(57)【要約】【課題】表示品位を確保しつつ視角方向と交差する方向からの光漏れを抑制した表示素子を提供する。【解決手段】視差バリア層24の遮蔽部24aを、各副画素11に対応し、かつ、画像の表示方向と交差する上方向へとそれぞれ偏位させて配設して市松模様状をなすように形成する。遮蔽部24aを上下方向に連続したすじ状に視認することを防止し、表示品位を向上できるとともに、画像の表示方向である視角方向と交差する上方向からの光漏れを防止できる。【選択図】図１
2008197423.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の基板と、これら基板間に介在された光変調層とを有し、複数の画素がマトリクス状に形成され、これら画素のうち交互に位置する複数の画素で構成される複数の画素群で異なる方向へと異なる画像を表示可能とする表示素子であって、
前記一対の基板のいずれか一方は、
一対の透明基板と、
これら透明基板間に配設され、前記各画素群で表示する画像を視差により分離して表示させる視差バリア層とを備え、
前記視差バリア層は、
前記各画素に対応し、かつ、前記画像の表示方向と交差するいずれか一方向へと偏位してそれぞれ配設されて市松模様状をなし、前記画素で表示された画像を遮蔽する遮蔽部と、
これら遮蔽部間に設けられ、前記画素で表示された画像を透過させる開口部とを有している
ことを特徴とした表示素子。
【請求項２】
一対の基板と、これら基板間に介在された光変調層とを有し、複数の画素がマトリクス状に形成され、これら画素のうち交互に位置する複数の画素で構成される複数の画素群で異なる方向へと異なる画像を表示可能とする表示素子であって、
前記一対の基板のいずれか一方は、
一対の透明基板と、
これら透明基板間に配設され、前記各画素群で表示する画像を視差により分離して表示させる視差バリア層とを備え、
前記視差バリア層は、
前記画素に対応する位置にそれぞれ配設されて市松模様状をなし、前記画像の表示方向と交差する少なくともいずれか一方向へとそれぞれ延設され、前記画素で表示された画像を遮蔽する遮蔽部と、
これら遮蔽部間に設けられ、前記画素で表示された画像を透過させる開口部とを有している
ことを特徴とした表示素子。
【請求項３】
前記画素は、複数で１つの画素部をなす副画素であり、
前記遮蔽部は、前記副画素毎に配設されている
ことを特徴とした請求項１または２記載の表示素子。
【請求項４】
前記画素は、複数で１つの画素部をなす副画素であり、
前記遮蔽部は、前記画素部毎に配設されている
ことを特徴とした請求項１または２記載の表示素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異なる方向から観測したときに、各方向で異なる画像を表示できる表示素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば表示素子などのディスプレイは、一般に、携帯電話、携帯情報端末(ＰＤＡ)、カーナビゲーションシステムなどの小形のディスプレイからパーソナルコンピュータ、テレビなどの大形のディスプレイとして用いられている。
【０００３】
これまでのディスプレイは異なる角度から同じ画像を高品位に観測できるよう最適化されてきたが、近年、マルチプルビューディスプレイと呼ばれ、複数の異なる画像を同時に表示しかつ視角方向によって個別の画像を観測できるディスプレイも必要とされてきている。例えば、自動車に搭載する車載ディスプレイには、運転手が地図などのカーナビゲーションデータやモニタ情報の確認に用いる他にも、助手席の同乗者が映画などを見るといった用途がある。
【０００４】
このようなマルチプルビューディスプレイは、従来、同時に複数の画像を表示する表示デバイスと、所定の視角方向から画像が個別に視認されるように各画像を視差により分離して表示させる光学デバイスとを備えたものがある。
【０００５】
例えば、表示デバイスとしては、一般的なＲＧＢストライプ構造のアクティブマトリクス型ＴＦＴ表示素子などがあり、このような表示デバイスが有する複数の画素のうち、視差により画像を分離する方向に例えば複数の列毎に交互に位置する複数の画素で複数の画素群を構成し、各画素群によって個別の画像を表示する。また、光学デバイスとしては、表示デバイスの画素を遮光する遮光部と透光させるスリット部とが交互に形成された視差バリア層があり、この視差バリア層を表示デバイスの正面側に形成している（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
そして、マルチプルビューディスプレイの正面に対して例えば左側の所定の視角方向から見た場合、１つの画素群の画像のみがスリット部を通じて視認され、残りの画素群の画像は視差バリア層の遮光部で遮光される。同様に、マルチプルビューディスプレイの正面に対して右側の所定の視角方向から見た場合、１つの画素群の画像のみがスリット部を通じて視認され、残りの画素群の画像は視差バリア層の遮光部で遮光される。したがって、１つのマルチプルビューディスプレイで、異なる方向からスリット部を通して異なる画像を観測できる。
【特許文献１】特開平１１−２０５８２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来のマルチプルビューディスプレイでは、視角方向に対して直交する方向に縞状に連続するストライプ状の視差バリア層を使用しているため、この視差バリア層自体のすじが視認されてしまい表示品位が低下するという問題があった。
【０００８】
また、そのすじを視認し難くするため視差バリア層を市松模様状に配置することが考えられるものの、このような視差バリア層では、ストライプ状の視差バリア層では考慮する必要がなかった視角方向に交差する方向、例えば上下方向などからの光漏れが問題となる。
【０００９】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、表示品位を確保しつつ視角方向と交差する方向からの光漏れを抑制した表示素子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】
【００１０】
本発明は、一対の基板と、これら基板間に介在された光変調層とを有し、複数の画素がマトリクス状に形成され、これら画素のうち交互に位置する複数の画素で構成される複数の画素群で異なる方向へと異なる画像を表示可能とする表示素子であって、前記一対の基板のいずれか一方は、一対の透明基板と、これら透明基板間に配設され、前記各画素群で表示する画像を視差により分離して表示させる視差バリア層とを備え、前記視差バリア層は、前記各画素に対応し、かつ、前記画像の表示方向と交差するいずれか一方向へと偏位してそれぞれ配設されて市松模様状をなし、前記画素で表示された画像を遮蔽する遮蔽部と、これら遮蔽部間に設けられ、前記画素で表示された画像を透過させる開口部とを有しているものである。
【００１１】
そして、各画素群で表示する画像を視差により分離して表示させる視差バリア層の遮蔽部を、各画素に対応し、かつ、画像の表示方向と交差するいずれか一方向へとそれぞれ偏位させて配設して市松模様状をなすように形成する。
【００１２】
また、本発明は、一対の基板と、これら基板間に介在された光変調層とを有し、複数の画素がマトリクス状に形成され、これら画素のうち交互に位置する複数の画素で構成される複数の画素群で異なる方向へと異なる画像を表示可能とする表示素子であって、前記一対の基板のいずれか一方は、一対の透明基板と、これら透明基板間に配設され、前記各画素群で表示する画像を視差により分離して表示させる視差バリア層とを備え、前記視差バリア層は、前記各画素に対応する位置にそれぞれ配設されて市松模様状をなし、前記画像の表示方向と交差する少なくともいずれか一方向へとそれぞれ延設され、前記画素で表示された画像を遮蔽する遮蔽部と、これら遮蔽部間に設けられ、前記画素で表示された画像を透過させる開口部とを有しているものである。
【００１３】
そして、各画素群で表示する画像を視差により分離して表示させる視差バリア層の遮蔽部を、各画素に対応する位置にそれぞれ配設して市松模様状をなすように形成し、かつ、各遮蔽部を、画像の表示方向と交差する少なくともいずれか一方向へと延設する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、遮蔽部が所定方向に連続してすじ状に視認されることを防止し、表示品位を向上できるとともに、画像の表示方向である視角方向と交差するいずれか一方向からの光漏れを防止できる。
【００１５】
また、本発明によれば、遮蔽部が所定方向に連続してすじ状に視認されることを防止し、表示品位を向上できるとともに、画像の表示方向である視角方向と交差する少なくともいずれか一方向からの光漏れを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の第１の実施の形態の構成を図１ないし図４を参照して説明する。
【００１７】
図１および図２において、１は表示装置としての液晶表示装置であるマルチプルビューディスプレイを示し、このマルチプルビューディスプレイ１は、例えば自動車に搭載する車載ディスプレイなどとして用いられるものである。
【００１８】
そして、このマルチプルビューディスプレイ１は、表示素子としての液晶表示素子である表示デバイス２、およびこの表示デバイス２の背面側から単色光(白色光)を照明するバックライト３を備えている。
【００１９】
表示デバイス２は、同時に複数の画像を表示するもので、例えばアクティブマトリクス型のＴＦＴ素子であって、基板としてのアレイ基板５と基板としての対向基板６とが図示しないスペーサを介して所定間隔で対向配置され、これら基板５，６の間に光変調層としての液晶層７が介在され、バックライト３側(光源側)と観測者側の２枚の偏光板８，９を有している。また、表示デバイス２は、これらアレイ基板５と対向基板６とを合わせて複数、例えばＲＧＢの３色に対応した３つずつの画素としてのサブピクセルである副画素11によりそれぞれ形成される複数の画素部12をマトリクス状に備えている。さらに、この表示デバイス２は、図示しない駆動回路により、例えば、インターレースされた画像を表示可能としており、さらに、複数の異なる画像も表示可能としている。
【００２０】
アレイ基板５は、透光性を有するガラス基板などの基板14上に走査線および信号線などの図示しない配線が格子状に設けられているとともに、これら配線の交差部近傍に、スイッチング素子であるＴＦＴがそれぞれ配設されてマトリクス状となっている。そして、このアレイ基板５には、ＴＦＴなどの上に、例えばＩＴＯなどにより形成された透明電極である画素電極15が配設されている。
【００２１】
一方、対向基板６は、対向ＣＦ(カラーフィルタ)基板とも呼ばれるもので、透光性を有するガラス基板などの透明基板としての第１基板21と透明基板としての第２基板22とを有し、これら基板21，22間には、例えば左右方向などの視差により画像を分離する方向に形成された視差バリア層24が配設されている。また、第１基板21の視差バリア層24と反対側には、機能性膜としてのカラーフィルタ層25と例えばＩＴＯなどにより形成された透明電極である図示しない対向電極とが設けられている。
【００２２】
なお、機能性膜としては、カラーフィルタ層25および対向電極だけでなく、例えばブラックマトリクスなど、副画素11を構成するための任意の膜を含むものとする。
【００２３】
視差バリア層24は、副画素11で表示された画像を遮蔽する複数の遮蔽部24aと、これら遮蔽部24a間に形成され副画素11で表示された画像を透過させる複数の開口部24bとを有し、液晶層７と反対側の透明基板である第２基板22の第１基板21に対向する主面に形成され、第１基板21と第２基板22とを貼り合わせる接着層28により覆われている。なお、本実施の形態においては、視差バリア層24を第２基板22側に設ける構成としているが、視差バリア層24を第１基板21側に設ける構成としてもよい。
【００２４】
各遮蔽部24aは、例えば非光透過性金属であるクロム、あるいはカーボンブラックなどの黒色顔料が分散された樹脂から形成され、隣接する副画素11間に位置して平面視で市松模様状をなしている。したがって、各遮蔽部24aは、副画素11のそれぞれに対応して設けられている。また、これら遮蔽部24aは、副画素11よりも図２の左右方向および上下方向に大きく形成されている。さらに、これら遮蔽部24aは、左右方向の中心域が、隣接する副画素11の中間の位置となるように配設され、かつ、副画素11に対して、視角方向に交差するいずれか一方向、例えば図２に示す上方向へと偏位して(ずれて)配設されている。このため、遮蔽部24aは、上下端部が、上下方向に隣接する副画素11間の中心位置に対して上側へと偏っており、各副画素11で表示される画像が、これら遮蔽部24aの上側に隣接する各開口部24bから透過することを抑制するように覆っている。
【００２５】
ここで、図３に示すように、マルチプルビューディスプレイ１を画像の表示方向と交差(直交)する上方(図中左方)θ°から見た状態で光漏れがないようにするために、次式の関係を満たすように各遮蔽部24aを形成する。
【００２６】
θ＜arcsin(ng・sinφ)＝arcsin[ng・sin{arctan(x/t)}]
なお、上記式において、第２基板22、接着層28および第１基板21を通過する光の屈折角をφ、遮蔽部24aとブラックマトリクスBMとのオーバラップ幅をｘ、視差バリア層24とカラーフィルタ層25との距離をｔ、空気の屈折率を１．０、第２基板22(第１基板21および接着層28)の屈折率をngとするものとする。
【００２７】
図１および図２に戻って、開口部24bは、各遮蔽部24aと上下方向および左右方向に交互に形成されて市松模様状となっている。
【００２８】
また、カラーフィルタ層25は、三原色であるＲＧＢに対応した着色部25r，25g，25bを備え、これら着色部25r，25g，25bが各副画素11に対応する位置に設けられて順次隣接している。さらに、これら着色部25r，25g，25bは、同色のものが図中上下方向に列をなすように形成されている。また、これら着色部25r，25g，25bのそれぞれの間には、遮光部であるブラックマトリクスBMが形成されている。したがって、ブラックマトリクスBMは、副画素11の間の位置に沿って格子状に形成されている。
【００２９】
接着層28は、例えばＵＶ硬化樹脂などにより形成された透明層であり、このＵＶ硬化樹脂としては、例えば収縮性がなく、上記の通り、ガラスと同等の屈折率を有するものが望ましい。そして、この接着層28は、カラーフィルタ層25と視差バリア層24との距離を調整する距離調整層となっている。
【００３０】
次に、上記第１の実施の形態の動作を説明する。
【００３１】
上記表示デバイス２では、コンピュータなどから送信され各ドライバＩＣにより変換された画像信号が、走査信号によりオンされた薄膜トランジスタの駆動により各画素電極15に書き込まれる。
【００３２】
そして、複数の副画素11のうち、視差により画像を分離する方向(図２中左右方向)に１列ずつ交互に位置する複数の副画素11aで構成される画素群と複数の副画素11bで構成される画素群とで異なる画像を書き込むことで、図４に示すように、所定の視角方向Ｌから見た場合には、バックライトから照射された面状光により複数の副画素11bの画素群で表示する画像を視差バリア層24の遮蔽部24aにて遮断し、複数の副画素11aの画素群で表示する画像がカラーフィルタ層25の各着色部25r，25g，25bを通じて開口部24bから視認される。
【００３３】
一方、所定の視角方向Ｒから見た場合には、バックライトから照射された面状光により複数の副画素11aの画素群で表示される画像を視差バリア層24の遮蔽部24aが遮断し、複数の副画素11bの画素群で表示される画像がカラーフィルタ層25の各着色部25r，25g，25bを通じて開口部24bから視認される。
【００３４】
このとき、各視角方向Ｌ，Ｒにおいて、ＲＧＢ各色のカラーフィルタ層25を通過した光LR，LG，LBおよび光RR，RG，RBが視認されることで、これらの色の画像が混合され、カラーの画像として視認される。
【００３５】
さらに、各視角方向Ｌ，Ｒにおいて、マルチプルビューディスプレイ１の上方θ°よりも小さい角度に対しては、副画素11に対して上方にずれて設けられた視差バリア層24の遮蔽部24aが各副画素11a，11bのそれぞれの画素群で表示される画像を遮断して光漏れを防止する。
【００３６】
すなわち、上記第１の実施の形態によれば、視差バリア層24の遮蔽部24aを、各副画素11に対応し、かつ、画像の表示方向と交差する上方向へとそれぞれ偏位させて配設して市松模様状をなすように形成することにより、例えば遮蔽部をストライプ状に形成する従来の場合のように、遮蔽部24aが所定方向(上下方向)に連続してすじ状に視認されることを防止し、表示品位を向上できるとともに、画像の表示方向である視角方向と交差する上方向からの光漏れを防止できる。
【００３７】
特に、マルチプルビューディスプレイ１を車載用ディスプレイとして用いる場合には、使用者が上方から見下ろす場合が多いため、視差バリア層24の遮蔽部24aを副画素11に対して上方へと偏らせることで、車載用ディスプレイに適した光漏れの防止が可能である。
【００３８】
しかも、視差バリア層24は、市松模様状に形成した遮蔽部24aの全体を副画素11に対して上方向へと偏らせるだけであるため、製造性の低下を抑制できるとともに、開口率の低下およびこの開口率の低下に伴う輝度の低下を防止できる。
【００３９】
なお、上記第１の実施の形態において、視差バリア層24の遮蔽部24aは、画像の表示方向と交差する方向であれば、上方向以外でも、例えばマトリクス状の副画素11に対して下方向に偏って配設されていてもよい。この場合でも、マルチプルビューディスプレイ１を下方から見上げる場合などに光漏れを確実に抑制できるなど、上記第１の実施の形態と同様の作用効果を奏することが可能である。
【００４０】
次に、第２の実施の形態を図５を参照して説明する。なお、上記第１の実施の形態と同様の構成および作用については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００４１】
この第２の実施の形態は、上記第１の実施の形態において、視差バリア層24の遮蔽部24aを、画像の表示方向と交差する少なくともいずれか一方向、例えば上下方向に延設するものである。
【００４２】
すなわち、上下方向に隣接する副画素11間の位置で、それぞれの四隅が互いに重なり合っており、例えば図中下側に位置する遮蔽部24aが上側に位置する遮蔽部24aに対して表示面側に重なるように設けられている。
【００４３】
そして、このように構成することで、上記第１の実施の形態と同様の作用効果を奏することが可能であるとともに、上方向と下方向との双方に対して、光漏れを確実に防止できる。
【００４４】
なお、上記第２の実施の形態において、視差バリア層24の遮蔽部24aは、画像の表示方向に交差する方向であれば、例えば上方向のみに延設したり、下方向のみに延設したりしても、同様の作用効果を奏することができる。この場合には、上下両方向に延設する場合よりも開口率を向上でき、同じバックライト３を使用した場合でも輝度を向上できる。
【００４５】
また、上記各実施の形態において、カラーフィルタ層25は対向基板６に形成したが、アレイ基板５側に形成してもよい。この場合には、アレイ基板５を一対の透明基板により形成し、機能性膜として例えば走査線、信号線、ＴＦＴおよび画素電極などを設けることで、上記各実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。
【００４６】
さらに、視差バリア層24の遮蔽部24aは、副画素11毎に設けたが、複数、例えば三原色に対応するＲＧＢ３つの副画素11により構成される画素部12毎に、画像の表示方向に対して交差する方向に偏らせたり、延設したりしても、上記各実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。
【００４７】
そして、カラーフィルタ層25を備えない白黒表示などの表示素子に対しても、例えば上記副画素11に代えて、各画素に対応して視差バリア層24の遮蔽部24aおよび開口部24bを設けることで、同様の作用効果を奏することができる。
【００４８】
また、表示素子としては、液晶表示素子以外の任意のものを用いることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の第１の実施の形態の表示素子を備えた表示装置を示す縦断正面図である。
【図２】同上表示素子を示す平面図である。
【図３】同上表示素子を示す縦断側面図である。
【図４】同上表示素子の作用を示す拡大説明図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態の表示素子を示す平面図である。
【符号の説明】
【００５０】
２    表示素子としての表示デバイス
５    基板としてのアレイ基板
６    基板としての対向基板
７    光変調層としての液晶層
11    画素としての副画素
12    画素部
21    透明基板としての第１基板
22    透明基板としての第２基板
24    視差バリア層
24a   遮蔽部
24b   開口部
【図１】
2008197423.tif 000003
【図２】
2008197423.tif 000004
【図３】
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【図４】
2008197423.tif 000006
【図５】
2008197423.tif 000007