(57)【要約】【課題】本発明は、正視位置を外れた際の違和感を改善する視差バリア方式の立体画像表示装置表示装置の提供を目的とする。【解決手段】立体画像表示装置は、第１、第２、第３原色光を出射するサブ画素が順に横方向所定ピッチで繰り返されたマトリクス型の表示パネルと、表示パネルの出射光を受ける視差バリアパネルを備える。視差バリアパネルは表示パネルの出射面と平行な面上で横方向に間隔を設け所定ピッチで設けられ、第１〜第３原色光のうち最低１つの原色光を吸収する吸収領域と、吸収領域と吸収領域間の領域のいずれか一方の透過光が視差バリアパネルから出射するよう透過光を偏光する液晶層とを備える。吸収領域は第３原色光の吸収領域、第３原色光及び第２原色光の吸収領域、第２原色光の吸収領域、第２原色光及び第１原色光の吸収領域、第１原色光の吸収領域、第１原色光及び第３原色光の吸収領域、の順番で横方向に繰り返し設けられる。【選択図】図４
2013024950.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１原色光を出射するサブ画素、第２原色光を出射するサブ画素、第３原色光を出射するサブ画素が順に横方向に所定ピッチで繰り返し設けられたマトリクス型の表示パネルと、
前記表示パネルの出射光を受ける視差バリアパネルとを備え、
前記視差バリアパネルは、
前記表示パネルの出射面と平行な面上において横方向に間隔を有して前記所定ピッチで設けられ、前記第１〜第３原色光のうち少なくとも１つの原色光を吸収する吸収領域と、
前記吸収領域と前記吸収領域間の領域のいずれか一方の領域の透過光が前記視差バリアパネルから出射するよう前記透過光を偏光する液晶層と、
前記液晶層の透過光を受ける偏光板とを備え、
前記吸収領域は、第３原色光の吸収領域、第３原色光及び第２原色光の吸収領域、第２原色光の吸収領域、第２原色光及び第１原色光の吸収領域、第１原色光の吸収領域、第１原色光及び第３原色光の吸収領域、の順番で横方向に繰り返し設けられた、
立体画像表示装置。
【請求項２】
第１原色光を出射するサブ画素、第２原色光を出射するサブ画素、第３原色光を出射するサブ画素が順に横方向に所定ピッチで繰り返し設けられたマトリクス型の表示パネルと、
前記表示パネルの出射光を受ける視差バリアパネルとを備え、
前記視差バリアパネルは、
前記表示パネルの出射面と平行な面上において横方向に間隔を有して前記所定ピッチで設けられ、前記第１〜第３原色光のうち少なくとも１つの原色光を吸収する吸収領域と、
前記吸収領域間に設けられ、全波長の光を吸収する遮光領域とを備え、
前記吸収領域は、第３原色光の吸収領域、第３原色光及び第２原色光の吸収領域、第２原色光の吸収領域、第２原色光及び第１原色光の吸収領域、第１原色光の吸収領域、第１原色光及び第３原色光の吸収領域、の順番で横方向に繰り返し設けられた、
立体画像表示装置。
【請求項３】
前記遮光領域は、第１原色光、第２原色光、第３原色光を夫々吸収する吸収層の重ね合わせで構成される、
請求項２に記載の立体画像表示装置。
【請求項４】
第３原色光の吸収領域は、第１原色光を出射するサブ画素及び第２原色光を出射するサブ画素の境界に対応する位置に設けられ、
第３原色光及び第２原色光の吸収領域は、第２原色光を出射するサブ画素及び第３原色光を出射するサブ画素の境界に対応する位置に設けられ、
第２原色光の吸収領域は、第３原色光を出射するサブ画素及び第１原色光を出射するサブ画素の境界に対応する位置に設けられ、
第２原色光及び第１原色光の吸収領域は、第１原色光を出射するサブ画素及び第２原色光を出射するサブ画素の境界に対応する位置に設けられ、
第１原色光の吸収領域は、第２原色光を出射するサブ画素及び第３原色光を出射するサブ画素の境界に対応する位置に設けられ、
第１原色光及び第３原色光の吸収領域は、第３原色光を出射するサブ画素及び第１原色光を出射するサブ画素の境界に対応する位置に設けられる、
請求項１〜３のいずれかに記載の立体画像表示装置。
【請求項５】
複数の原色光を吸収する前記吸収領域は、前記複数の原色光のうちの一つを吸収する吸収層の重ね合わせで構成される、
請求項１〜４のいずれかに記載の立体画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、視差バリア方式の立体画像表示装置において逆視を改善する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特殊な眼鏡を装着することなく裸眼で立体視が可能な画像を表示する方式として視差バリア方式がある。視差バリア方式の立体画像表示装置では表示パネルの前に視差バリアパネルが設けられる。表示パネルでは、両眼視差を有する視点１画像（右眼画像）と視点２画像（左眼画像）とが短冊状に交互に表示される。視差バリアパネルにより、表示パネルから所定の観察距離を有する位置において、右視点と左視点とが眼間距離に対応した間隔で交互に導かれる。そのため、右眼を右視点に置き左眼を左視点に置いた正視位置に居る観察者は立体画像を認識する。
【０００３】
しかしながら、観察者が正視位置から左または右に眼間距離程度移動すると、左眼用画像と右眼用画像が入れ替わって見える逆視という状態が生じる。このような逆視状態で観察者は頭がくらくらする等の不快感を覚える。
【０００４】
逆視を防ぐために、特許文献１の立体画像表示装置は、視差バリアパネルの透過部にイエロー色フィルタとマゼンタ色フィルタとシアン色フィルタを順繰りに設けている。画像表示パネル上の各色画素からの光線は、同一色を含む色フィルタを透過して所定の観察領域へ導かれる一方、隣接するフィルタでは同一色以外の色フィルタによって吸収されるので、逆視を防ぐことが出来る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２３５３３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の立体画像表示装置によれば、観察者が正視位置から左または右に眼間距離程度移動したときに逆視は起こらないが、片方の眼には暗い画面が見える。このとき左右の眼が感じる輝度差は大きくなるので、観察者は不快感を覚える。
【０００７】
本発明は上述の問題点に鑑み、正視位置を外れた際の違和感を改善する視差バリア方式の立体画像表示装置表示装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の立体画像表示装置は、第１原色光を出射するサブ画素、第２原色光を出射するサブ画素、第３原色光を出射するサブ画素が順に横方向に所定ピッチで繰り返し設けられたマトリクス型の表示パネルと、前記表示パネルの出射光を受ける視差バリアパネルとを備え、前記視差バリアパネルは、前記表示パネルの出射面と平行な面上で横方向に間隔を設けて前記所定ピッチで設けられ、前記第１〜第３原色光のうち少なくとも１つの原色光を吸収する吸収領域と、前記吸収領域と前記吸収領域間の領域のいずれか一方の領域の透過光が前記視差バリアパネルから出射するよう前記透過光を偏光する液晶層と、前記液晶層の透過光を受ける偏光板とを備え、前記吸収領域は、第３原色光の吸収領域、第３原色光及び第２原色光の吸収領域、第２原色光の吸収領域、第２原色光及び第１原色光の吸収領域、第１原色光の吸収領域、第１原色光及び第３原色光の吸収領域、の順番で横方向に繰り返し設けられる。
【０００９】
本発明の第２の立体画像表示装置は、第１原色光を出射するサブ画素、第２原色光を出射するサブ画素、第３原色光を出射するサブ画素が順に横方向に所定ピッチで繰り返し設けられたマトリクス型の表示パネルと、前記表示パネルの出射光を受ける視差バリアパネルとを備え、前記視差バリアパネルは、前記表示パネルの出射面と平行な面上において横方向に間隔を有して前記所定ピッチで設けられ、前記第１〜第３原色光のうち少なくとも１つの原色光を吸収する吸収領域と、前記吸収領域間に設けられ、全波長の光を吸収する遮光領域とを備え、前記吸収領域は、第３原色光の吸収領域、第３原色光及び第２原色光の吸収領域、第２原色光の吸収領域、第２原色光及び第１原色光の吸収領域、第１原色光の吸収領域、第１原色光及び第３原色光の吸収領域、の順番で横方向に繰り返し設けられる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の第１の立体画像表示装置は、第１原色光を出射するサブ画素、第２原色光を出射するサブ画素、第３原色光を出射するサブ画素が順に横方向に所定ピッチで繰り返し設けられたマトリクス型の表示パネルと、前記表示パネルの出射光を受ける視差バリアパネルとを備え、前記視差バリアパネルは、前記表示パネルの出射面と平行な面上で横方向に間隔を設けて前記所定ピッチで設けられ、前記第１〜第３原色光のうち少なくとも１つの原色光を吸収する吸収領域と、前記吸収領域と前記吸収領域間の領域のいずれか一方の領域の透過光が前記視差バリアパネルから出射するよう前記透過光を偏光する液晶層と、前記液晶層の透過光を受ける偏光板とを備え、前記吸収領域は、第３原色光の吸収領域、第３原色光及び第２原色光の吸収領域、第２原色光の吸収領域、第２原色光及び第１原色光の吸収領域、第１原色光の吸収領域、第１原色光及び第３原色光の吸収領域、の順番で横方向に繰り返し設けられるので、右画像又は左画像の表示方向を広くすることができ、正視位置を外れた観察者に平面画像を視認させることが出来る。
【００１１】
また、本発明の第２の立体画像表示装置は、第１原色光を出射するサブ画素、第２原色光を出射するサブ画素、第３原色光を出射するサブ画素が順に横方向に所定ピッチで繰り返し設けられたマトリクス型の表示パネルと、前記表示パネルの出射光を受ける視差バリアパネルとを備え、前記視差バリアパネルは、前記表示パネルの出射面と平行な面上において横方向に間隔を有して前記所定ピッチで設けられ、前記第１〜第３原色光のうち少なくとも１つの原色光を吸収する吸収領域と、前記吸収領域間に設けられ、全波長の光を吸収する遮光領域とを備え、前記吸収領域は、第３原色光の吸収領域、第３原色光及び第２原色光の吸収領域、第２原色光の吸収領域、第２原色光及び第１原色光の吸収領域、第１原色光の吸収領域、第１原色光及び第３原色光の吸収領域、の順番で横方向に繰り返し設けられるので、右画像又は左画像の表示方向を広くすることができ、正視位置を外れた観察者に平面画像を視認させることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】方向別に２つの画像を表示する立体画像表示装置の右画像領域及び左画像領域を示す図である。
【図２】立体画像表示装置の配光特性を示す図である。
【図３】実施の形態１の立体画像表示装置の構成を示す断面図である。
【図４】実施の形態１の立体画像表示装置の立体画像表示時の動作を示す断面図である。
【図５】実施の形態１の立体画像表示装置の配光特性を示す図である。
【図６】実施の形態１の立体画像表示装置の平面画像表示時の動作を示す断面図である。
【図７】実施の形態１の立体画像表示装置の配光特性を示す図である。
【図８】実施の形態２の立体画像表示装置の構成を示す断面図である。
【図９】表示パネルの平面図である。
【図１０】表示パネルの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（前提技術）
図１に、視差バリア方式の立体表示装置の視認域を模式的に示す。この立体画像表示装置３６は前方の空間に、各画素から左方向に投影された光のみが視認される左画像領域３８と、各画素から右方向に投影された光のみが視認される右画像領域３９を形成する。右眼を左画像領域３８に、左眼を右画像領域３９に置いた正視位置に居る観察者３７は、立体画像表示装置３６の画面全体に３Ｄ画像を視認できる。観察者３７が正視位置から３Ｄ画像を視認したまま左右に移動可能な距離（移動可能幅）は、原理的に観察者の眼間距離以内に制限される。加えて、実際には大きな３Ｄクロストークや急峻な輝度変化の存在する境界領域４０が存在するので、移動可能幅は眼間距離から境界領域４０の幅を引いた長さになる。したがって、移動可能幅を広げるためには境界領域４０の幅を狭めることが有効である。
【００１４】
観察者３７が正視位置の範囲を超えて左（右）方向に移動した場合は、観察者３７の左右の眼が同時に左画像領域３８（右画像領域３９）に入り、観察者３７は立体画像表示装置３６の画面全体に左画像（右画像）を通常の平面画像として見ることになる。逆視を避けるためには、平面画像が見える範囲を広げることが有効であり、そのためには、左右画像の表示方向の角度幅を広げることが望ましい。
【００１５】
そこで、光透過域と遮光領域の繰り返し構造で構成された視差バリアを用いて、境界領域を狭め、同時に左右画像のそれぞれの表示方向の角度幅を広げるための最適化計算を行ったが、両者を共に実現するのは困難であることが判明した。図２にバリア距離の異なる２つの視差バリアを用いた場合の配光特性の計算結果を示す。通常、境界領域の幅を狭くするためには、視差バリアと表示パネル画素との間の距離（バリア距離）を大きくすることが有効である。
【００１６】
図２の点線で示すのは、条件Ａ（バリア距離０．９３ｍｍ、光透過域幅０．０２４ｍｍ、バリア周期０．１２０ｍｍ、ブラックマトリクス（ＢＭ）幅０．０１０ｍｍ、サブ画素ピッチ０．０６０ｍｍ）における配光特性の計算結果である。結果は、左右方向（横方向）位置が−２０〜１０ｍｍの範囲において輝度が急激に低下して０に至っている。これより、輝度が急変し且つ３Ｄクロストークが大きい境界領域幅は３０〜４０ｍｍ程度であることがわかる。したがって、一般的な眼間距離６５ｍｍを有する観察者は２５〜３５ｍｍの余裕をもって３Ｄ画像を視認することが出来る。ただし、輝度がピーク輝度の６０％以上となる範囲は左右方向位置が−６０〜−１０ｍｍの範囲であり、一般的な眼間距離６５ｍｍよりも狭い。
【００１７】
図２の実線は、条件Ｂ（バリア距離０．５３ｍｍ、他は条件Ａと同じ）における配光特性の計算結果である。条件Ａと比べてバリア距離を小さくしたことにより、ピーク輝度の６０％以上を保つ範囲は左右方向位置が−１２０〜−２０ｍｍの範囲に広がり、通常の人の眼間距離６５ｍｍよりも十分広く出来る。ただし、左右方向位置−４０〜２０ｍｍの範囲（正面方向）で急激に輝度が低下し０に至っている。これより、輝度が急変し且つ３Ｄクロストークが大きい境界領域幅は４０〜８０ｍｍ程度に拡大していることが分かる。これでは通常の人の眼間距離６５ｍｍの観察者は、余裕をもって３Ｄ画像を視認することが出来ない。
【００１８】
本発明は、境界領域を狭めると共に左右画像のそれぞれの表示方向の角度幅を広げることにより、正視位置から外れた観察者に平面画像を視認させるものである。
【００１９】
（実施の形態１）
図３は、実施の形態１の立体画像表示装置の構成を示す断面図である。この立体画像表示装置は、表示パネル１と、表示パネル１の出射光を受ける視差バリアパネル１３とを備えている。
【００２０】
表示パネル１は、赤色、緑色、青色のサブ画素を有するマトリクス型のカラー表示パネルであり、有機ＥＬパネルやプラズマディスプレイでも良いが、ここでは背面にバックライト２を有する液晶ディスプレイを例に説明を行う。
【００２１】
＜表示パネル＞
表示パネル１では、縦方向（紙面奥行方向）に延びるサブ画素透明電極３と横方向に延びる対向透明電極５が対になって液晶層４を挟んでいる。サブ画素透明電極３は横方向に所定ピッチで設けられ、サブ画素透明電極３上には緑色カラーフィルター６ｇ、青色カラーフィルター６ｂ、赤色カラーフィルター６ｒが遮光壁８を介して順番に設けられている。さらに、対向透明電極５のバックライト２側には、透明基板を介して裏面偏光板７が設けられている。また、カラーフィルター６ｇ、６ｂ、６ｒの表面側には、透明基板を介して中間偏光板１２が設けられている。
【００２２】
以上の構成をもって、表示パネル１には、赤色、青色、緑色の光を放射するサブ画素が遮光壁８を介して所定ピッチで横方向に繰り返し配置される。例えば、図３の一番左側に位置する緑色カラーフィルター６ｇを含む領域は緑色光を放射するサブ画素９ｇｒを構成し、遮光壁８を介してサブ画素９ｇｒに隣接するカラーフィルター６ｂを含む領域は、青色光を放射するサブ画素９ｂｌを構成する。さらに、遮光壁８を介してサブ画素９ｂｌに隣接するカラーフィルター６ｒを含む領域は、赤色光を放射するサブ画素１０ｒｒを構成する。以下同様にしてサブ画素１０ｇｌ、１１ｂｒ、１１ｒｌが表示パネル１の横方向に構成される。図３ではサブ画素９ｇｒからサブ画素１１ｒｌまでを示しているが、実際にはこれらのサブ画素がそのままの順番で横方向に繰り返し連続した構成となっている。
【００２３】
隣接するサブ画素は、方向別に異なる画像を表示するサブ画素ペアを構成する。サブ画素９ｇｒとサブ画素９ｂｌは第１サブ画素ペア９を構成し、サブ画素１０ｒｒとサブ画素１０ｇｌは第２サブ画素ペア１０を構成し、サブ画素１１ｂｒとサブ画素１１ｒｌは第３サブ画素ペア１１を構成する。
【００２４】
＜視差バリアパネル＞
視差バリアパネル１３は、液晶層１６と、液晶層１６を挟み込む第１透明基板１４及び第２透明基板１８を備えている。また、液晶層１６を駆動する縦方向（紙面奥行方向）に延びる第１透明電極１５と横方向に延びる第２透明電極１７が、第１透明基板１４及び第２透明基板１８の液晶層１６側の表面にそれぞれ設けられている。液晶層１６の液晶モードには、ツイストネマティック（ＴＮ）、スーパーツイストネマティック（ＳＴＮ）、インプレインスイッチング（ＩＰＳ）、オプティカリコンペンセイテッドベンド（ＯＣＢ）などが利用可能である。
【００２５】
第１透明基板１４の液晶層１６と反対側の表面には、液晶層１６の透過光を受ける表示面偏光板２６が設けられる。第２透明基板１８の表示パネル１側にも偏光板が設けられるが、図３では中間偏光板１２を兼用している。
【００２６】
第１透明電極１５は液晶層１６上、表示パネル１の遮光壁８と対応する位置と、それらの間に対応する位置とに、横方向に一定間隔で複数配置され、遮光領域２５と吸収領域１９〜２４を交互に構成する。遮光壁８と対応する位置の第１透明電極１５が吸収領域１９〜２４を構成し、それ以外の第１透明電極１５が吸収領域１９〜２４間で遮光領域２５を構成する。
【００２７】
吸収領域１９〜２４はサブ画素の配列方向と平行に、かつサブ画素のピッチと同じピッチで配列され、赤色光、青色光、緑色光の３原色光のうち、２色を吸収する吸収領域１９，２１，２３と、３原色光のうち１色を吸収する吸収領域２０，２２，２４が交互に配置される。
【００２８】
サブ画素ペア同士の境界に対応する位置に配置された吸収領域１９，２１，２３は、対応する遮光壁８の両側に位置するサブ画素の放射光を吸収する吸収層を備える。例えば、第１サブ画素ペア９と第２サブ画素ペア１０の間の遮光壁８に対応する位置にある吸収領域２１では、当該遮光壁８の左側のサブ画素９ｂｌが放射する青色光を吸収する青色光吸収層２１ｂと、当該遮光壁８の右側のサブ画素１０ｒｒが放射する赤色光を吸収する赤色光吸収層２１ｒが第１透明電極１５上に形成される。同様に、吸収領域１９では、サブ画素９ｇｒが放射する緑色光を吸収する緑色光吸収層１９ｇと、サブ画素１１ｒｌが放射する赤色光を吸収する赤色光吸収層１９ｒが第１透明電極１５上に形成される。また、吸収領域２３では、サブ画素１０ｇｌが放射する緑色光を吸収する緑色光吸収層２３ｇと、サブ画素１１ｂｒが放射する青色光を吸収する青色光吸収層２３ｂが第１透明電極１５上に形成される。
【００２９】
なお、青色光吸収層は、理想的には赤色光と緑色光に対する透過率が１００％であり、青色光に対する透過率が０％であることが望ましい。しかし、赤色光と緑色光に対する透過率がそれぞれ青色光に対する透過率の約１０倍以上であれば、赤色光と緑色光を遮光することなく、青色光を吸収する機能を有しているといえる。赤色光吸収層や緑色光吸収層の各色に対する透過率についても同様である。
【００３０】
一方、サブ画素ペア内のサブ画素同士の境界に対応する位置に配置された吸収領域２０，２２，２４は、対応する遮光壁８の両側に位置するサブ画素の放射光以外の原色光を吸収する吸収層を備える。例えば、サブ画素１０ｒｒ、１０ｇｌ間の遮光壁８に対応する位置にある吸収領域２２では、サブ画素１０ｒｒが放射する赤色光とサブ画素１０ｇｌが出射する緑色光以外の原色光である青色光を吸収する青色光吸収層２２ｂが第１透明電極１５上に形成される。同様に、吸収領域２０では、サブ画素９ｇｒが放射する緑色光とサブ画素９ｂｌが放射する青色光以外の原色光である赤色光を吸収する赤色光吸収層２０ｒが第１透明電極１５上に形成される。また、吸収領域２４では、サブ画素１１ｂｒが放射する青色光とサブ画素１１ｒｌが放射する赤色光以外の原色光である緑色光を吸収する緑色光吸収層２４ｇが第１透明電極１５上に形成される。
【００３１】
なお、吸収領域１９，２１，２３では、第１透明電極１５上に複数の光吸収層が積層されるが、吸収領域間で各色の光吸収層の積層順が逆転しないようにする。図３の例では、第１透明基板１４から近い順に青色光吸収層、赤色光吸収層、緑色光吸収層と積層しており、これにより、全吸収領域１９〜２４における光吸収層の形成を３回の成膜と露光工程で行う事が出来る。なお、各光吸収層の第１透明基板１４からの順番はいずれの順番でも良い。
【００３２】
また、吸収領域２２（イエロー域２２とも呼ぶ）の位置は、第二サブ画素ペア１０を構成するサブ画素１０ｒｒとサブ画素１０ｇｌの間の遮光壁８の中央から出てイエロー域２２の中央を通過する光線が予め定めておいた設計視認点を通過するように設定される。同様に、吸収領域２０（シアン域２０とも呼ぶ）の位置は、第二サブ画素ペア９を構成するサブ画素９ｇｒとサブ画素９ｂｌの間の遮光壁８の中央から出てシアン域２０の中央を通過する光線が予め定めておいた設計視認点を通過するように設定される。また、吸収領域２４（マゼンタ域２４とも呼ぶ）の位置は、第二サブ画素ペア１１を構成するサブ画素１１ｂｒとサブ画素１１ｒｌの間の遮光壁８の中央から出てマゼンタ域２４の中央を通過する光線が予め定めておいた設計視認点を通過するように設定される。
【００３３】
＜動作＞
図４を用いて、実施の形態１の立体画像表示装置の立体画像表示動作を説明する。
【００３４】
第１透明電極１５に印加する電圧によって、液晶層１６の液晶配向状態を制御することが可能である。第１透明電極１５にＯＮ電圧を印加すると、液晶層１６の透過光は表示面偏光板２６を透過する。一方、第１透明電極１５にＯＦＦ電圧を印加すると、液晶層１６の透過光は表示面偏光板２６で遮断される。
【００３５】
立体画像を表示する場合には、吸収領域１９〜２４において第１透明電極１５にＯＮ電圧を印加し、遮光領域２５では第１透明電極１５にＯＦＦ電圧を印加する。これにより、吸収領域１９〜２４の透過光は表示面偏光板２６を透過する一方、遮光領域２５の透過光は表示面偏光板２６で遮断される。
【００３６】
第二サブ画素ペア１０のサブ画素１０ｒｒから放射される赤色光について考えると、当該赤色光のうち遮光領域２５を通過した光Ｌ０は、液晶層１６の作用により表示面偏光板２６で遮断され、視差バリアパネル１３の前方には放射されない。また、吸収領域１９，２０，２１を通過する光Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３は、それぞれ赤色光吸収層１９ｒ、２０ｒ、２１ｒによって吸収されるため、視差バリアパネル１３の前方には放射されない。一方、吸収領域２２，２３，２４には赤色光吸収層が無いので、吸収領域２２、２３、２４に達した光Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６は吸収されることなく、さらに表示面偏光板２６を透過して視差バリアパネル１３の前方に放射される。こうしてサブ画素１０ｒｒの赤色光は、サブ画素１０ｒｒの右前方に配置された３つの吸収領域２２，２３，２４を通って視差バリアパネル１３から右方向に出射される。
【００３７】
同様に、サブ画素１０ｒｒのペアのサブ画素１０ｇｌから放射される緑色光は、緑色光吸収層を備える吸収領域２３，２４，１９で吸収され、吸収領域２０，２１，２２を通った光のみが視差バリアパネル１３の前方に放射される。こうしてサブ画素１０ｇｌの緑色光は、サブ画素１０ｇｌの左前方に配置された３つの吸収領域２０，２１，２２を通って視差バリアパネル１３から左方向に出射され、左画像を構成する。
【００３８】
他のサブ画素についても同様であり、各サブ画素ペアの左側に設けられたサブ画素９ｇｒ、１０ｒｒ、１１ｂｒの出射光が右画像を、各サブ画素ペアの右側に設けられたサブ画素９ｂｌ、１０ｇｌ、１１ｒｌの出射光が左画像を構成し、立体画像の表示が可能となる。
【００３９】
実施の形態１の立体画像表示装置における立体画像表示動作時の配光特性の計算値を図５に示す。バリア条件は、条件Ａ（バリア距離０．９３ｍｍ、光透過域幅０．０２４ｍｍ、バリア周期０．１２０ｍｍ、ブラックマトリクス幅０．０１０ｍｍ、サブ画素ピッチ０．０６０ｍｍ）とする。図は視差バリアパネル１３の前方７００ｍｍの位置における相対輝度を示すものであり、横軸は表示パネル１の中央を０とした水平方向（横方向）の位置を示している。実線はサブ画素１０ｒｒの放射光の輝度を示し、点線はサブ画素１０ｇｌの放射光の輝度を示している。
【００４０】
図より、吸収領域２２，２３，２４を通過したサブ画素１０ｒｒの光Ｌ４，Ｌ５，Ｌ６の輝度のピークが重なり合っており、水平方向１０〜１１０ｍｍの範囲においてサブ画素１０ｒｒの放射光を視認できることが分かる。視認幅は１００ｍｍとなり、通常の人の眼間距離６５ｍｍに比べて３５ｍｍ広い。そのため、正視位置から外れた観察者は横方向に３５ｍｍの余裕を持って左眼、右眼ともにサブ画素１０ｒｒの放射光を視認できるため、２Ｄ画像を認識することが出来る。
【００４１】
また、正面方向では、光透過域２２を通過したサブ画素１０ｒｒの光Ｌ４の輝度が、水平方向−１０〜１０ｍｍの範囲において０から急激に立ち上がっている。一方、吸収領域２０〜２２を通過したサブ画素１０ｇｌの放射光の輝度分布は、図の縦軸を挟んでサブ画素１０ｒｒの放射光Ｌ４，Ｌ５，Ｌ６と対称であり、水平方向−１０〜１０ｍｍの範囲において急激に輝度が低下し０に至る。よって、輝度が急変し且つ３Ｄクロストークが大きい境界領域幅は２０ｍｍであることが分かる。すなわち、眼間距離６５ｍｍの観察者は４５ｍｍの余裕をもって右眼と左眼をそれぞれサブ画素１１４とサブ画素１１３の表示領域に置くことが可能であり、３Ｄ画像を視認することが出来る。
【００４２】
次に、実施の形態１の立体画像表示装置の平面画像表示動作について図６を用いて説明する。
【００４３】
平面画像を表示する場合は、遮光領域２５の第１透明電極１５にＯＮ電圧を印加し、遮光領域を通過した光を表示面偏光板２６で透過させる。一方、吸収領域１９〜２４の第１透明電極１５にはＯＦＦ電圧を印加し、吸収領域１９〜２４を通過した光を表示面偏光板２６で遮断する。
【００４４】
第二サブ画素ペア１０のサブ画素１０ｒｒから放射される赤色光について考えると、吸収領域１９，２０，２１を通過する光Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３は、それぞれ赤色光吸収層１９ｒ、２０ｒ、２１ｒによって吸収されるため、視差バリアパネル１３の前方には放射されない。また、吸収領域２２，２３，２４には赤色光吸収層が無いため、吸収領域２２，２３，２４に入射した光Ｌ４，Ｌ５，Ｌ６は吸収されることなく表示面偏光板２６に進む。しかし、吸収領域２２，２３，２４の第一透明電極１５にはＯＦＦ電圧を印加しているため、光Ｌ４，Ｌ５，Ｌ６は表示面偏光板２６で遮断され、視差バリアパネル１３の前方には放射されない。
【００４５】
一方、遮光領域２５では第１透明電極１５にＯＮ電圧を印加しているため、遮光領域２５を通過した光Ｌ０は表示面偏光板２６を透過し、視差バリアパネル１３の前方に放射される。他のサブ画素の放射光も同様に、遮光領域２５を通過したもののみが視差バリアパネル１３の前方に放射される。
【００４６】
実施の形態１の立体画像表示装置における平面画像表示動作時の配光特性の計算値を図７に示す。計算に用いたバリア条件は、条件Ａ（バリア距離０．９３ｍｍ、光透過域幅０．０２４ｍｍ、バリア周期０．１２０ｍｍ、ブラックマトリクス幅０．０１０ｍｍ、サブ画素ピッチ０．０６０ｍｍ）である。図は視差バリアパネル１３の前方７００ｍｍの位置におけるサブ画素１０ｒｒの放射光の相対輝度を示しており、横軸は表示パネル１の中央を０とした水平方向の位置を示している。
【００４７】
図から、各遮光領域２５を透過した光Ｌ０の輝度のピークが重なり、水平方向位置−１８０〜１８０ｍｍの広い範囲においてサブ画素１０ｒｒを視認できることが分かる。この配光特性は他のサブ画素に対しても全く同様であるため、水平方向位置−１８０〜１８０ｍｍの広い範囲で全てのサブ画素を視認することが出来る。すなわち、平面画像の表示装置として動作する。
【００４８】
なお、以上の説明ではサブ画素と吸収領域の位置関係について、サブ画素間の遮光壁８と対応する位置に吸収領域を形成するものとしたが、両者の位置関係はこれに限定されない。例えば図３において、吸収領域１９〜２４と遮光領域２５の配列をそのまま図中右方向、あるいは左方向に所定距離ずらした構成にしても良い。サブ画素と吸収領域が平行な平面上に配列され、且つその配列順が固定されている限りにおいて、両者の横方向の位置関係は限定されない。
【００４９】
＜効果＞
実施の形態１の立体画像表示装置は、第１原色光を出射するサブ画素、第２原色光を出射するサブ画素、第３原色光を出射するサブ画素が順に横方向に所定ピッチで繰り返し設けられたマトリクス型の表示パネル１と、前記表示パネルの出射光を受ける視差バリアパネル１３とを備え、視差バリアパネル１３は、表示パネル１の出射面と平行な面上において横方向に間隔を有して前記所定ピッチで設けられ、第１〜第３原色光のうち少なくとも１つの原色光を吸収する吸収領域１９〜２４と、吸収領域１９〜２４と吸収領域１９〜２４間の領域（遮光領域２０）のいずれか一方の領域の透過光が視差バリアパネル１３から出射するよう前記透過光を偏光する液晶層１６と、液晶層１６の透過光を受ける偏光板（表示面偏光板２６）とを備え、吸収領域１９〜２４は、第３原色光の吸収領域、第３原色光及び第２原色光の吸収領域、第２原色光の吸収領域、第２原色光及び第１原色光の吸収領域、第１原色光の吸収領域、第１原色光及び第３原色光の吸収領域、の順番で横方向に繰り返し設けられる。右画像と左画像が混在する境界領域の角度幅を狭めると共に、各画像の表示角度を大きくすることができるので、余裕をもって３Ｄ画像を視認できる他、正視位置から外れても平面画像を表示することにより、観察者に違和感を与えない。また、液晶層１６の制御によって立体画像表示と平面画像表示を切り替えることが可能である。
【００５０】
また、第３原色光の吸収領域は、第１原色光を出射するサブ画素及び第２原色光を出射するサブ画素の境界に対応する位置に設けられる。このような構成においても、境界領域を狭めると共に表示角度を大きくすることができるので、余裕をもって３Ｄ画像を視認できる他、正視位置から外れても平面画像を表示することにより、観察者に違和感を与えない。
【００５１】
また、複数の原色光を吸収する吸収領域１９，２１，２３は、複数の原色光のうちの一つを吸収する吸収層の重ね合わせで構成されるので、製造コストを抑えることが出来る。
【００５２】
（実施の形態２）
実施の形態１の立体画像表示装置は、液晶層に印加する電圧を制御することにより立体画像表示と平面画像表示の切り替えを可能にする。これに対して実施の形態２の立体画像表示装置は、平面画像表示への切り替えを行わない代わりに視差バリアパネルから液晶層や液晶層を駆動するための電極類を廃し、構成を簡略化する。
【００５３】
＜構成＞
図８は、実施の形態２の立体画像表示装置の構成を示す断面図である。図８において、実施の形態１と同一の構成要素には同一の参照符号を付している。
【００５４】
実施の形態２の立体画像表示装置は、表示パネル１と、表示パネル１の出射光を受ける視差バリアパネル３５とを備える。表示パネル１の構成は実施の形態１と同様であるため、説明は省略する。
【００５５】
実施の形態２の視差バリアパネル３５は、透明基板２８と、透明基板２８の表示パネル１側表面に設けられた吸収領域２９〜３４及び遮光膜２７とを備えている。吸収領域２９〜３４は、表示パネル１のサブ画素間の境界、もしくは遮光壁８に対応する位置に設けられ、遮光膜２７は吸収領域２９〜３４間に設けられる。遮光膜２７は各サブ画素から放射される赤色、緑色、青色の各光を総て吸収する膜であって、黒色物体でも良いし、赤色光吸収層、緑色光吸収層、青色光吸収層を積層して形成しても良い。
【００５６】
吸収領域２９〜３４は表示パネル１のサブ画素と同じピッチで配置され、赤色光、青色光、緑色光の３原色光のうち、２色を吸収する吸収領域２９，３１，３３と、１色を吸収する吸収領域３０，３２，３４が交互に配置される。
【００５７】
吸収領域２９，３１，３３では、対応する遮光壁８の両側に位置するサブ画素が放射する光を両方とも吸収する。例えば、第１サブ画素ペア９と第１サブ画素ペア１０の間の遮光壁８に対応する位置にある吸収領域３１は、当該遮光壁８の左側のサブ画素９ｂｌが放射する青色光を吸収する青色光吸収層３１ｂと、当該遮光壁８の右側のサブ画素１０ｒｒが放射する赤色光を吸収する赤色光吸収層３１ｒを備えている。
【００５８】
一方、吸収領域３０，３２，３４は、対応する遮光壁８の両側に位置するサブ画素が放射する光以外の原色光を吸収する。例えば、サブ画素１０ｒｒ、１０ｇｌ間の遮光壁８に対応する位置にある吸収領域３２は、サブ画素１０ｒｒが放射する赤色光と、サブ画素１０ｇｌが放射する緑色光以外の原色光である青色光を吸収する青色光吸収層３２ｂを備えている。
【００５９】
なお、吸収領域２９，３１，３３では二つの光吸収層が積層されるが、吸収領域２９，３１，３３間で各色の光吸収層の積層順が逆転しないようにする。図８の例では、透明基板２８から近い順に緑色光吸収層、赤色光吸収層、青色光吸収層となるようにしており、これにより、全ての吸収領域における光吸収層の形成を３回の成膜と露光工程で行う事が出来る。なお、各光吸収層の透明基板２８からの順番はいずれの順番でも良い。
【００６０】
なお、遮光膜２７を赤色光吸収層、緑色光吸収層、青色光吸収層の重ね合わせで形成する場合には、吸収領域の光吸収層の形成工程と同時に形成することが出来る。
【００６１】
＜動作＞
図８を用いて、実施の形態２の立体画像表示装置の動作を説明する。
【００６２】
第二サブ画素ペア１０のサブ画素１０ｒｒから放射される赤色光について考えると、当該赤色光のうち遮光膜２７に到達した光Ｌ００はそこで吸収され、視差バリアパネル３５の前方には放射されない。また、吸収領域２９，３０，３１に到達した光Ｌ１０，Ｌ２０，Ｌ３０は、それぞれ赤色光吸収層２９ｒ、３０ｒ、３１ｒによって吸収されるため、視差バリアパネル３５の前方には放射されない。一方、吸収領域３２，３３，３４には赤色光吸収層が無いので、吸収領域３２，３３，３４に到達した光Ｌ４０，Ｌ５０，Ｌ６０は吸収されることなく視差バリアパネル３５の前方に放射される。こうしてサブ画素１０ｒｒの赤色光は、サブ画素１０ｒｒの右前方に配置された３つの吸収領域３２，３３，３４を通って視差バリアパネル１３から右方向に出射され、右画像を構成する。
【００６３】
一方、サブ画素１０ｒｒのペアであるサブ画素１０ｇｌから放射される緑色光は、緑色光吸収層を備える吸収領域３３，３４，２９で吸収され、吸収領域３０，３１，３２を通った光のみが視差バリアパネル３５の前方に放射される。こうしてサブ画素１０ｇｌの緑色光は、サブ画素１０ｇｌの左前方に配置された３つの吸収領域３０，３１，３２を通って視差バリアパネル３５から左方向に出射され、左画像を構成する。
【００６４】
他のサブ画素についても同様であり、各サブ画素ペアの左側に設けられたサブ画素９ｇｒ、１０ｒｒ、１１ｂｒの出射光が右画像を、各サブ画素ペアの右側に設けられたサブ画素９ｂｌ、１０ｇｌ、１１ｒｌの出射光が左画像を構成し、立体画像の表示が可能となる。
【００６５】
配光特性は図５に示した実施の形態１の立体画像表示装置と同様になり、水平方向１０〜１１０ｍｍの範囲において、サブ画素１０ｒｒを視認することが出来る。この幅１００ｍｍは通常の人の眼間距離６５ｍｍに比べて３５ｍｍ広いため、正視位置から外れた観察者は水平方向に３５ｍｍの余裕を持って左眼、右眼ともにサブ画素１０ｒｒの放射光を視認できるため、平面画像を認識することが出来る。
【００６６】
また、正面方向では、水平方向−１０〜１０ｍｍの範囲において輝度が０から急激に立ち上がる。したがって、眼間距離６５ｍｍの観察者は４５ｍｍの余裕をもって右眼と左眼をそれぞれサブ画素１０ｒｒとサブ画素１０ｇｌの表示領域に置くことが可能であり、立体画像を視認することが出来る。
【００６７】
図９，１０に、表示パネル１の平面図を示す。図９では、上下方向に同じ色を担当するサブ画素を配置している。これにより、立体画像の表示動作において上下の視野角が広くなるという効果がある。
【００６８】
あるいは、図１０に示すように、上下方向に一段移動するごとにサブ画素の配列を左右方向に１つずらしても良い。これにより立体画像の表示動作において右画像と左画像の境目に縦筋が視認されることを抑制する。
【００６９】
＜効果＞
第１原色光を出射するサブ画素、第２原色光を出射するサブ画素、第３原色光を出射するサブ画素が順に横方向に所定ピッチで繰り返し設けられたマトリクス型の表示パネル１と、表示パネル１の出射光を受ける視差バリアパネル３５とを備え、視差バリアパネル３５は、表示パネル１の出射面と平行な面上において横方向に間隔を有して前記所定ピッチで設けられ、第１〜第３原色光のうち少なくとも１つの原色光を吸収する吸収領域２９〜３４と、吸収領域２９〜３４間に設けられ、全波長の光を吸収する遮光膜２７（遮光領域）とを備え、吸収領域２９〜３４は、第３原色光の吸収領域、第３原色光及び第２原色光の吸収領域、第２原色光の吸収領域、第２原色光及び第１原色光の吸収領域、第１原色光の吸収領域、第１原色光及び第３原色光の吸収領域、の順番で横方向に繰り返し設けられる。境界領域を狭めると共に表示角度を大きくすることができるので、余裕をもって３Ｄ画像を視認できる他、正視位置から外れた観察者は平面画像を視認するので、違和感を覚えない。
【００７０】
また、遮光領域は、第１原色光、第２原色光、第３原色光を夫々吸収する吸収層の重ね合わせで構成することにより、製造コストを抑えることが出来る。
【００７１】
また、第３原色光の吸収領域は、第１原色光を出射するサブ画素及び第２原色光を出射するサブ画素の境界に対応する位置に設けられる、このような構成においても、境界領域を狭めると共に表示角度を大きくすることができるので、余裕をもって３Ｄ画像を視認できる他、正視位置から外れても平面画像を表示することにより、観察者に違和感を与えない。
【００７２】
また、複数の原色光を吸収する吸収領域２９，３１，３３は、複数の原色光のうちの一つを吸収する吸収層の重ね合わせで構成されるので、製造コストを抑えることが出来る。
【符号の説明】
【００７３】
１  表示パネル、２  バックライト、３  サブ画素透明電極、４  液晶層、５  対向透明電極、６ｂ  青色カラーフィルター、６ｇ  緑色カラーフィルター、６ｒ  赤色カラーフィルター、７  裏面偏光板、８  遮光壁、９ｇｒ，９ｂｌ，１０ｒｒ，１０ｇｌ，１１ｂｒ，１１ｒｌ  サブ画素、９  第一サブ画素ペア、１０  第二サブ画素ペア、１１  第三サブ画素ペア、１２  中間偏光板、１３，３５  視差バリアパネル、１４  第１透明基板、１５  第１透明電極、１６  液晶層、１７  第２透明電極、１８  第２透明基板、１９〜２４，２９〜３４  吸収領域、１９ｇ，２３ｇ，２４ｇ，２９ｇ，３３ｇ，３４ｇ  緑色光吸収層、１９ｒ，２０ｒ，２１ｒ，２９ｒ，３０ｒ，３１ｒ  赤色光吸収層、２１ｂ，２２ｂ，２３ｂ，３１ｂ，３２ｂ，３３ｂ  青色光吸収層、２５  遮光領域、２６  表示面偏光板、２７  遮光膜、２８  透明基板、３６  立体表示装置、３７  観察者、３８  左画像領域、３９  右画像領域、４０  境界領域。
【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】
2013024950.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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