WO2012127945A1

WO2012127945A1 - 表示装置

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Publication number: WO2012127945A1
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Inventors: 祐治中畑; 谷野　友哉
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Abstract

　３次元画像を表示する際のクロストークの発生を抑え、且つ、２次元画像を表示する際には輝度の低下を避ける。　偏光領域（２６９ａ）と偏光領域（２６９ｂ）との境界が、垂直方向に順に、赤色液晶セル（２７２）、緑色液晶セル（２７４）、青色液晶セル（２７６）の範囲に収まるように偏光制御フィルター（２６８）が配設される。３次元画像を表示するときに、偏光制御フィルター（２６８）の偏光領域（２６９ａ）と偏光領域（２６９ｂ）との境界に位置する液晶セル（２）に黒色を表示し、他の液晶セルで本来の右眼用画像又は左眼用画像を表示させる。

Description

表示装置

　本発明は、個別のバス・ラインをそれぞれ有する複数の液晶セルによって１つの画素が形成され、複数の画素の配列からなる表示画面を有する表示装置に係り、特に、３次元画像を表示する際のクロストークの発生を抑えつつ、２次元画像を表示する際の輝度を保つ表示装置に関する。

　左右の眼に視差のある画像を表示することで、視聴者に立体的に見える３Ｄ画像を提示することができる。３Ｄ画像技術は、テレビ放送、映画、遠隔通信、遠隔医療など、さまざまな分野において適用が期待されている。

　立体視画像を提示する方式の１つとして、視聴者に特殊な光学特性を持った眼鏡をかけさせ、両眼に視差をつけた画像を提示するものが挙げられる。例えば、表示装置側では、右眼用画像と左眼用画像とで偏光状態を変え、一方、視聴者は、右眼用画像は右眼から、左眼用画像は左眼からそれぞれ見ることができるように偏光状態を左右で変えた眼鏡を掛けることで、視聴者は、画面に表示された画像を立体視することができる。

　右眼用画像と左眼用画像とで偏光状態を変える方法として、右眼用画像と左眼用画像の各表示領域に偏光状態の異なる、マイクロポール（μ－ｐｏｌ）と呼ばれる偏光制御フィルターを配置する方法が挙げられる（例えば、特許文献１を参照のこと）。マイクロポールは、微細な偏光素子で構成された光学系であり、右眼用画像と左眼用画像とで偏光状態を変える。

　図１５には、マイクロポールを用いた偏光方式による３次元画像の表示方式を図解している。液晶表示ディスプレイ（ＬＣＤ）の画素の行に合わせて、画素１行毎に交互に直交した偏光素子を配置するとともに、液晶表示ディスプレイは画素１行毎に左眼用画像信号Ｌ、右眼用画像信号Ｒを交互に出力する。視聴者が表示画像を観察する際には、左右それぞれの偏光方向に対応した偏光眼鏡で、左眼用画像と右眼用画像を分離する。図中、対応する偏光方向を斜線で表わしている。

　マイクロポールを用いた偏光方式により左眼用画像と右眼用画像を分離する原理について、図１６を参照しながら説明する。同図では、３次元画像を表示する表示装置を側面から眺めている。図示の表示装置１０は、バックライト１１と、偏光板１２ａ、１２ｂと、液晶表示素子１３と、偏光制御フィルター１４を備えている。

　表示装置１０は、画像信号の印加により、画素１行毎に、右眼用画像Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、…と、左眼用画像Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、…を交互に表示している。但し、Ｒは右眼用画像を、Ｌは左眼用画像を表し、数字は画素の行の通し番号とする。

　バックライト１１からの光を、偏光板１２ａ、１２ｂ及び液晶表示素子１３で偏光する。さらに、偏光板１２ｂを透過した光を、偏光板１２ｂの前方に配設された偏光制御フィルター１４で円偏光させる。偏光制御フィルター１４は、偏光板１２ｂを透過した光を、右円偏光又は左円偏光のいずれかに円偏光させるために、それぞれ±１／４波長板を有する偏光領域１４ａ及び偏光領域１４ｂを、右眼用画像又は左眼用画像の画素の行に対応して配設している。偏光領域１４ａと偏光領域１４ｂは、それぞれの光学軸が互いに直交している。例えば、右眼用画像Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、…をなす光は偏光領域１４ａで右円偏光され、左眼用画像Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、…をなす光は偏光領域１４ｂで左円偏光される。

　一方、偏光眼鏡２０は、右眼用画像透過部２１及び左眼用画像透過部２２を備えている。右眼用画像透過部２１は、右円偏光された光を透過できるように、１／４波長板と図示しない偏光レンズを備えている。また、左眼用画像透過部２２は、左円偏光された光を透過できるように、－１／４波長板と図示しない偏光レンズを備えている。右目用画像透過部２１は、左円偏光された光を遮断し、一方の左眼用画像透過部２２は右円偏光された光を遮断する。したがって、偏光眼鏡２０を掛けた視聴者の右眼には右眼用画像Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、…をなす光のみが入射され、左眼には左眼用画像Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、…をなす光のみが入射されることになる。

　このように円偏光された光を、視聴者が偏光眼鏡２０を通して見ることで、視聴者は、視差のある右眼用画像と左眼用画像を分離して視認して、立体視することができる。

　ここで、偏光制御フィルターを用いた表示装置では、フィルターの偏光状態が変化する境界において光の分割が不十分となるという問題がある。光の分割が不十分となると、右眼用画像の一部が左眼に、左眼用画像の一部が右眼に、それぞれ漏れ込む現象、すなわちクロストークが発生する。

　図１６に示した例では、偏光制御フィルター１４は、２つの偏光領域１４ａ及び１４ｂによって円偏光の方向を制御する。ここで、偏光領域１４ａと偏光領域１４ｂとの境界において光の分割が不十分となると、視聴者が偏光眼鏡２０を通して表示装置１０からの光を通して見たときに、右眼用画像の一部が左眼に、左眼用画像の一部が右眼に、それぞれ漏れ込むクロストークが発生する。

　このような、クロストークの発生を抑制するために、フィルターの偏光状態が変化する境界部分にブラック・マトリックスを配置する方法が考えられる。偏光制御フィルターの偏光状態が変化する境界部分にブラック・マトリックスを配置することで、右眼用画像の一部が左眼に、左眼用画像の一部が右眼に、それぞれ光が混入しないようにして、クロストークの発生を抑えることができる。

　図１７には、ブラック・マトリックス１４ｃを備えた偏光制御フィルター１４の一例を示している。同図では、液晶表示素子１３における画素の配列を併せて示している。液晶表示素子１３の１つの単位画素は、赤色（Ｒ）を発する赤色液晶セル１３ａと、緑色（Ｇ）を発する緑色液晶セル１３ｂと、青色（Ｂ）を発する液晶セル画素１３ｃの３色の液晶セルの組み合わせで構成される。なお、図示の例では、各水平ラインの液晶セルを異なる色で配置した縦配列構造である。

　上述したように、表示装置１０は、画像信号の印加により、画素１行毎に、右眼用画像Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、…と、左眼用画像Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、…を交互に表示する。ブラック・マトリックス１４ｃは、左眼用画像を表示する画素の行と右眼用画像を表示する画素の行の境界部分に対応して配置されている。したがって、偏光領域１４ａと偏光領域１４ｂとの境界において光の分割が行なわれることで、視聴者が偏光眼鏡２０を通して表示装０からの光を通して見たときのクロストークの発生が抑えられる。

　このような表示装置によれば、視聴者が立体視できる３次元画像の他に、通常の２次元画像を表示することも可能である。３次元画像を表示する際には、右眼用画像と左眼用画像を同時に表示し、偏光制御フィルターで各々の偏光状態を変えるとともに、視聴者は偏光状態を左右で変えた眼鏡を掛けて視聴する。また、２次元画像を表示する際には、視聴者は眼鏡を外して視聴すればよい。しかしながら、偏光制御フィルターの偏光状態が変化する境界部分にブラック・マトリックスを配置していると、通常の２次元映像を画面に表示した際に、ブラック・マトリックスで遮られる分だけ輝度が低下してしまうという問題がある。

　図１７に示した例では、ブラック・マトリックス１４ｃが配置された箇所では、各液晶セル１３ａ、１３ｂ、１３ｃを通過した光が遮断されてしまうので、表示画像の輝度が低下してしまう。特に、通常の画像（２次元画像）を表示するときには、光の分割は不要であるにも拘わらず、ブラック・マトリックス１４ｃの存在により輝度が低下してしまうという問題がある。また、３次元画像を表示するときに、偏光眼鏡２０を掛けた視聴者の視野角が大きいと、画素１行だけ上（又は下）に隣接する右眼用画像の光が左眼用の偏光領域１４ｂから漏れて、クロストークが生じる。ブラック・マトリックス１４ｃの幅を大きくすれば、視野角が大きくなってもクロストークを抑制できるが、輝度はさらに低下してしまう。

特開２０１０－２０４３８９号公報

　本発明の目的は、２次元画像と３次元画像の両方を表示することができ、３次元画像を表示する際のクロストークの発生を抑え、且つ、２次元画像を表示する際には輝度の低下を避けることが可能な、優れた表示装置を提供することにある。

　本願は、上記課題を参酌してなされたものであり、請求項１に記載の発明は、
　個別のバス・ラインをそれぞれ有する複数の色成分のセルによって１つの画素を形成し、複数の画素を水平方向及び垂直方向に順次配置して構成され、前記バス・ラインへの信号の印加によって、２次元画像又は３次元画像を表示する表示パネルと、
　前記表示パネルの前面に配設され、前記パネル部を透過する光の偏光状態を所定の水平領域毎に交互に変化させる偏光制御フィルターと、
　前記表示パネルに２次元画像又は３次元画像を表示するときの前記バス・ラインへ印加する信号を制御する信号制御部と、
を具備し、
　前記偏光制御フィルターは、偏光状態が変化する各境界がセルの１行の範囲に収まるように配置され、
　前記信号制御部は、３次元画像を表示するときに、前記偏光制御フィルターの偏光状態が変化する境界に位置するセルの各１行を黒色に表示するように、前記バス・ラインへの信号の印加を制御する、
表示装置である。

　本願の請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の表示装置において、表示パネルの各画素は、赤緑青の３色のセルをそれぞれ含んでいる。そして、３次元画像を表示する際に、前記のように一部のセルを黒色に表示したときに、前記表示パネルにおける赤緑青の構成比率が２次元画像を表示するときと同じになるように、前記偏光制御フィルターの偏光状態が変化する境界が配置される。

　本願の請求項３に記載の発明によれば、請求項１に記載の表示装置の表示パネルの各画素は、赤緑青の３色のセルと、赤緑青以外の色のセルをそれぞれ含んでいる。そして、信号制御部は、３次元画像を表示するときに、前記の赤緑青以外の色のセルを黒色に表示するように、前記バス・ラインへの信号の印加を制御するように構成されている。

　本願の請求項４に記載の発明によれば、請求項１に記載の表示装置の表示パネルの各画素はＮ色のセルを垂直方向に順に配置し（但し、Ｎは２以上の整数）、前記表示パネルは、各水平ラインのセルを同じ色で配置した横配列構造である。また、偏光制御フィルターは、偏光状態が変化する各境界がセルのＮ行置きに１行の範囲に収まるように配置されている。そして、信号制御部は、３次元画像を表示するときに、前記偏光制御フィルターの偏光状態が変化する境界に位置する３行置きのセルの各１行を黒色に表示するように、前記バス・ラインへの信号の印加を制御するように構成されている。

　本願の請求項５に記載の発明によれば、請求項１に記載の表示装置の表示パネルの各画素は赤緑青の３色及び前記３色以外の色からなる４色のセルを垂直方向に順に配置し、前記表示パネルは、各水平ラインのセルを同じ色で配置した横配列構造である。また、偏光制御フィルターは、偏光状態が変化する各境界が前記３色以外の色のセルの１行の範囲に収まるように配置されている。そして、信号制御部は、３次元画像を表示するときに、前記３色以外の色のセルの各１行を黒色に表示するように、前記バス・ラインへの信号の印加を制御するように構成されている。

　本願の請求項６に記載の発明によれば、請求項１に記載の表示装置の表示パネルの各画素は、赤緑青の３色及び前記３色以外の色からなる４色のセルを２行２列に配置して構成されている。また、偏光制御フィルターは、偏光状態が変化する各境界がセルの２行置きに１行の範囲に収まるように配置されている。そして、信号制御部は、３次元画像を表示するときに、前記偏光制御フィルターの偏光状態が変化する境界に位置する２行置きのセルの各１行を黒色に表示するように、前記バス・ラインへの信号の印加を制御するように構成されている。

　本願の請求項７に記載の発明によれば、請求項１に記載の表示装置の表示パネルは、赤緑青の３色及び前記３色以外の色からなる４色のセルを水平方向に順に配置し、セル１行毎に各色の形成位置を２列ずつずらして構成されている。また、偏光制御フィルターは、偏光状態が変化する各境界がセルの１行置きに１行の範囲に収まるように配置されている。そして、信号制御部は、３次元画像を表示するときに、前記偏光制御フィルターの偏光状態が変化する境界に位置する１行置きのセルの各１行を黒色に表示するように、前記バス・ラインへの信号の印加を制御するように構成されている。

　本願の請求項８に記載の発明によれば、請求項１に記載の表示装置の表示パネルは、赤緑青の３色及び前記３色以外の色からなる４色のセルを水平方向に順に配置し、セル１行毎に各色の形成位置を２列ずつずらして構成されている。また、偏光制御フィルターは、偏光状態が変化する各境界がセルの２行置きに１行の範囲に収まるように配置されている。そして、信号制御部は、３次元画像を表示するときに、前記偏光制御フィルターの偏光状態が変化する境界に位置する２行置きのセルの各１行を黒色に表示するように、前記バス・ラインへの信号の印加を制御するように構成されている。

　本発明によれば、２次元画像と３次元画像の両方を表示することができ、３次元画像を表示する際のクロストークの発生を抑え、且つ、２次元画像を表示する際には輝度の低下を避けることが可能な、優れた表示装置を提供することができる。

　本発明によれば、３次元画像の表示時において常に黒色表示となる画素の行を設けるとともに、偏光制御フィルターの偏光状態が変化する境界部分がこの黒色表示の画素の行と一致するように配置することによって、ブラック・マトリックスなしに偏光制御フィルターの偏光状態が変化する境界における光の分割を実現するので、３次元画像の表示時におけるクロストークを抑制でき、且つ、２次元画像の表示時における輝度を保つことができる。

　本発明のさらに他の目的、特徴や利点は、後述する本発明の実施形態や添付する図面に基づくより詳細な説明によって明らかになるであろう。

図１は、２次元画像と３次元画像の両方を表示する表示装置１００の機能的構成を模式的に示した図である。図２は、画像表示部１１０の構成を詳細に示した図である。図３は、ブラック・マトリックスを用いずに偏光制御フィルターの偏光状態が変化する境界における光の分割を実現する液晶パネルの一構成例を示した図（通常の２次元画像を表示する場合）である。図４は、ブラック・マトリックスを用いずに偏光制御フィルターの偏光状態が変化する境界における光の分割を実現する液晶パネルの一構成例を示した図（３次元画像を表示する場合）である。図５は、ブラック・マトリックスを用いずに偏光制御フィルターの偏光状態が変化する境界における光の分割を実現する液晶パネルの他の構成例を示した図（通常の２次元画像を表示する場合）である。図６は、ブラック・マトリックスを用いずに偏光制御フィルターの偏光状態が変化する境界における光の分割を実現する液晶パネルの他の構成例を示した図（３次元画像を表示する場合）である。図７は、ブラック・マトリックスを用いずに偏光制御フィルターの偏光状態が変化する境界における光の分割を実現する液晶パネルのさらに他の構成例を示した図（通常の２次元画像を表示する場合）である。図８は、ブラック・マトリックスを用いずに偏光制御フィルターの偏光状態が変化する境界における光の分割を実現する液晶パネルのさらに他の構成例を示した図（３次元画像を表示する場合）である。図９は、ブラック・マトリックスを用いずに偏光制御フィルターの偏光状態が変化する境界における光の分割を実現する液晶パネルのさらに他の構成例を示した図（通常の２次元画像を表示する場合）である。図１０は、ブラック・マトリックスを用いずに偏光制御フィルターの偏光状態が変化する境界における光の分割を実現する液晶パネルのさらに他の構成例を示した図（３次元画像を表示する場合）である。図１１は、ブラック・マトリックスを用いずに偏光制御フィルターの偏光状態が変化する境界における光の分割を実現する液晶パネルのさらに他の構成例を示した図（通常の２次元画像を表示する場合）である。図１２は、ブラック・マトリックスを用いずに偏光制御フィルターの偏光状態が変化する境界における光の分割を実現する液晶パネルのさらに他の構成例を示した図（３次元画像を表示する場合）である。図１３は、ブラック・マトリックスを用いずに偏光制御フィルターの偏光状態が変化する境界における光の分割を実現する液晶パネルのさらに他の構成例を示した図（通常の２次元画像を表示する場合）である。図１４は、ブラック・マトリックスを用いずに偏光制御フィルターの偏光状態が変化する境界における光の分割を実現する液晶パネルのさらに他の構成例を示した図（３次元画像を表示する場合）である。図１５は、マイクロポールを用いた偏光方式による３次元画像の表示方式を説明するための図である。図１６は、マイクロポールを用いた偏光方式により左眼用画像と右眼用画像を分離する原理を説明するための図である。図１７は、ブラック・マトリックス１４ｃを備えた偏光制御フィルター１４の一例を示した図である。

　以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。

　図１には、２次元画像と３次元画像の両方を表示する表示装置１００の機能的構成を模式的に示している。また、図１には、表示装置１００が表示する画像を視聴者が立体的な画像として知覚するために用いる偏光眼鏡２００も併せて示している。

　表示装置１００は、画像表示部１１０と、映像信号制御部１２０と、タイミング制御部１４０を備えている。

　画像表示部１１０は、外部から印加された信号に応じた画像の表示を行なう。画像表示部１１０は、表示パネル１１２と、ゲート・ドライバー１１３と、データ・ドライバー１１４と、光源１６２を備えている。

　表示パネル１１２は、ガラスなどの透明板の間に所定の配向状態を有する液晶分子が封入されており、外部からの信号の印加に応じて画像を表示する。表示パネル１１２への信号の印加はゲート・ドライバー１１３及びデータ・ドライバー１１４によって実行される。以下の説明では、表示パネル１１２をＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ　Ｎｅｍａｔｉｃ）方式で駆動するものとして説明するが、本発明の要旨は特定の駆動方式に限定されるものではなく、ＶＡ（Ｖｉｒｔｉｃａｌ　Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）方式やＩＰＳ（Ｉｎ－Ｐｌａｃｅ－Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式などの駆動方式により駆動させてもよい。表示パネル１１２の駆動方式がＴＮ方式以外の方式である場合には、偏光板との間でねじれが無い液晶分子を液晶パネル１１２に封入してもよい。

　ゲート・ドライバー１１３は、表示パネル１１２のゲート・バス・ライン（図示しない）を駆動する駆動回路であり、タイミング制御部１４０から伝送された信号に応じてゲート・バス・ラインへ信号を出力する。また、データ・ドライバー１１４は、表示パネル１１２のデータ線（図示しない）に印加するための信号を生成する駆動回路であり、タイミング制御部１４０から伝送された信号に応じてデータ線へ印加する信号を生成して出力する。

　光源１６２は、視聴者側から見て画像表示部１１０の一番奥に設けられるバックライトである。画像表示部１１０に画像を表示する際、光源１６２からは無偏光の白色光が視聴者側に位置する表示パネル１１２に出射される。

　なお、本明細書では、画像表示部１１０として液晶ディスプレイを用いた実施形態について記載するが、本発明の要旨はこれに限定されるものではない。例えばＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ　Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）やＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）など、複数の色成分のセルによって１つの画素を形成し、複数の画素を水平方向及び垂直方向に順次配置して構成される、他のディスプレイにも同様に本発明を適用することができる。

　映像信号制御部１２０は、映像信号制御部１２０の外部からの映像信号の伝送を受けると、受け取った映像信号を、画像表示部１１０における３次元画像若しくは２次元画像の表示に適したものとなるように各種信号処理を実行して出力する。映像信号制御部１２０で信号処理が施された映像信号は、タイミング制御部１４０に伝送される。右眼用映像信号と左眼用映像信号が伝送されてきた場合、映像信号制御部１２０は、２つの映像信号から３次元画像のための映像信号を生成する。具体的には、画像表示部１１０における表示パネルの走査線の奇数行に右眼用画像が表示され、偶数行に左眼用画像が表示されるように、映像信号制御部１２０で３次元画像のための映像信号が生成される。

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

　画像表示部１１０には偏光板を透過した光をさらに円偏光させる偏光制御フィルター（後述）を備えている。偏光制御フィルターに入射される光は、偏光制御フィルターを通過することで所定の方向に円偏光されて出射される。視聴者は、偏光眼鏡２００の右眼用画像透過部２１２及び左目用画像透過部２１４を通して、この偏光制御フィルターで円偏光された光を見ることで、画像表示部１１０に表示される画像を立体視することができる。

　一方、通常の画像が画像表示部１１０に表示されている場合は、視聴者は偏光眼鏡２００を掛けずそのまま画像表示部１１０から出射される光を見ることで、通常の画像として知覚することができる。

　なお、図１では、表示装置１００をテレビ受像機として図示したが、例えば、パーソナル・コンピューターその他の電子機器と接続して用いられるモニターや携帯型のゲーム機、携帯電話や携帯型の音楽再生装置であってもよい。

　図２には、画像表示部１１０の構成を詳細に示している。図示の画像表示部１１０は、光源１６２と、偏光板１６４ａ、１６４ｂと、液晶パネル１６６と、偏光制御フィルター１６８を備えている。このうち、偏光板１６４ａ、１６４ｂと、液晶パネル１６６と、偏光制御フィルター１６８で、図１に示した表示パネル１１２が構成される。

　光源１６２は、視聴者側から見て画像表示部１１０の一番奥に設けられている。
画像表示部１１０に画像を表示する際、光源１６２からは無偏光の白色光が、視聴者側に配設された表示パネル１１２に出射される。光源１６２には、発光ダイオードや冷陰極管などを用いることができる。図示の光源１６２は面光源であるが、本発明の要旨は特定の光源の形態に限定されない。例えば、表示パネル１１２の周辺部に光源を配置し、当該光源からの光を拡散板などで拡散することで表示パネル１１２に光を出射してもよい。また例えば、面光源の替わりに点光源と集光レンズを組み合わせてもよい。

　光源１６２と液晶パネル１６６との間には、偏光板１６４ａが配設されている。偏光板１６４ａは、透過軸、及びこの透過軸に直交する吸収軸を有している。光源１６２から出射された無偏光の白色光が偏光板１６４ａに入射されると、偏光板１６４ａは、無偏光の白色光のうち、透過軸方向と平行な偏光軸を有する成分を透過させ、吸収軸方向と平行な偏光軸の光を遮断する。偏光板１６４ａを透過した光は液晶パネル１６６に出射される。

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

　液晶パネル１６６は、水平方向及び垂直方向にそれぞれ配置された複数の画素からなり、ゲート・ドライバー１１３及びデータ・ドライバー１１４からパルス信号を印加して各画素を駆動することによって、画像が表示される。立体的な３次元映像として視聴者に知覚させる画像を画像表示部１１０に表示する際には、液晶パネル１６６に、右眼用画像及び左眼用画像を画素１行ずつ交互に表示させる。本実施形態では、液晶パネル１６６の奇数行に右眼用画像を、偶数行に左眼用画像を、それぞれ表示するように画像表示部１１０が構成されているものとする。

　視聴者側から見て液晶パネル１６６の手前には、偏光板１６４ｂが配設されている。偏光板１６４ｂは、透過軸、及び該透過軸に直交する吸収軸を有している。ここで、偏光板１６４ｂの透過軸は偏光板１６４ａの透過軸と直交し、偏光板１６４ｂの吸収軸は偏光板１６４ａの吸収軸と直交する。液晶パネル１６６を透過した光が偏光板１６４ｂに入射されると、偏光板１６４ｂは、液晶パネル１６６を透過した光のうち、透過軸方向と平行な偏光軸を有する成分を透過させ、吸収軸方向と平行な偏光軸の光を遮断する。偏光板１６４ｂを透過した光は偏光制御フィルター１６８へ出射される。

　偏光制御フィルター１６８は、視聴者側から見て偏光板１６４ｂの手前に配設されている。偏光制御フィルター１６８は、偏光板１６４ｂを透過した光を右円偏光又は左円偏光のいずれかに円偏光させるために、それぞれ１／４波長板を有する偏光領域１６９ａ及び偏光領域１６９ｂを配設している。偏光領域１６９ａと偏光領域１６９ｂは、それぞれの光学軸が互いに直交している。例えば、右眼用画像Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、…をなす光は偏光領域１６９ａで右円偏光され、左眼用画像Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、…をなす光は偏光領域１６９ｂで左円偏光される。

　立体的な３次元映像として視聴者に知覚させる画像を画像表示部１１０に表示する際、上述したように、液晶パネル１６６では右眼用画像及び左眼用画像が画素１行ずつ交互に表示される。具体的には、液晶パネル１６６の奇数行には右眼用画像が、偶数行には左眼用画像が、それぞれ表示されるように構成されている。したがって、液晶パネル１６６の奇数行と対応するように偏光領域１６９ａが位置するとともに、液晶パネル１６６の偶数行と対応するように偏光領域１６９ｂが位置するように、偏光制御フィルター１６８が偏光板１６４ｂの手前（視聴者側）に設けられる。

　視聴者は、偏光制御フィルター１６８によって円偏光された光を、偏光眼鏡２００を通して見ることで、画像表示部１１０に表示された画像を、立体的な３次元画像として知覚することができる。

　［背景技術］の欄でも既に述べたように、偏光制御フィルターを用いた表示装置では、３次元画像の表示時において偏光制御フィルターの偏光状態が変化する境界において光の分割が不十分となるという問題がある。光の分割が不十分となると、右眼用画像の一部が左眼に、左眼用画像の一部が右眼に、それぞれ漏れ込む現象、すなわちクロストークが発生する。クロストークの発生を抑制するために、フィルターの偏光状態が変化する境界部分にブラック・マトリックスを配置する方法が知られているが、通常の２次元映像を画面に表示した際に、ブラック・マトリックスで遮られる分だけ輝度が低下してしまうという問題がある。

　そこで、本明細書では、３次元画像の表示時において常に黒色表示となる画素の行を設けるとともに、偏光制御フィルターの偏光状態が変化する境界部分がこの黒色表示の画素の行と一致するように配置することによって、偏光制御フィルターの偏光状態が変化する境界における光の分割を実現して、ブラック・マトリックスを用いないでクロストークを抑制する方法を提案する。この方法は、各水平ラインの液晶セルを同じ色で配置した横配列構造、並びに、各水平ラインの液晶セルを異なる色で配置した縦配列構造のいずれに対しても適用可能である。なお、横配列構造は、各水平ラインの液晶セルを異なる色で配置した縦配列構造に比べてデータ・ラインの数を１／３に減少させることができ、製造コストが安価となる。以下では、ブラック・マトリックスを用いないでクロストークを抑制する、表示パネル１１２の構成例について幾つか詳解する。

　図３には、ブラック・マトリックスを用いずに偏光制御フィルターの偏光状態が変化する境界における光の分割を実現する液晶パネルの一構成例を示している。

　図示の液晶パネル１６６の１つの単位画素は、３列の液晶セルで構成され、赤色を発する赤色液晶セル１７２、緑色を発する緑色液晶セル１７４、青色を発する青色液晶セル１７６が水平方向に配置されている。そして、液晶パネル１６６は、複数の画素が水平方向及び垂直方向に繰り返し配置し、各水平ラインの液晶セルを異なる色で配置した縦配列構造である。

　そして、赤色液晶セル１７２は、垂直方向にほぼ同じ大きさのサブ・セル１７３ａ、１７３ｂに２分割され、緑色液晶セル１７４は、垂直方向にほぼ同じ大きさのサブ・セル１７５ａ、１７５ｂに２分割され、青色液晶セル１７６は、垂直方向にほぼ同じ大きさのサブ・セル１７７ａ、１７７ｂに２分割されている。

　各サブ・セル１７３ａ、１７５ａ、１７７ａは、垂直方向に同じ長さを持ち、水平方向にはサブ画素１７３ａ、１７５ａ、１７７ａの順に繰り返し配置されている。また、各サブ画素１７３ｂ、１７５ｂ、１７７ｂも、垂直方向に同じ長さを持ち、水平方向にはサブ画素１７３ｂ、１７５ｂ、１７７ｂの順に繰り返し配置されている。

　また、図３には、液晶パネル１６６と併せて偏光制御フィルター１６８も示している。説明の便宜上、液晶パネル１６６と偏光制御フィルター１６８とを横に並べて水平に描いているが、実際の表示装置１００では液晶パネル１６６の前面（視聴者側）に偏光制御フィルター１６８が配設されている。

　偏光制御フィルター１６８は、それぞれ画素１行分の幅を持つ右円偏光方向に円偏光させる偏光領域１６９ａと、左円偏光方向に円偏光させる偏光領域１６９ｂを垂直方向に交互に配置して構成される。図中、領域毎の円偏光の方向の相違を、斜線で表現している。図示のように、偏光領域１６９ａと偏光領域１６９ｂとの境界が、各サブ・セル１７３ａ、１７５ａ、１７７ａの範囲に収まるように、偏光制御フィルター１６８が配設されている。

　表示装置１００で通常の２次元画像を表示する場合には、図３に示したように、すべての液晶セルにおいて２つのサブ・セルをともに用いて液晶パネル１６６に画像を表示させる。表示装置１００で通常の画像を表示する場合には、ブラック・マトリックスが存在していないことが分かる。このように表示装置１００で通常の画像を表示することで、偏光制御フィルターにブラック・マトリックス１４ｃを用いた場合（図１７を参照のこと）よりも、高輝度の画像を画像表示部１１０に表示させることが可能である。

　一方、表示装置１００で視聴者に立体的な画像として知覚させるための画像（３次元画像）を表示する場合には、図４に示すように、偏光制御フィルター１６８の偏光領域１６９ａと偏光領域１６９ｂとの境界に位置するサブ・セル１７３ａ、１７５ａ、１７７ａに黒色を表示し、その他のサブ・セル１７３ｂ、１７５ｂ、１７７ｂによって本来の画像を表示させる。

　各サブ・セルの表示は、映像信号制御部１２０によって制御することができる。上述したように３次元画像を画像表示部１１０に表示させる際には、液晶パネル１６６の奇数行に右眼用画像を、偶数行に左眼用画像を表示するように、映像信号制御部１２０において信号処理を実行する。そして、映像信号制御部１２０は、各画素におけるサブ・セル１７３ａ、１７５ａ、１７７ａの行に対しては、黒色を表示させるように、映像信号制御部１２０からタイミング制御部１４０に対して信号を伝送すればよい。サブ・セルに黒色を表示させることは、０階調の輝度信号を入力することで実現される。

　黒色を表示したサブ・セル１７３ａ、１７５ａ、１７７ａは、偏光制御フィルター１６８のブラック・マトリックスとして作用することになる。したがって、視聴者に立体的な画像として知覚させるための画像を表示する場合に、サブ・セル１７３ａ、１７５ａ、１７７ａを黒色に表示することで、クロストークの発生を抑えることができる。

　なお、３次元画像を表示する場合には、常に黒色表示となるサブ・セルが存在することになる。したがって、３次元画像を表示する場合には、各サブ・セルに供給する画像信号に対する画質補正に関する各種パラメーター、すなわち、ガンマ補正、ＡＣＣ（Ａｃｃｕｒａｔｅ　Ｃｏｌｏｒ　Ｃａｐｔｕｒｅ）処理、オーバードライブなどの画質に関するパラメーターは、２次元画像を表示する場合とは異なるものを用いることができる。ガンマ補正を例に挙げると、３次元画像を表示する場合には、サブ画素１７３ａ、１７５ａ、１７７ａを除いた状態で適切にガンマ補正がかかるように、また２次元画像を表示する場合には、すべてのサブ画素を含めた状態で適切にガンマ補正がかかるように、パラメーターを変化させる。このように、２次元画像を表示する場合とは異なる３次元画像の表示に適したパラメーターによって画像表示部１１０に表示される画像の画質を補正することで、画像表示部１１０に表示される３次元画像の画質を高めることが可能となる。

　図５には、ブラック・マトリックスを用いずに偏光制御フィルターの偏光状態が変化する境界における光の分割を実現する液晶パネルの他の構成例を示している。

　図示の液晶パネル２６６の１つの単位画素は、３行の液晶セルで構成され、赤色液晶セル２７２、緑色液晶セル２７４、青色液晶セル２７６の３色が垂直方向に配置されている。そして、液晶パネル２６６は、複数の画素が水平方向及び垂直方向に繰り返し配置し、各水平ラインの液晶セルを同じ色で配置した横配列構造である。横配列構造は、各水平ラインの液晶セルを異なる色で配置した縦配列構造に比べてデータ・ラインの数を１／３に減少させることができ、製造コストが安価となる。

　また、図５には、液晶パネル２６６と併せて偏光制御フィルター２６８も示している。説明の便宜上、液晶パネル２６６と偏光制御フィルター２６８とを横に並べて水平に描いているが、実際の表示装置１００では液晶パネル２６６の前面（視聴者側）に偏光制御フィルター２６８が配設されている。

　偏光制御フィルター２６８は、右円偏光方向に円偏光させる偏光領域２６９ａと、左円偏光方向に円偏光させる偏光領域２６９ｂを垂直方向に交互に配置して構成される。図中、領域毎の円偏光の方向の相違を、斜線で表現している。但し、図３に示した例とは相違して、偏光領域２６９ａ及び２６９ｂはともに、画素１行の幅に液晶セル１個分を加算した幅を持つ。そして、偏光領域２６９ａと偏光領域２６９ｂとの境界が、垂直方向に順に、赤色液晶セル２７２、緑色液晶セル２７４、青色液晶セル２７６の範囲に収まるように、偏光制御フィルター２６８が配設されている。

　表示装置１００で通常の２次元画像を表示する場合には、図５に示したように、すべての液晶セル２７２、２７４、２７６において液晶パネル２６６に画像を表示させる。表示装置１００で通常の画像を表示する場合には、ブラック・マトリックスが存在していないことが分かる。このように表示装置１００で通常の画像を表示することで、偏光制御フィルターにブラック・マトリックス１４ｃを用いた場合（図１７を参照のこと）よりも、高輝度の画像を画像表示部１１０に表示させることが可能である。

　一方、表示装置１００で視聴者に立体的な画像として知覚させるための画像（３次元画像）を表示する場合には、図６に示すように、偏光制御フィルター２６８の偏光領域２６９ａと偏光領域２６９ｂとの境界に位置する赤色液晶セル２７２、緑色液晶セル２７４、青色液晶セル２７６に黒色を表示し、偏光制御フィルター２６８の偏光領域２６９ａと偏光領域２６９ｂとの境界から外れた他の赤色液晶セル２７２、緑色液晶セル２７４、青色液晶セル２７６によって本来の画像を表示させる。

　各液晶セルの表示は、映像信号制御部１２０によって制御することができる。上述したように３次元画像を画像表示部１１０に表示させる際には、液晶パネル２６６の奇数行に右眼用画像を、偶数行に左眼用画像を表示するように、映像信号制御部１２０において信号処理を実行する。そして、映像信号制御部１２０は、偏光制御フィルター２６８の偏光領域２６９ａと偏光領域２６９ｂとの境界に位置する液晶セルに対しては黒色を表示させるように、映像信号制御部１２０からタイミング制御部１４０に対して信号を伝送すればよい。液晶セルに黒色を表示させることは、０階調の輝度信号を入力することで実現される。

　偏光制御フィルター２６８の偏光領域２６９ａと偏光領域２６９ｂとの境界に位置する液晶セルは、黒色を表示することで、偏光制御フィルター２６８のブラック・マトリックスとして作用することになる。したがって、視聴者に立体的な画像として知覚させるための画像を表示する場合に、偏光制御フィルター２６８の偏光領域２６９ａと偏光領域２６９ｂとの境界に位置する液晶セルを黒色に表示することで、クロストークの発生を抑えることができる。

　また、３次元画像を表示するときに、偏光制御フィルター２６８の偏光領域２６９ａと偏光領域２６９ｂとの境界に位置する液晶セルに黒色を表示し、偏光領域２６９ａと偏光領域２６９ｂとの境界から外れた他の液晶セルによって本来の画像を表示させることによって、図６から分かるように、垂直方向に順に、赤色、緑色、青色、黒色、赤色、緑色、青色、黒色、…となるように配置される。すなわち、黒色に表示する液晶セルの色を順に赤色、緑色、青色、…と変えているので、黒色の表示により失われる割合が色成分間で均一（すなわち、赤緑黄色の構成比率が２次元画像表示時と同じ）となり、３次元表示時の色のズレを生じさせずに、解像度の劣化を最小限に抑え且つクロストークを抑えることができる。

　図７には、ブラック・マトリックスを用いずに偏光制御フィルターの偏光状態が変化する境界における光の分割を実現する液晶パネルのさらに他の構成例を示している。

　図示の液晶パネル３６６の１つの単位画素は、４行の液晶セルで構成され、赤色液晶セル３７２、緑色液晶セル３７４、青色液晶セル３７６に加え、赤緑青以外の色の液晶セル３７８の４色が順に垂直方向に配置されている。ここでは、液晶セル３７８は白色（Ｗ）として説明する。白色の液晶セルを加えることで、表示画像の輝度が向上する。そして、液晶パネル３６６は、複数の画素を水平方向及び垂直方向に繰り返し配置し、各水平ラインの液晶セルを同じ色で配置した横配列構造である。

　また、図７には、液晶パネル３６６と併せて偏光制御フィルター３６８も示している。説明の便宜上、液晶パネル３６６と偏光制御フィルター３６８とを横に並べて水平に描いているが、実際の表示装置１００では液晶パネル３６６の前面（視聴者側）に偏光制御フィルター３６８が配設されている。

　偏光制御フィルター３６８は、右円偏光方向に円偏光させる偏光領域３６９ａと、左円偏光方向に円偏光させる偏光領域３６９ｂを垂直方向に交互に配置して構成される。図中、領域毎の円偏光の方向の相違を、斜線で表現している。図５に示した例と同様に、偏光領域３６９ａ及び３６９ｂはともに、画素１行の幅に液晶セル１個分を加算した幅を持つ。そして、偏光領域３６９ａと偏光領域３６９ｂとの境界が白色液晶セル３７８の範囲に収まるように、偏光制御フィルター３６８が配設されている。

　表示装置１００で通常の２次元画像を表示する場合には、図５に示したように、すべての液晶セル３７２、３７４、３７６、３７８において液晶パネル３６６に画像を表示させる。表示装置１００で通常の画像を表示する場合には、ブラック・マトリックスが存在していないことが分かる。このように表示装置１００で通常の画像を表示することで、偏光制御フィルターにブラック・マトリックス１４ｃを用いた場合（図１７を参照のこと）よりも、高輝度の画像を画像表示部１１０に表示させることが可能である。

　一方、表示装置１００で視聴者に立体的な画像として知覚させるための画像（３次元画像）を表示する場合には、図８に示すように、偏光制御フィルター３６８の偏光領域３６９ａと偏光領域３６９ｂとの境界に位置する白色液晶セル３７８に黒色を表示し、偏光制御フィルター３６８の偏光領域３６９ａと偏光領域３６９ｂとの境界から外れた他の赤色液晶セル３７２、緑色液晶セル３７４、青色液晶セル３７６によって本来の画像を表示させる。

　各液晶セルの表示は、映像信号制御部１２０によって制御することができる。上述したように３次元画像を画像表示部１１０に表示させる際には、液晶パネル３６６の奇数行に右眼用画像を、偶数行に左眼用画像を表示するように、映像信号制御部１２０において信号処理を実行する。そして、映像信号制御部１２０は、偏光制御フィルター３６８の偏光領域３６９ａと偏光領域３６９ｂとの境界に位置する白色液晶セル３７８に対しては黒色を表示させるように、映像信号制御部１２０からタイミング制御部１４０に対して信号を伝送すればよい。白色液晶セル３７８に黒色を表示させることは、０階調の輝度信号を入力することで実現される。

　偏光制御フィルター３６８の偏光領域３６９ａと偏光領域３６９ｂとの境界に位置する白色液晶セル３７８は、黒色を表示することで、偏光制御フィルター３６８のブラック・マトリックスとして作用することになる。したがって、視聴者に立体的な画像として知覚させるための画像を表示する場合に、白色液晶セル３７８を黒色に表示することで、クロストークの発生を抑えることができる。

　図７、図８に示した例によれば、図５、図６に示した例とは相違し、３次元画像を表示するときであっても、各画素において、赤色液晶セル３７２、緑色液晶セル３７４、青色液晶セル３７６のすべてから、本来の画像が表示される。したがって、３次元画像を表示するときの色再現範囲や解像度をロスすることなく、クロストークを改善することができる。

　図９には、ブラック・マトリックスを用いずに偏光制御フィルターの偏光状態が変化する境界における光の分割を実現する液晶パネルのさらに他の構成例を示している。

　図示の液晶パネル４６６は、図７に示した例と同様、１つの単位画素が、赤色液晶セル４７２、緑色液晶セル４７４、青色液晶セル４７６、他の色の液晶セル４７８の４色を含んでいるが、２行２列の液晶セルで１つの単位画素を構成している点で相違する。ここでは、液晶セル４７８は白色（Ｗ）として説明する。図示の例では、水平方向に、赤色液晶セル４７２と緑色液晶セル４７４、青色液晶セル４７６と白色液晶セル４７８が、それぞれ隣合わせとなっている。したがって、液晶パネル４６６の水平方向には、赤色液晶セル４７２と緑色液晶セル４７４が交互に配列される液晶セルの行と、青色液晶セル４７６と白色液晶セル４７８が交互に配列される液晶セルの行とが、垂直方向に交互に配列されている。以下では、説明の便宜上、各液晶セルは同サイズの正方形で、単位画素は、１辺の長さが液晶セルの２倍の正方形とする。

　また、図９には、液晶パネル４６６と併せて偏光制御フィルター４６８も示している。説明の便宜上、液晶パネル４６６と偏光制御フィルター４６８とを横に並べて水平に描いているが、実際の表示装置１００では液晶パネル４６６の前面（視聴者側）に偏光制御フィルター４６８が配設されている。

　偏光制御フィルター４６８は、右円偏光方向に円偏光させる偏光領域４６９ａと、左円偏光方向に円偏光させる偏光領域４６９ｂを垂直方向に交互に配置して構成される。図中、領域毎の円偏光の方向の相違を、斜線で表現している。偏光領域４６９ａ及び４６９ｂはともに、画素１行の幅に液晶セル１個分を加算した幅を持つ。そして、偏光領域４６９ａと偏光領域４６９ｂとの境界が、垂直方向に順に、赤色液晶セル４７２と緑色液晶セル４７４が交互に配列される液晶セルの行の範囲と、青色液晶セル４７６と白色液晶セル４７８が交互に配列される液晶セルの行の範囲に、交互に収まるように、偏光制御フィルター４６８が配設されている。言い換えれば、偏光領域４６９ａと偏光領域４６９ｂとの境界は、垂直方向に、液晶セルの２行置きに配置されている。

　表示装置１００で通常の２次元画像を表示する場合には、図９に示したように、すべての液晶セル４７２、４７４、４７６、４７８において液晶パネル４６６に画像を表示させる。表示装置１００で通常の画像を表示する場合には、ブラック・マトリックスが存在していないことが分かる。このように表示装置１００で通常の画像を表示することで、偏光制御フィルターにブラック・マトリックス１４ｃを用いた場合（図１７を参照のこと）よりも、高輝度の画像を画像表示部１１０に表示させることが可能である。

　一方、表示装置１００で視聴者に立体的な画像として知覚させるための画像（３次元画像）を表示する場合には、図１０に示すように、偏光制御フィルター４６８の偏光領域４６９ａと偏光領域４６９ｂとの境界に位置する液晶セルの１行に黒色を表示し、偏光制御フィルター４６８の偏光領域４６９ａと偏光領域４６９ｂとの境界から外れた液晶セルの他の行によって本来の画像を表示させる。図１０から分かるように、赤色液晶セル４７２と緑色液晶セル４７４が交互に配列される液晶セルの行と、青色液晶セル４７６と白色液晶セル４７８が交互に配列される液晶セルの行が、それぞれ２行置きに黒色に表示される。

　各液晶セルの表示は、映像信号制御部１２０によって制御することができる。上述したように３次元画像を画像表示部１１０に表示させる際には、液晶パネル４６６の奇数行に右眼用画像を、偶数行に左眼用画像を表示するように、映像信号制御部１２０において信号処理を実行する。そして、映像信号制御部１２０は、偏光制御フィルター４６８の偏光領域４６９ａと偏光領域４６９ｂとの境界に位置する液晶セルの１行に対しては黒色を表示させるように、映像信号制御部１２０からタイミング制御部１４０に対して信号を伝送すればよい。液晶セルに黒色を表示させることは、０階調の輝度信号を入力することで実現される。

　偏光制御フィルター４６８の偏光領域４６９ａと偏光領域４６９ｂとの境界に位置する液晶セルの１行は、黒色を表示することで、偏光制御フィルター４６８のブラック・マトリックスとして作用することになる。したがって、視聴者に立体的な画像として知覚させるための画像を表示する場合に、偏光領域４６９ａと偏光領域４６９ｂとの境界に位置する液晶セルの１行を黒色に表示することで、クロストークの発生を抑えることができる。

　また、３次元画像を表示するときに、図１０から分かるように、赤色液晶セル４７２と緑色液晶セル４７４が交互に配列される液晶セルの行と、青色液晶セル４７６と白色液晶セル４７８が交互に配列される液晶セルの行を、それぞれ２行置きに黒色に表示すると、黒色の表示により失われる割合が色成分間で均一（すなわち、赤緑黄色の構成比率が２次元画像表示時と同じ）となり、３次元表示時の色のズレを生じさせずに、解像度の劣化を最小限に抑え且つクロストークを抑えることができる。

　図１１には、ブラック・マトリックスを用いずに偏光制御フィルターの偏光状態が変化する境界における光の分割を実現する液晶パネルのさらに他の構成例を示している。

　図示の液晶パネル５６６は、図９に示した例と同様に２行２列の液晶セルで１つの単位画素を構成するが、いわゆるペンタイル配列方式を採用している点で相違する。すなわち、各行で、赤色液晶セル５７２、緑色液晶セル５７４、青色液晶セル５７６、白色液晶セル５７８という順序で液晶セルが配列され、行毎に２色ずつしか配列されない図９の例とは相違する。また、行毎に各色の液晶セルの形成位置が２列ずつずれており、例えば、赤色液晶セル５７４の下には青色液晶セル５７６が形成され、緑色液晶セル５７４の下には白色液晶セル５７８が形成されている。

　また、図１１には、液晶パネル５６６と併せて偏光制御フィルター５６８も示している。説明の便宜上、液晶パネル４６６と偏光制御フィルター５６８とを横に並べて水平に描いているが、実際の表示装置１００では液晶パネル５６６の前面（視聴者側）に偏光制御フィルター５６８が配設されている。

　偏光制御フィルター５６８は、右円偏光方向に円偏光させる偏光領域５６９ａと、左円偏光方向に円偏光させる偏光領域５６９ｂを垂直方向に交互に配置して構成される。図中、領域毎の円偏光の方向の相違を、斜線で表現している。偏光領域５６９ａ及び５６９ｂはともに、液晶セル２行分の幅を持つ。そして、偏光領域５６９ａと偏光領域５６９ｂとの境界が、液晶セルの１行置きに液晶セルの１行の範囲に収まるように、偏光制御フィルター５６８が配設されている。

　表示装置１００で通常の２次元画像を表示する場合には、図１１に示したように、すべての行の液晶セル５７２、５７４、５７６、５７８において液晶パネル５６６に画像を表示させる。表示装置１００で通常の画像を表示する場合には、ブラック・マトリックスが存在していないことが分かる。このように表示装置１００で通常の画像を表示することで、偏光制御フィルターにブラック・マトリックス１４ｃを用いた場合（図１７を参照のこと）よりも、高輝度の画像を画像表示部１１０に表示させることが可能である。

　一方、表示装置１００で視聴者に立体的な画像として知覚させるための画像（３次元画像）を表示する場合には、図１２に示すように、偏光制御フィルター５６８の偏光領域５６９ａと偏光領域５６９ｂとの境界に位置する液晶セルの１行に黒色を表示し、偏光制御フィルター５６８の偏光領域５６９ａと偏光領域５６９ｂとの境界から外れた液晶セルの他の行によって本来の画像を表示させる。図１２から分かるように、液晶セルの１行置きに黒色に表示される。

　各液晶セルの表示は、映像信号制御部１２０によって制御することができる。上述したように３次元画像を画像表示部１１０に表示させる際には、液晶パネル５６６の奇数行に右眼用画像を、偶数行に左眼用画像を表示するように、映像信号制御部１２０において信号処理を実行する。そして、映像信号制御部１２０は、偏光制御フィルター５６８の偏光領域５６９ａと偏光領域５６９ｂとの境界に位置する液晶セルの１行に対しては黒色を表示させるように、映像信号制御部１２０からタイミング制御部１４０に対して信号を伝送すればよい。液晶セルに黒色を表示させることは、０階調の輝度信号を入力することで実現される。

　偏光制御フィルター５６８の偏光領域５６９ａと偏光領域５６９ｂとの境界に位置する液晶セルの１行は、黒色を表示することで、偏光制御フィルター５６８のブラック・マトリックスとして作用することになる。したがって、視聴者に立体的な画像として知覚させるための画像を表示する場合に、偏光領域５６９ａと偏光領域５６９ｂとの境界に位置する液晶セルの１行を黒色に表示することで、クロストークの発生を抑えることができる。また、黒色の表示により失われる割合が色成分間で均一（すなわち、赤緑黄色の構成比率が２次元画像表示時と同じ）であるから、３次元表示時の色のズレを生じさせずに済む。

　図１３には、ブラック・マトリックスを用いずに偏光制御フィルターの偏光状態が変化する境界における光の分割を実現する液晶パネルのさらに他の構成例を示している。図示の液晶パネル６６６は、図１１に示した例と同様に、ペンタイル配列方式を採用している。また、図１３には、液晶パネル５６６と併せて偏光制御フィルター６６８も示しているが、偏光領域６６９ａ及び６６９ｂがともに液晶セル３行分の幅を持ち、偏光領域６６９ａと偏光領域６６９ｂとの境界が液晶セルの２行置きに液晶セルの１行の範囲に収まるように、偏光制御フィルター５６８が配設される点で、図１１とは相違する。

　表示装置１００で通常の２次元画像を表示する場合、上記と同様、すべての行の液晶セル６７２、６７４、６７６、６７８において液晶パネル５６６に画像を表示させる。ブラック・マトリックスが存在していないことから、高輝度の２次元画像を画像表示部１１０に表示させることが可能である。

　一方、表示装置１００で視聴者に立体的な画像として知覚させるための画像（３次元画像）を表示する場合には、図１４に示すように、偏光制御フィルター６６８の偏光領域６６９ａと偏光領域６６９ｂとの境界に位置する液晶セルの１行に黒色を表示し、偏光制御フィルター６６８の偏光領域６６９ａと偏光領域５６９ｂとの境界から外れた液晶セルの他の行によって本来の画像を表示させる。図１４から分かるように、液晶セルの２行置きに黒色に表示される。

　偏光制御フィルター６６８の偏光領域６６９ａと偏光領域６６９ｂとの境界に位置する液晶セルの１行は、黒色を表示することで、偏光制御フィルター６６８のブラック・マトリックスとして作用することになる。したがって、視聴者に立体的な画像として知覚させるための画像を表示する場合に、偏光領域６６９ａと偏光領域６６９ｂとの境界に位置する液晶セルの１行を黒色に表示することで、クロストークの発生を抑えることができる。また、黒色の表示により失われる割合が色成分間で均一（すなわち、赤緑黄色の構成比率が２次元画像表示時と同じ）であるから、３次元表示時の色のズレを生じさせずに済む。

　図１２と図１４を比較すると、前者では縦方向の解像度を高くすることができ、後者では横方向の改造度を高くすることができる。

　以上、特定の実施形態を参照しながら、本発明について詳細に説明してきた。しかしながら、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が該実施形態の修正や代用を成し得ることは自明である。

　本明細書では、液晶ディスプレイに適用した実施形態について説明してきたが、本発明の要旨はこれに限定されるものではない。例えばＯＬＥＤやＬＥＤなど、複数の色成分のセルによって１つの画素を形成し、複数の画素を水平方向及び垂直方向に順次配置して構成される、他のディスプレイにも同様に本発明を適用することができる。

　また、本発明は、テレビ受像機の他、パーソナル・コンピューターその他の電子機器と接続して用いられるモニターや携帯型のゲーム機、携帯電話や携帯型の音楽再生装置に適用することができる。また、ＴＮ方式やＶＡ方式、ＩＰＳ方式など表示パネルの駆動方式に対応することができる。

　要するに、例示という形態で本発明を開示してきたのであり、本明細書の記載内容を限定的に解釈するべきではない。本発明の要旨を判断するためには、特許請求の範囲を参酌すべきである。

　１００…表示装置
　１１０…画像表示部
　１１２…液晶パネル
　１１３…ゲート・ドライバー
　１１４…データ・ドライバー
　１２０…映像信号制御部
　１４０…タイミング制御部
　１６２…光源
　１６４ａ、１６４ｂ…偏光板
　１６６、２６６、３６６、４６６、５６６、６６６…液晶パネル
　１６８、２６８、３６８、４６８、５６８、６６８…偏光制御フィルター
　１６９ａ、２６９ａ、３６９ａ、４６９ａ、５６９ａ、６６９ａ…偏光領域（右円偏光）
　１６９ｂ、２６９ｂ、３６９ｂ、４６９ｂ、５６９ｂ、６６９ｂ…偏光領域（左円偏光）
　１７２、２７２、３７２、４７２、５７２、６７２…赤色液晶セル
　１７３ａ、１７３ｂ…サブ・セル（赤色）
　１７５ａ、１７５ｂ…サブ・セル（緑色）
　１７６ａ、１７６ｂ…サブ・セル（青色）
　１７４、２７４、３７４、４７４、５７４、６７４…緑色液晶セル
　１７６、２７６、３７６、４７６、５７６、６７６…青色液晶セル

Claims

　個別のバス・ラインをそれぞれ有する複数の色成分のセルによって１つの画素を形成し、複数の画素を水平方向及び垂直方向に順次配置して構成され、前記バス・ラインへの信号の印加によって、２次元画像又は３次元画像を表示する表示パネルと、
　前記表示パネルの前面に配設され、前記パネル部を透過する光の偏光状態を所定の水平領域毎に交互に変化させる偏光制御フィルターと、
　前記表示パネルに２次元画像又は３次元画像を表示するときの前記バス・ラインへ印加する信号を制御する信号制御部と、
を具備し、
　前記偏光制御フィルターは、偏光状態が変化する各境界がセルの１行の範囲に収まるように配置され、
　前記信号制御部は、３次元画像を表示するときに、前記偏光制御フィルターの偏光状態が変化する境界に位置するセルの各１行を黒色に表示するように、前記バス・ラインへの信号の印加を制御する、
表示装置。
　各画素は、赤緑青の３色のセルをそれぞれ含み、
　３次元画像を表示する際に、前記のように一部のセルを黒色に表示したときに、前記表示パネルにおける赤緑青の構成比率が２次元画像を表示するときと同じになるように、前記偏光制御フィルターの偏光状態が変化する境界が配置される、
請求項１に記載の表示装置。
　各画素は、赤緑青の３色のセルと、赤緑青以外の色のセルをそれぞれ含み、
　前記信号制御部は、３次元画像を表示するときに、前記の赤緑青以外の色のセルを黒色に表示するように、前記バス・ラインへの信号の印加を制御する、
請求項１に記載の表示装置。
　各画素はＮ色のセルを垂直方向に順に配置し（但し、Ｎは２以上の整数）、前記表示パネルは、各水平ラインのセルを同じ色で配置した横配列構造であり、
　前記偏光制御フィルターは、偏光状態が変化する各境界がセルのＮ行置きに１行の範囲に収まるように配置され、
　前記信号制御部は、３次元画像を表示するときに、前記偏光制御フィルターの偏光状態が変化する境界に位置する３行置きのセルの各１行を黒色に表示するように、前記バス・ラインへの信号の印加を制御する、
請求項１に記載の表示装置。
　各画素は赤緑青の３色及び前記３色以外の色からなる４色のセルを垂直方向に順に配置し、前記表示パネルは、各水平ラインのセルを同じ色で配置した横配列構造であり、
　前記偏光制御フィルターは、偏光状態が変化する各境界が前記３色以外の色のセルの１行の範囲に収まるように配置され、
　前記信号制御部は、３次元画像を表示するときに、前記３色以外の色のセルの各１行を黒色に表示するように、前記バス・ラインへの信号の印加を制御する、
請求項１に記載の表示装置。
　各画素は、赤緑青の３色及び前記３色以外の色からなる４色のセルを２行２列に配置して構成され、
　前記偏光制御フィルターは、偏光状態が変化する各境界がセルの２行置きに１行の範囲に収まるように配置され、
　前記信号制御部は、３次元画像を表示するときに、前記偏光制御フィルターの偏光状態が変化する境界に位置する２行置きのセルの各１行を黒色に表示するように、前記バス・ラインへの信号の印加を制御する、
請求項１に記載の表示装置。
　前記表示パネルは、赤緑青の３色及び前記３色以外の色からなる４色のセルを水平方向に順に配置し、セル１行毎に各色の形成位置を２列ずつずらして構成され、
　前記偏光制御フィルターは、偏光状態が変化する各境界がセルの１行置きに１行の範囲に収まるように配置され、
　前記信号制御部は、３次元画像を表示するときに、前記偏光制御フィルターの偏光状態が変化する境界に位置する１行置きのセルの各１行を黒色に表示するように、前記バス・ラインへの信号の印加を制御する、
請求項１に記載の表示装置。
　前記表示パネルは、赤緑青の３色及び前記３色以外の色からなる４色のセルを水平方向に順に配置し、セル１行毎に各色の形成位置を２列ずつずらして構成され、
　前記偏光制御フィルターは、偏光状態が変化する各境界がセルの２行置きに１行の範囲に収まるように配置され、
　前記信号制御部は、３次元画像を表示するときに、前記偏光制御フィルターの偏光状態が変化する境界に位置する２行置きのセルの各１行を黒色に表示するように、前記バス・ラインへの信号の印加を制御する、
請求項１に記載の表示装置。