特開 2024-75170 表示装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024075170

(43)【公開日】2024-06-03

(54)【発明の名称】表示装置

(51)【国際特許分類】

   G02B 30/10 20200101AFI20240527BHJP

   G09F 9/30 20060101ALI20240527BHJP

   G09F 9/00 20060101ALI20240527BHJP

   H04N 13/305 20180101ALI20240527BHJP

   H04N 13/31 20180101ALI20240527BHJP

   H04N 13/125 20180101ALN20240527BHJP

【ＦＩ】

G02B30/10

G09F9/30 397

G09F9/00 313

H04N13/305

H04N13/31

H04N13/125

【審査請求】未請求

【請求項の数】18

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022186412

(22)【出願日】2022-11-22

(71)【出願人】

【識別番号】502356528

【氏名又は名称】株式会社ジャパンディスプレイ

(74)【代理人】

【識別番号】110001737

【氏名又は名称】弁理士法人スズエ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】林 宗治

【テーマコード（参考）】

2H199

5C061

5C094

5G435

【Ｆターム（参考）】

2H199BA20

2H199BA63

2H199BB04

2H199BB08

2H199BB10

2H199BB29

2H199BB30

2H199BB52

2H199BB59

5C061AA06

5C061AA07

5C061AA08

5C061AB14

5C061AB16

5C094AA01

5C094BA43

5C094CA21

5C094ED01

5C094ED15

5G435AA01

5G435BB12

5G435CC09

5G435GG02

5G435KK07

(57)【要約】

【課題】 多重像の発生を防ぐことが可能な表示装置を提供する。
【解決手段】 表示装置は、複数のレンズを有するレンズ素子と、複数の遮光層を有するバリア素子と、表示パネルと、を備え、前記レンズ素子は、前記表示パネル及び前記バリア素子の間に設けられ、前記複数の遮光層それぞれは、前記複数のレンズそれぞれの端部に重畳する。隣り合う前記遮光層の間の領域を、開口部とすると、前記バリア素子は、複数の前記開口部を有する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のレンズを有するレンズ素子と、
複数の遮光層を有するバリア素子と、
表示パネルと、
を備え、
前記レンズ素子は、前記表示パネル及び前記バリア素子の間に設けられ、
前記複数の遮光層それぞれは、前記複数のレンズそれぞれの端部に重畳する、表示装置。

【請求項2】

前記バリア素子は、
透明基材と、をさらに備え、
前記複数の遮光層は、前記透明基材の表面に設けられている、請求項１に記載の表示装置。

【請求項3】

前記複数の遮光層のそれぞれは、前記複数のレンズのそれぞれの表面に接して設けられている、請求項１に記載の表示装置。

【請求項4】

前記バリア素子は、
透明基材と、をさらに備え、
前記遮光層のそれぞれは、前記複数のレンズそれぞれ及び前記透明基材の間に設けられている、請求項１に記載の表示装置。

【請求項5】

前記複数のレンズそれぞれの第１方向に沿う長さをＷＬＮ、前記複数のレンズそれぞれの頂点を含む平面と前記遮光層との距離をＴＬＮとし、
前記距離ＴＬＮは、０≦ＴＬＮ≦０．１×ＷＬＮ×√３を満たす、請求項１に記載の表示装置。

【請求項6】

隣り合う前記遮光層の間の領域を、開口部とし、
前記開口部の第１方向に沿う長さは、前記複数のレンズそれぞれの前記第１方向に沿う長さの５０％以上である、請求項１に記載の表示装置。

【請求項7】

隣り合う前記遮光層の間の領域を、開口部とし、
前記複数のレンズは、複数のレンチキュラーレンズであり、
複数の前記開口部は、複数のスリットである、請求項１に記載の表示装置。

【請求項8】

隣り合う前記遮光層の間の領域を、開口部とし、
前記複数のレンズは、複数のマイクロレンズであり、
複数の前記開口部は、複数の円形状開口部である、請求項１に記載の表示装置。

【請求項9】

隣り合う前記遮光層の間の領域を、開口部とし、
前記複数の遮光層それぞれは、第１領域及び第２領域を有し、
前記第２領域は、前記第１領域及び前記開口部の間に設けられ、
前記第２領域は、前記第１領域よりも透過率が高い、請求項１に記載の表示装置。

【請求項10】

前記第２領域は、ハーフトーン処理がされている、請求項９に記載の表示装置。

【請求項11】

前記第２領域は、複数の三角形状の遮光パターンを有し、
前記複数の三角形状の遮光パターンは、それぞれ、前記開口部に近づくにつれ、幅が小さくなる、請求項９に記載の表示装置。

【請求項12】

前記第２領域は、複数のストライプ形状の遮光パターンを有し、
前記複数のストライプ形状の遮光パターンは、それぞれ、前記開口部に近づくにつれ、幅が小さくなる、請求項９に記載の表示装置。

【請求項13】

前記第２領域は、複数の円形形状の遮光パターンを有し、
前記複数の円形形状の遮光パターンは、それぞれ、前記開口部に近づくにつれ、直径が小さくなる、請求項９に記載の表示装置。

【請求項14】

前記第２領域は、複数の円形形状の遮光パターン、及び、複数の円形形状の開口パターンを有し、
前記複数の円形形状の遮光パターンは、それぞれ、前記開口部に近づくにつれ、直径が小さくなり、
前記複数の円形形状の開口パターンは、それぞれ、前記第１領域に近づくにつれ、直径が小さくなり、
前記複数の円形形状の遮光パターンそれぞれ、及び、前記複数の円形形状の開口パターンそれぞれは、互い違いに配置されている、請求項９に記載の表示装置。

【請求項15】

前記レンズ素子の端部に接して、透明部材が設けられ、
前記透明部材に接して、接着剤が設けられ、
前記接着剤は、前記バリア素子の端部に接着され、
前記透明部材は、前記複数のレンズそれぞれと同じ材料で金型形成されている、請求項１に記載の表示装置。

【請求項16】

前記レンズ素子の端部及び前記バリア素子の端部の間に、シール剤が設けられている、請求項１に記載の表示装置。

【請求項17】

前記レンズ素子の端部に接して、ダミーレンズが設けられ、
前記レンズ素子の端部及び前記バリア素子の端部の外側に、接着剤が設けられ、
前記接着剤は、前記レンズ素子及び前記バリア素子の周辺を囲って覆われており、
前記ダミーレンズは、前記複数のレンズと同じ材料で同時に形成されている、請求項１に記載の表示装置。

【請求項18】

前記バリア素子の端部に接して、構造物が設けられ、
前記構造物は、両面テープ、ガラスシート及び接着剤の積層体、又はＵＶ硬化樹脂で硬化されたビーズガラスのうちの１つである、請求項１に記載の表示装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、表示装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、裸眼で立体視を可能とする様々な表示装置が開発されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特表２０１４－５０９３９９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本実施形態は、多重像の発生を防ぐことが可能な表示装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

一実施形態に係る表示装置は、
複数のレンズを有するレンズ素子と、
複数の遮光層を有するバリア素子と、
表示パネルと、
を備え、
前記レンズ素子は、前記表示パネル及び前記バリア素子の間に設けられ、
前記複数の遮光層それぞれは、前記複数のレンズそれぞれの端部に重畳する。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】図１は、表示装置の概略的な構成の一例を示す断面図である。

【図2】図２は、比較例の表示装置の断面図である。

【図3】図３は、比較例の画素を通る光とレンズとの関係を示す図である。

【図4】図４は、比較例の画素を通る光とレンズとの関係を示す図である。

【図5】図５は、比較例の画素を通る光とレンズとの関係を示す図である。

【図6】図６は、図３に示す光により形成される画像を示す図である。

【図7】図７は、図４に示す光により形成される画像を示す図である。

【図8】図８は、図５に示す光により形成される画像を示す図である。

【図9】図９は、実施形態の画素を通る光とレンズとの関係を示す図である。

【図10】図１０は、実施形態の画素を通る光とレンズとの関係を示す図である。

【図11】図１１は、実施形態の画素を通る光とレンズとの関係を示す図である。

【図12】図１２乃は、図９に示す光により形成される画像を示す図である。

【図13】図１３は、図１０に示す光により形成される画像を示す図である。

【図14】図１４は、図１１に示す光により形成される画像を示す図である。

【図15】図１５は、レンズと遮光層の距離の関係を示す図である。

【図16】図１６は、比較例の表示装置を示す図である。

【図17】図１７は、実施形態における表示装置の他の構成例を示す断面図である。

【図18】図１８は、実施形態における表示装置の他の構成例を示す断面図である。

【図19】図１９は、実施形態における表示装置の他の構成例を示す断面図である。

【図20】図２０は、実施形態における表示装置の他の構成例を示す断面図である。

【図21】図２１は、実施形態における表示装置の他の構成例を示す断面図である。

【図22】図２２は、実施形態における表示装置の他の構成例を示す断面図である。

【図23】図２３は、実施形態における表示装置の他の構成例を示す断面図である。

【図24】図２４は、実施形態における表示装置の他の構成例を示す断面図である。

【図25】図２５は、実施形態における表示装置の他の構成例を示す断面図である。

【図26】図２６は、実施形態における表示装置の他の構成例を示す断面図である。

【図27】図２７は、レンズ及び開口部の長さの関係を示す図である。

【図28】図２８は、マイクロレンズの長さ（直径）と円形状開口部の長さ（直径）の関係を示す図である。

【図29】図２９は、実施形態における表示装置の他の構成例を示す平面図である。

【図30】図３０は、実施形態における表示装置の他の構成例を示す平面図である。

【図31】図３１は、実施形態における表示装置の他の構成例を示す平面図である。

【図32】図３２は、実施形態における表示装置の他の構成例を示す平面図である。

【図33】図３３は、実施形態における表示装置の他の構成例を示す平面図である。

【図34】図３４は、実施形態における表示装置の他の構成例を示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0007】

以下に、本発明の各実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。
以下、図面を参照しながら一実施形態に係る表示装置について詳細に説明する。

【0008】

本実施形態においては、第１方向Ｘ、第２方向Ｙ、及び、第３方向Ｚは、互いに直交しているが、９０度以外の角度で交差していてもよい。第３方向Ｚの矢印の先端に向かう方向を上又は上方と定義し、第３方向Ｚの矢印の先端に向かう方向とは反対側の方向を下又は下方と定義する。なお第１方向Ｘ、第２方向Ｙ、及び、第３方向Ｚを、それぞれ、Ｘ方向、Ｙ方向、及び、Ｚ方向と呼ぶこともある。

【0009】

また、「第１部材の上方の第２部材」及び「第１部材の下方の第２部材」とした場合、第２部材は、第１部材に接していてもよく、又は第１部材から離れて位置していてもよい。後者の場合、第１部材と第２部材との間に、第３の部材が介在していてもよい。一方、「第１部材の上の第２部材」及び「第１部材の下の第２部材」とした場合、第２部材は第１部材に接している。

【0010】

また、第３方向Ｚの矢印の先端側に表示装置を観察する観察位置があるものとし、この観察位置から、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙで規定されるＸ－Ｙ平面に向かって見ることを平面視という。第１方向Ｘ及び第３方向Ｚによって規定されるＸ－Ｚ平面、あるいは第２方向Ｙ及び第３方向Ｚによって規定されるＹ－Ｚ平面における表示装置の断面を見ることを断面視という。

【0011】

［実施形態］
図１は、表示装置の概略的な構成の一例を示す断面図である。図１に示す表示装置ＤＳＰは、照明装置ＩＬＤと、第１偏光板ＰＯＬ１と、表示パネルＰＮＬと、第２偏光板ＰＯＬ２と、接着剤ＡＤＨと、レンズ素子ＬＮＳと、バリア素子ＢＲＲと、を備えている。

【0012】

表示装置ＤＳＰは、ライトフィールドディスプレイである。ある物体を視認する場合、視認者は、当該物体表面で反射した反射光が目に到達することで当該物体を視認することとなる。一方、ライトフィールドディスプレイは、画像を表示する表示画面からの出射光をコントロールすることで、上述の如き反射光を再現する。すなわち、平面ディスプレイに表示されたある物体の画像であっても、当該物体の実物が各方向に放出しているような反射光を表示画面からの出射光によって再現できるので、当該表示画面を視認する視認者は、当該表示画面に対する１又は複数視点において当該物体が実在しているように感じられる。

【0013】

一般的にディスプレイは、同一な光（輝度、色）をできるだけ全方位に拡散させ、広視野角を実現している。一方、ライトフィールドディスプレイは、画素ごとに光の取り出し方向を限定することで立体視を実現させる。光の取り出し方向を限定するには、遮光バリアで光の角度を限定したり、拡散した光をレンズで平行にしたりすることが挙げられる。本実施形態の表示装置ＤＳＰは、レンズにより光の取り出し方向を限定している。

【0014】

照明装置ＩＬＤは、例えば、光源素子と、導光板と、拡散板と、を備えるバックライトであればよい。光学素子は、例えば、発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ：ＬＥＤ）や、レーザダイオード等であればよい。また、導光板や拡散板以外に、光学素子を備えていてもよい。

【0015】

表示パネルＰＮＬは、第１基板ＳＵＢ１と、第２基板ＳＵＢ２と、第１基板ＳＵＢ１及び第２基板ＳＵＢ２との間に設けられる液晶層（図示しない）と、を備えている。第１基板ＳＵＢ１には、液晶層を駆動する複数の画素回路が設けられている。第２基板ＳＵＢ２又は第１基板ＳＵＢ１には、複数のカラーフィルタが設けられている。複数の画素回路、液晶層、及び複数のカラーフィルタは、複数の画素ＰＸを構成する。複数の画素ＰＸは、赤色を発光する画素ＰＸＲ、緑色を発光する画素ＰＸＧ、青色を発光する画素ＰＸＢを含んでいる。画素ＰＸＲ、画素ＰＸＧ、及び画素ＰＸＢは、第１方向Ｘに沿って、この順に配置されている。表示パネルＰＮＬは、第１偏光板ＰＯＬ１及び第２偏光板ＰＯＬ２との間に配置されている。

【0016】

レンズ素子ＬＮＳは、接着剤ＡＤＨにより、表示パネルＰＮＬに接着されている。本実施形態のレンズ素子ＬＮＳは、複数のレンズＬＸを有している。レンズ素子ＬＮＳは、透明部材、例えば透明樹脂材料を用いて形成されて入ればよい。当該透明樹脂材料として、例えば、アクリル樹脂が挙げられる。また、レンズ素子ＬＮＳは、透明部材であり、通過する光の位相差が変わらない部材、例えばガラス材料を用いて形成されていてもよい。また、レンズ素子ＬＮＳとして液晶レンズを採用することも可能である。本実施形態において、複数のレンズＬＸそれぞれは、レンチキュラーレンズである。レンズＬＸは、Ｘ－Ｚ平面での形状がレンズ形状であり、第２方向Ｙに沿って延伸している。

【0017】

本実施形態の表示装置ＤＳＰでは、レンズ素子ＬＮＳにより、画素ＰＸから出射される映像光の取り出し方向を限定する。レンズ素子ＬＮＳのレンズＬＸは、映像光を遮光することがなく、取り出された光を効率よく利用することができる。これにより、輝度の高い表示装置を得ることが可能である。

【0018】

レンズ素子ＬＮＳ上に空気層ＡＲＬを挟んで、バリア素子ＢＲＲが設けられている。バリア素子ＢＲＲは、基材ＢＡと、複数の遮光層ＬＢと、を備えている。複数の遮光層ＬＢそれぞれは、複数のレンズＬＸの頂点の間に重畳して設けられている。換言すると、遮光層ＬＢは、１つのレンズＬＸの端部に重畳して設けられている。隣り合う遮光層ＬＢの間の領域を開口部ＯＰとする。

【0019】

レンズ素子ＬＮＳは、表示パネルＰＮＬの上方に設けられている。バリア素子ＢＲＲは、レンズ素子ＬＮＳの上方に設けられている。換言すると、レンズ素子ＬＮＳは、表示パネルＰＮＬ及びバリア素子ＢＲＲの間に設けられている。

【0020】

基材ＢＡは、透明基材、例えば、ガラス基材や、上述の透明樹脂材料を用いた基材等であればよい。遮光層ＬＢは、例えば、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、もしくは銀（Ａｇ）などを含む金属材料層、または黒色の樹脂材料層を用いることができる。遮光層ＬＢは、基材ＢＡの表面に設けられている。

【0021】

照明装置ＩＬＤから出射された照明光は、表示パネルＰＮＬに入射する。表示パネルＰＮＬは、入射した照明光を、表示パネルＰＮＬの画素ＰＸで変調することにより、画像を表示する。表示画像は、映像光として上方に出射され、レンズ素子ＬＮＳにて平行光に調整される。

【0022】

図２は、比較例の表示装置の断面図である。比較例の表示装置ＤＳＰｒは、図１に示す表示装置ＤＳＰと比較して、バリア素子を設けないという点で異なっている。

【0023】

表示装置ＤＳＰｒにおいて、例えば、１つのレンズＬＸの中心が、１つの緑色の画素ＰＸＧに対向しているものとする。換言すると、レンズＬＸの中心は、画素ＰＸＧの直上に位置している。第１方向Ｘに沿って、画素ＰＸＧの左隣には画素ＰＸＲ、画素ＰＸＧの右隣には画素ＰＸＢが設けられている。

【0024】

照明装置ＩＬＤから出射され、画素ＰＸＲ、画素ＰＸＧ、及び画素ＰＸＢを通る光を、それぞれ、光ＬＴＲ、光ＬＴＧ、及び光ＬＴＢとする。光ＬＴＲ、光ＬＴＧ、及び光ＬＴＢは、それぞれ、画素ＰＸＲ、画素ＰＸＧ、及び画素ＰＸＢを通る際に、第３方向Ｚの軸を中心として±２０°程度（全体で４０°程度）広がる。レンズＬＸは、当該広がった光を集光して、平行光として出射する。光ＬＴＧは、画素ＰＸＧを通りレンズＬＸで集光され、レンズＬＸから平行光として出射される。光ＬＴＲは、左隣の画素ＰＸＲを通りレンズＬＸで集光され、レンズＬＸから紙面右斜め上に出射される。光ＬＴＢは、右隣の画素ＰＸＢを通りレンズＬＸで集光され、レンズＬＸから紙面左斜め上に出射される。

【0025】

図３は、比較例の画素を通る光とレンズとの関係を示す図である。図３に示す表示装置ＤＳＰｒでは、光ＬＴＧは、緑色を発光する画素ＰＸＧを通り拡散する。当該拡散した光ＬＴＧがレンズＬＸを透過する際に集光される。集光された光ＬＴＧは、第３方向Ｚに平行な光として、レンズＬＸから出射される。図３では、レンズＬＸから出射される光は、全て光ＬＴＧである。

【0026】

図４は、比較例の画素を通る光とレンズとの関係を示す図である。図４に示す表示装置ＤＳＰｒでは、レンズＬＸの収差によって、集光位置がずれている。図４においては、赤色を発光する画素ＰＸＲ及び緑色を発光する画素ＰＸＧそれぞれを通る光、並びに、レンズＬＸの位置関係が示されている。

【0027】

レンズＬＸに収差があるので、レンズＬＸには、画素ＰＸＲを通過する光ＬＴＲだけでなく、隣接する画素ＰＸＧを通過する光ＬＴＧの一部も入射する。このように、レンズＬＸから出射される光には、目的とする画素ＰＸを通る光だけでなく、周辺の画素ＰＸを通る光が混合される。このような光から形成される画像は、情報のずれが画像の重ね合わせとなり、多重像となってしまう。

【0028】

なお本開示において、所望の画素を通る光を主光線といい、隣接する画素を通る光を隣接光線と呼ぶ。例えば、図４に示す例では、画素ＰＸＲを通る光ＬＴＲが主光線であり、画素ＰＸＧを通る光ＬＴＧが隣接光線である。隣接光線の割合が増える、換言すると、主光線の割合が減ると、画像のずれが大きくなってしまう。

【0029】

主光線のみで構成される画像は、画像を見る角度が変わると共に切り替わってしまい、リアリティが下がる恐れがある。隣接光線が主光線に適度に混合され、緩やかに主光線と隣接光線の比率が切り替わると、画像の変化が自然なものと認識される。そのため、隣接光線はある程度混合されていることが好ましい。しかしながら、上述のように、主光線は画素の法線方向（第３方向Ｚ）に対して広がるため、主光線に対する隣接光線の割合の上昇を抑えることが必要となる。

【0030】

図５は、比較例の画素を通る光とレンズとの関係を示す図である。図５に示す表示装置ＤＳＰｒでは、製造バラツキにより、画素とレンズの間の距離が短くなっている。図５においては、緑色を発光する画素ＰＸＧの直上に、レンズＬＸの中心が位置している。

【0031】

画素ＰＸとレンズＬＸの距離が短いため、画素ＰＸＧを通る光ＬＴＧだけでなく、隣接する画素ＰＸＲ及び画素ＰＸＢを通る光ＬＴＲ及び光ＬＴＢもレンズＬＸに入射する。目的とする画素ＰＸを通る光だけでなく、周辺の画素ＰＸを通る光が混合される。このような光から形成される画像は、多重像となってしまう。

【0032】

図６乃至図８は、それぞれ、図３乃至図５に示す光により形成される画像を示す図である。図６は、図３において方向ＤＲ１から見た画像を示している。図６に示す画像は、レンズＬＸで集光された光ＬＴＧのみから構成される画像を含んでいる。また、光ＬＴＧで形成された画像の端部は、光が届かない非透過部ＮＴＲとなる。

【0033】

図７は、図４において方向ＤＲ２から見た画像を示している。図７に示す画像は、光ＬＴＲにより構成された画像を含んでいる。当該画像の左右には、光ＬＴＧから形成される画像が表示される。図４に示すように、光ＬＴＧは紙面左から右に進む。図７では光ＬＴＲによる画像の左右に形成される光ＬＴＧによる画像のうち、右側の画像の幅は、左側の画像の幅より長い。

【0034】

図８は、図５において方向ＤＲ３から見た画像を示している。図８に示す画像は、光ＬＴＧにより構成された画像を含んでいる。当該画像の左右には、それぞれ、光ＬＴＲ及び光ＬＴＢから形成される画像が表示される。

【0035】

比較例に示すように、バリア素子を有さない表示装置では、隣接する画素を通る光が混合され、多重像となる恐れがある。

【0036】

図９乃至図１１は、それぞれ、実施形態の画素を通る光とレンズとの関係を示す図である。図９に示す表示装置ＤＳＰでは、第３方向Ｚに沿ってレンズＬＸに隣接して、遮光層ＬＢが設けられている。遮光層ＬＢは、上述したように、複数のレンズＬＸの頂点の間に重畳して設けられている。換言すると、遮光層ＬＢは、レンズＬＸの端部に重畳して設けられている。

【0037】

図９では、遮光層ＬＢは、レンズＬＸの端部を通過する光ＬＴＧを遮光する。
図１０では、遮光層ＬＢは、レンズＬＸの端部を通過する光ＬＴＧ及び光ＬＴＲの一部を遮光する。図１０に示す表示装置ＤＳＰでは、光ＬＴＲのみから構成される画像が形成されるため、異なる色の光の混合が生じない。よって、多重像が発生することを防ぐことが可能である。

【0038】

図１１では、遮光層ＬＢは、レンズＬＸの端部を通過する光ＬＴＲ及び光ＬＴＢを遮光する。図１１に示す表示装置ＤＳＰでは、光ＬＴＧのみから構成される画像が得られる。図１１によっても、多重像が発生することを防ぐことができる。

【0039】

図１２乃至図１４は、それぞれ、図９乃至図１１に示す光により形成される画像を示す図である。図１２に示す画像では、図６に示す画像と比較して、非透過部ＮＴＲは遮光層ＬＢに覆われている。

【0040】

図１３に示す画像では、図７に示す画像と比較して、非透過部ＮＴＲ及び光ＬＴＧがレンズＬＸに入射する領域が、遮光層ＬＢに覆われている。よって、光ＬＴＧは画像を形成しない。光ＬＴＲにより形成される画像には、光ＬＴＧによる混色が生じない。よって多重像の発生を防ぐことができる。

【0041】

図１４に示す画像では、図８に示す画像と比較して、非透過部ＮＴＲ並びに光ＬＴＲ及び光ＬＴＢがレンズＬＸに入射する領域が、遮光層ＬＢに覆われている。よって、光ＬＴＲ及び光ＬＴＢは画像を形成しない。光ＬＴＧにより形成される画像には、光ＬＴＲ及び光ＬＴＢによる混色が生じない。よって多重像の発生を防ぐことができる。

【0042】

図１５は、レンズと遮光層の距離の関係を示す図である。レンズＬＸの幅を幅ＷＬＮ、レンズＬＸの頂点を頂点ＶＸ、頂点ＶＸを含むＸ－Ｙ平面と遮光層ＬＢとの距離を距離ＴＬＮ、とする。隣り合う遮光層ＬＢは、頂点ＶＸから等距離に位置している。換言すると、開口部ＯＰの中心は、頂点ＶＸを通る法線（第３方向Ｚに沿う線）と一致する。

【0043】

距離ＴＬＮが長くなる、すなわち、レンズＬＸ及び遮光層ＬＢの距離が離れるほど、斜め方向の光は、頂点ＶＸから見て左右非対称に遮光され、主光線の比率が下がる。これを制限するためには、距離ＴＬＮを、０以上（（０．１×幅ＷＬＮ／ｔａｎ３０°）＝（０．１×幅ＷＬＮ×√３））以下（０≦ＴＬＮ≦０．１×ＷＬＮ×√３（式１））とする。

【0044】

（式１）に示される距離ＴＬＮは、レンズＬＸの位置が幅ＷＬＮの１０％の長さ分ずれたとしても、視野角が最大に留まる範囲である。視野角最大とは、レンズＬＸの頂点ＶＸから出射される光が、頂点ＶＸを通る法線に対して、±３０°である場合を指す。

【0045】

図１６は、比較例の表示装置を示す図である。表示装置ＤＳＰｒは、図１０に示す表示装置ＤＳＰにおいて、距離ＴＬＮが０．１×ＷＬＮ×√３を超えている場合（ＴＬＮ＞０．１×ＷＬＮ×√３）を示している。

【0046】

図１６に示す表示装置ＤＳＰｒでは、紙面左側の光ＬＴＧは遮光層ＬＢに遮光されていない。また紙面右側の光ＬＴＧも遮光層ＬＢに遮光されていない上に、主光線である光ＬＴＲが遮光層ＬＢに遮光されてしまっている。このように、表示装置ＤＳＰｒから出射される光は、不要であるはずの光ＬＴＧが混合された上に、主光線であるＬＴＲの一部が遮光され、比率が低下してしまっている。

【0047】

よって、レンズＬＸの頂点ＶＸを含むＸ－Ｙ平面と遮光層ＬＢとの距離ＴＬＮは、（式１）を満たす距離であることが好ましい。

【0048】

本実施形態の表示装置ＤＳＰは、レンズ素子ＬＮＳ上にバリア素子ＢＲＲを備えている。表示装置ＤＳＰは、隣り合う画素ＰＸを通る光を、バリア素子ＢＲＲの遮光層ＬＢが遮光することで、目的とする画素ＰＸを通る光だけを出射することができる。これにより、表示装置ＤＳＰが表示する画像が多重像となるのを防ぐことが可能である。

【0049】

＜構成例１＞
図１７は、実施形態における表示装置の他の構成例を示す断面図である。図１７に示す構成例では、図１に示す構成例と比較して、遮光層がレンズの直上に設けられている、という点で異なっている。

【0050】

図１７に示す表示装置ＤＳＰでは、遮光層ＬＢは、レンズＬＸの表面に接して設けられている。レンズＬＸの端部周辺に遮光層ＬＢは設けられているが、レンズＬＸの頂点ＶＸ周辺には設けられていない。すなわち、レンズＬＸの頂点ＶＸ周辺に開口部ＯＰが設けられている。

【0051】

遮光層ＬＢは、例えば、レンズＬＸ表面に設けられた黒色の樹脂材料層であればよい。あるいは、レンズＬＸ表面に金属材料層を形成可能であれば、上述と同様、例えば、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、もしくは銀（Ａｇ）などを含む金属材料層であってもよい。

【0052】

図１８は、実施形態における表示装置の他の構成例を示す断面図である。図１８に示す構成例では、図１７に示す構成例と比較して、遮光層がレンズ及び基材の間に設けられている、という点で異なっている。

【0053】

図１８に示す表示装置ＤＳＰでは、遮光層ＬＢの底面は、レンズＬＸの表面に接して設けられている。遮光層ＬＢの上面は、基材ＢＡの底面に接している。図１７と同様に、レンズＬＸの端部周辺に遮光層ＬＢは設けられているが、レンズＬＸの頂点ＶＸ周辺には設けられていない。

【0054】

図１８に示す遮光層ＬＢは、例えば、黒色の樹脂材料層や黒色顔料を含む接着層等であればよい。遮光層ＬＢにより、レンズＬＸと基材ＢＡを接着していてもよい。
本構成例においても実施形態と同様の効果を奏する。

【0055】

＜構成例２＞
図１９は、実施形態における表示装置の他の構成例を示す断面図である。図１９に示す構成例は、レンズ素子及びバリア素子の端部の構成の一例を示している。

【0056】

図１９に示す表示装置ＤＳＰにおいて、レンズ素子ＬＮＳの端部に接して、透明部材ＴＭＢが設けられている。透明部材ＴＭＢは、レンズＬＸと同じ材料で同時に金型形成されている。透明部材ＴＭＢに接して、接着剤ＳＴＣが設けられている、接着剤ＳＴＣは、バリア素子ＢＲＲの基材ＢＡの端部に接着されている。

【0057】

図２０は、実施形態における表示装置の他の構成例を示す断面図である。図２０に示す構成例は、図１９に示す構成例と比較して、レンズ素子及びバリア素子の端部にシール剤を設ける、という点で異なっている。

【0058】

図２０に示す表示装置ＤＳＰでは、レンズ素子ＬＮＳの端部及びバリア素子ＢＲＲの基材ＢＡの端部の間に、シール剤ＳＡＬが設けられている。シール剤ＳＡＬは、例えば光硬化樹脂や熱硬化樹脂等を用いればよい。

【0059】

図２１は、実施形態における表示装置の他の構成例を示す断面図である。図２１に示す構成例は、図１９に示す構成例と比較して、レンズ素子及びバリア素子の端部にダミーレンズを設ける、という点で異なっている。

【0060】

図２１に示す表示装置ＤＳＰでは、レンズ素子ＬＮＳの端部に接して、ダミーレンズＤＭＹが設けられている。ダミーレンズＤＭＹは、レンズＬＸと同じ材料で同時に形成されている。ダミーレンズＤＭＹは、レンズ素子ＬＮＳと一体形成されていてもよい。ダミーレンズＤＭＹにより、レンズ素子ＬＮＳ及びバリア素子ＢＲＲの間隔を維持することができる。

【0061】

レンズ素子ＬＮＳ及びバリア素子ＢＲＲの基材ＢＡの端部の外側には、接着剤ＢＮＤが設けられ、レンズ素子ＬＮＳ及び基材ＢＡを接着している。接着剤ＢＮＤは、レンズ素子ＬＮＳ及び基材ＢＡの周辺を囲って設ければよい。

【0062】

図２２は、実施形態における表示装置の他の構成例を示す断面図である。図２２に示す構成例は、図１９に示す構成例と比較して、バリア素子の端部に構造物を設ける、という点で異なっている。

【0063】

図２２の表示装置ＤＳＰでは、バリア素子ＢＲＲの基材ＢＡに接して、構造物ＫＺＢが設けられている。構造物ＫＺＢは、例えば、両面テープ、ガラスシート及び接着剤の積層体、ビーズガラス
をＵＶ硬化樹脂で硬化させたもの等であればよい。構造物ＫＺＢは、レンズ素子ＬＮＳの平坦部と基材ＢＡとの間に設けられている。構造物ＫＺＢにより、レンズ素子ＬＮＳ及びバリア素子ＢＲＲの間隔を維持することができる。
本構成例においても、実施形態と同様の効果を奏する。

【0064】

＜構成例３＞
図２３及び図２４は、実施形態における表示装置の他の構成例を示す断面図である。図２３及び図２４に示す構成例は、それぞれ、レンズ素子及びバリア素子の形状の一例を示している。

【0065】

図２３に示すレンズ素子ＬＮＳは、レンズＬＸとして、複数のレンチキュラーレンズを有している。レンチキュラーレンズは、Ｘ－Ｚ平面での断面形状が円の一部であり、Ｙ－Ｚ平面での断面形状が長方形である。レンチキュラーレンズは、第２方向Ｙに沿って延伸している。

【0066】

図２４に示すバリア素子ＢＲＲは、遮光層ＬＢを有している。遮光層ＬＢが設けられていない部分が開口部ＯＰである。開口部ＯＰは、複数のスリットを有している。当該スリットは、それぞれ、レンチキュラーレンズと同様に、第２方向Ｙに沿って延伸している。

【0067】

複数のレンチキュラーレンズそれぞれに、平面視で当該スリットのそれぞれが重畳している。スリットの幅は、レンチキュラーレンズの幅より短い。

【0068】

図２５及び図２６は、実施形態における表示装置の他の構成例を示す断面図である。図２５及び図２６に示す構成例は、図２３及び図２４に示す構成例と比較して、レンズ素子及びバリア素子の形状が円形形状である、という点で異なっている。

【0069】

図２５に示すレンズ素子ＬＮＳは、レンズＬＸとして、複数のマイクロレンズを有している。複数のマイクロレンズそれぞれは、半球状の形状を有している。当該マイクロレンズは、Ｘ－Ｚ平面での断面もＹ－Ｚ平面での断面形状は半円形状である。当該マイクロレンズのＸ－Ｙ平面での断面は、円形形状である。

【0070】

図２６に示すバリア素子ＢＲＲは、遮光層ＬＢを有している。遮光層ＬＢが設けられていない部分が開口部ＯＰである。開口部ＯＰは、複数の円形状開口部を構成している。

【0071】

複数のマイクロレンズそれぞれに、平面視で当該円形状開口部のそれぞれが重畳している。円形形状開口部の直径は、マイクロレンズの直径より短い。

【0072】

図２７は、レンズ及び開口部の長さの関係を示す図である。図２７は、図１の部分拡大図であり、主にレンズＬＸ及び開口部ＯＰを示している。レンズＬＸは、図２３に示すレンチキュラーレンズ又は図２５に示すマイクロレンズ等であればよい。開口部ＯＰは、図２４に示すスリットや図２５に示す円形状開口部等であればよい。

【0073】

図２７において、開口部ＯＰの第１方向Ｘに沿う長さ（幅）を長さＷＢ、レンズＬＸの第１方向Ｘに沿う長さ（幅）を長さＷＬとする。上述の通り、長さＷＢは長さＷＬより短い（ＷＢ＜ＷＬ）。なお図２７における長さＷＬは、レンズＬＸがレンチキュラーレンズの場合、上述の幅ＷＬＮに相当する。

【0074】

さらに長さＷＢは、長さＷＬの５０％以上であることが好ましい（ＷＢ≧０．５×ＷＬ）。長さＷＢを長さＷＬの５０％以上にすることにより、レンズ素子ＬＮＳの被写界深度を高めることが可能である。

【0075】

図２８は、マイクロレンズの長さ（直径）と円形状開口部の長さ（直径）の関係を示す図である。

【0076】

マイクロレンズの中心及び円形形状開口部の中心は一致していることが好ましい。図２８に示す例では、マイクロレンズの中心及び円形状開口部の中心は、いずれも中心ＣＲである。円形状開口部の端部からマイクロレンズの端部までの距離は、全て方向において等距離である。

【0077】

図２８において、マイクロレンズであるレンズＬＸの第１方向Ｘに沿う長さをＷＬＸ、第２方向Ｙに沿う長さをＷＬＹとする。円形形状開口部である開口部ＯＰの第１方向Ｘに沿う長さをＷＢＸ、第２方向Ｙに沿う長さをＷＢＹとする。

【0078】

第１方向Ｘ及び第２方向Ｙそれぞれにおいても、上述と同様に、長さＷＢＸは、長さＷＬＸの５０％以上であることが好ましい（ＷＢＸ≧０．５×ＷＬＸ）。長さＷＢＹは、長さＷＬＹの５０％以上であることが好ましい（ＷＢＹ≧０．５×ＷＬＹ）。これにより、レンズ素子ＬＮＳの被写界深度を高めることが可能である。

【0079】

マイクロレンズの平面視での形状が真円の場合、長さＷＬＸ及び長さＷＬＹは等しい（ＷＬＸ＝ＷＬＹ）。円形状開口部の平面視での形状が真円の場合、長さＷＢＸ及び長さＷＢＹは等しい（ＷＢＸ＝ＷＢＹ）。ただし、マイクロレンズ及び円形状開口部の平面視での形状が真円でなくても、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙそれぞれにおいて、開口部ＯＰの長さがレンズＬＸの長さの５０％以上であることが好ましい。
本構成例においても、実施形態と同様の効果を奏する。

【0080】

＜構成例４＞
図２９は、実施形態における表示装置の他の構成例を示す平面図である。図２９に示す構成例は、バリア素子の形状の一例を示している。
図２９に示すバリア素子ＢＲＲは、遮光層ＬＢを有しており、遮光層ＬＢが設けられていない領域が開口部ＯＰである。図２９に示すバリア素子ＢＲＲは、図２４と同様に、開口部ＯＰが複数のスリットを有している。

【0081】

図３０は、実施形態における表示装置の他の構成例を示す平面図である。図３０に示す構成例は、図２９に示す構成例と比較して、開口部に隣接する遮光層の境界領域が、ハーフトーン処理されている、という点で異なっている。

【0082】

図３０において、遮光層ＬＢは、開口部ＯＰに隣接する領域ＬＢ２及び開口部ＯＰに隣接しない領域ＬＢ１を有している。領域ＬＢ２は、開口部ＯＰ及び領域ＬＢ１との間に設けられている。なお領域ＬＢ１及び領域ＬＢ２を、それぞれ、第１領域及び第２領域ともいう。

【0083】

領域ＬＢ２は、ハーフトーン処理されており、透過率が領域ＬＢ１よりも高い。ハーフトーン処理されている領域ＬＢ２も含めて、１つのレンズＬＸに対する領域ＬＢ２及び開口部ＯＰの透過率は、５０％以上であることが好ましい。

【0084】

領域ＬＢ２において、ハーフトーン処理は一様にされていてもよいし、段階的にされていてもよい。すなわち、領域ＬＢ２の透過率は、一定であってもよいし、段階的であってもよい。領域ＬＢ２の透過率が段階的である場合は、開口部ＯＰに近づくにつれ、透過率が上昇すればよい。以下に領域ＬＢ２の透過率が段階的に変化する例について説明する。

【0085】

図３１は、実施形態における表示装置の他の構成例を示す平面図である。図３１に示す構成例は、図２９に示す構成例と比較して、開口部に隣接する遮光層の境界領域に、段階的に透過率が変化するパターンを有している、という点で異なっている。図３１に示す表示装置ＤＳＰは、図３０に示す表示装置ＤＳＰの一例である。

【0086】

図３１において、遮光層ＬＢは、開口部ＯＰに隣接する領域ＬＢ２及び開口部ＯＰに隣接しない領域ＬＢ１を有している。領域ＬＢ２は、開口部ＯＰ及び領域ＬＢ１との間に設けられている。

【0087】

領域ＬＢ２には、領域ＬＢ１から第１方向Ｘに沿って延伸する、複数の三角形状の遮光パターンＰＴが設けられている。複数の三角形状の遮光パターンＰＴは、それぞれ、開口部ＯＰに近づくにつれ、第２方向Ｙに沿う長さ（幅）が小さくなる。

【0088】

隣り合う２つの遮光パターンＰＴ間の距離を、遮光パターンＰＴのピッチとする。遮光パターンＰＴのピッチは、画素ＰＸのピッチ以下であることが好適である。これにより、遮光パターンＰＴが視認されなくなる。図３１においても、１つのレンズＬＸに対する領域ＬＢ２及び開口部ＯＰの透過率は、５０％以上であることが好ましい。

【0089】

図３２は、実施形態における表示装置の他の構成例を示す平面図である。図３２に示す構成例は、図３１に示す構成例と比較して、パターンがストライプ形状を有し、その幅が変化する、という点で異なっている。図３２に示す表示装置ＤＳＰは、図３０に示す表示装置ＤＳＰの一例である。

【0090】

図３２に示す領域ＬＢ２は、第１方向Ｘに沿って延伸する、複数のストライプ形状の遮光パターンＰＴを有している。複数のストライプ形状の遮光パターンＰＴは、第１方向Ｘに沿って並んで配置されている。複数のストライプ形状の遮光パターンＰＴそれぞれの第１方向Ｘに沿う長さ（幅）は、開口部ＯＰに近づくにつれ、短くなる。遮光パターンＰＴそれぞれの幅は、領域ＬＢ１に近づくほど長くなる。

【0091】

図３３は、実施形態における表示装置の他の構成例を示す平面図である。図３３に示す構成例は、図３１に示す構成例と比較して、パターンが円形状であり、パターンの直径が変化する、という点で異なっている。図３３に示す表示装置ＤＳＰは、図３０に示す表示装置ＤＳＰの一例である。

【0092】

図３３に示す領域ＬＢ２は、複数の円形状の遮光パターンＰＴを有している。複数の円形状の遮光パターンＰＴのピッチは、領域ＬＢ２内で全て同じである。複数の円形状の遮光パターンＰＴそれぞれの直径は、開口部ＯＰに近づくにつれ短くなり、領域ＬＢ１に近づくにつれ長くなる。

【0093】

図３４は、実施形態における表示装置の他の構成例を示す平面図である。図３４に示す構成例は、図３３に示す構成例と比較して、遮光パターンと同様に、開口パターンの直径が変化する、という点で異なっている。図３４に示す表示装置ＤＳＰは、図３０に示す表示装置ＤＳＰの一例である。

【0094】

図３４に示す領域ＬＢ２には、遮光材料により形成される遮光パターンＰＴ１と、遮光材料が設けられていない領域である開口パターンＰＴ２が設けられている。遮光パターンＰＴ１は、図３１乃至図３３に示す遮光パターンＰＴと同じものである。

【0095】

複数の遮光パターンＰＴ１は、複数の円形状のパターンである。遮光パターンＰＴ１のピッチは、領域ＬＢ２内で全て同じである。複数の遮光パターンＰＴ１それぞれの直径は、開口部ＯＰに近づくにつれ短くなり、領域ＬＢ１に近づくにつれ長くなる。

【0096】

複数の開口パターンＰＴ２は、複数の円形状のパターンである。開口パターンＰＴ２のピッチは、領域ＬＢ２内で全て同じである。複数の開口パターンＰＴ２それぞれの直径は、開口部ＯＰに近づくにつれ長くなり、領域ＬＢ１に近づくにつれ短くなる。

【0097】

複数の遮光パターンＰＴ１それぞれは、複数の開口パターンＰＴ２のそれぞれと隣り合っている。すなわち、複数の遮光パターンＰＴ１それぞれ及び複数の開口パターンＰＴ２それぞれは、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙの両方において、互い違いに配置されている。

【0098】

図３４に示す遮光パターンＰＴ１及び開口パターンＰＴ２は、円形状のパターンであるが、本発明はこれに限定されない。遮光パターンＰＴ１及び開口パターンＰＴ２は、例えば、三角形形状や四角形形状等の多角形形状であってもよい。

【0099】

図３１乃至図３４に示す例は、図３０に示す例のうち、領域ＬＢ２の透過率が段階的に変化する例を示している。図３０において、領域ＬＢ２の透過率が一様な場合では、図３１乃至図３４それぞれに示した形状の遮光パターンＰＴ（図３４においては開口パターンＰＴ２も含む）が、一様に設けられていればよい。例えば、領域ＬＢ２中に、同じ直径を有する複数の円形状のパターンが設けられていることが挙げられる。
本構成例においても、実施形態と同様の構成を有する。

【0100】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0101】

ＢＡ…基材、ＢＲＲ…バリア素子、ＤＭＹ…ダミーレンズ、ＤＳＰ…表示装置、ＬＢ…遮光層、ＬＢ１…領域、ＬＢ２…領域、ＬＮＳ…レンズ素子、ＬＸ…レンズ、ＯＰ…開口部、ＰＮＬ…表示パネル、ＰＴ…遮光パターン、ＰＴ１…遮光パターン、ＰＴ２…開口パターン、ＰＸ…画素、ＴＬＮ…距離、ＴＭＢ…透明部材、ＷＬＮ…幅。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】

【図31】

【図32】

【図33】

【図34】