(57)【要約】【課題】マルチプルビューでの画像クロストークを低減でき、モノビューでの正面から見たときの輝度および表示品位も改善できる表示素子11を提供する。【解決手段】表示デバイス21の交互に位置する複数の画素27aの画素群と複数の画素27bの画素群とで異なる画像を表示する。表示デバイス21の各画素群の画像を視差により分離して表示させる視差バリア層32を設ける。視差バリア層32の形状を、視差により画像を分離する方向に対して平行な方向を幅とし、表示デバイス21の正面に対して垂直な方向を高さとした場合に、幅＜高さの寸法関係とする。視差バリア層32によりマルチプルビューでの画像クロストークを低減する。視差バリア層32間の開口率を向上させ、モノビューでの正面から見たときの輝度および表示品位を改善する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素を有し、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画像を表示可能とする表示素子本体と、
この表示素子本体の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具備し、
前記視差バリア層の形状が、視差により画像を分離する方向に対して平行な方向を幅とし、前記表示素子本体に対して垂直な方向を高さとした場合に、幅＜高さの寸法関係にある
ことを特徴とする表示素子。
【請求項２】
前記視差バリア層は、前記表示素子本体内に形成されている
ことを特徴とする請求項１記載の表示素子。
【請求項３】
前記視差バリア層は、樹脂レジスト材料にて形成されている
ことを特徴とする請求項１または２記載の表示素子。
【請求項４】
前記視差バリア層の表面に反射防止処理が施されている
ことを特徴とする請求項１ないし３いずれか記載の表示素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異なる画像を表示しかつ視角方向によって個別の画像を表示する表示素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、表示素子であるディスプレイの視野角特性に関しては、視野角を広げる方向での改善が主になされてきた。これは、複数の人が同じディスプレイで同じ画像を同時に見ることが前提とされてきたからである。しかし、ディスプレイの用途が多岐にわたるのに伴い、最近では異なる視野角設計のディスプレイが要求されるようになってきた。
【０００３】
その１つは、視野角を用途に応じて切り換える機能を備えたディスプレイであり、これはセキュリティやプライバシー保護が重視される用途で要求されている。例えば、携帯用情報端末の場合、電車内などで他の人に表示内容を見られたくない場面では狭視野角にし、個人や複数の人で見る場合には広視野角にする等、利用シーンの幅が広がるためである。
【０００４】
また、近年開発が進められているもう１つの視野角設計がマルチプルビューと呼ばれるものである。これは、ディスプレイで複数の異なる画像を同時表示しかつ視角方向によって個別の画像を視認できるものであり、現在、自動車に搭載するディスプレイとしての要求が見込まれている。すなわち、通常、車載ディスプレイには、運転手が衛星ナビゲーションデータ（地図）やモニター確認に用いる他にも、同乗者が映画を見るといった用途があり、従来は両方の用途を満たすためには２つのディスプレイを使用せざるを得なかった。しかし、マルチプルビューディスプレイを用いれば１つで良く、コスト低減や限られた空間活用のうえで非常に有利なためである。
【０００５】
同様のことは、飛行機内の乗客用ディスプレイ等についてもいえるが、更に、他にも多くの応用例が考えられる。例えば、店頭型のゲーム機用ディスプレイに用いた場合、対戦型のゲーム時には各プレーヤーに個別の画像を表示させ、単独型のゲーム時には単独画像を表示する等の表示が可能となる。
【０００６】
従来のマルチプルビューディスプレイでは、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。
【０００７】
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液晶表示素子等があり、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１ラインずつ交互に位置する複数の画素で２つの画素群を構成し、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視差バリア層と透光させるスリット部とを交互に形成したものを用いる。視差バリア層は、表示デバイスの正面に対して平行であって、視差により画像を分離する方向に対して平行な方向を幅とするとともに表示デバイスに対して垂直な方向を高さとした場合、幅＞高さの寸法関係にあり、主に視差バリア層の幅が視差に対するシャッターとして機能する（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
そして、マルチプルビューディスプレイの正面に対して一側の所定の視角方向から見た場合、一方の画素群の画像は視差バリア層で遮断され、他方の画素群の画像のみがスリット部を通じて視認される。同様に、マルチプルビューディスプレイの正面に対して他側の所定の視角方向から見た場合、他方の画素群の画像は視差バリア層で遮断され、一方の画素群の画像のみがスリット部を通じて視認される。これを利用し、２つの画素群で異なる画像を表示することにより、視角方向により異なる２つの画像を同時表示することが可能となる。
【特許文献１】特開２００５−７８０９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、マルチプルビューディスプレイでは、２つの画像が重なって見える画像クロストークの問題がある。すなわち、所定の視角方向から見た場合には一方の画素群の画像のみが視認されるが、所定の視角方向よりも視角が大きくなる方向つまりより斜め方向から見た場合に、一方の画素群の画像とともに他方の画素群の画像も一緒に見えてしまい、２つの画像が重なって見える画像クロストークが発生し、表示品位が低下する問題がある。
【００１０】
また、マルチプルビューディスプレイでは、１つの画像のみを表示するモノビュー時に正面からの表示品位の低下の問題もある。すなわち、上述した店頭型のゲーム機用ディスプレイのように、マルチプルビューとモノビューとの切り換えが要求される場合、２つの画素群で同じ画像を表示することで、通常のディスプレイとしての使用は一応可能であるが、視差バリア層により表示デバイスの画面の開口率が例えば画面面積の略半分程度になるため、輝度が低く暗い画面しか得られず、さらに、視差バリア層自体も視認されるため、解像度が低く粗い表示となり、表示品位が低下する問題がある。
【００１１】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、マルチプルビューでの画像クロストークを低減させ、良好な表示品位を実現でき、また、モノビューでの正面から見たときの輝度および表示品位も改善でき、適用用途を広げることができる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】
【００１２】
本発明は、複数の画素を有し、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画像を表示可能とする表示素子本体と、この表示素子本体の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具備し、前記視差バリア層の形状が、視差により画像を分離する方向に対して平行な方向を幅とし、前記表示素子本体に対して垂直な方向を高さとした場合に、幅＜高さの寸法関係にあるものである。
【００１３】
そして、視差バリア層の高さつまり表示素子本体に対して垂直な方向の厚みが視差に対するシャッターとして機能する。そのため、所定の視角方向より斜めとなる方向から見た場合でも、視差バリア層が壁のように作用し、他の画素群で表示される画像が遮断される。また、視差バリア層の幅を小さくすることが可能となり、開口率が向上する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、マルチプルビューでの画像クロストークを低減し、良好な表示品位を実現することができ、また、モノビューでの正面から見たときの輝度および表示品位も改善でき、適用用途を広げることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１６】
図１および図２に第１の実施の形態を示す。
【００１７】
表示装置としてのマルチプルビューディスプレイ10は、表示素子11、およびこの表示素子11の背面側から照明するバックライト12を備えている。
【００１８】
表示素子11は、同時に複数の画像を表示する表示素子本体としての表示デバイス21、および異なる所定の視角方向から表示デバイス21で表示する画像が個別に視認されるように画像分離するための光学素子としての光学デバイス22を備えている。
【００１９】
表示デバイス21には、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液晶表示素子が用いられる。この表示デバイス21は、スペーサにより一定の間隔で保持されたアレイ基板24と対向基板25との間に液晶を挟持した構造である。アレイ基板24には、透明なガラス製の基板26上に、走査線、信号線、画素電極、およびスイッチング素子としてのＴＦＴ等が形成されて、複数の画素27がマトリクス状に形成されている。対向基板25には、透明なガラス製の基板28上に、ＲＧＢ各色のストライプ状のカラーフィルター、およびＩＴＯ電極等が形成されている。これらアレイ基板24と対向基板25とを合わせて複数の画素27を有する画素部である画素ピクセル29が構成されている。
【００２０】
この表示デバイス21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。すなわち、複数の画素27のうち、例えば左右方向等の視差により画像を分離する方向に１ラインずつ交互に位置する複数の画素27aで構成される画素群と複数の画素27bで構成される画素群とで２つの画素群を構成し、各画素群によって個別の画像を表示可能としている。
【００２１】
一方、光学デバイス22は、透明なガラス製の基板31を有し、この基板31には、視差により画像を分離する方向に沿って、遮光部である視差バリア層32と透明部であるスリット部33とが交互に形成されている。これら視差バリア層32およびスリット部33によって画像分離部34が形成されている。
【００２２】
視差バリア層32は、例えば、光の反射の少ない黒色の樹脂レジスト材料にて形成され、あるいは視差バリア層32の表面に光の反射防止処理が施されている。また、スリット部33は、例えば、透明な樹脂レジスト材料で形成されている。
【００２３】
視差バリア層32は、表示デバイス21の視差により画像を分離する方向の隣接する２つの画素27間の位置でかつ２つの画素27毎のピッチで形成されている。この視差バリア層32の形状は、視差により画像を分離する方向に対して平行な方向を幅とし、表示デバイス21の正面に対して垂直な方向を高さとした場合に幅＜高さの寸法関係にあり、つまり表示デバイス21の正面に対して垂直に立ち上がった壁状に形成されている。
【００２４】
そして、光学デバイス22が表示デバイス21の正面側に配設され、視差バリア層32が表示デバイス21に連続して形成されている。表示デバイス21の背面および光学デバイス22の正面には、偏光層36がそれぞれ設けられている。
【００２５】
また、バックライト12は、図示しない光源、およびこの光源の光を入射して表示素子11の背面側に対向する面から出射する導光板41を備えている。
【００２６】
次に、マルチプルビューディスプレイ10の動作を説明する。
【００２７】
マルチプルビューでは、複数の画素27のうち、視差により画像を分離する方向に１ラインずつ交互に位置する複数の画素27aで構成される画素群と複数の画素27bで構成される画素群とで異なる画像を表示する。
【００２８】
そして、異なる所定の視角方向Ｌθと視角方向Ｒθとから見た場合に、各画像を良好な表示品位で視認できる。すなわち、所定の視角方向Ｌθから見た場合には、複数の画素27aの画素群で表示される画像が視差バリア層32で遮断され、複数の画素27bの画素群で表示される画像がスリット部33を通じて良好な表示品位で視認できる。一方、所定の視角方向Ｒθから見た場合には、複数の画素27bの画素群で表示される画像が視差バリア層32で遮断され、複数の画素27aの画素群で表示される画像がスリット部33を通じて良好な表示品位で視認できる。
【００２９】
また、視角方向Ｒθより斜めで視角が小さくなる視角方向Ｒθ1から見た場合には、わずかに画素27bで表示される画像が角度的に入り込む状態となるが、視差バリア層32により表示自体の輝度が低下することから、画素27bで表示される画像は殆ど視認されず、画像クロストークの発生を低減できる。
【００３０】
さらに、視角方向Ｒθ1より斜めで視角が小さく、視野角範囲を超えた視角方向Ｒθ2から見た場合には、視差バリア層32により画像自体が遮断されるため、画像クロストークとしては発生しない。
【００３１】
なお、視角方向Ｌθ、Ｒθは、視差バリア層32の高さを設定することで任意に調整できる。
【００３２】
また、モノビューでは、複数の画素27aの画素群と複数の画素27bの画素群とで同じ画像を表示する。
【００３３】
この場合、視角方向Ｌθ、Ｒθおよび正面で同じ画像が見えるので、一般的なモノビューディスプレイとして使用できる。
【００３４】
そして、視差バリア層32の幅を表示デバイス21の画素27間のブラックマトリクス（ＢＭ）サイズと同程度に小さくすることが可能となるため、視差バリア層32間の開口率が向上し、正面から見た場合に、十分明るく、解像度が高く良好な表示品位が得られる。
【００３５】
このように、マルチプルビューディスプレイ10によれば、マルチプルビューでの画像クロストークを低減し、良好な表示品位を実現することができ、また、モノビューでの正面から見たときの輝度および表示品位も改善でき、例えばマルチプルビューとモノビューとの切換可能なディスプレイ等、適用用途を広げることができる。
【００３６】
また、視差バリア層32を表示デバイス21に連続して形成でき、そのため、マルチプルビューでの画像クロストークを確実に低減し、良好な表示品位を実現することができる。
【００３７】
また、視差バリア層32を樹脂レジストなどの反射の少ない材料で形成することにより、あるいは視差バリア層32の表面に反射防止処理を施すことにより、視差バリア層32の表面での光の反射を低減し、光学デバイス22内での迷光の発生を低減し、より画像クロストークの低減が期待できる。
【００３８】
次に、図３に第２の実施の形態を示す。
【００３９】
表示デバイス21の内部に、光学デバイス22の視差バリア層32およびスリット部33が一体に設けられている。
【００４０】
基板28上に黒色の樹脂レジスト材料を用いて視差バリア層32が形成され、透明な樹脂レジスト材料によりスリット部33が形成され、これら視差バリア層32とスリット部33とが平坦化されている。その上層にカラーフィルター層が形成され、さらにＩＴＯ電極が形成されて、対向基板25が形成されている。
【００４１】
この対向基板25と、基板26上に走査線、信号線、画素電極、およびスイッチング素子としてのＴＦＴ等が形成されて構成されたアレイ基板24とが液晶を挟持して組み合わされ、表示素子11が形成されている。
【００４２】
このマルチプルビューディスプレイ10においても、複数の画素27のうち、視差により画像を分離する方向に１ラインずつ交互に位置する複数の画素27aの画素群と複数の画素27bの画素群とで異なる画像を表示し、所定の視角方向Ｌθから見た場合には複数の画素27bの画素群で表示される画像が良好な表示品位で視認でき、所定の視角方向Ｒθから見た場合には複数の画素27aの画素群で表示される画像が良好な表示品位で視認できる。
【００４３】
また、視角方向Ｒθより斜めで視角が小さく、例えば視角方向Ｒθ2等から見ても、画像クロストークは全く視認されない。
【００４４】
また、複数の画素27aの画素群と複数の画素27bの画素群とで同じ画像を表示してモノビューディスプレイとして使用した場合にも、明るく解像度の高い良好な表示品位が得られる。
【００４５】
なお、表示デバイス21としては、アクティブマトリクス型ＴＦＴ液晶表示素子に限らず、他の表示素子を用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す表示素子の一部の断面図である。
【図２】同上表示素子の一部の正面図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態を示す表示素子の一部の断面図である。
【符号の説明】
【００４７】
11    表示素子
21    表示素子本体としての表示デバイス
27    画素
32    視差バリア層
【図１】
2007334105.tif 000003
【図２】
2007334105.tif 000004
【図３】
2007334105.tif 000005