JP2008076736A - Display element - Google Patents
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Abstract
Description
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。 The present invention relates to a display element capable of displaying different images in each direction when observed from different directions.
従来、例えば液晶表示素子等のディスプレイは、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等の小形のディスプレイからパーソナルコンピュータ、テレビジョン受像機等の大形のディスプレイとして用いられている。 Conventionally, for example, a display such as a liquid crystal display element is generally used as a large display such as a personal computer and a television receiver from a small display such as a mobile phone, a personal digital assistant (PDA), and a car navigation system. .
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、運転手が地図等のカーナビゲーションデータやモニタ確認に用いる他にも、助手席の同乗者が映画等を見るといった用途がある。 Previous displays have been optimized to enable high-quality observation of the same image from different angles, but in recent years this has been called multiple-view display, which displays multiple different images simultaneously and observes individual images depending on the viewing angle direction. There is also a need for a display that can be used. For example, a vehicle-mounted display mounted on a car has a use such that a passenger in a passenger seat watches a movie or the like in addition to a car navigation data such as a map and monitor confirmation.
このようなマルチプルビューディスプレイとしては、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。 As such a multiple view display, conventionally, a display device that displays a plurality of images at the same time, and an optical device that separates and displays each image by parallax so that the images are individually viewed from a predetermined viewing angle direction, are provided. There is something to prepare.
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複数のライン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1層のみ形成している(例えば、特許文献1参照)。 For example, as a display device, there is an active matrix TFT liquid crystal display element or the like having a general RGB stripe structure. Among a plurality of pixels included in such a display device, for example, a plurality of lines in a direction in which an image is separated by parallax. A plurality of pixel groups are constituted by a plurality of pixels alternately positioned every time, and an individual image is displayed by each pixel group. In addition, as an optical device, there is a parallax barrier layer in which a light shielding portion that shields pixels of a display device and a slit portion that transmits light are alternately formed, and only one parallax barrier layer is formed on the front side of the display device. (For example, refer to Patent Document 1).
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一方の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他方の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。
しかしながら、マルチプルビューディスプレイでは、1層の視差バリア層を用いて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ようにしているが、視角方向が設計された方向からずれた場合、複数の画像が重なって見える画像クロストークが発生し、正常な表示品位が得られず、観測者に異なる情報を与えたり不快感を与えるおそれがある。例えば、所定の視角方向から見た場合には1つの画素群の画像のみが視認されるが、所定の視角方向からずれて見た場合には1つの画素群の画像とともに隣接する他の画素群の画像も一緒に見えてしまい、複数の画像が重なって見える画像クロストークが発生する。特に、1層の視差バリア層のみでは、画像クロストロークが発生する視角方向の範囲が表示面の正面方向を含んで比較的広い傾向がある。 However, in the multiple view display, each image is separated and displayed by parallax so that the images are individually viewed from a predetermined viewing angle direction using a single parallax barrier layer, but the viewing angle direction is designed. When deviating from the specified direction, image crosstalk appears in which a plurality of images appear to be overlapped with each other, so that normal display quality cannot be obtained, and different information may be given to the observer or discomfort may be caused. For example, when viewed from a predetermined viewing angle direction, only an image of one pixel group is visually recognized, but when viewed from a predetermined viewing angle direction, other adjacent pixel groups together with an image of one pixel group These images are also seen together, and image crosstalk appears in which a plurality of images are overlapped. In particular, with only one parallax barrier layer, there is a tendency that the range in the viewing angle direction in which image black strokes occur is relatively wide including the front direction of the display surface.
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、画像クロストロークが発生する方向の範囲を少なくし、正しい画像のみを表示しやすくできる表示素子を提供することを目的とする。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides a display element that can easily display only a correct image by reducing a range in a direction in which an image black stroke occurs.
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毎に異なる画像を異なる視角方向へと表示可能とする表示素子本体と、この表示素子本体の表示面側に形成され、前記各視角方向で前記異なる画素群にて表示する異なる画像を遮光する第1の視差バリア層と、前記表示素子本体の前記第1の視差バリア層と反対面側に形成され、前記表示素子本体の各画素群にて表示する画像を前記第1の視差バリア層で遮光する視角方向と異なる方向で遮光する第2の視差バリア層とを具備しているものである。 The present invention includes a display element body having a plurality of pixels, and capable of displaying different images in different viewing angle directions for each of a plurality of pixel groups constituted by a plurality of pixels alternately positioned among these pixels. A first parallax barrier layer that is formed on a display surface side of the display element body and shields different images displayed by the different pixel groups in each viewing angle direction; and the first parallax barrier layer of the display element body; A second parallax barrier layer that is formed on the opposite surface side and shields an image displayed in each pixel group of the display element body in a direction different from a viewing angle direction shielded by the first parallax barrier layer. It is what.
そして、第1および第2の視差バリア層が視差に対する遮光部として機能し、所定の視角方向から見た場合に1つの画素群で表示される画像が視認されるが、異なる画素群で表示される画像が視差バリア層で遮光される。また、第1および第2の視差バリア層により、所定の視角方向からずれて見た場合の画像クロストロークの発生が少なくなる。 The first and second parallax barrier layers function as a light-shielding unit for parallax, and an image displayed in one pixel group is viewed when viewed from a predetermined viewing angle direction, but is displayed in a different pixel group. The image is shielded from light by the parallax barrier layer. In addition, the first and second parallax barrier layers reduce the occurrence of image cross strokes when viewed from a predetermined viewing angle direction.
本発明によれば、第1および第2の視差バリア層により、画像クロストロークが発生する方向の範囲を少なくし、正しい画像のみを表示しやすくできる。 According to the present invention, the first and second parallax barrier layers can reduce the range of the direction in which the image black stroke occurs and can easily display only a correct image.
以下、本発明の一実施の形態を図面を参照して説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1に示すように、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。
As illustrated in FIG. 1, a
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液晶セルである表示デバイス21、および異なる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22a,22bを備えている。
The display element 11 is a display device 21 that is a liquid crystal cell as a display element body that displays a plurality of images at the same time, and an image for separating images so that images displayed on the display device 21 from different viewing angle directions can be individually viewed
表示デバイス21には、例えば一般的な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との間に液晶層26を挟持した構造である。アレイ基板24には、第1の基板である透明なガラス製の基板27上に、走査線および信号線が形成されているとともに、画素電極およびスイッチング素子としてのTFTがマトリクス状に形成されている。対向基板25には、第2の基板である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、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とを組み合わせてマトリクス状に配列される複数の画素29が形成され、これら複数の画素29で画像を表示する表示面30が構成されている。
For the display device 21, for example, an active matrix TFT liquid crystal display element having a general RGB stripe structure is used. The display device 21 has a structure in which a
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29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29aで構成される画素群と複数の画素29b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。
The display device 21 can display, for example, an interlaced image by a drive circuit (not shown), and can also display a plurality of different images. That is, among the plurality of
また、光学デバイス22aは、表示デバイス21の表示面30側に形成されており、すなわち、表示デバイス21の基板28の表面に、透明な接着層32を介して、第1の視差バリア層33が形成された透明なガラス製の基板34が接着されている。一方、光学デバイス22bは、表示デバイス21の表示面30側と反対側である光源側面31側に形成されており、すなわち、表示デバイス21の基板27の表面に、透明な接着層35を介して、第2の視差バリア層36が形成された透明なガラス製の基板37が接着されている。
The
表示デバイス21の基板28および接着層32が、表示デバイス21のカラーフィルタと第1の視差バリア層33とを所定距離だけ離間させる第1の距離調整層38として形成され、また、表示デバイス21のカラーフィルタと液晶層26および基板27および接着層35が第2の視差バリア層36とを所定距離だけ離間させる第2の距離調整層39として形成されている。
The
各視差バリア層33,36は、表示デバイス21の正面に対して平行に形成され、例えば左右方向等の視差により画像を分離する方向に間隔をあけて形成される複数の遮光部40を有し、これら遮光部40間に複数のスリット部41が形成されている。各スリット部41には接着層32,35が充填されている。そして、各視差バリア層33,36は、例えば、非光透過性金属であるクロム、またはカーボンブラック等の黒色顔料が分散された樹脂が基板34,37に積層され、フォトリソグラフィー法を用いてパターニング形成されている。あるいは、インクジェット法を用いてカーボンブラック等の黒色顔料が基板34,37に直接的にパターニング形成されている。
Each of the
各視差バリア層33,36で、視差により画像を分離する方向の範囲は、表示デバイス21のカラーフィルタから第1の視差バリア層33までの距離、またカラーフィルタから第2の視差バリア層36までの距離で決定されるため、接着層32,35の厚みの管理が重要である。この接着層32,35として用いる材料は、例えばアクリル系の紫外線硬化性樹脂が望ましい。さらに、表示デバイス21の基板27,28、第1および第2の距離調整層38,39として用いる基板34,37は全て同一屈折率を有するものが望ましい。また、接着層32,35に用いるアクリル系の紫外線硬化性樹脂も基板27,28,34,37と同じ屈折率を有するものが望ましい。
In each of the
図2に示すように、第1の視差バリア層33は、遮光部40の中心線およびスリット部41の中心線が画素29間に形成されているブラックマトリクスBMの中心線とそれぞれ一致するように位置決めされている。
As shown in FIG. 2, the first
図3に示すように、第2の視差バリア層36は、第1の視差バリア層33とで遮光部40の位置とスリット部41の位置とが異なるように、第2の視差バリア層36の遮光部40の中心線およびスリット部41の中心線が第1の視差バリア層33のスリット部41の中心線および遮光部40の中心線とそれぞれ一致するように位置決めされている。つまり、第1の視差バリア層33の各遮光部40と第2の視差バリア層36の各遮光部40とが表示デバイス21の各画素群で表示する画像全体を表示デバイス21の表示面30に垂直な正面方向で遮光するように形成されている。
As shown in FIG. 3, the second
画素29の幅、画素29のブラックマトリクスBMの幅、第1および第2の視差バリア層33,36のスリット部41の開口幅、カラーフィルタと第1の視差バリア層33との間の距離、第1の視差バリア層33と第2の視差バリア層36との間の距離の関係は次の(1)(2)式の如き関係にあることが好ましい。
The width of the
(1) (第1の視差バリア層33のスリット部41の開口幅、第2の視差バリア層36の遮光部40の幅)=(画素29の幅)−(画素29のブラックマトリクスの幅)
(2) (カラーフィルタと第1の視差バリア層33との間の距離、カラーフィルタと第2の視差バリア層36との間の距離)=(画素29の幅)÷2÷{tan(sin−1[sinθ÷ng])}
θ:所望の画素分離範囲中心角
ng:ガラス屈折率
(1) (Opening width of
(2) (Distance between the color filter and the first
θ: desired pixel separation range center angle ng: glass refractive index
そして、光学デバイス22aが表示デバイス21の正面側に配設され、光学デバイス22bが表示デバイス21の背面側に配設されている。表示デバイス21の背面つまり基板37の背面には光源側の偏光板43が形成され、光学デバイス22aの正面つまり基板34の表面には観測者側の偏光板44がそれぞれ設けられている。
The
また、バックライト12は、光源51、およびこの光源51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52を備えている。
The
次に、本実施の形態の作用を説明する。 Next, the operation of the present embodiment will be described.
まず、表示素子11の製造方法について説明する。 First, a method for manufacturing the display element 11 will be described.
例えば、画素ピッチ63.5μm、画素ブラックマトリクスBMの幅12μmとする表示デバイス21の正面側の基板28を厚さ55μmまでケミカル研磨あるいは機械研磨し、第1の距離調整層38の一部を形成する。
For example, the
その基板28の表面に、例えば、接着層32の紫外線硬化樹脂等の材料を厚さ35μmに塗布する。さらに、その基板28の表面側に、接着層32を介して、例えば、スリット部41の開口幅40μm、遮光部40の幅87μmとする第1の視差バリア層33を予めパターニング形成した基板34を密着させて貼り合わせる。基板34に形成された第1の視差バリア層33は、例えば、非光透過性金属であるクロム、またはカーボンブラック等の黒色顔料が分散された樹脂を基板34に積層し、フォトリソグラフィー法を用いてパターニング形成しているか、あるいは、インクジェット法を用いてカーボンブラック等の黒色顔料を基板34に直接的にパターニング形成している。このとき、図2に示すように、第1の視差バリア層33の遮光部40の中心線およびスリット部41の中心線が画素29間のブラックマトリクスBMの中心線とそれぞれ一致するように貼り合わせる。
On the surface of the
表示デバイス21に基板34を貼り合わせることにより、表示デバイス21の基板28および接着層32により、表示デバイス21のカラーフィルタと第1の視差バリア層33とを所定距離だけ離間させる第1の距離調整層38を形成する。
By attaching the
表示デバイス21の基板27を、例えば、液晶層26とカラーフィルタとの厚さを5μmとすると、厚さ50μmになるまでケミカル研磨あるいは機械研磨し、第2の距離調整層39の一部を形成する。
For example, if the thickness of the
基板27の表面に、例えば、接着層35の紫外線硬化樹脂等の材料を厚さ35μmに塗布する。さらに、基板37の表面側に、接着層35を介して、例えば、スリット部41の開口幅87μm、遮光部40の幅40μmとする第2の視差バリア層36を予めパターニング形成した基板37を密着させて貼り合わせる。基板37に形成された第2の視差バリア層36は、例えば、非光透過性金属であるクロム、またはカーボンブラック等の黒色顔料が分散された樹脂を基板37に積層し、フォトリソグラフィー法を用いてパターニング形成しているか、あるいは、インクジェット法を用いてカーボンブラック等の黒色顔料を基板37に直接的にパターニング形成されている。このとき、図3に示すように、第2の視差バリア層36は、第1の視差バリア層33とで遮光部40の位置とスリット部41の位置とが異なるように、第2の視差バリア層36の遮光部40の中心線およびスリット部41の中心線が第1の視差バリア層33のスリット部41の中心線および遮光部40の中心線とそれぞれ一致するように貼り合わせる。
For example, a material such as an ultraviolet curable resin for the
そして、この表示素子11に偏光板43,44およびバックライト12を組み合わせ、マルチプルビューディスプレイ10を形成する。
The display element 11 is combined with the
また、図4には、第1および第2の視差バリア層33,36により、左右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した状態を示す。 FIG. 4 shows a state where the first and second parallax barrier layers 33 and 36 separate the images so that the images displayed on the display device 21 are individually viewed from the left and right viewing angle directions.
マルチプルビューディスプレイ10では、複数の画素29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29aで構成される画素群と複数の画素29bで構成される画素群とで異なる画像を表示する。
In the
第1の視差バリア層33はバックライト12から出射して画素29を透過した光を遮光し、第2のバリア層36は画素29に到達する前のバックライト12から出射した光を遮光する。
The first
そして、これら第1および第2の視差バリア層33,36により、左側の視角方向と右側の視角方向とから見た場合に、各画像を良好な表示品位で視認できる。すなわち、左側の視角方向から見た場合には、複数の画素29aの画素群で表示される画像Rが第1および第2の視差バリア層33,36の遮光部40で遮光され、複数の画素29bの画素群で表示される画像Lが第1および第2の視差バリア層33,36のスリット部41を通じて視認できる。一方、右側の視角方向から見た場合には、複数の画素29bの画素群で表示される画像Lが第1および第2の視差バリア層33,36で遮光され、複数の画素29aの画素群で表示される画像Rが第1および第2の視差バリア層33,36のスリット部41を通じて視認できる。
The first and second parallax barrier layers 33 and 36 allow each image to be viewed with good display quality when viewed from the left viewing angle direction and the right viewing angle direction. That is, when viewed from the left viewing angle direction, the image R displayed by the pixel group of the plurality of
この場合、左側の画像Lと右側の画像Rとが混ざり合う画像クロストロークが発生する領域を、第1および第2の視差バリア層33,36で十分に規制でき、1層の場合と比べて狭くすることができ、そのため、正しい画像のみを表示しやすくできる。 In this case, the first and second parallax barrier layers 33 and 36 can sufficiently regulate the region where the image black stroke in which the left image L and the right image R are mixed is generated, as compared with the case of one layer. Therefore, only a correct image can be easily displayed.
したがって、このマルチプルビューディスプレイ10をカーナビゲーション等の用途に用いた場合、画像Lと画像Rとが混ざった画像が運転者から観測されるのを少なくでき、運転者に異なる情報を与えたり不快感を与えるおそれを低減できる。
Therefore, when this
また、第1の視差バリア層33の各遮光部40と第2の視差バリア層36の各遮光部40とが表示デバイス21の各画素群で表示する画像全体を表示デバイス21の表示面30に垂直な正面方向で遮光するように形成されているため、正面方向から見た場合に左右の画像が完全に分離され、分離性が高く、画像クロストロークの発生を少なくできる。
In addition, the entire image displayed on each pixel group of the display device 21 by the
なお、第1の視差バリア層33および第2の視差バリア層36は、それぞれ1層に限らず、それぞれ2層以上に形成してもよく、より画像クロストロークが発生する領域を狭くできる。
Note that each of the first
また、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。 Further, the display device 21 is not limited to the active matrix TFT liquid crystal display element, and other display elements can be used.
11 表示素子
21 表示素子本体としての表示デバイス
29 画素
30 表示面
33 第1の視差バリア層
36 第2の視差バリア層
40 遮光部
11 Display element
21 Display device as display element body
29 pixels
30 Display surface
33 First parallax barrier layer
36 Second parallax barrier layer
40 Shading part
Claims (2)
この表示素子本体の表示面側に形成され、前記各視角方向で前記異なる画素群にて表示する異なる画像を遮光する第1の視差バリア層と、
前記表示素子本体の前記第1の視差バリア層と反対面側に形成され、前記表示素子本体の各画素群にて表示する画像を前記第1の視差バリア層で遮光する視角方向と異なる方向で遮光する第2の視差バリア層と
を具備していることを特徴とする表示素子。 A display element body having a plurality of pixels, and capable of displaying different images in different viewing angle directions for a plurality of pixel groups composed of a plurality of pixels alternately positioned among these pixels;
A first parallax barrier layer that is formed on the display surface side of the display element body and shields different images displayed in the different pixel groups in each viewing angle direction;
The display element body is formed on a surface opposite to the first parallax barrier layer, and is displayed in a direction different from a viewing angle direction in which an image displayed on each pixel group of the display element body is shielded by the first parallax barrier layer. And a second parallax barrier layer for shielding light.
ことを特徴とする請求項1記載の表示素子。 Each of the first parallax barrier layer and the second parallax barrier layer has a plurality of light shielding portions, and the light shielding portions of the first parallax barrier layer and the light shielding portions of the second parallax barrier layer are displayed on the display. The display element according to claim 1, wherein the entire image displayed in each pixel group of the element body is shielded in a direction perpendicular to a display surface of the display element body.
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