, the light distribution in the case where the transmittance of the six sub-openings that form the barrier transmission portion is uniform as in the prior art is indicated by a long and short dashed line (uniform transmittance) for comparison. Further, as a reference, in the display device according to the sixth embodiment, one of the six sub-openings forming the barrier transmissive portion has a transmittance of 100%, and the remaining five The light distribution characteristic when the sub-opening is in the light-shielding state is indicated by a broken line (one sub-opening). Unlike the other three, the long broken line (conventional one sub-aperture) indicates the light distribution characteristic when there is no high refractive index film at the center in the left-right direction of the transmission part of the liquid crystal panel, which will be described in detail later.
図43に長一点鎖線で示すように、バリア透過部の6個のサブ開口部の透過率が均一な場合は、輝度ピークは緩やかな山形をしており、観察位置−63mmと−7mm(図43中に一点鎖線で示した位置)付近では、輝度がピークに対して10%程度低下している。これに対し、バリア透過部の6個のサブ開口部の内の中央の4個のサブ開口部の透過率を両端のサブ開口の透過率の90%に設定した場合の配光分布は、図43に実線で示すように平坦になっており、観察位置−63mmと−7mm付近でも、ピーク輝度に対する輝度の低下はない。 As shown by a long and short dashed line in FIG. 43, when the transmittance of the six sub-openings of the barrier transmission part is uniform, the luminance peak has a gradual mountain shape, and the observation positions are −63 mm and −7 mm (see FIG. 43). In the vicinity of the position indicated by the alternate long and short dash line in 43), the luminance is reduced by about 10% with respect to the peak. On the other hand, the light distribution in the case where the transmittance of the four sub-openings at the center of the six sub-openings of the barrier transmissive portion is set to 90% of the transmittance of the sub-openings at both ends is shown in FIG. As shown by a solid line in FIG. 43, it is flat, and there is no decrease in luminance with respect to peak luminance even in the vicinity of the observation positions of −63 mm and −7 mm.
一般的に、5%程度以上の空間的な輝度段差や瞬間的な輝度変化は、人間の目にとっては充分に視認される量であり、観察者の位置の移動に対してバリア透過部の位置を最適位置に変更する制御を行う際に、表示画面内の輝度のチラツキ変化や輝度段差の発生として、障害になると懸念される。本実施の形態6の表示装置によれば、輝度差が5%を超える領域が減り、輝度差が5%以内の領域が広がるので、観察者の位置の移動に対してバリア透過部の位置を最適位置に変更する制御を行う際に、表示画面内の輝度のチラツキ変化や輝度段差の発生の頻度が低くなり、制御が容易になる。 In general, a spatial luminance step or an instantaneous luminance change of about 5% or more is an amount that is sufficiently visible to the human eye, and the position of the barrier transmission part with respect to the movement of the observer's position. When the control is performed to change the position to the optimum position, there is a concern that it may become an obstacle as the occurrence of a flickering change in luminance or a luminance step in the display screen. According to the display device of the sixth embodiment, the area where the luminance difference exceeds 5% is reduced, and the area where the luminance difference is within 5% is widened. Therefore, the position of the barrier transmission part is changed with respect to the movement of the observer's position. When the control for changing to the optimum position is performed, the frequency of occurrence of a flickering change in luminance and a luminance step in the display screen are reduced, and the control is facilitated.
なお、ここで、図43には、視差バリアシャッタパネルの透過部の6個のサブ開口部の内の端から2番目の1個のサブ開口部のみが100%の透過率を持ち、残りが遮光状態の場合の配光特性を破線(1サブ開口)で示している。この輝度プロファイルは急峻であり、観察位置−7mm付近の輝度においてピーク輝度の10%程度の寄与しかない。よって、このように急峻な輝度変化が、視差バリアシャッタパネルのサブ開口部単位の透過率の調整により配光分布を制御できる要因であることがわかる。これは、実施の形態3で説明したように、液晶パネルの透過部に設けられた高屈折率膜6611の働きにより、輝度配光のプロファイルが急峻になる効果によるものである。
Here, in FIG. 43, only the second sub-opening from the end of the six sub-openings of the transmission part of the parallax barrier shutter panel has a transmittance of 100%, and the rest The light distribution characteristic in the light shielding state is indicated by a broken line (one sub-aperture). This luminance profile is steep and contributes only about 10% of the peak luminance in the luminance near the observation position of −7 mm. Therefore, it can be seen that such a steep luminance change is a factor that can control the light distribution by adjusting the transmittance in units of sub-openings of the parallax barrier shutter panel. As described in the third embodiment, this is due to the effect that the profile of the luminance distribution becomes steep due to the action of the high
図43中には、液晶パネルの透過部の左右方向の中央部に高屈折率膜が無い場合において、バリア透過部の6個のサブ開口の内の端から2番目の1個のサブ開口部が100%の透過率を持ち残りが遮光状態の場合の配光特性を長破線(従来1サブ開口)で示している。この場合の配光分布も、図中に長一点鎖線で示した透過部の6個のサブ開口部の透過率が均一な場合の緩やかな山形をした輝度ピークの内部に輝度分布のピークを持っており、バリア透過部の中央部のサブ開口部の透過率を、バリア透過部の端部のサブ開口部の透過率よりも下げることにより、配光特性の平坦性を改善できる。 In FIG. 43, when there is no high refractive index film at the center in the left-right direction of the transmissive portion of the liquid crystal panel, the second sub-opening portion that is the second from the end of the six sub-openings of the barrier transmissive portion. The light distribution characteristics when the transmittance is 100% and the rest is in a light-shielded state are indicated by long broken lines (conventional one sub-aperture). The light distribution in this case also has a luminance distribution peak inside a gradual mountain-shaped luminance peak in the case where the transmittance of the six sub-openings of the transmission portion shown by the long and short dashed line in the figure is uniform. In addition, the flatness of the light distribution characteristics can be improved by lowering the transmittance of the sub-opening at the center of the barrier transmissive part to be lower than the transmittance of the sub-opening at the end of the barrier transmissive part.
ただし、液晶パネルの透過部の左右方向の中央部に高屈折率膜が無い場合の配光特性(従来1サブ開口)は、液晶パネルの透過部の左右方向の中央部に高屈折率膜がある場合(1サブ開口)と比較して広くなだらかであるため、観察位置−7mm付近の輝度においてピーク輝度の20%程度の寄与がある。このため、バリア透過部の中央部のサブ開口部の透過率を下げると−7mm付近の輝度が下がる。したがって、液晶パネルの透過部の中央部に高屈折率膜が無い構成とする場合には、高屈折率膜がある構成の場合と比較して、バリア透過部の中央部の透過率を大幅に下げることにより、必要がある。つまり、液晶パネルの透過部の中央部に高屈折率膜がない場合であっても、高屈折率膜がある構成の場合と比較して、バリア透過部の中央部の透過率を大幅に下げることにより、配光特性の平坦性を改善することができる。 However, the light distribution characteristic (conventional 1 sub-aperture) in the case where there is no high refractive index film in the horizontal center of the transmission part of the liquid crystal panel is that the high refractive index film is in the horizontal center of the transmission part of the liquid crystal panel. Compared to a certain case (one sub-aperture), it is wider and gentle, so that there is a contribution of about 20% of the peak luminance in the luminance near the observation position −7 mm. For this reason, when the transmittance of the sub-opening at the center of the barrier transmission part is lowered, the luminance in the vicinity of −7 mm is lowered. Therefore, when the configuration without the high refractive index film is provided in the central portion of the transmission portion of the liquid crystal panel, the transmittance of the central portion of the barrier transmission portion is greatly increased compared to the configuration with the high refractive index film. By lowering, it is necessary. In other words, even when there is no high refractive index film in the central part of the transmission part of the liquid crystal panel, the transmittance of the central part of the barrier transmission part is greatly reduced as compared with the configuration with the high refractive index film. Thereby, the flatness of the light distribution characteristic can be improved.
なお、液晶パネルの透過部の中央部に高屈折率膜がある場合には、高屈折率膜が無い場合と比較して、サブ開口部の透過率の下げ幅を小さくすることができるので、輝度効率の低下を抑制することができる。 In the case where there is a high refractive index film in the central part of the transmission part of the liquid crystal panel, it is possible to reduce the decrease in the transmittance of the sub opening compared to the case where there is no high refractive index film. A decrease in luminance efficiency can be suppressed.
以上のように、複数の画素をマトリクス状に配置した表示パネルの裏面側にストライプ状の開口を持つ視差バリアが配設され、視差バリアの裏面側にバックライトが配設された方向別2画像表示装置において、バリア透過部の左右方向の中央部に透過率が左右方向の端部よりも低い領域を形成することにより、配光ピークの輝度平坦域を広げることが出来る。これにより、観察者の観察位置が左右に動いた場合でも、観察者は、広い範囲で輝度の変化のない良好な画像を視認することができる。 As described above, two images by direction in which a parallax barrier having a stripe-shaped opening is provided on the back side of a display panel in which a plurality of pixels are arranged in a matrix, and a backlight is provided on the back side of the parallax barrier. In the display device, by forming a region where the transmittance is lower than the end portion in the left-right direction at the center portion in the left-right direction of the barrier transmission portion, the luminance flat region of the light distribution peak can be widened. Thereby, even when the observation position of the observer moves to the left and right, the observer can visually recognize a good image with no change in luminance over a wide range.
また、複数の画素をマトリクス状に配置した表示パネルの裏面側にストライプ状の開口を持つ視差バリアが配設され、視差バリアの裏面側にバックライトが配設された方向別2画像表示装置において、画素に対応する領域ごとに分割して形成された複数のサブ開口部を個別に制御してバリア透過部を形成し、バリア透過部の左右方向の中央部に左右方向の端部よりも透過率が低い領域を形成するように液晶層を駆動することにより、配光ピークの輝度平坦域を広げることが出来る。これにより、観察者の観察位置の左右の動きに対応して視差バリアシャッタパネルの開口位置を変える際に、画像の輝度の変化のないバリア開口位置の移動制御を行うことができる。 Further, in the two-image display device by direction in which a parallax barrier having a stripe-shaped opening is arranged on the back side of a display panel in which a plurality of pixels are arranged in a matrix, and a backlight is arranged on the back side of the parallax barrier The barrier transmissive portion is formed by individually controlling a plurality of sub-openings formed by dividing each region corresponding to the pixel, and is transmitted through the central portion of the barrier transmissive portion in the left-right direction rather than the end portion in the left-right direction. By driving the liquid crystal layer so as to form a region with a low rate, the luminance flat region of the light distribution peak can be expanded. Thereby, when changing the opening position of the parallax barrier shutter panel corresponding to the left and right movement of the observation position of the observer, the movement control of the barrier opening position without changing the luminance of the image can be performed.
さらに、複数の画素をマトリクス状に配置した表示パネルの裏面側にストライプ状の開口を持つ視差バリアが配設され、視差バリアの裏面側にバックライトが配設された方向別2画像表示装置において、バリア透過部の左右方向の中央部に透過率が左右方向の端部よりも低い領域を形成し、さらに、表示パネルの画素透過部の左右方向の端部に、屈折率が左右方向の中央部よりも低い、あるいは、透過率が左右方向の中央部よりも低い領域を形成することにより、輝度効率の低下を抑えながら、配光ピークの輝度平坦域を広げることが出来る。 Furthermore, in the two-image display device by direction in which a parallax barrier having a stripe-shaped opening is disposed on the back side of a display panel in which a plurality of pixels are arranged in a matrix, and a backlight is disposed on the back side of the parallax barrier Forming a region whose transmittance is lower than the end in the left-right direction in the central portion in the left-right direction of the barrier transmissive portion, and further, in the left-right end of the pixel transmissive portion of the display panel, By forming a region that is lower than the portion or whose transmittance is lower than the central portion in the left-right direction, the luminance flat region of the light distribution peak can be expanded while suppressing a decrease in luminance efficiency.
なお、実施の形態6では、視差バリアの開口がストライプ状に複数配置された例を用いて説明したが、これに限るものではなく、視差バリアの開口がマトリクス状に複数配置された場合においても、同様の効果がある。 In the sixth embodiment, an example in which a plurality of parallax barrier openings are arranged in a stripe shape has been described. However, the present invention is not limited to this, and a case where a plurality of parallax barrier openings are arranged in a matrix shape is also described. Have the same effect.
また、図27や図43に示すように、バリア透過部の6個のサブ開口部の透過率が均一な場合も、透過部の6個のサブ開口部の内の中央の4個のサブ開口部の透過率を両端のサブ開口部の透過率の90%に設定した場合も、0mm位置の左右の画像の中間点の相対輝度はピークの50%程度である。これにより、左右の画像に白と白を表示した場合には中間点の輝度もピークと同程度になり3Dモアレが現れないことが示されている。3Dモアレは裸眼立体ディスプレイの品位を下げる要因の一つであり、3Dモアレが解消されることで品位を高める効果が得られる。この0mm位置の左右の画像の中間点の相対輝度がピークの50%程度になっている要因は、幾何光学的には、バリアの開口の幅がバリアのピッチの50%であることにある。ただし、回折の影響により、中間点の輝度は多少変化するが、表示パネルの裏面側に視差バリアが配設され、視差バリアの裏面側にバックライトが設けられた方向別2画像表示装置において、表示パネルの画素透過部の左右端部に屈折率が中央部よりも低い、あるいは、透過率が中央部よりも低い領域が設けられることにより境界部の輝度分布が直線的になるため幾何光学から予測されるプロファイルに近づく。 In addition, as shown in FIGS. 27 and 43, the four sub-openings at the center of the six sub-openings of the transmissive part are also obtained when the transmittance of the six sub-openings of the barrier transmissive part is uniform. Even when the transmittance of the part is set to 90% of the transmittance of the sub-openings at both ends, the relative luminance at the midpoint of the left and right images at the 0 mm position is about 50% of the peak. As a result, when white and white are displayed in the left and right images, the luminance at the midpoint is about the same as the peak, indicating that 3D moire does not appear. 3D moire is one of the factors that lower the quality of autostereoscopic displays, and the effect of improving the quality can be obtained by eliminating 3D moire. The reason why the relative luminance at the midpoint of the left and right images at the 0 mm position is about 50% of the peak is that the width of the opening of the barrier is 50% of the pitch of the barrier geometrically. However, although the brightness of the intermediate point changes somewhat due to the influence of diffraction, in the two-image display device by direction in which a parallax barrier is provided on the back side of the display panel and a backlight is provided on the back side of the parallax barrier, From the geometrical optics, the luminance distribution at the boundary becomes linear by providing a region where the refractive index is lower than the central portion or lower than the central portion at the left and right ends of the pixel transmitting portion of the display panel. Approach the expected profile.
上述した実施の形態は例示であって、本発明は例示した実施形態の範囲に限定されない。例えば、上述した形態では、方向別に表示する画像の数は2つの例を用いて説明を行ったが、これに限るものではなく、3画像、4画像の多画像の場合にも同様に成り立つことは言うまでもない。 The above-described embodiment is an exemplification, and the present invention is not limited to the scope of the illustrated embodiment. For example, in the above-described embodiment, the number of images to be displayed for each direction has been described using two examples. However, the present invention is not limited to this, and the same holds true in the case of three images or four images. Needless to say.
本発明は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲でのすべての変更が含まれることが意図される。 The present invention is defined by the terms of the claims, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。 It should be noted that the present invention can be freely combined with each other within the scope of the invention, and each embodiment can be appropriately modified or omitted.
10 表示パネル、12 視差バリア、121バリア透過部、122バリア遮光部、123 バリア半透過部、61 表示パネル、62 視差バリア、63 バックライト、220 視差バリアシャッタパネル、321 透過部、322 遮光部、323 半透過部、601 サブ開口部、611 画素透過部、621 バリア透過部、6110 サブ画素、6111 サブ画素、6622 透明ガラス基板、6623 透明電極、6624 液晶層、6625 透明電極、6626 透明ガラス基板、6641 画素セット。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
バリア透過部がストライプ状あるいはマトリクス状に配置された視差バリア、
及びバックライトの順番で配置された表示装置であって、
前記視差バリアは、
第1の透明基板と第2の透明基板との間に配置された液晶層と、
前記第1の透明基板の前記液晶層側に形成された第1の透明電極と、
前記第2の透明基板の前記液晶層側に画素に対応する領域ごとに分割して形成された複数のサブ開口部を個別に制御してバリア透過部を形成する第2の透明電極とを備え、
前記バリア透過部の透過率は、水平方向の中央部より端部で高いことを特徴とする表示装置。 A liquid crystal display panel having a light transmission portion and a pixel set in which at least two pixels each displaying images observed from different directions are arranged in a matrix;
A parallax barrier in which barrier transmission parts are arranged in a stripe or matrix,
And a display device arranged in the order of backlight,
The parallax barrier is
A liquid crystal layer disposed between the first transparent substrate and the second transparent substrate;
A first transparent electrode formed on the liquid crystal layer side of the first transparent substrate;
A second transparent electrode that forms a barrier transmission part by individually controlling a plurality of sub-openings formed separately for each region corresponding to a pixel on the liquid crystal layer side of the second transparent substrate; ,
The transmittance of the barrier transmissive part is higher at the end than in the horizontal central part.
第1の透明基板と第2の透明基板との間に配置された液晶層と、前記第1の透明基板の前記液晶層側に形成された第1の透明電極と、前記第2の透明基板の前記液晶層側に前記画素に対応する領域ごとに分割して形成された複数のサブ開口部を個別に制御してバリア透過部を形成する第2の透明電極とを備え、前記バリア透過部がストライプ状あるいはマトリクス状に配置された視差バリア、
及びバックライトの順番で配置された表示装置の駆動方法であって、
前記バリア透過部を形成する水平方向に連続して並んだ複数の前記サブ開口部のうち、水平方向の中央部に配置されたサブ開口部は、水平方向の端部に配置されたサブ開口部で駆動された前記液晶層より透過率が低くなるよう前記液晶層を駆動することを特徴とする表示装置の駆動方法。 A liquid crystal display panel having a light transmission portion and a pixel set in which at least two pixels each displaying images observed from different directions are arranged in a matrix;
A liquid crystal layer disposed between the first transparent substrate and the second transparent substrate, a first transparent electrode formed on the liquid crystal layer side of the first transparent substrate, and the second transparent substrate A plurality of sub-openings formed separately for each area corresponding to the pixel on the liquid crystal layer side, and a second transparent electrode that forms a barrier transmission part, and the barrier transmission part Parallax barriers arranged in a stripe or matrix form,
And a driving method of the display device arranged in the order of the backlight,
Of the plurality of sub-openings that are continuously arranged in the horizontal direction forming the barrier transmissive portion, the sub-opening disposed at the center in the horizontal direction is the sub-opening disposed at the end in the horizontal direction. A driving method of a display device, characterized in that the liquid crystal layer is driven so that the transmittance is lower than that of the liquid crystal layer driven in step (a).
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