(57)【要約】【課題】シリンドリカルレンズを用いた３次元映像を表示する表示装置において、上下に隣接する画素行毎に輝度（色度）が異なって視認される横縞感が生じ、画質を大幅に低下させる。【解決手段】互いに直交する第１の方向及び第２の方向にアレイ状にサブピクセルが配置され、各々のサブピクセルは第１の方向の開口部の長さが第２の方向の位置によらずほぼ一定であり、液晶表示装置上には、第２の方向に光を振り分けるシリンドリカルレンズが第２の方向にアレイ状に配置され、シリンドリカルレンズに平行光を入射した際に、液晶表示装置の液晶層の位置における光の集光幅をスポット幅と定義し、第２の方向に配列したサブピクセルの各々の行において、サブピクセルの第１の方向における開口部の重心位置を第２の方向の各点で求めた時、重心位置を前記スポット幅で移動平均した値の変動幅をある一定の値以下にする。【選択図】図１１
2015004763.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の基板と第２の基板との間に液晶層を挟んだ液晶表示装置であって、
互いに直交する第１の方向及び第２の方向にアレイ状にサブピクセルが配置され、
各々の前記サブピクセルは、前記第１の方向の開口部の長さが前記第２の方向の位置によらずほぼ一定であり、
前記液晶表示装置上には、前記第１の方向に延在し、前記第２の方向に隣り合う前記サブピクセルに光を振り分けるシリンドリカルレンズが前記第２の方向にアレイ状に配置され、
前記シリンドリカルレンズに平行光を入射した際に、前記液晶表示装置の前記液晶層の位置における光の集光幅をスポット幅と定義し、
前記第２の方向に配列した前記サブピクセルの各々の行において、前記サブピクセルの前記第１の方向における開口部の重心位置を前記第２の方向の各点で求めた時、前記重心位置を前記スポット幅で移動平均した値の変動幅がおよそ５μｍ以下である、
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
個々の前記サブピクセルは、前記第２の方向に配列した複数の開口部で構成され、個々の前記サブピクセルの前記第１の方向における前記開口部の重心位置の変動周期の内、最も長い周期の長さが、前記スポット幅にほぼ等しくなるように、前記複数の開口部の数及び形状が規定される、
ことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記サブピクセルには色レジストが配置されており、
前記第２の方向に隣接するサブピクセルでは、前記色レジストの色が同一であり、
前記第１の方向に隣接するサブピクセルでは、前記色レジストの色が異なる、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
自発光表示装置であって、
互いに直交する第１の方向及び第２の方向にアレイ状にサブピクセルが配置され、
各々の前記サブピクセルは、前記第１の方向の発光部の長さが前記第２の方向の位置によらずほぼ一定であり、
前記自発光表示装置上には、前記第２の方向に光を振り分けるシリンドリカルレンズが前記第２の方向にアレイ状に配置され、
前記シリンドリカルレンズに平行光を入射した際に、前記自発光表示装置の前記発光部の位置における光の集光幅をスポット幅と定義し、
前記第２の方向に配列した前記サブピクセルの各々の行において、前記サブピクセルの前記第１の方向における発光部の重心位置を前記第２の方向の各点で求めた時、前記重心位置を前記スポット幅で移動平均した値の変動幅がおよそ５μｍ以下である、
ことを特徴とする自発光表示装置。
【請求項５】
個々の前記サブピクセルは、前記第２の方向に配列した複数の発光部で構成され、個々の前記サブピクセルの前記第１の方向における前記発光部の重心位置の変動周期の内、最も長い周期の長さが、前記スポット幅にほぼ等しくなるように、前記複数の発光部の数及び形状が規定される、
ことを特徴とする請求項４に記載の自発光表示装置。
【請求項６】
前記第２の方向に隣接するサブピクセルでは、前記発光部が発光する色が同一であり、
前記第１の方向に隣接するサブピクセルでは、前記発光部が発光する色が異なる、
ことを特徴とする請求項４又は５に記載の自発光表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置に関し、特に、三次元映像を表示する表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、三次元映像、所謂、３Ｄ映像を表示可能なディスプレイの需要が急速に高まっている。三次元映像を表示させる方法は、過去から多くの研究がなされており、現在も活発に研究・開発がなされている。その中で、現在、最も有力視されている方法の一つに、両眼視差を用いる方法がある。
【０００３】
この両眼視差を用いた三次元映像表示装置は、大きく２つの方式に分類される。一つは専用のメガネを用いて左右の目に異なる映像を映し出す方式（以下、「メガネ方式」と称す）であり、もう一つは、専用のメガネを用いずに三次元映像表示装置から出力される左右異なる画像の光を空間的に分離して映し出す方式（以下、「裸眼方式」と称す）である。
【０００４】
前者のメガネ方式は、比較的大きな画面を複数の観察者が同時に見るのに適した方式であり、映画館やテレビなどに用いられている。後者の裸眼方式は、比較的小さな画面を一人の観察者が見るのに適した方式である。この裸眼方式は、専用のメガネを用いるという煩わしさがなく、手軽に三次元映像を見る事が可能であることから、携帯端末、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、ノート型コンピュータのディスプレイなどへの適用が期待されている。
【０００５】
裸眼方式の３次元映像が表示可能な表示装置の一例として、特許文献１が開示す液晶表示装置がある。特許文献１は、図２１に示すように、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に３×３の画素６がマトリクス状に配置されており、１つの画素６が６個のサブピクセルＲＲ、ＲＬ、ＧＲ、ＧＬ、ＢＲ、ＢＬから構成される液晶表示装置を開示している。この液晶表示装置は、前記６個のサブピクセル６１から構成される１画素で、カラー画像を構成するＲ、Ｇ、Ｂの光を観察者の左右の目用に２つ映し出している。なお、サブピクセルＲＲは、右目用の赤の画像を表示するサブピクセルであり、ＲＬは、左目用の赤の画像を表示するサブピクセルである。同様にＧＲ、ＧＬ、ＢＲ、ＢＬはそれぞれ、右目用の緑、左目用の緑、右目用の青、左目用の青の画像を表示するサブピクセルである。
【０００６】
この液晶表示装置は、図２２に示すように、ピッチ２×ＰｐｘでＸ軸方向及びＹ軸方向に配置された画素マトリクスを有する液晶パネルの上に、ピッチＰｌｘのシリンドリカルレンズ３１がＸ軸方向にアレイ状に並べられたレンズアレイシートを配置した構成となっている。図２３に示すように、サブピクセルＲＲから出射された右目用の赤の光は、シリンドリカルレンズにより空間上のＺＲに放射され、左目用の赤の光も同様にシリンドリカルレンズにより空間上のＺＬに放射される。ここで、観察者の右目９Ｒが空間ＺＲに、左目９Ｌが空間ＺＬに入るようにすると、観察者には右目９Ｒで右目用の画像のみを見ることになり、左目９Ｌで左目用の画像のみを見ることになるため、液晶表示装置に表示された画像を３次元映像として視認することができる。また、この液晶表示装置は、右目用のサブピクセルと左目用のサブピクセルに同一の画像を表示することで、２次元映像も表示可能である。画像表示を行う機器が常に３次元映像を表示するわけではなく、３次元映像を表示する割合の方が少ないという現状を考えると、２次元映像も表示可能であることは、実使用上重要であると言える。
【０００７】
しかしながら、上述の特許文献１が開示する液晶表示装置では、２次元映像を表示した際にモアレが視認されやすいという問題が生じていた。このモアレが発生するメカニズムについて説明する。シリンドリカルレンズは、レンズの軸方向にはレンズ効果を持たないが、軸と直角の方向にはレンズ効果を持つ。図２２の場合、レンズの軸方向とはＹ軸方向であり、軸と直角の方向とはＸ軸方向である。ここで液晶表示装置をシリンドリカルレンズの焦点近傍に配置すると、液晶表示装置から放射される光は、図２３に示したように、Ｚ軸に対して傾きを持った方向へ投射され、その角度はシリンドリカルレンズの頂点と、液晶表示装置のＸ軸の位置との関係によって決まる。従って、液晶表示装置から放射される光の強度がＸ軸の位置によって異なる場合、その光の強弱が放射される角度によって異なることになる。つまり、液晶表示装置に光を放射しない遮光部８０が存在し、その遮光部８０がＹ軸方向に延在している場合、シリンドリカルレンズから放射されるある角度方向の光が無くなり、黒く視認されるのである。これがモアレの発生するメカニズムであり、シリンドリカルレンズの代わりに視差バリアを用いた場合でも全く同様のことが発生する。
【０００８】
前述の遮光部８０は、液晶表示装置のＸ軸方向に隣接配置される２つのサブピクセルの間にあることから、黒く視認される領域（図中のＺｄ）は、左目用画像が投影される領域と右目用画像が投影される領域の間に位置する。ここで、液晶表示装置が３次元映像を表示している場合、観察者は画像を３次元映像として視認できるように、左目と右目を、それぞれ適切な位置にくるように顔を移動させることができるが、２次元映像を表示している場合、観察者が適切な位置を意識することが出来ない。そのため顔の位置によっては黒く視認される領域に目が配置される場合があり、表示品位を著しく低下させる場合があるのである。
【０００９】
このモアレを抑制する方法に、特許文献２で開示している方法がある。図２４は、特許文献２が開示する３次元映像を表示可能な液晶表示装置のサブピクセル６１を示している。既に説明したとおり、モアレは液晶表示装置から放射される光の強度がＸ軸の位置により変化することで生ずる。Ｘ軸の位置に応じた液晶表示装置から放射される光の強度は、液晶表示装置の開口部を、そのＸ軸の位置においてＹ軸方向に切断した場合の開口部と遮光部の比率に等しい。そのため、モアレを解消するには、開口部と遮光部の比率をＸ軸方向の位置に依らず一定にすればよい。特許文献２が開示するサブピクセル６１は、Ｙ軸方向に延在する遮光部をＸ軸に対して角度θ傾けている。この斜め遮光部の幅をｅとすると、この遮光部のＹ軸方向の幅ｄは以下の式で表すことができる。
【００１０】
[数１]
ｄ＝ｅ／ｃｏｓθ
【００１１】
斜め遮光部が存在する部分の開口部の幅は、幅ｂ、ｃの合計となり、開口部を規定する辺Ｅｔと辺Ｅｂが平行であれば、その合計はＸ軸方向の位置に依らず一定となる。一方、斜め遮光部が存在しない部分では、開口部を規定する辺Ｅｔ’が辺Ｅｂと平行であれば、幅ｆを幅ｄと等しくすることで、開口部の幅ａは、Ｘ軸方向の位置に依らず一定であり、且つ、幅ｂ、ｃの合計と等しくなる。尚、辺Ｅｌ、Ｅｌ’、Ｅｒは共に平行である。
【００１２】
モアレを抑制する方法には特許文献２で開示されている方法以外にも様々な手法がある（例えば、特許文献３、４、５）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００６−０３０５１２号公報
【特許文献２】特開平１０−１８６２９４号公報
【特許文献３】特開２００５−２０８５６７号公報
【特許文献４】特開２００８−０９２３６１号公報
【特許文献５】特開２０１２−２１５８３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、特許文献１で開示された三次元映像を表示する液晶表示装置に、特許文献２などで開示されたモアレを低減する画素レイアウトを適用すると、画面全域に同一の色を表示させた場合などで、Ｙ軸方向に隣接する画素行で輝度あるいは色味が異なって見え、細かい横縞が視認される（以下、この状態を「横縞感」と称す）が生ずることがわかった。この横縞感は表示装置の狭い領域を詳細に見ようとした場合に特に強く視認され、表示品位を著しく低下させる。
【００１５】
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、モアレを抑制し、且つ、横縞感の発生を抑制できる、三次元映像を表示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】
【００１６】
上記目的を達成するために、本発明の第１の観点に係る表示装置は、第１の基板と第２の基板との間に液晶層を挟んだ液晶表示装置であって、互いに直交する第１の方向及び第２の方向にアレイ状にサブピクセルが配置され、各々の前記サブピクセルは、前記第１の方向の開口部の長さが前記第２の方向の位置によらずほぼ一定であり、前記液晶表示装置上には、前記第２の方向に光を振り分けるシリンドリカルレンズが前記第２の方向にアレイ状に配置され、前記シリンドリカルレンズに平行光を入射した際に、前記液晶表示装置の前記液晶層の位置における光の集光幅をスポット幅と定義し、前記第２の方向に配列した前記サブピクセルの各々の行において、前記サブピクセルの前記第１の方向における開口部の重心位置を前記第２の方向の各点で求めた時、前記重心位置を前記スポット幅で移動平均した値の変動幅がおよそ５μｍ以下であることを特徴とする。
【００１７】
上記目的を達成するために、本発明の第２の観点に係る表示装置は、前記サブピクセルには色フィルタが配置されており、前記第２の方向に隣接するサブピクセルでは、前記色フィルタの色が同一であり、前記第１の方向に隣接するサブピクセルでは、前記色フィルタの色が異なることを特徴とする。
【００１８】
上記目的を達成するために、本発明の第３の観点に係る表示装置は、自発光表示装置であって、互いに直交する第１の方向及び第２の方向にアレイ状にサブピクセルが配置され、各々の前記サブピクセルは、前記第１の方向の発光部の長さが前記第２の方向の位置によらずほぼ一定であり、前記自発光表示装置上には、前記第２の方向に光を振り分けるシリンドリカルレンズが前記第２の方向にアレイ状に配置され、前記シリンドリカルレンズに平行光を入射した際に、前記自発光表示装置の前記発光部の位置における光の集光幅をスポット幅と定義し、前記第２の方向に配列した前記サブピクセルの各々の行において、前記サブピクセルの前記第１の方向における発光部の重心位置を前記第２の方向の各点で求めた時、前記重心位置を前記スポット幅で移動平均した値の変動幅がおよそ５μｍ以下であることを特徴とする。
【００１９】
上記目的を達成するために、本発明の第４の観点に係る表示装置は、前記第２の方向に隣接するサブピクセルでは、前記発光部が発光する色が同一であり、前記第１の方向に隣接するサブピクセルでは、前記発光部が発光する色が異なることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、モアレの発生及び横縞感を抑制し、３Ｄクロストークも低い３次元映像を高画質で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態に係る表示装置の構造を示す立体図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る表示装置の画素配置を模式的に示した図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る表示装置の構成を示す回路図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る表示装置の開口部のレイアウトを示した図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る表示装置のサブピクセルの開口部のレイアウトを示した図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る表示装置の断面およびシリンドリカルレンズの特性について示した図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る表示装置のサブピクセルの開口部のレイアウトの一部を示した図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る表示装置のサブピクセル行の開口部重心の値、及び開口部重心の移動平均の値を示したグラフである。
【図９】本発明の一実施形態に係る表示装置のサブピクセルから放射される光の経路を模式的に示した図である。
【図１０】横縞感の評価に用いた従来の液晶表示装置の開口部のレイアウトを示した図である。
【図１１】横縞感の評価に用いた本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の開口部のレイアウトを示した図である。
【図１２】本発明の実施例１に係る表示装置の開口部のレイアウトを示した図である。
【図１３】本発明の実施例１に係る表示装置のサブピクセルの開口部のレイアウトを示した図である。
【図１４】本発明の実施例２に係る表示装置の開口部のレイアウトを示した図である。
【図１５】本発明の実施例２に係る表示装置のサブピクセルの開口部のレイアウトを示した図である。
【図１６】本発明の実施例３に係る表示装置の開口部のレイアウトを示した図である。
【図１７】本発明の実施例３に係る表示装置のサブピクセルの開口部のレイアウトを示した図である。
【図１８】本発明の実施例３に係る表示装置のサブピクセルの開口部のレイアウトの一部を示した図である。
【図１９】本発明の表示装置であってＥＬパネルを用いた場合の構造を示す立体図である。
【図２０】本発明の表示装置であってＥＬパネルの画素配置を模式的に示した図である。
【図２１】従来の液晶表示装置の画素レイアウトを示す模式図である。
【図２２】従来の液晶表示装置の構成を示す立体図である。
【図２３】従来の液晶表示装置から出射される光の軌跡を説明するための図である。
【図２４】従来の液晶表示装置の画素開口部を示した平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の一実施形態に係る表示装置について、図面を参照して説明する。なお、各図面における各構成要素の大きさや縮尺は、図の視認性を確保するために適宜変更して記載している。また、各図面におけるハッチングは、各構成要素を区別するためのものであり、切断面等を意味するものではない。
【００２３】
本実施形態に係る表示装置は、左目用の画像と右目用の画像を表示可能であり、観察者の左右の目にそれぞれ異なる画像を表示することで、観察者に三次元映像を視認させることができる表示装置である。
【００２４】
図１に示すように、本実施形態に係る表示装置は、液晶パネル２を備え、液晶パネル２の上に、シリンドリカルレンズ３１をアレイ状に形成したレンズアレイシート３が配置されている。また、液晶パネル２のレンズ面とは逆の面に、バックライト２１が配置されている。
【００２５】
レンズアレイシート３を構成する個々のシリンドリカルレンズ３１は、レンズの延在方向がＹ軸方向となっており、Ｘ軸方向に沿ってアレイ状に配置されている。シリンドリカルレンズ３１は、Ｙ軸方向（レンズの延在方向）にはレンズ効果を持たず、Ｘ軸方向にのみレンズ効果を持つ。すなわち、シリンドリカルレンズ３１は、液晶表示パネル２に配置される各画素から放射される光をＸ軸方向に振り分ける光学手段として作用する。
【００２６】
液晶パネル２は、マトリクス状に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）が配置されたＴＦＴ基板４と、ＲＧＢの色レジストで構成される色フィルタとブラックマトリクスとを備えるＣＦ（Color Filter）基板５との間に液晶層５５を挟んだ構造であり、図示していないがＴＦＴ基板４とＣＦ基板５の液晶層５５と接する面とは逆の面には、偏光板等の光学フィルムが配置されている。
【００２７】
また、液晶パネル２には、右目用の画像と左目用の画像を表示するサブピクセルがＸ軸方向及びＹ軸方向にマトリクス状に配置されている。シリンドリカルレンズの焦点は、液晶層５５の近傍に設定されている。
【００２８】
図２は液晶パネル２の画素配置を模式的に示した図である。液晶パネル２は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に３×３の画素６を有しており、それぞれの画素６は、マトリクス状に配置された６個のサブピクセル６１で構成されている。１つの画素６を構成する６個のサブピクセル６１は、ＲＲ、ＲＬ、ＧＲ、ＧＬ、ＢＲ、ＢＬのように配置されている。サブピクセルＲＲは右目用の赤の画像を表示するサブピクセルであり、ＲＬは左目用の赤の画像を表示するサブピクセルである。同様に、ＧＲ、ＧＬ、ＢＲ、ＢＬは、それぞれ、右目用の緑の画像、左目用の緑の画像、右目用の青の画像、左目用の青の画像を表示するサブピクセルである。図からわかるように、Ｘ軸方向に配列したサブピクセル６１の行は、同一の色の画像を表示し、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色の画像を表示するサブピクセルの行がＹ軸方向に順番に並んでいる。
【００２９】
図３は液晶パネル２の回路構成を示した図である。個々のサブピクセル６１は、少なくとも、ＴＦＴ６４、液晶容量６５、蓄積容量６６から構成される。Ｘ軸方向に配列されたサブピクセル６１の行には、１本のゲート線６３が配置されており、同一行の全てのサブピクセル６１のＴＦＴ６４のゲート端子は、同一のゲート線６３に接続されている。Ｙ軸方向に配列されたサブピクセル６１の列には、１本のデータ線６２が配置されており、同一列の全てのサブピクセル６１のＴＦＴ６４のソース端子は、同一のデータ線６２に接続されている。液晶容量６５は画素電極と共通電極とで構成され、画素電極はＴＦＴ６４のドレイン端子に接続されている。共通電極は対向基板（ＣＦ基板５）上に配置された全てのサブピクセルに共通の電極である。蓄積容量６６を構成する２つの電極の内、一方はＴＦＴ６４のドレイン端子に接続されており、もう一方の電極は蓄積容量線６７に接続されている。
【００３０】
ここで示した回路構成は、液晶のモードとしてＴＮ（Twisted Nematic）モード、あるいはＶＡ（Vertical Alignment）モードを用いる場合の例であり、ＩＰＳ（In Plane Switching）モード、あるいはＦＦＳ（Fringe Field Switching）モードの場合は、共通電極もＴＦＴ基板４上に配置される。
【００３１】
図４はモアレを抑制した１つの画素６の開口部のレイアウト例を示したものである。１つの画素６は６個のサブピクセル６１で構成されており、各サブピクセルのＸ軸方向のピッチはＰｐｘで、Ｙ軸方向のピッチはＰｐｙである。各サブピクセルには赤の光を透過するＲレジスト５１、緑の光を透過するＧレジスト５２、青の光を透過するＢレジスト５３が、Ｘ軸方向に整列するサブピクセルの行毎に設けられている。
【００３２】
画素の開口部とは、各サブピクセルの中で光を透過する部分（ＣＦ基板におけるブラックマトリクスあるいはＴＦＴ基板における配線等の構造物によって入射光が遮光されない部分）のことであり、図５は１つのサブピクセル６１の遮光部で分割した開口部のレイアウトを詳細に示したものである。各サブピクセル６１内には平行四辺形の形状を有する４つの開口部があり、それぞれの開口部は等間隔Ｗで配置されている。個々の開口部の２辺はＸ軸に平行であり、他の２辺はＹ軸に対し角度θの傾きを持っている。Ｘ軸方向に開口部と開口部を分離する遮光部の幅は、Ｘ軸方向に隣接するサブピクセル６１との境界部を含め全て等しくｅである。ここでサブピクセル６１のＸ軸方向のピッチをＰｐｘとし、開口部のＹ軸方向の高さをｈとすると、Ｗ、θ、Ｐｐｘ、ｈの間に以下の関係が成り立つようにする。
【００３３】
[数２]
ｈ＝Ｗ×ｔａｎθ
【００３４】
[数３]
Ｐｐｘ＝ｎ×Ｗ
【００３５】
ここでｎは１以上の整数であり、図５の例ではｎ＝４である。Ｘ軸方向に開口部と開口部を分離する遮光部の中心線をＬ１〜Ｌ５、開口部のＹ軸方向の高さを規定するＸ軸に平行な線Ｅｔ、Ｅｂを図の様に定義した場合、上述の関係式が成り立つ場合、Ｌ１とＥｔの交点のＸ座標とＬ２とＥｂとの交点のＸ座標が等しくなり、同様にＬ２とＥｔとの交点のＸ座標とＬ３とＥｂとの交点のＸ座標が等しく、Ｌ３とＥｔとの交点のＸ座標とＬ４とＥｂとの交点のＸ座標が等しく、Ｌ４とＥｔとの交点のＸ座標とＬ５とＥｂとの交点のＸ座標が等しくなる。また全ての遮光部の幅が等しいことから、幾何学的な関係により、サブピクセルの開口部のＹ軸方向にはＸ軸方向に隣接する開口部を斜めに分断する遮光部が配置されることになり、開口部のＹ軸方向の高さの合計は、以下の式のように一定となる。
【００３６】
[数４]
ｈ−ｅ／ｃｏｓθ
【００３７】
図６は本実施形態に係る表示装置の断面図であり、表示装置をＸ軸方向に切断した断面の一部を示したものである。表示装置の法線に平行な平行光Ｌｐをシリンドリカルレンズ３１に入射させた場合、光が集光する焦点位置Ｆｐが、ＴＦＴ基板４とＣＦ基板５の間の液晶層５５の近傍になるように、シリンドリカルレンズ３１の曲率等を設定している。ここで、シリンドリカルレンズ３１により集光された平行光Ｌｐが液晶層５５の位置で集光される幅をスポット幅Ｗｇと定義する。なお、液晶層５５の厚みはシリンドリカルレンズ３１の焦点距離に比べて十分に小さいため、スポット幅Ｗｇを規定する液晶層５５の位置は、ＴＦＴ基板４と接する面としてもよいし、ＣＦ基板５と接する面としてもよいし、深さ方向の中心位置としてもよい。ただしこのスポット幅は、シリンドリカルレンズの形状、屈折率等で求められる理論的な値ではなく、シリンドリカルレンズ製造時のレンズ曲率誤差など、各種交差及び収差を含めたものであり、実際に表示装置に平行光を入射し、液晶層の位置における光の強度分布を測定することによって求められる値（例えば、光の強度が１／２や１／ｅ２になる位置の幅）である。
【００３８】
ここで、各サブピクセル６１の任意のＸ軸方向の位置において、開口部がＹ軸方向のどの位置に配置されているかを表す量として、開口部重心Ｃｇ（Ｘ）を以下の様に定義する。図７はサブピクセル６１の開口部の一部を図示したもので、開口部をＹ軸に平行な線で切り取った場合、線分Ａ−Ａ’の位置の様に、Ｙ軸方向の開口部が１箇所しか存在しない領域と、線分Ｂ−Ｂ’の位置の様にＹ軸方向の開口部が２箇所存在する場所とに別けられることがわかる。座標（Ｘａ，Ｙａ１）、（Ｘａ，Ｙａ２）は、線分Ａ−Ａ’の位置における開口部の境界の座標であり、座標（Ｘｂ，Ｙｂ１）、（Ｘｂ，Ｙｂ２）及び座標（Ｘｂ，Ｙｂ３）、（Ｘｂ，Ｙｂ４）は、線分Ｂ−Ｂ’の位置における２つの開口部の境界の座標である。ここで、線分Ａ−Ａ’の位置の様に開口部が１箇所しか存在しない位置における開口部重心ＣｇのＹ軸方向の座標を、Ｙａ１、Ｙａ２を用いて以下の様に定義する。
【００３９】
[数５]
Ｃｇ（Ｘａ）＝（Ｙａ１＋Ｙａ２）／２
【００４０】
同様に線分Ｂ−Ｂ‘の位置の様に開口部が２箇所存在する位置における開口部重心のＹ軸方向の座標を、Ｙｂ１、Ｙｂ２、Ｙｂ３、Ｙｂ４を用いて以下の様に定義する。
【００４１】
[数６]
2015004763.tif 000003
【００４２】
上記を計算するに当たり、開口部はＸ軸方向に隣接するサブピクセル６１の開口部を含めて行なうものとする。図７に示した線Ｃｇ（Ｘ）はこの値を示したものである。
【００４３】
次に、Ｃｇ（Ｘ）をＸ軸方向におけるスポット幅Ｗｇの範囲で平均化（移動平均）した値Ｃｇｓｍａ（Ｘ）を計算する。これは以下の式で計算することができる。
【００４４】
[数７]
2015004763.tif 000004
【００４５】
図８は、本実施形態に係る表示装置の開口部重心Ｇｇ（Ｘ）とその移動平均Ｃｇｓｍａ（Ｘ）の計算結果の一部を示したものである。図中のΔＣｇ（Ｘ）は開口部重心の変動幅を示しており、ΔＣｇｓｍａ（Ｘ）は開口部重心の移動平均の変動幅を示している。本実施形態に係る液晶表示装置では、開口部重心の移動平均の変動幅ΔＣｇｓｍａ（Ｘ）がある一定の値以下になるように、シリンドリカルレンズ３１の特性、角度θ及び、１つのサブピクセル６１の中の開口部の分割数ｎを決定している。ただし、３Ｄクロストークを抑制するためには、ＷおよびＷｇの値はＰｐｘの１／３以下にすることが望ましい。Ｗの値はθおよびｎの値で調整することが可能である。
【００４６】
本実施形態に係る表示装置は以下のように駆動される。図３における個々のゲート線６３に、サブピクセル６１のＴＦＴ６４が導通状態となる電位を順次印加する。それと同時に個々のデータ線６２に映像信号を印加する。すると、サブピクセル６１の行単位で映像信号がＴＦＴ６４を介して、液晶容量６５、蓄積容量６６に書き込まれ、ゲート線６３の電位がＴＦＴ６４を非導通状態となる電位に変わることで、書き込まれた映像信号が保持される。これを全てのゲート線６３に対して順次行なうことで、１画面分の映像が書き込まれる。ここで、右目用のサブピクセルＲＲ、ＧＲ、ＢＲに書き込まれる映像信号と左目用のサブピクセルＬＲ、ＧＬ、ＢＬに書き込まれる映像信号とに視差分の違いを持たせることで、観察者は３次元映像として認識できるのである。
【００４７】
本実施形態に係る表示装置では、モアレ及び横縞感を抑制した、３Ｄクロストークの低い３次元画像が表示可能となる。以下にその理由について説明する。
【００４８】
モアレの発生は、表示装置から放射される光の強度がＸ軸の位置により変化することで生ずる。Ｘ軸の位置に応じた表示装置から放射される光の強度は、サブピクセル６１の開口部を、そのＸ軸の位置においてＹ軸方向に切断した場合の開口部と遮光部の比率に等しい。そのため、モアレを解消するには、開口部と遮光部の比率をＸ軸方向の位置に依らず一定にすればよい。本実施形態に係る表示装置では、サブピクセル６１の開口部のＹ軸方向の高さの合計は数式４に示したようにＸ軸の位置に係らず一定である。従ってモアレがほぼ抑制される。
【００４９】
３Ｄクロストークは、隣接するサブピクセルの光が観察者の目に混入する比率のことであり、この値が大きいと観察者の左右の目それぞれに、右目用の画像と左目用の画像が混合して到達することになり、３次元画像として視認できなくなる。３Ｄクロストークは、Ｙ軸に平行な直線上に隣接するサブピクセルの開口部が同時に存在することで生じ、その開口部が同時に存在する領域がＸ軸方向で長ければ長いほど高くなる。本実施形態におけるこの領域の長さはＷである。また、レンズスポット幅Ｗｇの領域では、開口部から放射される光がレンズによりＸ軸方向にＷｇの幅の分だけ平均化される。そのため、Ｗｇの幅が広がると３Ｄクロストークの値が高くなる。しかし、本発明では、ＷおよびＷｇをＰｐｘの１／３以下に設定するため、３Ｄクロストークの値を低く抑えることができる。３Ｄクロストークを低く抑える事は、視差画像を用いる２視点及び多視点の三次元画像表示装置では極めて重要である。
【００５０】
次に横縞感の発生原因と本発明により横縞感が抑制される理由について説明する。発明者はモアレ対策を行なった液晶表示装置を、開口部のレイアウトを変えて複数作製し、横縞感について調べた結果、横縞感は開口部重心の移動平均であるＣｇｓｍａ（Ｘ）の変動幅ΔＣｇｓｍａ（Ｘ）に大きく依存していることがわかった。表１にその評価結果を示す。サンプルは全て、サブピクセルのＸ軸方向のピッチＰｐｘが９１．５μｍ、Ｙ軸方向のピッチＰｐｙが６１μｍで、レンズスポット幅Ｗｇは１８μｍである。サンプルは開口部のレイアウトを変え、ΔＣｇ、ΔＣｇｓｍａを変えた４種を評価した。評価は主観評価で横縞感が視認されるものを「有り」、視認されないものを「無し」と判定した。
【００５１】
表１の結果から判るように横縞感は、ΔＣｇでは無く、ΔＣｇｓｍａに依存しており、２．８μｍのサンプルＣでは、全く視認されなかった。主観評価では評価者の視力の違い等による個人差があると予想されるが、サンプルＣは全ての評価者で横縞感が無いという結果であった。また、サンプルＤは通常の２次元画像を表示するＬＣＤ（Liquid Crystal Display）にレンズを貼ったものであり、ΔＣｇ、ΔＣｇｓｍａが共に０である。この場合は、横縞感は全く無かった。この事から、横縞感はモアレ対策を施した３次元画像表示を行う表示装置に固有の問題であることが判る。
【００５２】
[表１]
横縞感評価結果
2015004763.tif 000005
【００５３】
上記の様な評価結果となった理由について考察を重ねた結果、横縞感の発生原因について以下のようなことが判明した。
【００５４】
横縞感は、表示装置の狭い領域を詳細に見ようとした場合に特に強く視認されるという特徴がある。この状態で表示装置から放射され観察者の目９に到達する光について記載したものが図９である。シリンドリカルレンズ３１のＸ軸方向のピッチＰｌｘは画素のＸ軸方向のピッチ（この場合２×Ｐｐｘ）とほぼ等しく、観察者の目と表示装置との距離Ｄｅｙｅに比べて極めて小さい値となるため、隣接する２つのシリンドリカルレンズ３１の頂点と目とを結ぶ直線と、表示装置の法線との角度α１、α２は、ほぼ同じとなる。ここでスネルの法則により、α１とβ１及びα２とβ２には、空気の屈折率ｎ０とレンズの屈折率ｎｌとで数式８の関係式が成り立つことから、α１とα２がほぼ同じ値であれば、β１とβ２もほぼ同じ値となる。この場合幾何学的関係から、ｄｘ１とｄｘ２の値もほぼ同じとなる。もし、シリンドリカルレンズに収差が無く、焦点距離が液晶層５５近辺に設定されている場合、隣接する画素から観察者の目９に到達する光は、画素のほぼ同じ位置から放射された光であることがわかる。
【００５５】
[数８]
ｎ０×ｓｉｎα＝ｎｌ×ｓｉｎβ
【００５６】
しかしながら、シリンドリカルレンズには、製造上の交差や各種収差などにより光は焦点位置でも収束せず、ある程度の広がりを持つことになる。この広がりの範囲では光が平均化され、その平均化された光の強度を観察者が視認することになる。本発明では液晶層における光の広がりの幅についてＷｇと定義しており、観察者が表示装置を見る場合、表示装置の開口部から放射される光はＸ軸方向にＷｇの範囲で平均化されたものになる。
【００５７】
図１０及び図１１は、表１の横縞感評価に用いたサンプルＢ、Ｃの開口部のレイアウトをそれぞれ示したものである。図１０、図１１共に、Ｘ軸及びＹ軸方向に４×６のサブピクセルのマトリクスを図示している。Ｘ軸方向に並ぶサブピクセルの行には同じ色の光を透過する色レジストが配置されており、上から順にＲレジスト５１、Ｇレジスト５２、Ｂレジスト５３が繰り返し配置されている。図中には、サブピクセルの行毎に開口部重心（図中の例えばＣｇ＿Ｒ１（Ｘ））を実線で、開口部重心の移動平均（図中の例えばＣｇｓｍａ＿Ｒ１（Ｘ））を点線で示している。図１０で示したサンプルＢと、図１１で示したサンプルＣとでは、表１に示したように、開口部重心の変動幅ΔＣｇは同じであるが、開口部重心の移動平均の変動幅ΔＣｇｓｍａは異なっており、サンプルＣの変動幅の方が小さくなっている。なお、図示していないが、サンプルＡは、図１０のサンプルの開口部の窪みを大きくした構造であり、サンプルＤは、矩形状の開口部とした構造である。
【００５８】
さらに詳細に見ると、サンプルＢではサブピクセルの行Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１、Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２の開口部重心の移動平均に以下のような特徴が見られる。領域Ａｒｅａ  Ａでは、開口部重心の移動平均ΔＣｇｓｍａ＿Ｒ１（Ｘ）とΔＣｇｓｍａ＿Ｇ１（Ｘ）の線間距離が長く、ΔＣｇｓｍａ＿Ｇ１（Ｘ）とΔＣｇｓｍａ＿Ｂ１（Ｘ）の線間距離が短いが、ΔＣｇｓｍａ＿Ｒ２（Ｘ）とΔＣｇｓｍａ＿Ｇ２（Ｘ）の線間距離は短く、ΔＣｇｓｍａ＿Ｇ２（Ｘ）とΔＣｇｓｍａ＿Ｂ２（Ｘ）の線間距離は長くなっている。反対に領域Ａｒｅａ  Ｂでは、ΔＣｇｓｍａ＿Ｒ１（Ｘ）とΔＣｇｓｍａ＿Ｇ１（Ｘ）の線間距離が短く、ΔＣｇｓｍａ＿Ｇ１（Ｘ）とΔＣｇｓｍａ＿Ｂ１（Ｘ）の線間距離が長いが、ΔＣｇｓｍａ＿Ｒ２（Ｘ）とΔＣｇｓｍａ＿Ｇ２（Ｘ）の線間距離は長く、ΔＣｇｓｍａ＿Ｇ２（Ｘ）とΔＣｇｓｍａ＿Ｂ２（Ｘ）の線間距離は短くなっている。一方、サンプルＣでは各サブピクセルの行において開口部重心の移動平均が大きく変動しないことから、Ｙ軸方向に隣接する開口部重心の移動平均を示す線の間隔はほぼ一定となっている。
【００５９】
既に説明したように、観察者が表示装置の狭い領域を詳細に見ようとした場合、観察者の目に到達する光強度は、サブピクセルと特定の位置における開口部重心の移動平均の値に依存する。さらに、観察者はＲ、Ｇ、Ｂのサブピクセルから放射される光を空間混色して色を認識するが、この際、Ｒ、Ｇ、Ｂのサブピクセルから放射される光のＹ軸方向の強度位置がずれていると、認識される色にも違いが生ずる。つまり、サンプルＢのように、サブピクセルのＸ軸方向の位置に応じて、Ｒ、Ｇ、Ｂのサブピクセル間で、光のＹ軸方向の強度中心位置と等価である開口部重心の移動平均の間隔が変わると、その間隔の違いに応じて異なった色に認識される。これが、Ｙ軸方向に連続する２つの画素（Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１の行に含まれるサブピクセルで構成される画素とＲ２、Ｇ２、Ｂ２の行に含まれるサブピクセルで構成される画素）で前記間隔が異なることから、連続する２つの画素行で異なった色に認識され、これが横縞感の原因となっていたのである。
【００６０】
一方、サンプルＣの様に、開口部重心の移動平均が各サブピクセルの行でほぼ変動が無いため、当然Ｙ軸方向に隣接するサブピクセルの行で、開口部重心の移動平均を示す線の間隔もほぼ等しい。従って、観察者がＲ、Ｇ、Ｂのサブピクセルから放射された光を空間混色で色として認識する場合でも、Ｙ軸方向に隣接した画素行で異なる色として認識されなくなる。しかし、混色ではなく単色の場合は、Ｙ軸方向に隣接した画素行で、光を放射するサブピクセルのＹ軸方向の発光強度中心が異なることから、Ｙ軸方向に均一に見えず、横縞感として感じられるのである。表１に示した実験結果より、横縞感が認識されない開口部重心の移動平均の値の閾値は、２．８μｍから１１μｍの間にあることは明白であり、評価サンプル製造時のばらつきに起因する画素形状のばらつきが２μｍ程度であったことを考慮すると、移動平均の値を設計上５μｍ程度以下に設定すれば横縞感は生じないことになる。
【００６１】
上記のように、横縞感を抑制するには、各サブピクセルにおいて開口部重心の移動平均の変動幅を小さくすればよいのであるから、本実施形態に係る表示装置においても横縞感を抑制できるのである。
【実施例１】
【００６２】
ここで示す実施例は、本発明の実施形態における表示装置を液晶表示装置で実現した際の、サブピクセルの具体的なレイアウトを示した実施例である。表示装置の構成、駆動方法については実施形態と同様の構成、方法を用いることができる。
【００６３】
図１２は実施例１の液晶表示装置の１画素分の開口部のレイアウトを示したものである。１画素は６個のサブピクセル６１で構成され、個々のサブピクセルはＸ軸方向にＰｐｘのピッチを有し、Ｙ軸方向にＰｐｙのピッチを有している。Ｘ軸方向に並ぶサブピクセルの行には同一の色レジストが設けられており、図１２の例ではＲ１のサブピクセルの行にはＲレジスト５１、Ｇ１のサブピクセルの行にはＧレジスト５２、Ｂ１のサブピクセルの行にはＢレジスト５３が配置されている。図中Ｃｇ＿Ｒ１（Ｘ）は、Ｒ１のサブピクセルの行の開口部重心の値を示した線であり、Ｃｇ＿Ｇ１（Ｘ）は、Ｇ１のサブピクセルの行の開口部重心の値を示した線であり、Ｃｇ＿Ｂ１（Ｘ）はＢ１のサブピクセルの行の開口部重心の値を示した線である。
【００６４】
図１３は、図１２で示した実施例１のサブピクセル６１を詳細に示したものである。実施例１のサブピクセル６１の特徴を３つの領域Ａｒｅａ  Ｃ、Ａｒｅａ  Ｄ、Ａｒｅａ  Ｅに別けて説明する。領域Ａｒｅａ  Ｃにおいて、サブピクセルはＸ軸方向に隣接する隣のサブピクセルと接している。２つのサブピクセルの境界である遮光部は、幅ｅでありＸ軸に対してθ１の角度を有している。従って、前記遮光部のＹ軸方向の長さは、以下のようになる。
【００６５】
[数９]
ｅ／ｃｏｓθ１
【００６６】
同様に領域Ａｒｅａ  ＥにおいてもＸ軸方向に隣接する隣のサブピクセルと接しており、その境界部である遮光部の幅はｅで、Ｘ軸に対してθ１の角度を持っていることから、遮光部のＹ軸方向の長さは数式９で示した値となる。
【００６７】
領域Ａｒｅａ  Ｄにおいては、サブピクセルの開口部のＹ軸方向の上辺は線分Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６、Ｔ７で規定されており、サブピクセルのＹ軸方向の下辺は線分Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４、Ｂ５、Ｂ６、Ｂ７で規定されている。ここで、Ｔ１とＢ１は平行であり、Ｔ２とＢ２、Ｔ３とＢ３、Ｔ４とＢ４、Ｔ５とＢ５、Ｔ６とＢ６、Ｔ７とＢ７もそれぞれ平行である。ここで、図中ｈ１で示した値を数式９で示した値と等しくすると、幾何学的関係から、全ての領域においてサブピクセルの開口部のＹ軸方向の長さは等しく以下のようになる。
【００６８】
[数１０]
ｈ−ｅ／ｃｏｓθ１
【００６９】
ここで、ｈは図１３で図示した部分の長さである。尚、図１３で示した角度θ１、θ２、θ３、θ４は必ずしも等しい必要は無い。
【００７０】
次に開口部重心について説明する。図１２に記載した開口部重心Ｃｇ＿Ｒ１（Ｘ）、Ｃｇ＿Ｇ１（Ｘ）、Ｃｇ＿Ｂ１（Ｘ）は、実施形態の中で説明した数式５または数式６によって計算したものである。図１２からわかるように、１つのサブピクセル６１の中で、開口部重心はＹ軸方向の上方向に２回、下方向に２回変動している。この変動の周期の中で最も長くなるものの長さを、シリンドリカルレンズの液晶層におけるスポット幅Ｗｇに近くなるように設定する。前記周期がＷｇに対して長すぎる場合は、θ２〜θ４の値を大きくすることで、開口部重心の値がＹ軸方向の上方向、下方向に変動する回数を増やすことができ、結果として前記周期を短くすることが可能となる。別の言い方をすれば、領域Ａｒｅａ  Ｄを細かく分割している領域Ｄ’１〜Ｄ’７の数を増やすことである。その際、Ｘ軸方向に左右に隣接するサブピクセルとの整合を取るために、分割数を考慮する必要がある。
【００７１】
本実施例では、モアレの発生を抑制し、横縞感を低減することができる。その理由は実施形態で説明した理由と同様に、第一に、開口部のＹ軸方向の長さがＸ軸方向の位置に係らず一定であることからモアレが抑制されるためである。第二に、開口部重心の値がＹ軸方向の上下に変動する周期がシリンドリカルレンズのスポット幅Ｗｇに近く設定されていることから、開口部重心をＷｇの範囲で移動平均した値のＹ軸方向の変動幅が小さくなっているためである。
【００７２】
さらに本実施例では、開口率を高くすることが可能となる。図３に示したように各サブピクセルは少なくとも、ＴＦＴ６４、液晶容量６５、蓄積容量６６とで構成される。ここでＴＦＴ６４をレイアウトするにためには、ＸＹ座標面上で、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向の両方向にある程度長さを最低限必要とする。図５で示したサブピクセルのレイアウトでは、開口部がＹ軸方向に分断されており、開口部を分断する遮光部はの幅は狭い。そのため、この部分の遮光部にＴＦＴ６４を配置することが困難となり、それ以外の場所にＴＦＴ６４を配置する必要が有った。その為、開口率が低下する原因となっていた。一方、本実施例では、図１２に示すように、ＸＹ平面上で、Ｘ軸方向及びＹ軸方向にある程度の長さを有する遮光部が存在する。この遮光部にＴＦＴ６４を配置することが可能となる為、開口率を高くすることが可能となるのである。
【実施例２】
【００７３】
ここで示す実施例は、本発明の実施形態における表示装置を液晶表示装置で実現した際の、サブピクセルの具体的なレイアウトを示した実施例である。表示装置の構成、駆動方法については実施形態と同様の構成、方法を用いることができる。
【００７４】
図１４は実施例２の液晶表示装置の１画素分の開口部のレイアウトを示したものである。１画素は６個のサブピクセル６１で構成され、個々のサブピクセルはＸ軸方向にＰｐｘのピッチを有し、Ｙ軸方向にＰｐｙのピッチを有している。Ｘ軸方向に並ぶサブピクセルの行には同一の色レジストが設けられており、図１４の例ではＲ１のサブピクセルの行にはＲレジスト５１、Ｇ１のサブピクセルの行にはＧレジスト５２、Ｂ１のサブピクセルの行にはＢレジスト５３が配置されている。図中Ｃｇ＿Ｒ１（Ｘ）は、Ｒ１のサブピクセルの行の開口部重心の値を示した線であり、Ｃｇ＿Ｇ１（Ｘ）は、Ｇ１のサブピクセルの行の開口部重心の値を示した線であり、Ｃｇ＿Ｂ１（Ｘ）はＢ１のサブピクセルの行の開口部重心の値を示した線である。
【００７５】
図１５は、図１４で示した実施例２のサブピクセル６１を詳細に示したものである。実施例２のサブピクセル６１の特徴を３つの領域Ａｒｅａ  Ｆ、Ａｒｅａ  Ｇ、Ａｒｅａ  Ｈに別けて説明する。領域Ａｒｅａ  Ｇにおいて、サブピクセルはＸ軸方向に隣接する隣のサブピクセルと接している。２つのサブピクセルの境界である遮光部は、幅ｅでありＸ軸に対してθ１の角度を有している。従って、前記遮光部のＹ軸方向の長さは数式９で表される値となる。
【００７６】
同様に領域Ａｒｅａ  ＨにおいてもＸ軸方向に隣接する隣のサブピクセルと接しており、その境界部である遮光部の幅はｅで、Ｘ軸に対してθ１の角度を持っていることから、遮光部のＹ軸方向の長さは数式９で表される値となる。
【００７７】
領域Ａｒｅａ  Ｇにおいては、サブピクセルの開口部のＹ軸方向の上辺は線分Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６、Ｔ７、Ｔ８、Ｔ９で規定されており、サブピクセルのＹ軸方向の下辺は線分Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４、Ｂ５、Ｂ６、Ｂ７、Ｂ８、Ｂ９で規定されている。ここで、Ｔ１とＢ１は平行であり、Ｔ２とＢ２、Ｔ３とＢ３、Ｔ４とＢ４、Ｔ５とＢ５、Ｔ６とＢ６、Ｔ７とＢ７、Ｔ８とＢ８、Ｔ９とＢ９もそれぞれ平行である。ここで、図中ｈ１で示した値を数式９で示した値と等しくすると、幾何学的関係から、全ての領域においてサブピクセルの開口部のＹ軸方向の長さは等しく数式１０で表される値となる。
【００７８】
ここで、ｈは図１５で図示した部分の長さである。尚、図１５で示した角度θ１、θ２、θ３、θ４、θ５は必ずしも等しい必要は無い。
【００７９】
次に開口部重心について説明する。図１４に記載した開口部重心Ｃｇ＿Ｒ１（Ｘ）、Ｃｇ＿Ｇ１（Ｘ）、Ｃｇ＿Ｂ１（Ｘ）は、実施形態の中で説明した数式５または数式６によって計算したものである。図１５からわかるように、１つのサブピクセル６１の中で、開口部重心はＹ軸方向の上方向に２回あるいは３回、下方向に３回あるいは２回変動している。この変動の周期の中で最も長くなるものの長さを、シリンドリカルレンズの液晶層におけるスポット幅Ｗｇに近くなるように設定する。前記周期がＷｇに対して長すぎる場合は、θ２〜θ５の値を大きくすることで、開口部重心の値がＹ軸方向の上方向、下方向に変動する回数を増やすことができ、結果として前記周期を短くすることが可能となる。別の言い方をすれば、領域Ａｒｅａ  Ｇを細かく分割している領域Ｇ’１〜Ｇ’９の数を増やすことである。その際、Ｘ軸方向に左右に隣接するサブピクセルとの整合を取るために、分割数を考慮する必要がある。
【００８０】
本実施例では、モアレの発生を抑制し、横縞感を低減することができる。その理由は実施形態で説明した理由と同様に、第一に、開口部のＹ軸方向の長さがＸ軸方向の位置に係らず一定であることからモアレが抑制されるためである。第二に、開口部重心の値がＹ軸方向の上下に変動する周期がシリンドリカルレンズのスポット幅Ｗｇに近く設定されていることから、開口部重心をＷｇの範囲で移動平均した値のＹ軸方向の変動幅が小さくなっているためである。
【００８１】
さらに本実施例では、開口率を高くすることが可能となる。本実施例では、図１４に示すように、ＸＹ平面上で、Ｘ軸方向及びＹ軸方向にある程度の長さを有する遮光部が存在する。この遮光部にＴＦＴ６４を配置することが可能となる。従って、実施例１で説明したのと同様の理由で、開口率を高くすることが可能となるのである。
【実施例３】
【００８２】
ここで示す実施例は、本発明の実施形態における表示装置を液晶表示装置で実現した際の、サブピクセルの具体的なレイアウトを示した実施例である。表示装置の構成、駆動方法については実施形態と同様の構成、方法を用いることができる。
【００８３】
図１６は実施例２の液晶表示装置の１画素分の開口部のレイアウトを示したものである。１画素は６個のサブピクセル６１で構成され、個々のサブピクセルはＸ軸方向にＰｐｘのピッチを有し、Ｙ軸方向にＰｐｙのピッチを有している。Ｘ軸方向に並ぶサブピクセルの行には同一の色レジストが設けられており、図１６の例ではＲ１のサブピクセルの行にはＲレジスト５１、Ｇ１のサブピクセルの行にはＧレジスト５２、Ｂ１のサブピクセルの行にはＢレジスト５３が配置されている。図中Ｃｇ＿Ｒ１（Ｘ）は、Ｒ１のサブピクセルの行の開口部重心の値を示した線であり、Ｃｇ＿Ｇ１（Ｘ）は、Ｇ１のサブピクセルの行の開口部重心の値を示した線であり、Ｃｇ＿Ｂ１（Ｘ）はＢ１のサブピクセルの行の開口部重心の値を示した線である。
【００８４】
図１７は、図１６で示した実施例２のサブピクセル６１を詳細に示したものである。実施例３のサブピクセル６１は、実施形態で示した開口部をＹ軸方向に２つに分断した形状である。サブピクセルの開口部をＸ軸方向に分断する遮光部は全て幅ｅであり、Ｘ軸に対してθの傾きを持っている。サブピクセルの開口部をＹ軸方向に分断する遮光部はその境界線Ｅ１、Ｅ２で示されており、共にＸ軸に対して平行である。ここで、開口部をＸ軸方向に分断する遮光部の中心線をＬ１〜Ｌ５とした場合、各中心線がＥ１及びＥ２と交差する点のＸ軸方向の座標が一致するようにする。そして、Ｗ、θ、Ｐｐｘ、ｈ１、ｈ２の間には以下の関係が成り立つようにする。
【００８５】
[数１１]
ｈ２＋ｈ３＝Ｗ×ｔａｎθ
【００８６】
[数１２]
Ｐｐｘ＝ｎ×Ｗ
【００８７】
ここで、ｈ２、ｈ３は図１７で示した開口部のＹ軸方向の高さであり、ｎは１以上の整数である。図１７の例ではｎ＝４となっている。この様な関係式が成り立つ場合、その幾何学的関係から、開口部のＹ軸方向の高さの合計は次式のようにＸ軸方向の位置に係らず一定となる。
【００８８】
[数１３]
ｈ２＋ｈ３−ｅ／ｃｏｓθ
【００８９】
次に開口部重心について説明する。図１７で示したサブピクセルの開口部には、図１８の線分Ｃ−Ｃ’の位置のように、開口部がＹ軸方向に３箇所存在する場合が出てくる。その場合の開口部重心は、図１８に示した記号を用い、以下のように計算することができる。
【００９０】
【数１４】
2015004763.tif 000006
【００９１】
図１６に示した開口部重心Ｃｇ＿Ｒ１（Ｘ）、Ｃｇ＿Ｇ１（Ｘ）、Ｃｇ＿Ｂ１（Ｘ）は、上記数式１４及び、数式５、数式６を適宜用いて計算したものである。図１６からわかるように、１つのサブピクセル６１の中で、開口部重心はＹ軸方向の上方向に４回、下方向に４回変動している。この変動の周期の長さを、シリンドリカルレンズの液晶層におけるスポット幅Ｗｇに近くなるように設定する。前記周期がＷｇに対して長すぎる場合は、数式１２におけるｎの値を大きくすればよい。
【００９２】
本実施例では、モアレの発生を抑制し、横縞感を低減することができる。その理由は実施形態で説明した理由と同様に、第一に、開口部のＹ軸方向の長さがＸ軸方向の位置に係らず一定であることからモアレが抑制されるためである。第二に、開口部重心の値がＹ軸方向の上下に変動する周期がシリンドリカルレンズのスポット幅Ｗｇに近く設定されていることから、開口部重心をＷｇの範囲で移動平均した値のＹ軸方向の変動幅が小さくなっているためである。
【００９３】
また、本実施例では、サブピクセルの開口部をＹ軸方向に２つに分断した例を示したが、３以上に分断しても良い。その際、開口部をＹ軸方向に分断する遮光部がＸ軸に平行でＹ軸方向に等しい幅を有しており、開口部をＸ軸方向に分断する遮光部の中心線が、上記Ｙ軸方向に開口部を分断する位置においてＹ軸に平行になるように設定すれば良い。またその際の開口部重心の求め方は、数式６、数式１４の規則性から容易に導くことができる。
【００９４】
さらに、開口部をＹ軸方向に分断する方法は、実施例２で示した開口部のレイアウトにも同様に適用可能である。この際にも、開口部をＹ軸方向に分断する遮光部がＸ軸に平行でＹ軸方向に等しい幅を有しており、開口部をＸ軸方向に分断する遮光部の中心線が、上記Ｙ軸方向に開口部を分断する位置においてＹ軸に平行になるように設定すれば良い。
【００９５】
ここまで、表示装置を実現する方法として、液晶表示装置を用いる例を示したが、本発明の方法を用いれば液晶表示装置以外を用いることも可能である。有機又は無機ＥＬ（Electro Luminescence）表示装置を用いても良く、ＰＤＰ（Plasma Display Panel）を用いた表示装置でも良い。
【００９６】
図１９はＥＬパネルを用いて本発明の表示装置を実現する場合の構成例である。図中７がＥＬパネルを示している。図２０はＥＬパネル７の画素配置を模式的に示した図である。ＥＬパネル７は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に３×３の画素６を有しており、それぞれの画素６は、マトリクス状に配置された６個のサブピクセル６１で構成されている。１つの画素６を構成する６個のサブピクセル６１は、ＲＲ、ＲＬ、ＧＲ、ＧＬ、ＢＲ、ＢＬのように配置されている。サブピクセルＲＲは右目用の赤の画像を表示するサブピクセルであり、ＲＬは左目用の赤の画像を表示するサブピクセルである。同様に、ＧＲ、ＧＬ、ＢＲ、ＢＬは、それぞれ、右目用の緑の画像、左目用の緑の画像、右目用の青の画像、左目用の青の画像を表示するサブピクセルである。図からわかるように、Ｘ軸方向に配列したサブピクセル６１の行は、同一の色の画像を表示し、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色の画像を表示するサブピクセルの行がＹ軸方向に順番に並んでいる。各サブピクセルの発光部は、図４、図１２、図１４で示したレイアウトを用いることができる。
【００９７】
ここで発光部は、ＥＬ素子の陰極および陽極の交差部で規定される。また、液晶パネルにおける開口部重心は、同様の定義で発光部重心と読み替えることができる。発光色は発光部に光の３原色に対応した波長の光が励起される材料を塗り分けるか、白色発光する材料を全てのサブピクセルに塗布し、カラーフィルターで透過光のスペクトルを分離しても良い。何れの場合でも、発光される光の色がＸ軸方向に隣接するサブピクセルの行で同一であり、Ｙ軸方向に隣接するサブピクセルで異なっていれば良い。本発明において重要なのは、各サブピクセルにおいて発光部重心（発光部から放射される光の強度重心のＹ軸方向の位置）を各Ｘ軸方向の位置において求め、その値を、シリンドリカルレンズに法線方向から光を入射した際にサブピクセル発光面の位置におけるスポット幅Ｗｇの間隔で移動平均した値の、Ｙ軸方向の変動幅を一定の値以下にすることである。
【００９８】
以上、表示装置として左目用の画像と右目用の画像を表示する例を示したが、所謂多視点と呼ばれるように、２つ以上の画像を表示させる表示装置に適用しても良い。また、光の３原色としてＲ、Ｇ、Ｂを用いる例以外に、Ｒ、Ｇ、Ｂ以外の色を含めた場合でも適用できる。
【００９９】
また、開口部重心、または発光部重心の移動平均の変動幅を小さくするには、図８で示した開口部重心（あるいは発光部重心）Ｃｇ（Ｘ）の値が上下に変動する周期を、シリンドリカルレンズのスポット幅Ｗｇに近づける、あるいはスポット幅以下にすれば良いとも表現することができる。ここでその方法として、開口部重心（あるいは発光部重心）Ｃｇ（Ｘ）の値が上下に変動する周期を小さくする方法と、スポット幅Ｗｇを大きくする方法が考えられるが、スポット幅Ｗｇを大きくすると、Ｘ軸方向に隣接するサブピクセルから放射される光がより多く混合されることになり、３Ｄクロストークの値が大きくなり、画質が劣化する。従って、開口部重心（あるいは発光部重心）Ｃｇ（Ｘ）の値が上下に変動する周期を小さくする方が良い。
【産業上の利用可能性】
【０１００】
本発明は、表示装置に関し、特に、三次元映像を表示する表示装置に利用可能である。
【符号の説明】
【０１０１】
１  表示装置
２  液晶パネル
２１  バックライト
３  レンズアレイシート
３１  シリンドリカルレンズ
４  ＴＦＴ基板
５  ＣＦ基板
５１  Ｒレジスト
５２  Ｇレジスト
５３  Ｂレジスト
５５  液晶層
６  画素
６１  サブピクセル
６２  データ線
６３  ゲート線
６４  ＴＦＴ
６５  液晶容量
６６  蓄積容量
６７  蓄積容量線
７  ＥＬパネル
８０  遮光部
９、９Ｌ、９Ｒ  観察者の目
【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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【図２３】
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【図２４】
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