图像显示装置、电子设备和视差屏障元件.pdf

本发明提供图像显示装置、电子设备和视差屏障元件。在设置有视差屏障元件的图像显示装置中，能够实现明亮且观看范围广的显示。本发明的图像显示装置包括：具有用于显示第一图像的第一像素组和用于显示第二图像的第二像素组的显示面板；和视差屏障元件，其包括在同一平面内交替地配置的多个遮光部和多个透光部，并对从第一像素组射出的显示光和从第二像素组射出的显示光进行分离。视差屏障元件具有在多个透光部的各个上设置的聚光元件。

1.  一种图像显示装置，其特征在于，包括：
具有用于显示第一图像的第一像素组和用于显示第二图像的第二像素组的显示面板；和
视差屏障元件，其包括在同一平面内交替地配置的多个遮光部和多个透光部，并对从所述第一像素组射出的显示光和从所述第二像素组射出的显示光进行分离，其中
所述视差屏障元件具有在所述多个透光部的各个上设置的聚光元件。

2.  如权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于：
所述聚光元件是透镜。

3.  如权利要求2所述的图像显示装置，其特征在于：
具有与所述透镜的所述显示面板侧的表面相接的树脂层，
所述透镜的折射率和所述树脂层的折射率不同。

4.  如权利要求3所述的图像显示装置，其特征在于：
所述透镜的折射率比所述树脂层的折射率高。

5.  如权利要求3或4所述的图像显示装置，其特征在于：
所述树脂层的厚度比所述透镜的厚度大。

6.  如权利要求3～5中任一项所述的图像显示装置，其特征在于：
所述树脂层由紫外线固化型粘接剂、可见光固化型粘接剂或热固化型粘接剂形成。

7.  如权利要求2所述的图像显示装置，其特征在于：
具有与所述透镜的所述显示面板侧的表面相接的空气层。

8.  如权利要求2～7中任一项所述的图像显示装置，其特征在于：
所述透镜是具有曲面形状的透镜或者棱镜。

9.  如权利要求8所述的图像显示装置，其特征在于：
所述透镜是具有规定的曲率半径的凸透镜。

10.  如权利要求9所述的图像显示装置，其特征在于：
所述凸透镜是双凸透镜。

11.  如权利要求1～10中任一项所述的图像显示装置，其特征在于：
所述多个遮光部和多个透光部呈条状排列。

12.  如权利要求1～10中任一项所述的图像显示装置，其特征在于：
所述多个遮光部和多个透光部呈交错状排列。

13.  如权利要求1～12中任一项所述的图像显示装置，其特征在于：
所述显示面板是包括液晶层的液晶显示面板。

14.  一种电子设备，其特征在于，包括：
权利要求1～13中任一项所述的图像显示装置。

15.  如权利要求14所述的电子设备，其特征在于：
该电子设备是汽车导航系统。

16.  一种视差屏障元件，其包括在同一平面内交替地配置的多个遮光部和多个透光部，其特征在于：
具有在所述多个透光部的各个上设置的聚光元件。

17.  如权利要求16所述的视差屏障元件，其特征在于：
所述聚光元件是透镜。

图像显示装置、电子设备和视差屏障元件
技术区域
本发明涉及图像显示装置，特别涉及设置有视差屏障元件的图像显示装置。
背景技术
使用显示2维图像的图像显示装置显示立体影像的代表的方法的其中之一是视差屏障方式。所谓视差屏障方式，是在图像显示装置的前面或后面，设置交替地配置遮光部和透光部的带(barrier：屏障)，通过该屏障观察显示面，由此实现立体视觉的方式。
专利文献1公开有在液晶显示面板的观察者一侧设置有视差屏障元件的立体图像显示装置。
图35示意地表示专利文献1中公开的图像显示装置400。如图35所示，图像显示装置400从观察者一侧起设置有：视差屏障元件410、液晶显示面板420和背光源430。液晶显示面板420具有液晶层423被一对玻璃基板421和422夹在其中的结构，该一对玻璃基板421和422上设置有驱动用的电极、配线、薄膜晶体管(TFT)、彩色滤光片等。在液晶显示面板420的光入射面和光出射面上分别配置有偏光板(未图示)。液晶显示面板420具有多个像素，通过向各像素的液晶层423施加电压，使光的偏光状态变化而进行显示。
在图35中，液晶显示面板420在标注有“左”的文字的像素上显示左眼用的影像，在标注有“右”的文字的像素上显示右眼用的影像。因为视差屏障元件410以其遮光部遮挡来自液晶显示面板420的光，所以来自液晶显示面板420的图像，仅通过视差屏障元件410的透光部被观察者观察。这时，通过适当地设定视差屏障元件410的图案和配置，使得观察者的右眼仅能够看到由“右”像素显示的影像，左眼仅能够看到由“左”像素显示的影像。因为由“左”像素和“右”像素分别显示的影像被赋予视差，所以观察者能够进行立体观看。
此外，近年来，提案有使用视差屏障元件，使多个观察者观看到分别不同的图像的图像显示装置。这种图像显示装置也有被称为“双视图显示装置”的情况。立体图像显示装置使一个观察者的右眼与左眼观看到不同的图像，与此相对，双视图显示装置使多个观察者各自观看到不同的图像。即，双视图显示装置与立体图像装置相比，将图像分离成更加分开的位置(即以大的角度)。非常简单而言，双视图显示装置是通过缩短立体图像显示装置中的视差屏障元件与像素的距离而得到的。
图36表示双视图显示装置的例子。图36所示的双视图显示装置500包括：视差屏障元件510、液晶显示面板520和背光源530。
液晶显示面板520包括：有源矩阵基板521、彩色滤光片基板522、和设置在它们之间的液晶层523。在有源矩阵基板521上设置有像素电极和TFT(未图示)。此外，在彩色滤光片基板522上设置有彩色滤光片524和黑矩阵525。
视差屏障元件510具有交替地配置在玻璃基板503上的多个遮光部501和多个透光部502。视差屏障元件510通过树脂层505被直接粘贴在液晶显示面板520的彩色滤光片基板522上，由此，视差屏障元件510与像素(彩色滤光片524)的距离变短。
在有源矩阵基板521的背光源530侧和视差屏障元件510的玻璃基板503的观察者侧设置有一对偏光板541和542。
液晶显示面板520具有显示第一图像的第一像素组和显示第二图像的第二像素组，从第一像素组射出的显示光和从第二像素组射出的显示光通过视差屏障元件510被分离，由此，使得多个观察者观看到不同的图像。
专利文献1：日本特开平10-268230号公报
发明内容
但是，在设置有视差屏障元件的图像显示装置中，存在难以进行明亮且观看范围广的显示的问题。
如图37(a)和(b)所示，在设置有视差屏障元件510的图像显示装置中，存在仅来自属于第一像素组的像素P1的显示光到达的区域A，仅来自属于第二像素组的像素P2的显示光到达的区域B，和来自像素P1的显示光与来自像素P2的显示光双方都到达的区域C。在区域C，因为来自属于第一像素组的像素P1的显示光和来自属于第二像素组的像素P2的显示光混合，所以难以正常观看，该区域C也被称为串扰区域。
为了使串扰区域C狭窄，从图37(a)和图37(b)的比较也可知，使视差屏障元件510的透光部502的宽度狭窄即可。如图37(a)所示，通过使透光部502的宽度狭窄，使串扰区域C狭窄，能够使可正常观看的区域(以下简称为“正视区域”)A、B变宽。
但是，因为使透光部502的宽度狭窄，只能使遮光部501变宽，所以如果使透光部502的宽度狭窄而使正视区域A、B变宽，则会使显示亮度降低而成为暗的显示。另一方面，如图37(b)所示，如果使透光部502的宽度变宽，则虽然显示亮度变高，但是串扰区域C会变宽而正视区域A、B变窄。这样，观看范围和亮度存在权衡(trade off)的关系，不能使双方都提高。
本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的是，在设置有视差屏障元件的图像显示装置中，实现明亮且观看范围广的表示。
本发明的图像显示装置包括：具有用于显示第一图像的第一像素组和用于显示第二图像的第二像素组的显示面板；和视差屏障元件，其包括在同一平面内交替地配置的多个遮光部和多个透光部，并对从上述第一像素组射出的显示光和从上述第二像素组射出的显示光进行分离，上述视差屏障元件具有在上述多个透光部的各个上设置的聚光元件。
在某优选实施方式中，上述聚光元件是透镜。
在某优选实施方式中，本发明的图像显示装置具有与上述透镜的上述显示面板侧的表面相接的树脂层，上述透镜的折射率和上述树脂层的折射率不同。
在某优选实施方式中，上述透镜的折射率比上述树脂层的折射率高。
在某优选实施方式中，上述树脂层的厚度比上述透镜的厚度大。
在某优选实施方式中，上述树脂层由紫外线固化型粘接剂、可见光固化型粘接剂或热固化型粘接剂形成。
在某优选实施方式中，本发明的图像显示装置具有与上述透镜的上述显示面板侧的表面相接的空气层。
在某优选实施方式中，上述透镜是具有曲面形状的透镜或者棱镜。
在某优选实施方式中，上述透镜是具有规定的曲率半径的凸透镜。
在某优选实施方式中，上述凸透镜是双凸透镜(Lenticular Lens)。
在某优选实施方式中，上述多个遮光部和多个透光部呈条状排列。
在某优选实施方式中，上述多个遮光部和多个透光部呈交错状排列。
在某优选实施方式中，上述显示面板是包括液晶层的液晶显示面板。
本发明的电子设备设置有具有上述结构的图像显示装置。
本发明的电子设备也可以是汽车导航系统。
本发明的视差屏障元件是包括在同一平面内交替地配置的多个遮光部和多个透光部的视差屏障元件，其具有在上述多个透光部的各个上设置的聚光元件。
在某优选实施方式中，上述聚光元件是透镜。
本发明的图像显示装置的视差屏障元件因为具有在多个透光部的各个上设置的聚光元件，所以能够分别使从显示面板的第一像素组射出的显示光和从第二像素组射出的显示光的亮度分布狭窄。因此，因为能够使显示光混合的串扰区域狭窄并使正视区域广，所以即便使透光部的宽度增大提高亮度，也能够确保足够的观看范围，因此，能够实现明亮且观看范围广的显示。
附图说明
图1是示意地表示本发明的优选实施方式中的图像显示装置100的截面图。
图2是示意地表示图像(显示光)通过视差屏障元件被分离的情况的图。
图3(a)和(b)是表示比较例的图像显示装置中被分离的显示光的亮度分布的图表。
图4是表示图像显示装置100中被分离的显示光的亮度分布的图表。
图5是示意地表示本发明的优选实施方式中的另一图像显示装置100A的截面图。
图6是示意地表示本发明的优选实施方式中的又一图像显示装置100B的截面图。
图7是表示透镜的折射率n_L与树脂层的折射率n_R的差Δn为0.05时的显示光的亮度分布的图表。
图8是表示透镜的折射率n_L与树脂层的折射率n_R的差Δn为0.10时的显示光的亮度分布的图表。
图9是表示透镜的折射率n_L与树脂层的折射率n_R的差Δn为0.15时的显示光的亮度分布的图表。
图10是表示透镜的折射率n_L与树脂层的折射率n_R的差Δn为0.20时的显示光的亮度分布的图表。
图11是表示透镜的折射率n_L与树脂层的折射率n_R的差Δn为0.25时的显示光的亮度分布的图表。
图12是表示透镜的折射率n_L与树脂层的折射率n_R的差Δn为0.30时的显示光的亮度分布的图表。
图13是表示透镜的折射率n_L与树脂层的折射率n_R的差Δn为0.35时的显示光的亮度分布的图表。
图14是表示透镜的折射率n_L与树脂层的折射率n_R的差Δn为0.40时的显示光的亮度分布的图表。
图15是表示透镜的折射率n_L与树脂层的折射率n_R的差Δn为0.15、且透光部的宽度为70μm时的显示光的亮度分布的图表。
图16是表示透镜的折射率n_L与树脂层的折射率n_R的差Δn为0.20、且透光部的宽度为77μm时的显示光的亮度分布的图表。
图17是表示透镜的折射率n_L与树脂层的折射率n_R的差Δn为0.25、且透光部的宽度为84μm时的显示光的亮度分布的图表。
图18是表示透镜的折射率n_L与树脂层的折射率n_R的差Δn为0.30、且透光部的宽度为91μm时的显示光的亮度分布的图表。
图19是表示透镜的折射率n_L与树脂层的折射率n_R的差Δn为0.35、且透光部的宽度为97μm时的显示光的亮度分布的图表。
图20是表示透镜的折射率n_L与树脂层的折射率n_R的差Δn为0.40、且透光部的宽度为105μm时的显示光的亮度分布的图表。
图21是表示透镜的折射率n_L与空气层的折射率n_A的差Δn为0.50时的显示光的亮度分布的图表。
图22是表示透镜的折射率n_L与空气层的折射率n_A的差Δn为0.60时的显示光的亮度分布的图表。
图23是表示透镜的折射率n_L与空气层的折射率n_A的差Δn为0.70时的显示光的亮度分布的图表。
图24是表示透镜的折射率n_L与空气层的折射率n_A的差Δn为0.80时的显示光的亮度分布的图表。
图25(a)～(g)是示意地表示具有透镜的视差屏障元件的制造工序的工序截面图。
图26(a)和(b)是示意地表示具有透镜的视差屏障元件的制造工序的一部分的工序截面图。
图27(a)和(b)是示意地表示具有透镜的视差屏障元件的制造工序的一部分的工序截面图。
图28(a)～(f)是示意地表示视差屏障元件与液晶显示面板的粘贴工序的工序截面图。
图29(a)～(f)是示意地表示视差屏障元件与液晶显示面板的粘贴工序的工序截面图。
图30(a)～(e)是示意地表示视差屏障元件与液晶显示面板的粘贴工序的工序截面图。
图31(a)是表示液晶显示面板的像素的排列(彩色滤光片的排列)的一个例子的图，(b)是表示视差屏障元件的遮光部、透光部和透镜的排列的一个例子的图，(c)是表示将(a)所示的排列与(b)所示的排列重叠在一起所得的结构的图。
图32(a)是表示液晶显示面板的像素的排列(彩色滤光片的排列)的一个例子的图，(b)是表示视差屏障元件的遮光部、透光部和透镜的排列的一个例子的图，(c)是表示将(a)所示的排列与(b)所示的排列重叠在一起所得的结构的图。
图33是用于对在采用图32所示的排列的情况下发生的现象进行说明的图。
图34是示意地表示本发明的优选实施方式中的图像显示装置100的截面图。
图35是示意地表示立体图像显示装置400的截面图。
图36是示意地表示双视图显示装置500的截面图。
图37(a)和(b)是示意地表示图像(显示光)通过视差屏障元件被分离的情况的图。
符号的说明
1   遮光部
2   透光部
3   透明基板
4   透镜(聚光元件)
4A  棱镜(聚光元件)
5   树脂层
6   空气层
7   密封部件
8   双面胶带
10  视差屏障元件
20  液晶显示面板
21  有源矩阵基板
22  彩色滤光片基板
23  液晶层
24  彩色滤光片
25  黑矩阵
30  背光源(照明元件)
41、42   偏光板
具体实施方式
以下参照附图对本发明的实施方式进行说明。但本发明的实施方式并不仅限于此。
图1表示本实施方式中的图像显示装置100。图像显示装置100是一种能够使多个观察者各自观看到不同的图像的双视图显示装置。
如图1所示，图像显示元件100从观察者侧开始依次设置有视差屏障元件10、液晶显示面板20和背光源(照明元件)30。
背光源30包括光源，向液晶显示面板20射出光。背光源30既可以是正下方型的背光源，也可以是具有导光板的边缘光型的背光源。作为背光源30的光源能够利用冷阴极管(CCFL)或发光二极管(LED)等各种光源。
液晶显示面板20具有有源矩阵基板21和彩色滤光片基板22和设置于它们之间的液晶层23。在有源矩阵基板21上形成有像素电极和薄膜晶体管(TFT)等(未图示)。此外，在彩色滤光片基板22上形成有彩色滤光片24、黑矩阵25和相对电极(未图示)。作为液晶显示面板20的显示模式，能够使用TN(Twisted Nematic：扭转向列型)模式、STN(Super Twisted Nematic：超扭转向列型)模式、IPS(In-PlaneSwitching：面内开关型)模式、VA(Vertical Alignment：垂直取向)模式等各种显示模式。
液晶显示面板20具有用于显示第一图像的第一像素组和用于显示第二图像的第二像素组。第一图像和第二图像是用于使不同的观察者观看到的不同的图像。例如，在图像显示装置100被用于汽车导航系统的情况下，第一图像是驾驶员用的图像，第二图像是助手席上所坐乘客用的图像。
视差屏障元件10包括在同一平面内交替地配置的多个遮光部1和多个透光部2，将从第一像素组射出的显示光和从第二像素组射出的显示光分离。遮光部1和透光部2是通过透明基板(例如玻璃基板或塑料基板)3的液晶显示面板20侧的表面上，设置已被图案化的遮光层而形成。
在有源矩阵基板21的背光源30侧和视差屏障元件10的透明基板3的观察者侧设置有一对偏光板41和42。其中，偏光板41和42，在比液晶层23更靠背光源30侧以及比液晶层23更靠观察者侧，一侧设置一个即可，但偏光板41和42的配置并不限定于此处例示的结构。
如图1所示，本实施方式中的视差屏障元件10具有作为聚光元件在多个透光部2的各个上设置的透镜4。具体而言，透镜4是具有规定的曲率半径的凸透镜，例如是鱼糕形状(かまぼこ状)的双凸透镜。
视差屏障元件10通过以覆盖透镜4的方式设置的树脂层5接合在彩色滤光片基板22的观察者侧的表面上。树脂层5例如由紫外线固化型粘接剂、可见光固化型粘接剂或热固化型粘接剂形成，为了将视差屏障元件10接合在液晶显示面板20上，树脂层5以其厚度大于透镜4的厚度的方式设置。
本实施方式中的图像显示装置100的视差屏障元件10因为具有设置在透光部2的透镜(聚光元件)4，所以如图2所示，能够将通过彩色滤光片24的光向正面方向聚光，并能够使从属于第一像素组的像素P1射出的显示光和从属于第二像素组的像素P2射出的显示光的亮度分布各自变窄。因此，因为能够使显示光混合的串扰区域变窄而使正视区域变宽，所以即便使透光部2的幅度变宽提高亮度也能够确保足够的观看范围。因此，能够实现明亮且观看范围广的显示。此外，透镜(聚光元件)4因为被设置在透光部2，所以与由遮光部1和透光部2形成的屏障图案实质上位于同一平面内。因此，被聚集的光在通过屏障图案之前不会被其他部件散射，能够有效地减少串扰区域。
以下，根据具体示例对设置聚光元件的效果进行说明。
首先，图3(a)和(b)表示未设置聚光元件的比较例的图像显示装置中的显示光的亮度分布。图3(a)和(b)是表示视角(Viewing Angle)和亮度(Brightness)的关系的图表，图3(a)与图37(a)中表示的透光部的幅度窄的结构(比较例1)相对应，图3(b)与图37(b)中表示的透光部的幅度宽的结构(比较例2)相对应。而且，在图3(a)和(b)中，以实线表示来自属于第一像素组的像素P1的显示光的亮度分布，以虚线表示来自属于第二像素组的像素P2的显示光的亮度分布，此外，比较例1和比较例2的图像显示装置的规格分别如表1和表2所示。
[表1]


[表2]

如表1和表2所示，在比较例1和比较例2中，只有透光部和遮光部的宽度不同。当为了使串扰区域变窄并使观看范围变宽而如比较例1那样使透光部的宽度变窄至40μm时，如图3(a)所示，虽然能够确保10°～55°的观看范围，但是峰值亮度会下降至350cd/m²左右。
另一方面，当为了提高亮度而如比较例2那样将透光部的宽度增至65μm时，如图3(b)所示，串扰区域变宽，观看范围变窄为25°～45°左右。此外，关于亮度，虽然峰值亮度能够高至480cd/m²，但是因为亮度的峰值(视角20°～25°附近)位于串扰区域内，所以实际上不能以如此高的亮度观察图像，正视区域内的亮度与透光部的宽度狭窄的情况实质上基本没有变化。
如上所述，在视差屏障元件的透光部未设置聚光元件的图像显示装置中，不能同时实现高亮度和宽观看范围。
接着，图4表示作为聚光元件设置有透镜4的图像显示装置100中的显示光的亮度分布。在图4中，也以实线表示来自属于第一像素组的像素P1的显示光的亮度分布，以虚线表示来自属于第二像素组的像素P2的显示光的亮度分布。此外，使用的图像显示装置100的规格如表3所示。
[表3]

如表3所示，图像显示装置100的透光部和遮光部的宽度与比较例2相同。尽管如此，在图像显示装置100中，如图4所示，与比较例2相比串扰区域的宽度变窄，确保10°～60°左右的宽观看范围。此外，峰值亮度也高至600cd/m²。这样，通过在透光部2上设置聚光元件，能够实现明亮且观看范围广的显示。
而且，为了使光在作为聚光元件的透镜4和与透镜4的液晶显示面板20侧的表面相接的树脂层5的界面处折射，也如图3所示，透镜4的折射率和树脂层5的折射率不同，透镜4的折射率比树脂层5的折射率高。
为了使光在透镜4和树脂层5的界面处充分折射，优选透镜4和树脂层5的折射率的差至少为0.05以上。此外，因为折射率差越大透镜4的聚光作用越强，所以透镜4的折射率和树脂层5的折射率的差优选越大越好。
作为树脂层5的材料例如在使用紫外线固化型的丙烯酸酯类材料的情况下，折射率虽然一般在1.5左右，但是通过导入氟类的取代基能够进一步降低折射率。如果还考虑树脂层5的粘接性，折射率大约能够降低至1.35左右。
另一方面，如下所述，在通过光刻工艺形成透镜4的情况下，作为透镜4的材料同样能够使用紫外线固化型的丙烯酸酯类材料。丙烯酸酯类材料的一般的折射率如上所述为1.5左右，但是通过导入折射率高的成分(例如硫磺类的取代基)，能够将折射率提高至1.60左右。此外，通过使高折射率的金属纳米粒子(例如氧化锆)分散在透镜材料中，能够将折射率进一步提高至1.80左右。
通过使用上述的低折射率的树脂层材料和高折射率的透镜材料，能够将透镜4和树脂层5的折射率差提高至0.45左右。此外，如图5和图6所示的图像显示装置100A和100B那样，如果设置与透镜4的液晶显示面板20侧的表面相接的空气层6，则能够实现更大的折射率差。因为空气层6的折射率大致是1.0，所以通过设置空气层6，能够使透镜4和与其相接的空气层6之间的折射率差增大至0.8左右，能够获得更强的聚光作用。
而且，在设置空气层6的情况下，如图5所示，可以通过设置在彩色滤光片基板22的外周附近的框状的密封部件7将视差屏障元件10接合在液晶显示面板20上，或者，也可以如图6所示，通过设置在彩色滤光片基板22上的双面胶带8将视差屏障元件10接合在液晶显示面板20上。
接着，根据具体示例对通过增大透镜4与树脂层5的折射率差、以及透镜4与空气层6的折射率差而发挥的效果进行说明。
图7～图14表示在使透镜4和树脂层5的折射率差变化时的显示光的亮度分布。在此，将树脂层5的折射率固定在约1.40，使透镜4的折射率在约1.45～约1.80之间变化。所使用的图像显示装置的规格如表4所示，在图7～图14中，还表示有透镜4的折射率n_L、树脂层5的折射率n_R以及它们的差Δn的值。
[表4]


如图7～图14所示，随着透镜4和树脂层5的折射率差变大，峰值亮度(30°附近的亮度)基本不变化，观看范围变宽(即串扰区域变窄)。这是因为，透镜4和树脂层5的折射率差越大，透镜4的聚光作用越强。
而且，在图7～图14中，对基本上不变化明亮度地增大观看范围的例子进行了说明，与此相反，还能够基本不变化观看范围地提高明亮度。
在图15～图20中表示这样的例子。图15～图20虽然与图7～图14一样表示使透镜4和树脂层5的折射率差变化时的显示光的亮度分布，但是如表5所示，在保持一定的观看范围的状态下使透光部2的宽度变化这点与图7～图14不同。
[表5]

如图15～图20所示，随着透镜4和树脂层5的折射率差变大，观看范围基本不变化，峰值亮度(30°附近的亮度)变高，明亮度提高。这是因为透镜4和树脂层5的折射率差越大，透镜4的聚光作用越强。
此外，图21～图24表示在使透镜4和空气层6的折射率差变化时的显示光的亮度分布。在此，将空气层6的折射率固定为约1.00，使透镜4的折射率在约1.45～约1.80之间变化。所使用的图像显示装置的规格如表6所示，图21～图24中还表示有透镜4的折射率n_L、空气层6的折射率n_A以及它们的差Δn。
[表6]

如图21～图24所示，随着透镜4和空气层6的折射率差变大，观看范围变宽(即串扰区域变窄)。这是因为透镜4和空气层6的折射率差越大，透镜4的聚光作用越强。而且，之所以随着透镜4和空气层6的折射率差变大，峰值亮度(30°附近的亮度)稍微变低，是因为当透镜4和空气层6的折射率差变大时，在透镜4和空气层6的界面处的光反射率增高。
如上所述，通过增大透镜4与树脂层5的折射率差或增大透镜4与空气层6的折射率差而增强透镜4的聚光作用，能够实现明亮度的提高和/或观看范围的扩大。
接着，参照图25(a)～(g)说明具有透镜(聚光元件)4的视差屏障元件10的制造方法。图25(a)～(g)是示意地表示视差屏障元件10的制造工序的工序截面图。
首先，如图25(a)所示，使用辊在透明基板(例如玻璃基板)3上热转印具有感光性的黑色薄膜1’。作为黑色薄膜1’，例如，能够使用厚度为4μm左右、OD(光学浓度)的值为4左右的材料。而且，虽然在此举例说明在透明基板3上热转印黑色薄膜1’的方法，但是并不限定于此，也可以通过旋涂、狭缝涂敷、喷墨等涂敷黑色的漆。
接着，如图25(b)所示，隔着光掩模50对黑色薄膜1’照射紫外线，进行曝光。黑色薄膜1’既能够由负型材料形成，也能够由正型材料形成。
接着，进行显影并对黑色薄膜1’进行图案化，由此，如图25(c)所示，形成交替地配置有遮光部1和透光部2的屏障图案。此时，在形成屏障图案的同时，优选将透镜形成用的对准图案、粘合(视差屏障元件10和液晶显示面板20的粘合)用的对准图案等同时形成。
之后，如图25(d)所示，在形成有屏障图案的透明基板3上热转印透镜形成用的具有感光性的透明薄膜4’。作为透明薄膜4’，例如能够使用厚度为30μm左右的材料。此外，与用于形成屏障图案的材料层(黑色薄膜1’)的说明一样，用于形成透镜的材料层也不仅限于此处例示的方法，能够使用各种方法形成。
接着，如图25(e)所示，通过隔着灰度掩模51对透明薄膜4’照射紫外线进行灰度等级曝光，然后接着进行显影，如图25(f)所示，将透明薄膜4’成形为大致的透镜形状。
最后，通过对显影后的透明薄膜4’进行高温加热使其回流，在透光部2形成透镜4。如此，能够得到具有作为聚光元件的透镜4的视差屏障元件10。
此外，也能够不采用图25(e)和(f)所示的工序，而采用图26(a)和(b)所示的工序。具体而言，可以如图26(a)所示，在使用普通的光掩模52进行曝光后，如图26(b)所示进行显影，之后，如图25(g)所示进行回流工序。在如图25(e)和图26(a)所示使用光掩模(灰度掩模51、普通的光掩模52)进行曝光的情况下，通过利用预先(具体而言在形成屏障图案时)形成的对准标记对光掩模进行对准，能够在所希望的位置进行图案化。
或者，也能够不采用图25(e)和(f)所示的工序，而采用图27(a)和(b)所示的工序。具体而言，可以如图27(a)和(b)所示，从透明基板3的背面(未形成屏障图案的一面)照射紫外线将屏障图案作为掩模进行曝光、显影，之后，进行图25(g)所示的回流工序，由此，在遮光部1间的透光部2上自匹配地形成透镜4。
接着，参照图28(a)～(f)说明视差屏障元件10和液晶显示面板20的粘合方法。图28(a)～(f)是示意地表示视差屏障元件10和液晶显示面板20的粘合工序的工序截面图。
首先，准备图28(a)所示的液晶显示面板20，接着，如图28(b)所示，通过化学蚀刻、研磨使该液晶显示面板20的彩色滤光片基板22变薄。而且，在此，虽然对已完成的液晶显示面板20进行彩色滤光片基板22的薄板化处理，但是也可以在液晶显示面板20的制造工序的某阶段将彩色滤光片基板22薄板化。
接着，如图28(c)所示，通过在彩色滤光片基板22上涂敷树脂材料，形成树脂层5。树脂材料能够使用旋涂、狭缝涂敷、喷墨等各种方法进行涂敷。此外，也可以通过粘贴由树脂材料形成的薄膜而形成树脂层5。
接着，如图28(d)所示，通过树脂层5粘合液晶显示面板20和视差屏障元件10。此时，通过在减压下(大致真空中)进行粘合，能够防止气泡混入树脂层5。当然，虽然也能够在大气中进行粘合，但是在这种情况下，也优选使用能够防止气泡混入的方法和材料。
接着，如图28(e)所示，进行视差屏障元件10的屏障图案和液晶显示面板20的像素图案的对准。此对准例如能够通过使用照相机对已分别在视差屏障元件10的透明基板3和液晶显示面板20上预先形成的对准标记进行识别而进行。
之后，通过以规定的方法使树脂层5固化而完成粘合。在使用紫外线固化型粘接剂作为树脂层5的材料的情况下，如图28(f)所示，通过照射紫外线进行固化即可。作为树脂层5的材料，在使用可见光固化型粘接剂的情况下照射可见光即可，在使用热固化型粘接剂的情况下进行加热处理即可。
在图28(a)～(f)中，对以与透镜4相接的方式设置树脂层5的情况下的粘合方法进行了说明，但是在设置空气层6代替树脂层5的情况下，例如能够通过图29(a)～(f)所示的工序进行粘合。
首先，准备图29(a)所示的液晶显示面板20，接着，如图29(b)所示，通过化学蚀刻、研磨使该液晶显示面板20的彩色滤光片基板22变薄。
接着，如图29(c)所示，在彩色滤光片基板22上形成框状的密封部件7。作为密封部件7的材料，能够使用紫外线固化型粘接剂、可见光固化型粘接剂、热固化型粘接剂等。而且，此处虽然在液晶显示面板20的彩色滤光片基板22上形成密封部件7，但是也可以在视差屏障元件10的透明基板3上形成密封部件7。
接着，如图29(d)所示，通过树脂层5粘合液晶显示面板20和视差屏障元件10。此粘合可以在真空中进行，也可以在大气中或减压下进行。
接着，如图29(e)所示，进行视差屏障元件10的屏障图案和液晶显示面板20的像素图案的对准，之后，通过以规定的方法使密封部件7固化而完成粘合。例如在使用紫外线固化型粘接剂作为密封部件7的材料的情况下，如图29(f)所示，通过照射紫外线进行固化即可。
或者，也能够通过图30(a)～(e)所示的工序进行粘合。
首先，准备图30(a)所示的液晶显示面板20，接着，如图30(b)所示，通过化学蚀刻、研磨使该液晶显示面板20的彩色滤光片基板22变薄。
接着，如图30(c)所示，将双面胶带8粘贴在彩色滤光片基板22上。此双面胶带8既可以是贴合型的胶带，也可以是粘接型的胶带。
接着，如图30(d)所示，通过树脂层5粘合液晶显示面板20和视差屏障元件10。此粘合既可以在真空中进行，也可以在大气中或减压下进行。而且，在使用双面胶带8的情况下，因为不能在粘合后进行对准，所以优选在进行粘合之前先进行屏障图案和像素图案的对准。
之后，根据需要使双面胶带8固化而完成粘合。在使用紫外线固化型的双面胶带8的情况下，如图30(e)所示，通过照射紫外线进行固化即可。在使用热固化型的双面胶带8的情况下，进行加热处理即可，在使用贴合型的双面胶带8的情况下，不需要进行固化处理。
接着，说明液晶显示面板20的像素的排列和视差屏障元件10的屏障图案的排列的例子。图31(a)、(b)和(c)表示优选排列的一个例子。图31(a)表示液晶显示面板20的像素的排列(彩色滤光片的排列)，图31(b)表示视差屏障元件10的遮光部1、透光部2和透镜4的排列，图31(c)表示将它们重合而成的结构。
在图31(a)所示的例子中，属于第一像素组的多个像素P1和属于第二像素组的多个像素P2各自以沿列方向延伸的条状配置，像素P1和像素P2沿行方向交替配置。与此对应，视差屏障元件10的多个遮光部1和透光部2与透镜4如图31(b)和(c)所示以条状排列。
图32(a)、(b)和(c)表示优选排列的另外一个例子。在图32(a)所示的例子中，属于第一像素组的像素P1和属于第二像素组的像素P2既沿行方向交替配置，也沿列方向交替配置。即，像素P1和像素P2各自以交错状配置。与此对应，视差屏障元件10的多个遮光部1和透光部2与透镜4如图32(b)和(c)所示以交错状排列。
也可以使用图31所示的条状排列和图32所示的交错状排列的任一个。当使用图32所示的交错排列时，因为像素的配置成三角状，所以能够进行更精细的图像显示。但是，当使用交错排列时，因为不仅在水平方向而且在垂直方向(图32(c)中箭头所示方向)上遮光部1和透光部2也交替地配置，所以不仅在水平方向而且在垂直方向上图像也被分离。因此，例如图33所示，当从正面方向观察第一图像的观察者在垂直方向移动头部时，会观察到第二图像。即，当使用交错排列时，垂直方向的观看范围受到限制。当使用图31所示的条状排列时，不会发生这种现象，垂直方向的观看范围不受限制。
而且，在本实施形态中，作为聚光元件，举例说明了具有曲面形状的透镜4，但聚光元件当然并不仅限于此。通过在透光部2设置具有聚光功能的元件能够得到同样的效果。作为聚光元件使用的“透镜”可以是广义的透镜，除了图1所示的具有曲面形状的透镜4(即狭义的透镜)之外，还可以使用图34所示的棱镜4A。具有曲面形状的透镜4，与由多个平面构成的棱镜4A相比，因为聚光作用强，所以易于在维持宽观看范围的同时实现高亮度化。
此外，在本实施形态中，作为显示面板，虽然例示的是液晶显示面板20，但是显示面板当然不仅限于液晶显示面板。作为显示面板，能够使用各种显示面板，也可以使用如有机EL显示面板那样不需要背光源的自发光型的显示面板。
此外，本发明不仅能够适合用于已例示的双视图显示装置，也能够适合用于立体图像显示装置。在设置有视差屏障元件的立体图像显示装置中，通过在透光部设置聚光元件，能够实现明亮且观看范围广的显示。在立体图像显示装置中，第一像素组显示的第一图像是右眼用的图像，第二像素组显示的第二图像是左眼用的图像。
产业上可利用性
根据本发明，在设置有视差屏障元件的图像显示装置中，能够实现明亮且观看范围广的显示。本发明中的图像显示装置适合用于以汽车导航系统为首的各种电子设备中。