２ビュー表示のための非対称視角
【課題】関連がないか又は関連する内容の２つの画像を異なる方向に表示可能な非対称視角を有する２ビュー又は３Ｄ表示装置を提供する。
【解決手段】本表示装置の非対称視角は、複数のサブピクセルピッチを単一の表示パネルに導入することによって実現できる。より具体的には、サブピクセル自体に非対称性を実現することで、非対称整列表示装置を提供する。この結果、異なる方向に表示されるビューウィンドウ又は画像の角度拡がりが異なる、即ち非対称となる。本非対称整列表示装置は、ビューウィンドウの外側境界には影響なく非対称の視角及びウィンドウを実現し、画像を異なる方向に表示可能である。
【解決手段】本表示装置の非対称視角は、複数のサブピクセルピッチを単一の表示パネルに導入することによって実現できる。より具体的には、サブピクセル自体に非対称性を実現することで、非対称整列表示装置を提供する。この結果、異なる方向に表示されるビューウィンドウ又は画像の角度拡がりが異なる、即ち非対称となる。本非対称整列表示装置は、ビューウィンドウの外側境界には影響なく非対称の視角及びウィンドウを実現し、画像を異なる方向に表示可能である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の画像を生成可能な２ビュー表示装置及び３次元（３Ｄ）表示装置に関する。
《関連する出願への相互参照》
本出願は、２００７年１０月０８日付で出願した米国仮特許出願第６０／９７８，２８７号の利益を主張する特許出願である。
【背景技術】
【０００２】
従来の３Ｄ表示装置は一対の立体的な画像を、観察者が各画像を片方の目で見ることができるよう異なる方向に表示することができる。観察者がその一対の画像成分を受け取り立体像が見えるように、該一対の画像は互いに対称な方向に表示され、左目と右目はそれぞれの画像を同時にかつ対称に受け取ることができる。２ビュー表示は、同時に２つの画像を異なる方向に単一の表示パネル上に表示することができる点で３Ｄ表示に類似している。原理的には、２ビュー表示は、異なる位置（例えば表示装置の右又は左ビューウィンドウ）から見ている２人が異なる視覚画像を知覚できるように２ビュー表示の画像は互いに関連のない内容でありうる点で３Ｄ表示と異なる。例えば、自動車表示装置の用途において、運転者は車表示装置の左ビューウィンドウ上のナビゲーション情報を見るよう制限され、一方、同乗者は右ビューウィンドウ上の映画等の別の画像内容を見ることができる。通常、表示装置の右と左のビューウィンドウは、角度拡がりの点で表示装置の法線に関して対称である。
【０００３】
図１は、バックライトシステム８と反対側に位置する不透明で反射する領域１４を備えた後障壁６をベースとする対称２ビューＬＣＤ表示装置１の概略断面図（等倍でない）である。２ビューＬＣＤ表示装置１は色フィルター基板３と、ＴＦＴ液晶基板５と、これらに挟まれたピクセル色フィルター層４とを含む表示パネル２を備える。透明な障壁基板７上の障壁６は表示パネル２の後面上に設けられ、バックライトが障壁６の透過領域１１を通って色フィルター層４に到達する。更に表示パネル２の前端と基板７の後端には偏光子膜９が設けられている。この例において、障壁６は表示パネル２の後面に設けられ、２ビュー又は一対の立体画像成分を生成する。
【０００４】
表示パネル２は、複数のサブピクセルをそれぞれ有する複数のピクセルを備える色フィルター層４を含む。図１に示すように、ＲＧＢサブピクセル（等倍でない）を有するピクセル列が開示されている。表示パネル２に亘って、横行と縦列の両方において各サブピクセルは主右ビューウィンドウＰＲか又は主左ビューウィンドウＰＬに割り当てられる。図１に示すように、ビューウィンドウＰＲは破線で示された角度拡がりを指し、ビューウィンドウＰＬの角度拡がりは実線で示されている。説明を容易にするために、細い実線で示された望ましくない２次ビューＳＶとクロストークについては本明細書で更に説明はしない。３Ｄ表示装置の場合、例えば、ＰＲは観察者の右目ビューウィンドウに一致し、ＰＬは左目ビューウィンドウに一致することで立体視が実現される。同様に、２ビュー表示の場合、ＰＲは観察者の右ビューウィンドウを指し、ＰＬは別の観察者の左ビューウィンドウに割り当てられてよい。表示装置のビュー幅又は水平／垂直視角は、表示パネル２の厚み、特にＴＦＴ液晶基板５の厚み（障壁６とピクセル色フィルター層４との距離）によって制限される。
【０００５】
例示のために、図２は、複数のサブピクセルを有する色フィルター層４と障壁６とからなる２ビュー／３Ｄ表示装置の簡単化された概略側面図を示す。ピクセルマトリックスの１つの行の複数のサブピクセルは、二者択一的にＰＬか又はＰＲに割り当てられ、Ｒ‐１、Ｇ‐２、Ｂ‐１、Ｒ‐２、Ｇ‐１、Ｂ‐２等とされる。ここで、記号‐１、‐２はそれぞれＰＬの左ビューサブピクセルとＰＲの右ビューサブピクセルを指す。なお、Ｇ‐２、Ｂ‐１を例に取ると、Ｇ‐２、Ｂ‐１の面積又は角度拡がりは対称である。２ビュー／３Ｄ表示装置の場合、これが通常であり、対称な２つのビューが表示パネルの法線に対してほぼ同じ視角で表示される。言換えると、ＰＬとＰＲの角度拡がりは等しい。この対称整列表示装置の図に示されているように、左ビューウィンドウＰＬとその角度拡がりは、角度Ｌ_maxとＬ_minによって更に画定される。角度Ｌ_maxは表示装置の想定される法線０と、ＰＬに割り当てられたサブピクセルのいずれか（この場合、例えばＧ‐２）の障壁６の透過領域１１を通る最大視角との間の角度を指す。Ｌ_minはＰＬに割り当てられたサブピクセルのいずれかの法線０に対する障壁６を通る最小視角である。ＰＬに割り当てられたサブピクセルによって形成される画像全体を考えると、ＰＬの角度拡がりは、Ｌ_max、Ｌ_min間の角度である。同様に、ＰＲは角度Ｒ_minとＲ_maxによって画定され、ＰＲの角度拡がりはＲ_max、Ｒ_min間である。通常、表示装置の厚みのために、角度Ｒ_maxとＬ_maxは法線０から９０度未満である。これらの角度は互いに等しく、ビューウィンドウＰＬとＰＲは対称となる。
【０００６】
対称なビュー又はビューウィンドウを有する２ビュー表示装置は、全ての用途に常に適切であるわけではない。例えば自動車用２表示装置の場合、運転者のビュー領域を同乗者のビュー領域と等しくすることは、運転者が運転者ビュー領域又はビューウィンドウ（同乗者ビュー領域より大きくない）を誤って越えて、同乗者のビュー領域に表示された画像内容を見る可能性があり、潜在的な安全上の問題がある。これの発生を防ぐために、２ビュー表示装置は非対称の視角を有し運転者と同乗者のビュー領域が非対称となるように作製される。
【０００７】
非対称２ビュー表示装置の１つの実現法は、表示パネルに対して該障壁をシフトすることである。これにより表示装置の主右ビューウィンドウＰＲと主左ビューウィンドウＰＬとが変位され、非対称ビューＰＲとＰＬが実現される。図３は、ピクセル色フィルター層４を備える表示パネルに対して障壁６をシフトすることで非対称性が実現された非対称整列２ビュー表示装置の簡単化された概略側面図である。サブピクセル（Ｒ‐１、Ｇ‐２、Ｂ‐１、Ｒ‐２、Ｇ‐１、Ｂ‐２、・・・）に対して幅Ｗと距離Ｄの透過領域１１を有する障壁６をシフトさせることで、角度Ｌａ_max、Ｌａ_min間の角度拡がりを有するビューウィンドウＰＬは、角度Ｒａ_maxとＲａ_minによって画定される角度拡がりを有するビューウィンドウＰＲと異なるようになる。図３に示すように、角度Ｌａ_maxは角度Ｌ_max（図２）より大きく、角度Ｒａ_maxは角度Ｒ_max（図２）より小さい。その結果、角度Ｌａ_maxは角度Ｒａ_maxより大きく、外側視角は主右ビューウィンドウＰＲと主左ビューウィンドウＰＬとで異なる。言換えると、ＰＬとＰＲの異なる角度拡がりが障壁のシフトによって得られる。しかし、ＰＬとＰＲの全ての視角も非対称となり、ビューウィンドウの外側境界は傾く。これは障壁シフトによって実現された非対称整列表示装置の欠点である。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の問題を解決するために、本発明の１つの態様は、単一の表示パネル上で異なる方向に関連がないか又は同じ内容の少なくとも２つの画像を、各画像のビューウィンドウまたは角度拡がりが異なる、即ち、表示パネルの法線に関して非対称となるように表示することができる２ビュー／３Ｄ表示装置を提供する。
【０００９】
本発明の別の態様は、複数のサブピクセルピッチを単一の表示パネルに導入することによって非対称視角とその結果の非対称ビューウィンドウ又は領域を実現した２ビュー／３Ｄ表示装置を提供する。
【００１０】
本発明の更に別の態様は、ビューウィンドウの外側視角、即ち、外側境界は影響されることなく非対称視角と非対称ビューウィンドウとを実現した２ビュー／３Ｄ表示装置を提供する。
【００１１】
本発明の１つの実施形態は、非対称の視角群を有する２ビュー／３Ｄ表示装置であって、色フィルター層とマトリックス状の複数のサブピクセルとを含む表示パネルを備え、該複数のサブピクセルの各サブピクセルは、すぐ隣のサブピクセルとサブピクセルピッチが異なり、該表示パネル上に複数のサブピクセルピッチを形成して、非対称の視角群を実現する。
【００１２】
本発明の実施形態は例示のためのものであり、本発明を様々な態様で実施してよい。それらの実施形態も本発明の範囲に入ると考えるべきである。本発明の好例の実施形態の詳細が本明細書において更に説明される。
【００１３】
本発明は様々な形態で実施されてよい。実施形態の詳細が添付の図面を参照して下記で説明される。図面（等倍でない）は実施形態を説明するためのものであり、本発明の範囲の限定と考えるべきではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明は非対称の視角を有する２ビュー／３Ｄ表示装置に関する。表示装置の非対称の視角は複数のサブピクセルピッチを単一の表示パネルに導入することによって実現できる。１つの実施形態では、表示装置の主左ビューウィンドウＰＬと主右ビューウィンドウＰＲの角度拡がりは異なる。複数のサブピクセルピッチの導入は、ビューウィンドウ又は画像の外側境界又は外側視角に影響することなく、非対称のビューウィンドウを異なる観察者に提供する。
【００１５】
先ず、本発明の特徴を示す具体的な例として、図４は、自動車に適用された本発明の非対称整列表示装置の例示の実施形態を示す。前述したように、運転者の運転中の安全を保証するために、運転者はナビゲーション情報等の画像内容を持つ自身のビューウィンドウ又は領域に制限されるべきである。一方、同乗者のビューウィンドウは、より小さい角度拡がりを持ち映像、映画等の他の画像内容を表示してよい。図４に示す例では、運転者のビューウィンドウＤＷ（陰を付けた領域）は同乗者のビューウィンドウＰＷより大きな角度拡がりを有し、両者の視角は表示装置の法線に関して非対称である。なお、本発明の非対称整列表示装置は、本明細書に記載するように多くの他の用途にも適用することができる。
【００１６】
例示のために、互いに関連がないか又は関連する内容の２つの画像を表示可能な２ビュー表示装置と３Ｄ表示装置を参照して本発明を説明するが、本発明はＬＣＤ、ＯＬＥＤ、及びＡＭＯＬＥＤ表示装置を含む表示装置に適用してもよい。また、本発明は３つ以上の画像を異なる方向に表示可能な多ビュー表示装置に適用することができる。
【００１７】
２ビュー又は３Ｄ表示装置に適用可能な非対称整列表示装置を実現するために、本発明は、複数のサブピクセルピッチを表示パネルに導入することによって技術的解決を提供する。図５は、本発明の２ビュー／３Ｄ表示装置の実施形態の概略側面図を示す。図に示すように、非対称の視角を有する２ビュー／３Ｄ表示装置１０は、色フィルター層４０と、マトリックス状に配列された複数のサブピクセル４６をそれぞれ有する複数のピクセル４２とを含む表示パネル２０を備え、各サブピクセル４６はその隣のサブピクセルとは異なるサブピクセルピッチＰ１又はＰ２（図６に示す）を有して、表示パネル２０上で複数のサブピクセルピッチを形成し、これにより非対称の視角群を実現できる。表示装置１０の前にいる観察者に見えるサブピクセル４６を通る光の入射が、対応する主左、右ビューウィンドウまたは領域ＰＲ、ＰＬ（詳細に後述する）を例示するために示されている。
【００１８】
１つの実施形態では、表示装置１０の表示パネル２０は、色フィルター／ＣＦ基板３０と、薄膜トランジスタ／ＴＦＴアレイ液晶基板５０と、これらに挟まれた色フィルター層４０とを更に備える。図示のように、１つの実施形態では、ＣＦ基板３０は表示装置１０の前面の近くか又はＴＦＴアレイ基板５０上に配置されている。別の実施形態では、ＴＦＴアレイ基板５０はＣＦ基板３０の上方に配置されて表示パネル２０を形成してもよい。また、偏光子９０は表示パネル２０の前端と後端の両方に設けられてよい。透過型、透過反射型、又は反射型ＬＣＤ表示装置等のＬＣＤ表示装置の実施形態では、バックライトシステム８０が表示装置１０の光源の１つとして表示パネル２０の後端に取付けられてもよい。
【００１９】
本発明の１つの実施形態では、２ビュー／３Ｄ表示装置１０は、交互に配置された透過領域６２と不透明領域６４を備えた１つ以上の障壁６０を更に備え、障壁６０は色フィルター層４０から距離Ｄ離れた表示パネル２０の面上に位置する。図５に示すように、１つの実施形態では、光が色フィルター層４０に達する前に障壁６０の透過領域６２を通過するように、障壁６０は表示パネル２０の後面２２の近くに設けられている。別の実施形態では、光が障壁６０の透過領域６２を通過する前に色フィルター層４０を通過するように、障壁６０は表示パネル２０の前面２１の近くに設けられてもよい。更に別の実施形態では、表示パネル２０の前面２１と後面２２の両方に障壁６０を設けてもよい。障壁６０の透過領域６２は可視光が通過するのを許し、開口又は透明膜として実現されてよい。不透明領域６４は可視光を阻止又は反射する不透明膜として実現されてよい。１つの実施形態では、不透明領域６４は光源（ＬＣＤ表示装置の場合はバックライトシステム８０）に面した又は対向する面上に光を反射する任意の既知の光反射材料を備えることで形成されてもよい。図に示すように、更に障壁６０はガラス等の透明な材料でできた障壁基板７０上に支持されてもよい。２ビュー／３Ｄ表示装置では、障壁６０は、通過する光を方向付けし、表示パネル、特にその色フィルター層４０と協働して各画像を異なる方向に向けるよう所望の焦点距離に対応して設計されてよい。障壁６０のタイプは色フィルター層及びサブピクセルと一緒に後で更に説明される。
【００２０】
表示パネルへの複数のサブピクセルピッチの導入は、１つの実施形態では、各サブピクセルのサブピクセルピッチが隣のサブピクセル、より具体的には、すぐ隣のサブピクセルと異なるようにサブピクセルの幅又はサイズを変更することで実現できる。言換えると、表示パネル上のマトリックスの横行又は縦列上の互いに隣り合う２つのサブピクセルは、互いに異なるサブピクセルピッチ又は幅を有してもよい。従って、１つの実施形態では、表示パネルのサブピクセルは少なくとも２つのサブピクセルセットに分類され、第１方向（例えば自動車の運転者側／方向）に第１画像を表示する第１のサブピクセルセットの各サブピクセルは第１サブピクセルピッチＰ１を有し、第１方向と異なる第２方向（例えば自動車の同乗者側）に第２画像を表示する第２のサブピクセルセットの各サブピクセルは、Ｐ１と異なる第２サブピクセルピッチＰ２を有する。言換えると、２ビュー／３Ｄ表示装置の場合、各サブピクセルは、第１方向の第１画像の主左ビューウィンドウＰＬか、又は第２方向の第２画像の主右ビューウィンドウＰＲのどちらかに割当てることができる。ＰＬ又は第１画像のサブピクセルのサブピクセルピッチは、ＰＲ又は第２画像のサブピクセルのサブピクセルピッチとは異なる。しかし、表示装置又はサブピクセルの構成に応じて、サブピクセル群は様々な方向に異なる画像を表示する３つ以上のサブピクセルセットに分類されてもよいことは理解されるであろう。本発明の複数のサブピクセルピッチの導入は多ビュー表示装置にも適用できる。
【００２１】
図６は本発明の実施形態の簡単化された概略側面図を示す。色フィルター層４０はマトリックス状の複数のサブピクセル４６を含み、各サブピクセルは対応するビューウィンドウ、例えば２ビュー／３Ｄ表示装置の上記ＰＬ又はＰＲに割当てられている。幅Ｗの透過領域６２を有する障壁６０は色フィルター層４０から距離Ｄにある。定義として、角度Ｌｐ_minとＲｐ_minは、それぞれ前記ビューウィンドウＰＬとＰＲの最小視角を表わし、角度Ｌｐ_maxとＲｐ_maxは、それぞれＰＬとＰＲの最大視角を表わす。従って、本発明の２ビュー／３Ｄ表示装置の２つのビューウィンドウの角度拡がりは、通常それぞれθＬ、θＲ、又は｜Ｌｐ_max−Ｌｐ_min｜（主左ビューウィンドウＰＬの場合）、｜Ｒｐ_max−Ｒｐ_min｜（主右ビューウィンドウＰＲの場合）で表わされる。本発明の重要な特徴の１つは、色フィルターの隣り合うサブピクセルに対して異なるピッチＰ１、Ｐ２を選択し、表示パネル全体に亘ってＰ１とＰ２の和を一定に（Ｐ１＋Ｐ２＝一定値）、又はＰ１とＰ２の和をサブピクセルピッチＰ１を有する第１サブピクセルの中点と隣のサブピクセルピッチＰ２を有する第２サブピクセルの中点との距離の２倍に等しく維持することである。また、Ｐ１とＰ２の値を、要求される視角又は非対称性の度合いに依って選択してもよい。
【００２２】
本実施形態では、各サブピクセル４６は上記Ｐ１又はＰ２等のサブピクセルピッチを有し、距離Ｂだけ互いに離間している。図に示すように、１つの実施形態では、主左ビューウィンドウ又は領域ＰＬに割当てられたサブピクセルＧ‐２のサブピクセルピッチＰ１は、主右ビューウィンドウＰＲに割当てられた隣のサブピクセルＢ‐１の幅又はサブピクセルピッチＰ２より小さい。図に示すように、ビューウィンドウの外側視角Ｌｐ_max、Ｒｐ_maxは対称に維持され、一方、内側視角Ｌｐ_min、Ｒｐ_minは、大きさ及び／又は符号がほぼ同じであるが、同じ方向にシフトされている。従って、Ｐ１＜Ｐ２である時、θＬ＜θＲであり、サブピクセルピッチ間の差（例えば｜Ｐ１−Ｐ２｜）が大きいと、対応する画像又はビューウィンドウの角度拡がり間の差（例えば｜｜Ｒｐ_max−Ｒｐ_min｜−｜Ｌｐ_max−Ｌｐ_min｜｜又は｜θＬ−θＲ｜）も大きい。
【００２３】
図２に示す対称整列表示装置と図６に示す非対称整列表示装置の例示の実施形態との比較は、本発明の複数のサブピクセルピッチの導入によって生じた差を反映する。１つの実施形態では、サブピクセルＧ‐２のサブピクセルピッチＰ１を隣のサブピクセルＢ‐１のサブピクセルピッチＰ２より小さくすることで、ピッチＰ１とＰ２に関連するＰＬとＰＲの非対称視角を達成できる。
【００２４】
障壁シフトによって実現された非対称整列表示装置と比較しながら、本発明の上記外側視角について更に詳細に説明する。少なくとも１つの第１視角と少なくとも１つの第２視角が、異なるサブピクセルピッチＰ１、Ｐ２に関連する外側視角Ｌｐ_max、Ｒｐ_maxを含む実施形態では、対称整列表示装置の場合と同様にビューウィンドウＰＬ、ＰＲの外側視角Ｌｐ_max、Ｒｐ_maxを対称に維持できる。Ｂ、Ｗ、Ｄ等の設計パラメータが維持される仮定に基づいて図３の障壁シフトの例と比較すると、図３の角度Ｌａ_max、Ｒａ_maxもシフトされ傾斜させられ非対称になっている。言換えると、障壁シフトによってＬａ_maxはＲａ_maxより大きいので、ビューウィンドウＰＬ、ＰＲの外側境界に好ましくない影響を与える。障壁シフトによって実現される前記例と違って、図６に示す外側視角Ｌｐ_max、Ｒｐ_maxは大きさがほぼ同じに維持でき、法線０に関して符号が異なり（例えば、左と右）、ＰＬとＰＲの外側境界は対称のままであり、影響されない。
【００２５】
本発明の実施形態では、異なるサブピクセルピッチのサブピクセルが交互に表示パネルの端から端まで配列されている。図５、図６に示すように、単一のパネルに少なくとも２つのサブピクセルピッチが存在する実施形態では、第１サブピクセルピッチＰ１に対応する第１サブピクセルセットと第２サブピクセルピッチＰ２に対応する第２サブピクセルセットが表示パネルを横切る１つの行に交互に配列されてよい。例として、図に示すように１つの行において、サブピクセルＲ‐１のサブピクセルピッチはＰ１、Ｇ‐２のサブピクセルピッチはＰ２、Ｂ‐１のサブピクセルピッチはＰ１、などである。また、マトリックスの各行は、異なるサブピクセルピッチを持ったサブピクセルの異なる配列を有し、単色サブピクセル群の配列及びサブピクセルピッチが全て横行又は縦列上で異なってもよい。
【００２６】
本発明の別の実施形態では、同じサブピクセルピッチを持ったサブピクセルが、マトリックスを横切る各列を形成するよう整列されていてもよい。例えば、異なるサブピクセルピッチの列が交互に表示パネルを横切って配列されてもよい。図５、図６に示すように、単一のパネルに少なくとも２つの異なるサブピクセルピッチが存在する実施形態では、表示パネルは、表示パネルの縦方向にサブピクセルピッチＰ１の第１サブピクセルセットのサブピクセルの列と、サブピクセルピッチＰ２の第２サブピクセルセットのサブピクセルの列とを備え、第１サブピクセルセットと第２サブピクセルセットとの交互の列を形成してもよい。
【００２７】
上記実施形態のいずれにおいても、各サブピクセルはＲＧＢ単色体のいずれかであってよい。１つの実施形態では、非対称表示パネル上の横行上に異なるサブピクセルピッチ（例えばＰ１とＰ２）の少なくとも２つのセットのサブピクセルが交互に配列されているので（例えば、Ｒ‐１、Ｇ‐２、Ｂ‐１、Ｒ‐２、Ｇ‐１、Ｂ‐２）、同じサブピクセルピッチを持ったサブピクセルを、主左ビューウィンドウＰＬか又は主右ビューウィンドウＰＲに割当てることができる。従って、交互のサブピクセルのセット（例えば、Ｒ‐１、Ｇ‐１、Ｂ‐１、又はＲ‐２、Ｇ‐２、Ｂ‐２）は、ビューウィンドウＰＬ又はＰＲに表示される画像のいずれかのピクセルを構成してよい。
【００２８】
本発明の非対称整列表示装置の障壁、例えば図５の障壁６０は、異なる方向に画像が表示できるよう異なる構造体で実現されてもよい。前述したように、障壁は表示パネルの前面、後面、又は前面と後面の両方に配置されてよい。また、図７は、真直ぐな障壁６００が表示パネルの１つの面（例えば前面）上に設けられた本発明の実施形態の概略前面図である。色フィルター層の一部として示されたサブピクセル４６０、Ｒ‐１、Ｇ‐２、Ｂ‐１、Ｒ‐２、Ｇ‐１、Ｂ‐２は、それぞれ異なるサブピクセルピッチＰ１又はＰ２を有している。図の実施形態において、第１サブピクセルピッチＰ１又は第２サブピクセルピッチＰ２とサブピクセルとの関連は、記号‐１又は‐２によって示されている。また、Ｐ１とＰ２はそれぞれ主左ビューウィンドウＰＬと主右ビューウィンドウＰＲに対応する。図７に示すように、Ｐ１はＰ２よりサイズ又は幅が大きい。Ｐ１のサブピクセルとＰ２のサブピクセルは表示パネルを横切る列状に交互に整列されているので、真直ぐな障壁６００は、異なるサブピクセルピッチＰ１、Ｐ２を有するサブピクセル４６０の配列に一致して交互に並んだ縦方向の透過領域６２０と不透明領域６４０を有する。障壁６００、特に透過領域６２０を通して、Ｐ１のサブピクセル（例えばＲ‐１、Ｂ‐１、Ｇ‐１）は、主左ビューウィンドウＰＬに表示される画像を構成するピクセルのいずれか１つを形成する。同様に、Ｐ２のサブピクセル（例えばＧ‐２、Ｒ‐２、Ｂ‐２）は、主右ビューウィンドウＰＲに表示される別の画像を構成するピクセルのいずれか１つを形成する。ビューウィンドウＰＬ、ＰＲのサブピクセルピッチＰ１、Ｐ２は幅又はサイズが異なるので、ＰＬとＰＲの角度拡がりが互いに異なるように本表示装置の非対称視角を実現できる。
【００２９】
図８は、階段状障壁６００’が複数のサブピクセル４６０’を備える表示パネルの１つの面（例えば前面）上に配置された本発明の障壁の別の実施形態を示す。この実施形態では、図示のように、異なるサブピクセルピッチ、例えばＰ１、Ｐ２のサブピクセル４６０’が横方向の行及び縦方向の列上に交互に配列されている。行及び列内で交互する透過領域６２０’と不透明領域６４０’を有する階段状障壁６００’を異なる方向のビューウィンドウＰＬ、ＰＲに画像を表示するために適用できる。行及び列上のサブピクセルＲ‐１、Ｂ‐１、Ｇ‐１によって生成される画像は、ビューウィンドウＰＬに表示され、ビューウィンドウＰＲは、サブピクセルマトリックスの行及び列のサブピクセルＧ‐２、Ｒ‐２、Ｂ‐２の組合せによって生成される別の画像を表示する。上述のように、ビューウィンドウＰＬ、ＰＲのサブピクセルピッチＰ１、Ｐ２は幅又はサイズが異なるので、ＰＬとＰＲの角度拡がりが互いに異なるように表示装置の非対称視角を実現できる。
【００３０】
本発明は様々な種類の表示装置に適用できる。本発明の１つの実施形態によれば、本表示パネルは液晶層を備える液晶表示パネル（ＬＣＤ）であってよい。別の実施形態では、本表示パネルは有機化合物からなるエレクトロルミネセント層を備える有機発光表示パネル（ＯＬＥＤ）であってよい。液晶表示装置の場合、光源の１つとしてのバックライトシステムは表示パネルの後面に設けられてもよい。表示パネルの構造に関しては、表示装置のデータ線はサブピクセルの上記間隔又はパラメータＢ（図５、図６）内に設けることができる。パラメータＢは色フィルター層の黒マトリックスの幅を示す。
【００３１】
上記詳細な実施形態を参照して本発明を開示したが、これらの実施形態は例示のためのものであり、本発明の限定として扱われるべきでないことは理解されるべきである。例えば、本発明は２ビュー／３Ｄ表示装置に適用できるが、用語「２ビュー／３Ｄ表示装置」は、一般的にいって関連がないか又は関連する内容の２つ以上の画像を生成可能な任意の表示装置を含み、本発明の複数のサブピクセルピッチの導入は多ビュー表示装置にも適用できる。また、明細書及び請求項の言葉「１つの」は、「少なくとも１つの」と同じ意味を持つ。本発明の思想と請求項の範囲に入る変更及び組合せを当業者は容易に想到するであろうことは考慮されている。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】対称視角を有する従来の２ビューＬＣＤ表示装置の概略断面図である。
【図２】図１の従来の２ビュー／３Ｄ表示装置の簡単化された概略側面図である。
【図３】障壁シフトによって実現された非対称整列２ビュー表示装置の簡単化された概略側面図である。
【図４】自動車の表示装置として使用された本発明の非対称整列表示装置の概略上面図である。
【図５】非対称視角を有する本発明の２ビュー／３Ｄ表示装置の実施形態の概略側面図である。
【図６】図４の本発明の２ビュー／３Ｄ表示装置の簡単化された概略側面図である。
【図７】非対称視角を有する本発明の２ビュー／３Ｄ表示装置の真直ぐな障壁の実施形態の概略前面図である。
【図８】非対称視角を有する本発明の２ビュー／３Ｄ表示装置の階段状障壁の実施形態の概略前面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１０ ２ビュー／３Ｄ表示装置
２０ 表示パネル
３０ 色フィルター基板
４０ 色フィルター層
４２ ピクセル
４６、Ｒ‐１、Ｇ‐１、Ｂ‐１、Ｒ‐２、Ｇ‐２、Ｂ‐２ サブピクセル
５０ 薄膜トランジスタアレイ液晶基板
６０ 障壁
６２ 透過領域
６４ 不透明領域
７０ 障壁基板
８０ バックライトシステム
９０ 偏光子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の画像を生成可能な２ビュー表示装置及び３次元（３Ｄ）表示装置に関する。
《関連する出願への相互参照》
本出願は、２００７年１０月０８日付で出願した米国仮特許出願第６０／９７８，２８７号の利益を主張する特許出願である。
【背景技術】
【０００２】
従来の３Ｄ表示装置は一対の立体的な画像を、観察者が各画像を片方の目で見ることができるよう異なる方向に表示することができる。観察者がその一対の画像成分を受け取り立体像が見えるように、該一対の画像は互いに対称な方向に表示され、左目と右目はそれぞれの画像を同時にかつ対称に受け取ることができる。２ビュー表示は、同時に２つの画像を異なる方向に単一の表示パネル上に表示することができる点で３Ｄ表示に類似している。原理的には、２ビュー表示は、異なる位置（例えば表示装置の右又は左ビューウィンドウ）から見ている２人が異なる視覚画像を知覚できるように２ビュー表示の画像は互いに関連のない内容でありうる点で３Ｄ表示と異なる。例えば、自動車表示装置の用途において、運転者は車表示装置の左ビューウィンドウ上のナビゲーション情報を見るよう制限され、一方、同乗者は右ビューウィンドウ上の映画等の別の画像内容を見ることができる。通常、表示装置の右と左のビューウィンドウは、角度拡がりの点で表示装置の法線に関して対称である。
【０００３】
図１は、バックライトシステム８と反対側に位置する不透明で反射する領域１４を備えた後障壁６をベースとする対称２ビューＬＣＤ表示装置１の概略断面図（等倍でない）である。２ビューＬＣＤ表示装置１は色フィルター基板３と、ＴＦＴ液晶基板５と、これらに挟まれたピクセル色フィルター層４とを含む表示パネル２を備える。透明な障壁基板７上の障壁６は表示パネル２の後面上に設けられ、バックライトが障壁６の透過領域１１を通って色フィルター層４に到達する。更に表示パネル２の前端と基板７の後端には偏光子膜９が設けられている。この例において、障壁６は表示パネル２の後面に設けられ、２ビュー又は一対の立体画像成分を生成する。
【０００４】
表示パネル２は、複数のサブピクセルをそれぞれ有する複数のピクセルを備える色フィルター層４を含む。図１に示すように、ＲＧＢサブピクセル（等倍でない）を有するピクセル列が開示されている。表示パネル２に亘って、横行と縦列の両方において各サブピクセルは主右ビューウィンドウＰＲか又は主左ビューウィンドウＰＬに割り当てられる。図１に示すように、ビューウィンドウＰＲは破線で示された角度拡がりを指し、ビューウィンドウＰＬの角度拡がりは実線で示されている。説明を容易にするために、細い実線で示された望ましくない２次ビューＳＶとクロストークについては本明細書で更に説明はしない。３Ｄ表示装置の場合、例えば、ＰＲは観察者の右目ビューウィンドウに一致し、ＰＬは左目ビューウィンドウに一致することで立体視が実現される。同様に、２ビュー表示の場合、ＰＲは観察者の右ビューウィンドウを指し、ＰＬは別の観察者の左ビューウィンドウに割り当てられてよい。表示装置のビュー幅又は水平／垂直視角は、表示パネル２の厚み、特にＴＦＴ液晶基板５の厚み（障壁６とピクセル色フィルター層４との距離）によって制限される。
【０００５】
例示のために、図２は、複数のサブピクセルを有する色フィルター層４と障壁６とからなる２ビュー／３Ｄ表示装置の簡単化された概略側面図を示す。ピクセルマトリックスの１つの行の複数のサブピクセルは、二者択一的にＰＬか又はＰＲに割り当てられ、Ｒ‐１、Ｇ‐２、Ｂ‐１、Ｒ‐２、Ｇ‐１、Ｂ‐２等とされる。ここで、記号‐１、‐２はそれぞれＰＬの左ビューサブピクセルとＰＲの右ビューサブピクセルを指す。なお、Ｇ‐２、Ｂ‐１を例に取ると、Ｇ‐２、Ｂ‐１の面積又は角度拡がりは対称である。２ビュー／３Ｄ表示装置の場合、これが通常であり、対称な２つのビューが表示パネルの法線に対してほぼ同じ視角で表示される。言換えると、ＰＬとＰＲの角度拡がりは等しい。この対称整列表示装置の図に示されているように、左ビューウィンドウＰＬとその角度拡がりは、角度Ｌ_maxとＬ_minによって更に画定される。角度Ｌ_maxは表示装置の想定される法線０と、ＰＬに割り当てられたサブピクセルのいずれか（この場合、例えばＧ‐２）の障壁６の透過領域１１を通る最大視角との間の角度を指す。Ｌ_minはＰＬに割り当てられたサブピクセルのいずれかの法線０に対する障壁６を通る最小視角である。ＰＬに割り当てられたサブピクセルによって形成される画像全体を考えると、ＰＬの角度拡がりは、Ｌ_max、Ｌ_min間の角度である。同様に、ＰＲは角度Ｒ_minとＲ_maxによって画定され、ＰＲの角度拡がりはＲ_max、Ｒ_min間である。通常、表示装置の厚みのために、角度Ｒ_maxとＬ_maxは法線０から９０度未満である。これらの角度は互いに等しく、ビューウィンドウＰＬとＰＲは対称となる。
【０００６】
対称なビュー又はビューウィンドウを有する２ビュー表示装置は、全ての用途に常に適切であるわけではない。例えば自動車用２表示装置の場合、運転者のビュー領域を同乗者のビュー領域と等しくすることは、運転者が運転者ビュー領域又はビューウィンドウ（同乗者ビュー領域より大きくない）を誤って越えて、同乗者のビュー領域に表示された画像内容を見る可能性があり、潜在的な安全上の問題がある。これの発生を防ぐために、２ビュー表示装置は非対称の視角を有し運転者と同乗者のビュー領域が非対称となるように作製される。
【０００７】
非対称２ビュー表示装置の１つの実現法は、表示パネルに対して該障壁をシフトすることである。これにより表示装置の主右ビューウィンドウＰＲと主左ビューウィンドウＰＬとが変位され、非対称ビューＰＲとＰＬが実現される。図３は、ピクセル色フィルター層４を備える表示パネルに対して障壁６をシフトすることで非対称性が実現された非対称整列２ビュー表示装置の簡単化された概略側面図である。サブピクセル（Ｒ‐１、Ｇ‐２、Ｂ‐１、Ｒ‐２、Ｇ‐１、Ｂ‐２、・・・）に対して幅Ｗと距離Ｄの透過領域１１を有する障壁６をシフトさせることで、角度Ｌａ_max、Ｌａ_min間の角度拡がりを有するビューウィンドウＰＬは、角度Ｒａ_maxとＲａ_minによって画定される角度拡がりを有するビューウィンドウＰＲと異なるようになる。図３に示すように、角度Ｌａ_maxは角度Ｌ_max（図２）より大きく、角度Ｒａ_maxは角度Ｒ_max（図２）より小さい。その結果、角度Ｌａ_maxは角度Ｒａ_maxより大きく、外側視角は主右ビューウィンドウＰＲと主左ビューウィンドウＰＬとで異なる。言換えると、ＰＬとＰＲの異なる角度拡がりが障壁のシフトによって得られる。しかし、ＰＬとＰＲの全ての視角も非対称となり、ビューウィンドウの外側境界は傾く。これは障壁シフトによって実現された非対称整列表示装置の欠点である。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の問題を解決するために、本発明の１つの態様は、単一の表示パネル上で異なる方向に関連がないか又は同じ内容の少なくとも２つの画像を、各画像のビューウィンドウまたは角度拡がりが異なる、即ち、表示パネルの法線に関して非対称となるように表示することができる２ビュー／３Ｄ表示装置を提供する。
【０００９】
本発明の別の態様は、複数のサブピクセルピッチを単一の表示パネルに導入することによって非対称視角とその結果の非対称ビューウィンドウ又は領域を実現した２ビュー／３Ｄ表示装置を提供する。
【００１０】
本発明の更に別の態様は、ビューウィンドウの外側視角、即ち、外側境界は影響されることなく非対称視角と非対称ビューウィンドウとを実現した２ビュー／３Ｄ表示装置を提供する。
【００１１】
本発明の１つの実施形態は、非対称の視角群を有する２ビュー／３Ｄ表示装置であって、色フィルター層とマトリックス状の複数のサブピクセルとを含む表示パネルを備え、該複数のサブピクセルの各サブピクセルは、すぐ隣のサブピクセルとサブピクセルピッチが異なり、該表示パネル上に複数のサブピクセルピッチを形成して、非対称の視角群を実現する。
【００１２】
本発明の実施形態は例示のためのものであり、本発明を様々な態様で実施してよい。それらの実施形態も本発明の範囲に入ると考えるべきである。本発明の好例の実施形態の詳細が本明細書において更に説明される。
【００１３】
本発明は様々な形態で実施されてよい。実施形態の詳細が添付の図面を参照して下記で説明される。図面（等倍でない）は実施形態を説明するためのものであり、本発明の範囲の限定と考えるべきではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明は非対称の視角を有する２ビュー／３Ｄ表示装置に関する。表示装置の非対称の視角は複数のサブピクセルピッチを単一の表示パネルに導入することによって実現できる。１つの実施形態では、表示装置の主左ビューウィンドウＰＬと主右ビューウィンドウＰＲの角度拡がりは異なる。複数のサブピクセルピッチの導入は、ビューウィンドウ又は画像の外側境界又は外側視角に影響することなく、非対称のビューウィンドウを異なる観察者に提供する。
【００１５】
先ず、本発明の特徴を示す具体的な例として、図４は、自動車に適用された本発明の非対称整列表示装置の例示の実施形態を示す。前述したように、運転者の運転中の安全を保証するために、運転者はナビゲーション情報等の画像内容を持つ自身のビューウィンドウ又は領域に制限されるべきである。一方、同乗者のビューウィンドウは、より小さい角度拡がりを持ち映像、映画等の他の画像内容を表示してよい。図４に示す例では、運転者のビューウィンドウＤＷ（陰を付けた領域）は同乗者のビューウィンドウＰＷより大きな角度拡がりを有し、両者の視角は表示装置の法線に関して非対称である。なお、本発明の非対称整列表示装置は、本明細書に記載するように多くの他の用途にも適用することができる。
【００１６】
例示のために、互いに関連がないか又は関連する内容の２つの画像を表示可能な２ビュー表示装置と３Ｄ表示装置を参照して本発明を説明するが、本発明はＬＣＤ、ＯＬＥＤ、及びＡＭＯＬＥＤ表示装置を含む表示装置に適用してもよい。また、本発明は３つ以上の画像を異なる方向に表示可能な多ビュー表示装置に適用することができる。
【００１７】
２ビュー又は３Ｄ表示装置に適用可能な非対称整列表示装置を実現するために、本発明は、複数のサブピクセルピッチを表示パネルに導入することによって技術的解決を提供する。図５は、本発明の２ビュー／３Ｄ表示装置の実施形態の概略側面図を示す。図に示すように、非対称の視角を有する２ビュー／３Ｄ表示装置１０は、色フィルター層４０と、マトリックス状に配列された複数のサブピクセル４６をそれぞれ有する複数のピクセル４２とを含む表示パネル２０を備え、各サブピクセル４６はその隣のサブピクセルとは異なるサブピクセルピッチＰ１又はＰ２（図６に示す）を有して、表示パネル２０上で複数のサブピクセルピッチを形成し、これにより非対称の視角群を実現できる。表示装置１０の前にいる観察者に見えるサブピクセル４６を通る光の入射が、対応する主左、右ビューウィンドウまたは領域ＰＲ、ＰＬ（詳細に後述する）を例示するために示されている。
【００１８】
１つの実施形態では、表示装置１０の表示パネル２０は、色フィルター／ＣＦ基板３０と、薄膜トランジスタ／ＴＦＴアレイ液晶基板５０と、これらに挟まれた色フィルター層４０とを更に備える。図示のように、１つの実施形態では、ＣＦ基板３０は表示装置１０の前面の近くか又はＴＦＴアレイ基板５０上に配置されている。別の実施形態では、ＴＦＴアレイ基板５０はＣＦ基板３０の上方に配置されて表示パネル２０を形成してもよい。また、偏光子９０は表示パネル２０の前端と後端の両方に設けられてよい。透過型、透過反射型、又は反射型ＬＣＤ表示装置等のＬＣＤ表示装置の実施形態では、バックライトシステム８０が表示装置１０の光源の１つとして表示パネル２０の後端に取付けられてもよい。
【００１９】
本発明の１つの実施形態では、２ビュー／３Ｄ表示装置１０は、交互に配置された透過領域６２と不透明領域６４を備えた１つ以上の障壁６０を更に備え、障壁６０は色フィルター層４０から距離Ｄ離れた表示パネル２０の面上に位置する。図５に示すように、１つの実施形態では、光が色フィルター層４０に達する前に障壁６０の透過領域６２を通過するように、障壁６０は表示パネル２０の後面２２の近くに設けられている。別の実施形態では、光が障壁６０の透過領域６２を通過する前に色フィルター層４０を通過するように、障壁６０は表示パネル２０の前面２１の近くに設けられてもよい。更に別の実施形態では、表示パネル２０の前面２１と後面２２の両方に障壁６０を設けてもよい。障壁６０の透過領域６２は可視光が通過するのを許し、開口又は透明膜として実現されてよい。不透明領域６４は可視光を阻止又は反射する不透明膜として実現されてよい。１つの実施形態では、不透明領域６４は光源（ＬＣＤ表示装置の場合はバックライトシステム８０）に面した又は対向する面上に光を反射する任意の既知の光反射材料を備えることで形成されてもよい。図に示すように、更に障壁６０はガラス等の透明な材料でできた障壁基板７０上に支持されてもよい。２ビュー／３Ｄ表示装置では、障壁６０は、通過する光を方向付けし、表示パネル、特にその色フィルター層４０と協働して各画像を異なる方向に向けるよう所望の焦点距離に対応して設計されてよい。障壁６０のタイプは色フィルター層及びサブピクセルと一緒に後で更に説明される。
【００２０】
表示パネルへの複数のサブピクセルピッチの導入は、１つの実施形態では、各サブピクセルのサブピクセルピッチが隣のサブピクセル、より具体的には、すぐ隣のサブピクセルと異なるようにサブピクセルの幅又はサイズを変更することで実現できる。言換えると、表示パネル上のマトリックスの横行又は縦列上の互いに隣り合う２つのサブピクセルは、互いに異なるサブピクセルピッチ又は幅を有してもよい。従って、１つの実施形態では、表示パネルのサブピクセルは少なくとも２つのサブピクセルセットに分類され、第１方向（例えば自動車の運転者側／方向）に第１画像を表示する第１のサブピクセルセットの各サブピクセルは第１サブピクセルピッチＰ１を有し、第１方向と異なる第２方向（例えば自動車の同乗者側）に第２画像を表示する第２のサブピクセルセットの各サブピクセルは、Ｐ１と異なる第２サブピクセルピッチＰ２を有する。言換えると、２ビュー／３Ｄ表示装置の場合、各サブピクセルは、第１方向の第１画像の主左ビューウィンドウＰＬか、又は第２方向の第２画像の主右ビューウィンドウＰＲのどちらかに割当てることができる。ＰＬ又は第１画像のサブピクセルのサブピクセルピッチは、ＰＲ又は第２画像のサブピクセルのサブピクセルピッチとは異なる。しかし、表示装置又はサブピクセルの構成に応じて、サブピクセル群は様々な方向に異なる画像を表示する３つ以上のサブピクセルセットに分類されてもよいことは理解されるであろう。本発明の複数のサブピクセルピッチの導入は多ビュー表示装置にも適用できる。
【００２１】
図６は本発明の実施形態の簡単化された概略側面図を示す。色フィルター層４０はマトリックス状の複数のサブピクセル４６を含み、各サブピクセルは対応するビューウィンドウ、例えば２ビュー／３Ｄ表示装置の上記ＰＬ又はＰＲに割当てられている。幅Ｗの透過領域６２を有する障壁６０は色フィルター層４０から距離Ｄにある。定義として、角度Ｌｐ_minとＲｐ_minは、それぞれ前記ビューウィンドウＰＬとＰＲの最小視角を表わし、角度Ｌｐ_maxとＲｐ_maxは、それぞれＰＬとＰＲの最大視角を表わす。従って、本発明の２ビュー／３Ｄ表示装置の２つのビューウィンドウの角度拡がりは、通常それぞれθＬ、θＲ、又は｜Ｌｐ_max−Ｌｐ_min｜（主左ビューウィンドウＰＬの場合）、｜Ｒｐ_max−Ｒｐ_min｜（主右ビューウィンドウＰＲの場合）で表わされる。本発明の重要な特徴の１つは、色フィルターの隣り合うサブピクセルに対して異なるピッチＰ１、Ｐ２を選択し、表示パネル全体に亘ってＰ１とＰ２の和を一定に（Ｐ１＋Ｐ２＝一定値）、又はＰ１とＰ２の和をサブピクセルピッチＰ１を有する第１サブピクセルの中点と隣のサブピクセルピッチＰ２を有する第２サブピクセルの中点との距離の２倍に等しく維持することである。また、Ｐ１とＰ２の値を、要求される視角又は非対称性の度合いに依って選択してもよい。
【００２２】
本実施形態では、各サブピクセル４６は上記Ｐ１又はＰ２等のサブピクセルピッチを有し、距離Ｂだけ互いに離間している。図に示すように、１つの実施形態では、主左ビューウィンドウ又は領域ＰＬに割当てられたサブピクセルＧ‐２のサブピクセルピッチＰ１は、主右ビューウィンドウＰＲに割当てられた隣のサブピクセルＢ‐１の幅又はサブピクセルピッチＰ２より小さい。図に示すように、ビューウィンドウの外側視角Ｌｐ_max、Ｒｐ_maxは対称に維持され、一方、内側視角Ｌｐ_min、Ｒｐ_minは、大きさ及び／又は符号がほぼ同じであるが、同じ方向にシフトされている。従って、Ｐ１＜Ｐ２である時、θＬ＜θＲであり、サブピクセルピッチ間の差（例えば｜Ｐ１−Ｐ２｜）が大きいと、対応する画像又はビューウィンドウの角度拡がり間の差（例えば｜｜Ｒｐ_max−Ｒｐ_min｜−｜Ｌｐ_max−Ｌｐ_min｜｜又は｜θＬ−θＲ｜）も大きい。
【００２３】
図２に示す対称整列表示装置と図６に示す非対称整列表示装置の例示の実施形態との比較は、本発明の複数のサブピクセルピッチの導入によって生じた差を反映する。１つの実施形態では、サブピクセルＧ‐２のサブピクセルピッチＰ１を隣のサブピクセルＢ‐１のサブピクセルピッチＰ２より小さくすることで、ピッチＰ１とＰ２に関連するＰＬとＰＲの非対称視角を達成できる。
【００２４】
障壁シフトによって実現された非対称整列表示装置と比較しながら、本発明の上記外側視角について更に詳細に説明する。少なくとも１つの第１視角と少なくとも１つの第２視角が、異なるサブピクセルピッチＰ１、Ｐ２に関連する外側視角Ｌｐ_max、Ｒｐ_maxを含む実施形態では、対称整列表示装置の場合と同様にビューウィンドウＰＬ、ＰＲの外側視角Ｌｐ_max、Ｒｐ_maxを対称に維持できる。Ｂ、Ｗ、Ｄ等の設計パラメータが維持される仮定に基づいて図３の障壁シフトの例と比較すると、図３の角度Ｌａ_max、Ｒａ_maxもシフトされ傾斜させられ非対称になっている。言換えると、障壁シフトによってＬａ_maxはＲａ_maxより大きいので、ビューウィンドウＰＬ、ＰＲの外側境界に好ましくない影響を与える。障壁シフトによって実現される前記例と違って、図６に示す外側視角Ｌｐ_max、Ｒｐ_maxは大きさがほぼ同じに維持でき、法線０に関して符号が異なり（例えば、左と右）、ＰＬとＰＲの外側境界は対称のままであり、影響されない。
【００２５】
本発明の実施形態では、異なるサブピクセルピッチのサブピクセルが交互に表示パネルの端から端まで配列されている。図５、図６に示すように、単一のパネルに少なくとも２つのサブピクセルピッチが存在する実施形態では、第１サブピクセルピッチＰ１に対応する第１サブピクセルセットと第２サブピクセルピッチＰ２に対応する第２サブピクセルセットが表示パネルを横切る１つの行に交互に配列されてよい。例として、図に示すように１つの行において、サブピクセルＲ‐１のサブピクセルピッチはＰ１、Ｇ‐２のサブピクセルピッチはＰ２、Ｂ‐１のサブピクセルピッチはＰ１、などである。また、マトリックスの各行は、異なるサブピクセルピッチを持ったサブピクセルの異なる配列を有し、単色サブピクセル群の配列及びサブピクセルピッチが全て横行又は縦列上で異なってもよい。
【００２６】
本発明の別の実施形態では、同じサブピクセルピッチを持ったサブピクセルが、マトリックスを横切る各列を形成するよう整列されていてもよい。例えば、異なるサブピクセルピッチの列が交互に表示パネルを横切って配列されてもよい。図５、図６に示すように、単一のパネルに少なくとも２つの異なるサブピクセルピッチが存在する実施形態では、表示パネルは、表示パネルの縦方向にサブピクセルピッチＰ１の第１サブピクセルセットのサブピクセルの列と、サブピクセルピッチＰ２の第２サブピクセルセットのサブピクセルの列とを備え、第１サブピクセルセットと第２サブピクセルセットとの交互の列を形成してもよい。
【００２７】
上記実施形態のいずれにおいても、各サブピクセルはＲＧＢ単色体のいずれかであってよい。１つの実施形態では、非対称表示パネル上の横行上に異なるサブピクセルピッチ（例えばＰ１とＰ２）の少なくとも２つのセットのサブピクセルが交互に配列されているので（例えば、Ｒ‐１、Ｇ‐２、Ｂ‐１、Ｒ‐２、Ｇ‐１、Ｂ‐２）、同じサブピクセルピッチを持ったサブピクセルを、主左ビューウィンドウＰＬか又は主右ビューウィンドウＰＲに割当てることができる。従って、交互のサブピクセルのセット（例えば、Ｒ‐１、Ｇ‐１、Ｂ‐１、又はＲ‐２、Ｇ‐２、Ｂ‐２）は、ビューウィンドウＰＬ又はＰＲに表示される画像のいずれかのピクセルを構成してよい。
【００２８】
本発明の非対称整列表示装置の障壁、例えば図５の障壁６０は、異なる方向に画像が表示できるよう異なる構造体で実現されてもよい。前述したように、障壁は表示パネルの前面、後面、又は前面と後面の両方に配置されてよい。また、図７は、真直ぐな障壁６００が表示パネルの１つの面（例えば前面）上に設けられた本発明の実施形態の概略前面図である。色フィルター層の一部として示されたサブピクセル４６０、Ｒ‐１、Ｇ‐２、Ｂ‐１、Ｒ‐２、Ｇ‐１、Ｂ‐２は、それぞれ異なるサブピクセルピッチＰ１又はＰ２を有している。図の実施形態において、第１サブピクセルピッチＰ１又は第２サブピクセルピッチＰ２とサブピクセルとの関連は、記号‐１又は‐２によって示されている。また、Ｐ１とＰ２はそれぞれ主左ビューウィンドウＰＬと主右ビューウィンドウＰＲに対応する。図７に示すように、Ｐ１はＰ２よりサイズ又は幅が大きい。Ｐ１のサブピクセルとＰ２のサブピクセルは表示パネルを横切る列状に交互に整列されているので、真直ぐな障壁６００は、異なるサブピクセルピッチＰ１、Ｐ２を有するサブピクセル４６０の配列に一致して交互に並んだ縦方向の透過領域６２０と不透明領域６４０を有する。障壁６００、特に透過領域６２０を通して、Ｐ１のサブピクセル（例えばＲ‐１、Ｂ‐１、Ｇ‐１）は、主左ビューウィンドウＰＬに表示される画像を構成するピクセルのいずれか１つを形成する。同様に、Ｐ２のサブピクセル（例えばＧ‐２、Ｒ‐２、Ｂ‐２）は、主右ビューウィンドウＰＲに表示される別の画像を構成するピクセルのいずれか１つを形成する。ビューウィンドウＰＬ、ＰＲのサブピクセルピッチＰ１、Ｐ２は幅又はサイズが異なるので、ＰＬとＰＲの角度拡がりが互いに異なるように本表示装置の非対称視角を実現できる。
【００２９】
図８は、階段状障壁６００’が複数のサブピクセル４６０’を備える表示パネルの１つの面（例えば前面）上に配置された本発明の障壁の別の実施形態を示す。この実施形態では、図示のように、異なるサブピクセルピッチ、例えばＰ１、Ｐ２のサブピクセル４６０’が横方向の行及び縦方向の列上に交互に配列されている。行及び列内で交互する透過領域６２０’と不透明領域６４０’を有する階段状障壁６００’を異なる方向のビューウィンドウＰＬ、ＰＲに画像を表示するために適用できる。行及び列上のサブピクセルＲ‐１、Ｂ‐１、Ｇ‐１によって生成される画像は、ビューウィンドウＰＬに表示され、ビューウィンドウＰＲは、サブピクセルマトリックスの行及び列のサブピクセルＧ‐２、Ｒ‐２、Ｂ‐２の組合せによって生成される別の画像を表示する。上述のように、ビューウィンドウＰＬ、ＰＲのサブピクセルピッチＰ１、Ｐ２は幅又はサイズが異なるので、ＰＬとＰＲの角度拡がりが互いに異なるように表示装置の非対称視角を実現できる。
【００３０】
本発明は様々な種類の表示装置に適用できる。本発明の１つの実施形態によれば、本表示パネルは液晶層を備える液晶表示パネル（ＬＣＤ）であってよい。別の実施形態では、本表示パネルは有機化合物からなるエレクトロルミネセント層を備える有機発光表示パネル（ＯＬＥＤ）であってよい。液晶表示装置の場合、光源の１つとしてのバックライトシステムは表示パネルの後面に設けられてもよい。表示パネルの構造に関しては、表示装置のデータ線はサブピクセルの上記間隔又はパラメータＢ（図５、図６）内に設けることができる。パラメータＢは色フィルター層の黒マトリックスの幅を示す。
【００３１】
上記詳細な実施形態を参照して本発明を開示したが、これらの実施形態は例示のためのものであり、本発明の限定として扱われるべきでないことは理解されるべきである。例えば、本発明は２ビュー／３Ｄ表示装置に適用できるが、用語「２ビュー／３Ｄ表示装置」は、一般的にいって関連がないか又は関連する内容の２つ以上の画像を生成可能な任意の表示装置を含み、本発明の複数のサブピクセルピッチの導入は多ビュー表示装置にも適用できる。また、明細書及び請求項の言葉「１つの」は、「少なくとも１つの」と同じ意味を持つ。本発明の思想と請求項の範囲に入る変更及び組合せを当業者は容易に想到するであろうことは考慮されている。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】対称視角を有する従来の２ビューＬＣＤ表示装置の概略断面図である。
【図２】図１の従来の２ビュー／３Ｄ表示装置の簡単化された概略側面図である。
【図３】障壁シフトによって実現された非対称整列２ビュー表示装置の簡単化された概略側面図である。
【図４】自動車の表示装置として使用された本発明の非対称整列表示装置の概略上面図である。
【図５】非対称視角を有する本発明の２ビュー／３Ｄ表示装置の実施形態の概略側面図である。
【図６】図４の本発明の２ビュー／３Ｄ表示装置の簡単化された概略側面図である。
【図７】非対称視角を有する本発明の２ビュー／３Ｄ表示装置の真直ぐな障壁の実施形態の概略前面図である。
【図８】非対称視角を有する本発明の２ビュー／３Ｄ表示装置の階段状障壁の実施形態の概略前面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１０ ２ビュー／３Ｄ表示装置
２０ 表示パネル
３０ 色フィルター基板
４０ 色フィルター層
４２ ピクセル
４６、Ｒ‐１、Ｇ‐１、Ｂ‐１、Ｒ‐２、Ｇ‐２、Ｂ‐２ サブピクセル
５０ 薄膜トランジスタアレイ液晶基板
６０ 障壁
６２ 透過領域
６４ 不透明領域
７０ 障壁基板
８０ バックライトシステム
９０ 偏光子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非対称の視角群を有する表示装置であって、
色フィルター層とマトリックス状の複数のサブピクセルとを含む表示パネルを備え、
該複数のサブピクセルの各サブピクセルは、すぐ隣のサブピクセルとサブピクセルピッチが異なり、該表示パネル上に複数のサブピクセルピッチを形成して、非対称の視角群を実現する表示装置。
【請求項２】
交互に配置された透過領域と不透明領域を有し、前記色フィルター層から離れた前記表示パネルの１つの面上に位置する障壁を更に備える請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記複数のサブピクセルは少なくとも２つのサブピクセルセットに分けられ、第１画像を第１方向に表示する第１サブピクセルセットの各サブピクセルは、第１サブピクセルピッチＰ１を有し、第２画像を該第１方向と異なる第２方向に表示する第２サブピクセルセットの各サブピクセルは、Ｐ１と異なる第２サブピクセルピッチＰ２を有する請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】
前記Ｐ１とＰ２の和は前記サブピクセルピッチＰ１を有する第１サブピクセルの中点と、隣の前記サブピクセルピッチＰ２を有する第２サブピクセルの中点との距離の２倍に等しい請求項３に記載の表示装置。
【請求項５】
該表示装置の非対称の視角群は前記第１サブピクセルピッチＰ１に対応する第１視角と、前記第２サブピクセルピッチＰ２に対応する第２視角とを含み、該第１視角に関連する角度拡がりθＬは、該第２視角に関連する角度拡がりθＲと異なる請求項３に記載の表示装置。
【請求項６】
前記第１視角は前記第１サブピクセルピッチＰ１に対応する外側視角を含み、前記第２視角は前記第２サブピクセルピッチＰ２に対応する外側視角を含み、該第１サブピクセルピッチＰ１に対応する該外側視角は、該第２サブピクセルピッチＰ２に対応する該外側視角と大きさがほぼ等しい請求項５に記載の表示装置。
【請求項７】
前記第１視角は前記第１サブピクセルピッチＰ１に対応する内側視角を含み、前記第２視角は前記第２サブピクセルピッチＰ２に対応する内側視角を含み、該第１サブピクセルピッチＰ１に対応する該内側視角は、該第２サブピクセルピッチＰ２に対応する該内側視角と大きさ及び符号の両方がほぼ等しい請求項５に記載の表示装置。
【請求項８】
前記第１方向の前記第１画像の前記角度拡がりθＬと、前記第２方向の前記第２画像の前記角度拡がりθＲとの差は、前記第１サブピクセルピッチＰ１と前記第２サブピクセルピッチＰ２との差と相関する請求項４に記載の表示装置。
【請求項９】
前記第１サブピクセルピッチＰ１を有する前記第１サブピクセルセットのサブピクセルと、前記第２サブピクセルピッチＰ２を有する前記第２サブピクセルセットのサブピクセルは、前記表示パネルを横切る１つの行に交互に配列されている請求項３に記載の表示装置。
【請求項１０】
前記表示パネルは、端から端まで交互に配列された前記第１サブピクセルピッチＰ１の前記第１サブピクセルセットのサブピクセルの列と、前記第２サブピクセルピッチＰ２の前記第２サブピクセルセットのサブピクセルの列とを備える請求項３に記載の表示装置。
【請求項１】
非対称の視角群を有する表示装置であって、
色フィルター層とマトリックス状の複数のサブピクセルとを含む表示パネルを備え、
該複数のサブピクセルの各サブピクセルは、すぐ隣のサブピクセルとサブピクセルピッチが異なり、該表示パネル上に複数のサブピクセルピッチを形成して、非対称の視角群を実現する表示装置。
【請求項２】
交互に配置された透過領域と不透明領域を有し、前記色フィルター層から離れた前記表示パネルの１つの面上に位置する障壁を更に備える請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記複数のサブピクセルは少なくとも２つのサブピクセルセットに分けられ、第１画像を第１方向に表示する第１サブピクセルセットの各サブピクセルは、第１サブピクセルピッチＰ１を有し、第２画像を該第１方向と異なる第２方向に表示する第２サブピクセルセットの各サブピクセルは、Ｐ１と異なる第２サブピクセルピッチＰ２を有する請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】
前記Ｐ１とＰ２の和は前記サブピクセルピッチＰ１を有する第１サブピクセルの中点と、隣の前記サブピクセルピッチＰ２を有する第２サブピクセルの中点との距離の２倍に等しい請求項３に記載の表示装置。
【請求項５】
該表示装置の非対称の視角群は前記第１サブピクセルピッチＰ１に対応する第１視角と、前記第２サブピクセルピッチＰ２に対応する第２視角とを含み、該第１視角に関連する角度拡がりθＬは、該第２視角に関連する角度拡がりθＲと異なる請求項３に記載の表示装置。
【請求項６】
前記第１視角は前記第１サブピクセルピッチＰ１に対応する外側視角を含み、前記第２視角は前記第２サブピクセルピッチＰ２に対応する外側視角を含み、該第１サブピクセルピッチＰ１に対応する該外側視角は、該第２サブピクセルピッチＰ２に対応する該外側視角と大きさがほぼ等しい請求項５に記載の表示装置。
【請求項７】
前記第１視角は前記第１サブピクセルピッチＰ１に対応する内側視角を含み、前記第２視角は前記第２サブピクセルピッチＰ２に対応する内側視角を含み、該第１サブピクセルピッチＰ１に対応する該内側視角は、該第２サブピクセルピッチＰ２に対応する該内側視角と大きさ及び符号の両方がほぼ等しい請求項５に記載の表示装置。
【請求項８】
前記第１方向の前記第１画像の前記角度拡がりθＬと、前記第２方向の前記第２画像の前記角度拡がりθＲとの差は、前記第１サブピクセルピッチＰ１と前記第２サブピクセルピッチＰ２との差と相関する請求項４に記載の表示装置。
【請求項９】
前記第１サブピクセルピッチＰ１を有する前記第１サブピクセルセットのサブピクセルと、前記第２サブピクセルピッチＰ２を有する前記第２サブピクセルセットのサブピクセルは、前記表示パネルを横切る１つの行に交互に配列されている請求項３に記載の表示装置。
【請求項１０】
前記表示パネルは、端から端まで交互に配列された前記第１サブピクセルピッチＰ１の前記第１サブピクセルセットのサブピクセルの列と、前記第２サブピクセルピッチＰ２の前記第２サブピクセルセットのサブピクセルの列とを備える請求項３に記載の表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００９−１０４１２９（Ｐ２００９−１０４１２９Ａ）
【公開日】平成２１年５月１４日（２００９．５．１４）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２００８−２６１５５１（Ｐ２００８−２６１５５１）
【出願日】平成２０年１０月８日（２００８．１０．８）
【出願人】（５０３１４１０７５）統寶光電股▲ふん▼有限公司 (155)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年５月１４日（２００９．５．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２６１５５１（Ｐ２００８−２６１５５１）
【出願日】平成２０年１０月８日（２００８．１０．８）
【出願人】（５０３１４１０７５）統寶光電股▲ふん▼有限公司 (155)
【Ｆターム（参考）】
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