JP4770948B2

JP4770948B2 - 表示装置

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Publication number: JP4770948B2
Application number: JP2009049837A
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Inventors: 祐治中畑
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Priority date: 2009-03-03
Filing date: 2009-03-03
Publication date: 2011-09-14
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Description

本発明は、表示装置に関する。

画面に表示される映像を立体的な三次元映像として視聴者に知覚させる表示装置が存在している。視聴者に立体的な三次元映像として知覚させるためには通常の表示手法とは異なる表示手法で画面に画像を表示させる必要がある。かかる表示手法の一例として、右目用の映像と左目用の映像とで偏光状態を変えることで視聴者に立体的な映像として知覚させる手法がある（例えば、特許文献１参照）。右目用の映像と左目用の映像とで偏光状態を変え、視聴者は、右目用の映像は右目から、左目用の映像は左目から見ることが出来るように偏光状態を左右で変えたメガネをかけることで、画面に表示される映像を立体的な三次元映像として知覚することができる。

右目用の映像と左目用の映像とで偏光状態を変える手法の一つに、偏光制御フィルタを用いて右目用の映像と左目用の映像とで偏光状態を変える手法がある（例えば、特許文献１参照）。しかし、従来の偏光制御フィルタを用いた表示装置では、フィルタの偏光状態が変化する境界において光の分割が不十分となる。光の分割が不十分となると、右目用の画像の一部が左眼に、左目用の画像の一部が右目に、それぞれ漏れ込む現象（かかる現象のことを「クロストーク」と称する）が発生する。

そこで、従来においては、クロストークの発生を抑えるために、フィルタの偏光状態が変化する境界部分にブラックマトリクスを配置する手法があった。フィルタの偏光状態が変化する境界部分にブラックマトリクスを配置することで光の混入を抑えることで、クロストークの発生を抑えることができる。

特開平１０−６３１９９号公報

このような表示装置では、視聴者に立体的な映像として知覚させるための三次元映像の他に、通常の二次元映像の表示も可能である。しかし、偏光制御フィルタの偏光状態が変化する境界部分にブラックマトリクスを配置すると、通常の二次元映像を画面に表示した際に、ブラックマトリクスの影響で輝度が低下してしまうという問題があった。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、二次元画像と三次元画像の両方を表示することができる表示装置において、三次元画像を表示する際のクロストークの発生を抑え、かつ二次元画像を表示する際には輝度の低下を避けることが可能な、新規かつ改良された表示装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、個別のバスラインをそれぞれ有する複数のサブ画素によって一の画素を形成し、前記一の画素を形成する前記複数のサブ画素が垂直方向に順次配設され、前記バスラインへの信号の印加により二次元画像または三次元画像を表示するパネル部と、前記パネル部の前面に設けられ、前記パネル部を透過する光の偏光状態を所定の水平領域毎に交互に変化させるフィルタ部と、前記パネル部への画像信号の供給を制御する信号供給制御部と、を備え、前記フィルタ部の各水平領域の境界は、前記複数のサブ画素の内の各第１サブ画素が設けられる範囲に位置し、前記第１サブ画素は、前記パネル部に二次元画像を表示する場合と三次元画像を表示する場合とで異なる画像を表示する、表示装置が提供される。

かかる構成によれば、パネル部は、個別のバスラインをそれぞれ有する複数のサブ画素によって一の画素を形成し、前記一の画素を形成する前記複数のサブ画素が垂直方向に順次配設され、前記バスラインへの信号の印加により二次元画像または三次元画像を表示し、フィルタ部は、パネル部の前面に設けられ、前記パネル部を透過する光の偏光状態を所定の水平領域毎に交互に変化させる。また、信号供給制御部はパネル部への画像信号の供給を制御する。そして、前記フィルタ部の各水平領域の境界は、前記複数のサブ画素の内の各第１サブ画素が設けられる範囲に位置し、第１サブ画素は、パネル部に二次元画像を表示する場合と三次元画像を表示する場合とで異なる画像を表示する。その結果、二次元画像を表示する際には輝度の低下を避けることができ、かつ、三次元画像を表示する際のクロストークの発生を抑えることができる。

前記パネル部への画像信号の供給を制御する信号供給制御部をさらに備えていてもよい。そして、前記信号供給制御部は、前記パネル部に三次元画像を表示させる際には前記フィルタ部の各水平領域の境界に位置する前記第１サブ画素を黒表示させるようにしてもよい。

前記信号供給制御部は、前記第１サブ画素を黒表示させた後は前記第１サブ画素に対して新たな信号の書き込みを実行しないようにしてもよい。

前記信号供給制御部は、前記パネル部に二次元画像を表示させる場合と三次元画像を表示させる場合とで、前記複数のサブ画素に供給する画像信号に対する画質の補正に関するパラメータを変化させるようにしてもよい。

前記フィルタ部は、各前記水平領域の境界が前記第１サブ画素の暗線上に位置して設けられていてもよい。

前記第１サブ画素は、垂直方向の長さが、前記画素における他の全てのサブ画素の垂直方向の長さの和よりも短くなるようにしてもよい。

以上説明したように本発明によれば、二次元画像と三次元画像の両方を表示することができる表示装置において、フィルタ部の各水平領域の境界が複数のサブ画素の内の各第１サブ画素が設けられる範囲に位置することで、三次元画像を表示する際のクロストークの発生を抑え、かつ二次元画像を表示する際には輝度の低下を避けることが可能な、新規かつ改良された表示装置を提供することができる。

本発明の一実施形態にかかる表示装置１００の外観を示す説明図である。本発明の一実施形態にかかる表示装置１００の機能構成について示す説明図である。本発明の一実施形態にかかる画像表示部１１０の構成を分解斜視図で示す説明図である。本発明の一実施形態にかかる液晶パネル１６６における画素の配列について説明する説明図である。本実施形態にかかる表示装置１００で、視聴者に立体的な画像として知覚させるための画像（三次元画像）を表示する場合における画素の発光状態を示す説明図である。偏光制御フィルタ１６８の偏光領域１６９ａと偏光領域１６９ｂとの境界が、サブ画素１７３ａ、１７５ａ、１７７ａの液晶ドメインの境界と一致するように配置した場合について示す説明図である。偏光制御フィルタを用いた従来の表示装置の一例について示す説明図である。ブラックマトリクス１４ｃを備えた偏光制御フィルタ１４の一例について示す説明図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

また、以下の順序に従って本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。
＜１．従来例＞
＜２．本発明の一実施形態＞
［２−１．本発明の一実施形態にかかる表示装置の構成］
［２−２．本発明の一実施形態にかかる表示装置の機能構成］
［２−３．画像表示部の構成］
［２−４．液晶パネルにおける画素の配列］
＜３．まとめ＞

＜１．従来例＞
まず、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する前に、従来の三次元画像を表示する表示装置における画像の表示手法について説明する。図７は、偏光制御フィルタを用いた従来の表示装置の一例について示す説明図である。

図７は、三次元画像を表示する従来の表示装置１０を側断面方向から模式的に示したものである。三次元画像を表示する従来の表示装置１０は、バックライト１１と、偏光板１２ａ、１２ｂと、液晶表示素子１３と、偏光制御フィルタ１４と、を含んで構成されている。

図７に示したような三次元画像を表示する従来の表示装置１０では、バックライト１１からの光を、偏光板１２ａ、１２ｂおよび液晶表示素子１３で偏光する。なお、液晶表示素子１３には、信号の印加によって右目用の画像と左目用の画像とを走査線に交互に表示される。

さらに表示装置１０では、偏光板１２ｂを透過した光を、偏光板１２ｂの前面に設ける偏光制御フィルタ１４で円偏光させる。偏光制御フィルタ１４では、偏光板１２ｂを透過した光を右円偏光または左円偏光のいずれかに円偏光させるために、それぞれ１／４波長板を有する偏光領域１４ａおよび偏光領域１４ｂを有している。偏光領域１４ａと偏光領域１４ｂは、それぞれの光学軸が互いに直交しており、例えば右目用の画像をなす光は右円偏光され、左目用の画像をなす光は左円偏光される。

円偏光された表示装置１０からの光は、偏光眼鏡２０を通して見ることができる。偏光眼鏡２０は、右目用画像透過部２１および左目用画像透過部２２が設けられている。右目用画像透過部２１は、右円偏光された光を透過できるように１／４波長板および偏光レンズ（図示せず）が設けられており、左目用画像透過部２２は、左円偏光された光を透過できるように１／４波長板および偏光レンズ（図示せず）が設けられている。右目用画像透過部２１は、左円偏光された光を遮断し、一方の左目用画像透過部２２は右円偏光された光を遮断する。従って、偏光眼鏡２０を掛けた視聴者は、右目には右目用の画像をなす光のみが入射され、左目には左目用の画像をなす光のみが入射されることになる。

このように円偏光された表示装置１０からの光を、視聴者が偏光眼鏡２０を通して見ることで、視聴者は表示装置１０に表示される画像を立体的な三次元の画像として知覚することが出来る。

しかし、図７のように２つの偏光領域を有する偏光制御フィルタによって円偏光の方向を制御すると、偏光領域１４ａと偏光領域１４ｂとの境界において光の分割が不十分となってなる。この境界において光の分割が不十分となると、視聴者が偏光眼鏡２０を通して表示装置１０からの光を通して見た場合に、右目用の画像の一部が左目に、左目用の画像の一部が右目に、それぞれ漏れ込むクロストークが発生する。

このクロストークの発生を抑えるために、従来では偏光領域の境界部分にブラックマトリクスが配置された偏光制御フィルタを用いる手法がとられていた。図８は、ブラックマトリクス１４ｃを備えた偏光制御フィルタ１４の一例について示す説明図である。図８には、併せて画像を表示するための、液晶表示素子１３における画素の配列を示している。液晶表示素子１３は、赤色を発する赤色画素１３ａと、青色を発する青色画素１３ｂと、緑色を発する緑色画素１３ｃと、で構成される。

図８では、画素の境界部分に対応してブラックマトリクス１４ｃを配置した偏光制御フィルタ１４を示している。このようにブラックマトリクス１４ｃを配置した偏光制御フィルタ１４を用いることで、偏光領域１４ａと偏光領域１４ｂとの境界において光の分割が十分に行われる。そして、偏光領域１４ａと偏光領域１４ｂとの境界において光の分割が十分に行われることで、視聴者が偏光眼鏡２０を通して表示装置１０からの光を通して見た場合にクロストークの発生を抑えることができる。

しかし、図８に示したようなブラックマトリクス１４ｃを備えた偏光制御フィルタ１４を用いると、ブラックマトリクス１４ｃが配置された箇所においては光が遮断されてしまうので、表示装置１０で表示する画像の輝度が低下してしまう。特に、表示装置１０で通常の画像（二次元の画像）を表示した場合には、偏光制御フィルタ１４に設けたブラックマトリクスの存在により輝度が低下してしまうという問題が生じてしまう。

そこで、以下で説明する本発明の一実施形態では、偏光制御フィルタにブラックマトリクスを備えることなく、クロストークの発生を抑えるとともに、通常の画像を表示する場合であっても輝度が低下しない表示装置について説明する。

＜２．本発明の一実施形態＞
［２−１．本発明の一実施形態にかかる表示装置の構成］
以下において、本発明の一実施形態にかかる表示装置の構成について説明する。まず、本発明の一実施形態にかかる表示装置の外観について説明する。図１は、本発明の一実施形態にかかる表示装置１００の外観を示す説明図である。また、図１には、表示装置１００が表示する画像を視聴者が立体的な画像として知覚するために用いる偏光眼鏡２００も併せて示している。

図１に示した表示装置１００は、画像の表示が行われる画像表示部１１０を備えている。表示装置１００は、通常の画像を画像表示部１１０に表示するだけではなく、視聴者に立体的な画像として知覚させる三次元画像を画像表示部１１０に表示することが可能な装置である。

画像表示部１１０の構成については詳述するが、ここで簡単に説明すると、画像表示部１１０は、光源、液晶パネル、及び液晶パネルを挟んで設けられる一対の偏光板を含んで構成される。光源からの光は液晶パネル及び偏光板を透過することで所定の方向に偏光された光となる。

そして、画像表示部１１０には偏光板を透過した光をさらに円偏光させる偏光制御フィルタを備えている。偏光制御フィルタに入射される光は、偏光制御フィルタを通過することで所定の方向に円偏光されて出射される。視聴者は、偏光眼鏡２００の右目用画像透過部２１２及び左目用画像透過部２１４を通して、この偏光制御フィルタで円偏光された光を見ることで、画像表示部１１０に表示される画像を立体的な画像として知覚することが出来る。

一方、通常の画像が画像表示部１１０に表示されている場合は、視聴者はそのまま画像表示部１１０から出射される光を見ることで、通常の画像として知覚することができる。

なお、図１では、表示装置１００をテレビ受像機として図示していたが、本発明においては、表示装置の形状はかかる例に限定されないことは言うまでも無い。例えば、本発明の表示装置は、例えば、パーソナルコンピュータその他の電子機器と接続して用いられるモニタであってもよく、携帯型のゲーム機であってもよく、携帯電話や携帯型の音楽再生装置であってもよい。

以上、本発明の一実施形態にかかる表示装置１００の外観について説明した。次に、本発明の一実施形態にかかる表示装置１００の機能構成について説明する。

［２−２．本発明の一実施形態にかかる表示装置の機能構成］
図２は、本発明の一実施形態にかかる表示装置１００の機能構成について示す説明図である。以下、図２を用いて本発明の一実施形態にかかる表示装置１００の機能構成について説明する。

図２に示したように、本発明の一実施形態にかかる表示装置１００は、画像表示部１１０と、映像信号制御部１２０と、タイミング制御部１４０と、を含んで構成される。

画像表示部１１０は、上述したように画像の表示が行われるものであり、外部から信号が印加されると、印加された信号に応じた画像の表示が行われる。画像表示部１１０は、表示パネル１１２と、ゲートドライバ１１３と、データドライバ１１４と、光源１６２と、を含んで構成される。

表示パネル１１２は、外部からの信号の印加に応じて画像を表示するものである。表示パネル１１２は、ガラス等の透明板の間に所定の配向状態を有する液晶分子が封入されている。表示パネル１１２の駆動方式は、ＴＮ（ＴｗｉｓｔｅｄＮｅｍａｔｉｃ）方式であってもよく、ＶＡ（ＶｉｒｔｉｃａｌＡｌｉｇｎｍｅｎｔ）方式であってもよく、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｃｅ−Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式であってもよい。以下の説明では、表示パネル１１２の駆動方式は、特に断りが無ければＴＮ方式であるとして説明するが、本発明においてはかかる例に限られないことはいうまでも無い。表示パネル１１２への信号の印加はゲートドライバ１１３およびデータドライバ１１４によって実行される。

ゲートドライバ１１３は、表示パネル１１２のゲートバスライン（図示せず）を駆動するためのドライバである。ゲートドライバ１１３にはタイミング制御部１４０から信号が伝送され、ゲートドライバ１１３はタイミング制御部１４０から伝送された信号に応じてゲートバスラインへ信号を出力する。

データドライバ１１４は、表示パネル１１２のデータ線（図示せず）に印加するための信号を生成するためのドライバである。データドライバ１１４にはタイミング制御部１４０から信号が伝送され、データドライバ１１４はタイミング制御部１４０から伝送された信号に応じてデータ線へ印加する信号を生成して出力する。

光源１６２は、視聴者側から見て画像表示部１１０の一番奥に設けられるものである。画像表示部１１０に画像を表示する際には、光源１６２からは偏光されていない（無偏光の）白色光が視聴者側に位置する表示パネル１１２に出射される。

映像信号制御部１２０は、映像信号制御部１２０の外部からの映像信号の伝送を受けると、受け取った映像信号を、画像表示部１１０における三次元画像の表示に適したものとなるように各種信号処理を実行して出力するものである。映像信号制御部１２０で信号処理が施された映像信号はタイミング制御部１４０に伝送される。映像信号制御部１２０における信号処理としては、例えば以下のようなものがある。

映像信号制御部１２０に、右目用の画像を画像表示部１１０に表示するための映像信号（右目用映像信号）と、左目用の画像を画像表示部１１０に表示するための映像信号（左目用映像信号）が伝送されてきた場合に、映像信号制御部１２０は２つの映像信号から三次元画像のための映像信号を生成する。三次元画像のための映像信号は、例えば、画像表示部１１０における表示パネルの走査線の奇数ラインに右目用の画像が、偶数ラインに左目用の画像が表示されるように、映像信号制御部１２０で生成される。

タイミング制御部１４０は、映像信号制御部１２０から伝送される信号に応じて、ゲートドライバ１１３およびデータドライバ１１４の動作に用いられるパルス信号を生成するものである。タイミング制御部１４０でパルス信号を生成して、ゲートドライバ１１３およびデータドライバ１１４がタイミング制御部１４０で生成されたパルス信号を受けることで、映像信号制御部１２０から伝送される信号に応じた画像が表示パネル１１２に画像が表示される。

以上、本発明の一実施形態にかかる表示装置１００の機能構成について説明した。次に、本発明の一実施形態にかかる表示装置１００に含まれる画像表示部１１０の構成について説明する。

［２−３．画像表示部の構成］
図３は、本発明の一実施形態にかかる画像表示部１１０の構成を分解斜視図で示す説明図である。以下、図３を用いて本発明の一実施形態にかかる画像表示部１１０の構成について説明する。

図３に示したように、本発明の一実施形態にかかる画像表示部１１０は、光源１６２と、偏光板１６４ａ、１６４ｂと、液晶パネル１６６と、偏光制御フィルタ１６８と、を含んで構成される。なお、図２に示した表示パネル１１２は、偏光板１６４ａ、１６４ｂと、液晶パネル１６６と、偏光制御フィルタ１６８と、を含んで構成される。

光源１６２は、視聴者側から見て画像表示部１１０の一番奥に設けられるものである。画像表示部１１０に画像を表示する際には、光源１６２からは偏光されていない（無偏光の）白色光が視聴者側に位置する表示パネル１１２に出射される。光源１６２としては、例えば発光ダイオードを用いても良く、冷陰極管を用いてもよい。なお、図３では、光源１６２として面光源を示しているが、本発明においては光源の形態はかかる例に限定されない。例えば、表示パネル１１２の周辺部に光源を配置し、当該光源からの光を拡散板等で拡散することで表示パネル１１２に光を出射してもよい。また例えば、面光源の替わりに点光源と集光レンズを組み合わせてもよい。

偏光板１６４ａは、光源１６２と液晶パネル１６６との間に設けられるものである。偏光板１６４ａは、透過軸、および該透過軸に直交する吸収軸を有している。光源１６２から出射された無偏光の白色光が偏光板１６４ａに入射されると、偏光板１６４ａは、無偏光の白色光の内、透過軸方向と平行な偏光軸を有するものを透過させ、吸収軸方向と平行な偏光軸の光を遮断する。偏光板１６４ａを透過した光は液晶パネル１６６に出射される。

液晶パネル１６６は、本発明のパネル部の一例であり、ガラス基盤のような２枚の透明板の間に所定の配向状態を有する液晶分子が封入されているパネルである。表示パネル１１２の駆動方式がＴＮ方式の場合には、２枚の透明板の間に所定の角度（例えば９０度）ねじれて配向された液晶が封入されている。なお、表示パネル１１２の駆動方式がＶＡ方式の場合には、液晶分子が電極に対して垂直に配向している。液晶パネル１６６は、例えばＴＦＴ（ＴｈｉｎＦｉｌｍＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ）型の液晶表示パネルを構成している。液晶パネル１６６に入射された光は、液晶パネル１６６に電圧が印加されていない状態では、入射光が９０度ずれて液晶パネル１６６から出射される。一方、液晶パネル１６６に電圧が印加されている状態では、液晶のねじれが解消されるので、入射光はそのままの偏光状態で液晶パネル１６６から出射される。

液晶パネル１６６には、ゲートドライバ１１３およびデータドライバ１１４からパルス信号が印加されると、当該パルス信号によって画像が表示される。そして、本実施形態においては、立体的な三次元映像として視聴者に知覚させる画像を画像表示部１１０に表示する際には、液晶パネル１６６に対して、右目用画像および左目用画像を１ラインずつ交互に表示させる。本実施形態では、液晶パネル１６６の奇数ラインには右目用画像が、偶数ラインには左目用画像が、それぞれ表示されるように画像表示部１１０が構成されている。

液晶パネル１６６には水平方向および垂直方向に複数の画素が設けられており、当該複数の画素によって画像の表示が行われる。そして、１つの画素は、個別のバスライン及び非線形素子を有する複数のサブ画素電極で構成されている。本実施形態にかかる液晶パネル１６６における画素の構成については後に詳述するが、ここで簡単に説明すると、本実施形態においては、２つのサブ画素によって１つの画素が構成される。そして、その２つのサブ画素の内の１のサブ画素への表示を制御することで、三次元画像を表示する際のクロストークの発生を抑え、かつ二次元画像を表示する際には輝度の低下を避けることが可能となる。

なお、上述したように、表示パネル１１２の駆動方式は、ＴＮ方式以外の方式であってもよい。ＴＮ方式以外の駆動方式には、例えばＶＡ方式、ＩＰＳ方式がある。表示パネル１１２の駆動方式がＴＮ方式以外の方式である場合には、偏光板との間でねじれが無い液晶分子を液晶パネル１６６に封入してもよい。

偏光板１６４ｂは、視聴者側から見て液晶パネル１６６の手前に設けられるものである。偏光板１６４ｂは、透過軸、および該透過軸に直交する吸収軸を有している。ここで、偏光板１６４ｂの透過軸は、偏光板１６４ａの透過軸と直交する。従って、偏光板１６４ｂの吸収軸は偏光板１６４ａの吸収軸と直交する。液晶パネル１６６を透過した光が偏光板１６４ｂに入射されると、偏光板１６４ｂは、液晶パネル１６６を透過した光の内、透過軸方向と平行な偏光軸を有するものを透過させ、吸収軸方向と平行な偏光軸の光を遮断する。偏光板１６４ｂを透過した光は偏光制御フィルタ１６８へ出射される。

偏光制御フィルタ１６８は、視聴者側から見て偏光板１６４ｂの手前に設けられ、偏光板１６４ｂを透過した光を右円偏光または左円偏光のいずれかに円偏光させるものである。偏光制御フィルタ１６８は、右円偏光または左円偏光のいずれかに円偏光させるために、それぞれ１／４波長板を有する偏光領域１６９ａおよび偏光領域１６９ｂを有している。偏光領域１６９ａと偏光領域１６９ｂは、それぞれの光学軸が互いに直交しており、例えば右目用の画像をなす光は偏光領域１６９ａによって右円偏光され、左目用の画像をなす光は偏光領域１６９ｂによって左円偏光される。

立体的な三次元映像として視聴者に知覚させる画像を画像表示部１１０に表示する際には、上述したように、液晶パネル１６６では右目用画像および左目用画像が１ラインずつ交互に表示される状態となっている。従って、偏光制御フィルタ１６８の偏光領域１６９ａおよび偏光領域１６９ｂは、液晶パネル１６６の各走査線に対応するように設けられる。

上述したように、本実施形態にかかる画像表示部１１０においては、液晶パネル１６６の奇数ラインには右目用画像が、偶数ラインには左目用画像が、それぞれ表示されるように構成されている。従って、液晶パネル１６６の奇数ラインと一致する位置に偏光領域１６９ａが、液晶パネル１６６の偶数ラインと一致する位置に偏光領域１６９ｂが、それぞれ位置するように、偏光制御フィルタ１６８が偏光板１６４ｂの手前（視聴者側）に設けられる。

偏光制御フィルタ１６８によって円偏光された光を、視聴者が偏光眼鏡２００を通して見ることで、視聴者は画像表示部１１０に表示された画像を、立体的な三次元画像として知覚することができる。

以上、本発明の一実施形態にかかる画像表示部１１０の構成について説明した。次に、本発明の一実施形態にかかる液晶パネル１６６における画素の配列について説明する。

［２−４．液晶パネルにおける画素の配列］
図４は、本発明の一実施形態にかかる液晶パネル１６６における画素の配列について説明する説明図である。図４には、液晶パネル１６６と併せて偏光制御フィルタ１６８についても示している。以下、図４を用いて本発明の一実施形態にかかる液晶パネル１６６における画素の配列について説明する。

図４に示したように、本発明の一実施形態にかかる本発明の一実施形態にかかる液晶パネル１６６は、赤色を発する赤色画素１７２と、青色を発する青色画素１７４と、緑色を発する緑色画素１７６とで構成され、それぞれの画素が水平方向及び垂直方向に繰り返し配置される構成を有している。

そして、赤色画素１７２は、サブ画素１７３ａ、１７３ｂで構成され、青色画素１７４は、サブ画素１７５ａ、１７５ｂで構成され、緑色画素１７６は、サブ画素１７７ａ、１７７ｂで構成される。

図４に示したように、サブ画素１７３ａ、１７５ａ、１７７ａは、垂直方向に同じ長さを有しており、水平方向にはサブ画素１７３ａ、１７５ａ、１７７ａの順に繰り返し配置される構成を有している。そして、サブ画素１７３ｂ、１７５ｂ、１７７ｂについても、垂直方向に同じ長さを有しており、水平方向にはサブ画素１７３ｂ、１７５ｂ、１７７ｂの順に繰り返し配置される構成を有している。

本実施形態においては、サブ画素１７３ａ、１７５ａ、１７７ａの垂直方向の長さがサブ画素１７３ｂ、１７５ｂ、１７７ｂの垂直方向の長さよりも短くなるように、それぞれのサブ画素が形成されている。

図４には偏光制御フィルタ１６８も併せて図示している。図４では説明の便宜上、液晶パネル１６６と偏光制御フィルタ１６８とを横に並べて水平に図示しているが、実際の表示装置１００では液晶パネル１６６の前面（視聴者側）に偏光制御フィルタ１６８が設けられる。偏光制御フィルタ１６８は、垂直方向に１画素分ずつ右円偏光または左円偏光のいずれかに円偏光させる。なお、本実施形態では、偏光制御フィルタ１６８は、垂直方向に１画素分ずつ右円偏光または左円偏光のいずれかに円偏光させているが、本発明はかかる例に限定されない。

そして、図４に示したように、偏光制御フィルタ１６８の偏光領域１６９ａと偏光領域１６９ｂとの境界は、サブ画素１７３ａ、１７５ａ、１７７ａの範囲と収まるように設けられている。

表示装置１００で通常の画像（二次元画像）を表示する場合には、図４に示したように全てのサブ画素を用いて液晶パネル１６６に画像を表示させる。そして、図８に示した従来例と比較して、表示装置１００で通常の画像を表示する場合にはブラックマトリクスが存在していないことが分かる。このように表示装置１００で通常の画像を表示することで、偏光制御フィルタにブラックマトリクスを用いていた従来の表示装置よりも高輝度の画像を画像表示部１１０に表示させることが可能となる。

一方、表示装置１００で視聴者に立体的な画像として知覚させるための画像（三次元画像）を表示する場合には、二次元画像を表示させる場合とは異なるパターンでサブ画素に画像を表示させる。図５は、本発明の一実施形態にかかる表示装置１００で三次元画像を表示する場合における画素の発光状態を示す説明図である。なお、図５には、液晶パネル１６６と併せて偏光制御フィルタ１６８についても示している。図４と同様に、図５でも説明の便宜上、液晶パネル１６６と偏光制御フィルタ１６８とを横に並べて水平に図示しているが、実際の表示装置１００では液晶パネル１６６の前面（視聴者側）に偏光制御フィルタ１６８が設けられる。

図５に示したように、本実施形態にかかる表示装置１００で、視聴者に立体的な画像として知覚させるための画像を表示する場合には、偏光制御フィルタ１６８の偏光領域１６９ａと偏光領域１６９ｂとの境界に位置するサブ画素１７３ａ、１７５ａ、１７７ａに黒色を表示し、その他のサブ画素１７３ｂ、１７５ｂ、１７７ｂによって画像を表示させる。

なお、各サブ画素の表示は、映像信号制御部１２０によって制御してもよい。本実施形態においては、三次元画像を画像表示部１１０に表示させる際には、液晶パネル１６６の奇数ラインには右目用画像が、偶数ラインには左目用画像が表示されるように、映像信号制御部１２０において信号処理を実行する。そして映像信号制御部１２０は、各画素におけるサブ画素１７３ａ、１７５ａ、１７７ａに対しては、サブ画素１７３ａ、１７５ａ、１７７ａに黒色を表示させるように、映像信号制御部１２０からタイミング制御部１４０に対して信号を伝送してもよい。

このようにサブ画素１７３ａ、１７５ａ、１７７ａを黒表示することで、黒表示されたサブ画素１７３ａ、１７５ａ、１７７ａが、従来例にかかる表示装置で用いられた偏光制御フィルタのブラックマトリックスとして作用することになる。従って、本実施形態にかかる表示装置１００で、視聴者に立体的な画像として知覚させるための画像を表示する場合に、サブ画素１７３ａ、１７５ａ、１７７ａを黒表示することで、クロストークの発生を抑えることができる。

また、三次元画像を画像表示部１１０に表示させる際に、他のサブ画素より垂直方向の長さが短いサブ画素１７３ａ、１７５ａ、１７７ａを黒表示することで、表示装置１００は輝度や画質を損ねずに三次元画像を表示することができる。なお、本実施形態では、一の画素は２つのサブ画素から構成されているが、本発明ではかかる例に限定されず、一の画素は３つ以上のサブ画素から構成されるようにしてもよい。そして、一の画素は３つ以上のサブ画素から構成されるようにした場合には、黒表示させるサブ画素の垂直方向の長さは、他のサブ画素の垂直方向の長さの和より短くなるようにサブ画素を構成してもよい。

なお、本実施形態にかかる表示装置１００で、視聴者に立体的な画像として知覚させるための画像を表示する場合には、常に黒表示となるサブ画素が存在することになる。従って、本実施形態にかかる表示装置１００で三次元画像を表示する場合には、各サブ画素に供給する画像信号に対する画質補正に関する各種パラメータ、すなわち、ガンマ補正、ＡＣＣ（ＡｃｃｕｒａｔｅＣｏｌｏｒＣａｐｔｕｒｅ）処理、オーバードライブ等の画質に関するパラメータは、二次元画像を表示する場合とは異なるものを用いることができる。

例えば、ガンマ補正を例に挙げると、本実施形態にかかる表示装置１００で三次元画像を表示する場合には、サブ画素１７３ａ、１７５ａ、１７７ａを除いた状態で適切にガンマ補正がかかるように、また二次元画像を表示する場合には、全てのサブ画素を含めた状態で適切にガンマ補正がかかるように、パラメータを変化させる。

このように、二次元画像を表示する場合とは異なる三次元画像の表示に適したパラメータによって画像表示部１１０に表示される画像の画質を補正することで、画像表示部１１０に表示される三次元画像の画質を高めることが可能となる。

なお、表示パネル１１２の駆動方式がＴＮ方式以外の駆動方式である場合、例えば表示パネル１１２の駆動方式がＶＡ方式である場合には、偏光制御フィルタ１６８の偏光領域１６９ａと偏光領域１６９ｂとの境界を、サブ画素１７３ａ、１７５ａ、１７７ａの液晶ドメインの境界と一致するように配置してもよい。図６は、偏光制御フィルタ１６８の偏光領域１６９ａと偏光領域１６９ｂとの境界が、サブ画素１７３ａ、１７５ａ、１７７ａの液晶ドメインの境界と一致するように配置した場合について示す説明図である。なお、図６には、液晶パネル１６６と併せて偏光制御フィルタ１６８についても示している。図４及び図５と同様に、図６でも説明の便宜上、液晶パネル１６６と偏光制御フィルタ１６８とを横に並べて水平に図示しているが、実際の表示装置１００では液晶パネル１６６の前面（視聴者側）に偏光制御フィルタ１６８が設けられる。

図６に示した例では、サブ画素１７３ａ、１７５ａ、１７７ａにおけるドメイン境界１７３ｃ、１７５ｃ、１７７ｃと、偏光領域１６９ａ及び偏光領域１６９ｂの境界とが一致するように、偏光制御フィルタ１６８を液晶パネル１６６の前面に配置している。このように偏光制御フィルタ１６８を配置することで、三次元画像を画像表示部１１０に表示させた場合に、偏光領域１６９ａ及び偏光領域１６９ｂの境界による影響を抑えることで、クロストークの発生を抑えることが可能となる。

以上、本発明の一実施形態にかかる液晶パネル１６６における画素の配列について説明した。なお、本実施形態では、各色の画素についてサブ画素を２つ設けているが、本発明においては画素あたりのサブ画素の数はかかる例に限られず、３つ以上であってもよい。

＜３．まとめ＞
以上説明したように、本発明の一実施形態にかかる表示装置１００によれば、１つの画素を複数のサブ画素で構成する。そして、三次元画像を画像表示部１１０に表示させる場合には、複数のサブ画素の内の一のサブ画素に対して黒色を表示させ、その他のサブ画素によって画像の表示を行う。また、二次元画像を画像表示部１１０に表示させる場合には、三次元画像の表示の際には黒色を表示したサブ画素も含めて画像の表示を行う。

このように、二次元画像の表示と三次元画像の表示とでサブ画素の表示を変化させることで、偏光制御フィルタにブラックマトリクスを配置させずに、三次元画像を表示する際のクロストークの発生を抑えることができる。そして、偏光制御フィルタにブラックマトリクスを配置させないことで、二次元画像を表示する際には輝度の低下を避けることができる。

また、本発明の一実施形態にかかる表示装置１００によれば、三次元画像を画像表示部１１０に表示させる際に、他のサブ画素より垂直方向の長さが短いサブ画素１７３ａ、１７５ａ、１７７ａを黒表示する。このように、他のサブ画素より垂直方向の長さが短いサブ画素１７３ａ、１７５ａ、１７７ａを黒表示することで、表示装置１００は輝度や画質を損ねずに三次元画像を表示することができる。

また、本発明の一実施形態にかかる表示装置１００では、偏光制御フィルタ１６８の偏光領域１６９ａと偏光領域１６９ｂとの境界を、サブ画素１７３ａ、１７５ａ、１７７ａの液晶ドメインの境界と一致するように、偏光制御フィルタ１６８を配置してもよい。このように偏光制御フィルタ１６８を配置することで、三次元画像を画像表示部１１０に表示させた場合に、偏光領域１６９ａ及び偏光領域１６９ｂの境界による影響を抑えることで、クロストークの発生を抑えることが可能となる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、上記実施形態では、三次元画像を画像表示部１１０に表示させる場合には、サブ画素１７３ａ、１７５ａ、１７７ａは黒表示させることで、サブ画素１７３ａ、１７５ａ、１７７ａを偏光制御フィルタのブラックマトリックスとして作用させるようにしたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、サブ画素１７３ａ、１７５ａ、１７７ａに対して一度黒表示させると、これらのサブ画素に新たな信号を供給しないことで（書き込みを行わないことで）、サブ画素１７３ａ、１７５ａ、１７７ａを従来例にかかる表示装置で用いられた偏光制御フィルタのブラックマトリックスとして作用させるようにしてもよい。

また、上記実施形態では、表示装置１００として液晶パネル１６６を用いた液晶表示装置を示したが、本発明は係る例に限定されない。二次元画像と三次元画像との両方を表示することが出来る表示装置であれば、液晶パネルを用いた液晶表示装置以外にも、例えば有機ＥＬパネルを用いた表示装置であってもよい。

本発明は、表示装置に適用可能であり、特に二次元画像及び視聴者に立体的な画像として知覚させるための画像を表示可能な表示装置に適用可能である。

１００表示装置
１１０画像表示部
１１２表示パネル
１１３ゲートドライバ
１１４データドライバ
１２０映像信号制御部
１４０タイミング制御部
１６２光源
１６４ａ、１６４ｂ偏光板
１６６液晶パネル
１６８偏光制御フィルタ
１７２赤色画素
１７４青色画素
１７６緑色画素
１７３ａ、１７３ｂ、１７５ａ、１７５ｂ、１７７ａ、１７７ｂサブ画素
１７３ｃ、１７５ｃ、１７７ｃドメイン境界
２００偏光眼鏡

Claims

個別のバスラインをそれぞれ有する複数のサブ画素によって一の画素を形成し、前記一の画素を形成する前記複数のサブ画素が水平方向及び垂直方向に順次配設され、前記バスラインへの信号の印加により二次元画像または三次元画像を表示するパネル部と、
前記パネル部の前面に設けられ、前記パネル部を透過する光の偏光状態を所定の水平領域毎に交互に変化させるフィルタ部と、
前記フィルタ部の各前記水平領域の境界は、前記複数のサブ画素の内の各第１サブ画素が設けられる範囲に収まって位置し、
前記第１サブ画素は、前記パネル部に二次元画像を表示する場合には通常の二次元画像を表示し、三次元画像を表示する場合には黒画像を表示する、表示装置。
前記パネル部への画像信号の供給を制御する信号供給制御部をさらに備え、
前記信号供給制御部は、前記パネル部に三次元画像を表示させる際には前記フィルタ部の各前記水平領域の境界に位置する前記第１サブ画素を黒表示させる画像信号を供給する、請求項１に記載の表示装置。
前記信号供給制御部は、前記第１サブ画素を黒表示させた後は前記第１サブ画素に対して新たな信号を供給しないよう制御する、請求項２に記載の表示装置。
前記パネル部への画像信号の供給を制御する信号供給制御部をさらに備え、
前記信号供給制御部は、前記パネル部に二次元画像を表示させる場合と三次元画像を表示させる場合とで前記複数のサブ画素に供給する画像信号に対する画質の補正に関するパラメータを変化させる、請求項１に記載の表示装置。
前記フィルタ部は、各前記水平領域の境界が水平方向における前記第１サブ画素間に位置する暗線上に位置して設けられる、請求項１に記載の表示装置。
前記第１サブ画素は、垂直方向の長さが前記一の画素における他の全てのサブ画素の垂直方向の長さの和よりも短い、請求項１に記載の表示装置。