JP2013235159A - 表示装置、バリア装置、および電子機器 - Google Patents

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Abstract

【課題】画質を高めることができる表示装置、バリア装置、および電子機器を得る。
【解決手段】映像を表示する表示部と、光を透過および遮断する、第1の方向に延伸し第1の方向と交差する第2の方向に並設された複数の液晶バリアを有するバリア部とを備える。上記バリア部は、液晶層と、各液晶バリアに対応する領域に設けられた第1の電極と、複数の第1の電極と液晶層との間に、複数の第1の電極と対向して共通に設けられた第2の電極とを有し、第2の電極は、第2の方向に並設された複数のスリット配列領域を含み、各スリット配列領域には、同じ方向に延伸する複数のスリットが並設されている。
【選択図】図7

Description

本開示は、立体視表示が可能な表示装置、そのような表示装置に用いられるバリア装置、ならびにそのような表示装置を含んで構成される電子機器に関する。
近年、立体視表示を実現できる表示装置が注目を集めている。立体視表示は、互いに視差のある(視点の異なる)左眼映像と右眼映像を表示するものであり、観察者が左右の目でそれぞれを見ることにより奥行きのある立体的な映像として認識することができる。また、互いに視差がある3つ以上の映像を表示することにより、観察者に対してより自然な立体映像を提供することが可能な表示装置も開発されている。
このような表示装置は、専用の眼鏡が必要なものと、不要なものとに大別されるが、観察者にとっては専用の眼鏡は煩わしく感じるものであり、専用の眼鏡が不要なものが望まれている。専用の眼鏡が不要な表示装置としては、例えば、パララックスバリア(視差バリア)方式や、レンチキュラーレンズ方式などがある。これらの方式では、互いに視差がある複数の映像(視点映像)を同時に表示し、表示装置と観察者の視点との相対的な位置関係(角度)によって見える映像が異なるようになっている。例えば、特許文献1には、バリアとして液晶素子を用いた、パララックスバリア方式の表示装置が開示されている。
特開平3−119889号公報
ところで、一般に、表示装置では高画質が望まれ、立体視表示を実現できる表示装置でも同様に、高画質の実現が期待されている。
本開示はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、画質を高めることができる表示装置、バリア装置、および電子機器を提供することにある。
本開示の表示装置は、表示部と、バリア部とを備えている。表示部は、映像を表示するものである。バリア部は、光を透過および遮断する、第1の方向に延伸し第1の方向と交差する第2の方向に並設された複数の液晶バリアを有するものである。上記バリア部は、液晶層と、各液晶バリアに対応する領域に設けられた第1の電極と、複数の第1の電極と液晶層との間に、複数の第1の電極と対向して共通に設けられた第2の電極とを有し、第2の電極は、第2の方向に並設された複数のスリット配列領域を含み、各スリット配列領域には、同じ方向に延伸する複数のスリットが並設されている。
本開示のバリア装置は、光を透過および遮断する、第1の方向に延伸し第1の方向と交差する第2の方向に並設された複数の液晶バリアを有するバリア部を備えている。上記バリア部は、液晶層と、各液晶バリアに対応する領域に設けられた第1の電極と、複数の第1の電極と液晶層との間に、複数の第1の電極と対向して共通に設けられた第2の電極とを有し、第2の電極は、第2の方向に並設された複数のスリット配列領域を含み、各スリット配列領域には、同じ方向に延伸する複数のスリットが並設されている。
本開示の電子機器は、上記表示装置を備えたものであり、例えば、テレビジョン装置、デジタルカメラ、パーソナルコンピュータ、ビデオカメラあるいは携帯電話等の携帯端末装置などが該当する。
本開示の表示装置、バリア装置、および電子機器では、複数の第1の電極と対向して共通に設けられた第2の電極が、その複数の第1の電極と液晶層の間に形成される。この第2の電極には、複数のスリット配列領域が、第2の方向に並設されている。
本開示の表示装置、バリア装置、および電子機器によれば、複数の第1の電極と液晶層の間に形成された第2の電極において、複数のスリット配列領域を第2の方向に並設したので、画質を高めることができる。
本開示の実施の形態に係る立体表示装置の一構成例を表すブロック図である。 図1に示した立体表示装置の一構成例を表す説明図である。 図1に示した表示駆動部の一構成例を表すブロック図である。 図1に示した表示部の一構成例を表す説明図である。 図4に示したサブ画素の一構成例を表す回路図である。 図1に示したバリア部の一構成例を表す説明図である。 図6に示した透明電極層の一構成例を表す平面図である。 図6に示した開閉部のグループ構成例を表す説明図である。 図1に示した表示部およびバリア部の関係を表す模式図である。 図1に示した立体表示装置の一動作例を表す模式図である。 図7に示したスリット配列領域の境界を表す説明図である。 図7に示したスリット配列領域の間隔を表す説明図である。 比較例1に係る透明電極層の一構成例を表す断面図である。 図13に示した透明電極層の一構成例を表す平面図である。 図13に示したスリット配列領域の間隔を表す説明図である。 比較例2に係る透明電極層の一構成例を表す平面図である。 比較例2に係る立体表示装置におけるモアレを説明するための説明図である。 実施の形態の変形例に係る透明電極層の一構成例を表す平面図である。 実施の形態の他の変形例に係る透明電極層の一構成例を表す平面図である。 実施の形態の他の変形例に係る透明電極層の一構成例を表す平面図である。 実施の形態に係る立体表示装置が適用されたテレビジョン装置の外観構成を表す斜視図である。 変形例に係る立体表示装置の一構成例を表す説明図である。 図22に示した立体表示装置の一動作例を表す模式図である。
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
1.実施の形態
2.適用例
<1.実施の形態>
[構成例]
(全体構成例)
図1は、実施の形態に係る立体表示装置1の一構成例を表すものである。立体表示装置1は、液晶バリアを用いた、パララックスバリア方式の表示装置である。なお、本開示の実施の形態に係る表示方法は、本実施の形態により具現化されるので、併せて説明する。立体表示装置1は、制御部40と、バックライト駆動部43と、バックライト30と、バリア駆動部41と、バリア部10と、表示駆動部50と、表示部20とを備えている。
制御部40は、外部より供給される映像信号Sdispに基づいて、バックライト駆動部43、バリア駆動部41、および表示駆動部50に対してそれぞれ制御信号を供給し、これらがお互いに同期して動作するように制御する回路である。具体的には、制御部40は、バックライト駆動部43に対してバックライト制御信号を供給し、バリア駆動部41に対してバリア制御信号を供給し、表示駆動部50に対して映像信号Sdispに基づいて生成した映像信号Sdisp2を供給するようになっている。ここで、映像信号Sdisp2は、立体表示装置1が通常表示(2次元表示)を行う場合には、1つの視点映像を含む映像信号S2Dであり、立体表示装置1が立体視表示を行う場合には、後述するように、複数(この例では8つ)の視点映像を含む映像信号S3Dである。
バックライト駆動部43は、制御部40から供給されるバックライト制御信号に基づいてバックライト30を駆動するものである。バックライト30は、バリア部10および表示部20に対して面発光した光を射出する機能を有している。バックライト30は、例えば、LED(Light Emitting Diode)や、CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp)などを用いて構成されるものである。
バリア駆動部41は、制御部40から供給されるバリア制御信号に基づいて、バリア部10を駆動するものである。バリア部10は、入射した光を透過(開動作)または遮断(閉動作)するものであり、液晶を用いて構成された複数の開閉部11,12(後述)を有している。
表示駆動部50は、制御部40から供給される映像信号Sdisp2に基づいて表示部20を駆動するものである。表示部20は、この例では液晶表示部であり、液晶表示素子を駆動して、入射した光を変調することにより表示を行うようになっている。
図2は、立体表示装置1の要部の一構成例を表すものであり、(A)は立体表示装置1の分解斜視構成を示し、(B)は立体表示装置1の側面図を示す。図2に示したように、立体表示装置1では、これらの各部品は、バックライト30、バリア部10、表示部20の順に配置されている。つまり、バックライト30から射出した光は、バリア部10および表示部20を介して、観察者に届くようになっている。
(表示駆動部50および表示部20)
図3は、表示駆動部50のブロック図の一例を表すものである。表示駆動部50は、タイミング制御部51と、ゲートドライバ52と、データドライバ53とを備えている。タイミング制御部51は、ゲートドライバ52およびデータドライバ53の駆動タイミングを制御するとともに、制御部40から供給された映像信号Sdisp2に基づいて映像信号Sdisp3を生成し、データドライバ53へ供給するものである。ゲートドライバ52は、タイミング制御部51によるタイミング制御に従って、表示部20内の画素Pixを行ごとに順次選択して、線順次走査するものである。データドライバ53は、表示部20の各画素Pixへ、映像信号Sdisp3に基づく画素信号を供給するものである。具体的には、データドライバ53は、映像信号Sdisp3に基づいてD/A(デジタル/アナログ)変換を行うことにより、アナログ信号である画素信号を生成し、各画素Pixへ供給するようになっている。
図4は、表示部20の一構成例を表すものであり、(A)は画素Pixの配列を示し、(B)は表示部20の断面構成を示す。
図4(A)に示したように、表示部20には、画素Pixがマトリクス状に配置されている。各画素Pixは、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)にそれぞれ対応する3つのサブ画素SPixを有している。サブ画素SPix間には、いわゆるブラックマトリクスBMが形成され、入射した光が遮光されるようになっている。これにより、表示部20では、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の混色がおこりにくくなっている。
表示部20は、図4(B)に示したように、駆動基板207と対向基板208との間に、液晶層203を封止したものである。駆動基板207は、透明基板201と、画素電極202と、偏光板206aとを有している。透明基板201は、TFT素子を含む画素駆動回路(図示せず)が形成されたものであり、この透明基板201上には、サブ画素SPix毎に画素電極202が配設されている。そして、透明基板201の、画素電極202が配設された面とは反対の面には、偏光板206aが貼り付けられている。対向基板208は、透明基板205と、対向電極204と、偏光板206bとを有している。透明基板205には、図示しないカラーフィルタやブラックマトリクスBMが形成されており、更に液晶層203側の面には、対向電極204が各サブ画素SPixに共通の電極として配設されている。透明基板205の、対向電極204が配設された面とは反対の面には、偏光板206bが貼り付けられている。偏光板206aおよび偏光板206bは、互いにクロスニコルまたはパラレルニコルとなるように貼り合わせられている。
図5は、サブ画素SPixの回路図の一例を表すものである。サブ画素SPixは、TFT(Thin Film Transistor)素子Trと、液晶素子LCと、保持容量素子Cとを備えている。TFT素子Trは、例えばMOS(Metal Oxide Semiconductor)型のFET(Field Effect Transistor)により構成されるものであり、ゲートがゲート線Gに接続され、ソースがデータ線Dに接続され、ドレインが液晶素子LCの一端と保持容量素子Cの一端に接続されている。液晶素子LCは、一端がTFT素子Trのドレインに接続され、他端は接地されている。保持容量素子Cは、一端がTFT素子Trのドレインに接続され、他端は保持容量線Csに接続されている。ゲート線Gはゲートドライバ52に接続され、データ線Dはデータドライバ53に接続されている。
(バリア部10)
バリア部10は、いわゆるパララックスバリアであり、いわゆる横電界によって液晶を駆動させるFFS(フリンジフィールドスイッチング)方式の液晶バリアにより構成されるものである。以下に、その詳細を説明する。
図6は、バリア部10の一構成例を表すものであり、(A)はバリア部10の平面図を示し、(B)は(A)のバリア部10におけるVI−VI矢視方向の断面構成を示す。
バリア部10は、図6(A)に示したように、光を透過または遮断する複数の開閉部(液晶バリア)11,12を有している。開閉部11,12は、XY平面における一方向(この例では、垂直方向Yから所定の角度θをなす方向)に延在して設けられるとともに、水平方向Xにおいて交互に配置されている。この例では、開閉部11の幅W11および開閉部12の幅W12は、互いにほぼ等しく、サブ画素SPixの幅(水平方向Xの幅)と同程度になっている。なお、開閉部11,12の幅の大小関係はこれに限定されず、W11>W12であってもよく、またW11<W12であってもよい。
バリア部10は、図6(B)に示したように、駆動基板310と、対向基板320との間に液晶層300を備えたものである。
駆動基板310は、透明基板311と、透明電極層312と、絶縁層313と、透明電極層314と、配向膜315と、偏光板316とを備えている。透明基板311は、例えばガラス等から構成されるものである。そしてその上には、図示しない平坦絶縁膜を介して透明電極層312が形成されている。この透明電極層312は、例えばITO(Indium Tin Oxide)等の透明導電膜により構成されている。透明電極層312には、開閉部11に対応する領域に透明電極110が形成されるとともに、開閉部12に対応する領域に透明電極120が形成されている。この透明電極層312の上には、絶縁層313が形成されている。絶縁層313は、例えば、SiNや有機樹脂などにより構成される。その絶縁層313の上には、透明電極層314が形成されている。この透明電極層314は、透明電極層312と同様に、例えばITO等の透明導電膜により構成されている。透明電極層314には、透明電極130が全面にわたって形成されている。この透明電極130には、後述するように、複数のスリットSLが形成されている。そして透明電極層314の上には、配向膜315が形成されている。駆動基板310の、これらの透明電極層312,314などが形成された面とは反対の面には、偏光板316が貼り付けられている。
対向基板320は、透明基板321と、配向膜325と、偏光板326とを備えている。透明基板321は、透明基板311と同様に、例えばガラス等から構成されるものである。この透明基板321の上には、配向膜325が形成されている。対向基板320の、配向膜325が形成された面とは反対の面には、偏光板326が貼り付けられている。偏光板316および偏光板326は、互いにクロスニコルになるように貼り合わせられている。具体的には、例えば、偏光板316の透過軸は水平方向Xに配置され、偏光板326の透過軸は垂直方向Yに配置されている。
液晶層300は、このFFS方式に用いられる、駆動基板310に平行な方向の電界(いわゆる横電界)により動作する液晶である。この液晶としては、誘電率異方性が正(例えばΔε=5.2)の液晶を用いることができる。この液晶層300は、ノーマリーブラック動作を行うものである。つまり、開閉部11,12は、駆動されていない状態では光を遮断するものとする。
図7は、バリア部10における透明電極層312,314の一構成例を表すものであり、(A)は透明電極層314における透明電極130の一構成例を示し、(B)は透明電極層312における透明電極110,120の一構成例を示す。
透明電極130は、図7(A)に示したように、全面にわたって形成されている。また、透明電極110は、図7(B)に示したように、開閉部11に対応する領域内に形成され、同様に、透明電極120は、開閉部12に対応する領域内に形成されている。すなわち、透明電極110,120は、開閉部11,12の延伸方向と同じ方向に延伸するように形成されている。
透明電極130には、透明電極110に対応する領域内、および透明電極120に対応する領域内のそれぞれにおいて、水平方向Xに並設されたスリット配列領域71,72が設けられている。そして、各スリット配列領域71,72には、複数のスリットSLが透明電極110,120の延伸方向に並んで設けられている。スリット配列領域71におけるスリットSLは、水平方向Xから反時計まわりに所定の角度φ(例えば5度)だけ回転させた方向に延伸しており、スリット配列領域72におけるスリットSLは、水平方向Xから時計まわりに所定の角度φ(例えば5度)だけ回転させた方向に延伸している。なお、この図では、スリットSLは4つのコーナーを有する長方形の形状としたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えばこれらのコーナーが丸く形成されていてもよい。
この例では、透明電極層312の透明電極110,120には、選択的に電圧が印加され、透明電極層314の透明電極110,120には、直流の共通電圧Vcom(例えば0V)が印加される。
このような構成により、開閉部11に係る液晶層300では、透明電極110,130の間の電位差により、スリットSLを介して透明電極110,130間に電気力線が生じ、液晶層300に横電界が発生する。同様に、開閉部12に係る液晶層300では、透明電極120,130の間の電位差により、スリットSLを介して透明電極120,130間に電気力線が生じ、液晶層300に横電界が発生する。そして、この横電界に応じて、液晶層300の液晶分子の向きが変化することにより、開閉部11,12における光の透過率が変化する。このようにして、開閉部11,12は開閉動作を行うようになっている。
これらの開閉部11,12は、立体表示装置1が通常表示(2次元表示)および立体視表示のどちらを行うかにより、異なる動作を行う。すなわち、開閉部11は、後述するように、通常表示を行う際には開状態(透過状態)になり、立体視表示を行う際には、閉状態(遮断状態)になる。一方、開閉部12は、後述するように、通常表示を行う際には開状態(透過状態)になり、立体視表示を行う際には、時分割的に開状態(透過状態)になる。具体的には、開閉部12は、複数のグループにグループ分けされており、立体視表示を行う際、同じグループに属する複数の開閉部12が、同じタイミングで開動作および閉動作を行うようになっている。以下に、開閉部12のグループについて説明する。
図8は、開閉部12のグループ構成例を表すものである。開閉部12は、この例では4つのグループA〜Dにグループ分けされている。具体的には、図8に示したように、グループAを構成する開閉部12(開閉部12A)と、グループBを構成する開閉部12(開閉部12B)と、グループCを構成する開閉部12(開閉部12C)と、グループDを構成する開閉部12(開閉部12D)とが、この順で巡回するように配置されている。
バリア駆動部41は、立体視表示を行う際、同じグループに属する複数の開閉部12が同じタイミングで開閉動作を行うように駆動する。具体的には、バリア駆動部41は、後述するように、グループAに属する複数の開閉部12Aを同時に開閉し、次にグループBに属する複数の開閉部12Bを同時に開閉し、次にグループCに属する複数の開閉部12Cを同時に開閉し、次にグループDに属する複数の開閉部12Dを同時に開閉することにより、開閉部12A〜12Dを時分割的に巡回して開閉動作するように駆動する。
図9は、立体視表示を行う場合のバリア部10の状態を、断面構造を用いて模式的に表すものである。この例では、開閉部12Aは、表示部20の8つのサブ画素SPixに1つの割合で設けられている。同様に、開閉部12B,12C,12Dは、それぞれ、表示部20の8つのサブ画素SPixに1つの割合で設けられている。なお、これに限定されるものではなく、開閉部12A〜12Dを、表示部20の8つのサブ画素SPixに1つの割合ではなく、8つの画素Pixに1つの割合でそれぞれ設けてもよい。図9では、バリア部10の開閉部11,12(12A〜12D)のうち、光が遮断される開閉部を斜線で示している。
立体表示装置1では、立体視表示を行う場合には、表示駆動部50に映像信号S3Dが供給され、表示部20はそれに基づいて表示を行う。そして、バリア部10では、開閉部11が閉状態(遮断状態)を維持するとともに、表示部20の表示に同期して開閉部12(開閉部12A〜12D)が時分割的に開閉動作を行う。
具体的には、バリア駆動部41が開閉部12Aを開状態(透過状態)にした場合には、表示部20では、図9(A)に示したように、この開閉部12Aに対応した位置に配置された互いに隣接する8つのサブ画素SPixが、8つの視点映像に対応する画素情報P1〜P8を表示する。同様に、バリア駆動部41が開閉部12Bを開状態(透過状態)にした場合には、表示部20では、図9(B)に示したように、この開閉部12Bに対応した位置に配置された互いに隣接する8つのサブ画素SPixが、8つの視点映像に対応する画素情報P1〜P8を表示する。また、バリア駆動部41が開閉部12Cを開状態(透過状態)にした場合には、表示部20では、図9(C)に示したように、この開閉部12Cに対応した位置に配置された互いに隣接する8つのサブ画素SPixが、8つの視点映像に対応する画素情報P1〜P8を表示する。そして、バリア駆動部41が開閉部12Dを開状態(透過状態)にした場合には、表示部20では、図9(D)に示したように、この開閉部12Dに対応した位置に配置された互いに隣接する8つのサブ画素SPixが、8つの視点映像に対応する画素情報P1〜P8を表示する。
これにより、観察者は、後述するように、例えば左眼と右眼とで異なる視点映像を見ることができ、表示された映像を立体的な映像として感じるようになっている。立体表示装置1では、このように、開閉部12A〜12Dを時分割的に切り換えて開閉し映像を表示することにより、後述するように、表示装置の解像度を高めることができるようになっている。
なお、通常表示(2次元表示)を行う場合には、表示部20は、映像信号S2Dに基づいて通常の2次元映像を表示し、バリア部10では、開閉部11および開閉部12(開閉部12A〜12D)は全て開状態(透過状態)を維持するようになっている。これにより、観察者は、表示部20に表示された通常の2次元映像をそのまま見ることができる。
ここで、開閉部11,12は、本開示における「液晶バリア」の一具体例に対応する。開閉部12は、本開示における「第1系列の液晶バリア」の一具体例に対応し、開閉部11は、本開示における「第2系列の液晶バリア」の一具体例に対応する。透明電極110,120は、本開示における「第1の電極」の一具体例に対応する。透明電極130は、本開示における「第2の電極」の一具体例に対応する。
[動作および作用]
続いて、本実施の形態の立体表示装置1の動作および作用について説明する。
(全体動作概要)
まず、図1などを参照して、立体表示装置1の全体動作概要を説明する。制御部40は、外部より供給される映像信号Sdispに基づいて、バックライト駆動部43、バリア駆動部41、および表示駆動部50を制御する。バックライト駆動部43は、制御部40から供給されるバックライト制御信号に基づいてバックライト30を駆動する。バックライト30は、面発光した光をバリア部10に対して射出する。バリア駆動部41は、制御部40から供給されるバリア制御信号に基づいてバリア部10を制御する。バリア部10の開閉部11,12は、バリア駆動部41からの指示に基づいて開閉動作を行う。表示駆動部50は、制御部40から供給される映像信号Sdisp2に基づいて表示部20を駆動する。表示部20は、バックライト30から射出し、バリア部10の開閉部11,12を透過した光を変調することにより表示を行う。
次に、立体視表示を行う場合の詳細動作を説明する。
図10は、バリア駆動部41が開閉部12Aを開状態(透過状態)にした場合の、表示部20およびバリア部10の動作例を表すものである。この場合には、開閉部12Aが開状態(透過状態)になるとともに、開閉部12B〜12Dが閉状態(遮断状態)になり、表示部20は、映像信号S3Dに含まれる8つの視点映像のそれぞれに対応する画素情報P1〜P8を、開閉部12A付近に配置されたサブ画素SPixにそれぞれ表示する。これにより、画素情報P1〜P8に対応する光は、それぞれ角度が制限されて出力される。よって、例えば、立体表示装置1の表示画面の正面から観察する観察者は、左眼で画素情報P5を、右眼で画素情報P4を見ることにより、立体的な映像を見ることができる。なお、ここでは、バリア駆動部41が開閉部12Aを開状態にした場合について説明したが、開閉部12B〜12Dを開状態にした場合についても同様である。
このように、観察者は、左眼と右眼とで、画素情報P1〜P8のうちの異なる画素情報を見ることとなり、観察者は立体的な映像として感じることができる。また、開閉部12A〜12Dを時分割的に順次開閉して映像を表示することにより、観察者は、互いにずれた位置に表示される映像を平均化して見ることとなる。よって、立体表示装置1は、開閉部12Aのみをもつ場合に比べ、4倍の解像度を実現することが可能となる。言い換えれば、立体表示装置1の解像度は、2次元表示の場合に比べ1/2(=1/8×4)で済むこととなる。
(画質について)
立体表示装置1では、FFS方式の液晶バリアによりバリア部10を構成している。これにより、立体表示装置1は、しばしば使用されるFFS方式の液晶表示装置などと同様に、広い視野角を実現することができる。
また、立体表示装置1では、バリア部10において、透明電極130にスリットSLを設けるようにしたので、バリア部10における光の透過率の低下を抑えることができる。
図11は、スリット配列領域71,72の境界を表すものである。この例では、説明の便宜上、開閉部11,12は全て開状態(透過状態)とする。この状態でも、互いに隣り合うスリット配列領域71,72の境界部分(領域境界線L1,L2付近)では、液晶層300における液晶の配向が不十分になるため、十分に光を透過することができない。すなわち、この境界部分は、いわゆる暗線となる。
図12は、図11に示した透明電極層314の領域D1の部分を拡大して表すものである。図12に示したように、バリア部10では、開閉部11,12間(透明電極110に対応する領域と透明電極120に対応する領域との間)において、スリット配列領域72とスリット配列領域71とが、間隔Iだけ離れて設けられている。バリア部10では、透明電極130にスリットSLを設けるようにしたので、後述するように、この間隔Iを狭めることができる。これにより、この境界部分(領域境界線L2付近)の暗線の幅を狭めることができ、光の透過率の低下を抑えることができる。
また、立体表示装置1では、バリア部10において、スリット配列領域71,72を水平方向Xに並設している。これにより、立体表示装置1は、モアレを低減することができる。すなわち、上述した領域境界線L1,L2の暗線と、表示部20のブラックマトリクスBMとの干渉により、モアレが発生するおそれがあるが、スリット配列領域71,72を水平方向Xに並設したので、以下に比較例を用いて説明するように、モアレの発生を抑えることができる。
次に、いくつかの比較例と対比して、本実施の形態の作用を説明する。
(比較例1)
まず、比較例1に係る立体表示装置1Rについて説明する。この立体表示装置1Rは、透明電極層312,314における透明電極の構成が、本実施の形態の場合と異なるものである。すなわち、本実施の形態(図7)では、透明電極層312において、開閉部11,12に対応するように透明電極110,120を設けたが、これに代えて、本比較例では、透明電極層314において、開閉部11,12に対応するように透明電極を設けている。その他の構成は、本実施の形態(図1)と同様である。
図13は、本比較例1に係るバリア部10Rにおける断面構成を表すものである。バリア部10Rは、駆動基板310Rを備えている。この駆動基板310Rでは、透明電極層312には、透明電極130Rが全面にわたって形成されている。また、透明電極層314には、開閉部11に対応する領域に透明電極110Rが形成されるとともに、開閉部12に対応する領域に透明電極120Rが形成されている。この透明電極110R,120Rには、後述するように、複数のスリットSLが形成されている。
図14は、バリア部10Rの透明電極層314の一構成例を表すものである。透明電極110R,120Rのそれぞれには、水平方向Xに並設されたスリット配列領域71R,72Rが設けられており、各スリット配列領域71R,72Rには、複数のスリットSLが透明電極110R,120Rの延伸方向に並んで設けられている。透明電極層312の透明電極130Rには、直流の共通電圧Vcom(例えば0V)が印加され、透明電極層314の透明電極110R,120Rには、選択的に電圧が印加される。
図15は、図14に示した透明電極層314の領域DRの部分を拡大して表すものである。図15に示したように、バリア部10Rでは、開閉部11,12間(透明電極110R,120R間)において、スリット配列領域72Rとスリット配列領域71Rとが、間隔IRだけ離れて設けられている。この間隔IRは、3つの間隔IR1,IR2,IR3により構成される。すなわち、間隔IR1は、透明電極110Rにおいて、スリット配列領域72Rの右端と透明電極110Rの右端との間隔であり、間隔IR3は、透明電極120Rにおいて、スリット配列領域72Lの左端と透明電極120Rの左端との間隔である。また、間隔IR2は、透明電極110Rと透明電極120Rとの間隔である。これらの間隔IR1〜IR3の最小値は、設計ルールにより定められている。具体的には、間隔IR1,IR3の最小値は、透明電極層314における線幅の最小値により制限され、間隔IR2の最小値は、透明電極層314におけるスペースの最小値により制限される。よって、この間隔IR(IR1+IR2+IR3)の最小値は、これらの3つの設計ルールにより制限されるため、十分に間隔を狭めることができないおそれがある。例えば、透明電極層314における線幅の最小値とスペースの最小値が互いにほぼ等しい場合には、この間隔IRは、透明電極110R,120Rの間隔IR2の3倍程度になる。この場合には、この領域(領域境界線L2付近)における暗線の幅が太くなるため、光の透過率が低下してしまう。
一方、本実施の形態に係るバリア部10では、透明電極層314の透明電極130にスリットSLを設けるようにしたので、スリット配列領域72とスリット配列領域71との間の間隔Iを小さくすることができる。すなわち、透明電極130は、全面にわたって形成されているので、間隔Iは、透明電極層314における線幅の最小値のみにより制限されることとなる。例えば、透明電極層312,314における線幅の最小値とスペースの最小値が互いにほぼ等しい場合には、この間隔Iは、透明電極110,120の間隔と同程度にすることができる。つまり、バリア部10では、間隔Iを、比較例に係る間隔IRに比べて小さくすることができる。これにより、この領域(領域境界線L2付近)における暗線の幅を狭くすることができ、光の透過率の低下を抑えることができる。
また、領域境界線L2の暗線の幅を狭め、領域境界線L1の暗線の幅と同程度にした場合には、後述するように、モアレが発生するおそれを低減することができる。
(比較例2)
次に、比較例2に係る立体表示装置1Sについて説明する。この立体表示装置1Sは、透明電極層314におけるスリット配列領域の配置が、本実施の形態とは異なるものである。すなわち、本実施の形態(図7)では、透明電極層314において、スリット配列領域71,72を水平方向Xに並設したが、これに代えて、本比較例では、スリット配列領域を透明電極の延伸方向に並設している。その他の構成は、本実施の形態(図1)と同様である。
図16は、本比較例に係るバリア部10Sにおける透明電極層314の一構成例を表すものである。透明電極層314には、図16に示したように、透明電極130Sが全面にわたって形成されている。そして、透明電極130Sには、透明電極110に対応する領域内、および透明電極120に対応する領域内のそれぞれにおいて、透明電極110,120の延伸方向に交互に並設されたスリット配列領域73S,74Sが設けられている。スリット配列領域73SにおけるスリットSLは、水平方向Xから反時計まわりに所定の角度(例えば5度)だけ回転させた方向に延伸しており、スリット配列領域74SにおけるスリットSLは、水平方向Xから時計まわりに所定の角度(例えば5度)だけ回転させた方向に延伸している。
この例でも、水平方向Xに互いに隣り合うスリット配列領域73S,74Sの境界部分(領域境界線L3付近)、および透明電極110,120の延伸方向に互いに隣り合うスリット配列領域73S,74Sの境界部分(領域境界線L4付近)では、液晶層300における液晶の配向が不十分になるため、十分に光を透過することができず、暗線となる。すなわち、バリア部10Sでは、上記実施の形態に係るバリア部10の場合(図11)と異なり、透明電極110,120の延伸方向に延びる領域境界線L3に加え、水平方向Xに延びる領域境界線L4もまた暗線となる。
図17(A)は、表示部20のブラックマトリクスBMと、バリア部10Sの領域境界線の相対関係を表すものであり、図17(B)は、表示画面に現れるモアレを表すものである。この図13では、説明の便宜上、表示部20におけるブラックマトリクスBMのうち、水平方向Xに延びるブラックマトリクス(遮光線LBM)のみを示すとともに、バリア部10Sにおける領域境界線のうち、水平方向Xに延びる領域境界線L4のみを示している。
図17(A)に示したように、表示部20の遮光線LBMと、バリア部10Sの領域境界線L4とは、ともに立体表示装置1Sの表示画面内において水平方向Xに延びている。また、表示部20およびバリア部10Rは、図2に示したように、観察者が立体表示装置1Sを観察するときの奥行き方向に並んで配置されている。これにより、立体表示装置1Sと観察者との位置関係によっては、垂直方向Yの方向における、遮光線LBMの配置周期と領域境界線L4の配置周期との間にずれが生じ、観察者は、図17(B)に示したようなモアレを観察するおそれがある。具体的には、例えば、領域境界線L4と遮光線LBMがほぼ重なっている表示画面領域では、明部R1になり、領域境界線L4と遮光線LBMとが大きくずれている表示画面領域は、暗部R2になる。このようにして、観察者は、明部R1と暗部R2の輝度差をモアレとして感じてしまう。
なお、この例では、表示部20の遮光線LBMとバリア部10Sの領域境界線L4に起因するモアレについて説明したが、その他、例えば、表示部20におけるブラックマトリクスBMのうち、垂直方向Yに延びるものと、バリア部10Sの領域境界線L3に起因するモアレも発生するおそれがある。
このように、本比較例2に係る立体表示装置1Sでは、図16に示したように、スリット配列領域73S,74Sを透明電極110,120の延伸方向に交互に並設したので、水平方向Xに延びる領域境界線L4が生じてしまうため、その領域境界線L4と、水平方向Xに延びる表示部20の遮光線LBMとの間で干渉することにより、モアレが生じてしまう。
一方、本実施の形態に係る立体表示装置1では、図7に示したように、スリット配列領域71,72を水平方向Xに並設している。これにより、透明電極110,120の延伸方向に延びる領域境界線L1,L2が生じ、水平方向Xに延びる領域境界線は生じないようにすることができる。また、比較例2の場合(図16)と異なり、各透明電極110,120に対応する領域の中央にも、領域境界線L1が生じる(図11)。よって、領域境界線L2の暗線の幅を狭め、領域境界線L1の暗線の幅と同程度にした場合には、同程度の幅の暗線の線密度が高くなることにより、モアレが発生するおそれを低減することができる。
[効果]
以上のように本実施の形態では、バリア部をFFS方式の液晶バリアにより構成したので、広い視野角を実現することができ、画質を高めることができる。
また、本実施の形態では、透明電極層314において透明電極130を全面にわたって形成するとともに、その透明電極130にスリットを設けたので、スリット配列領域間の間隔を小さくすることができる。これにより、光の透過率の低下を抑えることができるため、画質を高めることができる。
また、本実施の形態では、スリット配列領域を、各透明電極において水平方向に並設したので、モアレが発生するおそれを低減することができ、画質を高めることができる。
[変形例1−1]
上記実施の形態では、開閉部11の幅と開閉部12の幅を互いにほぼ等しくしたが、これに限定されるものではない。以下に、開閉部11の幅が開閉部12の幅の約2倍程度である場合について説明する。
図18(A)は、本変形例に係るバリア部10Aにおける透明電極130Aの一構成例を表すものであり、図14(B)は、透明電極110A,120Aの一構成例を表すものである。透明電極110Aは、開閉部11に対応する領域に形成されており、透明電極120Aは、開閉部12に対応する領域に形成されている。透明電極130Aの透明電極110Aに対応する領域には、水平方向Xに並設された4つのスリット配列領域75〜78が設けられ、透明電極130Aの透明電極120Aに対応する領域には、水平方向Xに並設された2つのスリット配列領域71,72が設けられている。この例では、スリット配列領域71,72,75〜78の水平方向Xの幅は、互いにほぼ等しくなっている。この場合でも、画質を高めることができる。
[変形例1−2]
上記実施の形態では、透明電極130の、透明電極110に対応する領域、および透明電極120に対応する領域のそれぞれにおいて、2つのスリット配列領域71,72を設けたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、図19に示したように、透明電極130Bの、透明電極110に対応する領域、および透明電極120に対応する領域のそれぞれにおいて、3以上のスリット配列領域を設けてもよい。この例では、透明電極110B,120Bのそれぞれにおいて4つのスリット配列領域75〜78を設けている。なお、視野角の対称性の観点から、スリットSLの向きが互いに異なる偶数個のスリット配列領域を設けることが望ましい。
[変形例1−3]
上記実施の形態では、透明電極130の、透明電極110に対応する領域、および透明電極120に対応する領域のそれぞれにおいて、2つのスリット配列領域71,72に係るスリットSLが収まるように配置したが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、図20に示したように、透明電極130Cの、透明電極110に対応する領域、および透明電極120に対応する領域からはみ出すように配置してもよい。
<2.適用例>
次に、上記実施の形態および変形例で説明した立体表示装置の適用例について説明する。
図21は、上記実施の形態等の立体表示装置が適用されるテレビジョン装置の外観を表すものである。このテレビジョン装置は、例えば、フロントパネル511およびフィルターガラス512を含む映像表示画面部510を有しており、この映像表示画面部510は、上記実施の形態等に係る立体表示装置により構成されている。
上記実施の形態等の立体表示装置は、このようなテレビジョン装置の他、デジタルカメラ、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話等の携帯端末装置、携帯型ゲーム機、あるいはビデオカメラなどのあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。言い換えると、上記実施の形態等の立体表示装置は、映像を表示するあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。
以上、いくつかの実施の形態および変形例、ならびに電子機器への適用例を挙げて本技術を説明したが、本技術はこれらの実施の形態等には限定されず、種々の変形が可能である。
例えば、上記実施の形態等では、立体表示装置1,2のバックライト30、バリア部10、表示部20は、この順に配置したが、これに限定されるものではなく、これに代えて、図22に示したように、バックライト30、表示部20、バリア部10の順に配置してもよい。
図23は、本変形例に係る表示部20およびバリア部10の動作例を表すものである。この例は、バリア駆動部41が開閉部12Aを開状態(透過状態)にした場合の、表示部20およびバリア部10の動作例を示している。本変形例では、バックライト30から射出した光は、まず表示部20に入射し、その後にバリア部10に入射する。この場合でも、画素情報P1〜P8に対応する光は、それぞれ角度が制限されて出力される。
また、例えば、上記実施の形態等では、開閉部12を4つのグループにグループ分けしたが、これに限定されるものではなく、3つ以下もしくは5つ以上のグループにグループ分けをしてもよい。また、開閉部12をグループ分けしなくてもよい。この場合には、立体視表示の際には常に開状態(透過状態)になる。
また、例えば、上記実施の形態等では、立体視表示の際に8つの視点映像を表示するようにしたが、これに限定されるものではなく、7つ以下の視点映像や、9つ以上の視点映像を表示してもよい。この場合、図9に示したバリア部10の開閉部12A〜12Dと、サブ画素SPixとの相対的な位置関係も変化する。すなわち、例えば、9つの視点映像を表示する場合には、開閉部12A〜12Dのそれぞれは、表示部20の9つのサブ画素SPixに1つの割合で設けることが望ましい。
また、例えば、上記実施の形態等では、表示部20は液晶表示部としたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば有機EL(Electro Luminescence)などを用いたEL表示部であってもよい。この場合、例えば、図22に示した構成において、バックライト30を削除した構成を用いることができる。
なお、本技術は以下のような構成とすることができる。
(1)映像を表示する表示部と、
光を透過および遮断する、第1の方向に延伸し前記第1の方向と交差する第2の方向に並設された複数の液晶バリアを有するバリア部と
を備え、
前記バリア部は、
液晶層と、
各液晶バリアに対応する領域に設けられた第1の電極と、
複数の前記第1の電極と前記液晶層との間に、複数の前記第1の電極と対向して共通に設けられた第2の電極と
を有し、
前記第2の電極は、前記第2の方向に並設された複数のスリット配列領域を含み、
各スリット配列領域には、同じ方向に延伸する複数のスリットが並設されている
表示装置。
(2)各第1の電極は、互いに隣り合う所定数の前記スリット配列領域に対応する領域に形成されている
前記(1)に記載の表示装置。
(3)前記第2の方向において隣り合う前記スリット配列領域の間隔は、前記第2の方向において隣り合う前記第1の電極の間隔の3倍よりも短い
前記(2)に記載の表示装置。
(4)前記所定数のスリット配列領域に属する複数のスリットは、対応する前記第1の電極に相当する領域内に形成されている。
前記(2)または(3)に記載の表示装置。
(5)前記所定数のスリット配列領域に属する複数のスリットは、それぞれの一部が、対応する前記第1の電極に相当する領域からはみ出して形成されている。
前記(2)または(3)に記載の表示装置。
(6)前記所定数は偶数である
前記(2)から(5)のいずれかに記載の表示装置。
(7)一のスリット配列領域に属するスリットは、その一のスリット配列領域と隣り合うスリット配列領域に属するスリットと、異なる方向に延伸する
前記(1)から(6)のいずれかに記載の表示装置。
(8)各第1の電極にはバリア駆動信号が印加され
前記第2の電極には直流電圧が印加される
前記(1)から(7)のいずれかに記載の表示装置。
(9)前記表示部は液晶表示部であり、
前記バリア部は、複数の第1系列の液晶バリアおよび複数の第2系列の液晶バリアを有する
前記(1)から(8)のいずれかに記載の表示装置。
(10)第1の表示モードおよび第2の表示モードを含む複数の表示モードを有し、
前記第1の表示モードでは、前記液晶表示部は複数の視点画像を表示し、前記バリア部は、前記複数の第1系列の液晶バリアを透過状態にするとともに、前記複数の第2系列の液晶バリアを遮断状態にすることにより、各視点画像からの光線または各視点画像に向かう光線を、それぞれ対応する角度方向に規制するように動作し、
前記第2の表示モードでは、前記液晶表示部は単一の視点画像を表示し、前記バリア部は、前記複数の第1系列の液晶バリアおよび前記複数の第2系列の液晶バリアを透過状態にすることにより、前記単一の視点画像からの光線または前記単一の視点画像に向かう光線をそのまま透過させるように動作する
前記(9)に記載の表示装置。
(11)前記複数の第1系列の液晶バリアは、複数のバリアグループにグループ分けされ、
前記3次元映像表示モードでは、前記複数の第1系列の液晶バリアは、バリアグループごとに、時分割的に透過状態および遮断状態との間で切り換わる
前記(10)に記載の表示装置。
(12)バックライトをさらに備え、
前記表示部は液晶表示部であり、
前記バリア部は、前記バックライトと前記液晶表示部との間に配置されている
前記(1)から(11)のいずれかに記載の表示装置。
(13)バックライトをさらに備え、
前記表示部は液晶表示部であり、
前記液晶表示部は、前記バックライトと前記バリア部との間に配置されている
前記(1)から(11)のいずれかに記載の表示装置。
(14)光を透過および遮断する、第1の方向に延伸し前記第1の方向と交差する第2の方向に並設された複数の液晶バリアを有するバリア部を備え、
前記バリア部は、
液晶層と、
各液晶バリアに対応する領域に設けられた第1の電極と、
複数の前記第1の電極と前記液晶層との間に、複数の前記第1の電極と対向して共通に設けられた第2の電極と
を有し、
前記第2の電極は、前記第2の方向に並設された複数のスリット配列領域を含み、
各スリット配列領域には、同じ方向に延伸する複数のスリットが並設されている
バリア装置。
(15)表示装置と
前記表示装置を利用した動作制御を行う制御部と
を備え、
前記表示装置は、
映像を表示する表示部と、
光を透過および遮断する、第1の方向に延伸し前記第1の方向と交差する第2の方向に並設された複数の液晶バリアを有するバリア部と
を有し、
前記バリア部は、
液晶層と、
各液晶バリアに対応する領域に設けられた第1の電極と、
複数の前記第1の電極と前記液晶層との間に、複数の前記第1の電極と対向して共通に設けられた第2の電極と
を含み、
前記第2の電極は、前記第2の方向に並設された複数のスリット配列領域を含み、
各スリット配列領域には、同じ方向に延伸する複数のスリットが並設されている
電子機器。
1…立体表示装置、10…バリア部、11,12,12A〜12D…開閉部、20…表示部、30…バックライト、40…制御部、41…バリア駆動部、43…バックライト駆動部、50…表示駆動部、51…タイミング制御部、52…ゲートドライバ、53…データドライバ、71,72,75〜78…スリット配列領域、110,120,130,130A,130B,130C…透明電極、201,205…透明基板、202…画素電極、203…液晶層、204…対向電極、206a,206b…偏光板、207…駆動基板、208…対向基板、300…液晶層、311,321…透明基板、312,314,332…透明電極層、313…絶縁層、315,325…配向膜、316,326…偏光板、310,330…駆動基板、320…対向基板、BM…ブラックマトリクス、C…保持容量素子、Cs…保持容量線、D…データ線、LC…液晶素子、L1,L2…領域境界線、Pix…画素、P1〜P8…画素情報、Sdisp,Sdisp2,Sdisp3…映像信号、SL…スリット、SPix…サブ画素、Tr…TFT素子、W1,W2…幅。

Claims (15)

  1. 映像を表示する表示部と、
    光を透過および遮断する、第1の方向に延伸し前記第1の方向と交差する第2の方向に並設された複数の液晶バリアを有するバリア部と
    を備え、
    前記バリア部は、
    液晶層と、
    各液晶バリアに対応する領域に設けられた第1の電極と、
    複数の前記第1の電極と前記液晶層との間に、複数の前記第1の電極と対向して共通に設けられた第2の電極と
    を有し、
    前記第2の電極は、前記第2の方向に並設された複数のスリット配列領域を含み、
    各スリット配列領域には、同じ方向に延伸する複数のスリットが並設されている
    表示装置。
  2. 各第1の電極は、互いに隣り合う所定数の前記スリット配列領域に対応する領域に形成されている
    請求項1に記載の表示装置。
  3. 前記第2の方向において隣り合う前記スリット配列領域の間隔は、前記第2の方向において隣り合う前記第1の電極の間隔の3倍よりも短い
    請求項2に記載の表示装置。
  4. 前記所定数のスリット配列領域に属する複数のスリットは、対応する前記第1の電極に相当する領域内に形成されている。
    請求項2に記載の表示装置。
  5. 前記所定数のスリット配列領域に属する複数のスリットは、それぞれの一部が、対応する前記第1の電極に相当する領域からはみ出して形成されている。
    請求項2に記載の表示装置。
  6. 前記所定数は偶数である
    請求項2に記載の表示装置。
  7. 一のスリット配列領域に属するスリットは、その一のスリット配列領域と隣り合うスリット配列領域に属するスリットと、異なる方向に延伸する
    請求項1に記載の表示装置。
  8. 各第1の電極にはバリア駆動信号が印加され
    前記第2の電極には直流電圧が印加される
    請求項1に記載の表示装置。
  9. 前記表示部は液晶表示部であり、
    前記バリア部は、複数の第1系列の液晶バリアおよび複数の第2系列の液晶バリアを有する
    請求項1に記載の表示装置。
  10. 第1の表示モードおよび第2の表示モードを含む複数の表示モードを有し、
    前記第1の表示モードでは、前記液晶表示部は複数の視点画像を表示し、前記バリア部は、前記複数の第1系列の液晶バリアを透過状態にするとともに、前記複数の第2系列の液晶バリアを遮断状態にすることにより、各視点画像からの光線または各視点画像に向かう光線を、それぞれ対応する角度方向に規制するように動作し、
    前記第2の表示モードでは、前記液晶表示部は単一の視点画像を表示し、前記バリア部は、前記複数の第1系列の液晶バリアおよび前記複数の第2系列の液晶バリアを透過状態にすることにより、前記単一の視点画像からの光線または前記単一の視点画像に向かう光線をそのまま透過させるように動作する
    請求項9に記載の表示装置。
  11. 前記複数の第1系列の液晶バリアは、複数のバリアグループにグループ分けされ、
    前記3次元映像表示モードでは、前記複数の第1系列の液晶バリアは、バリアグループごとに、時分割的に透過状態および遮断状態との間で切り換わる
    請求項10に記載の表示装置。
  12. バックライトをさらに備え、
    前記表示部は液晶表示部であり、
    前記バリア部は、前記バックライトと前記液晶表示部との間に配置されている
    請求項1に記載の表示装置。
  13. バックライトをさらに備え、
    前記表示部は液晶表示部であり、
    前記液晶表示部は、前記バックライトと前記バリア部との間に配置されている
    請求項1に記載の表示装置。
  14. 光を透過および遮断する、第1の方向に延伸し前記第1の方向と交差する第2の方向に並設された複数の液晶バリアを有するバリア部を備え、
    前記バリア部は、
    液晶層と、
    各液晶バリアに対応する領域に設けられた第1の電極と、
    複数の前記第1の電極と前記液晶層との間に、複数の前記第1の電極と対向して共通に設けられた第2の電極と
    を有し、
    前記第2の電極は、前記第2の方向に並設された複数のスリット配列領域を含み、
    各スリット配列領域には、同じ方向に延伸する複数のスリットが並設されている
    バリア装置。
  15. 表示装置と
    前記表示装置を利用した動作制御を行う制御部と
    を備え、
    前記表示装置は、
    映像を表示する表示部と、
    光を透過および遮断する、第1の方向に延伸し前記第1の方向と交差する第2の方向に並設された複数の液晶バリアを有するバリア部と
    を有し、
    前記バリア部は、
    液晶層と、
    各液晶バリアに対応する領域に設けられた第1の電極と、
    複数の前記第1の電極と前記液晶層との間に、複数の前記第1の電極と対向して共通に設けられた第2の電極と
    を含み、
    前記第2の電極は、前記第2の方向に並設された複数のスリット配列領域を含み、
    各スリット配列領域には、同じ方向に延伸する複数のスリットが並設されている
    電子機器。

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