(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１視点用の画像を表示する第１視点用画素、及び第２視点用の画像を表示する第２視点用画素を少なくとも含む表示単位が、第１の方向、及び前記第１の方向と直交する第２の方向にそれぞれ複数配列され、
前記画素が第１の基板、及び第２の基板との間に挟持されてなる光学素子によって構成され、
前記画素に入射された光が、前記第１の基板上の第１の開口部を通過し、前記光学素子を通過して、前記第２の基板上の第２の開口部より出射され、
かつ、前記第２の基板に設置された光路振り分け手段によって、異なる方向に振り分けられる画像表示装置において、
前記第１の基板と第２の基板とが、ずれがなく貼り合わせられた状態において、前記第１視点用画素と前記第２視点用画素との間に介在する遮光領域の前記第１視点用画素側の端部が、前記第１の開口部によって規定され、前記第２視点用画素側の端部が、前記第２の開口部で規定されていて、
かつ、前記第１の方向、及び前記第２の方向に隣接する前記表示単位では、前記遮光領域の前記第１視点用画素側の端部が、前記第２の開口部によって規定され、前記第２視点用画素側の端部が、前記第１の開口部で規定されていることを特徴とした画像表示装置。
【請求項２】
第１視点用の画像を表示する第１視点用画素、及び第２視点用の画像を表示する第２視点用画素を少なくとも含む表示単位が、第１の方向、及び前記第１の方向と直交する第２の方向にそれぞれ複数配列され、
前記画素が第１の基板、及び第２の基板との間に挟持されてなる光学素子によって構成され、
前記画素に入射された光が、前記第１の基板上の第１の開口部を通過し、前記光学素子を通過して、前記第２の基板上の第２の開口部より出射され、
かつ、前記第２の基板に設置された光路振り分け手段によって、異なる方向に振り分けられる画像表示装置において、
前記第１の基板と第２の基板とが、ずれがなく貼り合わせられた状態において、前記第１視点用画素と前記第２視点用画素との間に介在する遮光領域の前記第１の方向における一方の端部が、前記第１の開口部によって規定され、もう一方の端部が、前記第２の開口部で規定されていて、
かつ、前記遮光領域と前記第１の方向において隣り合う他の遮光領域では、前記第１の方向で、前記一方の端部と同じ側にある端部が、前記第２の開口部によって規定され、前記もう一方の端部と同じ側にある端部が、前記第１の開口部で規定されていることを特徴とした画像表示装置。
【請求項３】
前記遮光領域の前記第１視点用画素側の端部が、前記第１の開口部によって規定され、前記第２視点用画素側の端部が、前記第２の開口部で規定されていて、
かつ、前記第２の方向に隣接する前記表示単位では、前記遮光領域の前記第１視点用画素側の端部が、前記第２の開口部によって規定され、前記第２視点用画素側の端部が、前記第１の開口部で規定されていることを特徴とした請求項２記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記遮光領域の前記第１視点用画素側の端部が、前記第１の開口部によって規定され、前記第２視点用画素側の端部が、前記第２の開口部で規定されていて、
かつ、前記第１の方向、及び前記第２の方向に隣接する前記表示単位では、前記遮光領域の前記第１視点用画素側の端部が、前記第２の開口部によって規定され、前記第２視点用画素側の端部が、前記第１の開口部で規定されていることを特徴とした請求項２、あるいは請求項３記載の画像表示装置。
【請求項５】
第１視点用の画像を表示する第１視点用画素、及び第２視点用の画像を表示する第２視点用画素を少なくとも含む表示単位が、第１の方向、及び前記第１の方向と直交する第２の方向にそれぞれ複数配列され、
前記画素が第１の基板、及び第２の基板との間に挟持されてなる光学素子によって構成され、
前記画素に入射された光が、前記第１の基板上の第１の開口部を通過し、前記光学素子を通過して、前記第２の基板上の第２の開口部より出射され、
かつ、前記第２の基板に設置された光路振り分け手段によって、異なる方向に振り分けられる画像表示装置において、
前記第１の方向における前記第１視点用画素、及び前記第２視点用画素の境界が、前記第２の方向に対し、角度θ（θは９０°以下）で傾いており、前記境界の前記第２の方向成分の長さがｄ１であって、前記第１視点用画素、あるいは前記第２視点用画素の開口部の第２の方向成分の長さがｈである場合、
前記第１視点用画素、あるいは前記第２視点用画素の前記開口部の、前記境界と接する辺の両端の角度（Ａ、Ｂ）のうち、
一方が、Ａ＝π／２＋θ  で表され、
もう一方が、Ｂ＝（π／２−θ）＋ｔａｎ-1（ｄ１／（（ｈ−ｄ１）×ｔａｎθ））
で表され、
かつ、Ａ、及びＢが、概ね６０°から１２０°の範囲のいずれかの角度であることを特徴とした画像表示装置。
【請求項６】
前記画素の構造が、請求項５に記載の画素であることを特徴とした請求項１〜４のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項７】
前記光路振り分け手段が、シリンドリカルレンズで構成されていることを特徴とした請求項１〜６のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項８】
前記光路振り分け手段が、パララックスバリアで構成されていることを特徴とした請求項１〜６のいずれかに記載の画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像表示装置に関し、特に、立体画像を認識し得る画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の視点に異なる画像を表示し、観察者が立体画像を認識し得る画像表示装置の研究が行われている。これは左右両眼に視差のある画像を夫々提示することにより、立体画像表示装置を実現するものである。この機能を具体的に実現するため、これまでに多くの立体画像表示方式が検討されており、これらは眼鏡を使用する方式と眼鏡を使用しない方式とに大別することができる。このうち、眼鏡を使用する方式には、色の違いを利用したアナグリフ方式、及び偏光を利用した偏光眼鏡方式等があるが、これらの方式は本質的に眼鏡をかける煩わしさを避けることができないため、近年では眼鏡を使用しない眼鏡なし方式が盛んに検討されている。眼鏡なし方式には、パララックスバリア方式及びレンチキュラレンズ方式等がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−３３２３５４号公報
【特許文献２】特許４０８９８４３号公報
【特許文献３】特開２００９−９８３１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
先ず、パララックスバリア方式について説明する。図２６はパララックスバリア方式による立体画像表示方法を示す光学モデル図である。図２６に示すように、パララックスバリア１０５は、細い縦縞状の多数の開口部、即ち、スリット１０５ａが形成されたバリア（遮光板）である。そして、このパララックスバリア１０５の一方の表面の近傍には、表示パネル１０２が配置されている。表示パネル１０２においては、スリット１０５ａの長手方向と直交する方向に右眼用画素１２３及び左眼用画素１２４が配列されている。また、パララックスバリア１０５の他方の表面の近傍、即ち、表示パネル１０２の反対側には、光源１０８が配置されている。
【０００５】
光源１０８から出射された光は、パララックスバリア１０５によりその一部が遮断される。一方、パララックスバリア１０５に遮断されずにスリット１０５ａを通過した光は、右眼用画素１２３を通過して光束１８１となり、又は左眼用画素１２４を通過して光束１８２となる。このとき、立体画像の認識が可能となる観察者の位置は、パララックスバリア１０５と画素との位置関係により決定される。即ち、観察者１０４の右眼１４１は、複数の右眼用画素１２３に対応する全ての光束１８１の通過域内にあり、且つ、観察者の左眼１４２は、全ての光束１８２の通過域内にあることが必要となる。これは、観察者の右眼１４１と左眼１４２との中点１４３が、図２６に示す四角形の立体可視域１０７内に位置する場合である。
【０００６】
立体可視域１０７における右眼用画素１２３及び左眼用画素１２４の配列方向に延びる線分のうち、立体可視域１０７における対角線の交点１０７ａを通る線分が最も長い線分となる。このため、中点１４３が交点１０７ａに位置するとき、観察者の位置が左右方向にずれた場合の許容度が最大となるため、観察位置としては最も好ましい。従って、この立体画像表示方法においては、この交点１０７ａと表示パネル１０２との距離を最適観察距離ＯＤとし、この距離で観察することを観察者に推奨している。なお、立体可視域１０７における表示パネル１０２からの距離が最適観察距離ＯＤとなる仮想的な平面を、最適観察面１０７ｂという。これにより、観察者の右眼１４１及び左眼１４２に夫々右眼用画素１２３及び左眼用画素１２４からの光が到達することになる。このため、観察者は表示パネル１０２に表示された画像を、立体画像として認識することが可能になる。
【０００７】
前述のパララックスバリア方式は、考案された当初は、パララックスバリアが画素と眼との間に配置されていたため、目障りで視認性が低いという問題があった。しかしながら、近時の液晶表示装置の実現に伴い、図２６に示すように、パララックスバリア１０５を表示パネル１０２の裏側に配置することが可能になり、視認性の問題が改善された。このため、パララックスバリア方式の立体画像表示装置は、現在盛んに検討されており、パララックスバリア方式を適用した立体画像表示装置が実際に製品化されている。
【０００８】
次に、レンチキュラレンズ方式について説明する。図２７は、レンチキュラレンズを示す斜視図であり、図２８はレンチキュラレンズ方式による立体表示方法を示す光学モデル図、図２９は立体表示装置を示す斜視図である。図２７に示すように、レンチキュラレンズ１２１は、一方の面が平面となっており、他方の面には、一方向に延びるかまぼこ状の凸部（シリンドリカルレンズ１２２）が、その長手方向が相互に平行になるように複数個形成されている。
【０００９】
そして、図２８及び図２９に示すように、レンチキュラレンズ方式の立体画像表示装置においては、観察者側から順に、レンチキュラレンズ１２１、表示パネル１０２及び光源１０８が配置されており、レンチキュラレンズ１２１の焦点面には表示パネル１０２の画素が位置している。表示パネル１０２においては、右眼１４１用の画像を表示する画素１２３と左眼１４２用の画像を表示する画素１２４とが交互に配列されている。このとき、相互に隣接する画素１２３及び画素１２４からなる群は、レンチキュラレンズ１２１の各シリンドリカルレンズ（凸部）１２２に対応している。これにより、光源１０８から出射し各画素を透過した光が、レンチキュラレンズ１２１のシリンドリカルレンズ１２２により左右の眼に向かう方向に振り分けられ、左右の眼に相互に異なる画像を認識させることが可能となり、観察者に立体画像を認識させることができる。
【００１０】
前述のパララックスバリア方式が不要な光をバリアにより「隠す」方式であるのに対し、レンチキュラレンズ方式は光の進む向きを変える方式であり、原理的にレンチキュラレンズを設けることによる表示画面の明るさの低下がない。そのため、特に高輝度表示や低消費電力性能が重視される携帯機器等への適用が有力視されている。
【００１１】
この立体画像表示装置は、横方向視点数が５であり、横方向に角度を変えると５つの異なる画像を見ることができる。
【００１２】
また、複数の視点に異なる画像を表示し得る画像表示装置の例として、複数画像同時表示ディスプレイが開示されている（特許文献１参照）。特許文献１に記載のディスプレイは、レンチキュラレンズによる画像の振り分け機能を利用して、観察する方向毎に異なる平面画像を同時に同一条件で表示し、複数の異なる観察者に対してそれぞれ異なる方向から異なる平面画像を一台のディスプレイで同時に観察可能としている。
【００１３】
上述の画像表示装置を実現するには、一般的には液晶表示装置が用いられる場合が多い。ここで、一般的な液晶表示装置の構成例を挙げる（特許文献２参照）。図３０（１）は、特許文献２の断面構造を示す断面図である。また、図３０（２）〜（３）は、図３０（１）を元に想定される断面構造の例を示す断面図である。
【００１４】
図３０（１）より、透明基板（ＴＦＴ（Thin Film Transistor）側）２０２、及び透明基板（共通電極側）２０３が対向している構成をとっている。透明基板（ＴＦＴ側）２０２には、ゲート絶縁膜２０８、ドレインライン（信号線）２０７、有機絶縁膜２１３、及び画素電極２０５が形成されている。また、透明基板（共通電極側）２０３には、カラーフィルタｒ、ｇ、ｂ、ブラックマトリクス２１１、及び共通電極２１０が形成されている。この構成の場合、ドレインライン２０７、及びブラックマトリクス２１１のそれぞれの幅は、ほぼ等しいが、図３０（２）に示すとおり、ドレインライン２０７の幅が、ブラックマトリクス２１１の幅よりも広い場合も考えられる。また、図３０（３）に示すとおり、ブラックマトリクス２１１の幅が、ドレインライン２０７よりも広い場合も考えられる。
【００１５】
次に、立体視表示の高画質化の公知技術として、特許文献３を挙げる。図３１（１）は、特許文献３の断面構造を示す断面図、図３１（２）は、特許文献３の画素構成を示す平面図をそれぞれ示す。
【００１６】
図３１（１）より、特許文献３の表示装置の断面構造は、表示パネル３０２にレンチキュラレンズ３０３が設置されており、表示パネル３０２は、ＴＦＴ基板３０２ａと、対向基板３０２ｂが、液晶３０５を挟んで重ね合わされた構成となっている。
【００１７】
図３１（２）より、特許文献３の画素は、データ線Ｄ（特許文献２のドレインライン（信号線）７と同等）がＹ軸に対して傾斜をもつことが特徴として挙げられる。レンチキュラレンズ３０３のような表示パネル３０２から出射された光の光路を振り分ける機能を持つ構成要素が存在する場合、観察者は、図３１（２）の図面上のＸ軸方向に沿って画素の開口部の各部の明るさを観察することになる。仮に、画素の開口部の一部に極端に明るさが他と異なる部分がある場合、観察者はその明るさの違いを認識してしまうことになり、つまり劣化した表示を観察することとなる。ところが、図３１（２）の画素の場合、Ｙ軸に沿って引かれたＢ−Ｂ線のうち、光が透過する部分の長さｈ、及びＡ−Ａ線のうち、光が透過する部分の長さｈ１、及びｈ２が、
ｈ＝ｈ１＋ｈ２
なる関係を有する場合、観察者はＸ軸に沿って視点を移動しても明るさの違いが認識されないため、良好な表示状態で立体表示画像を観察することが可能となる。
【００１８】
しかしながら、前述の従来技術には、以下に示すような問題点がある。
【００１９】
図３２（１）〜（３）を参照しながら、従来技術の構成を立体画像表示装置に適用した場合における問題点について説明する。図３２（１）〜（３）の上図は、透明基板の法線方向から見た、画素間のブラックマトリクス２１１とドレインライン２０７との重なり状態を示す平面図であり、図３２（１）〜（３）の下図は、画素上の各位置の明るさ（光量）を示す図である。図３０（１）における透明基板（ＴＦＴ側）２０２、及び透明基板（共通電極側）２０３は、図示されていないスペーサを介在させた状態で貼り合わせを行っている。このとき、機械精度等によって貼り合わせずれが発生してしまう。
【００２０】
図３２（１）より、遮光部材として機能するドレインライン２０７、及びブラックマトリクス２１１のそれぞれの幅がほぼ等しい場合において、貼り合わせずれが発生した場合について説明する。ここでは、透明基板（ＴＦＴ側）２０２の位置を固定した状態において、透明基板（対向電極側）２０３が、図面の右方向に移動したものとする。ｈ、及びｈ１〜ｈ３は、それぞれ開口部の高さ（以下、開口高さと称す）を示す。Ｗｂ１、及びＷｂ２は、画素間の光が透過しない遮光部の幅の長さ（以下、遮光幅と称す）を示す。ｄ１、及びｄ２は、遮光部の角度をθとした場合におけるＷｂ１、及びＷｂ２の開口部の高さ方向成分であり、
ｄ１＝Ｗｂ１／ｓｉｎθ
ｄ２＝Ｗｂ２／ｓｉｎθ
で表される。
【００２１】
ここで、貼り合わせずれが発生していない場合（左図）、開口高さの関係は、
ｈ＝ｈ１＋ｈ２
なる関係を有する。従って、横軸に画素上の位置、縦軸に明るさをとった場合、明るさはＬで概ね一定となる。一方、貼り合わせずれが発生した場合（右図）、ブラックマトリクス２１１が右方向にずれることにより、ドレインライン２０７の端部が露出するため、遮光幅は、Ｗｂ１からＷｂ２（＞Ｗｂ１）に拡大する。これにより、ｄ１もｄ２（＞ｄ１）に拡大する。一方、開口高さｈ２は、貼り合わせずれにより、ｄ１からｄ２に拡大したため、ｈ３（＜ｈ２）に減少する。従って、開口高さの減少に依存した明るさの減少分をｌとした場合、遮光部付近の明るさは、ｌだけ暗くなる。つまり、図３２（１）の構成において、貼り合わせずれが発生した場合、画素上の位置により暗くなる部分が発現するため、画質が悪化する。
【００２２】
図３２（２）より、ブラックマトリクス２１１の幅が、ドレインライン２０７の幅よりも広い構成において、貼り合わせずれが発生した場合について説明する。図３２（１）と同様、透明基板（ＴＦＴ側）２０２の位置を固定した状態において、透明基板（対向電極側）２０３が図面右方向に移動したものとする。ｈ、及びｈ１〜ｈ２は、それぞれ開口高さを、Ｗｂは遮光幅を示す。ｄは、遮光部の角度をθとした場合におけるＷｂの開口高さであり、
ｄ＝Ｗｂ／ｓｉｎθ
で表される。
【００２３】
ここで、貼り合わせずれが発生していない場合（左図）、開口高さの関係は、
ｈ＝ｈ１＋ｈ２
なる関係を有する。従って、横軸に画素上の位置、縦軸に明るさをとった場合、明るさはＬで概ね一定となる。一方、貼り合わせずれが発生した場合（右図）、ブラックマトリクス２１１が右方向にずれるものの、ブラックマトリクス２１１よりもドレインライン２０７の方が細いため、図３２（１）のようにドレインライン２０７が露出することなくブラックマトリクス２１１に隠れている状態のため、遮光幅Ｗｂは不変である。従ってｄも不変であるため、貼り合わせずれによって、
ｈ＝ｈ１＋ｈ２
なる関係が崩れることはない。従って、貼り合わせずれが発生しても画質が悪化することはない。
【００２４】
しかしながら、図３２（２）に示した構成ではブラックマトリクス２１１の幅を、ドレインライン２０７の幅よりも広くする必要があるため、遮光幅が広くなってしまう。ここで、遮光幅が広い場合の課題について図３３を用いて説明する。図３３に示すとおり、仮に遮光幅がＷｂ１からＷｂ２（Ｗｂ１＜Ｗｂ２）に増大したとする。ここで、左右の画素の開口高さを等しくするには、隣り合う画素同士のＹ軸方向のずれ量を、ｅ１から、ｅ２（ｅ１＜ｅ２）まで拡大する必要がある。つまり同じ解像度（画素間距離が等しい場合）において遮光幅が広くなった場合、開口高さはｈ１からｈ２（ｈ１＞ｈ２）へ減少することになるため、開口部が狭くなるという別の課題が発生する。
【００２５】
図３２（３）より、ドレインライン２０７の幅が、ブラックマトリクス２１１の幅よりも広い構成において、貼り合わせずれが発生した場合について説明する。図３２（１）と同様、透明基板（ＴＦＴ側）２０２の位置を固定した状態において、透明基板（対向電極側）２０３が図面右方向に移動したものとする。ｈ、及びｈ１〜ｈ２は、それぞれ開口高さを、Ｗｂは遮光幅を示す。ｄは、遮光部の角度をθとした場合におけるＷｂの開口高さであり、
ｄ＝Ｗｂ／ｓｉｎθ
で表される。
【００２６】
ここで、貼り合わせずれが発生していない場合（左図）、開口高さの関係は、
ｈ＝ｈ１＋ｈ２
なる関係を有する。従って、横軸に画素上の位置、縦軸に明るさをとった場合、明るさはＬで概ね一定となる。一方、貼り合わせずれが発生した場合（右図）、ブラックマトリクス２１１が右方向にずれるものの、ドレインライン２０７よりもブラックマトリクス２１１の方が細いため、ブラックマトリクス２１１の位置に依らず遮光幅Ｗｂは、ドレインライン１０７によって規定されるので不変である。従ってｄも不変であるため、貼り合わせずれによって
ｈ＝ｈ１＋ｈ２
なる関係が崩れることはない。従って、貼り合わせずれが発生しても画質が悪化することはない。
【００２７】
しかしながら、図３２（３）に示した構成では、ドレインライン２０７の幅を、ブラックマトリクス２１１の幅よりも広くする必要があるため、遮光幅が広くなってしまう。つまり、図３２（２）の場合と同様、開口部が狭くなるという別の課題が発生する。
【００２８】
また、上記では、ドレインライン２０７及びブラックマトリクス２１１によって遮光部が形成される場合について説明したが、双方の透明基板に形成される任意の遮光部材によって遮光部が形成される場合において、上記課題が同様に発生する。
【００２９】
このように、一般的な液晶表示装置を立体視表示が可能な表示装置に応用する際には、貼り合わせずれによって、画素位置の明るさの違いによる画質悪化といった課題が発生し、また、一方の遮光幅を広くすると、遮光部の増大による表示部開口率の低下といった課題が発生する。
【００３０】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、その主たる目的は、第１視点用画素と第２視点用画素とを含む単位画素が第１の方向及び第２の方向にそれぞれ複数配列された構成において、第１の基板及び第２の基板の貼り合わせずれに起因する表示品質の劣化を防止することができる画像表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３１】
上記目的を達成するため、本発明の画像表示装置は、第１視点用の画像を表示する第１視点用画素、及び第２視点用の画像を表示する第２視点用画素を少なくとも含む表示単位が、第１の方向、及び前記第１の方向と直交する第２の方向にそれぞれ複数配列され、画素が第１の基板、及び第２の基板との間に挟持されてなる光学素子によって構成され、画素に入射された光が、前記第１の基板上の第１の開口部を通過し、光学素子を通過して、前記第２の基板上の第２の開口部より出射され、かつ、第２の基板に設置された光路振り分け手段によって、異なる方向に振り分けられるものであり、第１の基板と第２の基板とが、ずれがなく貼り合わせられた状態において、第１視点用画素と第２視点用画素との間に介在する遮光領域の第１視点用画素側の端部が、第１の開口部によって規定され、第２視点用画素側の端部が、前記第２の開口部で規定されていて、かつ、第１の方向及び第２の方向に隣接する表示単位では、前記遮光領域の第１視点用画素側の端部が第２の開口部によって規定され、第２視点用画素側の端部が第１の開口部で規定されている（図７（１）他）。
【００３２】
また、本発明の画像表示装置は、第１の基板と第２の基板とが、ずれがなく貼り合わせられた状態において、遮光領域の第１の方向における一方の端部が第１の開口部によって規定され、もう一方の端部が第２の開口部で規定されていて、かつ、前記遮光領域と第１の方向において隣り合う他の遮光領域では、第１の方向で、前記一方の端部と同じ側にある端部が第２の開口部によって規定され、前記もう一方の端部と同じ側にある端部が第１の開口部で規定されている（図７（１）他）。
【００３３】
また、本発明の画像表示装置は、遮光領域の第１視点用画素側の端部が、第１の開口部によって規定され、第２視点用画素側の端部が、第２の開口部で規定されていて、かつ、第２の方向に隣接する表示単位では、遮光領域の第１視点用画素側の端部が、第２の開口部によって規定され、第２視点用画素側の端部が、第１の開口部で規定されている（図７（１）他）。
【００３４】
また、本発明の画像表示装置は、第１視点用画素、あるいは第２視点用画素の開口部の第１の方向に沿った少なくとも二つの端部のうち、一方の端部が、第１の開口部によって規定され、もう一方の端部が第２の開口部で規定されていて、かつ、第１の方向に隣接する第２視点用画素、あるいは第１視点用画素の第１の方向に沿った少なくとも二つの端部のうち、一方の端部が第２の開口部によって規定され、もう一方の端部が前記第１の開口部で規定されている（図７（１）他）。
【００３５】
また、本発明の画像表示装置は、遮光領域の第１視点用画素側の端部が、第１の開口部によって規定され、第２視点用画素側の端部が、第２の開口部で規定されていて、かつ、第１の方向、及び第２の方向に隣接する表示単位では、遮光領域の第１視点用画素側の端部が、第２の開口部によって規定され、第２視点用画素側の端部が、第１の開口部で規定されている（図７（１）他）。
【００３６】
また、本発明の画像表示装置は、第１の方向における第１視点用画素、及び第２視点用画素の境界が、第２の方向に対し、角度θ（θは９０°以下）で傾いており、境界の第２の方向成分の長さがｄ１であって、第１視点用画素、あるいは第２視点用画素の開口部の第２の方向成分の長さがｈである場合、第１視点用画素、あるいは第２視点用画素の開口部の、境界と接する辺の両端の角度のうち、一方が、π／２＋θで表され、もう一方が、（π／２−θ）＋ｔａｎ-1（ｄ１／（（ｈ−ｄ１）×ｔａｎθ））で表され、かつ概ね６０°から１２０°の範囲のいずれかの角度である（図１８）。
【００３７】
また、本発明の画像表示装置は、光路振り分け手段が、シリンドリカルレンズで構成されていることを特徴としている（図４他）。
【００３８】
また、本発明の画像表示装置は、光路振り分け手段が、パララックスバリアで構成されていることを特徴としている（図１６他）。
【発明の効果】
【００３９】
本発明によれば、第１の基板、及び第２の基板、製造上の精度により貼り合わせずれが生じた場合において、貼り合わせずれによる開口部形状の変化から生じる明るさの変化があったとしても、隣接した単位画素同士で合成した明るさの分布が、貼り合わせずれが発生していない理想状態と変わらないため、貼り合わせずれによる表示品質の劣化を防止した画像表示装置を実現することが可能となる。
【００４０】
また、第１視点用画素、及び第２視点用画素の境界となる遮光領域が、第１の基板上の遮光部材（例えば、第２の制御配線）の端部、及び第２の基板上の遮光部材（例えば、ブラックマトリクス）の端部でそれぞれ規定されるため、遮光幅を広くする必要がなくなり、高開口率の画素を有する画像表示装置を実現することが可能となる。
【００４１】
また、光路振り分け手段を、パララックスバリアで構成した場合には、安価な画像表示装置を実現することが可能となる。
【００４２】
また、多視点立体表示用画像にも対応できる立体表示装置を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施例１に係る表示装置の構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施例１に係る表示装置の断面図である。
【図３】本発明の実施例１における第１の基板の構成を示す平面図である。
【図４】本発明の実施例１における光路振り分け手段の構成を示す斜視図である。
【図５】本発明の実施例１における単位画素の構成を示す平面図である。
【図６】本発明の実施例１における単位画素の電気回路図である。
【図７（１）】本発明の実施例１における単位画素の構成を示す詳細図である。
【図７（２）】本発明の実施例１における単位画素の構成を示す詳細図である。
【図７（３）】本発明の実施例１における単位画素の構成を示す詳細図である。
【図８】本発明の実施例１における表示装置と観察者の光学モデル図である。
【図９（１）】本発明の実施例１における表示装置の観察面における明るさの分布を示すグラフである。
【図９（２）】本発明の実施例１における表示装置の観察面における明るさの分布を示すグラフである。
【図９（３）】本発明の実施例１における表示装置の観察面における明るさの分布を示すグラフである。
【図１０】本発明の実施例２における第１の基板の構成を示す平面図である。
【図１１】本発明の実施例２における単位画素の構成を示す平面図である。
【図１２】本発明の実施例２における単位画素の電気回路図である。
【図１３（１）】本発明の実施例２における単位画素の構成を示す詳細図である。
【図１３（２）】本発明の実施例２における単位画素の構成を示す詳細図である。
【図１３（３）】本発明の実施例２における単位画素の構成を示す詳細図である。
【図１４】本発明の実施例２の駆動を示すタイミングチャートである。
【図１５（１）】本発明の実施例２における表示装置の観察面における明るさの分布を示すグラフである。
【図１５（２）】本発明の実施例２における表示装置の観察面における明るさの分布を示すグラフである。
【図１５（３）】本発明の実施例２における表示装置の観察面における明るさの分布を示すグラフである。
【図１６】本発明の実施例３における単位画素の構成を示す平面図である。
【図１７】本発明の実施例３における単位画素の電気回路図である。
【図１８】本発明の実施例３における単位画素の開口部の構成を示す平面図である。
【図１９（１）】本発明の実施例３における単位画素の構成を示す詳細図である。
【図１９（２）】本発明の実施例３における単位画素の構成を示す詳細図である。
【図１９（３）】本発明の実施例３における単位画素の構成を示す詳細図である。
【図２０】本発明の実施例３の動作を示すタイミングチャートである。
【図２１（１）】本発明の実施例３における表示装置の観察面における明るさの分布を示すグラフである。
【図２１（２）】本発明の実施例３における表示装置の観察面における明るさの分布を示すグラフである。
【図２１（３）】本発明の実施例３における表示装置の観察面における明るさの分布を示すグラフである。
【図２２】本発明の実施例４における光路振り分け手段の構成を示す斜視図である。
【図２３】本発明の実施例４における表示装置と観察者の光学モデル図である。
【図２４】本発明の実施例５における第１の基板の構成を示す平面図である。
【図２５（１）】本発明の実施例４における表示装置と観察者の光学モデル図である。
【図２５（２）】本発明の実施例４における表示装置と観察者の光学モデル図である。
【図２６】従来のパララックスバリア方式による立体画像表示方法を示す光学モデル図である。
【図２７】従来のレンチキュラレンズを示す斜視図である。
【図２８】従来のレンチキュラレンズ方式による立体表示方法を示す光学モデル図である。
【図２９】従来のレンチキュラレンズ方式の立体表示装置を示す斜視図である。
【図３０（１）】特許文献２の断面構造を示す断面図である。
【図３０（２）】特許文献２を元に想定される断面構造の例を示す断面図である。
【図３０（３）】特許文献２を元に想定される断面構造の例を示す断面図である。
【図３１（１）】特許文献３の断面構造を示す断面図である。
【図３１（２）】特許文献３の画素構成を示す平面図である。
【図３２（１）】従来構成の問題点の説明図である。
【図３２（２）】従来構成の問題点の説明図である。
【図３２（３）】従来構成の問題点の説明図である。
【図３３】遮光幅が広い場合の課題についての説明図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
背景技術で示したように、パララックスバリア方式やレンチキュラレンズ方式などの眼鏡なし方式を採用した立体画像表示装置が提案されている。液晶表示装置を用いた立体画像表示装置では、第１の基板（ＴＦＴ側基板）に形成した遮光部材（例えば、配線等）と第２の基板（共通電極側基板）に形成した遮光部材（例えば、ブラックマトリクス）とで各画素の開口部が形成されるが、第１の基板及び第２の基板の製造上の貼り合わせずれが発生した場合、画素位置の明るさの違いによる画質悪化が発生し、また、一方の遮光幅を広くすると、遮光部の増大による表示部開口率の低下が発生する。
【００４５】
そこで、本発明の一実施の形態では、第１視点用の画像を表示する第１視点用画素、及び第２視点用の画像を表示する第２視点用画素を少なくとも含む表示単位が、第１の方向、及び第１の方向と直交する第２の方向にそれぞれ複数配列される構成において、第１の基板と第２の基板とが、ずれがなく貼り合わせられた状態において、第１視点用画素と第２視点用画素との間に介在する遮光領域の第１の方向における一方の端部が、第１の開口部によって規定され、もう一方の端部が、第２の開口部で規定されるようにする。さらに、第２の方向に隣接する表示単位では、遮光領域の第１視点用画素側の端部が、第２の開口部によって規定され、第２視点用画素側の端部が、第１の開口部で規定されるようにする。
【００４６】
言い換えると、第１の基板と第２の基板とが、ずれがなく貼り合わせられた状態において、第１視点用画素、あるいは第２視点用画素の開口部の第１の方向に沿った少なくとも二つの端部が共に、第１の開口部、あるいは第２の開口部で規定されるようにする。さらに、第１の方向に隣接する前記第２視点用画素、あるいは前記第１視点用画素の前記第１の方向に沿った少なくとも二つの端部のうち、一方の端部が前記第２の開口部によって規定され、もう一方の端部が前記第１の開口部で規定されるようにする。
【００４７】
上記構成では、第１の基板、及び第２の基板の貼り合わせずれが発生した場合、ある画素間の遮光領域は、その面積が小さくなることによって、より明るくなり、かつ、隣接する画素における画素間の遮光領域は、その面積が大きくなることによって、暗くなるが、合成された明るさは、貼り合わせずれが発生していない場合と概ね変わらないため、モアレの悪化を抑制することが可能となる。
【実施例１】
【００４８】
上記した本発明の実施の形態についてさらに詳細に説明すべく、本発明の実施例１に係る画像表示装置について、図１乃至図９を参照して説明する。図１は、本発明の実施例１の表示装置の構成を示す斜視図、図２は、実施例１の表示装置の断面図、図３は、実施例１における第１の基板の構成を示す平面図、図４は、実施例１における光路振り分け手段の構成を示す斜視図、図５は、実施例１における単位画素の構成を示す平面図、図６は、実施例１における単位画素の電気回路図、図７（１）〜（３）は、実施例１における単位画素の構成を示す詳細図をそれぞれ示している。図８は、実施例１における表示装置と観察者の光学モデル図、図９（１）〜（３）は、実施例１における表示装置の観察面における明るさの分布を示すグラフをそれぞれ示している。
【００４９】
まず、本発明の実施例１に係る画像表示装置の構成について、図面を参照しながら具体的に説明する。
【００５０】
図１より、本発明の実施例１の画像表示装置は、第１の基板１、第２の基板２、光路振り分け手段３、保持手段４、液晶層５、外部機器接続用ケーブル６、第１の制御配線７、及び第２の制御配線８で概ね構成されている。
【００５１】
図２は、図１上のＡ−Ａ’の断面図であり、第１の基板１と第２の基板２との間に保持手段４が介在することにより、第１の基板１と第２の基板２との間にギャップが設けられている。このギャップにおいて、保持手段４の間に、光学素子としての液晶層５が設置されている。
【００５２】
図３より、第１の基板１は、外部機器接続用端子列１３、第１の制御配線７（ゲートライン）、第２の制御配線８（ドレインライン）、画素アレイ１２で概ね構成されている。外部機器接続用端子列１３は、外部機器接続用ケーブル６と、第１の制御配線７、第２の制御配線８、及び図示されていないそれ以外の配線とを電気的に接続させるための端子である。第１の制御配線７、及び第２の制御配線８は、図示されていない外部接続機器より出力された制御信号を、それぞれ画素アレイ１２へ転送するための配線である。画素アレイ１２は、第１視点用の画像を表示する画素（以下、第１視点用画素１５と称す）と第２視点用の画像を表示する画素（以下、第２視点用画素１６と称す）とで構成された表示単位（以下、単位画素１４と称す）が、第１の方向１７（ゲートラインの延在方向）、及び第２の方向１８（ゲートラインの延在方向に直交する方向）にそれぞれ配設されている。ここでは一例として、単位画素１４が、第１の方向１７に４個、第２の方向１８に４個配設された一構成例を示している。
【００５３】
第１の基板１の液晶層５側の面には、画素アレイ１２が設置されており、画素アレイ１２内を通過する形で、第１の制御配線７、及び第２の制御配線８がそれぞれ設置されている。
【００５４】
第２の基板２の液晶層５側の面には、カラーフィルタ９、ブラックマトリクス１０、及び共通電極１１が設置されている。カラーフィルタ９は、液晶層５を通過した光を、任意のスペクトル領域のみに限定して透過させる機能を有し、第２の方向１８に沿って異なる色が配列されている。色の構成としては、赤、青、及び緑の原色が好ましい。ブラックマトリクス１０は、隣接するカラーフィルタ９同士の混色防止、あるいは図示されていない外部光源からの光漏れ防止の機能を有する。共通電極１１は、液晶層５に電気信号を印加する際に利用されるものであり、図示されていない外部光源から出力された光を透過する必要があることから、高透過率と良電気伝導性を兼ね備えた材料で形成されていることが望ましい。
【００５５】
第２の基板２の液晶層５と反対側の面には、光路振り分け手段３が設置されている。
【００５６】
図４より、光路振り分け手段３は、第２の方向１８に延伸しているシリンドリカルレンズ１９が、第１の方向１７に沿って配列されている。
【００５７】
図５より、第１視点用画素１５、あるいは第２視点用画素１６は、第１の制御配線７、第２の制御配線８、蓄積容量線２１、画素電極用コンタクトホール２２、画素電極２３、蓄積容量２４、及び制御素子２５で概ね構成されている。第１の制御配線７は、制御素子２５を活性化状態、あるいは非活性化状態に遷移させるための制御信号を転送するための配線である。第２の制御配線８は、液晶層５に印加するための映像信号を転送するための配線である。蓄積容量２４は、蓄積容量線２１と、制御素子２５に電気的に接続された電極とを絶縁膜を介して対向させることにより、映像信号の電位を一定期間保持させる機能を有する。画素電極用コンタクトホール２２は、制御素子２５と、画素電極２３とを電気的に接続させるために設置されている。画素電極２３は、入力された映像信号の電位と、共通電極１１の電位との電位差を、液晶層５に供給するために設置されており、共通電極１１と同様、高透過率と良電気伝導性を兼ね備えた材料で形成されていることが望ましい。
【００５８】
図６は、図５の構成を電気回路のシンボルで表記したものである。つまり、制御素子２５ａ、及び２５ｂは、それぞれ一つのトランジスタで表記している。蓄積容量２４ａ、及び２４ｂは、一つのコンデンサで表記している。画素電極２３は、図示されていない共通電極１１と対をなすことにより、コンデンサを形成するものであるが、共通電極１１は固定電位であるため、ここでは便宜上、電位変動のある画素電極２３のみを表記している。第１の制御配線７ａ、及び７ｂには、制御素子２５ａ、及び２５ｂのゲートがそれぞれ接続されている。また、第２の制御配線８には、制御素子２５ａ、及び２５ｂのソース（ドレイン）が接続されている。
【００５９】
図７（１）は、第１基板１、及び第２の基板２が、ずれが全くなく貼り合わされた理想状態における単位画素１４の平面図を示している。図面上のブラックマトリクス１０は、第２の基板２の光路振り分け手段３が実装されている面から見た形状を示している。
【００６０】
ここで、開口部とは、図示されていない外部光源からの光が、第１の基板１、及び第２の基板２にそれぞれ形成されている何らかの設置物（例えば、第１の基板１上の第１の制御配線７、第２の制御配線８、及び蓄積容量２４、あるいは第２の基板２上のブラックマトリクス１０等）に遮られる事なく、光路振り分け手段３へ出射される領域と定義する。
【００６１】
一方、遮光部とは、開口部とは逆に、図示されていない外部光源からの光が、第１の基板１、及び第２の基板２にそれぞれ形成されている何らかの設置物に遮られることにより、光路振り分け手段３へ出射されることがない領域と定義する。
【００６２】
第１視点用画素１５と第２視点用画素１６との間において、第１視点用画素１５側（図７（１）の［１］）は、第２の制御配線８の端部により、開口部、及び遮光部との境界が規定されている。一方、第２視点画素１６側（図７（１）の［２］）の開口端は、ブラックマトリクス１０の端部により規定されている。
【００６３】
同様に、図７（１）の［３］は、ブラックマトリクス１０の端部により規定され、図７（１）の［４］は、第２の制御配線８の端部により規定される。図７（１）の［５］は、ブラックマトリクス１０の端部により規定され、図７（１）の［６］は、第２の制御配線８の端部により規定される。図７（１）の［７］は、第２の制御配線８の端部により規定され、図７（１）の［８］は、ブラックマトリクス１０の端部により規定される。
【００６４】
このように、第２の制御配線８付近の開口部と遮光部の境界は、第２の制御配線８の端部、あるいはブラックマトリクス１０の端部により規定され、片側が第２の制御配線８の端部の場合、もう一方がブラックマトリクス１０の端部という関係を保ち、かつ、隣り合った単位画素１４の第１視点用画素１５又は第２視点用画素１６との間の関係は、第２の制御配線８の端部と、ブラックマトリクス１０の端部が入れ替わった関係を有する。
【００６５】
光路振り分け手段３を構成するシリンドリカルレンズ１９は、図７（１）に示すように一列の単位画素１４の列につき、一個のシリンドリカルレンズ１９が設置されている。この構成をとることにより、第１視点用画素１５、あるいは第２視点用画素１６から出射された光が、シリンドリカルレンズ１９を経由してそれぞれ異なる方向に振り分けられることが可能となる。
【００６６】
図７（２）は、第１の基板１を固定して、第２の基板２が、第１の方向１７に沿って右側に長さＸ分だけずれて貼り合わされた場合の単位画素１４の平面図を示している。
【００６７】
図７（２）の［１］、及び［２］の部分は、ブラックマトリクス１０の右側の端部（［２］）が長さＸ分だけ右の位置に存在するため、遮光部が大きくなり、ずれが全くない状態と比べて暗くなる。図７（２）の［３］、及び［４］の部分は、ブラックマトリクス１０の左側の端部（［３］）が長さＸ分だけ右の位置に存在するため、遮光部は小さくなり、ずれが全くない状態と比べて明るくなる。図７（２）の［５］、及び［６］の部分は、ブラックマトリクス１０の左側の端部（［５］）が長さＸ分だけ右の位置に存在するため、遮光部が小さくなり、ずれが全くない状態と比べて明るくなる。図７（２）の［７］、及び［８］の部分は、ブラックマトリクス１０の右側の端部（［８］）が長さＸ分だけ右の位置に存在するため、遮光部が大きくなり、ずれが全くない状態と比べて暗くなる。
【００６８】
図７（３）は、第１の基板１を固定して、第２の基板２が、第１の方向１７に沿って左側に長さＸ分だけずれて貼り合わされた場合の単位画素１４の平面図を示している。
【００６９】
図７（３）の［１］、及び［２］の部分は、ブラックマトリクス１０の右側の端部（［２］）が長さＸ分だけ左の位置に存在するため、遮光部が小さくなり、ずれが全くない状態と比べて明るくなる。図７（３）の［３］、及び［４］は、ブラックマトリクス１０の左側の端部（［３］）が長さＸ分だけ左の位置に存在するため、遮光部は大きくなり、ずれが全くない状態と比べて暗くなる。図７（３）の［５］、及び［６］の部分は、ブラックマトリクス１０の左側の端部（［５］）が長さＸ分だけ左の位置に存在するため、遮光部が大きくなり、ずれが全くない状態と比べて暗くなる。図７（３）の［７］、及び［８］の部分は、ブラックマトリクス１０の右側の端部（［８］）が長さＸ分だけ左の位置に存在するため、遮光部が小さくなり、ずれが全くない状態と比べて明るくなる。
【００７０】
次に、本発明の実施例１の動作について図面を参照しながら具体的に説明する。
【００７１】
まず、図５の構成例の駆動方法について、図６を参照しながら説明する。
【００７２】
第１の制御配線７ａが、制御素子２５ａを活性化状態とする電位（Ｖｇｏｎ）に遷移したとき、制御素子２５ａは活性化状態となり、第２の制御配線８より、映像信号をそれぞれ画素電極２３、及び蓄積容量２４ａに供給する。次に第１の制御配線７ａが、Ｖｇｏｆｆに遷移すると、制御素子２５ａは共に非活性化状態に遷移する。
【００７３】
このように、画素電極２３に映像信号電圧が印加されることより、画素電極２３と共通電極１１に挟まれた液晶層５が映像信号電圧に応じた透過率に制御され、図示されていない外部光源の光を調節することが可能となる。
【００７４】
次に、図８を用いて画素アレイ１２から出射された光線が、光学振り分け手段３を経由して観察者の眼にどのように入力されるかについて説明する。
【００７５】
第１視点用画素１５の開口部２６ａから出射された光は、光学振り分け手段３を構成するシリンドリカルレンズ１９を通過することにより、表示領域３０ａとして出射される。また、第２視点用画素１６の開口部２６ｂから出射された光についても、シリンドリカルレンズ１９を通過することにより、表示領域３０ｂとして出射される。このとき、観察者が、表示領域３０ａに左眼２８を位置させ、かつ、表示領域３０ｂに右眼２９を位置させることにより、左眼２８に第１視点用の画像が入力されると共に、右眼２９に第２視点用の画像が入力される。ここで、第１視点用の画像、及び第２視点用の画像が立体画像を構成する視差画像であり、第１視点用の画像が、左眼２８に出射された画像であり、第２視点用の画像が、右眼２９に出射された画像である場合には、観察者は立体画像として認識することが可能となる。一方、画素アレイ１２上の遮光部２７ａ、２７ｂ、２７ｃに起因する非表示領域３１ａ、３１ｂ、３１ｃが発生する。
【００７６】
図９（１）〜（３）を用いて、第１視点用画素１５、及び第２視点用画素１６の観察位置における明るさの分布について説明する。
【００７７】
図９（１）は、グラフ（ａ）：図７（１）の第１視点用画素１５、及び第２視点用画素１６の上半分の画素について、グラフ（ｂ）：第１視点用画素１５、及び第２視点用画素１６の下半分の画素について、グラフ（ｃ）：グラフ（ａ）とグラフ（ｂ）の合成について、それぞれ横軸が観察位置、縦軸が明るさの分布を示している。
【００７８】
グラフ（ａ）、及びグラフ（ｂ）は、共にどの観察位置においても概ね一定の明るさＬを維持する分布をとっているため、同じグラフ上で重なっている。したがって、グラフ（ｃ）も同様に、グラフ（ａ）、及びグラフ（ｂ）と重なっている。
【００７９】
次に、図９（２）は、グラフ（ａ）：図７（２）の第１視点用画素１５、及び第２視点用画素１６の上半分の画素について、グラフ（ｂ）：第１視点用画素１５、及び第２視点用画素１６の下半分の画素について、グラフ（ｃ）：グラフ（ａ）とグラフ（ｂ）の合成について、それぞれ横軸が観察位置、縦軸が明るさの分布を示している。
【００８０】
図７（２）は、第１の基板１に対し第２の基板２が第１の方向１７に沿って右方向にずれた場合であるため、第２の基板２上のブラックマトリクス１０の端部は、図面の右方向へ移動している。このため、第１視点用画素１５、及び第２視点用画素１６の上側の画素については、図中の［１］の分だけ、開口部２６ｂが狭くなる（遮光部２７が広くなる）。その結果、グラフ（ａ）に示すとおり、明るさはｌの分だけ暗くなっている。また、第１視点用画素１５、及び第２視点用画素１６の下側の画素については、第２の基板２上のブラックマトリクス１０が、図面の右方向へ移動するため、図中の［５］の分だけ開口部２６ａが広くなる。その結果、グラフ（ｂ）に示すとおり、明るさはｌの分だけ明るくなっている。したがって、上下の単位画素１４間が補完関係にあるため、グラフ（ｃ）は、図９（１）と同様に明るさＬで概ね一定である。
【００８１】
次に、図９（３）は、グラフ（ａ）：図７（３）の第１視点用画素１５、及び第２視点用画素１６の上側の画素について、グラフ（ｂ）：第１視点用画素１５、及び第２視点用画素１６の下側の画素について、グラフ（ｃ）：グラフ（ａ）とグラフ（ｂ）の合成について、それぞれ横軸が観察位置、縦軸が明るさの分布を示している。
【００８２】
図７（３）は、第１の基板１に対し第２の基板２が第１の方向１７に沿って左方向にずれた場合であるため、第２の基板２上のブラックマトリクス１０の端部は、図面の左方向へ移動している。このため、第１視点用画素１５、及び第２視点用画素１６の上側の画素については、図中の［２］の分だけ、開口部２６ｂが広くなる（遮光部２７が狭くなる）。その結果、グラフ（ａ）に示すとおり、明るさはｌの分だけ明るくなっている。また、第１視点用画素１５、及び第２視点用画素１６の下側の画素については、第２の基板２上のブラックマトリクス１０が、図面の左方向へ移動するため、図中の［６］の分だけ、開口部２６ｂが狭くなる。その結果、グラフ（ｂ）に示すとおり、明るさはｌの分だけ暗くなっている。したがって、上下の単位画素１４間が補完関係にあるため、グラフ（ｃ）は、図９（１）と同様に明るさＬで概ね一定である。
【００８３】
つまり、本実施例の画素は、第２の基板２がずれて実装された場合において、つまり貼り合わせずれが発生した場合、ずれがない理想状態と同様に明るさを概ね一定にすることが可能となり、明るさの変動による画質劣化を防止することが可能となる。
【００８４】
以上説明したように、本発明の実施例１によれば、第１の基板１、及び第２の基板２の製造上の精度により貼り合わせずれが生じた場合において、貼り合わせずれによる開口部形状の変化から生じる明るさの変化があったとしても、隣接した単位画素１４同士の開口部の明るさの分布が、貼り合わせずれが発生していない理想状態と変わらないため、貼り合わせずれによる表示品質の劣化を防止した画像表示装置を実現することが可能となる。
【００８５】
また、遮光幅が、第１の基板１上の第２の制御配線８の端部、及び第２の基板２上のブラックマトリクス１０の端部でそれぞれ規定されることにより、遮光幅を広くする必要がないため、高開口率の画素を有する画像表示装置を実現することが可能となる。
【実施例２】
【００８６】
次に、本発明の実施例２に係る画像表示装置について、図１０乃至図１５を参照して説明する。図１０は、本発明の実施例２における第１の基板の構成を示す平面図、図１１は、実施例２における単位画素の構成を示す平面図、図１２は、実施例２における単位画素の電気回路図、図１３（１）〜（３）は、実施例２における単位画素の構成を示す詳細図をそれぞれ示している。図１４は、実施例２の駆動を示すタイミングチャート、図１５（１）〜（３）は、実施例２における表示装置の観察面における明るさの分布を示すグラフをそれぞれ示している。なお、本実施例における表示装置の構成、断面図、及び光路振分手段の構成は実施例１と相違ないため、それぞれ図１、図２、及び図４が適用される。
【００８７】
まず、本発明の実施例２の構成について図面を参照しながら具体的に説明する。
【００８８】
図１０より、第１の基板１は、外部機器接続用端子列１３、第１の制御配線７、第２の制御配線８、画素アレイ１２で概ね構成されている。外部機器接続用端子列１３は、外部機器接続用ケーブル６と、第１の制御配線７、第２の制御配線８、及び図示されていないそれ以外の配線とを電気的に接続させるための端子である。第１の制御配線７、及び第２の制御配線８は、図示されていない外部接続機器より出力された制御信号を、それぞれ画素アレイ１２へ転送するための配線である。画素アレイ１２は、単位画素１４が、第１の方向１７、及び第２の方向１８にそれぞれ配設されている。ここでは一例として、単位画素１４が、第１の方向１７に４個、第２の方向１８に５個配設された一構成例を示している。単位画素１４は、第１視点用画素１５、及び第２視点用画素１６で構成されている。
【００８９】
第１の基板１の液晶層５側の面には、画素アレイ１２が設置されており、画素アレイ１２内を通過する形で、第１の制御配線７、及び第２の制御配線８がそれぞれ設置されている。
【００９０】
第２の基板２の液晶層５側の面には、カラーフィルタ９、ブラックマトリクス１０、及び共通電極１１が設置されている。カラーフィルタ９は、液晶層５を通過した光を、任意のスペクトル領域のみ限定して透過させる機能を有する。ブラックマトリクス１０は、隣接するカラーフィルタ９同士の混色防止、あるいは図示されていない外部光源からの光漏れ防止の機能を有する。共通電極１１は、液晶層５に電気信号を印加する際に利用されるものであり、図示されていない外部光源から出力された光を透過する必要があることから、高透過率と良電気伝導性を兼ね備えた材料で形成されていることが望ましい。
【００９１】
第２の基板２の液晶層５と反対側の面には、光路振り分け手段３が設置されている。
【００９２】
図１１より、第１視点用画素１５、あるいは第２視点用画素１６は、第１の制御配線７、第２の制御配線８、蓄積容量線２１、画素電極用コンタクトホール２２、画素電極２３、蓄積容量２４、及び制御素子２５で概ね構成されている。第１の制御配線７は、制御素子２５を活性化状態、あるいは非活性化状態に遷移させるための制御信号を転送するための配線である。第２の制御配線８は、液晶層５に印加するための映像信号を転送するための配線である。蓄積容量２４は、蓄積容量線２１と、制御素子２５に電気的に接続された電極とを絶縁膜を介して対向させることにより、映像信号の電位を一定期間保持させる機能を有する。画素電極用コンタクトホール２２は、制御素子２５と、画素電極２３とを電気的に接続させるために設置されている。画素電極２３は、入力された映像信号の電位と、共通電極１１の電位との電位差を、液晶層５に供給するために設置されており、共通電極１１と同様、高透過率と良電気伝導性を兼ね備えた材料で形成されていることが望ましい。
【００９３】
図１２は、図１１の構成を電気回路のシンボルで表記したものである。つまり、制御素子２５ａ、及び２５ｂは、それぞれ一つのトランジスタで表記している。蓄積容量２４ａ、及び２４ｂは一つのコンデンサで表記している。画素電極２３ａ、及び２３ｂは、図示されていない共通電極１１と対をなすことにより、コンデンサを形成するものであるが、共通電極１１は固定電位であるため、ここでは便宜上、電位変動のある画素電極２３ａ、及び２３ｂのみを表記している。第１の制御配線７ａには、制御素子２５ａのゲートが接続されている。第１の制御配線７ｂには、制御素子２５ｂのゲートが接続されている。また、第２の制御配線８には、制御素子２５ｃのソース（ドレイン）が接続されている。第２の制御配線８ｂには、制御素子２５ａ、及び２５ｂのソース（ドレイン）が接続されている。
【００９４】
図１３（１）は、第１基板１、及び第２の基板２が、ずれが全くなく貼り合わされた理想状態における、単位画素１４が６個分第２の方向１８に並べられた平面図（左図）、及び、任意の単位画素１４を抜き出した図面（右図）をそれぞれ示している。図中の１５ｂ１、及び１５ｂ２は、それぞれ第１視点用画素１５のうち、青色のカラーフィルタ９が設置された画素である。また、１６ｂ１、及び１６ｂ２は、それぞれ第２視点用画素１６のうち、青色のカラーフィルタ９が設置された画素である。同様に、１５ｒ１、１５ｒ２、１６ｒ１、及び１６ｒ２は、赤色のカラーフィルタ９が設置された第１視点用画素１５、及び第２視点用画素である。さらに、１５ｇ１、１５ｇ２、１６ｇ１、及び１６ｇ２は、緑色のカラーフィルタ９が設置された第１視点用画素１５、及び第２視点用画素である。図１３（１）では、一例として、１５ｒ１、１６ｒ１、１５ｒ２、及び１６ｒ２の画素構成を示している。図中のブラックマトリクス１０は、第２の基板２の光路振り分け手段３が実装されている面から見た形状を示している。
【００９５】
第１視点用画素１５ｒ１と第２視点用画素１６ｒ１との間において、第１視点用画素１５ｒ１側（図１３（１）の［１］）は、第２の制御配線８の端部により、開口部、及び遮光部との境界が規定されている。一方、第２視点画素１６ｒ１側（図１３（１）の［２］）の開口端は、ブラックマトリクス１０の端部により規定されている。
【００９６】
同様に、図１３（１）の［３］は、ブラックマトリクス１０の端部により規定され、図１３（１）の［４］は、第２の制御配線８の端部により規定される。図１３（１）の［５］は、ブラックマトリクス１０の端部により規定され、図１３（１）の［６］は、第２の制御配線８の端部により規定される。図１３（１）の［７］は、第２の制御配線８の端部により規定され、図１３（１）の［８］は、ブラックマトリクス１０の端部により規定される。
【００９７】
このように、第２の制御配線８付近の開口部と遮光部の境界は、第２の制御配線８の端部、あるいはブラックマトリクス１０の端部により規定され、片側が第２の制御配線８の端部の場合、もう一方がブラックマトリクス１０の端部という関係を保ち、かつ、隣り合った単位画素１４間の関係は、第２の制御配線８の端部と、ブラックマトリクス１０の端部が入れ替わった関係を有する。
【００９８】
光路振り分け手段３を構成するシリンドリカルレンズ１９は、図１３（１）に示すように一列の単位画素１４の列につき、一個のシリンドリカルレンズ１９が設置されている。この構成をとることにより、第１視点用画素１５ｒ１、１５ｒ２、あるいは第２視点用画素１６ｒ１、１６ｒ２から出射された光が、シリンドリカルレンズ１９を経由してそれぞれ異なる方向に振り分けられることが可能となる。
【００９９】
図１３（２）は、図１３（１）において、第１の基板１を固定して、第２の基板２が、第１の方向１７に沿って右側に長さＸ分だけずれて製造された場合の単位画素１４の平面図を示している。
【０１００】
図１３（２）の［１］、及び［２］の部分は、ブラックマトリクス１０の右側の端部（［２］）が長さＸ分だけ右の位置に存在するため、遮光部が大きくなり、ずれが全くない状態と比べて暗くなる。図１３（２）の［３］、及び［４］の部分は、ブラックマトリクス１０の左側の端部（［３］）が長さＸ分だけ右の位置に存在するため、遮光部は小さくなり、ずれが全くない状態と比べて明るくなる。図１３（２）の［５］、及び［６］の部分は、ブラックマトリクス１０の左側の端部（［５］）が長さＸ分だけ右の位置に存在するため、遮光部が小さくなり、ずれが全くない状態と比べて明るくなる。図１３（２）の［７］、及び［８］の部分は、ブラックマトリクス１０の右側の端部（［８］）が長さＸ分だけ右の位置に存在するため、遮光部が大きくなり、ずれが全くない状態と比べて暗くなる。
【０１０１】
図１３（３）は、図１３（１）において、第１の基板１を固定して、第２の基板２が、第１の方向１７に沿って左側に長さＸ分だけずれて製造された場合の単位画素１４の平面図を示している。
【０１０２】
図１３（３）の［１］、及び［２］の部分は、ブラックマトリクス１０の右側の端部（［２］）が長さＸ分だけ左の位置に存在するため、遮光部が小さくなり、ずれが全くない状態と比べて明るくなる。図１３（３）の［３］、及び［４］は、ブラックマトリクス１０の左側の端部（［３］）が長さＸ分だけ左の位置に存在するため、遮光部は大きくなり、ずれが全くない状態と比べて暗くなる。図１３（３）の［５］、及び［６］の部分は、ブラックマトリクス１０の左側の端部（［５］）が長さＸ分だけ左の位置に存在するため、遮光部が大きくなり、ずれが全くない状態と比べて暗くなる。図１３（３）の［７］、及び［８］の部分は、ブラックマトリクス１０の右側の端部（［８］）が長さＸ分だけ左の位置に存在するため、遮光部が小さくなり、ずれが全くない状態と比べて明るくなる。
【０１０３】
次に、本発明の実施例２の動作について図面を参照しながら具体的に説明する。
【０１０４】
まず、図１１の構成例の駆動方法について、図１２、及び図１４を参照しながら説明する。
【０１０５】
時間（ｔ１）において、第２の制御配線８は、第１の制御配線７ａがゲート接続されている制御素子２５ａに供給するための映像信号電圧（Ｖｄ１）に遷移する。このとき、第１の制御配線７ａ、及び７ｂは、共に制御素子２５を非活性化状態とする電位（Ｖｇｏｆｆ）である。
【０１０６】
次に時間（ｔ２）において、第１の制御配線７ａは、制御素子２５ａを活性化状態とする電位（Ｖｇｏｎ）に遷移する。このため、制御素子２５ａは活性化状態となり、第２の制御配線８より、映像信号（Ｖｄ１）を、画素電極２３ａ、及び蓄積容量２４ａに供給する。
【０１０７】
次に時間（ｔ３）において、第１の制御配線７ａは、Ｖｇｏｆｆに遷移するため、制御素子２５ａは非活性化状態に遷移する。
【０１０８】
次に時間（ｔ４）において、第２の制御配線８は、第１の制御配線７ｂがゲート接続されている制御素子２５ｂに供給するための映像信号電圧（Ｖｄ２）に遷移する。このとき、第１の制御配線７ａ、及び７ｂは、共に制御素子２５を非活性化状態とする電位（Ｖｇｏｆｆ）である。
【０１０９】
次に時間（ｔ５）において、第１の制御配線７ｂは、Ｖｇｏｎに遷移する。このため、制御素子２５ｂは活性化状態となり、第２の制御配線８より、映像信号（Ｖｄ２）を、それぞれ画素電極２３ｂ、及び蓄積容量２４ｂに供給する。
【０１１０】
次に時間（ｔ６）において、第１の制御配線７ｂは、Ｖｇｏｆｆに遷移するため、制御素子２５ｂは非活性化状態に遷移する。
【０１１１】
このように、画素電極２３に映像信号電圧が印加されることより、画素電極２３と共通電極１１に挟まれた液晶層５が映像信号電圧に応じた透過率に制御され、図示されていない外部光源の光を調節することが可能となる。
【０１１２】
次に、図１５（１）〜（３）を用いて、第１視点用画素１５、及び第２視点用画素１６の観察位置における明るさの分布について説明する。
【０１１３】
図１５（１）は、グラフ（ａ）：図１３（１）の第１視点用画素１５ｒ１、及び第２視点用画素１６ｒ１について、グラフ（ｂ）：第１視点用画素１５ｒ２、及び第２視点用画素１６ｒ２について、グラフ（ｃ）：グラフ（ａ）とグラフ（ｂ）の合成について、それぞれ横軸が観察位置、縦軸が明るさの分布を示している。
【０１１４】
グラフ（ａ）、及びグラフ（ｂ）は、共にどの観察位置においても概ね一定の明るさＬを維持する分布をとっているため、同じグラフ上で重なっている。したがって、グラフ（ｃ）も同様に、グラフ（ａ）、及びグラフ（ｂ）と重なっている。
【０１１５】
次に、図１５（２）は、グラフ（ａ）：図１３（２）の第１視点用画素１５ｒ１、及び第２視点用画素１６ｒ１について、グラフ（ｂ）：第１視点用画素１５ｒ２、及び第２視点用画素１６ｒ２について、グラフ（ｃ）：グラフ（ａ）とグラフ（ｂ）の合成について、それぞれ横軸が観察位置、縦軸が明るさの分布を示している。
【０１１６】
図１３（２）は、第１の基板１に対し第２の基板２が第１の方向１７に沿って右方向にずれた場合であるため、第２の基板２上のブラックマトリクス１０の端部は、図面の右方向へ移動している。このため、図中の［１］の分だけ、開口部が狭くなる（遮光部が広くなる）。その結果、グラフ（ａ）に示すとおり、明るさはｌの分だけ暗くなっている。また、第１視点用画素１５ｒ２、及び第２視点用画素１６ｒ２については、第２の基板２上のブラックマトリクス１０が、図面の右方向へ移動するため、開口部が広くなる。その結果、グラフ（ｂ）に示すとおり、明るさはｌの分だけ明るくなっている。したがって、上下の単位画素１４間が補完関係にあるため、グラフ（ｃ）は、図１５（１）と同様に明るさＬで概ね一定である。
【０１１７】
次に、図１５（３）は、グラフ（ａ）：図１３（３）の第１視点用画素１５ｒ１、及び第２視点用画素１６ｒ１について、グラフ（ｂ）：第１視点用画素１５ｒ２、及び第２視点用画素１６ｒ２について、グラフ（ｃ）：グラフ（ａ）とグラフ（ｂ）の合成について、それぞれ横軸が観察位置、縦軸が明るさの分布を示している。
【０１１８】
図１３（３）は、第１の基板１に対し第２の基板２が第１の方向１７に沿って左方向にずれた場合であるため、第２の基板２上のブラックマトリクス１０の端部は、図面の左方向へ移動している。このため、図中の［２］の分だけ、開口部が広くなる（遮光部が狭くなる）。その結果、グラフ（ａ）に示すとおり、明るさはｌの分だけ明るくなっている。また、第１視点用画素１５ｒ２、及び第２視点用画素１６ｒ２については、第２の基板２上のブラックマトリクス１０が、図面の左方向へ移動するため、開口部が狭くなる。その結果、グラフ（ｂ）に示すとおり、明るさはｌの分だけ暗くなっている。したがって、上下の単位画素１４間が補完関係にあるため、グラフ（ｃ）は、図１５（１）と同様に明るさＬで概ね一定である。
【０１１９】
つまり、本実施例の画素は、第２の基板２がずれて実装された場合において、つまり貼り合わせずれが発生した場合、ずれがない理想状態と同様に明るさを概ね一定にすることが可能となり、明るさの変動による画質劣化を防止することが可能となる。
【０１２０】
以上説明したように、本発明の実施例２によれば、前記した実施例１と比較して、同じカラーフィルタ色同士の画素の補完関係は、他のカラーフィルタ色の画素が存在する分だけ距離があるが、観察者によるマクロな視認においては、その差分は極めて小さいため、実施例１と同等の効果を得ることが可能となる。
【実施例３】
【０１２１】
次に、本発明の実施例３に係る画像表示装置について、図１６乃至図２１を参照して説明する。図１６は、本発明の実施例３における単位画素の構成を示す平面図、図１７は、本発明の実施例３における単位画素の電気回路図、図１８は、本発明の実施例３における単位画素の開口部の構成を示す平面図、図１９（１）〜（３）は、本発明の実施例３における単位画素の構成を示す詳細図、をそれぞれ示す。また、図２０は、本発明の実施例３の動作を示すタイミングチャート、図２１（１）〜（３）は、本発明の実施例３における表示装置の観察面における明るさの分布を示すグラフをそれぞれ示している。
【０１２２】
図１６より、本実施例の画素は、第１の制御配線７ａ〜７ｃ、第２の制御配線８ａ、８ｂ、蓄積容量線２１、画素電極用コンタクトホール２２、画素電極２３ａ〜２３ｄ、蓄積容量２４ａ〜２４ｄ、及び制御素子２５ａ〜２５ｆで概ね構成されている。
【０１２３】
第１制御配線７ａ〜７ｃは、制御素子２５ａ〜２５ｆを活性化状態、あるいは非活性化状態に遷移させるための制御信号を転送するための配線である。第２の制御配線８ａ、８ｂは、液晶層５に印加するための映像信号を転送するための配線である。蓄積容量２４ａ〜２４ｄは、蓄積容量線２１、及び制御素子２５ａ〜２５ｆに電気的に接続された電極と絶縁膜を介して対向させることにより、映像信号の電位を一定期間保持させる機能を有する。画素電極用コンタクトホール２２は、制御素子２５ａ〜２５ｆと、画素電極２３ａ〜２３ｄとを電気的に接続させるために設置されている。画素電極２３ａ〜２３ｄは、入力された映像信号の電位と、共通電極１１の電位との電位差を、液晶層５に供給するために設置されており、共通電極１１と同様、高透過率と良電気伝導性を兼ね備えた材料で形成されていることが望ましい。
【０１２４】
図１７は、図１６の構成を電気回路のシンボルで表記したものである。つまり、制御素子２５ａ〜２５ｆは、それぞれ一つのトランジスタで表記している。蓄積容量２４ａ〜２４ｆは、一つのコンデンサで表記している。画素電極２３は、図示されていない共通電極１１と対をなすことにより、コンデンサを形成するものであるが、共通電極１１は固定電位であるため、ここでは便宜上、電位変動のある画素電極２３のみを表記している。第１の制御配線７ａには、制御素子２５ａ、及び２５ｂのゲートがそれぞれ接続されている。また、第２の制御配線８ａ、８ｂには、制御素子２５ａ、及び２５ｂのソース（ドレイン）が接続されている。同様に、第１の制御信号線７ｂ、及び第１の制御信号線７ｃには、それぞれ、制御素子２５ｃ、２５ｄ、及び制御素子２５ｅ、及び２５ｆのゲートがそれぞれ接続されている。
【０１２５】
図１８を用いて本実施例の画素の開口部について説明する。図には２つの画素の開口部が記載されている。左側の開口部を第１の開口部４０とし、点o-p-x-w-v-uで囲まれた領域とする。一方、右側の開口部を第２の開口部４１とし、点t-s-r-q-y-zで囲まれた領域とする。直線v-w、直線p-x、直線q-y、及び直線r-sは、全て平行である。直線q-r、及び直線w-xは平行である。直線o-p、及び直線u-vは平行である。直線s-t、及び直線y-zは平行である。ｈは、第１の開口部４０において、点o-p-v-uで囲まれる領域及び、第２の開口部４１において、点t-s-y-zで囲まれる領域の第２の方向１８に沿った長さである。ｈ１は、第１の開口部４０における、点p-x-w-vで囲まれる領域の第２の方向１８に沿った長さである。ｈ２は、第２の開口部４１における、点s-r-q-yで囲まれる領域の第２の方向１８に沿った長さである。ｄ１は、線分p-x、及び線分q-yの間隔の内、第２の方向１８に沿った長さである。さらにｄ１は、直線u-zと、点ｗの第２の方向１８に沿った長さ、及び直線o-tと、点rの第２の方向１８に沿った長さでもある。
【０１２６】
第１の方向１７に沿って、直線p-v、及び直線q-wの間の領域（図１８の領域（２））では、直線v-w、及び直線p-xが平行なため、この領域でのｈ１は、ｈと等しい。また、第１の方向１７に沿って、直線s-y、及び直線r-xの間の領域（図１８の領域（４））では、直線r-s、及び直線q-yが平行なため、この領域でのｈ２は、ｈと等しい。
【０１２７】
第１の方向１７に沿って、直線q-w、及び直線r-xの間の領域（図１８の領域（３））では、直線q-r、及び直線w-xが平行で、かつ、直線q-y、及び直線p-xが平行で、かつ、ｄ１が一定値のため、（ｈ１＋ｈ２）は一定値をとる。ここで、ｈ２が０の場合（直線q-w上）、ｈ１＝ｈであり、ｈ１が０の場合（直線r-x上）、ｈ２＝ｈであるため、ｈ、ｈ１、及びｈ２との関係は、
ｈ＝ｈ１＋ｈ２  …  （１）
である。
【０１２８】
このため、開口部を通過する光の明るさは、第１の方向１７に沿って概ね一定となる。つまり、本発明の実施例１、及び実施例２における、図５、あるいは図１１に示す画素と、同じ効果が得られる。
【０１２９】
ここで、角度θ１は、直線p-x（あるいは直線q-y）と、第２の方向１８との間の角度である。θ２は、直線w-x（あるいは直線r-q）と、第１の方向１７との間の角度である。θ３は、直線w-x（あるいは直線r-q）と、第２の方向１８との間の角度である。
【０１３０】
角度θ２、及びθ３は、θ１、ｈ、及びｄ１により、それぞれ、
θ２＝ｔａｎ−１（ｄ１／（（ｈ−ｄ１）×ｔａｎθ１））  …  （２）
θ３＝ｔａｎ−１（（ｈ−ｄ１）／ｄ１）×ｔａｎθ１）  …  （３）
で規定される。
【０１３１】
また、θ２とθ３との関係は、図１８より、
θ２＋θ３＝π／２  …  （４）
で表される。
【０１３２】
本実施例の画素における、点p-x-w（あるいは点y-q-r）の部分の角度は、（π／２−θ１＋θ２）で表される。一方、実施例１、あるいは実施例２における画素の同じ箇所の角度は、（π／２−θ１）で表される。この箇所を、第２の基板２のブラックマトリクス１０のみで形成する場合、点x（あるいは点q）付近は、製造起因により、角部が丸まってしまい、精度よく再現することが不可能である。つまり、設計上、式（１）を持たす条件であっても、製造後に異なった形状となるため、式（１）を満たす条件を逸脱してしまう。その結果、モアレが悪化する。
【０１３３】
一方、本実施例では、点p-x-w（あるいは点y-q-r）の部分の角度が、θ２の分だけ大きいため、ブラックマトリクス１０の製造後の角の丸まりの影響は小さくなる。本願発明者の実験によると、点p-x-w（あるいは点y-q-r）の部分の角度及び、点v-w-x（あるいは点s-r-q）の部分の角度が、概ね６０°〜１２０°の範囲であれば、ブラックマトリクス１０の製造起因によるモアレの悪化は確認できなかった。特に好ましい構成として、点p-x-w（あるいは点y-q-r）の角度（π／２−θ１＋θ２）、及び点v-w-x（あるいは点s-r-q）の角度（θ１＋θ３）が、共に９０°に近い値であることが望ましい。
【０１３４】
従って、本実施例における画素は、実施例１、及び実施例２と同等の効果を得られながら、かつ、ブラックマトリクス１０の製造起因によるモアレの悪化を抑制できる、という更なる効果を享受できる。
【０１３５】
図１９（１）は、第１の基板１、及び第２の基板２が、ずれが全くなく貼り合わされた理想状態における、単位画素１４が６個分、第２の方向１８に並べられた平面図（左図）、及び、任意の単位画素１４を抜き出した図面（右図）をそれぞれ示している。図中の１５ｂ１、及び１５ｂ２は、それぞれ第１視点用画素１５のうち、青色のカラーフィルタ９が設置された画素である。また、１６ｂ１、及び１６ｂ２は、それぞれ第２視点用画素１６のうち、青色のカラーフィルタ９が設置された画素である。同様に、１５ｒ１、１５ｒ２、１６ｒ１、及び１６ｒ２は、赤色のカラーフィルタ９が設置された第１視点用画素１５、及び第２視点用画素である。さらに、１５ｇ１、１５ｇ２、１６ｇ１、及び１６ｇ２は、緑色のカラーフィルタ９が設置された第１視点用画素１５、及び第２視点用画素である。図１９（１）では、一例として、１５ｂ１、１６ｂ１、１５ｂ２、及び１６ｂ２の画素構成を示している。図中のブラックマトリクス１０は、第２の基板２の光路振り分け手段３が実装されている面から見た形状を示している。
【０１３６】
第１視点用画素１５ｂ１と第２視点用画素１６ｂ１との間において、第１視点用画素１５ｂ１側（図１９（１）の［１］）は、ブラックマトリクス１０の端部により、開口部、及び遮光部との境界が規定されている。一方、第２視点画素１６ｂ１側（図１９（１）の［２］）の開口端は、第２の制御配線８の端部により規定されている。また、図１９（１）の［３］、及び［５］の部分は、例えば第１の制御配線７の端部により規定されている。また、図１９（１）の［４］、及び［６］の部分は、ブラックマトリクス１０により規定されている。
【０１３７】
このように、第１視点用画素１５ｂ１、及び第２視点用画素１６ｂ１の境界は、第２の制御配線８の端部、あるいはブラックマトリクス１０の端部により規定され、片側が第２の制御配線８の端部の場合、もう一方がブラックマトリクス１０の端部という関係を保っている。
【０１３８】
光路振り分け手段３を構成するシリンドリカルレンズ１９は、図１９（１）に示すように一列の単位画素１４の列につき、一個のシリンドリカルレンズ１９が設置されている。この構成をとることにより、第１視点用画素１５ｂ１、及び１５ｂ２、あるいは第２視点用画素１６ｂ１、及び１６ｂ２から出射された光が、シリンドリカルレンズ１９を経由してそれぞれ異なる方向に振り分けられることが可能となる。
【０１３９】
図１９（２）は、図１９（１）の状態から、第１の基板１を固定して、第２の基板２が、第１の方向１７に沿って右側に長さＸ分だけずれて製造された場合の単位画素１４の平面図を示している。図１９（２）の［１］、及び［２］の部分は、ブラックマトリクス１０の左側の端部（［１］）が長さＸ分だけ右の位置に存在するため、遮光部は小さくなり、ずれが全くない状態と比べて明るくなる。図１９（２）の［７］、及び［８］の部分は、ブラックマトリクス１０の右側の端部（［８］）が長さＸ分だけ右の位置に存在するため、遮光部が大きくなり、ずれが全くない状態と比べて暗くなる。図１９（２）の［３］、［５］、［１０］、および［１２］の部分は、ずれが全くない状態において、第１の基板１上の第１の制御配線７の端部によって遮光されているので、第２の基板２が右方向にずれた場合でも、遮光状態に変化はない。一方、図１９（２）の［４］、及び［６］の部分は、ブラックマトリクス１０の端部によって遮光部が規定されており、第２の基板２が右方向にずれることによって、開口部が広がる方向に変化するため、ずれが全くない状態と比べて明るくなる。また、図１９（２）の［９］、及び［１１］の部分は、ブラックマトリクス１０の端部によって遮光部が規定されており、第２の基板２が右方向にずれることによって、開口部が狭くなる方向に変化するため、ずれが全くない状態と比べて暗くなる。
【０１４０】
図１９（３）は、図１９（１）の状態から、第１の基板１を固定して、第２の基板２が、第１の方向１７に沿って左側に長さＸ分だけずれて製造された場合の単位画素１４の平面図を示している。図１９（３）の［１］、及び［２］の部分は、ブラックマトリクス１０の左側の端部（［１］）が長さＸ分だけ左の位置に存在するため、遮光部は大きくなり、ずれが全くない状態と比べて暗くなる。図１９（３）の［７］、及び［８］の部分は、ブラックマトリクス１０の右側の端部（［８］）が長さＸ分だけ左の位置に存在するため、遮光部が小さくなり、ずれが全くない状態と比べて明るくなる。図１９（３）の［３］、［５］、［１０］、および［１２］の部分は、ずれが全くない状態において、第１の基板１上の第１の制御配線７の端部によって遮光されているので、第２の基板２が左方向にずれた場合でも、遮光状態に変化はない。一方、図１９（３）の［４］、及び［６］の部分は、ブラックマトリクス１０の端部によって遮光部が規定されており、第２の基板２が左方向にずれることによって、開口部が狭くなる方向に変化するため、ずれが全くない状態と比べて暗くなる。また、図１９（３）の［３］、及び［１１］の部分は、ブラックマトリクス１０の端部によって遮光部が規定されており、第２の基板２が左方向にずれることによって、開口部が広くなる方向に変化するため、ずれが全くない状態と比べて明るくなる。
【０１４１】
図２０を用いて、実施例３の画素部の動作について説明する。
【０１４２】
時間（ｔ１）において、第２の制御配線８ａは、第１の制御配線７ａがゲート接続されている制御素子２５ａに供給するための映像信号電圧（Ｖｄ１ａ）に遷移する。また、第２の制御配線８ｂは、制御素子２５ｂに供給するための映像信号電圧（Ｖｄ１ｂ）に遷移する。このとき、第１の制御配線７ａ〜７ｃは、共に制御素子２５ａ〜２５ｆを非活性化状態とする電位（Ｖｇｏｆｆ）である。
【０１４３】
次に時間（ｔ２）において、第１の制御配線７ａは、制御素子２５a、及び２５ｂを活性化状態とする電位（Ｖｇｏｎ）に遷移する。このため、制御素子２５ａ、及び２５ｂは活性化状態となり、第２の制御配線８ａより、映像信号（Ｖｄ１ａ）を、画素電極２３ａ、及び蓄積容量２４ａに供給する。また、第２の制御配線８ｂより、映像信号電圧（Ｖｄ１ｂ）を、画素電極２３ｂ、及び蓄積容量２４ｂに供給する。
【０１４４】
次に時間（ｔ３）において、第１の制御配線７ａは、Ｖｇｏｆｆに遷移するため、制御素子２５ａ、及び２５ｂは非活性化状態に遷移する。
【０１４５】
次に時間（ｔ４）において、第２の制御配線８ａは、第１の制御配線７ｂがゲート接続されている制御素子２５ｃに供給するための映像信号電圧（Ｖｄ２ａ）に遷移する。また、第２の制御配線８ｂは、制御素子２５ｄに供給するための映像信号電圧（Ｖｄ２ｂ）に遷移する。このとき、第１の制御配線７ａ〜７ｃは、共に制御素子２５ａ〜２５ｆを非活性化状態とする電位（Ｖｇｏｆｆ）である。
【０１４６】
次に時間（ｔ５）において、第１の制御配線７ｂは、Ｖｇｏｎに遷移する。このため、制御素子２５ｃ、及び２５ｄは活性化状態となり、第２の制御配線８ａより、映像信号電圧（Ｖｄ２ａ）を、画素電極２３ｃ、及び蓄積容量２４ｃに供給する。また、第２の制御配線８ｂより、映像信号電圧（Ｖｄ２ｂ）を、画素電極２３ｄ、及び蓄積容量２４ｄに供給する。
【０１４７】
次に時間（ｔ６）において、第１の制御配線７ｂは、Ｖｇｏｆｆに遷移するため、制御素子２５ｃ、及び２５ｄは非活性化状態に遷移する。
【０１４８】
次に時間（ｔ７）において、第２の制御配線８ａは、第１の制御配線７ｃがゲート接続されている制御素子２５ｅに供給するための映像信号電圧（Ｖｄ３ａ）に遷移する。また、第２の制御配線８ｂは、制御素子２５ｆに供給するための映像信号電圧（Ｖｄ３ｂ）に遷移する。このとき、第１の制御配線７ａ〜７ｃは、共に制御素子２５ａ〜２５ｆを非活性化状態とする電位（Ｖｇｏｆｆ）である。
【０１４９】
次に時間（ｔ８）において、第１の制御配線７ｃは、Ｖｇｏｎに遷移する。このため、制御素子２５ｅ、及び２５ｆは活性化状態となり、第２の制御配線８ａより、映像信号電圧（Ｖｄ３ａ）を、画素電極２３ｅ、及び蓄積容量２４ｅに供給する。また、第２の制御配線８ｂより、映像信号電圧（Ｖｄ３ｂ）を、画素電極２３ｆ、及び蓄積容量２４ｆに供給する。
【０１５０】
次に時間（ｔ９）において、第１の制御配線７ｃは、Ｖｇｏｆｆに遷移するため、制御素子２５ｅ、及び２５ｆは非活性化状態に遷移する。
【０１５１】
このように、画素電極２３に映像信号電圧が印加されることより、画素電極２３と共通電極１１に挟まれた液晶層５が映像信号電圧に応じた透過率に制御され、図示されていない外部光源の光を調節することが可能となる。
【０１５２】
次に図２１（１）〜（３）を用いて、第１視点用画素、及び第２視点用画素の観察位置における明るさの分布について説明する。
【０１５３】
図２１（１）は、グラフ（ａ）：図１９（１）の第１視点用画素１５ｂ１、及び第２視点用画素１６ｂ１について、グラフ（ｂ）：第１視点用画素１５ｂ２、及び第２視点用画素１６ｂ２について、グラフ（ｃ）：グラフ（ａ）とグラフ（ｂ）の合成について、それぞれ横軸が観察位置、縦軸が明るさの分布を示している。
【０１５４】
グラフ（ａ）、及びグラフ（ｂ）は、共にどの観察位置においても概ね一定の明るさＬを維持する分布をとっているため、同じグラフ上で重なっている。したがって、グラフ（ｃ）も同様に、グラフ（ａ）、及びグラフ（ｂ）と重なっている。
【０１５５】
次に、図２１（２）は、グラフ（ａ）：図１９（２）の第１視点用画素１５ｂ１、及び第２視点用画素１６ｂ１について、グラフ（ｂ）：第１視点用画素１５ｂ２、及び第２視点用画素１６ｂ２について、グラフ（ｃ）：グラフ（ａ）と、グラフ（ｂ）の合成について、それぞれ横軸が観察位置、縦軸が明るさの分布を示している。
【０１５６】
図１９（２）は、第１の基板１に対し第２の基板２が第１の方向１７に沿って右方向にずれた場合であるため、第２の基板２上のブラックマトリクス１０の端部は、図面の右方向へ移動している。このため、図中の［１］の分だけ、開口部が広くなる（遮光部が狭くなる）。その結果、グラフ（ａ）に示すとおり、明るさはｌの分だけ明るくなっている。また、第１視点用画素１５ｂ２、及び第２視点用画素１６ｂ２については、第２の基板２上のブラックマトリクス１０が、図面の右方向へ移動するため、図中の［８］の部分が狭くなる。その結果、グラフ（ｂ）に示すとおり、明るさはｌの分だけ暗く。したがって、上下の単位画素１４間が補完関係にあるため、グラフ（ｃ）は、図２１（１）と同様に明るさＬで概ね一定である。
【０１５７】
次に、図２１（３）は、グラフ（ａ）：図１９（３）の第１視点用画素１５ｂ１、及び第２視点用画素１６ｂ１について、グラフ（ｂ）：第１視点用画素１５ｂ２、及び第２視点用画素１６ｂ２について、グラフ（ｃ）：グラフ（ａ）と、グラフ（ｂ）の合成について、それぞれ横軸が観察位置、縦軸が明るさの分布を示している。
【０１５８】
図１７（３）は、第１の基板１に対し第２の基板２が第１の方向１７に沿って左方向にずれた場合であるため、第２の基板２上のブラックマトリクス１０の端部は、図面の左方向へ移動している。このため、図中の［２］の分だけ、開口部が狭くなる（遮光部が広くなる）。その結果、グラフ（ａ）に示すとおり、明るさはｌの分だけ暗くなっている。また、第１視点用画素１５ｂ２、及び第２視点用画素１６ｂ２については、第２の基板２上のブラックマトリクス１０が、図面の左方向へ移動するため、図中の［８］の部分が広くなる。その結果、グラフ（ｂ）に示すとおり、明るさはｌの分だけ明るくなっている。したがって、上下の単位画素１４間が補完関係にあるため、グラフ（ｃ）は、図２１（１）と同様に明るさＬで概ね一定である。
【０１５９】
つまり、本実施例の画素は、実施例１、及び実施例２と同様、第２の基板２がずれて実装された場合において、つまり貼り合わせずれが発生した場合、ずれがない理想状態と同様に明るさを概ね一定にすることが可能となり、明るさの変動による画質劣化を防止することが可能となる。
【０１６０】
従って、本実施例によれば、第１の基板１、及び第２の基板２の製造上の精度により貼り合わせずれが生じた場合において、貼り合わせずれによる開口部形状の変化から生じる明るさの変化があったとしても、隣接した単位画素同士の開口部の明るさの分布が、貼り合わせずれが発生していない理想状態と変わらないため、貼り合わせずれによる表示品質の劣化を防止した画像表示装置を実現することが可能となる。
【０１６１】
また、実施例２と同様、遮光幅が、第１の基板１上の第２の制御配線８の端部、及び第２の基板２上のブラックマトリクス１０の端部でそれぞれ規定されることにより、遮光幅を広くする必要がないため、高開口率の画素を有する画像表示装置が実現できる。
【０１６２】
さらに、実施例３では、画素部が概ね９０度に近い値か、それ以上の角度で構成されているため、第２の基板２のブラックマトリクス１０の製造精度が従来の液晶表示装置に用いられる画素と同等となり、ブラックマトリクス１０の製造起因によるモアレの悪化を抑制できるという更なる効果が得られる。
【実施例４】
【０１６３】
次に、本発明の実施例３に係る画像表示装置について、図２２及び図２３を参照して説明する。図２２は、本発明の実施例３における光路振り分け手段の構成を示す斜視図を示す。図２３は、本発明の実施例３における表示装置と観察者の光学モデル図である。なお、図１〜図３、及び図５〜図７は、実施例１と相違ない。
【０１６４】
まず、本発明の実施例３の構成について図面を参照しながら具体的に説明する。
【０１６５】
図２２より、実施例３の光路振り分け手段３は、第２の方向１８に延伸しているパララックスバリア２０が、第１の方向１７に沿って配列されている。パララックスバリア２０は、細い縦縞状のスリットが形成されたものである。実施例１の光路振り分け手段３を構成するシリンドリカルレンズと比較して、パララックスバリア２０は、比較的安価に製造することが可能なため、実施例３の画像表示装置は、実施例１と比較して安価に製造することが可能となる。
【０１６６】
次に、本発明の実施例３の動作について図面を参照しながら具体的に説明する。本実施例は、光路振り分け手段３の構成が実施例１と異なるため、図２３を用いて実施例の動作を説明する。
【０１６７】
図２３より、第１視点用画素１５の開口部２６ａから出射された光は、光学振り分け手段３を構成するパララックスバリア２０を通過することにより、表示領域３０ａとして出射される。また、第２視点用画素１６の開口部２６ｂから出射された光も同様に、パララックスバリア２０を通過することにより、表示領域３０ｂとして出射される。このとき観察者が、表示領域３０ａに左眼２８を位置させ、かつ、表示領域３０ｂに右眼２９を位置させることにより、左眼２８に第１視点用の画像が入力されると共に、右眼２９に第２視点用の画像が入力される。ここで、第１視点用の画像、及び第２視点用の画像が立体画像を構成する視差画像であり、第１視点用の画像が、左眼２８に出射された画像であり、第２視点用の画像が、右眼２９に出射された画像である場合には、観察者は立体画像として認識することが可能となる。一方、画素アレイ１２上の遮光部２７ａ、２７ｂ、２７ｃに起因する非表示領域３１ａ、３１ｂ、３１ｃが発生する。
【０１６８】
このように、本発明の実施例３は、前記した実施例１と同等の効果を得られ、かつ、安価な画像表示装置を実現することが可能となる。
【実施例５】
【０１６９】
次に、本発明の実施例４に係る画像表示装置について、図２４及び図２５を参照して説明する。図２４は、本発明の実施例４の第１の基板の構成を示す平面図である。図２５（１）、及び図２５（２）は、実施例４における表示装置と観察者の光学モデル図を示す。なお、図１、図２、図５〜図７は、本発明実施例１と相違ない。
【０１７０】
前記した実施例１〜３は、第１視点用画素１５、及び第２視点用画素１６を用いた２視点の立体表示装置を実現するものであったが、本実施例は、３視点以上の所謂多視点の立体表示装置を実現するものである。ここでは、一例として４視点の立体表示装置の構成について説明する。
【０１７１】
図３に示した実施例１の第１の基板１の構成が異なるため、図２４を用いて実施例４の第１の基板１の構成について説明する。
【０１７２】
図２４より、実施例４の第１の基板１は、単位画素１４が、第１視点用画素１５、第２視点用画素１６、第３視点用画素３３、及び第４視点用画素３４で構成されている点が実施例１と異なる。本実施例では、多視点の立体表示装置の一例として、４視点の立体表示装置を構成するものであるため、単位画素１４には、４つの視点用の表示を行うための画素が設置されている。なお、本実施例における光路振り分け手段３は、図４に示した構成でも良いし、図２２に示した構成でも構わない。
【０１７３】
次に、実施例４の動作について図面を参照しながら具体的に説明する。
【０１７４】
本実施例は、図２４に示すとおり、単位画素１４が、４つの画素で構成されているものの、電気回路上は画素数が倍になったのみであるため、図１４に示した駆動方法が適用される。本実施例は、４視点の立体表示装置を実現するものであるため、図２５（１）、及び図２５（２）を用いて画素アレイ１２から出射された光線が、光学振り分け手段３を経由して観察者の眼にどのように入力されるかについて説明する。
【０１７５】
図２５（１）は、光学振り分け手段３が、図４に示す構成の場合の例である。第１視点用画素１５の開口部２６ａから出射された光は、光学振り分け手段３を構成するシリンドリカルレンズ１９を通過することにより、表示領域３０ａとして出射される。また、第２視点用画素１６の開口部２６ｂから出射された光についても、シリンドリカルレンズ１９を通過することにより、表示領域３０ｂとして出射される。同様に、第３視点用画素３３から出射された光は、表示領域３０ｃとして出射され、第４視点用画素３４が出射された光は、表示領域３０ｄとして出射される。このとき、観察者は、表示領域３０ａ〜３０ｄのうち、隣り合う２視点分の表示領域に観察者の眼を位置させることにより、立体画像として認識することが可能となる。一方、画素アレイ１２上の遮光部２７ａ〜２７ｅに起因する非表示領域３１ａ〜３１ｄが発生する。
【０１７６】
図２５（２）は、光学振り分け手段３が、図２２に示す構成の場合の例である。第１視点用画素１５の開口部２６ａから出射された光は、光学振り分け手段３を構成するパララックスバリア２０を通過することにより、表示領域３０ａとして出射される。また、第２視点用画素１６の開口部２６ｂから出射された光についても、パララックスバリア２０を通過することにより、表示領域３０ｂとして出射される。同様に、第３視点用画素３３から出射された光は、表示領域３０ｃとして出射され、第４視点用画素３４が出射された光は、表示領域３０ｄとして出射される。このとき、観察者は、表示領域３０ａ〜３０ｄのうち、隣り合う２視点分の表示領域に観察者の眼を位置させることにより、立体画像として認識することが可能となる。一方、画素アレイ１２上の遮光部２７ａ〜２７ｅに起因する非表示領域３１ａ〜３１ｄが発生する。
【０１７７】
このように、本発明の実施例４は、実施例１と同等の効果を得られ、かつ、多視点立体表示用画像にも対応できる立体表示装置を実現することが可能となる。この多視点立体表示用画像は、２視点のものと比較して、視点間のぶれが小さいため、観察者はより自然に近い立体表示画像として視認することが可能となる。
【０１７８】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、その構成や制御は適宜変更可能である。
【０１７９】
例えば、上記各実施例では、第２の制御配線８及びブラックマトリクス１０によって、画素間の遮光部の形状が変動する場合について記載したが、遮蔽部材となりうる他の設置物によって、画素間の遮光部の形状が変動する場合についても、本発明を同様に適用することができる。
【０１８０】
また、上記各実施例では、第１の基板１と第２の基板２とが、製造上の精度により、第１の方向１７に貼り合わせずれが生じる場合について記載したが、第２の方向１８に貼り合わせずれが生じる場合や、第１の方向１７及び第２の方向１８の双方に貼り合わせずれが生じる場合についても、本発明を同様に適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１８１】
本発明は、画像表示装置に関し、特に、立体画像を認識し得る画像表示装置に利用可能である。
【符号の説明】
【０１８２】
１  第１の基板
２  第２の基板
３  光路振り分け手段
４  保持手段
５  液晶層
６  外部機器接続用ケーブル
７、７ａ、７ｂ、７ｃ  第１の制御配線
８、８ａ、８ｂ、８ｃ  第２の制御配線
９  カラーフィルタ
１０  ブラックマトリクス
１１  共通電極
１２  画素アレイ
１３  外部機器接続用端子列
１４  単位画素
１５、１５ａ、１５ｂ、１５ｒ１、１５ｇ１、１５ｂ１、１５ｒ２、１５ｇ２、１５ｂ２  第１視点用画素
１６、１６ａ、１６ｂ、１６ｒ１、１６ｇ１、１６ｂ１、１６ｒ２、１６ｇ２、１６ｂ２  第２視点用画素
１７  第１の方向
１８  第２の方向
１９  シリンドリカルレンズ
２０  パララックスバリア
２１  蓄積容量線
２２  画素電極用コンタクトホール
２３、２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ、２３ｅ、２３ｆ  画素電極
２４、２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ、２４ｅ、２４ｆ  蓄積容量
２５、２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ、２５ｅ、２５ｆ  制御素子
２６、２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ  開口部
２７、２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄ、２７ｅ  遮光部
２８  左眼
２９  右眼
３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ  表示領域
３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ、３１ｅ  非表示領域
３２ａ  第１の視点
３２ｂ  第２の視点
３２ｃ  第３の視点
３２ｄ  第４の視点
３３  第３視点用画素
３４  第４視点用画素
４０  第１の開口部
４１  第２の開口部
【図１】
0006008233.tif 000002
【図２】
0006008233.tif 000003
【図３】
0006008233.tif 000004
【図４】
0006008233.tif 000005
【図５】
0006008233.tif 000006
【図６】
0006008233.tif 000007
【図７（１）】
0006008233.tif 000008
【図７（２）】
0006008233.tif 000009
【図７（３）】
0006008233.tif 000010
【図８】
0006008233.tif 000011
【図９（１）】
0006008233.tif 000012
【図９（２）】
0006008233.tif 000013
【図９（３）】
0006008233.tif 000014
【図１０】
0006008233.tif 000015
【図１１】
0006008233.tif 000016
【図１２】
0006008233.tif 000017
【図１３（１）】
0006008233.tif 000018
【図１３（２）】
0006008233.tif 000019
【図１３（３）】
0006008233.tif 000020
【図１４】
0006008233.tif 000021
【図１５（１）】
0006008233.tif 000022
【図１５（２）】
0006008233.tif 000023
【図１５（３）】
0006008233.tif 000024
【図１６】
0006008233.tif 000025
【図１７】
0006008233.tif 000026
【図１８】
0006008233.tif 000027
【図１９（１）】
0006008233.tif 000028
【図１９（２）】
0006008233.tif 000029
【図１９（３）】
0006008233.tif 000030
【図２０】
0006008233.tif 000031
【図２１（１）】
0006008233.tif 000032
【図２１（２）】
0006008233.tif 000033
【図２１（３）】
0006008233.tif 000034
【図２２】
0006008233.tif 000035
【図２３】
0006008233.tif 000036
【図２４】
0006008233.tif 000037
【図２５（１）】
0006008233.tif 000038
【図２５（２）】
0006008233.tif 000039
【図２６】
0006008233.tif 000040
【図２７】
0006008233.tif 000041
【図２８】
0006008233.tif 000042
【図２９】
0006008233.tif 000043
【図３０（１）】
0006008233.tif 000044
【図３０（２）】
0006008233.tif 000045
【図３０（３）】
0006008233.tif 000046
【図３１（１）】
0006008233.tif 000047
【図３１（２）】
0006008233.tif 000048
【図３２（１）】
0006008233.tif 000049
【図３２（２）】
0006008233.tif 000050
【図３２（３）】
0006008233.tif 000051
【図３３】
0006008233.tif 000052