JP2009301057A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】レンズシートのピッチを小さくして輝度の低下をさせたり、或いは、液晶パネルの表裏に正面輝度の低下を招くアンチグレア処理、シボ処理を施さなくても、モアレが目立たない表示装置を提供する。
【解決手段】映像信号に応じて駆動される液晶パネル２０と、液晶パネル２０を照明するための光を発する光源１１と、液晶パネル２０を駆動する駆動回路４０とを備える。液晶パネル２０と光源１１との間には、一方の面に延在する複数の柱状のプリズム１４−１がその延在方向に沿って配列されたレンズシートが配置されており、この立体構造の配列方向の幅は１１０μｍ以上となっている。液晶パネル２０は一画素ｕ中に複数色のドットが配置されると共に一画素ｕ中に同色のドットが複数配置された画素配列を有しており、駆動回路４０は一画素ｕ中に含まれる同色の複数のドットにおいて明暗が生じるようにパネルを駆動する。
【選択図】図１

Description

本発明は、光透過性のレンズシートを内蔵する表示装置に関する。

近年、液晶表示装置は、低消費電力、省スペース等の利点や、低価格化等により、従来から表示装置の主流であったブラウン管（ＣＲＴ；Cathode Ray Tube）に置き換わりつつある。その液晶表示装置においても、例えば画像を表示する際の照明方法で分類するといくつかのタイプが存在し、代表的なものとして、液晶パネルの背後に配置した面発光源を利用して画像表示を行う透過型の表示装置が挙げられる。

このような透過型の表示装置では、表示輝度を高くすることが表示装置の商品価値を高める上で特に重要である。そこで、従来から、面発光源と液晶パネルとの間に、輝度向上用のレンズシートが配置されている。これにより、面発光源から射出された拡散光がレンズシートで集光されるので、正面輝度が増加する。

このように、レンズシートは表示装置の表示輝度を高めるために用いられるが、このレンズシートを構成する各プリズムよって形成される規則正しい繰り返し模様と、液晶パネルの各画素を構成するピクセルによって形成される規則正しい繰り返し模様とが相互に干渉して、周期的な縞状のパターン（モアレ）が液晶パネルの表面に出現することがある。そこで、従来は、液晶パネル側に生じる模様のピッチに対してモアレ縞の幅が狭くなるように、レンズピッチを５０μｍ、２５μｍと小さくして対応している（特許文献１）。

また、レンズピッチを５０μｍ、２５μｍと小さくしても、液晶パネルピッチとレンズピッチとの兼ね合いによる干渉が生じて周期的なモアレを発生させることがある。そこで、このような場合には、レンズシートと液晶パネルとの間に拡散性のシートを設置したり、レンズシートの裏面にマット処理を施して出射光の配光を調整するなどして対応している。さらに、液晶パネルの表面に表面反射を抑制するためにアンチグレア層として微拡散性のフィラーを塗布・形成したり、液晶パネルの裏面側にも光学シートとのコスレや、密着防止として微拡散性のフィラーを塗布・形成して、シボ加工を施して、レンズシートと液晶パネルとの間で発生しているモアレを低減している。

米国特許第６０９１５４７号明細書

しかし、このようにレンズピッチを小さくしていくと、輝度上昇に貢献する傾斜面部分に対する、輝度上昇に貢献しない頂部および谷部の割合が増加するので、レンズシートにおいて輝度を充分に上昇させることができなくなる。また、液晶パネルの表に設置されたアンチグレア処理、裏面のシボ処理などの微拡散フィラーにより、正面方向へ出射していた光は拡散されてしまい、輝度の低下を招いてしまっていた。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、レンズシートのピッチを小さくして輝度の低下をさせたり、或いは、液晶パネルの表裏に正面輝度の低下を招くアンチグレア処理、シボ処理を施さなくても、モアレを目立たなくすることの可能な表示装置を提供することにある。

本発明の表示装置は、映像信号に応じて駆動されるパネルと、パネルを照明するための光を発する光源と、前記パネルを駆動する駆動手段とを備えたものである。パネルと光源との間には、一方の面に延在する複数の立体構造がその延在方向に沿って配列されたレンズシートが配置されており、この立体構造の配列方向の幅は１１０μｍ以上２００μｍ以下となっている。パネルは複数の画素ｕを有しており、各画素ｕは、複数色のドットを同色につき複数個有しており、ドットはストライプ配列となっている。駆動手段は、各画素ｕ中に含まれる同色の複数のドットにおいて明暗が生じるようにパネルを駆動するようになっている。さらに、駆動手段は、複数の画素ｕのうち第１の画素ｕ中に含まれる同色の複数のドットにおいて明に相当するドットと、複数の画素ｕのうち前記第１の画素ｕに隣り合う画素ｕ中に含まれる同色の複数のドットにおいて暗に相当するドットとが交互に配列されるようにパネルを駆動するようになっている。

本発明の表示装置では、立体構造の配列方向の幅が１１０μｍ以上となっていても、レンズシートを構成する各プリズムよって形成される規則正しい繰り返し模様と、パネルの各画素を構成するドットによって形成される規則正しい繰り返し模様とが相互に干渉し難くなる。

参考例にかかる表示装置は、映像信号に応じて駆動されるパネルと、パネルを照明するための光を発する光源と、前記パネルを駆動する駆動手段とを備えたものである。パネルと光源との間には、一方の面に延在する複数の立体構造がその延在方向に沿って配列されたレンズシートが配置されており、この立体構造の配列方向の幅は１１０μｍ以上となっている。パネルはダイアゴナル配列、デルタ配列またはレクタングル配列となるように複数色のドットが配置された画素配列を有している。

ここで、ダイアゴナル配列とは、例えば、方形状の各色のフィルタを各色ごとに斜め方向に配列すると共に、各色のフィルタを配列方向に沿って周期的に配置したものを指す。デルタ配列とは、例えば、方形状の各色のフィルタを一の方向について周期的に直線状に配置し、各色のフィルタを一の方向と直交する方向についてジグザクに配置すると共に同色が隣り合わないように配置したものを指す。レクタングル配列とは、例えば、方形状の４つのフィルタが方形状に組み合わされた単位構成を一の方向に複数配置すると共に一の方向と直交する方向にも複数配置したものであり、単位構成に含まれる４つのフィルタのうち２つのフィルタを同色で構成すると共に、残りの２つのフィルタを互いに異なる色で構成し、同色の２つのフィルタを互いに隣接しないように対角線上に配置したものを指す。

参考例にかかる表示装置では、パネルが、ダイアゴナル配列、デルタ配列またはレクタングル配列となるように複数色のドットが配置された画素配列を有しているので、立体構造の配列方向の幅が１１０μｍ以上となっていても、レンズシートを構成する各プリズムよって形成される規則正しい繰り返し模様と、パネルの各画素を構成するドットによって形成される規則正しい繰り返し模様とが相互に干渉し難くなる。

本発明の表示装置によれば、立体構造の配列方向の幅が１１０μｍ以上となっていても、レンズシートを構成する各プリズムよって形成される規則正しい繰り返し模様と、パネルの各画素を構成するドットによって形成される規則正しい繰り返し模様とが相互に干渉し難くなるようにした。これにより、立体構造の配列方向の幅を１１０μｍ以上とした場合に、レンズシートのピッチを小さくして輝度の低下をさせたり、或いは、液晶パネルの表裏に正面輝度の低下を招くアンチグレア処理、シボ処理を施さなくても、モアレを目立たなくすることができる。

参考例にかかる表示装置によれば、パネルが、ダイアゴナル配列、デルタ配列またはレクタングル配列となるように複数色のドットが配置された画素配列を有しているので、立体構造の配列方向の幅を１１０μｍ以上とした場合に、レンズシートのピッチを小さくして輝度の低下をさせたり、或いは、液晶パネルの表裏に正面輝度の低下を招くアンチグレア処理、シボ処理を施さなくても、モアレを目立たなくすることができる。

本発明の一実施の形態に係る表示装置の機能ブロック図である。 図１の照明装置および液晶パネルの構成の一例を表す断面図である。 図２の光源像分割シートの構成の一例を表す断面図である。 図２のレンズフィルムの構成の一例を表す断面図である。 図２のレンズフィルムのピッチと正面輝度との関係を説明するための関係図である。 ストライプ配列について説明するための概略構成図である。 ダイアゴナル配列について説明するための概略構成図である。 デルタ配列について説明するための概略構成図である。 レクタングル配列について説明するための概略構成図である。 一画素あたりの面積を変えずにサブセルを導入する方法について説明するための概略構成図である。 図１０の一変形例について説明するための概略構成図である。 一画素あたりの面積を変えてサブセルを導入する方法について説明するための概略構成図である。 図１２の一変形例について説明するための概略構成図である。 一画素あたりの面積を大幅に変えてサブセルを導入する方法について説明するための概略構成図である。 図１４の一変形例について説明するための概略構成図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は本発明の一実施の形態に係る表示装置１の機能ブロックを表すものである。この表示装置１は、映像信号に応じて各画素ｕが駆動される透過型の液晶パネル２０と、この液晶パネル２０の背後に配置された照明装置１０と、液晶パネル２０を駆動して映像を表示させるための駆動回路４０とを備えており、液晶パネル２０の表面が観察者（図示せず）側に向けられている。なお、本実施の形態では、便宜的に、液晶パネル２０はその表面が水平面と直交するように配置されているものとする。図２は互いに重ね合わされた照明装置１０および液晶パネル２０の断面構造を表すものである。

照明装置１０は光源１１を有しており、光源１１の液晶パネル２０側には、光源像分割シート１２、拡散シート１３、レンズシート１４が光源１１側から順に配置されており、他方、光源１１の背後には、反射シート１５が配置されている。このように、この照明装置１０はいわゆる直下型の構成となっている。

光源１１は、複数の線状光源１１Ａが等間隔（例えば２０μｍ間隔）で並列配置されたものである。線状光源１１Ａは、典型的には、冷陰極管（ＣＣＦＬ；Cold Cathode Fluorescent Lamp）と呼ばれる冷陰極蛍光ランプであるが、発光ダイオード（ＬＥＤ；Light Emitting Diode）や、有機ＥＬ（Electro Luminescence）などの点状光源を直線状に配置
したものであってもよい。各線状光源１１Ａは、例えば水平方向（図２の紙面に垂直な方向）に延在して配置されている。

反射シート１５は、例えばアルミニウム（Ａｌ）、発泡ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）およびポリカーボネートを光源１１側から順に積層したものであり、光源１１からの射出光の一部を、液晶パネル２０の方向へ反射するようになっている。これにより、光源１１からの射出光を効率的に利用することができる。

光源像分割シート１２は、例えば、透明な合成樹脂からなり、コストや生産性などを考慮すると、ポリカーボネート系樹脂などの熱可塑性樹脂により形成されていることが好ましい。この光源像分割シート１２は、その底面１２Ａが液晶パネル２０の表面と平行となるように配置されている。光源像分割シート１２の液晶パネル２０側の表面には、図３にその断面の一例を拡大して示したように、光源像分割シート１２の底面１２Ａと平行な平面に沿って延在する複数の柱状のプリズム１２−１が連続的に並列配置されている。ここで、各プリズム１２−１は、各プリズム１２−１の延在方向が各線状光源１１Ａの延在方向（例えば水平方向）と互いに平行となるように配置されていることが好ましいが、各線状光源１１Ａの延在方向に対して光学特性上許容できる範囲内で交差するように配置されていてもよい。各プリズム１２−１は、例えば、頂角θ１の頂部１２Ｂに接する傾斜面１２Ｃ，１２Ｄを有する三角柱状の形状を有しており、これら傾斜面１２Ｃ，１２Ｄは、底面１２Ａに対して底角θ２で斜めに対向して配置されている。

これにより、光源像分割シート１２は、一の線状光源１１Ａから射出された光のうち底面１２Ａまたは傾斜面１２Ｃ，１２Ｄに臨界角未満の角度で入射した光を液晶パネル２０側に射出する一方で、臨界角以上の角度で入射した光を全反射するので、一の線状光源１１Ａがつくる光源像を複数に分割する機能を有する。つまり、この光源像分割シート１２は、一の線状光源１１Ａがつくる光源像を複数に分割し、分割した後の各光源像により形成される光源像同士の間隔を線状光源１１Ａ同士の間隔よりも狭くするので、分割した後の光源像の輝度レベル（最大値）と分割した後の光源像同士の間の輝度レベル（最小値）との差を、分割前の光源像の輝度レベル（最大値）と分割前の光源像間の輝度レベル（最小値）との差よりも小さくし、照明輝度のむらを低減することができる。従って、光源像分割シート１２は拡散シートの一種とも言える。

拡散シート１３は、例えば、比較的厚手の板状の透明樹脂の内部に拡散材（フィラ）を分散して形成された拡散板、比較的薄手のフィルム状の透明樹脂上に拡散材を含む透明樹脂を塗布して形成された拡散フィルム、またはこれらを組み合わせたものである。板状またはフィルム状の透明樹脂には、例えばＰＥＴ、アクリル、ポリカーボネートなどが用いられる。これにより、この拡散シート１３は、光源像分割シート１２がつくる光源像を拡散する機能を有する。

レンズシート１４は、光源像分割シート１２と同様、例えば、透明な合成樹脂からなる。このレンズシート１４は、その底面１４Ａが液晶パネル２０の表面と平行となるように配置されている。レンズシート１４の液晶パネル２０側の表面には、図４にその断面の一例を拡大して示したように、レンズシート１４の底面１４Ａと平行な平面に沿って延在する複数の柱状のプリズム１４−１（立体構造）が延在方向に沿って連続的に配列されている。ここで、各プリズム１４−１は、各プリズム１４−１の延在方向が光源像分割シート１２の各プリズム１２−１の延在方向（例えば水平方向）と互いに直交するように配置されていることが好ましいが、各プリズム１２−１の延在方向に対して光学特性上許容できる範囲内で交差するように配置されていてもよい。各プリズム１４−１は、例えば、頂角θ３の頂部１４Ｂに接する傾斜面１４Ｃ，１４Ｄを有する三角柱形状となっている。これら傾斜面１４Ｃ，１４Ｄは、底面１４Ａに対して底角θ４で斜めに対向して配置されている。このとき、各プリズム１４−１の横幅（レンズシート１４におけるピッチＰｗ）は、１１０μｍ以上となっている。

ここで、図５に示したように、各プリズム１４−１のピッチＰｗを１１０μｍ以上とすることにより、正面輝度を最大化することが可能である。ここで、図５中の実線は、各プリズム１４−１が角柱状となっているときの、ピッチと相対輝度との関係を表したものであり、図５中の破線は、各プリズム１４−１が配列方向に双曲面形状を有しているときの、ピッチと相対輝度との関係を表したものであり、各プリズム１４−１が幾何学的な輝度向上を達成できる形状となっていれば、どのような形状となっていたとしても、ピッチを１１０μｍ以上とすることにより正面輝度を改善することができることを示唆している。なお、各プリズム１４−１のピッチＰを５００μｍよりも大きくすると、各プリズム１４−１の高さ（厚さ）も大きくなるので、各プリズム１４−１の形成されている基材部分の厚さも厚くすることが必要となる。

なお、各プリズム１４−１は、例えば、当該プリズム１４−１の延在方向と直交する方向に双曲面を有する板蒲鉾形状となっていてもよい。また、各プリズム１４−１が同一形状となっていなくてもよく、例えば、互いに異なる形状を有する２つの柱状プリズムを単位構造として、この単位構造を延在方向に沿って連続的に並列配置されていてもよい。ただし、この場合には、単位構造の横幅がレンズシート１４におけるピッチとなる。

これにより、レンズシート１４は、拡散シート１３で拡散された光のうち各プリズム１４−１の延在方向と直交する方向（例えば水平方向）の成分を液晶パネル２０と直交する方向に屈折透過させ、これにより、指向性を増加させるようになっている。なお、このレンズシート１４では、拡散シート１３で拡散された光のうち各プリズム１４−１の延在方向（例えば鉛直方向）の成分については各プリズム１４−１の屈折作用による集光効果を受けないので、レンズシート１４を透過した光は、各プリズム１４−１の延在方向の視野角（例えば垂直視野角）が広く、各プリズム１４−１の延在方向と直交する方向の視野角（例えば水平視野角）が狭い状態となっている。

液晶パネル２０は、観察側の透明基板２９と照明装置１０側の透明基板２２との間に液晶層２５を有する積層構造となっている。具体的には、照明装置１０側から順に、偏光板２１、透明基板２２、透明電極２３、配向膜２４、液晶層２５、配向膜２６、透明電極２７、カラーフィルタ２８、透明基板２９および偏光板３０を有する。

偏光板２１，３０は、光学シャッタの一種であり、ある一定の振動方向の光（偏光）のみを通過させる。これら偏光板２１，３０はそれぞれ、偏光軸が互いに９０度異なるように配置されており、これにより照明装置１０からの射出光が、液晶層２５を介して透過し、あるいは遮断されるようになっている。

透明基板２２，２９は、可視光に対して透明な基板、例えば板ガラスからなる。なお、照明装置１０側の透明基板２２には、図示しないが、透明画素電極２３に電気的に接続された駆動素子としてのＴＦＴ（Thin Film Transistor；薄膜トランジスタ）および配線などを含むアクティブ型の駆動回路が形成されている。

透明電極２３，２７は、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide；酸化インジウムスズ）からなる。透明電極２３は、透明基板２２上に格子配列またはデルタ配列されたものであり、各ドット（ピクセル）ごとの電極として機能する。他方、透明電極２７は、カラーフィルタ２８上に一面に形成されたものであり、各透明電極２３に対して対向する共通電極として機能する。

配向膜２４，２６は、例えばポリイミドなどの高分子材料からなり、液晶に対して配向処理を行う。

液晶層２５は、例えば、ＶＡ（Vertical Alignment）モード、ＴＮ（Twisted Nematic
）モードまたはＳＴＮ（Super Twisted Nematic）モードの液晶からなり、後述するよう
に、駆動回路４０からの印加電圧により、照明装置１０からの射出光をドットごとに透過または遮断する変調機能を有する。なお、液晶の光透過レベルを変えることによりドットごとの階調が調整される。

カラーフィルタ２８は、液晶層２５を透過してきた光を、例えば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）の三原色にそれぞれ色分離したり、または、Ｒ、Ｇ、Ｂおよび白（Ｗ）などの四色にそれぞれ色分離するためのカラーフィルタを、透明電極２３の配列と対応させて配列したものである。フィルタ配列（画素配列）としては、一般的に、ストライプ配列や、ダイアゴナル配列、デルタ配列、レクタングル配列のようなものがある。

ここで、ストライプ配列とは、図６に例示したように、方形状の各色のフィルタ２８Ｒ，２８Ｇ，２８Ｂを各色ごとに一の方向（図６では紙面の上下方向）に配列すると共に、各色のフィルタ２８Ｒ，２８Ｇ，２８Ｂを一の方向に沿って周期的に配置したものである。ダイアゴナル配列とは、図７に例示したように、方形状の各色のフィルタ２８Ｒ，２８Ｇ，２８Ｂを各色ごとに斜め方向（図７では斜め４５°方向）に配列すると共に、各色のフィルタ２８Ｒ，２８Ｇ，２８Ｂを配列方向に沿って周期的に配置したものである。デルタ配列とは、図８に例示したように、方形状の各色のフィルタ２８Ｒ，２８Ｇ，２８Ｂを一の方向（図８では紙面の左右方向）について周期的に直線状に配置し、各色のフィルタ２８Ｒ，２８Ｇ，２８Ｂを一の方向と直交する方向（図８では紙面の上下方向）についてジグザクに配置すると共に同色が隣り合わないように配置したものである。レクタングル配列とは、図９に例示したように、方形状の４つのフィルタが方形状に組み合わされた単位構成２８Ｕを一の方向（図９では紙面の左右方向）に複数配置すると共に一の方向と直交する方向（図９では紙面の上下方向）にも複数配置したものであり、単位構成に含まれる４つのフィルタのうち２つのフィルタ（図９ではフィルタ２８Ｒ，２８Ｒ）を同色で構成すると共に、残りの２つのフィルタ（図９ではフィルタ２８Ｇ，２８Ｂ）を互いに異なる色で構成し、同色の２つのフィルタを互いに隣接しないように対角線上に配置したものである。

上記フィルタ配列において、ダイアゴナル配列、デルタ配列およびレクタングル配列では、同色のフィルタが隣り合うことがないので、各画素ｕを構成するドットの組み合わせ（画素配列）が、一義的に決まるものではなく、複雑多岐に渡っているが、ストライプ配列では、同色のフィルタがストライプの延在方向において互いに隣接している関係で、ほぼ一義的に決まる。なお、本実施の形態では、一画素ｕ中に複数色のドットが配置されると共に、一画素ｕ中に同色のドットが複数配置された画素配列を採用するものとする。

駆動回路４０は、液晶パネル２０内の各透明電極２３へ映像信号に基づく駆動電圧を供給するＸドライバ（データドライバ）４１と、液晶パネル２０内の透明電極２７を図示しない走査線に沿って順次駆動するＹドライバ（ゲートドライバ）４２と、これらＸドライバ４１およびＹドライバ４２を制御する制御部４３と、外部からの映像信号を処理してＲＧＢ信号を生成する映像処理部４４と、この映像処理部４４からのＲＧＢ信号を記憶するフレームメモリである映像メモリ４５とから構成されている。

映像処理部４４は、カラーフィルタ２８が、各画素ｕを構成するドットの組み合わせがほぼ一義的に決まってしまうようなフィルタ配列となっている場合に、映像信号中に、表示輝度が低階調や中間階調となるような非高階調信号が含まれているときには、以下に示す処理を行い、各画素ｕを構成するドットの組み合わせが複雑多岐に渡る場合には以下に示す処理を行わなくてもよい。なお、以下では、カラーフィルタ２８が、図６のフィルタ配列となっている場合であって、表示輝度が高階調となっているときに２つのＲ、２つのＧおよび２つのＢにより１画素ｕ（図１０参照）を構成している場合を例示して説明する。

通常、ＲＧＢ信号に含まれるＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号から得られる駆動電圧を液晶パネル２０内の各透明電極２３へ印加しているので、Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号のそれぞれの値は、当該Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号の入力対象のドットにおける表示輝度と対応関係にある。そこで、そのような対応関係があるときの、一画素ｕに含まれる各色ごとの表示輝度をＡｒ，Ａｇ，Ａｂとする。

まず、映像処理部４４は、ＲＧＢ信号が非高階調信号に該当するか否かを判定し、それに該当する場合には、そのＲＧＢ信号に含まれるＲ信号、Ｇ信号およびＢ信号の少なくとも１つに対して補正を行う。

一画素ｕあたりの面積を変えずに補正を行う場合、例えばＲ信号に対してだけ補正を行う場合には、図１０に示したように、Ｒ信号の入力対象である２つのＲ用ドット３１Ｒのうち一方をメインセル３１Ｒｍとし、他方をサブセル３１Ｒｓとした上で、メインセル３１Ｒｍおよびサブセル３１Ｒｓにより得られる表示輝度（平均輝度）がＡｒとなるように、メインセル３１Ｒｍの表示輝度をサブセル３１Ｒｓの表示輝度より大きくし、サブセル３１Ｒｓの表示輝度をメインセル３１Ｒｍの表示輝度より小さくする。つまり、一画素ｕ中の同色において明暗を設けている。このとき、各画素ｕ間で、メインセル３１Ｒｍと、サブセル３１Ｒｓとが互いに隣接しないようにすることが好ましい。つまり、表示画素において、各画素ｕ中に含まれる同色の複数のドットにおいて明に相当するメインセル３１Ｒｍと、各画素ｕ中に含まれる同色の複数のドットにおいて暗に相当するサブセル３１Ｒｓとが交互に（互い違いに）配列されていることが好ましい。なお、このときの、メインセル３１Ｒｍに対応するＲ信号の値（補正後の値）およびサブセル３１Ｒｓに対応するＲ信号の値（補正後の値）の個々の値は、当該補正を行う前のＲ信号から得られる表示輝度と対応関係にない。

なお、補正の対象はこれに限られるものではなく、例えば、Ｇ信号またはＢ信号の入力対象である２種類のドットのうち一方に含まれる２つのドットの一方をメインセルとし、他方をサブセルとした上で、Ｇ信号またはＢ信号に対してだけ補正を行ってもよい。また、例えば、Ｒ信号、Ｇ信号およびＢ信号の少なくとも２つの入力対象である２種類のドット（図１１（Ａ）では３１Ｇ，３１Ｂ）にそれぞれ含まれる２つのドットのうちそれぞれ一方をメインセル（図１１（Ａ）では３１Ｇｍ，３１Ｂｍ）とし、それぞれ他方をサブセル（図１１（Ａ）では３１Ｇｓ，３１Ｂｓ）とした上で、Ｒ信号、Ｇ信号およびＢ信号の少なくとも２つ（図１１（Ａ）ではＧ信号およびＢ信号）に対してだけ補正を行ってもよい。また、図１１（Ｂ）に示したようにＲ信号、Ｇ信号およびＢ信号の全てに対して補正を行ってもよい。

また、一画素ｕあたりの面積を変えて補正を行う場合、例えば、図１２に示したように、表示輝度が低階調や中間階調となる領域において、１画素ｕを構成するドット数を６つから９つに増やし、各色のドット数を２つから３つに増やした場合には、各Ｒ信号の入力対象である３つのドットのうち１つをメインセル３１ｍとし、残りの２つをサブセル３１ｓとした上で、メインセル３１ｍおよびサブセル３１ｓにより得られる表示輝度（平均輝度）がＡｒとなるように、メインセル３１ｍの表示輝度をサブセル３１ｓの表示輝度より大きくし、サブセル３１ｓの表示輝度をメインセル３１ｍの表示輝度より小さくする。つまり、上記と同様、一画素ｕ中の同色において明暗を設けている。また、このとき、上記と同様、各画素ｕ間で、メインセル３１Ｒｍと、サブセル３１Ｒｓとが互いに隣接しないようにすることが好ましい。

なお、補正の対象はこれに限られるものではなく、例えば、Ｇ信号またはＢ信号の入力対象である２種類のドットのうち一方に含まれる３つのドットの１つをメインセルとし、残りの２つをサブセルとした上で、Ｇ信号またはＢ信号に対してだけ補正を行ってもよい。また、Ｒ信号、Ｇ信号およびＢ信号の少なくとも２つの入力対象である２種類のドット（図１３（Ａ）では３１Ｇ，３１Ｂ）にそれぞれ含まれる３つのドットのうちそれぞれ１つをメインセル（図１３（Ａ）では３１Ｇｍ，３１Ｂｍ）とし、それぞれ残りの２つをサブセル（図１３（Ａ）では３１Ｇｓ，３１Ｂｓ）とした上で、Ｒ信号、Ｇ信号およびＢ信号の少なくとも２つ（図１３（Ａ）ではＧ信号およびＢ信号）に対してだけ補正を行ってもよい。また、図１３（Ｂ）に示したようにＲ信号、Ｇ信号およびＢ信号の全てに対して補正を行ってもよい。また、メインセル３１ｍの数を２つとし、サブセル３１ｓの数を１つとしてもよい。

また、一画素ｕあたりの面積を上記よりもさらに大幅に変えて補正を行う場合、例えば、図１４に示したように、表示輝度が低階調や中間階調となる領域において、１画素ｕを構成するドット数を６個から１２個に増やし、各色のドット数を２個から４個に増やした場合には、各Ｒ信号、Ｇ信号およびＢ信号の入力対象である４個のドットのうち１つをメインセル３１ｍとし、残りの３個をサブセル３１ｓとした上で、メインセル３１ｍおよびサブセル３１ｓにより得られる表示輝度（平均輝度）がＡｒとなるように、メインセル３１ｍの表示輝度をサブセル３１ｓの表示輝度より大きくし、サブセル３１ｓの表示輝度をメインセル３１ｍの表示輝度より小さくする。つまり、上記と同様、一画素ｕ中の同色において明暗を設けている。また、このとき、上記と同様、各画素ｕ間で、メインセル３１Ｒｍと、サブセル３１Ｒｓとが互いに隣接しないようにすることが好ましい。

なお、補正の対象はこれに限られるものではなく、例えば、Ｇ信号またはＢ信号の入力対象である２種類のドットのうち一方に含まれる４つのドットの１つをメインセルとし、残りの３つをサブセルとした上で、Ｇ信号またはＢ信号に対してだけ補正を行ってもよい。また、Ｒ信号、Ｇ信号およびＢ信号の少なくとも２つの入力対象である２種類のドット（図１５（Ａ）では３１Ｇ，３１Ｂ）にそれぞれ含まれる４つのドットのうちそれぞれ１つをメインセル（図１５（Ａ）では３１Ｇｍ，３１Ｂｍ）とし、それぞれ残りの３つをサブセル（図１５（Ａ）では３１Ｇｓ，３１Ｂｓ）とした上で、Ｒ信号、Ｇ信号およびＢ信号の少なくとも２つ（図１５（Ａ）ではＧ信号およびＢ信号）に対してだけ補正を行ってもよい。また、図１５（Ｂ）に示したようにＲ信号、Ｇ信号およびＢ信号の全てに対して補正を行ってもよい。また、メインセル３１ｍの数を２つとし、サブセル３１ｓの数を２つとしてもよいし、メインセル３１ｍの数を３とし、サブセル３１ｓの数を１つとしてもよい。

次に、このようにして形成したレンズフィルム１２，１３を内蔵する表示装置１において、画像表示をする際の基本動作について説明する。

まず、照明装置１０において、光源１１からの射出光を光源像分割シート１２で微小光束に分割し、分割により得られる光源像を拡散シート１３で拡散し、レンズシート１４で指向性を高めた後に、液晶パネル２へ射出する。

そして液晶パネル２０において、照明装置１０からの入射光を、透明電極２３と対向電極としての透明電極２７との間に画素ｕごとに印加された電圧の大きさに応じて透過させ、カラーフィルタ２８によって色分離して観察側に射出する。これにより、カラーの画像表示が行われる。

ところで、上記したように、カラーフィルタ２８が、画素配列がほぼ一義的に決まってしまうようなフィルタ配列（例えばストライプ配列）となっている場合には、各画素ｕを構成するドットの組み合わせによって形成される規則正しい繰り返し模様と、液晶パネル２０に最も近接して配置されている光学部品であるレンズシート１４を構成する各プリズム１４−１によって形成される規則正しい繰り返し模様とが相互に干渉して、周期的な縞状のパターン（モアレ）が液晶パネル２０の表面に出現する可能性がある。

また、液晶パネル２０に最も近接して配置されている光学部品が周期構造をなしている場合に、その周期構造のピッチを１００μｍを超える程度に大きくした場合には、上記と同様、周期的な縞状のパターン（モアレ）が液晶パネル２０の表面に出現する可能性がある。

例えば、表１に示したように、全画素ｕを同一の輝度にした場合に、その輝度レベルを最大輝度を１００％として、８０％、６０％、４０％、２０％と徐々に低下させていくと、ピッチを８０μｍとしたときに、輝度レベルが４０％および２０％において、幅が約２ｍｍのモアレを視認することができ、ピッチを１６０μｍとしたときに、輝度レベルが６０％、４０％および２０％において、幅が約２ｍｍのモアレを視認することができ、さらに、ピッチを１８５μｍとしたときには、輝度レベルが６０％、４０％および２０％において、幅が２ｍｍを超えるモアレをはっきりと視認することができ、ピッチを２００μｍとしたときに、輝度レベルが６０％、４０％および２０％において、幅が約２ｍｍのモアレを視認することができた。他方、ピッチを５０μｍとしたときには、輝度レベルがいずれの場合においても、モアレを視認することができなかった。なお、表１中の白丸はモアレを視認できなかったことを示し、白三角は幅が約２ｍｍのモアレを視認することができたことを示し、バツは幅が２ｍｍを超えるモアレをはっきりと視認することができたことを示している。

そこで、従来は、液晶パネル２０に最も近接して配置されている光学部品が周期構造をなしている場合には、その周期構造のピッチを５０μｍ程度に狭くしたり、または、周期構造をなしている光学部品と、液晶パネル２０との間に、周期構造を有しない拡散シートなどを設けて、モアレを目立たなくしていた。

このモアレは、表１から、液晶パネル２０の表面のうち表示輝度が高階調となっている領域ではほとんど目立たないが、表示輝度が低階調や中間階調となっている領域で目立つという特徴を有していると言える。

そこで、本実施の形態では、カラーフィルタ２８が、画素配列がほぼ一義的に決まってしまうようなフィルタ配列（例えばストライプ配列）となっている場合には、表示輝度が低階調や中間階調となる領域において、一画素ｕ中の同色において明暗を設けたり、一画素ｕ中の同色において明暗を設けると共に一画素ｕの面積を大きくしている。

例えば、表２に示したように、表示輝度が低階調や中間階調となる領域において、図１０に例示したような画素配列とした場合に、その輝度レベルを最大輝度を１００％として、８０％、６０％、４０％、２０％と徐々に低下させていっても、いずれの場合においても、輝度むらを視認することができなかった。

これにより、レンズシート１４を構成する各プリズム１４−１のピッチＰｗを１１０μｍ以上５００μｍ以下とした場合であっても、高階調領域においてモアレが発生していたとしても目立たず、また、非高階調領域（低階調領域および中間階調領域）においてもモアレを目立たなくすることができる。

また、このモアレは、規則正しい一の繰り返し模様と、規則正しい他の繰り返し模様とが相互に干渉したときに発生する。そこで、本実施の形態では、上記した駆動回路４０による表示方法を用いない場合には、カラーフィルタ２８を、各画素ｕを構成するドットの組み合わせ（画素配列）が複雑多岐に渡るようなフィルタ配列（例えばダイアゴナル配列、デルタ配列およびレクタングル配列）としている。これにより、レンズシート１４を構成する各プリズム１４−１のピッチＰｗを１１０μｍ以上５００μｍ以下とした場合であっても、モアレを目立たなくすることができる。

以上、実施の形態およびその実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれらの実施の形態等に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。

例えば、上記実施の形態では、駆動回路４０において、ＲＧＢ信号が非高階調信号に該当する場合に、ＲＧＢ信号が高階調信号に該当する場合に適用される、一画素ｕあたりの面積（一画素ｕ中に含まれるドット数）を増やす場合もあることを説明したが、階調が低くなるに連れて、一画素ｕあたりの面積（一画素ｕ中に含まれるドット数）を増やすようにしてもよい。例えば、ＲＧＢ信号が非高階調信号に該当する場合であって、階調が比較的高いときには、図１０または図１１（Ａ），（Ｂ）に示したような画素配列に変更し、階調が先の場合よりも若干低いときには、図１２または図１３（Ａ），（Ｂ）に示したような画素配列に変更し、階調が先の場合よりもさらに低いときには、図１４または図１５（Ａ），（Ｂ）に示したような画素配列に変更することが可能である。このようにして画素配列を変更する場合には、階調が低くなるに連れて、一画素ｕ中に含まれる各色のドット数のうち少なくとも一色のドット数を変更する（増やす）ことにより、一画素ｕ中に含まれるドット数（一画素ｕあたりの面積）を徐々に変更する（増やす）ことも可能である。

例えば、上記実施の形態では、表示装置１の構成を具体的に挙げて説明したが、全ての層を備える必要はなく、また、他の層を備えていてもよい。例えば、レンズシート１４と液晶パネル２０との間に拡散シートを備えていてもよい。つまり、用途や目的に応じて種々選択が可能である。

また、上記実施の形態では、光源１１として線状光源１１Ａが用いられていたが、光源１１はこれに限られるものではなく、例えば、点状光源をマトリクス状に配置したものが用いられていてもよい。

また、本発明は、アクティブマトリクス駆動や、単純マトリクス駆動など、種々の駆動方式を適用することが可能である。

さらに、上記実施の形態では、本発明を液晶表示装置に適用した場合について説明したが、他の原理を利用した表示装置に対してももちろん適用可能である。

１…表示装置、１０…照明装置、１１…光源、１２…光源像分割シート、１２Ａ，１４Ａ…底面、１２Ｂ，１４Ｂ…頂部、１２Ｃ，１２Ｄ，１４Ｃ，１４Ｄ…傾斜面、１２−１，１４−１…プリズム、１３…拡散シート、１４…レンズシート、１５…反射シート、２０…液晶パネル、２１，３０…偏光板、２２，２９…透明基板、２３，２７…透明電極、２４，２６…配向膜、２５…液晶層、２８…カラーフィルタ、２８Ｒ，２８Ｇ，２８Ｂ…フィルタ、２８Ｕ、ｕ…単位構成、３１Ｒ…Ｒ用ドット、３１Ｒｍ，３１Ｇｍ，３１Ｂｍ…メインセル、３１Ｒｓ，３１Ｇｓ，３１Ｂｓ…サブセル、３１Ｇ…Ｇ用ドット、３１Ｂ…Ｂ用ドット、４０…駆動回路、４１…Ｘドライバ、４２…Ｙドライバ、４３…制御部、４４…映像処理部、４５…映像メモリ、Ａｒ…表示輝度、Ｐｗ…ピッチ、θ１，θ３…頂角、θ２，θ３…底角。

Claims (1)

1. 映像信号に応じて駆動されるパネルと、
   前記パネルを照明するための光を発する光源と、
   前記パネルと前記光源との間に設けられたレンズシートと、
   前記パネルを駆動する駆動手段と
   を備え、
   前記レンズシートは、一方の面に延在する複数の立体構造がその延在方向に沿って配列されてなり、
   前記立体構造の配列方向の幅が１１０μｍ以上２００μｍ以下であり、
   前記パネルは、複数の画素ｕを有し、
   各画素ｕは、複数色のドットを同色につき複数個有し、
   前記ドットは、ストライプ配列となっており、
   前記駆動手段は、各画素ｕ中に含まれる同色の複数のドットにおいて明暗が生じるように前記パネルを駆動すると共に、前記複数の画素ｕのうち第１の画素ｕ中に含まれる同色の複数のドットにおいて明に相当するドットと、前記複数の画素ｕのうち前記第１の画素ｕに隣り合う第２の画素ｕ中に含まれる同色の複数のドットにおいて暗に相当するドットとが交互に配列されるように前記パネルを駆動する
   表示装置。

Images