JP2011169949A - ３次元画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】パララックスバリア方式による３次元画像において、視野が移動した場合の画像のぎらつき感を抑制する。
【解決手段】液晶パララックスバリアパネルを用いた３次元画像表示装置において、バリアパターンは、バリア基板に形成されたバリア電極２２によって縦方向にストライプ状に形成される。バリア電極２２の配列ピッチは液晶表示パネルに形成された画素のピッチＰの２倍である。バリア電極２２の幅を画素のピッチＰに対して７０％〜９０％とすることによって、観察者の視野が移動した場合でも、画像のぎらつき感を抑制することが出来る。
【選択図】図４

Description

本発明は表示装置に係り、特に液晶によるパララックスバリアパネルを用いた３次元画像表示装置に関する。

眼鏡を使用しない３次元画像の表示方法として、パララックスバリア方式が知られている。パララックスバリア方式とは、パララックスバリアパネルと呼ばれる複数の縦方向の細かいスリットが入った板の後方に、右眼からの視野の画像と、左眼からの視野の画像とを縦に短冊状に切り取って交互に並べた画像を設置し、その画像をパララックスバリアを介して３次元の画像を表示する方法である。

特許文献１には、パララックスバリアパネルを液晶を用いて形成することによって、２次元画像、および、３次元画像の両方を表示可能とした３次元画像表示装置の構成が記載されている。

特開平３−１１９８８９号公報

液晶を用いたパララックスバリアパネル（以下液晶パララックスバリアパネルという）は、２次元画像と３次元画像を必要に応じて容易に切り換えることが出来るという利点を有している。一方、パララックスバリア方式特有の現象として、パララックスバリア方式による３次元画像では、画像にぎらつきが生ずるという課題がある。すなわち、パララックスバリア方式では、右眼と左眼の視差を利用しているので、視線が移動すると、例えば、本来右眼で認識すべき画像情報を左眼で認識する現象が生じ、これがぎらつきの原因になる。

本発明の課題は、液晶パララックスバリアパネルを用いたパララックスバリア方式の３次元画像装置において、画像のぎらつきを防止することである。

本発明は以上のような課題を解決するものであり、具体的な手段は次のとおりである。

（１）３個のサブ画素から構成される画素が画面横方向に画素ピッチＰで配列した液晶表示パネルの上に、バリア電極が形成されたバリア基板と対向電極が形成された対向基板の間に液晶が挟持された液晶パララックスバリアパネルが積層された３次元画像表示装置であって、前記バリア電極は幅ＢＷで、画面縦方向延在し、画面横方向に、前記画素ピッチＰの２倍のピッチで延在し、前記バリア電極の幅ＢＷは、前記画素ピッチＰに対し、７０％〜９０％の範囲であることを特徴とする３次元画像表示装置。

（２）３個のサブ画素から構成される画素が第１の方向にピッチＰ１で、前記第１方向と直角な第２の方向にピッチＰ２で配列した液晶表示パネルの上に、バリア電極が形成されたバリア基板と対向電極が形成された対向基板の間に液晶が挟持された液晶パララックスバリアパネルが積層された３次元画像表示装置であって、前記バリア基板には、幅ＢＷ１の第１のバリア電極が前記第２の方向に延在し、前記第１の方向に前記ピッチＰ１の２倍のピッチで配列し、幅ＢＷ１の第２のバリア電極が前記第２の方向に延在し、前記第１の方向に前記ピッチＰ１の２倍のピッチで配列し、前記第２のバリア電極は前記第１のバリア電極の間に配置し、前記対向基板には、幅ＢＷ２の第１の対向電極が前記第１の方向に延在し、前記第２の方向に前記ピッチＰ２の２倍のピッチで配列し、幅ＢＷ２の第２の対向電極が前記第１の方向に延在し、前記第２の方向に前記ピッチＰ２の２倍のピッチで配列し、前記第２の対向電極は前記第１の対向電極の間に配置し、前記幅ＢＷ１は前記Ｐ１の０．７〜０．９倍であり、前記幅ＢＷ２は前記Ｐ２の０．７〜０．９倍であることを特徴とする３次元画像表示装置。

（３）前記Ｐ１は前記Ｐ２と等しく、前記ＢＷ１は前記ＢＷ２と等しいことを特徴とする（２）に記載の３次元画像表示装置。

（４）３個のサブ画素から構成される画素が画面横方向に画素ピッチＰで配列した液晶表示パネルの上に、第１バリア電極と第２バリア電極が形成されたバリア基板と対向基板の間に液晶が挟持されたＩＰＳ方式の液晶パララックスバリアパネルが積層された３次元画像表示装置であって、前記第１バリア電極は横方向に延在する第１の櫛歯電極が縦方向に所定のピッチで配列し、前記第２バリア電極は横方向に延在する第２の櫛歯電極が縦方向に前記所定のピッチで配列し、前記第２の櫛歯電極は前記第１の櫛歯電極の間に配置し、前記第１の櫛歯電極と前記第２の櫛歯電極によって形成された電界によって横方向に長い第１の遮光部と第２の遮光部が形成され、前記第１の遮光部の横方向の長さＬＷは、前記画素ピッチＰの１．２〜１．３倍であり、前記第２の遮光部の横方向の長さＳＷは、前記画素Ｐの０．９〜１．１倍であることを特徴とする３次元画像表示装置。

（５）３個のサブ画素から構成される画素が画面横方向に画素ピッチＰで配列した液晶表示パネルの上に、第１バリア電極と第２バリア電極が形成されたバリア基板と対向基板の間に液晶が挟持されたＩＰＳ方式の液晶パララックスバリアパネルが積層された３次元画像表示装置であって、前記バリア電極は横方向に延在する第１の櫛歯電極が縦方向に所定のピッチで配列し、前記第２バリア電極は横方向に延在する第２の櫛歯電極が縦方向に前記所定のピッチで配列し、前記第２の櫛歯電極は前記第１の櫛歯電極の間に配置し、前記第１の櫛歯電極と前記第２の櫛歯電極によって形成された電界によって横方向に長い第１の遮光部と第２の遮光部が形成され、前記第１の遮光部の横方向の長さＬＷは前記第２の遮光部の横方向の長さＳＷよりも大きく、縦方向に配列する前記第１の遮光部と縦方向に配列する前記第２の遮光部によってバリアパターンが形成され、前記バリアパターンの幅を前記ＬＷと前記ＳＷの平均とした場合、前記バリアパターンにおける光透過率は、前記バリアパターンの形成されていない部分の光透過率の１／３〜１／６であることを特徴とする３次元画像表示装置。

本発明によれば、パララックスバリア方式による３次元画像表示装置において、観察者の視野が移動した場合でも、画像のぎらつき感を抑制することが出来る。

本発明における３次元画像表示装置の断面模式図である。 実施例１のバリア電極と対向電極の配置を示す平面図である。 実施例１のバリア電極と対向電極の配置を示す断面図である。 実施例１のバリア電極と画素の配置関係を示す平面図である。 実施例１のバリア電極と画素の配置関係を示す断面図である。 実施例２のバリア電極と対向電極の配置を示す平面図である。 実施例２のバリア電極と対向電極の配置を示す断面図である。 実施例３のバリア電極と対向電極の配置を示す平面図である。 実施例３のバリア電極と対向電極の配置を示す断面図である。 実施例３のバリアパターン詳細と画素配置の関係を示す平面図である。 実施例３において形成されるバリアパターンの概略平面図である。

以下に実施例を用いて本発明を詳細に説明する。

図１は、本発明による３次元画像装置の断面模式図である。図１に示す装置は、液晶表示パネル１０によって形成された画像を液晶パララックスバリアパネル２０を用いて３次元画像を視認できる構成となっている。液晶表示装置は、自分では発光しないので、液晶表示パネル１０の背面にバックライトＢＬが配置されている。バックライトＢＬは光源の他、導光板、拡散板、場合によっては、光の利用効率を向上させるためのプリズムシート等の光学部品を含んでいる。

図１において、バックライトＢＬの上に液晶表示パネル１０が配置されている。液晶表示パネル１０は画素電極、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等がマトリクス状に形成されたＴＦＴ基板１１とカラーフィルタが形成されたカラーフィルタ基板１２との間に液晶層４０を挟持して形成されている。液晶層４０は周辺に形成されたシール材１３によってＴＦＴ基板１１とカラーフィルタ基板１２との間に封止されている。

液晶表示パネル１０の下側には下偏光板３１が貼り付けられ、液晶表示パネル１０の上には中偏光板３２が貼り付けられている。なお、中偏光板３２は通常の液晶表示装置では、上偏光板である。図１においては、中偏光板３２が液晶表示パネル１０における上偏光板の役割と、後で説明する液晶パララックスバリアパネル２０の下偏光板の役割を兼ねている。液晶表示パネル１０がノーマリホワイトかノーマリブラックかによって、下偏光板と上偏光板（図１では中偏光板）の偏光軸の方向が決定される。このように、バックライトＢＬ〜液晶表示パネル１０までは、通常の液晶表示装置と同様である。

図１において、液晶表示パネル１０の上には液晶パララックスバリアパネル２０が配置されている。液晶パララックスバリアパネル２０は、例えば、平面ベタで形成された対向電極を有する対向基板２１と、例えば、ストライプ状のバリア電極が形成されたバリア基板２２との間に液晶層４０を挟持した構成となっている。液晶層４０はシール材１３によって対向基板２１とバリア基板２２との間に封入されている。対向基板２１の下側には中偏光板３２が配置され、バリア基板２２の上には上偏光板３３が配置されている。液晶パララックスバリアパネル２０はノーマリホワイトで使用されるので、中偏光板３２と上偏光板３３の偏光軸は一致している。

２次元画像は液晶表示パネル１０のカラーフィルタ基板１２の内側に形成され、パララックスバリアとして動作させるためのバリアパターン５０は液晶パララックスバリアパネル２０のバリア基板２２の内側に形成されることによって、３次元画像を形成することが出来る。

図１において、液晶表示パネル１０のＴＦＴ基板１１およびカラーフィルタ基板１２の厚さは各０．２ｍｍ、液晶パララックスバリアパネル２０における対向基板２１およびバリア基板２２の厚さはいずれも０．４ｍｍである。主として液晶表示パネル１０のカラーフィルタ基板１２の厚さ、および、液晶パララックスバリアパネル２０のバリア基板２２の厚さの合計によって、３次元画像を視認するための適正な距離が決定される。

図２は、液晶パララックスバリアパネル２０にＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）液晶を用いた場合のバリア基板２２に形成されたバリア電極２２１と、対向基板２１に形成された対向電極２１１の形状を示す平面図である。図２において、バリア電極２２１は多数の縦ストライプ形状であり、各ストライプ電極の幅はＢＷである。また、ストライプ電極のピッチは２Ｐである。ここで、Ｐは液晶表示パネル１０に形成された画素ピッチである。すなわち、バリア電極２２１におけるストライプ電極は画素ピッチの２倍のピッチで形成されている。

本発明の特徴として、バリア電極２２１のストライプ電極の幅ＢＷは画素ピッチＰの７０％〜９０％となっている。これによって、後で説明するように、パララックスバリア方式における３次元画像のぎらつきを防止することが出来る。一方、対向基板２１に形成された対向電極２１１は平面ベタで形成されている。なお、バリア電極２２１も対向電極２１１も透明導電膜によって形成されているので、液晶パララックスバリアパネル２０は通常状態では透明である。

図３は図２のＡ−Ａ断面図である、図３において、対向基板２１には、対向電極２１１がベタ状に形成されている。バリア基板２２にはバリア電極２２１が紙面垂直方向にストライプ状に形成されている。バリア電極２２１の幅はＢＷで、バリア電極２２１のピッチは画素ピッチＰの２倍である２Ｐである。バリア基板２２を対向基板２１との間には液晶層４０が挟持されている。図３では、対向基板２１を下にバリア基板２２を上に表示しているが、対向基板２１を上にバリア基板２２を下に配置することも可能である。

図４は、液晶パララックスバリアパネル２０のバリア基板２２に形成されたバリア電極２２１と液晶表示パネル１０のＴＦＴ基板１１に形成された画素７０およびサブ画素７１の関係を示す平面図である。図４において、ＴＦＴ基板１１の画素７０は、赤サブ画素７１、緑サブ画素７１、青サブ画素７１から構成されている。各サブ画素７１の形状は縦径がＰ、横径がＰ／３であり、縦長となっている。したがって、３個サブ画素７１によって形成された画素７０は正方形となっている。図４において、バリア基板２２に形成されたバリア電極２２１の幅ＢＷは画素７０のピッチＰよりも小さく形成され、ＢＷ／Ｐは０．７〜０．９である。図４は各サブ画素７１の形状は縦径がＰ、横径がＰ／３であり、縦長となっているが、各サブ画素の形状を横長（横ストライプ）としてもよい。

図４において、ストライプ状のバリア電極２２１が形成され、バリア電極２２１と図示しない対向電極２１１との間に電圧を印加すると、バリア電極２２１に対応する部分の光が遮断され、ストライプ状のバリアパターン５０が形成される。このバリアパターン５０によってパララックスバリア効果を生じ、３次元画像が視認される。図４において、バリアパターン５０の部分の透過率をＢ、バリアパターン５０が無い部分の透過率をＴとすると、コントラストはＴ／Ｂである。

図５は、実施例１における液晶表示パネル１０と液晶パララックスバリアパネル２０の関係を示す断面模式図である。図５において、液晶表示パネル１０の上に中偏光板３２を介して液晶パララックスバリアパネル２０が積層されている。液晶表示パネル１０は下偏光板３１と中偏光板３２によって挟持され、液晶パララックスバリアパネル２０は中偏光板３２と上偏光板３３によって挟持されている。

図５において、液晶表示パネル１０のＴＦＴ基板１１にはＴＦＴや画素電極を含むサブ画素７１が形成され、３個のサブ画素７１によって画素７０が形成されている。図５では、各サブ画素７１の形状はバリアと同じく縦長となっているが、各サブ画素の形状を横長（横ストライプ）でバリアと直行させる構成にしてもよい。また、液晶表示パネル１０のカラーフィルタ基板１２にはＴＦＴ基板１１のサブ画素７１に対応してカラーフィルタが形成されている。図５の液晶パララックスバリアパネル２０には、図４で説明したように、バリア基板２２にはバリア電極２２１が、対向基板２１には対向電極２１１が形成されている。図５では、対向基板２１を下にバリア基板２２を上に表示しているが、対向基板２１を上にバリア基板２２を下に配置することも可能である。

図５において、液晶パララックスバリアパネル２０にバリア電極２２１と対向電極２１１の間に電圧が印加されていない場合は、液晶表示パネル１０に形成された２次元画像がそのまま視認される。一方、バリア電極２２１と対向電極２１１との間に所定に電圧を印加すると、バリア電極２２１と対向電極２１１との間の液晶が捩れ、光が透過しなくなる。そうすると、図４に示すバリア電極２２１の形状と同じ形状のバリアパターン５０が生ずる。バリアパターン５０が生ずると、パララックスバリア効果を生じて３次元画像が視認されることになる。

パララックスバリア方式による３次元画像において、最も３次元画像効果を生ずる構成は、液晶パララックスバリアパネル２０におけるバリアパターン５０のコントラストを最大にし、バリアパターン５０のピッチを画素ピッチの１／２とし、バリアパターン５０の幅を画素ピッチと同じにすることである。このようにすることによって、観察者の左眼用の画像と右眼用画像のクロストークを最小に抑え、３次元画像効果を大きくすることが出来る。

一方、観察者の視線が移動すると、例えば、本来右眼で視認されるべき画像が左眼で視認される現象（クロストーク）が生じ、これが画像のぎらつき感を生ずる原因になる。このような画像のぎらつきは、視認者に眼の疲れを生じさせる。つまり、このぎらつき現象は、クロストークの無い３次元画像から、観察者の視線が移動することによって、突然、クロストークを含む３次元画像に変化することが原因である。

そこで、本発明は、次のような構成とすることによって、パララックスバリア方式における３次元画像のぎらつきを抑制している。すなわち、図５に示すように、バリア基板２２に形成されたバリア電極２２１の幅ＢＷを液晶表示パネル１０に形成された画素ピッチＰよりも小さくする。具体的には、バリア電極２２１の幅ＢＷを画素ピッチＰの０．７倍〜０．９倍とする。一方、バリア電極２２１のピッチは従来と同じ２Ｐとする。

このような構成とすると、観察者の視線が正規の位置にあった場合でも、右眼と左眼にはクロストークの存在する画像が視認される。つまり、本来右眼に視認されるべき情報の一部が左眼によって視認される。また、本来左眼によって視認されるべき情報の一部が右眼によって視認される。観察者は最初からクロストークを若干含んだ画像を認識しているので、視線が移動した場合であっても、突然クロストークを多く含む画像を認識する場合に比べて、変化が小さくなる。そうすると、ぎらつき感が緩和され、眼の疲れを防止することが出来る。

当初からクロストークを容認する構成は、３次元画像の効果を低下させる。しかし、その程度は初期のクロストークの量によって異なる。表示される画像は種々存在し、３次元効果を多く必要とする画像と、３次元効果をそれほど必要としない画像とが存在する。本発明によれば、バリア電極２２１の幅ＢＷを画素ピッチＰの０．７倍〜０．９倍とする一方、バリア電極２２１のピッチは従来と同じ２Ｐとするとすることによって、正規の位置における３次元画像効果の低下を抑えつつ、視線が移動した場合のぎらつき感を抑えることが出来る。

パララックスバリア効果は、バリアパターン５０の幅が画素７０と同じ場合に最も効果を生ずる。また、バリアパターン５０のある部分とバリアパターン５０が無い部分のコントラストの比が大きいほど、パララックスバリア効果は、大きくなる。逆に、ぎらつき感も大きくなる。

図４では、バリア電極２２１により、バリアパターン５０が形成され、バリア電極２２１の幅がバリアパターン５０の幅になる。バリア電極２２１の幅ＢＷを画素ピッチよりも小さくする代わりに、バリア電極２２１の幅ＢＷを画素７０Ｐと同じにして、バリアパターン５０の透過率を大きくすると、バリア電極２２１がある部分とバリア電極２２１が無い部分とのコントラストが小さくなる。言い換えるとバリアパターン５０がある部分とバリアパターン５０が無い部分のコントラストが小さくなる。バリアパターン５０のコントラストが小さくなることは、右眼と左眼とのクロストークが生ずることになる。つまり、上記したバリアパターン５０の幅を小さくしたのと同様の効果を得ることが出来る。このような構成の場合、バリアパターン５０が存在する部分とバリアパターン５０が存在しない部分のコントラストは３〜６が望ましい。

したがって、パララックスバリアパネルにおいて、本来バリアパターン５０があるべき領域内における透過率と、本来バリアパターン５０が存在しない領域における透過率の比、すなわち、コントラストが所定の値の範囲内であれば、本発明の効果を得ることが出来る。ここで、本来バリアパターン５０が存在すべき領域は、バリアパターン５０の幅ＢＷが画素ピッチＰと同じになる場合の領域である。

ＴＮ方式の液晶を使用した場合、バリア電極２２１と対向電極２１１との間に十分な電圧を印加しなければ、バリア電極２２１に対応する部分の透過率を所定の値にセットすることが出来る。したがって、視線が移動したときのぎらつきを抑制することが出来る。しかしながら、ＴＮ方式において、バリア電極２２１と対向電極２１１との間に十分な電圧を印加しない場合は、視野角特性が低下するので、３次元画像に視野角の問題が生ずる。

したがって、ぎらつきを抑えるために、バリア電極２２１が存在すべき部分とバリア電極２２１が存在しない部分の透過率を制御する方法は、バリア電極２２１と対向電極２１１との間における電圧で制御するよりも、バリア電極２２１の幅で制御したほうが３次元画像の画質の劣化を小さくすることが出来る。

パララックスバリア方式は、右眼と左眼の視差を利用して３次元画像を得る方式である。したがって、ストライプ状のバリアは画面の縦方向に形成されている必要がある。しかしながら、小型の表示装置では、画面を横方向にして見たり、縦方向にして見たりする可能性がある。このような場合、パララックスバリアとして縦方向のみのバリアパターン５０では、画面の向きを変えた場合に対応することが出来ない。

本実施例では、バリア電極２２１と対向電極２１１を図６に示すような形状とすることによって画面を縦方向で使用しても横方向で使用しても、ぎらつきの無い、パララックスバリア方式による３次元画像を得ることが出来る。図６は、本実施例におけるバリア電極２２１と対向電極２１１の形状と配置を示す平面図である。

図６において、ストライプ状の第１対向電極２１１１と第２対向電極２１１２が互いに対向して横方向に延在している。また、ストライプ状の第１バリア電極２２１１と第２バリア電極２２１２が互いに対向して縦方向に延在している。図７は、図６におけるＢ−Ｂ断面図である。図７はバリア基板２２と対向基板２１のみを取り出した図である。

図６および図７に示すように、第１対向電極２１１１と第２対向電極２１１２は対向基板２１に形成され、第１バリア電極２２１１と第２バリア電極２２１２はバリア基板２２に形成されている。図６において、第１対向電極２１１１と他の３つの電極の間に電圧を印加すると、横ストライプ状のバリアパターン５０が形成される。また、第２対向電極２１１２と他の３つの電極の間に電圧を印加しても横ストライプ状のバリアパターン５０が形成される。この構成は、画面を縦にして３次元画像を表示する場合に使用される。

図６において、第１バリア電極２２１１と他の３つの電極の間に電圧を印加すると、縦ストライプ状のバリアパターン５０が形成される。また、第２バリア電極２２１２と他の３つの電極の間に電圧を印加しても縦ストライプ状のバリアパターン５０が形成される。この構成は、画面を通常通り、横にして３次元画像を表示する場合に使用される。

図６に示すような電極配置の場合であっても、３次元画像のぎらつきを対策する必要があることは実施例１と同様である。対策は実施例１で説明したのと基本的には同等である。図６において、第１バリア電極２２１１も第２バリア電極２２１２も幅ＢＷは画素電極のピッチよりも小さいが、バリア電極２２１のピッチは画素７０のピッチの２倍と同じ、２Ｐである。このような構成によって、画面を横向きに使用した場合に、実施例１で説明したのと同様な理論で、３次元画像のぎらつきを抑制することが出来る。

図６において、第１対向電極２１１１も第２対向電極２１１２も幅ＢＷは画素ピッチよりも小さいが、対向電極２１１のピッチは画素ピッチの２倍と同じ２Ｐである。このような構成によって、画面を縦向きに使用した場合に、実施例１で説明したのと同様な理論で、３次元画像のぎらつきを抑制することが出来る。

画面を縦にして３次元画像を形成する場合は、第１対向電極２１１１あるいは第２対向電極２１１２によってバリアパターンを形成するが、この場合の動作は、画面を横にした場合に第１バリア電極２２１１または第２バリア電極２２１２によってバリアパターンを形成する場合と同様であるので、説明は省略する。

図７は、図６のＢ−Ｂ断面図であり、バリア基板２２には、第１バリア電極２２１１と第２バリア電極２２１２が並列して配置している。第１バリア電極２２１１に他の電極との間に電圧が印加されると、第１バリア電極２２１１によるバリアパターン５０が形成されるが、第２バリア電極２２１２は第１対向電極２１１１、第２対向電極２１１２との間には電圧は印加されていないので、光は透過する。したがって、ストライプ状のバリアパターン５０が生ずることになる。同様にして、第２バリア電極２２１２と他の電極との間に電圧が印加されると、第２バリア電極２２１２によるバリアパターン５０が形成される。

図７において、第１バリア電極２２１１と第２バリア電極２２１２が交互に配置されているので、第１バリア電極２２１１と第２バリア電極２２１２の相互のピッチは画素７０のピッチと同じＰとなる。当然、第１バリア電極２２１１と第２バリア電極２２１２とは電気的には絶縁されている。

横方向のバリアパターン５０を形成する場合は、図７において、対向基板２１にストライプ状の対向電極２１１が交互に現れ、バリア電極２２１との間の電圧によって横方向のバリアパターン５０が形成される。対向基板２１における第１対向電極２１１１と第２対向電極２１１２の関係、および、バリア基板２２における第１バリア電極２２１１、第２バリア電極２２１２の関係は図７の場合と、上下、左右が逆転しただけなので、説明を省略する。

以上の説明では、画素ピッチが横方向、縦方向とも同じＰであるとして説明した。しかし、画素ピッチはかならずしも横方向、縦方向とも同じに限る必要は無い。例えば、横方向の画素ピッチがＰ１、縦方向の画素ピッチがＰ２とした場合、横方向に延在するバリアパターンの幅を縦方向の画素ピッチＰ２の０．７〜０．９倍とすれば良い。また、縦方向に延在するバリアパターンの幅を横方向の画素ピッチＰ１の０．７〜０．９倍とすればよい。

以上のように、本実施例によれば、画面を縦向き、横向きで使用してもパララックスバリアによる３次元画像を形成することが出来、かつ、３次元画像のぎらつきを防止することが出来る。

本実施例は、パララックスバリアパネルにＩＰＳ（ＩｎＰｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式の液晶パネルを使用した場合である。ＩＰＳは、液晶分子を横電界によって駆動するものであり、視野角特性が優れている。したがって、画面を正面から見た場合と、画面を斜め方向から見た場合とで画質の変化が小さい。ＩＰＳ方式の液晶を使用して液晶パララックスバリアパネル２０を形成した場合、液晶表示装置の断面構造は図１と同様である。ただし、ＩＰＳを用いた液晶パララックスバリアパネル２０では、バリア基板２２のみに電極が形成され、対向基板２１には電極は形成されない。

図８は、ＩＰＳ方式の液晶を用いた場合の液晶パララックスバリアパネル２０の第１バリア電極２２２と第２バリア電極２２３の配置を示す平面図である。電極は全て透明電極であるＩＴＯによって形成されている。図８において、第１バリア電極２２２および第２バリア電極２２３の横方向に延在する櫛歯電極が互いに対向して配置されている。図８において、第１バリア電極２２２の櫛歯電極と第２バリア電極２２３の櫛歯電極の間に電圧が印加されると、液晶が回転し、液晶表示パネル１０からの光が遮断される。そうすると、縦ストライプ状に光が遮断された領域が形成されることになる。

図９は、図８のＣ−Ｃ断面図である。図９において、バリア基板２２には、第１バリア電極２２２と第２バリア電極２２３が対向して配置されている。対向基板２１には、電極は形成されていない。したがって対向基板２１は、液晶層４０を封止するだけの役割を持っている。図９において、第１バリア電極２２２と第２バリア電極２２３の間に電圧が印加されると、第１バリア電極２２２と第２バリア電極２２３の間の液晶が回転して、光を遮断し、バリアパターン５０が形成される。上記では対向基板に対してバリア電極を上に表示しているが対向基板を上にバリア電極を下に配置することも可能である。

図１０は、図８の電極パターンにおいて、第１バリア電極２２２と第２バリア電極２２３の間に電圧を印加した場合の光の透過を示す図面である。図１０において、横ストライプ状の矩形の斜線部が、第１バリア電極２２２の櫛歯電極と第２バリア電極２２３の櫛歯電極との間に電界が印加されたことによって形成された遮光部６０である。この遮光部６０が縦方向に並列して形成されるので、縦ストライプ状にバリアパターン５０が形成されたと同じことになる。

この様子を図１１に示す。図１１において、バリアパターン５０が縦ストライプ状に延在し、横方向に配列している。バリアパターン５０は図１０に示す横長の遮光部６０多数配置されることによって形成されたものである。したがって、実施例１等におけるＴＮ液晶によるバリアパターン５０に比べて、本実施例におけるバリアパターン５０のコントラストは低い。図１１において、透過部の透過率をＴとし、バリアパターン５０の部分の透過率をＢとした場合、Ｔ／Ｂは３〜６程度である。

逆にＩＰＳ液晶によって液晶パララックスバリアパネル２０を形成すると、コントラストの低いバリアパターン５０を容易に製造することが出来る。すなわち、本実施例によれば、バリアパターン５０の幅ＢＷを画素ピッチと同じＰとしても、バリアパターン５０のコントラストが低いので、ぎらつきの少ないパララックスバリア方式による３次元画像を容易に得ることが出来る。なお、図１１において、バリアパターン５０のピッチは画素ピッチＰの２倍で、バリアパターン５０の幅ＢＷは画素ピッチＰと同じである。

図１０にもどり、図１０における横長の遮光部６０が縦方向に配列し、これが、バリアパターン５０を構成している。横長の遮光部６０は交互に長さが異なる。これは、図８に示す第１バリア電極２２２の櫛歯電極と第２バリア電極２２３の櫛歯電極の間に生ずるドメインの影響によるものである。ドメインでは遮光効果が生じない。すなわち、遮光部の短い部分にはドメインが生じている。バリアパターン５０のコントラストを評価する場合は、このドメインの影響を考慮しなければならない。

図８において、画素７０は正方形で形成されている。画素７０の横方向ピッチはＰである。一方、ストライプ状に形成されるバリアパターン５０の平均幅は画素ピッチＰと同程度がそれよりも若干大きい。ここで平均幅というのは、横に短い遮光部６０の長さＳＷと横に長い遮光部６０長さＬＷの平均の値である。つまり、バリアパターン５０のコントラストを所定の値にするために、短い遮光部６０の長さＳＷおよび長い遮光部６０の長さを調整する必要があるので、バリアパターン５０の幅は正確にはＰとならず、Ｐ近辺の値か、あるいは、Ｐよりも若干大きい値となる。

ところで、本実施例においても、バリアパターン５０とバリアパターン５０が無い部分のコントラストは３〜６が好ましい。このようなコントラストとするためには、図８において、長い遮光部６０の長さＬＷを画素ピッチＰに対し、２０％から３０％大きくするのがよい。また、短い遮光部６０の長さＳＷを画素ピッチに対し、±１０％程度に設定するのがよい。

なお、この場合のコントラストを評価する場合のバリアパターン５０がある部分の光透過率は平均値で比較する。すなわち、図８において、バリアパターン５０に相当する部分には、遮光部６０と透光部とが混在しているが、遮光部６０と透光部を面積換算し、平均をとることになる。また、この場合のバリアパターン５０の幅は、長い遮光部６０の幅と短い遮光部６０の幅の平均である。

このように、ＩＰＳ方式の液晶パララックスバリアパネル２０を用いても、ぎらつきを抑制したパララックスバリア方式の３次元画像を得ることが出来る。

１０…液晶表示パネル、 １１…ＴＦＴ基板、 １２…カラーフィルタ基板、 １３…シール材、 ２０…液晶パララックスバリアパネル、 ２１…対向基板、 ２２…バリア基板、 ３１…下偏光板、 ３２…中偏光板、 ３３…上偏光板、 ４０…液晶層、 ５０…バリアパターン、 ６０…遮光部、 ７０…画素、 ７１…サブ画素、 ２１１…対向電極、 ２２１…バリア電極、 ２２２…第１バリア電極、２２３…第２バリア電極、 ２１１１…第１対向電極、 ２１１２…第２対向電極、 ＢＬ…バックライト。

Claims (5)

1. ３個のサブ画素から構成される画素が画面横方向に画素ピッチＰで配列した液晶表示パネルの上に、バリア電極が形成されたバリア基板と対向電極が形成された対向基板の間に液晶が挟持された液晶パララックスバリアパネルが積層された３次元画像表示装置であって、
   前記バリア電極は幅ＢＷで、画面縦方向延在し、画面横方向に、前記画素ピッチＰの２倍のピッチで延在し、
   前記バリア電極の幅ＢＷは、前記画素ピッチＰに対し、７０％〜９０％の範囲であることを特徴とする３次元画像表示装置。
2. ３個のサブ画素から構成される画素が第１の方向にピッチＰ１で、前記第１方向と直角な第２の方向にピッチＰ２で配列した液晶表示パネルの上に、バリア電極が形成されたバリア基板と対向電極が形成された対向基板の間に液晶が挟持された液晶パララックスバリアパネルが積層された３次元画像表示装置であって、
   前記前記バリア基板には、幅ＢＷ１の第１のバリア電極が前記第２の方向に延在し、前記第１の方向に前記ピッチＰ１の２倍のピッチで配列し、幅Ｗ１の第２のバリア電極が前記第２の方向に延在し、前記第１の方向に前記ピッチＰ１の２倍のピッチで配列し、前記第２のバリア電極は前記第１のバリア電極の間に配置し、
   前記対向基板には、幅ＢＷ２の第１の対向電極が前記第１の方向に延在し、前記第２の方向に前記ピッチＰ２の２倍のピッチで配列し、幅ＢＷ２の第２の対向電極が前記第１の方向に延在し、前記第２の方向に前記ピッチＰ２の２倍のピッチで配列し、前記第２の対向電極は前記第１の対向電極の間に配置し、
   前記幅ＢＷ１は前記Ｐ１の０．７〜０．９倍であり、前記幅ＢＷ２は前記Ｐ２の０．７〜０．９倍であることを特徴とする３次元画像表示装置。
3. 前記Ｐ１は前記Ｐ２と等しく、前記ＢＷ１は前記ＢＷ２と等しいことを特徴とする請求項２に記載の３次元画像表示装置。
4. ３個のサブ画素から構成される画素が画面横方向に画素ピッチＰで配列した液晶表示パネルの上に、第１バリア電極と第２バリア電極が形成されたバリア基板と対向基板の間に液晶が挟持されたＩＰＳ方式の液晶パララックスバリアパネルが積層された３次元画像表示装置であって、
   前記バリア電極は横方向に延在する第１の櫛歯電極が縦方向に所定のピッチで配列し、前記第２バリア電極は横方向に延在する第２の電極が縦方向に前記所定のピッチで配列し、前記第２の櫛歯電極は前記第１の櫛歯電極の間に配置し、
   前記第１の櫛歯電極と前記第２の櫛歯電極によって形成された電界によって横方向に長い第１の遮光部と第２の遮光部が形成され、前記第１の遮光部の横方向の長さＬＷは、前記画素ピッチＰの１．２〜１．３倍であり、前記第２の遮光部の横方向の長さＳＷは、前記画素Ｐの０．９〜１．１倍であることを特徴とする３次元画像表示装置。
5. ３個のサブ画素から構成される画素が画面横方向に画素ピッチＰで配列した液晶表示パネルの上に、第１バリア電極と第２バリア電極が形成されたバリア基板と対向基板の間に液晶が挟持されたＩＰＳ方式の液晶パララックスバリアパネルが積層された３次元画像表示装置であって、
   前記バリア電極は横方向に延在する第１の櫛歯電極が縦方向に所定のピッチで配列し、前記第２バリア電極は横方向に延在する第２の電極が縦方向に前記所定のピッチで配列し、前記第２の櫛歯電極は前記第１の櫛歯電極の間に配置し、
   前記第１の櫛歯電極と前記第２の櫛歯電極によって形成された電界によって横方向に長い第１の遮光部と第２の遮光部が形成され、前記第１の遮光部の横方向の長さＬＷは前記第２の遮光部の横方向の長さＳＷよりも大きく、
   縦方向に配列する前記第１の遮光部と縦方向に配列する前記第２の遮光部によってバリアパターンが形成され、前記バリアパターンの幅を前記ＬＷと前記ＳＷの平均とした場合、前記バリアパターンにおける光透過率は、前記バリアパターンの形成されていない部分の光透過率の１／３〜１／６であることを特徴とする３次元画像表示装置。

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