表示装置
【課題】本発明は、簡便で製造コストを低減可能な構造で、効果的に画像の漏洩を低減することができる表示装置の提供を目的とする。
【解決手段】本発明にかかる表示装置は、サブ画素が第１方向に繰り返し配列された各サブ画素が、画像ａまたは画像ｂを提示するよう交互に割り当てられた画像素子１０と、サブ画素からの光を斜めに出射させる光学素子１１とを備え、光学素子１１は、色材膜４、色材膜５、色材膜６を備え、色材膜４、色材膜５、色材膜６のうち、画素組の各サブ画素から出射されるいずれかの光を吸収する各色材膜は、当該画素組の各サブ画素の間に対応する位置において開口部をそれぞれ備え、同一位置にある２つの開口部は、互いに、当該開口部が備わった色材膜が吸収する光が当該開口部を通じて出射される側に、それぞれずれて重なる。
【解決手段】本発明にかかる表示装置は、サブ画素が第１方向に繰り返し配列された各サブ画素が、画像ａまたは画像ｂを提示するよう交互に割り当てられた画像素子１０と、サブ画素からの光を斜めに出射させる光学素子１１とを備え、光学素子１１は、色材膜４、色材膜５、色材膜６を備え、色材膜４、色材膜５、色材膜６のうち、画素組の各サブ画素から出射されるいずれかの光を吸収する各色材膜は、当該画素組の各サブ画素の間に対応する位置において開口部をそれぞれ備え、同一位置にある２つの開口部は、互いに、当該開口部が備わった色材膜が吸収する光が当該開口部を通じて出射される側に、それぞれずれて重なる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は表示装置に関し、特に同時に異なる画像を異なる方向に提示する表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
人間の目が物を見る際には、右の眼の網膜と左の眼の網膜とに、見る角度が異なる画像（視差画像）が結像され、それらが脳内で合成されることによって、見た物の前後の位置関係の情報を得ることができる。
【０００３】
近年、この生理現象を用いて、通常の１つの平面的な画面に表示される画像で、観察者に前後の位置関係を知覚させることのできる表示装置が普及し始めた（特許文献１参照）。
【０００４】
この技術の応用として、観察者の右の眼および左の眼の代わりに、左右方向に適当な距離で離れた２人の観察者に、別々の異なる画像を提示する表示装置を実現することができる。例えば、ゲーム機で２人の遊戯者に対して、それぞれの遊戯者の視点の画像を必要なときに提示するような用途が想定される（特許文献２参照）。
【０００５】
これらの指向性の表示装置は、１つの画面が相異なる２つの画像ａおよび画像ｂを表示し、対象Ａには画像ａを、対象Ａとは異なる対象Ｂには画像ｂを、それぞれ別々に振り分けて提示することができる。以下、単に表示装置と記述する。
【０００６】
画像ａと画像ｂとを同じ画像とすれば、単一の画像のみを表示する表示装置としても使用できるので、通常の単一の画像のみを表示する表示装置は、「通常の表示装置」と区別して記述する。
【０００７】
画像を２つの対象に振り分けて提示する具体的な方法の、代表的なものとしては以下の方法がある。
【０００８】
まず、画面を構成する画素それぞれを、相異なる２つの画像ａおよび画像ｂのどちらか一方に帰属させる。あるいは複数の画素をまとめた画素群で区分し、その画素群それぞれを相異なる２つの画像ａと画像ｂのどちらか一方に帰属させる。
【０００９】
画像ａ（あるいは画像ｂ）に帰属された画素（または画素群）は、画像ａ（あるいは画像ｂ）を構成する光を発するように画像素子によって制御され、当該光によって画像が画面に表示される。
【００１０】
次に、画像ａ（あるいは画像ｂ）に帰属された画素（または画素群）が配光する角度範囲を、遮光性の膜を周期的に開口した光学素子により、画像ａ（あるいは画像ｂ）が提示される対象Ａ（あるいは対象Ｂ）が存在する角度範囲に制限する。このように制御することで、画像ａ（あるいは画像ｂ）を対象Ａ（あるいは対象Ｂ）に提示することができる。このような方法で、異なる画像の振り分けが可能な表示装置が具体化される。
【００１１】
このように表示装置は、画面を構成する画素を制御する画像素子と、画素からの光の配光角度範囲を制御する光学素子とから構成される。
【００１２】
画像素子としては、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）やＰＤＰ（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ）、ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）などの既存の素子が使用できるので、専用の画素制御手段と光学素子とを追加するだけで、異なる画像の振り分けが可能な表示装置が実現できる。
【００１３】
表示装置の画像素子として、ＰＤＰ、ＥＬなどの自発光型の画像素子を使用する場合は、光学素子は画像素子と対象との間に配置される。
【００１４】
表示装置の画像素子として、ＬＣＤのような非発光型の、光源と光源からの光を変調する変調素子とからなる画像素子を使用する場合は、光学素子は、画像素子と対象との間に配置される場合と、画像素子の光源と変調素子の間に配置される場合とがある。
【００１５】
上記のように、光学素子を、画像素子と対象との間に配置する場合の方が、自発光型の画像素子にも適用でき、汎用性が高い。
【００１６】
表示装置には、１つの画面から、相異なる２つの画像のそれぞれを２つの相異なる対象に対し別々に提示するという基本特性に加え、一方の対象に提示される画像を構成する光が他方の対象から見えない、あるいは他方の対象が不快に感じない程度にしか他方の対象に届かないという特性が必要とされる。
【００１７】
後者の特性の実現を阻害する、一方の対象の画像を構成する光が他方の対象に届いてしまう現象（以下、画像の漏洩と記述する）の要因として、大きく２つの機構が挙げられる。
【００１８】
まず機構１について述べる。
【００１９】
画像ａに帰属された画素（または画素群）からの光が、光学素子の開口部を通して対象Ａに届くように、光学素子は配置される。言い換えると対象Ａは、光学素子の開口部を通して、画像ａに帰属された画素（または画素群）を見ることができる。ただし、通常の表示装置のように、人の目の分解能では識別できない程度の大きさの画素や画素群を使用する。
【００２０】
しかし、対象Ａが移動した場合、画像ａに帰属された画素（または画素群）に隣接する、画像ｂに帰属された画素（または画素群）が、光学素子における同じ開口部を通して見えてしまうことがある。よって、適切な画像を見るために対象Ａが存在できる許容範囲は、この現象が起こらない範囲に制限される。画像ａと対象Ａとの組み合わせを、画像ｂと対象Ｂとの組み合わせに読み替えても、同様の問題が生じる。
【００２１】
次に機構２について述べる。
【００２２】
画像ａに帰属された画素（または画素群）からの光が、光学素子の開口部を通して対象Ａに届くように、光学素子は配置される。
【００２３】
しかし、光学素子の開口部における開口幅は有限であるため、開口部を通過する光の一部が回折され、この回折光が、画像ｂに帰属された画素（または画素群）を見るべき他方の対象Ｂへ届いてしまう。画像ａと対象Ａとの組み合わせを、画像ｂと対象Ｂとの組み合わせに読み替えても、同様の問題が生じる。
【００２４】
これらの機構１および機構２による画像の漏洩の問題に対して、個別に対策方法が開示されている。
【００２５】
特許文献３には、機構１に対する対策が開示されている。
【００２６】
画像素子の画面を赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の光を発する画素の繰り返しで構成し、隣接する２つの画素を組にして（画素組）、一方の画素を画像ａに、他方の画素を画像ｂにそれぞれ帰属させる。色がＲで、画像ａに帰属された画素を、Ｒａと記述する（同様に、画像ａに帰属された画素は、Ｇａ、Ｂａと記述される）。この帰属の組も繰り返しとなるように配置させる。
【００２７】
そして画素組１つに対して、光学素子の開口部が１つ割り当てられるように光学素子を配置する。
【００２８】
１つの光学素子の開口部に割り当てられた、すなわち、この開口部を通して、対象Ａからは画像ａに帰属された画素が見え、対象Ｂからは画像ｂに帰属された画素が見えるように割り当てられた画素組を配列順に（画素、画素）で記述すると、・・・（Ｒａ、Ｇｂ）（Ｂａ、Ｒｂ）（Ｇａ、Ｂｂ）（Ｒａ、Ｇｂ）（Ｂａ、Ｒｂ）・・・となる。
【００２９】
このように配列した場合に、１つの光学素子の開口部に割り当てられた画素組として例えば（Ｒａ、Ｇｂ）についてみると、画素組の各画素に隣接する画素の色は両側ともにＢとなる。このＢの画素が、対象が移動した場合に、前述の画素組に対応する開口部を通して見えてしまうのが機構１である。
【００３０】
よって、ＲおよびＧの光を透過し、Ｂの光を吸収する黄色の色材で当該開口部を埋めると、（Ｒａ、Ｇｂ）の両側に隣接するＢの色の画素の光が吸収され、開口部を透過しなくなるので、機構１の対策となる。
【００３１】
特許文献４には、機構２に対する対策が開示されている。画素の色、画像ａおよび画像ｂの帰属の方式は特許文献３と同様である。光学素子の開口部の配置も特許文献３と同様である。
【００３２】
光学素子の、開口部と開口部との間の遮光性膜は、画素２つに跨ることになる。特許文献３での記述方法に従うと、・・・（Ｒａ、Ｇｂ）（Ｂａ、Ｒｂ）・・・の２つの開口部の間の遮光性膜の下にはＧｂとＢａの画素がある。この遮光性膜の上に、下の２つ画素と異なる色であるＲの色材を、遮光性膜からすこし外側にはみ出すように形成する。こうすることで、開口部の端部で分散された光がブロックされ、機構２の対策となる。
【００３３】
ちなみに、特許文献４の「開口のエッジで分散された光がブロックされる」とは、「分散」が回折を意味するのであれば誤解である。回折は開口部の縁で起こるのではなく、光で照明される開口部全面からの光が干渉した結果、直進以外の方向に０でない回折効率で光が届く現象である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３４】
【特許文献１】特許第２８９６０７３号公報
【特許文献２】特開２００８−２４２０５５号公報
【特許文献３】特開２００６−２３５３３２号公報
【特許文献４】特表２００９−５００６７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３５】
機構１および機構２による、画像ａ（画像ｂ）を構成する光が、対象Ｂ（対象Ａ）側に届いてしまう画像の漏洩が生じる。この現象は、機構１および機構２どちらによる場合も表示装置の特性を悪化させるものであり、どちらの機構に対しても同時に対策することが望ましい。
【００３６】
しかし、例えば特許文献３と特許文献４とを両立させようとする場合、特許文献３記載の、遮光性膜の開口部内にシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、黄（Ｙ）の色材を配置した上、特許文献４記載の、開口部以外の部分にＲ、Ｇ、Ｂの色材を形成する必要がある。
【００３７】
よって、遮光性膜の形成と、遮光性膜の開口部への色材の配置と、開口部以外の部分への色材の塗布形成とが必要となるので、製造が非常に複雑となり、製造コストも高くなるという問題があった。
【００３８】
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、簡便で製造コストを低減可能な構造で、効果的に画像の漏洩を低減することができる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】
【００３９】
本発明にかかる表示装置は、第１の光を出射する第１サブ画素と、第２の光を出射する第２サブ画素と、第３の光を出射する第３サブ画素とが、その順番で第１方向に繰り返し配列され、配列された各前記サブ画素が、第１画像または第２画像を提示するよう交互に割り当てられた画像素子と、前記画像素子に対し、前記画像素子の光出射方向であって前記第１方向に直交する第２方向の側に配置され、前記画像素子における、前記第１画像の提示を割り当てられた前記サブ画素からの光を、前記第１方向の正方向側へ斜めに出射させ、前記画像素子における、前記第２画像の提示を割り当てられた前記サブ画素からの光を、前記第１方向の負方向側へ斜めに出射させる光学素子とを備え、前記光学素子は、前記第１の光および前記第２の光を透過し、前記第３の光を吸収する第１色材膜と、前記第１の光および前記第３の光を透過し、前記第２の光を吸収する第２色材膜と、前記第２の光および前記第３の光を透過し、前記第１の光を吸収する第３色材膜とを備え、前記第１〜３色材膜は、前記第２方向に互いに積層され、前記第１画像の提示を割り当てられた前記サブ画素と、前記第２画像の提示を割り当てられた前記サブ画素とからなる組を画素組とし、前記第１〜３色材膜のうち、前記画素組の各前記サブ画素から出射されるいずれかの光を吸収する各前記色材膜は、当該画素組の各前記サブ画素の間に対応する位置において開口部をそれぞれ備え、前記第２方向から平面視した場合、同一位置にある２つの前記開口部は、互いに、当該開口部が備わった前記色材膜が吸収する光が当該開口部を通じて出射される側に、それぞれずれて重なることを特徴とする。
【発明の効果】
【００４０】
本発明にかかる表示装置によれば、第１の光を出射する第１サブ画素と、第２の光を出射する第２サブ画素と、第３の光を出射する第３サブ画素とが、その順番で第１方向に繰り返し配列され、配列された各前記サブ画素が、第１画像または第２画像を提示するよう交互に割り当てられた画像素子と、前記画像素子に対し、前記画像素子の光出射方向であって前記第１方向に直交する第２方向の側に配置され、前記画像素子における、前記第１画像の提示を割り当てられた前記サブ画素からの光を、前記第１方向の正方向側へ斜めに出射させ、前記画像素子における、前記第２画像の提示を割り当てられた前記サブ画素からの光を、前記第１方向の負方向側へ斜めに出射させる光学素子とを備え、前記光学素子は、前記第１の光および前記第２の光を透過し、前記第３の光を吸収する第１色材膜と、前記第１の光および前記第３の光を透過し、前記第２の光を吸収する第２色材膜と、前記第２の光および前記第３の光を透過し、前記第１の光を吸収する第３色材膜とを備え、前記第１〜３色材膜は、前記第２方向に互いに積層され、前記第１画像の提示を割り当てられた前記サブ画素と、前記第２画像の提示を割り当てられた前記サブ画素とからなる組を画素組とし、前記第１〜３色材膜のうち、前記画素組の各前記サブ画素から出射されるいずれかの光を吸収する各前記色材膜は、当該画素組の各前記サブ画素の間に対応する位置において開口部をそれぞれ備え、前記第２方向から平面視した場合、同一位置にある２つの前記開口部は、互いに、当該開口部が備わった前記色材膜が吸収する光が当該開口部を通じて出射される側に、それぞれずれて重なることにより、３層の色材膜を備える光学素子で、効果的に画像の漏洩を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】実施の形態１にかかる表示装置の断面模式図である。
【図２】実施の形態１にかかる表示装置の斜視模式図である。
【図３】実施の形態１にかかる表示装置の、開口部とサブ画素との位置対応を説明する模式図である。
【図４】実施の形態１にかかる表示装置の、サブ画素から出射される光線の角度範囲を説明する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
＜Ａ．実施の形態１＞
＜Ａ−１．構成＞
以下の実施の形態において、画像単位とは、画像信号上で画像を構成する最小単位を示すものとし、画素とは、画像単位を画面に表示するために画像信号によって光の出射状態が制御される、画面上の表示単位を示すものとする。
【００４３】
本発明はまず、３種のサブ画素を備える。ここでサブ画素とは、画像情報に含まれる色を表現するために１つの色の光を担当する光出射領域と、光の出射状態を制御するための制御回路からなる、最小表示単位を示すものとする。
【００４４】
図１は、本実施の形態にかかる表示装置の断面模式図である。
【００４５】
図１に示すように表示装置１２は、画像素子１０と、光学素子１１とを備える。
【００４６】
画像素子１０は、第１の色（Ｒ：赤）の光を担当する、第１サブ画素としてのサブ画素１ａおよびサブ画素１ｂと、第２の色（Ｇ：緑）の光を担当する、第２サブ画素としてのサブ画素２ａおよびサブ画素２ｂと、第３の色（Ｂ：青）の光を担当する、第３サブ画素としてのサブ画素３ａおよびサブ画素３ｂとを備える。
【００４７】
図１に示すようにこれらは、サブ画素１ａ、サブ画素２ｂ、サブ画素３ａ、サブ画素１ｂ、サブ画素２ａ、サブ画素３ｂの順で第１方向に配列している。ここで第１方向とは、表示装置１２が画像を提示する２つの対象（図示せず）を結ぶ線分の、表示装置の画面上へ射影した方向である。一般的には、画像を提示する２つの対象は水平方向の左右に並ぶことが多いので、本実施の形態での第１方向は、表示装置の画面上の左右方向とする。
【００４８】
隣接する２つのサブ画素を組にして（画素組）、一方を第１画像としての画像ａに、他方を第２画像としての画像ｂにそれぞれ割り当てる（帰属させる）。この画素組を左右方向（第１方向）に繰り返し配置する。すなわち、各サブ画素は、画像ａまたは画像ｂを提示するように交互に割り当てられる。
【００４９】
ここで、図１のサブ画素１ａ、サブ画素２ｂ等と図示してある矩形は、サブ画素の光出射領域を模式的に示したものである。
【００５０】
光学素子１１はその断面で見ると、サブ画素１ａ、サブ画素１ｂ、サブ画素２ａ、サブ画素２ｂからの光を透過し、サブ画素３ａ、サブ画素３ｂから光を吸収する第４の色（Ｙ：黄色）の色材膜４Ｌ（長成膜部）および色材膜４Ｓ（短成膜部）と、サブ画素１ａ、サブ画素１ｂ、サブ画素３ａ、サブ画素３ｂからの光を透過し、サブ画素２ａ、サブ画素２ｂから光を吸収する第５の色（Ｍ：マゼンタ）の色材膜５Ｌ（長成膜部）および色材膜５Ｓ（短成膜部）と、サブ画素２ａ、サブ画素２ｂ、サブ画素３ａ、サブ画素３ｂからの光を透過し、サブ画素１ａ、サブ画素１ｂから光を吸収する第６の色（Ｃ：シアン）の色材膜６Ｌ（長成膜部）および色材膜６Ｓ（短成膜部）とを、透明基板７に対し、重ねて成膜したものである。光学素子１１は、サブ画素が配列された第１方向と直交する方向（第２方向）に、画像素子１０からの光を受けるようにその出射方向に配置され、色材膜４、色材膜５、色材膜６の積層方向も第２方向である。
【００５１】
各色材膜には、開口部がそれぞれ備えられており、第１色材膜としての色材膜４においては、色材膜４Ｌ（長成膜部）と色材膜４Ｓ（短成膜部）との間に形成される開口部４００、開口部４０１、開口部４０２が備えられ、第２色材膜としての色材膜５においては、色材膜５Ｌ（長成膜部）と色材膜５Ｓ（短成膜部）との間に形成される開口部５００、開口部５０１、開口部５０２が備えられ、第３色材膜としての色材膜６においては、色材膜６Ｌ（長成膜部）と色材膜６Ｓ（短成膜部）との間に形成される開口部６００、開口部６０１が備えられる。
【００５２】
図示はしていないが、画像ａまたは画像ｂが提示される対象Ａおよび対象Ｂは、透明基板７のさらに上方に配置され、光学素子１１は、画像素子１０のサブ画素が配置されている画面と対象との間に配置されている。
【００５３】
光学素子１１の各色材膜には、図に示すような開口部がそれぞれ設けられており、先ほどの画像ａと画像ｂとに割り当てられたサブ画素の画素組１つに対して、以下に述べる法則に則った位置に、１つの開口部が配置されている。
【００５４】
図２は、本実施の形態にかかる表示装置の斜視模式図である。なお、図１における透明基板７は図示を省略する。また画像素子１０も、画面上のサブ画素の配列のみを示している。
【００５５】
３層重ねられた色材膜４（色材膜４Ｌおよび色材膜４Ｓ）、色材膜５（色材膜５Ｌおよび色材膜５Ｓ）、色材膜６（色材膜６Ｌおよび色材膜６Ｓ）は、それぞれ画面全面を覆うように成膜されており、その一部に開口部がそれぞれ設けられている。画像ａに割り当てられたサブ画素と、画像ｂに割り当てられたサブ画素との画素組１つに対して、開口部が１つの割合で設けられる。なお、画面を垂直に見たときのサブ画素の光出射領域の位置を、それぞれの色材膜上に破線（矩形）で模式的に示している。
【００５６】
ここで、色材膜の１つのみを見ると、割合的には開口部が設けられるべき部分に開口部が設けられていない箇所があるが、その分他の色材膜に開口部が空いているので、３層の色材膜全体としては上記の割合となっている。すなわち、画素組１つに対して、３層の色材膜のうちの２層が、対応する開口部を備えている。
【００５７】
図１の断面模式図を参照すると、例えば、画像ａに割り当てられた第１の色（Ｒ：赤）の光を担当するサブ画素１ａと、画像ｂに割り当てられた第２の色（Ｇ：緑）の光を担当するサブ画素２ｂとが隣接しており、この組に対して、第５の色（Ｍ：マゼンタ）の色材膜５Ｌと色材膜５Ｓとの間の開口部５０１が、第６の色（Ｃ：シアン）の色材膜６Ｌと色材膜６Ｓとの間の開口部６００が、それぞれ設けられている。一方、第４の色（Ｙ：黄色）の色材膜には、対応する開口部は設けられていない。
【００５８】
第１の色（Ｒ：赤）の光を担当するサブ画素１ａからの光と、第２の色（Ｇ：緑）の光を担当するサブ画素２ｂからの光は、色材膜４Ｌを透過する。一方、サブ画素１ａおよびサブ画素２ｂの両側に隣接する第３の色（Ｂ：青）の光を担当するサブ画素３ａとサブ画素３ｂとからの光は、ともに第３の色（Ｂ：青）であり色材膜４Ｌで吸収される。
【００５９】
以上より、機構１による画像の漏洩を防ぐことができる。
【００６０】
この色材膜の開口部の設け方を一般化する。画像素子の画面上で、第１方向に画像ａに割り当てられたサブ画素と、画像ｂに割り当てられたサブ画素との画素組が繰り返されており、この方向でサブ画素の出射光の色が・・・第１の色、第２の色、第３の色、第１の色・・・と繰り返されている。つまり、サブ画素は・・・１ａ、２ｂ、３ａ、１ｂ、２ａ、３ｂ、１ａ・・・の繰り返しとなる（図１参照）。
【００６１】
１つのサブ画素の画素組に注目すると、画像ａに割り当てられたサブ画素が、第１〜３の色のうちの１色（色Ｘ）であり、隣接する画像ｂに割り当てられたサブ画素が、第１〜３の色のうちの画像ａに割り当てられたサブ画素とは異なる１色（色Ｙ）となる。
【００６２】
このサブ画素Ｘａとサブ画素Ｙｂの組に対して、色材膜に開口部を設ける。「画素の組に対して開口部を設ける」とは、図３のように、色材膜５Ｓの縁と色材膜５Ｌの縁との間である開口部５０１を画像素子１０の画面に射影したとき、サブ画素Ｘａの光出射領域、サブ画素Ｙｂの光出射領域それぞれの中心位置（出射中心１０００、出射中心１００１）の中間位置、すなわち画素組全体の画素中心１００３が、開口部５０１の射影内に対応することである。ここで、図３においては、開口部５０１の開口中心と開口部６００の開口中心との中間位置、すなわち開口部全体の開口中心１００２と、画素中心１００３とはずれているが、開口中心１００２と画素中心１００３とが重なっていてもよい。
【００６３】
ここで、画素中心１００３を２つの画素の画素境界とし、光学素子１１を通して画面を見たときに、この画素境界が色材膜の開口部から見える状態を、「開口部と画素境界とが重なる」と記述する。また、複数の開口部（例えば開口部５０１と開口部６００）の射影に互いに重なり合う状態を、「２つの開口部が重なる」と記述する。
【００６４】
３層（３色）ある色材膜のうち、１つの色材膜には開口部を設けない。この開口部を設けない色材膜は、注目したサブ画素の組（Ｘａ、Ｙｂ）の、サブ画素Ｘａおよびサブ画素Ｙｂからの光（色Ｘ、色Ｙ）は透過し、画素組の両側に隣接する２つのサブ画素からの光、すなわち、色Ｘおよび色Ｙとは異なる、第１〜３の色の残りの１色（色Ｚ）は吸収する色材膜である。
【００６５】
上記のことはすなわち、色Ｚを吸収する色材膜が、色Ｚが出射されるサブ画素と、当該光が出射される側に配列されるサブ画素との間に対応する位置に開口部を設け、色Ｙを吸収する色材膜が、色Ｙが出射されるサブ画素と、当該光が出射される側に配列されるサブ画素との間に対応する位置に開口部を設け、色Ｘを吸収する色材膜が、色Ｘが出射されるサブ画素と、当該光が出射される側に配列されるサブ画素との間に対応する位置に開口部を設けることに対応する。
【００６６】
この一般則に基づいて色材膜に開口部を設けると、図１のように第１方向（左右方向）のサブ画素の光出射領域を含む断面で、色材膜が、・・・４画素に跨る長成膜部、開口部、２画素に跨る短成膜部、開口部・・・の繰り返しとなって形成されることになる。例えば色材膜４を例に挙げると、４画素に跨る色材膜４Ｌ、開口部４０１、２画素に跨る色材膜４Ｓ、開口部４０２と繰り返されていく。
【００６７】
このように、透明基板７に色材膜を重ねて成膜し、色材膜の開口部を設ける上記の一般則を適用する構成で、機構１による画像の漏洩を防ぐことができる。
【００６８】
さらに、本実施の形態にかかる表示装置では、機構１による画像の漏洩と同時に、下記の構成により機構２による画像の漏洩を低減することができる。
【００６９】
図１の断面模式図を参照すると、２つの色材膜の開口部が部分的に重なって設けられている。２つの色材膜の開口部は部分的に重なっているが、それぞれの開口部の画面への射影は、第１方向（左右方向）にずれるように設けられている。
【００７０】
例えば、画像ａに割り当てられた、第１の色（Ｒ：赤）の光を担当するサブ画素１ａと、画像ｂに割り当てられた、第２の色（Ｇ：緑）の光を担当するサブ画素２ｂとが隣接している。
【００７１】
この画素組に対して、第５の色（Ｍ：マゼンタ）の色材膜５Ｌと色材膜５Ｓとの間には開口部５０１と、第６の色（Ｃ：シアン）の色材膜６Ｌと色材膜６Ｓとの間には開口部６００とが、それぞれ設けられている。
【００７２】
図１では、開口部５０１の幅は開口部６００の幅と同じであるが、それらの形成位置は第１方向に互いにずれているので、色材膜５Ｓより色材膜６Ｌの方が開口部５０１に張り出し、色材膜６Ｓより色材膜５Ｌの方が開口部６００に張り出している。つまり、サブ画素１ａからの光を吸収する開口部６００は、開口部５０１より相対的に図面右側（対象Ａへ提示する光、すなわち色材膜６が吸収する光が出射される側である、第１方向の正方向側）に、サブ画素２ｂからの光を吸収する開口部５０１は、開口部６００より相対的に図面左側（対象Ｂへ提示する光、すなわち色材膜５が吸収する光が出射される側である、第１方向の負方向側）に配置されている。
【００７３】
ここで、第１方向の正方向側とは、第１方向の正方向成分を含む方向全てを示す概念であり、図１において図面右側を第１方向の正方向とすると、図面上下方向より右側に傾く方向（例えば右斜め方向）を示す。第１方向の負方向側とはその逆であり、図１において図面左側を第１方向の負方向とすると、図面上下方向より左側に傾く方向（例えば左斜め方向）を示す。
【００７４】
仮に全てのサブ画素から光が出射している状態の画像素子１０と、光学素子１１との間に、拡散性を有する素子を配置したとする。この場合に、画像素子１０を光源として光学素子１１を照らし、光学素子１１をみた場合、断面に沿って・・・黒、第２の色（Ｇ：緑）、第１の色（Ｒ：赤）と第２の色（Ｇ：緑）の混色、第１の色（Ｒ：赤）、黒、第１の色（Ｒ：赤）、第３の色（Ｂ：青）と第１の色（Ｒ：赤）の混色、第３の色（Ｂ：青）、黒、第３の色（Ｂ：青）、第２の色（Ｇ：緑）と第３の色（Ｂ：青）の混色、第２の色（Ｇ：緑）、黒・・・の繰り返しに見える。
【００７５】
３層の色材膜が重なった部分は、第１〜３の色の光のそれぞれを吸収するので黒に見え、２層の色材膜の開口部が重なっている部分は、残り１つの色材を通して第１〜３の色のうち２つが透過して混色に見え、開口部の縁の近傍は、１つの色材の開口部と残り２つの色材を通して第１〜３の色のうち１つの色に見える。よって、上記のような色の繰り返しが見える。
【００７６】
なお、上記の説明はあくまで、色材膜の色とサブ画素から出射される光の色との関係を例示したものであり、表示装置としての構成では、このようには見えない場合がある。
【００７７】
このような構成とすることにより、従来の構成を用いた場合と比較して、開口部６００および開口部５０１を通して画像ａを提示するサブ画素１ａはより図面右側（第１方向の正方向側）に、開口部６００および開口部５０１を通して画像ｂを提示するサブ画素２ｂはより図面左側（第１方向の負方向側）に、それぞれ画像を提示することができる。ほかの開口部についても同様の効果がある。
【００７８】
図４に具体例を示す。サブ画素１ａからの光は、開口部６００の縁を通る光線１５ａおよび光線１５ｂの間を通って図面右側（第１方向の正方向側）へ画像ａを提示する（図４（ａ）参照）。
【００７９】
一方、上記のように第１方向にずれた開口部を持たない遮光性膜２０を用いて、サブ画素からの光を振り分ける場合、遮光性膜２０に設けられた開口部７００の縁を通る光線１５ａおよび光線１５ｃの間を通って、図面右側（第１方向の正方向側）へ画像ａを提示することになる（図４（ｂ）参照）。
【００８０】
光線１５ｃよりも光線１５ｂの方が図面右側（第１方向の正方向側）に進むので、本発明の方が、その逆方向である図面左側（第１方向の負方向側）へ直進する光は少なくなる。
【００８１】
機構２による画像の漏洩は、光の回折に起因するわけであるが、一般的に直進光（回折角度が０°）を中心に、高角側へ回折するほど回折効率は小さくなる（正確には、包絡線がこの形状で、回折効率が極小になる特定の回折角が存在する）。
【００８２】
よって、回折の主な寄与は、画像を提示する対象とは反対側の縁寄りに進む光（すなわち、光線１５ｂや光線１５ｃ）の回折である。
【００８３】
従って、本発明のような構成とすれば、回折による寄与を抑制することができ、機構２よる画像の漏洩を低減することができる。
【００８４】
このような構成により、機構１による画像の漏洩に加え、機構２による画像の漏洩を低減することができる。
【００８５】
本発明にかかる表示装置の構成は、透明基板７に３色の色材膜を重ねて成膜するという、ＬＣＤ用カラーフィルタなどで使用されている製造技術と同じ技術で提供できる。
【００８６】
以上の説明では、色という単語について一般的な概念で使用してきたが、本発明でのサブ画素から出射光の色である第１、第２、第３の色と、色材膜の色である第４、第５、第６の色とは、下記のような区別をしておく。
【００８７】
本発明におけるサブ画素から出射光の色である第１、第２、第３の色は、表示装置に望まれる色の再現性が保たれるということ、第１、第２、第３の色が相異なるということが要求される。光の色は例えば、ＪＩＳ Ｚ８７２４で測定できる。色が異なるかどうかの判定は例えば、マクアダムの楕円が利用できる。
【００８８】
一方、色材膜の色である第４、第５、第６の色は、サブ画素から出射光を吸収または透過するという機能が要求される。この機能さえ満たせば色はなんでも構わない。
【００８９】
第１、第２、第３の色は、ＬＣＤやＰＤＰなどで広く用いられているサブ画素に対する色の割り当てとなる、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のいずれかとすることができる。画像素子としては、３つのサブ画素により画像単位の色と輝度とを表現する画素を構成するものであればよく、ＬＣＤ方式やＰＤＰ方式、ＥＬ方式などの画像素子が挙げられる。
【００９０】
サブ画素の第１、第２、第３の色がそれぞれＲ、Ｇ、Ｂである場合、色材膜の色は白色光で見たときの色を、第４の色は黄（Ｙ）、第５の色はマゼンタ（Ｍ）、第６の色はシアン（Ｃ）とすればよい。
【００９１】
ただし、色の組み合わせは上記のものに限らない。各サブ画素からの光がレーザーのような単色光に近い場合、第４〜６の色は、対応するサブ画素からの光を透過あるいは吸収し、表示装置に望まれる色の再現性が実現するように色材が調整されていれば、Ｙ、Ｍ、Ｃからかけ離れた色であっても構わない。第１〜３の色も、表示装置に望まれる色の再現性が保たれれば、Ｒ、Ｇ、Ｂの組み合わせ以外を選択しても構わない。
【００９２】
また、本実施の形態においては、図１のような断面を考える際の断面のとり方を規定していない。サブ画素の光出射領域の形状が、第１方向と第１方向に直交する第２方向（第１方向が左右方向なら、第２方向は上下方向となる）におおよそ平行な辺を持つ矩形であれば、断面の取り方に依存しない。
【００９３】
光出射領域の形状を矩形に限定するものではない。ただ、光出射領域の第１方向に沿った長さが最も長い部分での断面を考えると、機構１および機構２の寄与が最も大きくなる。
【００９４】
例えば、図１でサブ画素１ａとサブ画素２ｂとの画素組を考える。光出射領域の第１方向に沿った長さが長くなると、組の両側に隣接するサブ画素３ａとサブ画素３ｂとが画素組の方へ寄ってくるようになる。よって、画面に垂直な方向により近い角度で、開口部５０１および開口部６００を通して、隣接するサブ画素３ａ（またはサブ画素３ｂ）が見え始めるようになる。よって、機構１による寄与が大きくなる。
【００９５】
また、サブ画素１ａおよびサブ画素２ｂの光出射領域それぞれの出射中心１０００および出射中心１００１が、画素中心１００３の方へ寄ってくるようになるので（図３参照）、開口部６００の縁を通る光線１５ｂが、より図面左側（第１方向の負方向側）へ寄ってくる（図４参照）。
【００９６】
例えば図１で、サブ画素１ａからの光は図面右側（第１方向の正方向側）へ出射させたいが、開口部６００の直下まで光出射領域の端が伸びているために、画面正面（画面に垂直な方向、図面上方向）へ光が出射するようになる。さらに光出射領域の端が開口部６００に重なるようになると、図面左側（第１方向の負方向側）へも光が出射するようになる。よって、機構２による寄与が大きくなる。
【００９７】
以上のように、光出射領域の第１方向に沿った長さが最も長い部分が、機構１および機構２の寄与が最も大きくなるので、その部分の断面で上記の構成を取ることが、発明の効果が最も大きくなることになる。従って、そのような断面で上記の構成となるようにすればよい。光出射領域の形状が矩形以外の、角を欠いた矩形、平行四辺形、それらの組み合わせ等であっても同様に考えることができる。
【００９８】
光出射領域の第１方向に沿ったサブ画素の長さが最も長い部分での断面が連続しない場合は、各サブ画素の光出射領域の第１方向に沿った長さが最も長い部分での断面を繋ぎ合わせて、図１のような１枚の断面図を作成し、その断面図で上記の構成となるようにすればよい。なお、光出射領域の第１方向に沿ったサブ画素の長さが最も長い部分での断面は、断面に色材の開口部がある断面で考える。
【００９９】
また図１では、各サブ画素の光出射領域の幅は等しく描画されている。各色材の開口部の幅も相等しく描画されている。２つの色材膜が重なる開口部全体の開口中心（例えば図３のような、開口部５０１および開口部６００のそれぞれの開口中心の中間位置である開口中心１００２）が、開口部に対応する画像ａおよび画像ｂが割り当てられたサブ画素の画素組の画素中心１００３と重なり（図３参照）、画像素子１０が第１方向に対して対称な特性を示すのであれば、表示装置は第１方向に対して対称な特性を示す。
【０１００】
逆に、画像ａおよび画像ｂが割り当てられたサブ画素の画素組の、それぞれの光出射領域の幅を異なるものとすることで、第１方向に対して非対称な特性を示すようにすることもできる。画像が提示される２つの対象に優位順がある場合（例えば、操縦士と副操縦士で、操縦士優先等）には、このような構成が有利である。
【０１０１】
また、サブ画素の画素組に対応する、各色材膜の開口部の幅を相異なるように構成してもよい。
【０１０２】
また、２つの色材膜の重なる開口部全体の開口中心１００２（図３参照）と、開口部に対応する画像ａおよび画像ｂが割り当てられたサブ画素の画素組の画素中心１００３（図３参照）とをずらして、開口部を設けても良い。
【０１０３】
本実施の形態では、光学素子１１の透明基板７については、とくに言及しなかった。光学素子１１の透明基板７は、画像素子１０とは別に用意しても良いし、画像素子１０に使用される透明基板を兼ねて、部材点数が削減してもよい。
【０１０４】
例えば、光学素子１１の透明基板７は、光学素子１１と画像素子１０との間に配置することで、ＬＣＤ方式やＰＤＰ方式の画像素子のカラーフィルタ基板（対象側の基板）を兼ねることができる。ＥＬ方式の画像素子の対象側の保護基板を兼ねることもできる。
【０１０５】
本実施の形態では、透明基板７に３層の色材膜を重ねて光学素子１１を構成してきたが、加えて、３層の色材膜が重なる部分に遮光性膜を成膜しても構わない。
【０１０６】
３層の色材膜が重なる部分を透過する光があり、その光を遮光したい場合に、当該構成が有効である。ＬＣＤ用カラーフィルタにも３色に加えてブラックマトリクスという遮光性膜を成膜するので、既存の製作技術で作成できるという、本発明の簡便さは変わらない。
【０１０７】
遮光性膜で本発明に必要な性能を実現できるのであれば、当該遮光性膜を成膜した部分は、必要に応じて色材膜を成膜しなくてもよい。この場合、使用する色材膜の量を減量することができる。
【０１０８】
ただし、本発明の構成上、３層の色材膜が重なって形成されるはずの部分にのみ、上記の遮光性膜が成膜できることに注意が必要である。具体的には、短成膜部である色材膜４Ｓ、色材膜５Ｓ、色材膜６Ｓと、長成膜部の開口部への張り出し部を除く部分が、遮光性膜への置き換えが可能な部分である（図１参照）。
【０１０９】
＜Ａ−２．効果＞
本発明にかかる実施の形態によれば、表示装置において、第１の光（Ｒ）を出射する第１サブ画素としてのサブ画素１ａおよびサブ画素１ｂと、第２の光（Ｇ）を出射する第２サブ画素としてのサブ画素２ａおよびサブ画素２ｂと、第３の光（Ｂ）を出射する第３サブ画素としてのサブ画素３ａおよびサブ画素３ｂとが、その順番で第１方向に繰り返し配列され、配列された各サブ画素が、第１画像としての画像ａまたは第２画像としての画像ｂを提示するよう交互に割り当てられた画像素子１０を備える。
【０１１０】
また表示装置において、画像素子１０に対し、画像素子１０の光出射方向であって第１方向に直交する第２方向の側に配置され、画像素子１０における、画像ａの提示を割り当てられたサブ画素からの光を、第１方向の正方向側へ斜めに出射させ、画像素子１０における、画像ｂの提示を割り当てられたサブ画素からの光を、第１方向の負方向側へ斜めに出射させる光学素子１１を備える。
【０１１１】
光学素子１１は、第１の光（Ｒ）および第２の光（Ｇ）を透過し、第３の光（Ｂ）を吸収する色材膜４と、第１の光（Ｒ）および第３の光（Ｂ）を透過し、第２の光（Ｇ）を吸収する色材膜５と、第２の光（Ｇ）および第３の光（Ｂ）を透過し、第１の光（Ｒ）を吸収する色材膜６とを備え、色材膜４、色材膜５、色材膜６それぞれは、第２方向に互いに積層される。
【０１１２】
本発明にかかる実施の形態によれば、画像ａの提示を割り当てられたサブ画素と、画像ｂの提示を割り当てられたサブ画素とからなる組を画素組とし、色材膜４、色材膜５、色材膜６のうち、画素組の各サブ画素から出射されるいずれかの光を吸収する各色材膜は、当該画素組の各サブ画素の間に対応する位置において開口部をそれぞれ備え、第２方向から平面視した場合、同一位置にある２つの開口部は、互いに、当該開口部が備わった色材膜が吸収する光が当該開口部を通じて出射される側に、それぞれずれて重なることで、３層の色材膜を備える光学素子１１を用いて、効果的に画像の漏洩を低減することができる。当該光学素子は、例えば液晶用ＲＧＢ３色カラーフィルタと同様の製法で製造でき、簡便な構造である。
【０１１３】
また、本発明にかかる実施の形態によれば、表示装置において、第１の光、第２の光、第３の光が、それぞれ赤色の光、緑色の光、青色の光のいずれかであることで、赤、緑、青の加法混色により、白を含む広い色域をカバーできる表示装置を実現することができる。
【０１１４】
また、本発明にかかる実施の形態によれば、表示装置において、色材膜４、色材膜５、色材膜６の開口部のうち少なくとも２つが、第１方向の開口幅がそれぞれ異なることで、画像ａの特性と画像ｂの特性とが非対称となり、どちらかに優位性を与えたい場合に有利である。
【０１１５】
また、本発明にかかる実施の形態によれば、表示装置において、第２方向から平面視した場合、ずれて重なった開口部全体の開口中心１００２と、画素組全体の画素中心１００３とがずれていることで、第１方向の開口幅がそれぞれ異なることで、画像ａの特性と画像ｂの特性とが非対称となり、どちらかに優位性を与えたい場合に有利である。
【０１１６】
また、本発明にかかる実施の形態によれば、表示装置において、画素組の、各サブ画素の光出射領域の面積が、互いに異なることで、第１方向の開口幅がそれぞれ異なることで、画像ａの特性と画像ｂの特性とが非対称となり、どちらかに優位性を与えたい場合に有利である。
【０１１７】
また、本発明にかかる実施の形態によれば、表示装置において、光学素子１１が、第２方向から平面視した場合、色材膜４、色材膜５、色材膜６のいずれの開口部も形成されない領域に遮光性膜をさらに備えることで、表示装置の遮光性を向上させることができる。
【０１１８】
また、本発明にかかる実施の形態によれば、表示装置において、光学素子１１が、第２方向から平面視した場合、色材膜４、色材膜５、色材膜６のいずれの開口部も形成されない領域に、色材膜４、色材膜５、色材膜６に代えて遮光性膜を備えることで、表示装置の遮光性を向上させることができ、また必要となる色材膜の量を減量することができる。
【０１１９】
また、本発明にかかる実施の形態によれば、表示装置において、光学素子１１は、色材膜４、色材膜５、色材膜６がそれぞれ積層される透明基板７をさらに備え、透明基板７は、画像素子１０のカラーフィルタ基板または保護基板を兼ねることで、構成部品を減らすことができる。
【符号の説明】
【０１２０】
１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂ サブ画素、４，４Ｌ，４Ｓ，５，５Ｌ，５Ｓ，６，６Ｌ，６Ｓ 色材膜、７ 透明基板、１０ 画像素子、１１ 光学素子、１２ 表示装置、１５ａ〜１５ｃ 光線、２０ 遮光性膜、４００〜４０２，５００〜５０２，６００，６０１，７００ 開口部、１０００，１００１ 出射中心、１００２ 開口中心、１００３ 画素中心。
【技術分野】
【０００１】
本発明は表示装置に関し、特に同時に異なる画像を異なる方向に提示する表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
人間の目が物を見る際には、右の眼の網膜と左の眼の網膜とに、見る角度が異なる画像（視差画像）が結像され、それらが脳内で合成されることによって、見た物の前後の位置関係の情報を得ることができる。
【０００３】
近年、この生理現象を用いて、通常の１つの平面的な画面に表示される画像で、観察者に前後の位置関係を知覚させることのできる表示装置が普及し始めた（特許文献１参照）。
【０００４】
この技術の応用として、観察者の右の眼および左の眼の代わりに、左右方向に適当な距離で離れた２人の観察者に、別々の異なる画像を提示する表示装置を実現することができる。例えば、ゲーム機で２人の遊戯者に対して、それぞれの遊戯者の視点の画像を必要なときに提示するような用途が想定される（特許文献２参照）。
【０００５】
これらの指向性の表示装置は、１つの画面が相異なる２つの画像ａおよび画像ｂを表示し、対象Ａには画像ａを、対象Ａとは異なる対象Ｂには画像ｂを、それぞれ別々に振り分けて提示することができる。以下、単に表示装置と記述する。
【０００６】
画像ａと画像ｂとを同じ画像とすれば、単一の画像のみを表示する表示装置としても使用できるので、通常の単一の画像のみを表示する表示装置は、「通常の表示装置」と区別して記述する。
【０００７】
画像を２つの対象に振り分けて提示する具体的な方法の、代表的なものとしては以下の方法がある。
【０００８】
まず、画面を構成する画素それぞれを、相異なる２つの画像ａおよび画像ｂのどちらか一方に帰属させる。あるいは複数の画素をまとめた画素群で区分し、その画素群それぞれを相異なる２つの画像ａと画像ｂのどちらか一方に帰属させる。
【０００９】
画像ａ（あるいは画像ｂ）に帰属された画素（または画素群）は、画像ａ（あるいは画像ｂ）を構成する光を発するように画像素子によって制御され、当該光によって画像が画面に表示される。
【００１０】
次に、画像ａ（あるいは画像ｂ）に帰属された画素（または画素群）が配光する角度範囲を、遮光性の膜を周期的に開口した光学素子により、画像ａ（あるいは画像ｂ）が提示される対象Ａ（あるいは対象Ｂ）が存在する角度範囲に制限する。このように制御することで、画像ａ（あるいは画像ｂ）を対象Ａ（あるいは対象Ｂ）に提示することができる。このような方法で、異なる画像の振り分けが可能な表示装置が具体化される。
【００１１】
このように表示装置は、画面を構成する画素を制御する画像素子と、画素からの光の配光角度範囲を制御する光学素子とから構成される。
【００１２】
画像素子としては、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）やＰＤＰ（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ）、ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）などの既存の素子が使用できるので、専用の画素制御手段と光学素子とを追加するだけで、異なる画像の振り分けが可能な表示装置が実現できる。
【００１３】
表示装置の画像素子として、ＰＤＰ、ＥＬなどの自発光型の画像素子を使用する場合は、光学素子は画像素子と対象との間に配置される。
【００１４】
表示装置の画像素子として、ＬＣＤのような非発光型の、光源と光源からの光を変調する変調素子とからなる画像素子を使用する場合は、光学素子は、画像素子と対象との間に配置される場合と、画像素子の光源と変調素子の間に配置される場合とがある。
【００１５】
上記のように、光学素子を、画像素子と対象との間に配置する場合の方が、自発光型の画像素子にも適用でき、汎用性が高い。
【００１６】
表示装置には、１つの画面から、相異なる２つの画像のそれぞれを２つの相異なる対象に対し別々に提示するという基本特性に加え、一方の対象に提示される画像を構成する光が他方の対象から見えない、あるいは他方の対象が不快に感じない程度にしか他方の対象に届かないという特性が必要とされる。
【００１７】
後者の特性の実現を阻害する、一方の対象の画像を構成する光が他方の対象に届いてしまう現象（以下、画像の漏洩と記述する）の要因として、大きく２つの機構が挙げられる。
【００１８】
まず機構１について述べる。
【００１９】
画像ａに帰属された画素（または画素群）からの光が、光学素子の開口部を通して対象Ａに届くように、光学素子は配置される。言い換えると対象Ａは、光学素子の開口部を通して、画像ａに帰属された画素（または画素群）を見ることができる。ただし、通常の表示装置のように、人の目の分解能では識別できない程度の大きさの画素や画素群を使用する。
【００２０】
しかし、対象Ａが移動した場合、画像ａに帰属された画素（または画素群）に隣接する、画像ｂに帰属された画素（または画素群）が、光学素子における同じ開口部を通して見えてしまうことがある。よって、適切な画像を見るために対象Ａが存在できる許容範囲は、この現象が起こらない範囲に制限される。画像ａと対象Ａとの組み合わせを、画像ｂと対象Ｂとの組み合わせに読み替えても、同様の問題が生じる。
【００２１】
次に機構２について述べる。
【００２２】
画像ａに帰属された画素（または画素群）からの光が、光学素子の開口部を通して対象Ａに届くように、光学素子は配置される。
【００２３】
しかし、光学素子の開口部における開口幅は有限であるため、開口部を通過する光の一部が回折され、この回折光が、画像ｂに帰属された画素（または画素群）を見るべき他方の対象Ｂへ届いてしまう。画像ａと対象Ａとの組み合わせを、画像ｂと対象Ｂとの組み合わせに読み替えても、同様の問題が生じる。
【００２４】
これらの機構１および機構２による画像の漏洩の問題に対して、個別に対策方法が開示されている。
【００２５】
特許文献３には、機構１に対する対策が開示されている。
【００２６】
画像素子の画面を赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の光を発する画素の繰り返しで構成し、隣接する２つの画素を組にして（画素組）、一方の画素を画像ａに、他方の画素を画像ｂにそれぞれ帰属させる。色がＲで、画像ａに帰属された画素を、Ｒａと記述する（同様に、画像ａに帰属された画素は、Ｇａ、Ｂａと記述される）。この帰属の組も繰り返しとなるように配置させる。
【００２７】
そして画素組１つに対して、光学素子の開口部が１つ割り当てられるように光学素子を配置する。
【００２８】
１つの光学素子の開口部に割り当てられた、すなわち、この開口部を通して、対象Ａからは画像ａに帰属された画素が見え、対象Ｂからは画像ｂに帰属された画素が見えるように割り当てられた画素組を配列順に（画素、画素）で記述すると、・・・（Ｒａ、Ｇｂ）（Ｂａ、Ｒｂ）（Ｇａ、Ｂｂ）（Ｒａ、Ｇｂ）（Ｂａ、Ｒｂ）・・・となる。
【００２９】
このように配列した場合に、１つの光学素子の開口部に割り当てられた画素組として例えば（Ｒａ、Ｇｂ）についてみると、画素組の各画素に隣接する画素の色は両側ともにＢとなる。このＢの画素が、対象が移動した場合に、前述の画素組に対応する開口部を通して見えてしまうのが機構１である。
【００３０】
よって、ＲおよびＧの光を透過し、Ｂの光を吸収する黄色の色材で当該開口部を埋めると、（Ｒａ、Ｇｂ）の両側に隣接するＢの色の画素の光が吸収され、開口部を透過しなくなるので、機構１の対策となる。
【００３１】
特許文献４には、機構２に対する対策が開示されている。画素の色、画像ａおよび画像ｂの帰属の方式は特許文献３と同様である。光学素子の開口部の配置も特許文献３と同様である。
【００３２】
光学素子の、開口部と開口部との間の遮光性膜は、画素２つに跨ることになる。特許文献３での記述方法に従うと、・・・（Ｒａ、Ｇｂ）（Ｂａ、Ｒｂ）・・・の２つの開口部の間の遮光性膜の下にはＧｂとＢａの画素がある。この遮光性膜の上に、下の２つ画素と異なる色であるＲの色材を、遮光性膜からすこし外側にはみ出すように形成する。こうすることで、開口部の端部で分散された光がブロックされ、機構２の対策となる。
【００３３】
ちなみに、特許文献４の「開口のエッジで分散された光がブロックされる」とは、「分散」が回折を意味するのであれば誤解である。回折は開口部の縁で起こるのではなく、光で照明される開口部全面からの光が干渉した結果、直進以外の方向に０でない回折効率で光が届く現象である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３４】
【特許文献１】特許第２８９６０７３号公報
【特許文献２】特開２００８−２４２０５５号公報
【特許文献３】特開２００６−２３５３３２号公報
【特許文献４】特表２００９−５００６７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３５】
機構１および機構２による、画像ａ（画像ｂ）を構成する光が、対象Ｂ（対象Ａ）側に届いてしまう画像の漏洩が生じる。この現象は、機構１および機構２どちらによる場合も表示装置の特性を悪化させるものであり、どちらの機構に対しても同時に対策することが望ましい。
【００３６】
しかし、例えば特許文献３と特許文献４とを両立させようとする場合、特許文献３記載の、遮光性膜の開口部内にシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、黄（Ｙ）の色材を配置した上、特許文献４記載の、開口部以外の部分にＲ、Ｇ、Ｂの色材を形成する必要がある。
【００３７】
よって、遮光性膜の形成と、遮光性膜の開口部への色材の配置と、開口部以外の部分への色材の塗布形成とが必要となるので、製造が非常に複雑となり、製造コストも高くなるという問題があった。
【００３８】
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、簡便で製造コストを低減可能な構造で、効果的に画像の漏洩を低減することができる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】
【００３９】
本発明にかかる表示装置は、第１の光を出射する第１サブ画素と、第２の光を出射する第２サブ画素と、第３の光を出射する第３サブ画素とが、その順番で第１方向に繰り返し配列され、配列された各前記サブ画素が、第１画像または第２画像を提示するよう交互に割り当てられた画像素子と、前記画像素子に対し、前記画像素子の光出射方向であって前記第１方向に直交する第２方向の側に配置され、前記画像素子における、前記第１画像の提示を割り当てられた前記サブ画素からの光を、前記第１方向の正方向側へ斜めに出射させ、前記画像素子における、前記第２画像の提示を割り当てられた前記サブ画素からの光を、前記第１方向の負方向側へ斜めに出射させる光学素子とを備え、前記光学素子は、前記第１の光および前記第２の光を透過し、前記第３の光を吸収する第１色材膜と、前記第１の光および前記第３の光を透過し、前記第２の光を吸収する第２色材膜と、前記第２の光および前記第３の光を透過し、前記第１の光を吸収する第３色材膜とを備え、前記第１〜３色材膜は、前記第２方向に互いに積層され、前記第１画像の提示を割り当てられた前記サブ画素と、前記第２画像の提示を割り当てられた前記サブ画素とからなる組を画素組とし、前記第１〜３色材膜のうち、前記画素組の各前記サブ画素から出射されるいずれかの光を吸収する各前記色材膜は、当該画素組の各前記サブ画素の間に対応する位置において開口部をそれぞれ備え、前記第２方向から平面視した場合、同一位置にある２つの前記開口部は、互いに、当該開口部が備わった前記色材膜が吸収する光が当該開口部を通じて出射される側に、それぞれずれて重なることを特徴とする。
【発明の効果】
【００４０】
本発明にかかる表示装置によれば、第１の光を出射する第１サブ画素と、第２の光を出射する第２サブ画素と、第３の光を出射する第３サブ画素とが、その順番で第１方向に繰り返し配列され、配列された各前記サブ画素が、第１画像または第２画像を提示するよう交互に割り当てられた画像素子と、前記画像素子に対し、前記画像素子の光出射方向であって前記第１方向に直交する第２方向の側に配置され、前記画像素子における、前記第１画像の提示を割り当てられた前記サブ画素からの光を、前記第１方向の正方向側へ斜めに出射させ、前記画像素子における、前記第２画像の提示を割り当てられた前記サブ画素からの光を、前記第１方向の負方向側へ斜めに出射させる光学素子とを備え、前記光学素子は、前記第１の光および前記第２の光を透過し、前記第３の光を吸収する第１色材膜と、前記第１の光および前記第３の光を透過し、前記第２の光を吸収する第２色材膜と、前記第２の光および前記第３の光を透過し、前記第１の光を吸収する第３色材膜とを備え、前記第１〜３色材膜は、前記第２方向に互いに積層され、前記第１画像の提示を割り当てられた前記サブ画素と、前記第２画像の提示を割り当てられた前記サブ画素とからなる組を画素組とし、前記第１〜３色材膜のうち、前記画素組の各前記サブ画素から出射されるいずれかの光を吸収する各前記色材膜は、当該画素組の各前記サブ画素の間に対応する位置において開口部をそれぞれ備え、前記第２方向から平面視した場合、同一位置にある２つの前記開口部は、互いに、当該開口部が備わった前記色材膜が吸収する光が当該開口部を通じて出射される側に、それぞれずれて重なることにより、３層の色材膜を備える光学素子で、効果的に画像の漏洩を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】実施の形態１にかかる表示装置の断面模式図である。
【図２】実施の形態１にかかる表示装置の斜視模式図である。
【図３】実施の形態１にかかる表示装置の、開口部とサブ画素との位置対応を説明する模式図である。
【図４】実施の形態１にかかる表示装置の、サブ画素から出射される光線の角度範囲を説明する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
＜Ａ．実施の形態１＞
＜Ａ−１．構成＞
以下の実施の形態において、画像単位とは、画像信号上で画像を構成する最小単位を示すものとし、画素とは、画像単位を画面に表示するために画像信号によって光の出射状態が制御される、画面上の表示単位を示すものとする。
【００４３】
本発明はまず、３種のサブ画素を備える。ここでサブ画素とは、画像情報に含まれる色を表現するために１つの色の光を担当する光出射領域と、光の出射状態を制御するための制御回路からなる、最小表示単位を示すものとする。
【００４４】
図１は、本実施の形態にかかる表示装置の断面模式図である。
【００４５】
図１に示すように表示装置１２は、画像素子１０と、光学素子１１とを備える。
【００４６】
画像素子１０は、第１の色（Ｒ：赤）の光を担当する、第１サブ画素としてのサブ画素１ａおよびサブ画素１ｂと、第２の色（Ｇ：緑）の光を担当する、第２サブ画素としてのサブ画素２ａおよびサブ画素２ｂと、第３の色（Ｂ：青）の光を担当する、第３サブ画素としてのサブ画素３ａおよびサブ画素３ｂとを備える。
【００４７】
図１に示すようにこれらは、サブ画素１ａ、サブ画素２ｂ、サブ画素３ａ、サブ画素１ｂ、サブ画素２ａ、サブ画素３ｂの順で第１方向に配列している。ここで第１方向とは、表示装置１２が画像を提示する２つの対象（図示せず）を結ぶ線分の、表示装置の画面上へ射影した方向である。一般的には、画像を提示する２つの対象は水平方向の左右に並ぶことが多いので、本実施の形態での第１方向は、表示装置の画面上の左右方向とする。
【００４８】
隣接する２つのサブ画素を組にして（画素組）、一方を第１画像としての画像ａに、他方を第２画像としての画像ｂにそれぞれ割り当てる（帰属させる）。この画素組を左右方向（第１方向）に繰り返し配置する。すなわち、各サブ画素は、画像ａまたは画像ｂを提示するように交互に割り当てられる。
【００４９】
ここで、図１のサブ画素１ａ、サブ画素２ｂ等と図示してある矩形は、サブ画素の光出射領域を模式的に示したものである。
【００５０】
光学素子１１はその断面で見ると、サブ画素１ａ、サブ画素１ｂ、サブ画素２ａ、サブ画素２ｂからの光を透過し、サブ画素３ａ、サブ画素３ｂから光を吸収する第４の色（Ｙ：黄色）の色材膜４Ｌ（長成膜部）および色材膜４Ｓ（短成膜部）と、サブ画素１ａ、サブ画素１ｂ、サブ画素３ａ、サブ画素３ｂからの光を透過し、サブ画素２ａ、サブ画素２ｂから光を吸収する第５の色（Ｍ：マゼンタ）の色材膜５Ｌ（長成膜部）および色材膜５Ｓ（短成膜部）と、サブ画素２ａ、サブ画素２ｂ、サブ画素３ａ、サブ画素３ｂからの光を透過し、サブ画素１ａ、サブ画素１ｂから光を吸収する第６の色（Ｃ：シアン）の色材膜６Ｌ（長成膜部）および色材膜６Ｓ（短成膜部）とを、透明基板７に対し、重ねて成膜したものである。光学素子１１は、サブ画素が配列された第１方向と直交する方向（第２方向）に、画像素子１０からの光を受けるようにその出射方向に配置され、色材膜４、色材膜５、色材膜６の積層方向も第２方向である。
【００５１】
各色材膜には、開口部がそれぞれ備えられており、第１色材膜としての色材膜４においては、色材膜４Ｌ（長成膜部）と色材膜４Ｓ（短成膜部）との間に形成される開口部４００、開口部４０１、開口部４０２が備えられ、第２色材膜としての色材膜５においては、色材膜５Ｌ（長成膜部）と色材膜５Ｓ（短成膜部）との間に形成される開口部５００、開口部５０１、開口部５０２が備えられ、第３色材膜としての色材膜６においては、色材膜６Ｌ（長成膜部）と色材膜６Ｓ（短成膜部）との間に形成される開口部６００、開口部６０１が備えられる。
【００５２】
図示はしていないが、画像ａまたは画像ｂが提示される対象Ａおよび対象Ｂは、透明基板７のさらに上方に配置され、光学素子１１は、画像素子１０のサブ画素が配置されている画面と対象との間に配置されている。
【００５３】
光学素子１１の各色材膜には、図に示すような開口部がそれぞれ設けられており、先ほどの画像ａと画像ｂとに割り当てられたサブ画素の画素組１つに対して、以下に述べる法則に則った位置に、１つの開口部が配置されている。
【００５４】
図２は、本実施の形態にかかる表示装置の斜視模式図である。なお、図１における透明基板７は図示を省略する。また画像素子１０も、画面上のサブ画素の配列のみを示している。
【００５５】
３層重ねられた色材膜４（色材膜４Ｌおよび色材膜４Ｓ）、色材膜５（色材膜５Ｌおよび色材膜５Ｓ）、色材膜６（色材膜６Ｌおよび色材膜６Ｓ）は、それぞれ画面全面を覆うように成膜されており、その一部に開口部がそれぞれ設けられている。画像ａに割り当てられたサブ画素と、画像ｂに割り当てられたサブ画素との画素組１つに対して、開口部が１つの割合で設けられる。なお、画面を垂直に見たときのサブ画素の光出射領域の位置を、それぞれの色材膜上に破線（矩形）で模式的に示している。
【００５６】
ここで、色材膜の１つのみを見ると、割合的には開口部が設けられるべき部分に開口部が設けられていない箇所があるが、その分他の色材膜に開口部が空いているので、３層の色材膜全体としては上記の割合となっている。すなわち、画素組１つに対して、３層の色材膜のうちの２層が、対応する開口部を備えている。
【００５７】
図１の断面模式図を参照すると、例えば、画像ａに割り当てられた第１の色（Ｒ：赤）の光を担当するサブ画素１ａと、画像ｂに割り当てられた第２の色（Ｇ：緑）の光を担当するサブ画素２ｂとが隣接しており、この組に対して、第５の色（Ｍ：マゼンタ）の色材膜５Ｌと色材膜５Ｓとの間の開口部５０１が、第６の色（Ｃ：シアン）の色材膜６Ｌと色材膜６Ｓとの間の開口部６００が、それぞれ設けられている。一方、第４の色（Ｙ：黄色）の色材膜には、対応する開口部は設けられていない。
【００５８】
第１の色（Ｒ：赤）の光を担当するサブ画素１ａからの光と、第２の色（Ｇ：緑）の光を担当するサブ画素２ｂからの光は、色材膜４Ｌを透過する。一方、サブ画素１ａおよびサブ画素２ｂの両側に隣接する第３の色（Ｂ：青）の光を担当するサブ画素３ａとサブ画素３ｂとからの光は、ともに第３の色（Ｂ：青）であり色材膜４Ｌで吸収される。
【００５９】
以上より、機構１による画像の漏洩を防ぐことができる。
【００６０】
この色材膜の開口部の設け方を一般化する。画像素子の画面上で、第１方向に画像ａに割り当てられたサブ画素と、画像ｂに割り当てられたサブ画素との画素組が繰り返されており、この方向でサブ画素の出射光の色が・・・第１の色、第２の色、第３の色、第１の色・・・と繰り返されている。つまり、サブ画素は・・・１ａ、２ｂ、３ａ、１ｂ、２ａ、３ｂ、１ａ・・・の繰り返しとなる（図１参照）。
【００６１】
１つのサブ画素の画素組に注目すると、画像ａに割り当てられたサブ画素が、第１〜３の色のうちの１色（色Ｘ）であり、隣接する画像ｂに割り当てられたサブ画素が、第１〜３の色のうちの画像ａに割り当てられたサブ画素とは異なる１色（色Ｙ）となる。
【００６２】
このサブ画素Ｘａとサブ画素Ｙｂの組に対して、色材膜に開口部を設ける。「画素の組に対して開口部を設ける」とは、図３のように、色材膜５Ｓの縁と色材膜５Ｌの縁との間である開口部５０１を画像素子１０の画面に射影したとき、サブ画素Ｘａの光出射領域、サブ画素Ｙｂの光出射領域それぞれの中心位置（出射中心１０００、出射中心１００１）の中間位置、すなわち画素組全体の画素中心１００３が、開口部５０１の射影内に対応することである。ここで、図３においては、開口部５０１の開口中心と開口部６００の開口中心との中間位置、すなわち開口部全体の開口中心１００２と、画素中心１００３とはずれているが、開口中心１００２と画素中心１００３とが重なっていてもよい。
【００６３】
ここで、画素中心１００３を２つの画素の画素境界とし、光学素子１１を通して画面を見たときに、この画素境界が色材膜の開口部から見える状態を、「開口部と画素境界とが重なる」と記述する。また、複数の開口部（例えば開口部５０１と開口部６００）の射影に互いに重なり合う状態を、「２つの開口部が重なる」と記述する。
【００６４】
３層（３色）ある色材膜のうち、１つの色材膜には開口部を設けない。この開口部を設けない色材膜は、注目したサブ画素の組（Ｘａ、Ｙｂ）の、サブ画素Ｘａおよびサブ画素Ｙｂからの光（色Ｘ、色Ｙ）は透過し、画素組の両側に隣接する２つのサブ画素からの光、すなわち、色Ｘおよび色Ｙとは異なる、第１〜３の色の残りの１色（色Ｚ）は吸収する色材膜である。
【００６５】
上記のことはすなわち、色Ｚを吸収する色材膜が、色Ｚが出射されるサブ画素と、当該光が出射される側に配列されるサブ画素との間に対応する位置に開口部を設け、色Ｙを吸収する色材膜が、色Ｙが出射されるサブ画素と、当該光が出射される側に配列されるサブ画素との間に対応する位置に開口部を設け、色Ｘを吸収する色材膜が、色Ｘが出射されるサブ画素と、当該光が出射される側に配列されるサブ画素との間に対応する位置に開口部を設けることに対応する。
【００６６】
この一般則に基づいて色材膜に開口部を設けると、図１のように第１方向（左右方向）のサブ画素の光出射領域を含む断面で、色材膜が、・・・４画素に跨る長成膜部、開口部、２画素に跨る短成膜部、開口部・・・の繰り返しとなって形成されることになる。例えば色材膜４を例に挙げると、４画素に跨る色材膜４Ｌ、開口部４０１、２画素に跨る色材膜４Ｓ、開口部４０２と繰り返されていく。
【００６７】
このように、透明基板７に色材膜を重ねて成膜し、色材膜の開口部を設ける上記の一般則を適用する構成で、機構１による画像の漏洩を防ぐことができる。
【００６８】
さらに、本実施の形態にかかる表示装置では、機構１による画像の漏洩と同時に、下記の構成により機構２による画像の漏洩を低減することができる。
【００６９】
図１の断面模式図を参照すると、２つの色材膜の開口部が部分的に重なって設けられている。２つの色材膜の開口部は部分的に重なっているが、それぞれの開口部の画面への射影は、第１方向（左右方向）にずれるように設けられている。
【００７０】
例えば、画像ａに割り当てられた、第１の色（Ｒ：赤）の光を担当するサブ画素１ａと、画像ｂに割り当てられた、第２の色（Ｇ：緑）の光を担当するサブ画素２ｂとが隣接している。
【００７１】
この画素組に対して、第５の色（Ｍ：マゼンタ）の色材膜５Ｌと色材膜５Ｓとの間には開口部５０１と、第６の色（Ｃ：シアン）の色材膜６Ｌと色材膜６Ｓとの間には開口部６００とが、それぞれ設けられている。
【００７２】
図１では、開口部５０１の幅は開口部６００の幅と同じであるが、それらの形成位置は第１方向に互いにずれているので、色材膜５Ｓより色材膜６Ｌの方が開口部５０１に張り出し、色材膜６Ｓより色材膜５Ｌの方が開口部６００に張り出している。つまり、サブ画素１ａからの光を吸収する開口部６００は、開口部５０１より相対的に図面右側（対象Ａへ提示する光、すなわち色材膜６が吸収する光が出射される側である、第１方向の正方向側）に、サブ画素２ｂからの光を吸収する開口部５０１は、開口部６００より相対的に図面左側（対象Ｂへ提示する光、すなわち色材膜５が吸収する光が出射される側である、第１方向の負方向側）に配置されている。
【００７３】
ここで、第１方向の正方向側とは、第１方向の正方向成分を含む方向全てを示す概念であり、図１において図面右側を第１方向の正方向とすると、図面上下方向より右側に傾く方向（例えば右斜め方向）を示す。第１方向の負方向側とはその逆であり、図１において図面左側を第１方向の負方向とすると、図面上下方向より左側に傾く方向（例えば左斜め方向）を示す。
【００７４】
仮に全てのサブ画素から光が出射している状態の画像素子１０と、光学素子１１との間に、拡散性を有する素子を配置したとする。この場合に、画像素子１０を光源として光学素子１１を照らし、光学素子１１をみた場合、断面に沿って・・・黒、第２の色（Ｇ：緑）、第１の色（Ｒ：赤）と第２の色（Ｇ：緑）の混色、第１の色（Ｒ：赤）、黒、第１の色（Ｒ：赤）、第３の色（Ｂ：青）と第１の色（Ｒ：赤）の混色、第３の色（Ｂ：青）、黒、第３の色（Ｂ：青）、第２の色（Ｇ：緑）と第３の色（Ｂ：青）の混色、第２の色（Ｇ：緑）、黒・・・の繰り返しに見える。
【００７５】
３層の色材膜が重なった部分は、第１〜３の色の光のそれぞれを吸収するので黒に見え、２層の色材膜の開口部が重なっている部分は、残り１つの色材を通して第１〜３の色のうち２つが透過して混色に見え、開口部の縁の近傍は、１つの色材の開口部と残り２つの色材を通して第１〜３の色のうち１つの色に見える。よって、上記のような色の繰り返しが見える。
【００７６】
なお、上記の説明はあくまで、色材膜の色とサブ画素から出射される光の色との関係を例示したものであり、表示装置としての構成では、このようには見えない場合がある。
【００７７】
このような構成とすることにより、従来の構成を用いた場合と比較して、開口部６００および開口部５０１を通して画像ａを提示するサブ画素１ａはより図面右側（第１方向の正方向側）に、開口部６００および開口部５０１を通して画像ｂを提示するサブ画素２ｂはより図面左側（第１方向の負方向側）に、それぞれ画像を提示することができる。ほかの開口部についても同様の効果がある。
【００７８】
図４に具体例を示す。サブ画素１ａからの光は、開口部６００の縁を通る光線１５ａおよび光線１５ｂの間を通って図面右側（第１方向の正方向側）へ画像ａを提示する（図４（ａ）参照）。
【００７９】
一方、上記のように第１方向にずれた開口部を持たない遮光性膜２０を用いて、サブ画素からの光を振り分ける場合、遮光性膜２０に設けられた開口部７００の縁を通る光線１５ａおよび光線１５ｃの間を通って、図面右側（第１方向の正方向側）へ画像ａを提示することになる（図４（ｂ）参照）。
【００８０】
光線１５ｃよりも光線１５ｂの方が図面右側（第１方向の正方向側）に進むので、本発明の方が、その逆方向である図面左側（第１方向の負方向側）へ直進する光は少なくなる。
【００８１】
機構２による画像の漏洩は、光の回折に起因するわけであるが、一般的に直進光（回折角度が０°）を中心に、高角側へ回折するほど回折効率は小さくなる（正確には、包絡線がこの形状で、回折効率が極小になる特定の回折角が存在する）。
【００８２】
よって、回折の主な寄与は、画像を提示する対象とは反対側の縁寄りに進む光（すなわち、光線１５ｂや光線１５ｃ）の回折である。
【００８３】
従って、本発明のような構成とすれば、回折による寄与を抑制することができ、機構２よる画像の漏洩を低減することができる。
【００８４】
このような構成により、機構１による画像の漏洩に加え、機構２による画像の漏洩を低減することができる。
【００８５】
本発明にかかる表示装置の構成は、透明基板７に３色の色材膜を重ねて成膜するという、ＬＣＤ用カラーフィルタなどで使用されている製造技術と同じ技術で提供できる。
【００８６】
以上の説明では、色という単語について一般的な概念で使用してきたが、本発明でのサブ画素から出射光の色である第１、第２、第３の色と、色材膜の色である第４、第５、第６の色とは、下記のような区別をしておく。
【００８７】
本発明におけるサブ画素から出射光の色である第１、第２、第３の色は、表示装置に望まれる色の再現性が保たれるということ、第１、第２、第３の色が相異なるということが要求される。光の色は例えば、ＪＩＳ Ｚ８７２４で測定できる。色が異なるかどうかの判定は例えば、マクアダムの楕円が利用できる。
【００８８】
一方、色材膜の色である第４、第５、第６の色は、サブ画素から出射光を吸収または透過するという機能が要求される。この機能さえ満たせば色はなんでも構わない。
【００８９】
第１、第２、第３の色は、ＬＣＤやＰＤＰなどで広く用いられているサブ画素に対する色の割り当てとなる、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のいずれかとすることができる。画像素子としては、３つのサブ画素により画像単位の色と輝度とを表現する画素を構成するものであればよく、ＬＣＤ方式やＰＤＰ方式、ＥＬ方式などの画像素子が挙げられる。
【００９０】
サブ画素の第１、第２、第３の色がそれぞれＲ、Ｇ、Ｂである場合、色材膜の色は白色光で見たときの色を、第４の色は黄（Ｙ）、第５の色はマゼンタ（Ｍ）、第６の色はシアン（Ｃ）とすればよい。
【００９１】
ただし、色の組み合わせは上記のものに限らない。各サブ画素からの光がレーザーのような単色光に近い場合、第４〜６の色は、対応するサブ画素からの光を透過あるいは吸収し、表示装置に望まれる色の再現性が実現するように色材が調整されていれば、Ｙ、Ｍ、Ｃからかけ離れた色であっても構わない。第１〜３の色も、表示装置に望まれる色の再現性が保たれれば、Ｒ、Ｇ、Ｂの組み合わせ以外を選択しても構わない。
【００９２】
また、本実施の形態においては、図１のような断面を考える際の断面のとり方を規定していない。サブ画素の光出射領域の形状が、第１方向と第１方向に直交する第２方向（第１方向が左右方向なら、第２方向は上下方向となる）におおよそ平行な辺を持つ矩形であれば、断面の取り方に依存しない。
【００９３】
光出射領域の形状を矩形に限定するものではない。ただ、光出射領域の第１方向に沿った長さが最も長い部分での断面を考えると、機構１および機構２の寄与が最も大きくなる。
【００９４】
例えば、図１でサブ画素１ａとサブ画素２ｂとの画素組を考える。光出射領域の第１方向に沿った長さが長くなると、組の両側に隣接するサブ画素３ａとサブ画素３ｂとが画素組の方へ寄ってくるようになる。よって、画面に垂直な方向により近い角度で、開口部５０１および開口部６００を通して、隣接するサブ画素３ａ（またはサブ画素３ｂ）が見え始めるようになる。よって、機構１による寄与が大きくなる。
【００９５】
また、サブ画素１ａおよびサブ画素２ｂの光出射領域それぞれの出射中心１０００および出射中心１００１が、画素中心１００３の方へ寄ってくるようになるので（図３参照）、開口部６００の縁を通る光線１５ｂが、より図面左側（第１方向の負方向側）へ寄ってくる（図４参照）。
【００９６】
例えば図１で、サブ画素１ａからの光は図面右側（第１方向の正方向側）へ出射させたいが、開口部６００の直下まで光出射領域の端が伸びているために、画面正面（画面に垂直な方向、図面上方向）へ光が出射するようになる。さらに光出射領域の端が開口部６００に重なるようになると、図面左側（第１方向の負方向側）へも光が出射するようになる。よって、機構２による寄与が大きくなる。
【００９７】
以上のように、光出射領域の第１方向に沿った長さが最も長い部分が、機構１および機構２の寄与が最も大きくなるので、その部分の断面で上記の構成を取ることが、発明の効果が最も大きくなることになる。従って、そのような断面で上記の構成となるようにすればよい。光出射領域の形状が矩形以外の、角を欠いた矩形、平行四辺形、それらの組み合わせ等であっても同様に考えることができる。
【００９８】
光出射領域の第１方向に沿ったサブ画素の長さが最も長い部分での断面が連続しない場合は、各サブ画素の光出射領域の第１方向に沿った長さが最も長い部分での断面を繋ぎ合わせて、図１のような１枚の断面図を作成し、その断面図で上記の構成となるようにすればよい。なお、光出射領域の第１方向に沿ったサブ画素の長さが最も長い部分での断面は、断面に色材の開口部がある断面で考える。
【００９９】
また図１では、各サブ画素の光出射領域の幅は等しく描画されている。各色材の開口部の幅も相等しく描画されている。２つの色材膜が重なる開口部全体の開口中心（例えば図３のような、開口部５０１および開口部６００のそれぞれの開口中心の中間位置である開口中心１００２）が、開口部に対応する画像ａおよび画像ｂが割り当てられたサブ画素の画素組の画素中心１００３と重なり（図３参照）、画像素子１０が第１方向に対して対称な特性を示すのであれば、表示装置は第１方向に対して対称な特性を示す。
【０１００】
逆に、画像ａおよび画像ｂが割り当てられたサブ画素の画素組の、それぞれの光出射領域の幅を異なるものとすることで、第１方向に対して非対称な特性を示すようにすることもできる。画像が提示される２つの対象に優位順がある場合（例えば、操縦士と副操縦士で、操縦士優先等）には、このような構成が有利である。
【０１０１】
また、サブ画素の画素組に対応する、各色材膜の開口部の幅を相異なるように構成してもよい。
【０１０２】
また、２つの色材膜の重なる開口部全体の開口中心１００２（図３参照）と、開口部に対応する画像ａおよび画像ｂが割り当てられたサブ画素の画素組の画素中心１００３（図３参照）とをずらして、開口部を設けても良い。
【０１０３】
本実施の形態では、光学素子１１の透明基板７については、とくに言及しなかった。光学素子１１の透明基板７は、画像素子１０とは別に用意しても良いし、画像素子１０に使用される透明基板を兼ねて、部材点数が削減してもよい。
【０１０４】
例えば、光学素子１１の透明基板７は、光学素子１１と画像素子１０との間に配置することで、ＬＣＤ方式やＰＤＰ方式の画像素子のカラーフィルタ基板（対象側の基板）を兼ねることができる。ＥＬ方式の画像素子の対象側の保護基板を兼ねることもできる。
【０１０５】
本実施の形態では、透明基板７に３層の色材膜を重ねて光学素子１１を構成してきたが、加えて、３層の色材膜が重なる部分に遮光性膜を成膜しても構わない。
【０１０６】
３層の色材膜が重なる部分を透過する光があり、その光を遮光したい場合に、当該構成が有効である。ＬＣＤ用カラーフィルタにも３色に加えてブラックマトリクスという遮光性膜を成膜するので、既存の製作技術で作成できるという、本発明の簡便さは変わらない。
【０１０７】
遮光性膜で本発明に必要な性能を実現できるのであれば、当該遮光性膜を成膜した部分は、必要に応じて色材膜を成膜しなくてもよい。この場合、使用する色材膜の量を減量することができる。
【０１０８】
ただし、本発明の構成上、３層の色材膜が重なって形成されるはずの部分にのみ、上記の遮光性膜が成膜できることに注意が必要である。具体的には、短成膜部である色材膜４Ｓ、色材膜５Ｓ、色材膜６Ｓと、長成膜部の開口部への張り出し部を除く部分が、遮光性膜への置き換えが可能な部分である（図１参照）。
【０１０９】
＜Ａ−２．効果＞
本発明にかかる実施の形態によれば、表示装置において、第１の光（Ｒ）を出射する第１サブ画素としてのサブ画素１ａおよびサブ画素１ｂと、第２の光（Ｇ）を出射する第２サブ画素としてのサブ画素２ａおよびサブ画素２ｂと、第３の光（Ｂ）を出射する第３サブ画素としてのサブ画素３ａおよびサブ画素３ｂとが、その順番で第１方向に繰り返し配列され、配列された各サブ画素が、第１画像としての画像ａまたは第２画像としての画像ｂを提示するよう交互に割り当てられた画像素子１０を備える。
【０１１０】
また表示装置において、画像素子１０に対し、画像素子１０の光出射方向であって第１方向に直交する第２方向の側に配置され、画像素子１０における、画像ａの提示を割り当てられたサブ画素からの光を、第１方向の正方向側へ斜めに出射させ、画像素子１０における、画像ｂの提示を割り当てられたサブ画素からの光を、第１方向の負方向側へ斜めに出射させる光学素子１１を備える。
【０１１１】
光学素子１１は、第１の光（Ｒ）および第２の光（Ｇ）を透過し、第３の光（Ｂ）を吸収する色材膜４と、第１の光（Ｒ）および第３の光（Ｂ）を透過し、第２の光（Ｇ）を吸収する色材膜５と、第２の光（Ｇ）および第３の光（Ｂ）を透過し、第１の光（Ｒ）を吸収する色材膜６とを備え、色材膜４、色材膜５、色材膜６それぞれは、第２方向に互いに積層される。
【０１１２】
本発明にかかる実施の形態によれば、画像ａの提示を割り当てられたサブ画素と、画像ｂの提示を割り当てられたサブ画素とからなる組を画素組とし、色材膜４、色材膜５、色材膜６のうち、画素組の各サブ画素から出射されるいずれかの光を吸収する各色材膜は、当該画素組の各サブ画素の間に対応する位置において開口部をそれぞれ備え、第２方向から平面視した場合、同一位置にある２つの開口部は、互いに、当該開口部が備わった色材膜が吸収する光が当該開口部を通じて出射される側に、それぞれずれて重なることで、３層の色材膜を備える光学素子１１を用いて、効果的に画像の漏洩を低減することができる。当該光学素子は、例えば液晶用ＲＧＢ３色カラーフィルタと同様の製法で製造でき、簡便な構造である。
【０１１３】
また、本発明にかかる実施の形態によれば、表示装置において、第１の光、第２の光、第３の光が、それぞれ赤色の光、緑色の光、青色の光のいずれかであることで、赤、緑、青の加法混色により、白を含む広い色域をカバーできる表示装置を実現することができる。
【０１１４】
また、本発明にかかる実施の形態によれば、表示装置において、色材膜４、色材膜５、色材膜６の開口部のうち少なくとも２つが、第１方向の開口幅がそれぞれ異なることで、画像ａの特性と画像ｂの特性とが非対称となり、どちらかに優位性を与えたい場合に有利である。
【０１１５】
また、本発明にかかる実施の形態によれば、表示装置において、第２方向から平面視した場合、ずれて重なった開口部全体の開口中心１００２と、画素組全体の画素中心１００３とがずれていることで、第１方向の開口幅がそれぞれ異なることで、画像ａの特性と画像ｂの特性とが非対称となり、どちらかに優位性を与えたい場合に有利である。
【０１１６】
また、本発明にかかる実施の形態によれば、表示装置において、画素組の、各サブ画素の光出射領域の面積が、互いに異なることで、第１方向の開口幅がそれぞれ異なることで、画像ａの特性と画像ｂの特性とが非対称となり、どちらかに優位性を与えたい場合に有利である。
【０１１７】
また、本発明にかかる実施の形態によれば、表示装置において、光学素子１１が、第２方向から平面視した場合、色材膜４、色材膜５、色材膜６のいずれの開口部も形成されない領域に遮光性膜をさらに備えることで、表示装置の遮光性を向上させることができる。
【０１１８】
また、本発明にかかる実施の形態によれば、表示装置において、光学素子１１が、第２方向から平面視した場合、色材膜４、色材膜５、色材膜６のいずれの開口部も形成されない領域に、色材膜４、色材膜５、色材膜６に代えて遮光性膜を備えることで、表示装置の遮光性を向上させることができ、また必要となる色材膜の量を減量することができる。
【０１１９】
また、本発明にかかる実施の形態によれば、表示装置において、光学素子１１は、色材膜４、色材膜５、色材膜６がそれぞれ積層される透明基板７をさらに備え、透明基板７は、画像素子１０のカラーフィルタ基板または保護基板を兼ねることで、構成部品を減らすことができる。
【符号の説明】
【０１２０】
１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂ サブ画素、４，４Ｌ，４Ｓ，５，５Ｌ，５Ｓ，６，６Ｌ，６Ｓ 色材膜、７ 透明基板、１０ 画像素子、１１ 光学素子、１２ 表示装置、１５ａ〜１５ｃ 光線、２０ 遮光性膜、４００〜４０２，５００〜５０２，６００，６０１，７００ 開口部、１０００，１００１ 出射中心、１００２ 開口中心、１００３ 画素中心。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の光を出射する第１サブ画素と、第２の光を出射する第２サブ画素と、第３の光を出射する第３サブ画素とが、その順番で第１方向に繰り返し配列され、
配列された各前記サブ画素が、第１画像または第２画像を提示するよう交互に割り当てられた画像素子と、
前記画像素子に対し、前記画像素子の光出射方向であって前記第１方向に直交する第２方向の側に配置され、
前記画像素子における、前記第１画像の提示を割り当てられた前記サブ画素からの光を、前記第１方向の正方向側へ斜めに出射させ、
前記画像素子における、前記第２画像の提示を割り当てられた前記サブ画素からの光を、前記第１方向の負方向側へ斜めに出射させる光学素子とを備え、
前記光学素子は、
前記第１の光および前記第２の光を透過し、前記第３の光を吸収する第１色材膜と、
前記第１の光および前記第３の光を透過し、前記第２の光を吸収する第２色材膜と、
前記第２の光および前記第３の光を透過し、前記第１の光を吸収する第３色材膜とを備え、
前記第１〜３色材膜は、前記第２方向に互いに積層され、
前記第１画像の提示を割り当てられた前記サブ画素と、前記第２画像の提示を割り当てられた前記サブ画素とからなる組を画素組とし、
前記第１〜３色材膜のうち、前記画素組の各前記サブ画素から出射されるいずれかの光を吸収する各前記色材膜は、当該画素組の各前記サブ画素の間に対応する位置において開口部をそれぞれ備え、
前記第２方向から平面視した場合、同一位置にある２つの前記開口部は、互いに、当該開口部が備わった前記色材膜が吸収する光が当該開口部を通じて出射される側に、それぞれずれて重なることを特徴とする、
表示装置。
【請求項２】
前記第１の光、前記第２の光、前記第３の光が、それぞれ赤色の光、緑色の光、青色の光のいずれかであることを特徴とする、
請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記第１画像の提示を割り当てられた、前記第１方向に連続する３つの前記サブ画素が、前記第１画像の画像単位を構成し、
前記第２画像の提示を割り当てられた、前記第１方向に連続する３つの前記サブ画素が、前記第２画像の画像単位を構成することを特徴とする、
請求項１または２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記第１〜３色材膜の開口部のうち少なくとも２つが、前記第１方向の開口幅がそれぞれ異なることを特徴とする、
請求項１〜３のいずれかに記載の表示装置。
【請求項５】
前記第２方向から平面視した場合、ずれて重なった前記開口部全体の開口中心と、前記画素組全体の画素中心とがずれていることを特徴とする、
請求項１〜４のいずれかに記載の表示装置。
【請求項６】
前記画素組の、各前記サブ画素の光出射領域の面積が、互いに異なることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の表示装置。
【請求項７】
前記光学素子が、前記第２方向から平面視した場合、前記第１〜３色材膜のいずれの前記開口部も形成されない領域に遮光性膜をさらに備えることを特徴とする、
請求項１〜６のいずれかに記載の表示装置。
【請求項８】
前記光学素子が、前記第２方向から平面視した場合、前記第１〜３色材膜のいずれの前記開口部も形成されない領域に、前記第１〜３色材膜に代えて遮光性膜を備えることを特徴とする、
請求項１〜６のいずれかに記載の表示装置。
【請求項９】
前記光学素子は、前記第１〜３色材膜が積層される透明基板をさらに備え、
前記透明基板は、前記画像素子のカラーフィルタ基板または保護基板を兼ねることを特徴とする、
請求項１〜８のいずれかに記載の表示装置。
【請求項１】
第１の光を出射する第１サブ画素と、第２の光を出射する第２サブ画素と、第３の光を出射する第３サブ画素とが、その順番で第１方向に繰り返し配列され、
配列された各前記サブ画素が、第１画像または第２画像を提示するよう交互に割り当てられた画像素子と、
前記画像素子に対し、前記画像素子の光出射方向であって前記第１方向に直交する第２方向の側に配置され、
前記画像素子における、前記第１画像の提示を割り当てられた前記サブ画素からの光を、前記第１方向の正方向側へ斜めに出射させ、
前記画像素子における、前記第２画像の提示を割り当てられた前記サブ画素からの光を、前記第１方向の負方向側へ斜めに出射させる光学素子とを備え、
前記光学素子は、
前記第１の光および前記第２の光を透過し、前記第３の光を吸収する第１色材膜と、
前記第１の光および前記第３の光を透過し、前記第２の光を吸収する第２色材膜と、
前記第２の光および前記第３の光を透過し、前記第１の光を吸収する第３色材膜とを備え、
前記第１〜３色材膜は、前記第２方向に互いに積層され、
前記第１画像の提示を割り当てられた前記サブ画素と、前記第２画像の提示を割り当てられた前記サブ画素とからなる組を画素組とし、
前記第１〜３色材膜のうち、前記画素組の各前記サブ画素から出射されるいずれかの光を吸収する各前記色材膜は、当該画素組の各前記サブ画素の間に対応する位置において開口部をそれぞれ備え、
前記第２方向から平面視した場合、同一位置にある２つの前記開口部は、互いに、当該開口部が備わった前記色材膜が吸収する光が当該開口部を通じて出射される側に、それぞれずれて重なることを特徴とする、
表示装置。
【請求項２】
前記第１の光、前記第２の光、前記第３の光が、それぞれ赤色の光、緑色の光、青色の光のいずれかであることを特徴とする、
請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記第１画像の提示を割り当てられた、前記第１方向に連続する３つの前記サブ画素が、前記第１画像の画像単位を構成し、
前記第２画像の提示を割り当てられた、前記第１方向に連続する３つの前記サブ画素が、前記第２画像の画像単位を構成することを特徴とする、
請求項１または２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記第１〜３色材膜の開口部のうち少なくとも２つが、前記第１方向の開口幅がそれぞれ異なることを特徴とする、
請求項１〜３のいずれかに記載の表示装置。
【請求項５】
前記第２方向から平面視した場合、ずれて重なった前記開口部全体の開口中心と、前記画素組全体の画素中心とがずれていることを特徴とする、
請求項１〜４のいずれかに記載の表示装置。
【請求項６】
前記画素組の、各前記サブ画素の光出射領域の面積が、互いに異なることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の表示装置。
【請求項７】
前記光学素子が、前記第２方向から平面視した場合、前記第１〜３色材膜のいずれの前記開口部も形成されない領域に遮光性膜をさらに備えることを特徴とする、
請求項１〜６のいずれかに記載の表示装置。
【請求項８】
前記光学素子が、前記第２方向から平面視した場合、前記第１〜３色材膜のいずれの前記開口部も形成されない領域に、前記第１〜３色材膜に代えて遮光性膜を備えることを特徴とする、
請求項１〜６のいずれかに記載の表示装置。
【請求項９】
前記光学素子は、前記第１〜３色材膜が積層される透明基板をさらに備え、
前記透明基板は、前記画像素子のカラーフィルタ基板または保護基板を兼ねることを特徴とする、
請求項１〜８のいずれかに記載の表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−４４９８１（Ｐ２０１３−４４９８１Ａ）
【公開日】平成２５年３月４日（２０１３．３．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１８３３４５（Ｐ２０１１−１８３３４５）
【出願日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月４日（２０１３．３．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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