JP2005172848A - 表示パネルおよび表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 回折現象によるクロストークを抑制し、３Ｄ表示あるいは複数の観察者に対して異なる映像を供給する表示を良好なものにする。
【解決手段】 表示用パネルとなるアクティブマトリクス型表示パネルの各絵素パターンにおいて，絵素パターン中に存在する開口部の幅（例えば、ソースライン８１と補助容量８６との間に存在する開口部８８の幅）を、
０＜（絵素の開口部の最小幅）／（絵素の開口部の最大幅）≦０．０３７、あるいは、
０．１３０≦（絵素の開口部の最小幅）／（絵素の開口部の最大幅）＜１
となるように設定する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、３Ｄ（立体三次元）表示のように複数の視点に対して異なる画像を表示することを可能とする表示パネルおよび表示装置に関するものである。

通常の視界において、人間の２つの目は、空間的に離れて頭部に位置していることから、２つの異なる視点から見た像を知覚しており、人間の脳は、これらの２つの像の視差によって立体感を認識する。そして、この原理を利用し、観察者の左右それぞれの目に異なる視点から見た像を視認させることで視差を与え、３Ｄ（立体三次元）表示を行う液晶表示装置が開発されている。

３Ｄ表示を行う液晶表示装置においては、視点の異なる像を観察者の左右の目に供給するために、表示画面上における左眼用の像および右目用の像を、例えば色、偏光状態または表示時刻によってエンコードし、観察者が着用する眼鏡状のフィルタシステムによってこれらを分離して、各々の目に対応する像のみを供給するようにしたものがある。

また、図８（ａ）に示すように、液晶表示装置の表示パネル１０１に光の透過領域と遮断領域とがストライプ状に形成された視差バリア１０２を組み合わせ、観察者側においてフィルタシステム等の視覚的補助具を使用しなくても３Ｄ画像が認識される（自動立体表示）ようにした液晶表示装置もある。すなわち、表示パネル１０１にて生成される右目用画像および左目用画像に対して視差バリア１０２によって特定の視野角が与えられ、空間上の特定の観察領域からであれば、各々の目に対応する像のみが視認され、観察者において３Ｄ画像が認識される（図８（ｂ）参照）。

また、上記３Ｄ表示と同様の技術を用いて、１つの表示画面を左右の異なる方向から見た場合、それぞれの方向からの視認に対して異なる映像が現れるような表示装置を作成することも可能である。すなわち、視差バリアを用いて分離された画像を３Ｄ表示時のように右目用画像および左目用画像とせず、それぞれ異なる画像を表示すれば、１つの表示画面を左右の異なる方向から見る複数の観察者に対して異なる映像を供給することができる。

特許文献１には、液晶パネルと視差バリアとを用いた３Ｄ表示装置におけるクロストークの問題が記載されている。つまり、３Ｄ表示装置では片目で右目用画像と左目用画像との両方が観測されて立体視が不可能になる領域が存在することが上記特許文献１に記載されており、このような右目用画像と左目用画像の重なりをクロストークと称している。

但し、特許文献１においては、３Ｄ表示装置におけるクロストークは、視差バリアの開口部における開口率によって決定されるとしており、該特許文献１に記載されている最適観察位置ではクロストークが発生しないとされていた。

また、上述の３Ｄ表示装置や複数の観察者に対して異なる映像を供給する表示装置において用いられる表示用液晶パネルの構造は基本的に同じであり、その表示用液晶パネルにおける各絵素パターンは、例えば、ＴＦＴ素子と透明な絵素電極とから構成される。また、各絵素パターンは、複数のゲートラインと複数のソースラインとが互いに交差する位置毎に設けられ、マトリクス状に形成される。ゲートラインとソースラインとは、間に設けられた層間絶縁膜（図示せず）により絶縁分離されている。

また、このような液晶表示パネルにおいて、通常、絵素電極と対向電極（図示せず）との間の液晶容量は充分ではないため、ゲートラインと並列に補助容量ラインが設けられ、ＴＦＴ素子のドレイン電極を補助容量ラインまで引き伸ばすことにより重畳部が形成され、その間に形成されている絶縁膜を誘電体として補助容量（電荷保持用コンデンサ）が形成される。
特開平８−１１０４９５号公報（公開日平成８年４月３０日）

ところが、上記従来の液晶表示パネルを３Ｄ表示装置等において用いた場合、上記特許文献１ではクロストークが発生しないと考えられていた最適観察位置においても、クロストークによる表示性能が低下することが本願発明者らにより見出された。

すなわち、上記液晶表示パネルの各絵素パターンにおいて、光の透過領域となる開口部はＴＦＴ素子や補助容量の配置によって単純な矩形形状とはならず、ＴＦＴ素子や補助容量の配置位置やその形状等の要因により、一部に狭ギャップの開口部を有することがある。

また、光は規則的な間隔で空いている小さな開口部を通過する際、その進行方向が曲がる性質（すなわち、回折現象）を持っているため、絵素パターンにおいてそのような狭ギャップの開口部がある場合、該開口部を通過する光において回折現象が生じる。

このため、図９に示すように、例えば、視差バリアと表示用液晶パネルとを組み合わせてなる３Ｄ表示装置では、上記視差バリアを通過することで特定の視野角を与えられた光が、表示用液晶パネルにおける狭ギャップの開口部を通過する際に回折現象を起こした場合、“左眼用の光”と“右眼用の光”とに完全に分離できなくなり、光学的なクロストークが発生した結果、３Ｄ表示性能は低下してしまうといった問題が生じる。

具体的には、視差バリアを通過することで特定の視野角を与えられた光（図９中では破線の矢印にて示す）以外に、狭ギャップの開口部通過時に回折した光（図９中では実線の矢印にて示す）が発生すると、この回折光が観察者の右目に左目用画像を、あるいは観察者の左目に右目用画像を供給する作用を生じる（本明細書では、このような光学的作用をクロストークと称する）。このようなクロストーク作用により、３Ｄ表示時には滲んだような画像が観察される。尚、複数の観察者に対して異なる映像を供給する表示においても同様の問題が生じ、一方の表示画像に他方の表示画像が重畳された画像が観察される。

また、上述の回折現象によるクロストークは、視差バリア方式に特有の問題ではなく、レンズアレイ方式、眼鏡方式等の方式でも生じるものであり、また表示画像を同時刻に複数の視点に分離する方式だけでなく、表示画像を時分割で複数の視点に分離する方式においても生じるものである。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、回折現象によるクロストークを抑制し、３Ｄ表示あるいは複数の観察者に対して異なる映像を供給する表示を良好なものにすることにある。

本発明に係る表示パネルは、上記課題を解決するために、入力される画像データに応じて表示画像を生成する表示画像生成手段と、該表示画像を同時刻または時分割で複数の視点に分離する表示画像分離手段とを有する表示パネルにおいて、上記表示画像生成手段がアクティブマトリクス型表示パネルであり、該アクティブマトリクス型表示パネルの各絵素パターン中に存在する開口部の幅は、
０＜（絵素の開口部の最小幅）／（絵素の開口部の最大幅）≦０．０３７、あるいは、
０．１３０≦（絵素の開口部の最小幅）／（絵素の開口部の最大幅）＜１
となるように設定されていることを特徴としている。

上記の構成によれば、各絵素パターン中に存在する開口部の幅を上述の範囲に規定することによって、上記表示パネルを用いて表示画像を同時刻または時分割で複数の視点に分離する表示を行う際の回折現象によるクロストーク値を５．６未満とすることができ、視認性への悪影響を低減することができる。

また、上記表示パネルでは、上記アクティブマトリクス型表示パネルの各絵素パターン中に存在する開口部の幅は、
０＜（絵素の開口部の最小幅）／（絵素の開口部の最大幅）≦０．０３７、あるいは、
０．１４８≦（絵素の開口部の最小幅）／（絵素の開口部の最大幅）≦０．１８５、あるいは、
０．２９６≦（絵素の開口部の最小幅）／（絵素の開口部の最大幅）＜１
となるように設定されていることを特徴としている。

上記の構成によれば、各絵素パターン中に存在する開口部の幅を上述の範囲に規定することによって、上記表示パネルを用いて表示画像を同時刻または時分割で複数の視点に分離する表示を行う際の回折現象によるクロストーク値を５．２未満とすることができ、視認性への悪影響をより一層低減することができる。

また、本発明に係る他の表示パネルは、上記課題を解決するために、入力される画像データに応じて表示画像を生成する表示画像生成手段と、該表示画像を同時刻または時分割で複数の視点に分離する表示画像分離手段とを有する表示パネルにおいて、上記表示画像生成手段がアクティブマトリクス型表示パネルであり、該アクティブマトリクス型表示パネルの各絵素パターン中に存在する開口部の幅は、
２μｍ＜（絵素の開口部の最小幅）＜７μｍ
の範囲とならないように設定されていることを特徴としている。

上記の構成によれば、各絵素パターン中に存在する開口部の幅を上述の範囲に規定することによって、上記表示パネルを用いて表示画像を同時刻または時分割で複数の視点に分離する表示を行う際の回折現象によるクロストーク値を５．６未満とすることができ、視認性への悪影響を低減することができる。

また、上記表示パネルでは、上記アクティブマトリクス型表示パネルの各絵素パターン中に存在する開口部の幅は、
２μｍ＜（絵素の開口部の最小幅）＜８μｍ、および、
１０μｍ＜（絵素の開口部の最小幅）＜１６μｍ
の範囲とならないように設定されていることを特徴としている。

上記の構成によれば、各絵素パターン中に存在する開口部の幅を上述の範囲に規定することによって、上記表示パネルを用いて表示画像を同時刻または時分割で複数の視点に分離する表示を行う際の回折現象によるクロストーク値を５．２未満とすることができ、視認性への悪影響をより一層低減することができる。

また、本発明に係る他の表示パネルは、上記課題を解決するために、入力される画像データに応じて表示画像を生成する表示画像生成手段と、該表示画像を同時刻または時分割で複数の視点に分離する表示画像分離手段とを有する表示パネルにおいて、上記表示画像生成手段がアクティブマトリクス型表示パネルであり、該アクティブマトリクス型表示パネルの各絵素パターン中に存在する狭ギャップの開口部を遮光膜にて遮光していることを特徴としている。

上記の構成によれば、上記絵素パターン中に、視認性に悪影響を与えるような回折現象によるクロストークを発生させる開口部が存在する場合、該開口部を遮光膜にて覆い、クロストークの要因となる回折光を遮断することで、回折現象によるクロストークを防止することができる。

また、上記表示パネルでは、上記遮光膜にて遮光される開口部の幅は、
０．０３７＜（絵素の開口部の最小幅）／（絵素の開口部の最大幅）＜０．１３０
であることを特徴としている。

また、上記表示パネルでは、上記遮光膜にて遮光される開口部の幅は、
２μｍ＜（絵素の開口部の最小幅）＜７μｍ
であることを特徴としている。

また、上記表示パネルでは、上記アクティブマトリクス型表示パネルは、各絵素内において補助容量を有しており、該補助容量を構成する補助容量配線は、ソースラインと交差する箇所で線幅が細く形成されており、絵素パターン内で線幅が太く形成されていることを特徴としている。

上記構成の表示パネルでは、上記補助容量配線の配置によってＣｓ（補助容量）−ソースライン間に狭ギャップの開口部が生じやすく、クロストークの発生要因となる。それゆえ、本発明の適用が好適となる。

また、上記表示パネルでは、上記アクティブマトリクス型表示パネルは、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）駆動型であることを特徴としている。

上記構成の表示パネルでは、ＴＦＴ素子−ソースライン間に狭ギャップの開口部が生じやすく、クロストークの発生要因となる。それゆえ、本発明の適用が好適となる。

本発明は、各絵素パターン中に存在する開口部の幅を適切な範囲に規定することによって、上記表示パネルを用いて表示画像を同時刻または時分割で複数の視点に分離する表示を行う際の回折現象によるクロストークを抑制することができ、視認性への悪影響を低減することができるといった効果を奏する。

本発明の一実施形態について図１ないし図７に基づいて説明すると以下の通りである。

先ず、本実施の形態に係る２Ｄ／３Ｄ切替型液晶表示パネルの概略構成を図２を参照して説明する。尚、本実施の形態では、本発明の液晶表示パネルを２Ｄ／３Ｄ切替型液晶表示パネルに適用した場合を例示するものである。

上記２Ｄ／３Ｄ切替型液晶表示パネルは、図１に示すように、表示用液晶パネル（表示画像生成手段）１０、パターン化位相差板（視差バリア手段）２０、スイッチング液晶パネル３０を貼り合わせた構成となっている。また、本実施の形態に係る２Ｄ／３Ｄ切替型液晶表示パネルに対して、駆動回路やバックライト（光源）等を実装することで２Ｄ／３Ｄ切替型液晶表示装置が提供される。

表示用液晶パネル１０は、ＴＦＴ液晶表示パネルとして具備されており、第１の偏光板１１、対向基板１２、液晶層１３、アクティブマトリクス基板１４、および第２の偏光板１５が積層されてなり、アクティブマトリクス基板１４には、表示を行うべき画像に対応した画像データがＦＰＣ（Flexible Printed Circuits）等の配線５１を介して入力される。また、第２の偏光板１５は、その表面に有機膜としてアクリル系樹脂膜１６が被覆されている。

パターン化位相差板２０は、視差バリアの一部として機能するものであり、図３（ａ）に示すように、透明基板２１上に配向膜２２を形成し、さらにその上に液晶層２３を積層してなる構成である。また、上記パターン化位相差板２０のアクティブエリアにおいては、図３（ｂ）に示すように、それぞれ、偏光状態の異なる第１の領域２０Ａ（図中、斜線部にて示す）と第２の領域２０Ｂ（図中、射影部にて示す）とが交互にストライプ状に形成されている。さらに、パターン化位相差板２０においては、第１の領域２０Ａと同工程にて形成されるアライメントマーク２０Ｃが設けられている。

スイッチング液晶パネル３０は、駆動側基板３１、液晶層３２、対向基板３３、および第３の偏光板３４が積層されてなり、駆動側基板３１には液晶層３２のＯＮ時に駆動電圧を印加するための配線５２が接続されている。

スイッチング液晶パネル３０は、液晶層３２のＯＮ／ＯＦＦに応じて該スイッチング液晶パネル３０を透過する光の偏光状態を切り替える切替手段として配置されている。すなわち、スイッチング液晶パネル３０は、２Ｄ表示時と３Ｄ表示時とで、該スイッチング液晶パネル３０を透過する光への光学変調作用を異ならせる。尚、スイッチング液晶パネル３０は表示用液晶パネル１０のようにマトリクス駆動される必要は無く、駆動側基板３１および対向基板３３に備えられる駆動電極は該スイッチング液晶パネル３０のアクティブエリア全面に形成されればよい。

次に、上記構成の２Ｄ／３Ｄ切替型液晶表示パネルの表示動作について説明する。

先ず、図２に示す２Ｄ／３Ｄ切替型液晶表示パネルにおいて、各構成部材の光学軸の方向を図４にて例示する。尚、図４において示される光学軸は、液晶パネルおよび位相差板では配向膜における遅相軸の方向（すなわち、配向膜に対するラビング方向）、偏光板では透過軸の方向である。

図４の構成では、光源から出射された入射光は、最初に、スイッチング液晶パネル３０の第３の偏光板３４によって偏光される。また、スイッチング液晶パネル３０は、３Ｄ表示時はＯＦＦの状態で１／２波長板として作用する。

また、スイッチング液晶パネル３０を通過した光は、次にパターン化位相差板２０に入射される。パターン化位相差板２０の第１の領域２０Ａと第２の領域２０Ｂとでは、そのラビング方向、すなわち遅相軸の方向が異なるため、第１の領域２０Ａを通過した光と第２の領域２０Ｂを通過した光とでは、その偏光状態が異なる。図４の例では、第１の領域２０Ａを通過した光と第２の領域２０Ｂを通過した光との偏光軸が９０°異なっている。また、パターン化位相差板２０は液晶層２３の複屈折率異方性と膜厚とにより１／２波長板として作用するよう設定されている。

パターン化位相差板２０を通過した光は、表示用液晶パネル１０の第２の偏光板１５に入射される。３Ｄ表示時には、パターン化位相差板２０の第１の領域２０Ａを通過した光の偏光軸は第２の偏光板１５の透過軸と平行であり、第１の領域２０Ａを通過した光は偏光板１５を透過する。一方で、第２の領域２０Ｂを通過した光の偏光軸は第２の偏光板１５の透過軸と９０°の角度をなし、第２の領域２０Ｂを通過した光は偏光板１５を透過しない。

すなわち、図４の構成では、パターン化位相差板２０と第２の偏光板１５との関連した光学作用によって視差バリアの機能が達成され、パターン化位相差板２０における第１の領域２０Ａが透過領域、第２の領域２０Ｂが遮断領域となる。

第２の偏光板１５を通過した光は、表示用液晶パネル１０の液晶層１３において黒表示を行う画素と白表示を行う画素とで異なる光学変調を受け、白表示を行う画素によって光学変調を受けた光のみが第１の偏光板１１を透過することで画像表示が行われる。

この時、上記視差バリアの透過領域を通過することで特定の視野角が与えられた光が、表示用液晶パネル１０において右目用画像および左目用画像のそれぞれに対応する画素を通過することで右目用画像と左目用画像とが異なる視野角に分離され、３Ｄ表示が行われる。

また、２Ｄ表示が行われる場合には、スイッチング液晶パネル３０がＯＮされ、該スイッチング液晶パネル３０を通過する光に対して光学変調が与えられない。スイッチング液晶パネル３０を通過した光は、次にパターン化位相差板２０を通過することで、第１の領域２０Ａを通過した光と第２の領域２０Ｂを通過した光とで異なる偏光状態が与えられる。

しかしながら、２Ｄ表示の場合では、３Ｄ表示の場合とは異なり、スイッチング液晶パネル３０での光学変調作用が無いため、パターン化位相差板２０を通過した光の偏光軸は、第２の偏光板１５の透過軸に対して、左右対称の角度のずれが生じることとなる。このため、パターン化位相差板２０の第１の領域２０Ａを通過した光、第２の領域２０Ｂを通過した光ともに、第２の偏光板１５を同じ透過率で透過し、パターン化位相差板２０と第２の偏光板１５との関連した光学作用による視差バリアの機能が達成されず（特定の視野角が与えられない）、２Ｄ表示となる。

尚、上記の説明においては、本発明を２Ｄ／３Ｄ切替型液晶表示パネルにおいて適用した場合を例示している。しかしながら、本発明は３Ｄ表示装置や複数の観察者に対して異なる映像を供給する表示装置の表示用液晶パネルにおいて発生する回折現象によるクロストークを防止することを目的とするものであることから、スイッチング液晶パネル３０を含まない構成（３Ｄ表示専用の構成）の３Ｄ型液晶表示パネルや３Ｄ型液晶表示装置、あるいは複数の観察者に対して異なる映像を供給する表示装置（複数の観察者に対して異なる映像を供給する表示と通常表示との切替型の構成であってもよく、複数の観察者に対して異なる映像を供給する表示専用の構成であってもよい）においても本発明は適用可能である。

また、本発明をスイッチング液晶パネルを含まない３Ｄ型液晶表示パネルあるいは複数の観察者に対して異なる映像を供給する表示装置に適用する場合、スイッチング液晶パネルの代わりに１／２波長板を具備し、その遅相軸はスイッチング液晶パネルのラビング方向に合せればよい。尚、図２に記載の第３の偏光板３４は、スイッチング液晶パネルの代わりに具備された１／２波長板の光源側（パターン化位相差板２０において、表示用液晶パネル１０との貼り合わせ面の反対側）にそのまま備える。

尚、本発明は、上述した液晶表示パネルや液晶表示装置に限定されるものではなく、スイッチング液晶パネル３０、パターン化位相差板２０の替わりに、視差バリアを遮光性金属膜あるいは黒色樹脂と言った遮光性材料にて形成した表示パネルや表示装置、または遮光性材料でストライプを対向基板１２あるいはアクティブマトリクス基板１４上に直接形成した表示パネルや表示装置にも適用することができる。そして、当然のことながら、これらの視差バリアを用いた表示パネルや表示装置は、３Ｄ表示あるいは複数の観察者に対して異なる映像を供給する表示を専用とする表示パネルや表示装置にも適用する事ができる。

さらに、本発明は、視差バリア方式に限定されるものではなく、レンズアレイあるいは眼鏡を用いる方式、または光源の指向性及び表示映像を時間分割すると同時に同期させる方式で、表示画像を同時刻または時分割で複数の視点に分離する表示パネルや表示装置にも適用する事が出来る。そして、当然のことながら、これらの表示パネルや表示装置は、表示画像を分離しないように切り替えられるものであっても、分離した画像を専用に表示するものであっても適用することができる。

ここで、本発明の液晶表示装置では、表示用液晶パネルにおいて発生する回折現象によるクロストークを防止するための主要な構成は表示用液晶パネルにある。このため、本実施の形態に係る表示用液晶パネルの構成を以下に詳細に説明する。

本実施の形態に係る表示装置において用いられる表示用液晶パネル１０におけるアクティブマトリクス基板１４では、その表示用液晶パネルにおける各絵素パターンは、図１に示すように、ＴＦＴ素子８３と透明な絵素電極８６とから構成される。また、各絵素パターンは、複数のゲートライン８０と複数のソースライン８１とが互いに交差する位置毎に設けられ、マトリクス状に形成される。ゲートライン８０とソースライン８１とは、これらの間に設けられた層間絶縁膜（図示せず）により絶縁分離されている。

また、上記液晶表示パネルにおいて、通常、絵素電極８６と対向電極（図示せず）との間の液晶容量は充分ではないため、ゲートライン８１と並列に補助容量ライン（補助容量配線）８２が設けられ、ＴＦＴ素子８３のドレイン電極８３ｃを補助容量ライン８２まで引き伸ばすことにより重畳部が形成され、その間に形成されている絶縁膜を誘電体として補助容量８４（電荷保持用コンデンサ）が形成される。

上記ＴＦＴ素子８３のドレイン電極８３ｃは補助容量８４の部分の層間絶縁膜に穴を開けることにより絵素電極８６に接続され、ゲート電極８３ａはＴＦＴ素子８３をオンオフさせる走査信号を供給するゲートライン８０に接続され、ソース電極８３ｂはＴＦＴ素子８３を介して絵素電極に映像信号を入力するソースライン８１に接続されている。

補助容量ライン８２はソースライン８１との交差部に設けられた絶縁膜を誘電体として負荷容量を生じる。この負荷容量による走査信号及び映像信号の信号遅延を低減させるため、ソースライン８１上の補助容量ライン８２は、その線幅を細くすることで交差部面積を小さくし負荷容量の低減を図っている。また補助容量分を確保するために、補助容量８４自体は、その両端のソースライン８１になるべく近づけるように幅を広げることで面積を大きく取っている。つまり、上記補助容量ライン８２は、ソースライン８１と交差する箇所で線幅が細く形成されており、絵素パターン内で線幅が太く形成されている。

上記補助容量８４を上述のような形状、すなわちソースライン８１上の補助容量ライン８２は細くして交差部面積を小さくし、補助容量８４は両端のソースライン８１に近づけるように幅を広げる形状とすることにより、Ｃｓ（補助容量）−ソースライン間に開口部８８のような狭ギャップの開口部が生じる。

図１に示すような構成の液晶表示パネルでは、Ｃｓ−ソースライン間に形成される狭ギャップの開口部８８において、上述したクロストークの要因となる回折現象の生じることが最も懸念される。

本実施の形態に係る液晶表示パネルでは、上記回折現象を低減し、クロストークを抑制する方法として、大別して２つの方法が提案されている。

クロストークを抑制する第１の方法として、狭ギャップの開口部を通過する光において回折が発生する条件を求め、絵素パターンの設計段階においてそのような狭ギャップの開口部が生じないようにすることが考えられる。まずは、この第１の手法を以下に説明する。

ここで、絵素パターンにおける狭ギャップの開口部幅とクロストークとの関係をシミュレーションにて調べた結果を以下に示す。先ず、このシミュレーションにおいて用いられた絵素パターンを、図５を参照して説明する。

上記絵素パターンは、図５（ａ）に示すように、縦１８０μｍ、横６０μｍ（説明の便宜上、縦サイズ、横サイズとして示している）、ソースラインおよびゲートラインの各ライン幅が３μｍのサイズである。このため、各絵素パターンにおいてソースラインおよびゲートラインにて囲まれる開口領域における横方向の最大サイズは、６０−３×２＝５４〔μｍ〕である。

また、上記絵素パターンでは、上記開口領域内に補助容量が形成されており、該補助容量を構成する補助容量ラインはソースラインとの交差部でその線幅が細くなるように形成されている。このため、上記絵素パターンでは、Ｃｓ（補助容量）−ソースライン間に幅Ｘμｍの狭ギャップの開口部が生じている。以下のシミュレーションでは、上記狭ギャップの開口部の幅Ｘμｍを０から２７μｍまで１μｍ刻みで変化させた場合のクロストーク値を求めた。尚、開口部の幅Ｘμｍが０μｍの場合とは、図５（ｂ）に示すように、補助容量ラインが全体に太く形成されることによって狭ギャップの開口部が生じていない場合となり、開口部の幅Ｘμｍが２７μｍの場合とは、図５（ｃ）に示すように、補助容量ラインが全体に細く形成されることによって狭ギャップの開口部が生じていない場合となる。

また、上記クロストークは、上記絵素パターンを有する表示用液晶パネルを視差バリアと組み合わせた３Ｄ表示（あるいは複数の観察者に対して異なる映像を供給する表示）を行う場合に生じるものであることから、以下のシミュレーションでは、視差バリアのスリット幅を３０μｍ、３３μｍ、３５μｍとした３通りについてシミュレーションを行った。

また、シミュレーションによって算出されたクロストーク値は、以下の（１）式によって定義される無次元量である。尚、この（１）式において、Ｄａｒｋは右目用画像および左目用画像の一方で黒表示を行い、他方で白表示を行った場合の黒表示側の明るさを示す。Ｂｌａｃｋは右目用画像および左目用画像の両方で黒表示を行った場合の黒表示の明るさを示す。そして、Ｂｒｉｇｈｔは右目用画像および左目用画像の一方で黒表示を行い、他方で白表示を行った場合の白表示側の明るさを示す。発生するクロストークが大きくなるほど、そのクロストークの影響によってＤａｒｋの明るさが大きくなるため、ＤａｒｋとＢｌａｃｋとの値の差が大きくなり、（１）式で表されるクロストーク値は大きくなる。もちろん、この（１）式にもとづき輝度を測定する事でクロストーク値を実測計算して求める事も出来る。

このシミュレーション結果を以下の表１に示す。また、表１の結果を表したグラフを図６に示す。

尚、ここで言うシミュレーションは、表示画像生成に用いる液晶表示装置の絵素サイズ・開口部・基板厚・基板屈折率・光源の波長、さらに左右眼球距離より光源からの光の進行方向を計算し、さらに最適なパターン化位相差板のスリットピッチ及びスリット幅より計算してクロストーク値を求める。

表１及び図６は、パターン化位相差板のスリット幅と絵素の狭ギャップの開口部幅を共に変えてクロストーク値をシミュレーションした結果である。尚、表１のパターン化位相差板のスリット幅は、図５の絵素から計算により求めた値である。

上記表１および図６に示す結果より、開口部の幅Ｘμｍが３〜６μｍの範囲のクロストーク値が特に大きくなっていることが分かる。これより、本実施の形態に係る表示用液晶パネルでは、３〜６μｍの範囲の幅を有する狭ギャップの開口部が存在しないようにするとよい。また、クロストーク値に関しては、その値が５．６以上となる場合に、３Ｄ表示時あるいは複数の観察者に対して異なる映像を供給する表示時において視認性に影響を与えるクロストークが発生するものであるが、３〜６μｍの範囲を除くことによってクロストーク値が５．６未満となり、クロストークの影響を抑制できる。つまり、上記表１の結果において、クロストーク値が確実に５．６未満となるためには、開口部の幅Ｘμｍが２μｍ以下あるいは７μｍ以上であれば良いことが分かる。

また、上記表１および図６に示す結果において、クロストークが視認性に影響を与える開口部の範囲を、（絵素の開口部の最小幅）／（絵素の開口部の最大幅）として表すこともできる。ここで、絵素の開口部の最大幅は、回折現象を考慮する開口部の幅Ｘμｍと同方向で考えると５４μｍである。この場合、クロストーク値が５．６以上となる開口部の範囲は、
０．０３７＜（絵素の開口部の最小幅）／（絵素の開口部の最大幅）＜０．１３０
となる。

言い換えれば、３Ｄ表示時あるいは複数の観察者に対して異なる映像を供給する表示時においてクロストークによる視認性への影響を防止するためには、絵素パターン中に存在する全ての開口部の幅が、
０＜（絵素の開口部の最小幅）／（絵素の開口部の最大幅）≦０．０３７、
あるいは、
０．１３０≦（絵素の開口部の最小幅）／（絵素の開口部の最大幅）＜１
となるように設定されればよいこととなる。

また、本実施の形態に係る表示用液晶パネルでは、狭ギャップの開口部幅の範囲をクロストーク値が５．２未満となるような範囲にすることで、３Ｄ表示時あるいは複数の観察者に対して異なる映像を供給する表示時における視認性への悪影響をより一層低減することができる。

尚、クロストーク値が５．２未満となるための開口部の範囲は、上記表１より、
０＜（絵素の開口部の最小幅）／（絵素の開口部の最大幅）≦０．０３７、あるいは、
０．１４８≦（絵素の開口部の最小幅）／（絵素の開口部の最大幅）≦０．１８５、あるいは、
０．２９６≦（絵素の開口部の最小幅）／（絵素の開口部の最大幅）＜１
となるように設定されればよいこととなる。

あるいは、クロストーク値が５．２未満となるための開口部の範囲は、
２μｍ＜（絵素の開口部の最小幅）＜８μｍ、および、
１０μｍ＜（絵素の開口部の最小幅）＜１６μｍ
の範囲とならないように設定されればよいこととなる。

本実施の形態に係る表示用液晶パネルにおいて、より好ましくは、１〜２６μｍの範囲の幅を有する狭ギャップの開口部が存在しないようにすれば、クロストーク値を４．８未満とすることができ、この場合、クロストークの影響が殆どない極めて高鮮明な３Ｄ表示あるいは複数の観察者に対して異なる映像を供給する表示を行うことが可能となる。

尚、上記説明では、クロストークの要因となる回折現象を発生させる狭ギャップの開口部として、Ｃｓ−ソースライン間に形成される開口部を例にあげたが、回折現象を発生させる狭ギャップの開口部の箇所は特に限定されるものではない。例えば、ＴＦＴ素子のドレイン電極が遮光性金属膜からなる場合、ドレイン電極とソースラインとの間に生じる開口部幅が、本発明の適用箇所となることもありうる。

クロストークを抑制する第２の方法としては、視認性に悪影響を与えるようなクロストークを発生させる開口部が存在する場合、該開口部を遮光膜にて覆い、クロストークの要因となる回折光を遮断することが考えられる。この第２の方法を適用した表示用液晶パネルにおける絵素パターンを図７（ａ），（ｂ）に示す
図７（ａ）に示す表示用液晶パネルの絵素パターンでは、Ｃｓ−ソースライン間に形成される開口部を遮光するために、ゲートライン８０と平行に遮光膜８９を配置している。遮光膜８９は補助容量８４の縦方向の幅とほぼ同じ幅を有しており、対向基板側に設けられている。さらに、ＴＦＴ素子８３を覆う遮光膜９０を設けても良い。また、Ｃｓ−ソースライン間に形成される開口部を遮光する遮光膜は、図７（ｂ）に示す遮光膜８９’のように、その開口部のみを覆うように形成されていてもよい。遮光膜は、対向基板だけでなく、アクティブマトリクス基板に設けても構わない。

尚、本実施の形態に係る説明では、上記クロストークの問題が発生する表示用パネルとして、狭ギャップの開口部が存在する可能性のあるアクティブマトリクス基板を有する液晶表示パネルを例示した。しかしながら、本発明は、表示用パネルに液晶パネルを用いたものに限定されるものではない。アクティブマトリクス基板を用いる表示パネルとしては、例えば、液晶パネル以外に有機ＥＬパネルも考えられる。表示用パネルに有機ＥＬパネルを用いた場合であっても、該パネルの絵素パターン中に狭ギャップの開口部が存在する場合には同様の問題が生じると考えられるため、本発明は表示用パネルに有機ＥＬパネル等を用いた表示装置にも適用可能である。

表示画像を同時刻または時分割で複数の視点に分離することで、複数の視点に対して異なる画像を表示することを可能とする表示パネルにおいて、回折光によるクロストークを低減でき、３Ｄ表示装置や複数の観察者に対して異なる映像を供給する表示装置等の用途に適用できる。

本発明の実施形態を示すものであり、表示用パネルの絵素パターンを示す平面図である。 本発明が適用される２Ｄ／３Ｄ切替型液晶表示パネルの構成例を示す断面図である。 上記２Ｄ／３Ｄ切替型液晶表示パネルで用いられるパターン化位相差板の構成を示すものであり、図３（ａ）は断面図、図３（ｂ）は平面図である。 上記２Ｄ／３Ｄ切替型液晶表示パネルにおける各構成部材の光学軸の方向を示す図である。 図５（ａ）は、開口幅がクロストークに与える影響を調べるためのシミュレーションにおいて用いられた絵素パターンを示すものであり、図５（ｂ）は、開口部幅が０％となる場合、図５（ｃ）は、開口部幅が１００％となる場合を示す。 上記シミュレーションの結果を示すグラフである。 図７（ａ），（ｂ）は本発明の実施形態を示すものであり、表示用パネルの絵素パターンにおいて狭ギャップの開口部に遮光膜を配置した場合の例を示す平面図である。 ３Ｄ表示原理を示すものであり、図８（ａ）は視野バリアによる視野角の付与効果を示す図、図８（ｂ）は３Ｄ表示画面の観察領域を示す図である。 従来の３Ｄ表示装置において、回折光によるクロストークの発生原理を示す図である。

符号の説明

１０ 表示用液晶パネル（表示画像生成手段）
２０ パターン化位相差板（視差バリア手段）
２０Ａ 第１の領域
２０Ｂ 第２の領域
８０ ゲートライン
８１ ソースライン
８２ 補助容量ライン（補助容量配線）
８３ ＴＦＴ素子
８４ 補助容量
８６ 絵素電極
８８ 開口部

Claims (10)

1. 入力される画像データに応じて表示画像を生成する表示画像生成手段と、該表示画像を同時刻または時分割で複数の視点に分離する表示画像分離手段とを有する表示パネルにおいて、
   上記表示画像生成手段がアクティブマトリクス型表示パネルであり、該アクティブマトリクス型表示パネルの各絵素パターン中に存在する開口部の幅は、
   ０＜（絵素の開口部の最小幅）／（絵素の開口部の最大幅）≦０．０３７、あるいは、
   ０．１３０≦（絵素の開口部の最小幅）／（絵素の開口部の最大幅）＜１
   となるように設定されていることを特徴とする表示パネル。
2. 上記アクティブマトリクス型表示パネルの各絵素パターン中に存在する開口部の幅は、
   ０＜（絵素の開口部の最小幅）／（絵素の開口部の最大幅）≦０．０３７、あるいは、
   ０．１４８≦（絵素の開口部の最小幅）／（絵素の開口部の最大幅）≦０．１８５、あるいは、
   ０．２９６≦（絵素の開口部の最小幅）／（絵素の開口部の最大幅）＜１
   となるように設定されていることを特徴とする請求項１に記載の表示パネル。
3. 入力される画像データに応じて表示画像を生成する表示画像生成手段と、該表示画像を同時刻または時分割で複数の視点に分離する表示画像分離手段とを有する表示パネルにおいて、
   上記表示画像生成手段がアクティブマトリクス型表示パネルであり、該アクティブマトリクス型表示パネルの各絵素パターン中に存在する開口部の幅は、
   ２μｍ＜（絵素の開口部の最小幅）＜７μｍ
   の範囲とならないように設定されていることを特徴とする表示パネル。
4. 上記アクティブマトリクス型表示パネルの各絵素パターン中に存在する開口部の幅は、
   ２μｍ＜（絵素の開口部の最小幅）＜８μｍ、および、
   １０μｍ＜（絵素の開口部の最小幅）＜１６μｍ
   の範囲とならないように設定されていることを特徴とする請求項３に記載の表示パネル。
5. 入力される画像データに応じて表示画像を生成する表示画像生成手段と、該表示画像を同時刻または時分割で複数の視点に分離する表示画像分離手段とを有する表示パネルにおいて、
   上記表示画像生成手段がアクティブマトリクス型表示パネルであり、該アクティブマトリクス型表示パネルの各絵素パターン中に存在する狭ギャップの開口部を遮光膜にて遮光していることを特徴とする表示パネル。
6. 上記遮光膜にて遮光される開口部の幅は、
   ０．０３７＜（絵素の開口部の最小幅）／（絵素の開口部の最大幅）＜０．１３０
   であることを特徴とする請求項５に記載の表示パネル。
7. 上記遮光膜にて遮光される開口部の幅は、
   ２μｍ＜（絵素の開口部の最小幅）＜７μｍ
   であることを特徴とする請求項５に記載の表示パネル。
8. 上記アクティブマトリクス型表示パネルは、各絵素内において補助容量を有しており、該補助容量を構成する補助容量配線は、ソースラインと交差する箇所で線幅が細く形成されており、絵素パターン内で線幅が太く形成されていることを特徴とする請求項１，３，５の何れかに記載の表示パネル。
9. 上記アクティブマトリクス型表示パネルは、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）駆動型であることを特徴とする請求項１，３，５の何れかに記載の表示パネル。
10. 上記請求項１ないし８の何れかに記載の表示パネルを備えていることを特徴とする表示装置。

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