(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画面縦方向に延びる右眼用画素の列及び左眼用画素の列が画面横方向に交互に配置され、前記右眼用画素の列及び前記左眼用画素の列により、３次元表示用画像を平面的に表示する表示パネルと、
前記表示パネルの表示方向側に前記表示パネルと平行に配置され、前記表示パネルで表示された前記右眼用画素の列の画像及び前記左眼用画素の列の画像に視差を形成するための視差形成液晶パネルと、を備え、
前記視差形成液晶パネルにおいて、画面縦方向に帯状に延び、画面横方向に並設された液晶を配向させるための電極は、周期的又は非周期的に異なる斜め方向に屈曲している、ことを特徴とする３次元画像表示装置。
【請求項２】
前記視差形成液晶パネルは、液晶を配向させることによりレンチキュラーレンズを形成し、前記３次元表示用画像に視差を形成する、ことを特徴とする請求項１に記載の３次元画像表示装置。
【請求項３】
前記視差形成液晶パネルは、液晶を配向させることによりパララックスバリアを形成することにより、前記３次元表示用画像に視差を形成する、ことを特徴とする請求項１に記載の３次元画像表示装置。
【請求項４】
前記表示パネルは、液晶組成物の配向を制御することにより表示を行う液晶表示パネルであり、
前記液晶表示パネルの画素形状の縦方向端部を形成する２辺は、互いに横方向位置が異なっている、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の３次元画像表示装置。
【請求項５】
前記画素形状は、平行四辺形である、ことを特徴とする請求項４に記載の３次元画像表示装置。
【請求項６】
前記画素形状は、前記液晶表示パネルの電極形状である、ことを特徴とする請求項４又は５に記載の３次元画像表示装置。
【請求項７】
前記画素形状は、前記液晶表示パネルの各カラーフィルタの形状である、ことを特徴とする請求項４又は５に記載の３次元画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３次元画像表示装置に係り、より詳しくは、レンチキュラ方式又はパララックスバリア方式を利用する３次元表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
メガネを使用しない３次元画像の表示方式のひとつとして、レンチキュラ方式及びパララックスバリア方式が知られている。レンチキュラ方式とは、レンチキュラレンズとよばれる縦方向に延びる半円筒型のレンズを横に並べたものの後方に、右眼からの視野の画像と、左眼からの視野の画像とを縦に短冊状に切り取って交互に並べた画像を設置し、その画像をレンチキュラレンズを介して観察することにより、右眼と左眼に異なる画像が提供され、３次元の画像を表示する方式である。
【０００３】
一方、パララックスバリア方式とは、パララックスバリアと呼ばれる、複数の縦方向の細かいスリットが入った板をレンチキュラレンズの代りに用い、右眼と左眼に異なる画像が提供され、３次元の画像を表示する方式である。
【０００４】
特許文献１には、液晶レンズによりレンチキュラ方式のレンズを実現した例について示されている。特許文献２及び３は、液晶表示素子等を用いてパララックスバリアを形成し、立体表示を行なうことについて開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２２４１９１号公報
【特許文献２】特許第２８５７４２９号公報
【特許文献３】特許第３４２６８２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図２０は、液晶レンズを使用した場合の３次元表示の原理について説明するための図である。この図に示されるように、液晶レンズを使用した３次元表示装置８００は、液晶表示パネル８３１と、液晶表示パネル８３１の表示方向に配置され、液晶表示パネル８３１で表示された２次元画像に視差を形成する液晶レンズパネル９００と、液晶表示パネル８３１の液晶レンズパネル９００側とは反対側に配置され、液晶表示パネル８３１及び液晶レンズパネル９００の方向に光を放つ光源であるバックライトユニット８３２と、を有している。
【０００７】
ここで、液晶表示パネル８３１は、バックライトユニット８３２側から順に、一方向の光の偏光成分のみを通過させる第１偏光板８４１と、表面に後述する薄膜トランジスタ等が形成された第１ガラス基板８４２と、第１ガラス基板８４２上に形成された薄膜トランジスタ、後述する第２ガラス基板８４３上に形成されたカラーフィルタ及びこれらの間に封止された液晶組成物を含みマトリクス状の画素を形成する画素層８５０と、画素層８５０のカラーフィルタが形成される第２ガラス基板８４３と、第１偏光板８４１の透過偏光成分の方向とは垂直の方向に透過偏光成分を有する第２偏光板８４４と、を有している。
【０００８】
また、液晶レンズパネル９００は、第３ガラス基板９１２上に配置されたストライプ電極９５０を有するストライプ電極基板９１０と、第４ガラス基板９０５上に配置された平面電極９０６を有する平面電極基板９０４と、ストライプ電極基板９１０及び平面電極基板９０４の間に封止された液晶層９１８とを有している。
【０００９】
画素層８５０では、画面横方向に左眼用画素８５１と右眼用画素８５２が交互に並べられており、それぞれの画素から出射された光は、液晶レンズパネル９００のストライプ電極９５０と平面電極９０６との電位差から生じる電界により配向した液晶層９１８で形成されたレンズにより、右眼画像と左眼画像の視差を形成する。
【００１０】
図２１は、画面正面からの視野により、画素層８５０及びストライプ電極９５０の一部について、概略的に示す図である。この図に示されるように、各ストライプ電極９５０の間には、右眼用画素８５２の列Ｒ及び左眼用画素８５１の列Ｌが配置され、右眼用画素８５２の列Ｒ及び左眼用画素８５１の列Ｌの間には、画素間の光漏れを防止するブラックマトリクスＢが形成されている。
【００１１】
図２２には、３次元表示装置８００に表示された画像を観察者側から観た場合の輝度の分布を示すグラフが示されている。このグラフに示されるように、右眼用画素８５２からの光の輝度Ｒ１５は、左眼用画素８５１からの光の輝度Ｌ１５が最も低いときに高く、左眼用画素８５１からの光の輝度Ｌ１５は、右眼用画素８５２からの光の輝度Ｒ１５が最も低いときに高くなっており、平均輝度Ａ１５は、グラフ中のＭ１５の領域で低く、輝度の最大値との差として、輝度差Ｄ１５が生じている。
【００１２】
この輝度差Ｄ１５により、観察者の眼が横方向に移動したときには、高輝度の部分と低輝度の部分が交互に観察され、画像に縦縞（以下「３Ｄモアレ」という。）が見えることとなり、３次元画像の品質を損ねてしまう。
【００１３】
本発明は上述の事情に鑑みてされたものであり、３Ｄモアレを低減し、より高品質の３次元画像表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の３次元表示装置は、画面縦方向に延びる右眼用画素の列及び左眼用画素の列が画面横方向に交互に配置され、前記右眼用画素の列及び前記左眼用画素により、３次元表示用画像を平面的に表示する表示パネルと、前記表示パネルの表示方向側に前記表示パネルと平行に配置され、前記表示パネルで表示された前記右眼用画素の列の画像及び前記左眼用画素の列の画像に視差を形成するための視差形成液晶パネルと、を備え、前記３次元表示用画像が前記視差形成液晶パネルを通して視覚される前記右眼用画素の像及び前記左眼用画素の像の横方向の輝度の頂点となる横方向中心位置は、それぞれ画面縦方向の異なる位置において横方向に移動した位置となっている、ことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の３次元表示装置の前記視差形成液晶パネルにおいて、画面縦方向に帯状に延び、画面横方向に並設された液晶を配向させるための電極は屈曲している、こととしてもよい。
【００１６】
また、本発明の３次元表示装置において、前記視差形成液晶パネルは、液晶を配向させることによりレンチキュラーレンズを形成し、前記３次元表示用画像に視差を形成する、とすることができる。
【００１７】
また、本発明の３次元表示装置において、前記視差形成液晶パネルは、液晶を配向させることによりパララックスバリアを形成することにより、前記３次元表示用画像に視差を形成する、こととしてもよい。
【００１８】
また、本発明の３次元表示装置において、前記表示パネルは、液晶組成物の配向を制御することにより表示を行う液晶表示パネルであり、前記液晶表示パネルの画素形状の縦方向端部を形成する２辺は、互いに横方向位置が異なっている、こととしてもよい。
【００１９】
また、本発明の３次元表示装置において、前記画素形状は、平行四辺形である、こととしてもよい。
【００２０】
また、本発明の３次元表示装置において、前記画素形状は、前記液晶表示パネルの電極形状である、こととしてもよい。
【００２１】
また、本発明の３次元表示装置において、前記画素形状は、前記液晶表示パネルの各カラーフィルタの形状である、こととしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態に係る３次元表示装置について概略的に示す図である。
【図２】図１の液晶モジュールの構成を示す図である。
【図３】図２の液晶モジュールにおいて、２次元表示を行なう場合について示す図である。
【図４】図３の液晶モジュールにおいて、３次元表示を行なう場合について示す図である。
【図５】液晶レンズにより視差が形成された右眼用画素の像及び左眼用画素の像について説明するための図である。
【図６】液晶レンズの位置をずらした場合の右眼用画素の像及び左眼用画素の像について説明するための図である。
【図７】画面正面からの視野により、第１実施形態に係る画素層とストライプ電極の一部について、概略的に示す図である。
【図８】図７の左眼用画素及び右眼用画素の領域ｒ１から出射された光の輝度Ｒ１と、左眼用画素及び右眼用画素の領域ｒ２から出射された光の輝度Ｒ２について示すグラフである。
【図９】第１実施形態の変形例について、図７と同様の視野で示す図である。
【図１０】画面正面からの視野により、第２実施形態に係る画素層とストライプ電極の一部について、概略的に示す図である。
【図１１】図１０の左眼用画素及び右眼用画素の上部の領域ｒ３から出射された光の輝度Ｒ３と、左眼用画素及び右眼用画素の下部の領域ｒ４から出射された光の輝度Ｒ４について示すグラフである。
【図１２】画面正面からの視野により、第３実施形態に係る画素層とストライプ電極の一部について、概略的に示す図である。
【図１３】図１２の右斜め上方に延びる平行四辺形の画素の上部の領域ｒ５から出射された光の輝度Ｒ５と、左斜め上方に延びる平行四辺形の画素の下部の領域ｒ６から出射された光の輝度Ｒ６について示すグラフである。
【図１４】第３実施形態におけるガラス基板上に形成される薄膜トランジスタを形成する電極膜について概略的に示す図である。
【図１５】第４実施形態に係る液晶モジュールにより３次元表示を行なう原理について説明するための図である。
【図１６】画面正面からの視野により、第４実施形態に係る画素層とバリア電極によって形成されるバリアの一部について、概略的に示す図である。
【図１７】図１６の左眼用画素及び右眼用画素の領域ｒ７から出射された光の輝度Ｒ７と、左眼用画素及び右眼用画素の領域ｒ８から出射された光の輝度Ｒ８について示すグラフである。
【図１８】画面正面からの視野により、第５実施形態に係る画素層とバリア電極によって形成されるバリアの一部について、概略的に示す図である。
【図１９】図１８の左眼用画素及び右眼用画素の上部の領域ｒ９から出射された光の輝度Ｒ９と、左眼用画素及び右眼用画素の下部の領域ｒ１０から出射された光の輝度Ｒ１０について示すグラフである。
【図２０】液晶レンズを使用した場合の３次元表示の原理について説明するための図である。
【図２１】画面正面からの視野により、画素層及びストライプ電極の一部について、概略的に示す図である。
【図２２】３次元表示装置に表示された画像を観察者側から観た場合の輝度の分布を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の第１実施形態乃至第５実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、図面において、同一又は同等の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００２４】
［第１実施形態］
図１には、本発明の一実施形態に係る３次元表示装置１００が概略的に示されている。この図に示されるように、３次元表示装置１００は、上フレーム１１０及び下フレーム１２０に挟まれるように固定された液晶モジュール１３０及び不図示の電源装置等から構成されている。
【００２５】
図２には、液晶モジュール１３０の構成が示されている。液晶モジュール１３０は、映像信号が入力されることにより、映像信号の画像に応じた光を透過させ、２次元画像を表示する表示パネルである液晶表示パネル１３１と、液晶表示パネル１３１で表示された画像に視差を形成するために、内部の液晶組成物の配向を制御することにより、レンズとして機能することができる液晶レンズパネル２００と、液晶表示パネル１３１及び液晶レンズパネル２００に光を照射して液晶表示面に画像を表示させるバックライトユニット１３２と、から構成され、液晶表示パネル１３１と液晶レンズパネル２００とは接着層１３３により接着されている。
【００２６】
なお、本実施形態においては、表示パネルとして液晶表示パネルを用いることとしているが、液晶以外の有機ＥＬ表示装置、電界放出表示装置（ＦＥＤ）等の表示装置であってもよい。
【００２７】
図３及び４は、液晶モジュール１３０により３次元表示を行なう原理について説明するための図である。液晶モジュール１３０は、液晶表示パネル１３１と、液晶表示パネル１３１の表示方向に配置され、液晶表示パネル１３１で表示された２次元画像に視差を形成することのできる液晶レンズパネル２００と、液晶表示パネル１３１の液晶レンズパネル２００側とは反対側に配置され、液晶表示パネル１３１及び液晶レンズパネル２００の方向に光を放つ光源であるバックライトユニット１３２と、を有している。
【００２８】
液晶表示パネル１３１は、バックライトユニット１３２側から順に、一方向の光の偏光成分のみを通過させる第１偏光板１４１と、表面に後述する薄膜トランジスタ等が形成された第１ガラス基板１４２と、第１ガラス基板１４２上に形成された薄膜トランジスタ、後述する第２ガラス基板１４４上に形成されたカラーフィルタ及びこれらの間に封止された液晶組成物を含みマトリクス状の画素を形成する画素層１５０と、画素層１５０のカラーフィルタが形成される第２ガラス基板１４４と、第１偏光板の透過偏光成分の方向とは直交する方向に透過偏光成分を有する第２偏光板１４５と、を有している。
【００２９】
また、液晶レンズパネル２００は、第３ガラス基板２１２上に配置されたストライプ電極２５０を有するストライプ電極基板２１０と、第４ガラス基板２０５上に配置された平面電極２０６を有する平面電極基板２０４と、ストライプ電極基板２１０及び平面電極基板２０４の間に封止された液晶層２１８とを有している。
【００３０】
図３は、液晶層２１８の液晶組成物を配向させない２次元表示時の様子について示しており、画素層１５０では、画面横方向に左眼用画素１５１と右眼用画素１５２が交互に並べられているが、液晶表示パネル１３１で表示される画像は、左眼用画素１５１と右眼用画素１５２に関係なく、２次元画像が表示され、各画素から出射される光は、液晶レンズパネルを直線的に通過することとなる。
【００３１】
図４は、図３の液晶モジュール１３０において、３次元表示を行なった場合について示している。この場合において、液晶表示パネル１３１の左眼用画素１５１及び右眼用画素１５２にはそれぞれ左眼の画像及び右眼の画像が表示され、液晶レンズパネル２００のストライプ電極２５０と平面電極２０６との間に電位差が生じており、これにより、液晶層２１８の液晶組成物が配向してレンズを形成し、左眼画像と右眼画像に視差を生じさせることにより、３次元表示が行なわれる。
【００３２】
図５及び６は、液晶レンズにより視差が形成された右眼用画素の像及び左眼用画素の像について説明するための図である。図５に示されるように、左眼用画素１５１から出射された光は液晶レンズ３１２により、左眼の位置で左眼用画素の像１６１を形成し、右眼用画素１５２から出射された光は液晶レンズ３１２により、右眼の位置で右眼用画素の像１６２を形成し、その間にはブラックマトリクス１５３によるブラックマトリクス像１６３が形成される。観察者の眼が横方向に移動したときには、高輝度の部分と低輝度の部分が交互に観察され、３Ｄモアレの原因となる。
【００３３】
ここで、図６に示されるように、液晶レンズ３１２の位置をずらした液晶レンズ３１４を考えると、左眼用画素の像１６１、右眼用画素の像１６２及びブラックマトリクス像１６３の位置、つまり、３Ｄモアレは液晶レンズがずれた方向に移動する。本発明の３次元表示装置１００は、この現象を利用して、３Ｄモアレを軽減するものである。
【００３４】
図７は、画面正面からの視野により、第１実施形態に係る画素層１５０とストライプ電極２５０の一部について、概略的に示す図である。この図に示されるように、左眼用画素１５１及び右眼用画素１５２は、それぞれＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の副画素で１画素を構成しており、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の副画素は画面縦方向に順に並べられている。また、左眼用画素１５１及び右眼用画素１５２を挟むように、ストライプ電極２５０が配置されている。ストライプ電極２５０は、３画素つまり、９個の副画素ごとに屈曲して配置されている。ここでは、３画素毎（９副画素毎）に屈曲させているが、これ以外の画素数毎に屈曲していてもよい。
【００３５】
図８は、図７の左眼用画素１５１及び右眼用画素１５２の領域ｒ１から出射された光の輝度Ｒ１と、左眼用画素１５１及び右眼用画素１５２の領域ｒ２から出射された光の輝度Ｒ２について示すグラフである。これらのグラフに示されるように、輝度Ｒ１及び輝度Ｒ２は、出射角が異なる位置でピークがあり、輝度Ｒ１及び輝度Ｒ２の平均輝度Ａ１において、輝度差Ｄ１をより小さくすることができる。つまり、右眼用画素の像の輝度及び左眼用画素の像の横方向の輝度の頂点となる横方向中心位置は、それぞれ画面縦方向の異なる位置において横方向に異なる位置となっている。したがって、本発明の３次元表示装置によれば、３次元画像表示における３Ｄモアレを軽減することができる。
【００３６】
図９には、第１実施形態の変形例について、図７と同様の視野で示す図である。この変形例では、ストライプ電極２５３を有する点で第１実施形態と異なっており、ストライプ電極２５３は、最初の屈曲が９副画素ごとであるが、２番目の屈曲は６副画素ごとであり、３番目の屈曲は３副画素ごととなっており、屈曲の周期が異なっている。このように屈曲の周期が２種類以上であるストライプ電極を用いたとしても、第１実施形態と同様に、３次元画像表示における３Ｄモアレを低減することができる。
【００３７】
［第２実施形態］
本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態に係る３次元表示装置の構成は、第１実施形態の図１〜図４で示される構成と同様であるため、重複する説明を省略する。図１０は、画面正面からの視野により、第２実施形態に係る画素層１５０とストライプ電極２５１の一部について、概略的に示す図である。図１０に示されるように、本実施形態では、ストライプ電極２５１は、直線的であり、屈曲は存在しない。その代りに、左眼用画素１５６及び右眼用画素１５７のそれぞれの電極の形状は、上部と下部に形成された横長の長方形を横方向にずらして結合したような形状であり、画素形状の縦方向端部を形成する２辺は、互いに横方向位置が異なっていると共に、横方向端部を形成する辺はカギ状に折れ曲がっている。このような画素形状は、液晶表示パネル１３１の電極形状によって形成されてもよいし、カラーフィルタ形状によって形成されてもよいし、電極形状及びカラーフィルタ形状の両方によって形成されてもよい。
【００３８】
図１１は、図１０の左眼用画素１５６及び右眼用画素１５７の上部の領域ｒ３から出射された光の輝度Ｒ３と、左眼用画素１５６及び右眼用画素１５７の下部の領域ｒ４から出射された光の輝度Ｒ４について示すグラフである。これらのグラフに示されるように、輝度Ｒ３及び輝度Ｒ４は、出射角が異なる位置でピークがあり、輝度Ｒ３及び輝度Ｒ４の平均輝度Ａ２において、輝度差Ｄ２をより小さくすることができる。
【００３９】
したがって、画素形状を図１０に示されるような縦方向端部を形成する２辺の横方向位置が異なっている形状とした場合であっても、各画素から発光される光は、各画素の上部からの出射される光と下部から出射される光の左右位置が異なるため、液晶レンズが左右にずれているのと同様の効果を得ることができる。つまり、右眼用画素の像の輝度及び左眼用画素の像の横方向の輝度の頂点となる横方向中心位置は、それぞれ画面縦方向の異なる位置において横方向に異なる位置となっている。したがって、第２実施形態の３次元表示装置によっても、３次元画像表示における３Ｄモアレを軽減することができる。
【００４０】
［第３実施形態］
本発明の第３実施形態について説明する。第３実施形態に係る３次元表示装置の構成は、第１実施形態の図１〜図４で示される構成と同様であるため、重複する説明を省略する。図１２は、画面正面からの視野により、第３実施形態に係る画素層１５０とストライプ電極２５１の一部について、概略的に示す図である。図１２に示されるように、本実施形態では、ストライプ電極２５１は、第２実施形態と同様、直線的であり、屈曲は存在しない。その代りに、左眼用画素１５８及び右眼用画素１５９のそれぞれの電極の形状が、略平行四辺形となっている。また、平行四辺形は、右斜め上方に延びる平行四辺形と、左斜め上方に延びる平行四辺形が縦方向に交互に配置されており、画素形状の縦方向端部を形成する２辺は、互いに横方向位置が異なっていると共に、横方向端部を形成する辺は斜めに延びている。なお、本実施形態においては、右斜め上方に延びる平行四辺形と、左斜め上方に延びる平行四辺形が縦方向に交互に配置されていることとしたが、一種類の平行四辺形が配置されていることとしてもよいし、３種類以上の平行四辺形が順に配置されていることとしてもよい。
【００４１】
図１３は、図１２の右斜め上方に延びる平行四辺形の画素１５８及び１５９の上部の領域ｒ５から出射された光の輝度Ｒ５と、左斜め上方に延びる平行四辺形の画素１５８及び１５９の下部の領域ｒ６から出射された光の輝度Ｒ６について示すグラフである。これらのグラフに示されるように、輝度Ｒ５及び輝度Ｒ６は、出射角が異なる位置でピークがあり、輝度Ｒ５及び輝度Ｒ６の平均輝度Ａ３において、輝度差Ｄ３をより小さくすることができる。
【００４２】
したがって、画素形状を図１２に示されるような縦方向端部を形成する２辺の横方向位置が異なっている形状とした場合であっても、各画素から発光される光は、各画素の上部からの出射される光と下部から出射される光の左右位置が異なるため、液晶レンズが左右にずれているのと同様な効果を得ることができる。つまり、右眼用画素の像の輝度及び左眼用画素の像の横方向の輝度の頂点となる横方向中心位置は、それぞれ画面縦方向の異なる位置において横方向に異なる位置となっている。したがって、第３実施形態の３次元表示装置によっても、３次元画像表示における３Ｄモアレを軽減することができる。
【００４３】
図１４は、本実施形態における第１ガラス基板１４２上に形成される薄膜トランジスタを形成する電極膜について概略的に示す図である。この図に示されるように、第１ガラス基板１４２上に形成される薄膜トランジスタは、階調値に応じた電圧が印加されるドレイン線２７４と、トランジスタのソースにコンタクトホール２７２を介して接続される画素電極２７３と、ゲート線２７６と、半導体膜２７１とを有している。なお、図において、破線でカラーフィルタの透過エリア２７５を示している。この図に示されるように、画素電極２７３は、櫛歯状であり、全体として平行四辺形をなすことにより、電圧が印加された場合に、液晶組成物の配向も平行四辺形のエリアで起こることとなる。また、カラーフィルタの透過エリア２７５も画素電極２７３と同様の平行四辺形であることから、画素電極２７３とカラーフィルタの透過エリア２７５により画素形状を画定している。なおカラーフィルタの透過エリア２７５はブラックマトリクスにより囲まれたエリアであり、透過エリア２７５はブラックマトリクスにより画定される。なお、本実施形態において、画素形状は、電極形状及びカラーフィルタ形状の両方によって形成されることとしたが、液晶表示パネル１３１の電極形状によってのみ形成されてもよいし、カラーフィルタ形状によってのみ形成されてもよい。
【００４４】
［第４実施形態］
本発明の第４実施形態について説明する。第４実施形態に係る３次元表示装置の構成は、第１実施形態の図１及び図２で示される構成と同様であるため、重複する説明を省略する。図１５は、液晶モジュール３３０により３次元表示を行なう原理について説明するための図である。液晶モジュール３３０は、液晶表示パネル１３１と、液晶表示パネル１３１の表示方向に配置され、液晶表示パネル１３１で表示された２次元画像に視差を形成する液晶バリアパネル４００と、液晶表示パネル１３１の液晶バリアパネル４００側とは反対側に配置され、液晶表示パネル１３１及び液晶バリアパネル４００の方向に光を放つ光源であるバックライトユニット１３２と、を有している。ここで、液晶表示パネル１３１及びバックライトユニット１３２は、第１実施形態の図４の構成と同じであるため説明は省略する。
【００４５】
液晶バリアパネル４００は、第３ガラス基板４１２上に配置されたバリア電極４５０を有するバリア電極基板４１０と、第４ガラス基板４０５上の一方の面に平面電極４０６を有し、他方の面に第３偏光板４０７を有する平面電極基板４０４と、バリア電極基板４１０及び平面電極基板４０４の間に封止された液晶層４１８とを有している。
【００４６】
図１５は、液晶モジュール３３０において３次元表示を行なった場合について示している。この場合において、液晶表示パネル１３１の左眼用画素１５１及び右眼用画素１５２にはそれぞれ左眼の画像及び右眼の画像が表示され、液晶バリアパネル４００のバリア電極４５０と平面電極４０６との間には電位差が生じており、これにより、液晶層４１８の液晶組成物が配向して光が透過しない状態となり、左眼画像と右眼画像に視差を生じさせることにより、３次元表示が行なわれる。
【００４７】
図１６は、画面正面からの視野により、第４実施形態に係る画素層１５０とバリア電極によって形成されるバリア４６１の一部について、概略的に示す図である。図１６に示されるように、左眼用画素１５１及び右眼用画素１５２の構成は、第１実施形態の図７と同様である。また、左眼用画素１５１及び右眼用画素１５２を挟みかつ各画素の一部を覆うように、バリア電極４５０が配置されており、このバリア電極４５０は、９個の副画素ごとに屈曲して配置されていることにより、所定の電圧が印加された際に形成されるバリア４６１は、バリア電極４５０と同様に屈曲する。ここでは、バリア電極４５０は、９副画素毎に屈曲させているが、これ以外の画素数毎に屈曲していてもよいし、図９のストライプ電極の実施形態に示されるように屈曲の周期が異なっていてもよい。
【００４８】
図１７は、図１６の左眼用画素１５１及び右眼用画素１５２の領域ｒ７から出射された光の輝度Ｒ７と、左眼用画素１５１及び右眼用画素１５２の領域ｒ８から出射された光の輝度Ｒ８について示すグラフである。これらのグラフに示されるように、輝度Ｒ７及び輝度Ｒ８は、出射角が異なる位置でピークがあり、輝度Ｒ７及び輝度Ｒ８の平均輝度Ａ４において、輝度差Ｄ４をより小さくすることができる。つまり、右眼用画素の像の輝度及び左眼用画素の像の横方向の輝度の頂点となる横方向中心位置は、それぞれ画面縦方向の異なる位置において横方向に異なる位置となっている。したがって、第４実施形態における３次元表示装置によれば、３次元画像表示における３Ｄモアレを軽減することができる。
【００４９】
［第５実施形態］
本発明の第５実施形態について説明する。第５実施形態に係る３次元表示装置の構成は、第１実施形態の図１及び図２で示される構成と同様であり、液晶モジュールの構成は第４実施形態の図１５の液晶モジュール３３０と同様であるため、重複する説明を省略する。
【００５０】
図１８は、画面正面からの視野により、第５実施形態に係る画素層１５０とバリア電極によって形成されるバリア４６２の一部について、概略的に示す図である。図１８に示されるように、本実施形態では、バリア電極４５０は、直線的であり、屈曲は存在しないため、これによって形成されるバリア４６２も屈曲していない。その代りに、左眼用画素１５６及び右眼用画素１５７のそれぞれの電極の形状が、上部と下部に形成された横長の長方形を横方向にずらして結合したような形状であり、画素形状の縦方向端部を形成する２辺は、互いに横方向位置が異なっていると共に、横方向端部を形成する辺はカギ状に折れ曲がっている。このような画素形状は、液晶表示パネル１３１の電極形状によって形成されてもよいし、カラーフィルタ形状によって形成されてもよいし、電極形状及びカラーフィルタ形状の両方によって形成されてもよい。
【００５１】
図１９は、図１８の左眼用画素１５６及び右眼用画素１５７の上部の領域ｒ９から出射された光の輝度Ｒ９と、左眼用画素１５６及び右眼用画素１５７の下部の領域ｒ１０から出射された光の輝度Ｒ１０について示すグラフである。これらのグラフに示されるように、輝度Ｒ９及び輝度Ｒ１０は、出射角が異なる位置でピークがあり、輝度Ｒ９及び輝度Ｒ１０の平均輝度Ａ５において、輝度差Ｄ５をより小さくすることができる。
【００５２】
したがって、画素形状を図１８に示されたような縦方向端部を形成する２辺の横方向位置が異なっている形状とした場合であっても、各画素から発光される光は、各画素の上部からの出射される光と下部から出射される光の左右位置が異なるため、液晶レンズが左右にずれているのと同様の効果を得ることができる。つまり、右眼用画素の像の輝度及び左眼用画素の像の横方向の輝度の頂点となる横方向中心位置は、それぞれ画面縦方向の異なる位置において横方向に異なる位置となっている。つまり、第５実施形態の３次元表示装置によっても、３次元画像表示における３Ｄモアレを軽減することができる。
【符号の説明】
【００５３】
１００  ３次元表示装置、１１０  上フレーム、１２０  下フレーム、１３０  液晶モジュール、１３１  液晶表示パネル、１３２  バックライトユニット、１３３  接着層、１４１  第１偏光板、１４２  第１ガラス基板、１４４  第２ガラス基板、１４５  第２偏光板、１５０  画素層、１５１  左眼用画素、１５２  右眼用画素、１５３  ブラックマトリクス、１５６  左眼用画素、１５７  右眼用画素、１５８  左眼用画素、１５９  右眼用画素、１６１  左眼用画素の像、１６２  右眼用画素の像、１６３  ブラックマトリクス像、２００  液晶レンズパネル、２０４  平面電極基板、２０５  第４ガラス基板、２０６  平面電極、２１０  ストライプ電極基板、２１２  第３ガラス基板、２１８  液晶層、２５０  ストライプ電極、２５１  ストライプ電極、２５３  ストライプ電極、２７１  半導体膜、２７２  コンタクトホール、２７３  画素電極、２７４  ドレイン線、２７５  透過エリア、２７６  ゲート線、３１２  液晶レンズ、３１４  液晶レンズ、３３０  液晶モジュール、４００  液晶バリアパネル、４０４  平面電極基板、４０５  第４ガラス基板、４０６  平面電極、４１０  バリア電極基板、４１２  第３ガラス基板、４１８  液晶層、４５０  バリア電極、４６１  バリア、４６２  バリア、８００  ３次元表示装置、８３１  液晶表示パネル、８３２  バックライトユニット、８４１  第１偏光板、８４２  第１ガラス基板、８４３  第２ガラス基板、８４４  第２偏光板、８５０  画素層、８５１  左眼用画素、８５２  右眼用画素、９００  液晶レンズパネル、９０４  平面電極基板、９０５  第４ガラス基板、９０６  平面電極、９１０  ストライプ電極基板、９１２  第３ガラス基板、９１８  液晶層、９５０  ストライプ電極。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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