(57)【要約】【課題】レンズフィルムの局所的な潰れを発生させず、かつ３次元表示特性の低下も抑制することが可能な表示装置を提供すること。【解決手段】表示装置１０は、表示パネル１００とレンズユニット２００とを有する。表示パネル１００は、視差を有する画像を表示する。レンズユニット２００は、視差を有する画像を観察者の異なる目に結像させる。レンズユニット２００は、表示パネル１００と対向する透明基板２０１と、この透明基板２０１に形成された複数のシリンドリカルレンズ２０４を有するレンチキュラーレンズフィルム２０２とを含む。シリンドリカルレンズ２０４の表示パネル１００と対向する先端部２０５の面は平面である。また、シリンドリカルレンズ２０４の透明基板２０１と接触する面側の短辺の長さＰとシリンドリカルレンズ２０４の表示パネル１００と対向する先端部２０５に形成された平面の短辺の幅Ｗとの比Ｗ／Ｐは、略０＜Ｗ／Ｐ≦２０．０（％）である。【選択図】図２
2014026168.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
視差を有する画像を表示する表示パネルと、
前記表示パネルの表面に配置され前記視差を有する画像のそれぞれを観察者の異なる目に結像させるレンズユニットと、
から構成される表示装置であって、
前記レンズユニットは、前記表示パネルと対向する基板と該基板の前記表示パネル面側に形成された複数のシリンドリカルレンズとを含み、
前記シリンドリカルレンズの前記表示パネルと対向する先端部の形状が平面状であり、
前記シリンドリカルレンズの前記基板と接触する面側の短辺の長さＰと前記シリンドリカルレンズの前記表示パネルと対向する先端部に形成された平面の短辺の幅Ｗとの比Ｗ／Ｐが、略以下の条件を満足することを特徴とする表示装置。  
０＜Ｗ／Ｐ≦２０．０（％）
【請求項２】
前記シリンドリカルレンズの前記基板と接触する面側の短辺の長さＰと前記シリンドリカルレンズの前記表示パネルと対向する先端部に形成された平面の短辺の幅Ｗとの比Ｗ／Ｐが、略以下の条件を満足することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。  
１０（％）≦Ｗ／Ｐ≦１８．３（％）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、３次元表示可能な表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶表示装置等の表示装置において、視差画像を用いた立体視表示が可能なものが知られている。このような立体視表示が可能な表示装置の１つとして、レンチキュラーレンズが形成されたフィルムを表示パネルに配置したものが知られている。このようなフィルムにより、表示装置に表示された右目画像を観察者の右目に入射させ、左目画像を観察者の左目に入射させることで立体視が実現される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−９０１５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したフィルムは、通常、樹脂材料で構成され、また、その表面に断面が半円弧状のシリンドリカルレンズが形成されている。断面が半円弧状のレンズがフィルムに形成されていると、フィルムの周辺の温度が変化してレンズの形状が変形したり、フィルムに何等かの荷重が加わったりした場合に、レンズと表示パネルとが点接触してレンズの点接触部が潰れてしまう可能性がある。このときに、レンズの点接触部が局所的に潰れてしまうと、クロストーク等が発生して３次元表示品位の低下が生じる。
【０００５】
また、半円弧状のレンズに代えて断面が台形状のレンズを使用することも考えられるが、単純に台形状にしただけではクロストークの改善は図れない。
【０００６】
実施形態の解決しようとする課題は、フィルムの局所的な潰れを発生させず、かつ３次元表示特性の低下も抑制することが可能な表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態の表示装置は、表示パネルとレンズユニットとを有する。表示パネルは、視差を有する画像を表示する。レンズユニットは、表示パネルの表面に配置され視差を有する画像のそれぞれを観察者の異なる目に結像させる。レンズユニットは、表示パネルと対向する基板と、この基板に形成された複数のシリンドリカルレンズとを含む。シリンドリカルレンズの表示パネルと対向する先端部は平面である。また、シリンドリカルレンズの基板と接触する面側の短辺の長さＰとシリンドリカルレンズの表示パネルと対向する先端部に形成された平面の短辺の幅Ｗとの比Ｗ／Ｐは、略０＜Ｗ／Ｐ≦２０．０（％）である。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態の表示装置の断面図である。
【図２】レンチキュラーレンズフィルム付近の拡大図である。
【図３】ピッチ比率と表示品位低下との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して実施形態に係る表示装置を説明する。  
図１は、実施形態の表示装置１０の概略の構成を示す断面図である。図１に示すように、表示装置１０は、表示パネル１００と、レンズユニット２００と、を有している。
【００１０】
表示パネル１００は、画像を表示する。図１は、表示パネル１００を液晶表示パネルとした例を示している。しかしながら、表示パネル１００は、必ずしも液晶表示パネルとする必要はなく、有機ＥＬ表示パネルやプラズマ表示パネルとしても良い。
【００１１】
表示パネル１００は、ガラス等の透明なアレイ基板１０１と対向基板１０２との間に液晶層１０３が介在されて構成されている。アレイ基板１０１と対向基板１０２とは、周囲を封止材１０４によって封止され、球状や柱状のスペーサ（図示せず）を介して所定の間隔を有するように貼り合わされている。また、アレイ基板１０１の裏面にはバックライト１０５が配置されている。
【００１２】
アレイ基板１０１は、画素を構成する画素電極がマトリクス状に形成されている。各画素電極には、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）が接続されており、対応するＴＦＴがオン状態となったときに画素電極を介して液晶層１０３に電圧を印加するように構成されている。また、アレイ基板１０１の光入射側には、偏光板１０６が設けられている。
【００１３】
対向基板１０２は、各画素電極と対応するように、例えば赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のカラーフィルタ１０７が設けられ、カラーフィルタ１０７上に対向電極が形成されて構成されている。また、対向基板１０２の光出射側には、偏光板１０８が設けられている。カラーフィルタ１０７は、アレイ基板１０１側に形成することも可能である。
【００１４】
このような表示パネル１００は、画素電極に印加する電圧の大きさを制御することにより、画素電極と対向電極との間に介在する液晶層１０３に発生する電界を制御して表示を行う表示パネルである。液晶は、電界を与えることによって内部の液晶分子の配向が変化する特性を有しており、液晶分子の配向によって液晶を通過する光の透過率が変化する。この光の透過を画素単位（画素電極単位）で制御することにより、画素単位での表示を行う。
【００１５】
レンズユニット２００は、対向基板１０２と対向するように配置されたガラス等の透明基板２０１にレンチキュラーレンズフィルム２０２が接着されて構成されている。対向基板１０２と透明基板２０１とは、周囲を封止材２０３にて封止されるとともに、所定の間隔を有するように貼り合わされている。
【００１６】
図２は、レンチキュラーレンズフィルム２０２付近の拡大図である。レンチキュラーレンズフィルム２０２は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムに紫外線硬化性樹脂（ＵＶ硬化樹脂）を塗布して金型に装着し、金型に圧着しつつ紫外線を照射して硬化させる方法などによって、ＰＥＴフィルムの表面に、断面形状が略半円弧状で表示パネル１００の一方の軸方向、例えば観察者から見て画素の配列方向に沿って上下方向に延在するストライプ状の複数のシリンドリカルレンズ（以下、単にレンズと言う）２０４が形成されている。なお、フィルム材や光硬化性樹脂は、他の樹脂材料によって形成してもよい。本実施形態においては、それぞれのレンズ２０４の偏光板１０８との対向する先端部（接触部）２０５の形状が平面状（矩形状）に形成されている。
【００１７】
このようなレンズユニット２００に対し、視差を有する画像を表示パネル１００に表示させ、視差を有する画像のそれぞれを、レンチキュラーレンズフィルム２０２を構成するそれぞれのレンズ２０４を通して観察者の異なる目に結像せることにより、観察者に立体視を感じさせる。
【００１８】
ここで、本実施形態においては、それぞれのレンズ２０４の偏光板１０８との対向する先端部（接触部）２０５の形状を、偏光板１０８の面と平行な平面状（矩形状）に形成して先端平面とするようにしている。偏光板１０８と対向する先端部（接触部）２０５を球面ではなく、平面とすることにより、レンズ２０４の周辺の温度変化による変形やレンズ２０４への外力によって、レンズ２０４の先端部２０５と偏光板１０８とが接触したとしても、それぞれのレンズ２０４の先端部２０５は偏光板１０８と面接触する。このとき、それぞれのレンズ２０４には略均等に力がかかるので、それぞれのレンズ２０４の潰れ量が略均等となる。このため、レンズ２０４の潰れによる表示品位の低下を抑制することが可能である。
【００１９】
さらに、本実施形態においては、レンズ２０４の先端部２０５を平坦面に設定するにとどまらず、それぞれのレンズ２０４のピッチ（矩形状の底面の短辺の長さ）Ｐと平面状の先端部（接触部）２０５の先端平面の幅（矩形状の先端平面の短辺の長さ）Ｗとの比Ｗ／Ｐ（以下、ピッチ比率と言う）を特定の範囲とする。
【００２０】
図３は、ピッチ比率と表示品位低下との関係を示すグラフである。図３の横軸は、ピッチ比率Ｗ／Ｐを百分率で表したものであり、図３の縦軸は、表示品位の低下の例としてのクロストークの変化率を百分率で表したものである。ここでのクロストークとは、視差を有する画像が正しく観察者の目に入射せず、二重像となってしまう現象のことを言う。なお、図３におけるクロストークの変化率は、ピッチ比率変更時のクロストーク（％）とピッチ比率がゼロの時のクロストーク（％）との差である。また、クロストークは、クロストークが発生していない画像を１００としたときの割合で示している。さらに、ピッチ比率がゼロの時とは、レンズの断面が完全な円弧状となっている時のことを言う。
【００２１】
出願人は、ピッチ比率を０％から５０％の間で変化させてクロストークを測定した。  
図３に示すように、ピッチ比率が大きくなるほど、即ち、レンズ２０４の先端部（接触部）２０５の先端平面の幅Ｗが大きくなるほど、クロストークの変化率が大きくなって表示品位が低下する。これは、レンズ面を平面に近づけたことによる表示品位の低下である。ただし、先端平面の幅Ｗを小さくしてしまうと、レンズ２０４が表示パネル１００の偏光板１０８に点接触することによって、レンズ２０４が不均等につぶれて表示品位が低下する。
【００２２】
このように、先端平面の幅Ｗは、レンズ２０４の潰れ量を均等にできる範囲内で且つクロストークの変化量がある許容範囲内となるように設定することが望ましい。例えば図３の例では、ピッチ比率Ｗ／Ｐを略２０（％）、厳密に言えば１８．３（％）とすることにより、クロストークの変化率が略−５（％）程度となって実用上の問題がほぼなくなる。さらに、ピッチ比率Ｗ／Ｐを１０．０（％）とすることにより、クロストークの変化率がほぼ０（％）となる。したがって、ピッチ比率は、略２０．０（％）以下、好ましくは（１８．３（％）以下、より好ましくは１０．０（％）から１８．３（％）の範囲で設定することが望ましい。
【００２３】
以上説明したように、本実施形態によれば、レンチキュラーレンズフィルムを用いて立体視を行う表示装置において、レンズの表示パネルと対向する面の先端部の形状を平面状とすることにより、仮にレンズと表示パネルとが接触したとしても、それぞれのレンズと表示パネルとが面接触をする。このため、それぞれのレンズの潰れ量を略均等にして表示品位の低下を抑制することが可能である。
【００２４】
また、ピッチ比率を所定の範囲とすることにより、複数のレンズの不均等な潰れによる表示品位の低下とレンズの先端部を平面状にすることによる表示品位の低下の両方を抑制して高品位な表示を行うことが可能である。
【００２５】
このように、本発明においては、例えレンズと表示パネルとが接触したとしても表示品位の低下を最小限に抑えつつ、しかもクロストークの悪化も抑制することが可能な、相反する条件を解決するという両立が可能な表示装置を得ることができる。
【００２６】
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００２７】
１００…表示パネル、１０１…アレイ基板、１０２…対向基板、１０３…液晶層、１０４…封止材、１０５…バックライト、１０６…偏光板、１０７…カラーフィルタ、１０８…偏光板、２００…レンズユニット、２０１…透明基板、２０２…レンチキュラーレンズフィルム、２０３…封止材、２０４…シリンドリカルレンズ（レンズ）、２０５…先端部（接触部）
【図１】
2014026168.tif 000003
【図２】
2014026168.tif 000004
【図３】
2014026168.tif 000005