JP5464634B2 - 電気光学装置、表示方法及び電子機器 - Google Patents
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Description
第1の範囲611から範囲615を除いた範囲619a内にある視点からは、第1の画像だけが視認され得る。同様に、第2の範囲613から範囲615を除いた範囲619b内にある視点からは、第2の画像だけが視認され得る。範囲619a及び範囲619bは、それぞれ、適視範囲619a及び適視範囲619bと呼ばれる。
かかる構成により、動画を構成する第1及び第2の画像をそれぞれ異なる方向で視認可能に表示することができる。
かかる構成により、電極に印加する電流を制御することで液晶を駆動し、光の変調状態を変化させ、シャッタを駆動制御することができる。
実施形態における表示装置1は、図1に示すように、表示パネル3と、照明装置5と、制御部6とを有している。
液晶パネル11は、駆動素子基板21と、対向基板23と、液晶25とを有している。
駆動素子基板21には、表示面9側すなわち液晶25側に、複数の画素7のそれぞれに対応して、後述するスイッチング素子などが設けられている。
シャッタ電極基板31は、対向基板23よりも表示面9側で対向基板23に対向しており、表示面9側すなわち液晶35側に、後述するシャッタ電極などが設けられている。
対向基板33は、シャッタ電極基板31よりも表示面9側でシャッタ電極基板31に対向し、且つシャッタ電極基板31との間に隙間を有した状態で設けられている。対向基板33には、底面27側すなわち液晶35側に、後述する共通電極などが設けられている。
表示装置1では、偏光板17a及び17bは、偏光板17aにおける光の透過軸の方向と、偏光板17bにおける光の透過軸の方向とが、平面視で互いに直交する方向に設定されている。また、偏光板17cは、偏光板17bにおける光の透過軸の方向が、平面視で偏光板17cにおける光の透過軸の方向に対して直交する方向に設定されている。これらの偏光板17a、17b及び17cは、それぞれ、透過軸の方向に偏光軸を有する光を透過させることができる。
光源43は、例えば、LED(Light Emitting Diode)や冷陰極管などが採用され、図2で見て導光板41の側面45aの右方に設けられている。
液晶パネル11の駆動素子基板21は、図3中のC−C線における断面図である図4に示すように、第1基板61を有している。第1基板61は、例えばガラスや石英などの光透過性を有する材料で構成されており、表示面9側に向けられた第1面63aと、底面27側に向けられた第2面63bとを有している。
また、駆動素子基板21には、各画素7に対応して、スイッチング素子の1つであるTFT(Thin Film Transistor)素子71と、画素電極73とが、第1基板61の第1面63a側に設けられている。
TFT素子71は、ゲート電極75と、半導体層77と、ソース電極79と、ドレイン電極81とを有している。
半導体層77は、例えばアモルファスシリコンで構成されており、ゲート絶縁層65を挟んでゲート電極75に対向する位置に設けられている。
上記の構成を有するTFT素子71は、半導体層77がゲート電極75と、ソース電極79及びドレイン電極81との間に位置する所謂ボトムゲート型である。このTFT素子71は、絶縁層67によって表示面9側から覆われている。なお、絶縁層67の材料としては、例えば、SiO、SiN、アクリル系の樹脂などの光透過性を有する材料が採用され得る。
配向膜69は、例えばポリイミドなどの光透過性を有する材料で構成されており、絶縁層67及び画素電極73を表示面9側から覆っている。なお、配向膜69には、配向処理が施されている。
第2基板85の対向面86bには、各画素7を区画する光吸収層87が領域88にわたって設けられている。表示装置1では、各画素7は、光吸収層87によって囲まれた領域であると定義され得る。光吸収層87は、例えば、カーボンブラックやクロムなどの光吸収性が高い材料を含有する樹脂などで構成されており、平面視で格子状に設けられている。
ここで、カラーフィルタ89は、入射された光のうち所定の波長域の光を透過させることができる。カラーフィルタ89は、画素7r、画素7g及び画素7bごとに異なる色に着色された樹脂などで構成されている。画素7rに対応するカラーフィルタ89は、Rの光を透過させることができる。画素7gに対応するカラーフィルタ89はGの光を透過させ、画素7bに対応するカラーフィルタ89はBの光を透過させることができる。なお、以下において、各カラーフィルタ89に対してR、G及びBが識別される場合に、カラーフィルタ89r、89g及び89bという表記が用いられる。
オーバーコート層91の底面27側には、対向電極93が設けられている。対向電極93は、例えばITO等の酸化導電膜や、Mg及びAg等の金属が光透過性を有するように薄膜化したものなどの光透過性を有する材料で構成されている。
対向電極93の底面27側には、配向膜95が設けられている。配向膜95は、例えばポリイミドなどの光透過性を有する材料で構成されており、対向電極93を底面27側から覆っている。配向膜95には、配向処理が施されている。
第3基板97の第1面98aには、シャッタ電極99と配向膜101とが設けられている。シャッタ電極99は、例えばITO等の酸化導電膜や、Mg及びAg等の金属が光透過性を有するように薄膜化したものなどの光透過性を有する材料で構成され、第3基板97の第1面98aに設けられている。
配向膜101は、例えばポリイミドなどの光透過性を有する材料で構成されており、シャッタ電極99を表示面9側から覆っている。
第4基板103の対向面104bには、共通電極105と配向膜107とが設けられている。共通電極105は、例えばITO等の酸化導電膜や、Mg及びAg等の金属が光透過性を有するように薄膜化したものなどの光透過性を有する材料で構成され、第4基板103の対向面104bに設けられている。
配向膜107は、例えばポリイミドなどの光透過性を有する材料で構成されており、共通電極105を底面27側から覆っている。
なお、配向膜101及び配向膜107には、それぞれ配向処理が施されている。
上記の構成を有するシャッタパネル13は、第3基板97の第2面98bが液晶パネル11の第2基板85の外向面86aに向けられた状態で、第3基板97の第2面98bが、偏光板17bを介して外向面86aに、光透過性を有する図示しない接着剤で接着されている。
レンズアレイ基板15の各シリンドリカルレンズ19は、図4中のD−D線における断面図である図5に示すように、各画素7に対応して、各画素7に平面視で重なる領域に設けられている。
レンズアレイ基板15は、底面27側に向けられた対向面15bがシャッタパネル13の第4基板103の外向面104aに向けられた状態で、対向面15bが光透過性を有する図示しない接着剤を介して偏光板17cに貼り付けられている。
ここで、照明装置5からの光は、複数の画素7を透過するときに干渉を発生することがある。干渉した光がレンズアレイ基板15に入射されると、各シリンドリカルレンズ19で再び干渉が発生して、表示パネル3に形成される画像に干渉縞が出現することがある。表示装置1では、各シリンドリカルレンズ19が延びる方向がY方向からずれているので、表示パネル3の画像に干渉縞が出現することを低く抑えることができる。
また、第1電極99a及び第2電極99bは、それぞれ、Y方向に沿って並ぶ複数の画素7間にわたって一連した状態で設けられている。つまり、各画素7に対応する第1電極99aと第2電極99bとは、対応する画素7が含まれる1本の画素列51(図3)に平面視で重なっている。
各シリンドリカルレンズ19は、各画素7に対応する各シャッタ電極99の第1電極99a及び第2電極99bに平面視で重なっている。従って、各シリンドリカルレンズ19は、各シャッタ群125の第1シャッタ121と第2シャッタ123とに平面視で重なっている。
各ソース線Sは、Y方向に沿って並ぶ複数の画素7すなわち各画素列51に対応している。各ゲート線Tは、X方向に沿って並ぶ複数の画素7すなわち各画素行53に対応している。
なお、ゲート電極75は、X方向に沿って並ぶ複数の画素7間にわたって一連したゲート線Tとして設けられている。そして、画素7ごとにゲート線Tに対向する位置に半導体層77が設けられている。各ゲート線Tにおいて、平面視で半導体層77に重なる領域がゲート電極75であると定義され得る。
光源制御部131は、光源43への電力の供給と、電力の遮断とを制御する。
画像制御部133は、各ゲート線T(n)へのゲート信号の供給と、各ソース線S(m)へのソース信号の供給とを制御する。
なお、液晶パネル11の対向電極93及びシャッタパネル13の共通電極105は、グランド電位に保たれる。
表示装置1では、偏光板17aの透過軸の方向141は、図10(a)及び図10(b)に示すように、偏光板17bの透過軸の方向143に平面視で直交している。配向膜69の配向方向145は、平面視で透過軸の方向143に直交している。配向膜95の配向方向147は、平面視で透過軸の方向143に沿っている。
なお、図10(a)及び図10(b)において、X'方向及びY'方向は、X'方向が平面視で偏光板17bの透過軸の方向143に沿った方向を示し、Y'方向がXY平面内でX'方向に直交する方向を示している。X'方向及びY'方向は、XY平面内で互いに直交する任意の2方向である。
液晶25に入射された直線偏光149は、TFT素子71がOFF状態のときに、図10(a)に示すように、液晶25の旋光性によってX'方向に沿った偏光軸を有する直線偏光151として偏光板17bに向けて射出される。偏光板17bに向けて射出された直線偏光151は、偏光軸の方向が偏光板17bの透過軸の方向143に沿っているため、偏光板17bを透過する。
表示装置1では、偏光板17cの透過軸の方向153は、図11(a)及び図11(b)に示すように、平面視でY'方向に沿っている。配向膜101の配向方向155は、平面視でX'方向に沿っている。配向膜107の配向方向157は、平面視でY'方向に沿っている。
第1シャッタ121が通過状態で、第2シャッタ123が遮断状態であるとき、各画素7から射出された光のうちで第1シャッタ121に至る光161aは、図12に示すように、第1シャッタ121を通過してから、各シリンドリカルレンズ19を経て第1の範囲163に及ぶ。このとき、各画素7から射出された光のうちで第2シャッタ123に至る光161bは、第2シャッタ123によって遮断される。
第1の範囲163は、各シリンドリカルレンズ19を介して、第1シャッタ121が視認される範囲である。また、第2の範囲165は、各シリンドリカルレンズ19を介して、第2シャッタ123が視認される範囲である。
第2シャッタ123が通過状態で、第1シャッタ121が遮断状態であるとき、第2の範囲165からは、各シリンドリカルレンズ19を介して各画素7からの光161bが視認され得る。第1の範囲163内に視点があれば、複数の画素7からの光161aによって形成される第1の画像が視認され得る。第2の範囲165内に視点があれば、複数の画素7からの光161bによって形成される第2の画像が視認され得る。つまり、表示装置1では、第1の画像を第1の範囲163に表示し、第2の画像を、第1の範囲163とは異なる第2の範囲165に表示する所謂指向性表示を行うことができる。
これにより、第1の範囲163内にある任意の視点から視認される光の量を、複数の画素7間で同等にすることができる。同様に、第2の範囲165内にある任意の視点から視認される光の量を、複数の画素7間で同等にすることができる。
図9に示すシャッタ制御部135は、シャッタパネル13の第2電極99bに駆動信号を供給する。これにより、第2シャッタ123がON状態すなわち遮断状態となる。このとき、第1電極99aには駆動信号が供給されず、第1シャッタ121がOFF状態すなわち通過状態に保たれる。
これにより、1フレーム分の第1の画像の表示が行われる。
これにより、1フレーム分の第2の画像の表示が行われる。
表示装置1では、上記の処理を反復して実施することにより、第1の画像と第2の画像とが、1フレームずつ交互に表示され得る。
表示装置1では、複数の画素が第1の画像と第2の画像とに区分されないので、画素密度を高めやすくすることができる。この結果、第1の画像及び第2の画像のそれぞれの表示における解像度を高めやすくすることができ、指向性表示のそれぞれの表示品位を向上させやすくすることができる。
複数の第1電極99aは、第1配線119aを介して互いにつながっている。複数の第2電極99bは、第2配線119bを介して互いにつながっている。これにより、複数の第1シャッタ121と、複数の第2シャッタ123とが互いに独立して駆動され得る。
なお、複数の画素7がY方向に対してジグザグに並んだ構成では、Y方向が第1方向とは直交する方向に対応している。
また、表示部510として表示装置1が適用されているので、指向性表示における第1の画像及び第2の画像のそれぞれの表示における解像度を高めやすくすることができ、指向性表示のそれぞれの表示品位を向上させやすくすることができる。
なお、電子機器500としては、カーナビゲーションシステム用の表示機器に限られず、携帯電話機、モバイルコンピュータ、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、車載機器、オーディオ機器等の種々の電子機器が挙げられる。
Claims (5)
- 画像が視認され得る表示面と、
前記表示面側に向けて光を射出する複数の画素と、
前記複数の画素よりも前記表示面側で各前記画素に対して少なくとも1つずつ対応して設けられた前記表示面側に向かって凸となるレンズで構成されている複数の光学素子と、
前記複数の画素及び前記複数の光学素子の間に各前記光学素子に対応して設けられ、各前記画素から前記表示面側に向かう前記光を遮断する遮断状態と前記光を通過させる通過状態とをそれぞれ独立して切り替えられる複数の第1及び第2シャッタと、
前記第1及び第2シャッタの状態をそれぞれ制御するための第1及び第2電極と、
前記第1シャッタが遮断状態のときには前記第2シャッタが透過状態となり、前記第2シャッタが遮断状態のときには前記第1シャッタが透過状態となるように前記複数の第1及び第2シャッタの状態を制御するシャッタ制御部と、
を有し、
前記第1電極と前記第2電極とは、平面視で第1の方向に交互に並んで配置され、かつ、前記第1の方向に直交する第2の方向に交互に並んで配置される
電気光学装置。 - 複数の第1フレームを含む第1の画像と、複数の第2フレームを含む第2の画像とを前記複数の画素に形成させる画像制御部を有し、
前記シャッタ制御部は、前記第1シャッタが遮断状態となる第1の状態と、前記第2シャッタが遮断状態となる第2の状態とを交互に切り替え、
前記画像制御部は、前記第1の状態において前記第1フレームを前記複数の画素に形成させ、前記第2の状態において前記第2フレームを前記複数の画素に形成させる
請求項1に記載の電気光学装置。 - 前記第1及び第2シャッタは、それぞれ前記第1及び第2電極、当該第1及び第2電極に対向する他の電極、及び、前記第1及び第2電極と前記他の電極との間に介在する液晶により形成される
請求項1又は2に記載の電気光学装置。 - 画像が視認され得る表示面と、
前記表示面側に向けて光を射出する複数の画素と、
前記複数の画素よりも前記表示面側で各前記画素に対して少なくとも1つずつ対応して設けられた前記表示面側に向かって凸となるレンズで構成されている複数の光学素子と、
前記複数の画素及び前記複数の光学素子の間に各前記光学素子に対応して設けられ、各前記画素から前記表示面側に向かう前記光を遮断する遮断状態と前記光を通過させる通過状態とをそれぞれ独立して切り替えられる複数の第1及び第2シャッタと、
前記第1及び第2シャッタの状態をそれぞれ制御するための第1及び第2電極と、
前記第1シャッタが遮断状態のときには前記第2シャッタが透過状態となり、前記第2シャッタが遮断状態のときには前記第1シャッタが透過状態となるように前記複数の第1及び第2シャッタの状態を制御するシャッタ制御部と、
を有し、
前記第1電極と前記第2電極とは、平面視で第1の方向に交互に並んで配置され、かつ、前記第1の方向に直交する第2の方向に交互に並んで配置される電気光学装置が、
前記第1シャッタが遮断状態となる第1の状態と、前記第2シャッタが遮断状態となる第2の状態とを交互に切り替え、前記第1の状態において第1の画像を前記複数の画素に形成させ、前記第2の状態において第2の画像を前記複数の画素に形成させる
表示方法。 - 請求項1乃至3のいずれか一項に記載の電気光学装置を表示部として有する
電子機器。
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