WO2010055936A1 - 液晶表示装置 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a liquid crystal display device capable of high-speed response on the order of several hundred ⁇ s.
- the present invention further includes a liquid crystal display that is faster than a certain level, glasses that can switch between transmission and non-transmission of light, and a control device therefor, regardless of which gradation in the display gradation range the high-speed response speed displays.
- a liquid crystal display device capable of selectively viewing one of a stereoscopic image and a plurality of different images.
- the mechanism for showing 3D images in a movie theater is to use a projector as a projector, and alternately project an image for the right eye and an image for the left eye, and transmit the projection light through a component using liquid crystal and a polarizing plate.
- the characteristics of the liquid crystal components are electrically switched, and the projection light when the projector projects the right-eye image and the left-eye image is switched so as to be in different polarization states and projected onto the screen. This is achieved by viewing the projected images for the right and left eyes through polarized glasses.
- 3D movies will become more widespread, and there is a need for 3D display devices that satisfy the requirements for home television under the circumstances where it is almost certain that demand will be enjoyed at home as well as 2D movies so far.
- a 3D display device right-eye images and left-eye images are alternately displayed on a CRT display, and shutter glasses that switch between light transmission and light non-transmission in synchronization with this are used.
- shutter glasses that switch between light transmission and light non-transmission in synchronization with this are used.
- the image is displayed, only the right-eye shutter is in a light-transmitting state, and the right-eye image is observed with only the right eye.
- the left-eye image is displayed, only the left-eye shutter is in a light-transmitting state and left-eye is used.
- a display device that can realize a 3D video image by observing only the left eye is known (see Patent Literature 1 and Patent Literature 2).
- an optical element for converting the state of polarized light emitted from the liquid crystal panel for each line or dot of the liquid crystal panel is arranged in front of the liquid crystal panel.
- a 3D image is realized by converting the state and observing an odd-line right-eye image with only the right eye and observing an even-line left-eye image with only the left eye with polarized glasses that match the polarization axis converted by the optical element. (See Patent Document 3, Patent Document 4, and Patent Document 5).
- the above-described method including a CRT display and shutter glasses makes it difficult to increase the screen size essential for enhancing the sense of reality of 3D video because of the use of CRT, and is not in line with the recent trend of widespread use of liquid crystal televisions.
- the display is not limited to a CRT, but is described as being possible with a liquid crystal display.
- an active matrix LCD using a large direct-view amorphous silicon thin film transistor (TFT) or the like is currently described.
- the image resolution is halved because the image is divided for each line or each pixel for the right eye and the left eye. There is a big problem of becoming.
- a two-dimensional image forming apparatus that is a light-emitting type such as a CRT or PDP and generally capable of high-speed image rewriting than an LCD is a light-emitting type. Therefore, an image emitted from a screen is generally randomly polarized or There is no specific linear polarization. Therefore, even if the screen brightness is kept high as a light emitting type, when switching linearly polarized light as an active light shutter, at least half of the light emitted from the screen cannot reach the eyes for actual images and is extremely light. The display becomes inefficient.
- the LCD generally has an advantage that it has excellent overall light utilization efficiency with an active light shutter that switches linearly polarized light because light emitted from the screen is linearly polarized light.
- conventional LCDs have a slow image rewriting time, light-emitting CRTs, PDPs, and the like are commonly used as two-dimensional image forming apparatuses even if the light efficiency is low.
- JP 2002-82307 A Japanese Patent Publication No. 5-257083
- An object of the present invention is to provide a liquid crystal display which can solve the above-described drawbacks of the prior art and which is a mainstream of current home televisions and which can provide high-quality 3D video.
- a further object of the present invention is to provide a display device that provides a high-quality 3D image using a liquid crystal display which is the mainstream of current home televisions.
- the LCD display of the present invention is based on the above findings, and more specifically, an active matrix type LCD display using a polarization-shielded smectic liquid crystal display device (PSS-LCD); High-speed response is possible with an optical response waiting time of 100 ⁇ s to 1 ms when updating a display image by line-sequential driving with respect to the image rewriting period of 10 ms or less; No) It is possible to obtain a period for displaying an image of 0.5 ms or longer; the time (Ts) required for the scanning driver of the liquid crystal panel to scan the entire liquid crystal panel for the image rewriting is the image rewriting time.
- PSS-LCD polarization-shielded smectic liquid crystal display device
- each TFT pixel is shorter than the rewrite cycle (Tc); and the size of each pixel constituting the display is a ⁇ m ⁇ b ⁇ m (F) is characterized in that in the range of 17.708ab ⁇ 10 -19 F ⁇ C ⁇ 35.416ab ⁇ 10 -18 F.
- an active matrix liquid crystal display optical shutter glasses in which components having a function of switching between transmission and non-transmission of light are arranged for the right eye and the left eye; and image rewriting of the display
- a display device having control means for electrically switching between a light transmitting state and a light non-transmitting state of the optical shutter glasses in synchronization with a cycle; wherein the display unit displays a line for the image rewriting cycle of 10 ms or less.
- High-speed response with an optical response waiting time of 100 ⁇ s to 1 ms when updating the display image by sequential driving is possible; after the display image update is completed, a fixed (no change) image is displayed.
- the display is controlled so that only a part of the image group to be switched for each switching frequency is displayed by the control means so as to synchronize with the image switching of the display so that the right eye and the left eye can be seen.
- a liquid crystal display capable of providing a high-quality 3D image with a liquid crystal display which is the mainstream of current home televisions is provided.
- a display device that provides a high-quality 3D image using a liquid crystal display that is the mainstream of current home televisions.
- FIG. 1 is a schematic perspective view showing an embodiment of the liquid crystal display device of the present invention.
- FIG. 2 is a schematic perspective view showing an example of an embodiment of an optical shutter that can be used in the present invention.
- FIG. 3 is a schematic perspective view for explaining the operation of FIG.
- FIG. 4 is a schematic perspective view for explaining the operation of FIG.
- FIG. 5A is a schematic perspective view showing an image rewriting direction (scanning direction) of the liquid crystal panel.
- FIG. 5B is a graph showing an example of the synchronization timing between the liquid crystal panel and the optical shutter glasses (when a SXGA (1280 ⁇ 1024) screen is driven at a screen rewriting frequency of 120 Hz).
- FIG. 1 is a schematic perspective view showing an embodiment of the liquid crystal display device of the present invention.
- FIG. 2 is a schematic perspective view showing an example of an embodiment of an optical shutter that can be used in the present invention.
- FIG. 3 is a schematic perspective view for explaining the operation of FIG.
- FIG. 6 is a graph showing another example (B) of the synchronization timing between the liquid crystal panel and the shutter glasses.
- FIG. 7 is a graph showing another example (C) of the synchronization timing between the liquid crystal panel and the shutter glasses.
- FIG. 8 is a graph showing an example (D) of synchronization timing between the liquid crystal panel and the shutter glasses.
- FIG. 9 is a graph showing another example (E) of the synchronization timing between the liquid crystal panel and the shutter glasses.
- FIG. 10 is a graph showing another example (F) of the synchronization timing between the liquid crystal panel and the shutter glasses.
- FIG. 11 is a block diagram showing, as an equivalent circuit, liquid crystal as capacitance, storage capacitance, and the like in an actual TFT-LCD.
- FIG. 11 is a block diagram showing, as an equivalent circuit, liquid crystal as capacitance, storage capacitance, and the like in an actual TFT-LCD.
- FIG. 12 is an example of a two-division driving method in which one screen is divided into two vertically and the upper screen and the lower screen are scanned simultaneously.
- FIG. 13 is an example of a two-division driving method in which one screen is alternately divided into A lines and B lines for each line (scanning line), and the A line and B line are scanned simultaneously.
- LCD screen rewriting (LCD screen rewriting) Before describing the technical contents of the present invention, first, the definition of LCD screen rewriting, which is a very important concept in the present invention, will be clarified.
- the update cycle of the display screen is expressed in units of time for updating / displaying one image, and this is referred to as “screen rewrite cycle”. Scanning refers to updating display data line-sequentially over the entire screen. As an example, when the number of lines on the screen is 240 lines, the time for scanning from 1 to 240 lines is the “time for scanning the entire liquid crystal panel”.
- the time from the start of 240-line data update (scan) to just before the start of a new scan to display the next new screen is within the range of the “screen rewrite cycle”. From the start of “scanning” to update the screen to the start of scanning to display the next new image, the time during which the display is continued in the charge holding operation of the LCD after the scanning is within the range of the “screen rewriting cycle” .
- the scanning of the entire screen is not limited to being performed only once within the range of the “screen rewriting cycle” of one cycle. This includes scanning a plurality of times within one “screen rewriting cycle” without changing the image data (with the same image data).
- “Uniform fixed screen” refers to a screen in which the entire screen is composed of image data of the same value. As an example, it refers to an image in which the entire surface is filled with data of a fixed value such as “white”, “black”, “gray at the same level”.
- “right-eye image display time + full-black image display time” is the above-mentioned “screen rewriting cycle”. is there.
- a screen rewriting time when one screen is divided into two or three or more and is driven simultaneously with two or three or more at the same time as shown in Fig. A and Fig. B, it is independent of the division of the drive line.
- the time for writing a display signal for one screen and displaying one screen is defined as a screen rewriting time.
- the present invention is first implemented based on the following two basic factors in preparing a right-eye image and a left-eye image as a basic two-dimensional image.
- One is the high-speed response of the TFT itself that supplies charge to the pixel electrode of the liquid crystal, which is a capacitive load (charges the TFT at a high speed and gives a sufficient potential to drive the liquid crystal), and the other is the high-speed response of the liquid crystal itself It is response.
- TFTs made of amorphous silicon are used from the viewpoints of manufacturing stability and manufacturing cost, especially for TFTs for LCDs, which have been rapidly spreading as “liquid crystal TVs” in recent years.
- Amorphous silicon TFTs have advantages over other TFT technologies in terms of application to large-area glass substrates, so they range from LCDs for mobile phones, LCDs for notebook PCs, and monitors for desktop PCs to the above-mentioned liquid crystal TVs. It is shared by a very wide range of TFT-LCDs. Also in the 3D display device, which is one of the objects of the present invention, the application of LCD using amorphous silicon TFT naturally results from the rationality on the premise of medium-sized to large-sized LCD panels that have already been widely spread. .
- LCDs using existing amorphous silicon TFTs rewrite the screen at the extremely high speed required for 3D display, assuming that a normal two-dimensional image is obtained even in TV applications where high image quality is required. It is not necessarily necessary, and one screen is displayed in a time of 10 ms or less, which is a precondition of the present invention, and 200 Hz or more, in particular, high-speed writing of the TFT itself sufficient to clearly separate the right-eye image and the left-eye image (the TFT (Charging) was almost impossible. Accordingly, first, high-speed driving of the TFT is one of the elemental technologies of the present invention.
- TFT charging time TFT address time
- the other is a reduction in the capacitance of the liquid crystal that enables the TFT address time to be shortened.
- the high-speed response of the liquid crystal itself corresponding to the high-speed writing of the TFT is also an indispensable requirement for implementing the present invention. Therefore, in the practice of the present invention, high-speed writing of TFTs and high-speed response of liquid crystals at unprecedented levels are essential requirements.
- the address time of the TFT or the screen rewriting frequency is determined by several parameters.
- SXGA Super Extended Graphic Array: 1280 ⁇ 1024 pixels
- a frame frequency of 60 Hz (the frame frequency here is a frequency defined by a general TFT-LCD) as in a conventional general TFT-LCD, one scanning line
- the cutoff screen rewriting frequency already defined is 100 Hz
- the PSS-LCD has a sufficiently high-speed response for implementing the present invention as the optical response of the liquid crystal.
- the author of the present invention has clarified that it is essential to reduce the capacitance and storage capacitance of the liquid crystal.
- the capacitance of the liquid crystal in FIG. 11, more precisely, the capacitance C of the pixel is as follows as a typical example of a conventional general nematic liquid crystal.
- the pixel capacity calculated here may vary greatly depending on the application, design policy, etc. of TFT-LC.
- the above is a general case where the TFT is amorphous silicon, and is not limited to the value calculated here.
- the electron mobility of the TFT is significantly larger than that of amorphous silicon. Charging may be possible.
- the pixel capacity may be required to be about one digit smaller than the above depending on the pixel structure and application.
- the TFT has a sufficient gate length, TFT writing of 10 microseconds or less per line is possible.
- this high-speed writing is performed with a capacity of about 3 pF per pixel, It is necessary to design the length fairly long.
- the gate length is increased, the light shielding portion in the LCD is increased, resulting in a disadvantage that the aperture ratio is decreased and the luminance is significantly decreased. Therefore, in order to realize a practical high-speed line writing TFT-LCD, the capacitance applied to the TFT needs to be about one third of the conventional, that is, about 0.8 pF to 1.1 pF. There is.
- the present invention for the purpose of the present invention, it has been considered to remove the storage capacitance (Cst) in the PSS-LCD.
- a storage capacitance (Cst) in a normal TFT-LCD is essential in order to keep the potential of each pixel at a certain level or more during each frame writing. Even in the PSS-LCD, the necessity remains unchanged.
- the authors assume that TFT driving is performed without using storage capacitance (Cst).
- the allowable pixel capacity in each pixel of the TFT-LCD which is one important component of the present invention, can be expressed as follows.
- the dielectric constant ⁇ of the liquid crystal of the PSS-LCD is in the range of 4 to 8, and therefore the pixel capacitance of each TFT is 17.708 ab ⁇ 10 ⁇ 18 F to 35.416 ab ⁇ 10 ⁇ 18 F Become.
- One is to arrange a plurality of transistors in one pixel and to drive (charge) the plurality of transistors at high speed so that at least the number of data lines is arranged as many as the number of transistors arranged in one pixel. Necessary. By arranging a plurality of data lines, the substantial TFT charging time can be reduced in inverse proportion to the number of data lines. This method is already disclosed below for an existing liquid crystal TV for two-dimensional images.
- the capacitance as a load connected to the source electrode of the TFT is reduced by further reducing the capacitance of the liquid crystal as much as possible. It is necessary to shorten the charge injection time of the TFT itself.
- the so-called nematic liquid crystal method that has been put on the market is difficult because there is a trade-off between the response time of the liquid crystal and the capacitance of the liquid crystal. That is, in order to shorten the response time, it is necessary to increase the driving torque of the liquid crystal. For this purpose, it is generally necessary to use a liquid crystal material having a large capacitance. However, when a liquid crystal having a large capacitance is used, a load on the charge injection of the TFT becomes large and charging takes time. As a result, high-speed TFT charging required in the present invention becomes impossible.
- the PSS-LCD has an extremely fast response (about 300 microseconds) compared to the conventional nematic liquid crystal TFT-LCD. Since an extremely wide viewing angle is possible and the capacitance is small, the liquid crystal itself has a high response speed while contributing to the high-speed response of the TFT, which is one of the basic factors of the present invention. Can also be met.
- Capacitance measurement method Although there are several possible pixel capacitance measurement methods according to the present invention, the most common measurement method is described below.
- the liquid crystal to be measured using a glass substrate of 50 mm ⁇ 50 mm ⁇ 0.7 mm (thickness) provided with a 20 mm transparent electrode having a guard electrode (the guard electrode is a concentric circle having a diameter 3 mm larger than the diameter 20 mm).
- the guard electrode is a concentric circle having a diameter 3 mm larger than the diameter 20 mm.
- the empty panel is prepared in accordance with the liquid crystal driving mode as in the case of a general liquid crystal panel.
- a TN (twisted nematic) liquid crystal panel will be described as an example.
- Commercially available polyimide for LCD is adjusted to a solid content concentration of 2%, applied by spin coating, dried on a hot plate, and then baked at 200 ° C. for 1 hour.
- the polyimide surface is rubbed in one direction. Note that the rubbing direction of one substrate and the rubbing direction of the other substrate that forms a pair with each other are set to 85 degrees. After rubbing, plastic spacer balls having an average particle diameter of 4.2 microns are sprayed on the substrate by a dry method. The average density is 30 per square millimeter.
- thermosetting epoxy resin is applied around one substrate with a dispenser with an average width of 1 mm, then temporarily cured on a hot plate, bonded, and hot-pressed at a weight of 2 kg per square centimeter. Pressurize under load and heat cure at 140 ° C. for 30 minutes.
- a commercially available nematic mixed liquid crystal composition is injected using a normal atmospheric pressure difference method, and the liquid crystal around the inlet is removed and cleaned to obtain a sample. In this measurement, it is not necessary to seal the liquid crystal crystal injection port.
- the capacity of the sample panel is measured using a CR bridge circuit.
- a CR bridge circuit for example, there is a commercially available precision LCR meter (manufactured by Agilent).
- the capacitance of the sample panel is measured using a probe frequency of 1 kHz and a peak-peak voltage of 1 V. From the measured capacitance value, using the electrode area of the sample panel and the gap (distance between electrodes as a parallel plate capacitor), the formulas ⁇ 1> and ⁇ 2 in the above “Calculation example of the capacitance C of the nematic liquid crystal” >, The capacitance C is calculated.
- the present invention includes, for example, the following aspects as typical aspects.
- the liquid crystal display device is an active matrix type liquid crystal display using a PSS-LCD and light in which components having a function of switching between transmission and non-transmission of light are arranged for the right eye and the left eye.
- the time required for the scanning driver of the liquid crystal panel to scan the entire liquid crystal panel for rewriting the image displayed on the display device at a frequency of about 100 Hz or higher is shorter than the image rewriting cycle, and the optical shutter
- the glasses display the light transmission state and light non-transmission state of the right-eye component and the left-eye component in accordance with the image displayed on the display.
- Switching the control means to synchronize the switching is characterized in that the indicator is controlled so as show only the right eye and the left eye portion of the image group switch for each of the switching frequency.
- the right-eye component and the left-eye component of the optical shutter glasses include a liquid crystal panel and a polarizing plate.
- the liquid crystal panels of the right-eye and left-eye components of the optical shutter glasses are 270 ° twisted nematic liquid crystal.
- the liquid crystal elements of the right-eye and left-eye components of the optical shutter glasses are ⁇ -mode liquid crystals.
- the liquid crystal elements of the right-eye and left-eye components of the optical shutter glasses are ferroelectric liquid crystals.
- the display unit rewrites a display image at a cycle of 10 ms or less (100 Hz or more), and alternately displays a right-eye image and a left-eye image
- the right-eye component of the optical shutter glasses is set in a light-transmitting state, and the left-eye component is not
- the liquid crystal display is displaying a left-eye image
- the left-eye component of the optical shutter glasses is set to a light-transmitting state
- the right-eye component is controlled to a light non-transmitting state. It is a feature.
- the scanning driver included in the liquid crystal panel of the display unit scans the entire liquid crystal panel twice or more in an image rewriting cycle of 10 ms or less (100 Hz or more)
- the right eye component of the optical shutter glasses is light during the period from the end of the first scan of the cycle in which the display unit displays the right eye image to the start of the first scan of displaying the left eye image.
- the transmissive state is set to the non-transmissive state during the period other than the period
- the left-eye component of the optical shutter glasses is the right-eye image from the end of the first scanning of the cycle in which the display displays the left-eye image.
- the period before the first scan for displaying the image is set to the light transmitting state, and the light non-transmitting state is controlled during the period other than the period.
- the scanning driver included in the liquid crystal panel of the display unit scans the entire liquid crystal panel twice or more in an image rewriting cycle of 10 ms or less (100 Hz or more)
- a black image is written on the entire liquid crystal panel
- the right eye component of the optical shutter glasses starts from the time when the first scan of the cycle in which the display unit displays the right eye image starts.
- the period until the scanning of the final black screen is completed is in a light transmissive state, and in a non-light transmissive state other than that period, the left eye component of the optical shutter glasses displays the left eye image.
- the period from the start of the first scan of the cycle to the end of the final black screen scan is controlled to be in a light transmissive state and to be in a light non-transmissive state during other periods. Is shall.
- the scanning driver included in the liquid crystal panel of the display unit scans the entire liquid crystal panel in a time shorter than an image rewriting cycle of 10 ms or less (100 Hz or more), and the light From the time when the scanning driver finishes scanning the entire liquid crystal panel during the period in which the display unit displays the right-eye image to the right-eye component of the shutter glasses, before the scanning driver starts scanning the left-eye image
- the light driver is in a light transmissive state
- the light shutter is in a non-light transmissive state
- the scanning driver uses the liquid crystal in the cycle in which the left eye component of the optical shutter glasses displays the left eye image.
- the period from the end of scanning the entire panel to the period before the scanning driver starts scanning the right-eye image is set to the light transmissive state, and the period other than the period is set to the light non-transmissive state It is characterized in that controlled.
- the display device rewrites a display image at a cycle of 10 ms or less (100 Hz or more), and alternately displays different images A and B, respectively,
- the optical shutter glasses are switched in synchronism with the display and the display is displaying the image A, one of the right-eye components and the left-eye components of the two optical shutter glasses is in a light-transmitting state.
- the liquid crystal display is displaying the image B, the right eye part and the left eye part of the other optical shutter glasses are both controlled to be in a light non-transmissive state, or the control means includes the optical shutter.
- both the right-eye and left-eye components of one optical shutter glasses are not light-transmissive.
- the state, also the liquid crystal display device is characterized in that both control the light transmitting state and the other light shutter glasses right eye components and parts for the left eye when viewing a picture B.
- the scan driver included in the liquid crystal panel of the display device scans the entire liquid crystal panel twice or more in an image rewriting cycle of 10 ms or less (100 Hz or more),
- the right-eye component and left-eye component of the optical shutter glasses from the time when the first scanning of the cycle in which the display unit displays the image A to the time before the first scanning to display the image B starts The period is set to the light transmission state, and the period other than the period is set to the light non-transmission state, or the right eye part and the left eye part of the optical shutter glasses are scanned for the first time in the period in which the display unit displays the image B.
- the period from the end of the period until the start of the first scan for displaying the image A is set to the light transmissive state, and the light non-transmissive state is controlled during the other period. .
- the scanning driver included in the liquid crystal panel of the display unit scans the entire liquid crystal panel twice or more in an image rewriting period of 10 ms or less (100 Hz or more). In at least the last scan of the rewrite cycle, a black image is written on the entire liquid crystal panel, and the right eye component and the left eye component of the optical shutter glasses perform the first scan of the cycle in which the display unit displays the image A.
- the period from the start to the end of the scanning of the final black screen is set to the light transmissive state, and the light non-transmissive state is set to other than the period, or the right eye part and the left eye part of the optical shutter glasses are the display
- the light is transmitted during the period from the start of the first scan of the period in which the imager displays the image B to the end of the scanning of the final black screen, and the light is not transmitted during other periods. It is characterized in that the control on purpose so as.
- the scanning driver included in the liquid crystal panel of the display unit scans the entire liquid crystal panel in a time shorter than an image rewriting period of 10 ms or less (100 Hz or more). From the time when the scanning driver finishes scanning the entire liquid crystal panel during the period in which the display unit displays the image A, the right eye component and the left eye component of one optical shutter glasses of the glasses In the period before the scanning of the image B starts, the light transmission state is set, and the light non-transmission state is set except for the period, Alternatively, from the time when the scanning driver finishes scanning the entire liquid crystal panel during the period in which the display unit displays the image B of the right-eye component and the left-eye component of the optical shutter glasses of one of the two glasses. The period before the scan driver starts scanning the image A is controlled to be in a light transmissive state and is controlled to be in a light non-transmissive state during other periods.
- a liquid crystal display device By configuring the liquid crystal display device as described above, a liquid crystal display having a response speed as fast as several hundreds ⁇ s, a method for displaying an image for left or right eye displayed on the liquid crystal display, an image display and a shutter of the display Depending on the opening and closing timing of the glasses, crosstalk caused by the opposite images entering the left and right eyes can be reduced, and the aperture ratio of the shutter glasses (light utilization efficiency of the image) (opening time ratio) can be increased, which is good quality A 3D image is obtained.
- FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of the present invention, and shows a liquid crystal display device.
- 1a is a backlight
- 1b is a liquid crystal panel
- 1c is a data driver
- 1d is a scan driver
- 1e is an optical shutter glasses control circuit
- 1f is an optical shutter glasses control circuit
- 1g is a synchronization signal between the liquid crystal display and the optical shutter glasses.
- 1h is a shutter glasses control signal.
- the backlight 1a is for irradiating the liquid crystal panel 1b with light, and includes a cold cathode tube, an LED or the like as a light source, an optical sheet such as a diffusion plate or a prism sheet, a power source for the light source, and the like.
- the liquid crystal panel 1b is composed of a glass substrate and a counter electrode substrate on which the same TFT as in the normal active matrix system is formed, and a data driver (LSI) for driving the data electrode and a gate driver (LSI) for driving the scanning electrode are TFTs. It is mounted directly on the substrate or via a film substrate.
- the liquid crystal element is configured as the aforementioned PSS-LCD.
- the data driver 1c and the scan driver 1d are circuits for applying a predetermined voltage to each pixel of the liquid crystal panel 1b according to the image data in order to display an image on the liquid crystal panel 1b.
- the optical shutter glasses 1e transmit and block the image light from the liquid crystal panel 1b and allow only a specific image to be observed by the left eye or the right eye.
- reference numeral 2a in (A) denotes a light incident side polarizing plate
- 2b denotes a liquid crystal cell
- 2c denotes a light emitting side polarizing plate.
- the arrows marked on the incident side polarizing plate 2a and the outgoing side polarizing plate 2c indicate the transmission axes of the polarizing plates, respectively.
- the transmission axis of the incident-side polarizing plate 2a is aligned with the polarization vibration axis direction of the outgoing video light of the liquid crystal panel 1b of FIG.
- (B) is a configuration using two liquid crystal cells, for the purpose of increasing the contrast ratio between light transmission and light shielding by reducing the amount of light leaking at the time of light shielding.
- 2a is an incident side polarizing plate
- 2b and 2d are liquid crystal cells
- 2c is an intermediate polarizing plate
- 2e is an outgoing side polarizing plate.
- the arrows on the incident side polarizing plate 2a, the middle stage polarizing plate 2c, and the output side polarizing plate 2e indicate the transmission axes of the respective polarizing plates.
- the transmission axis of the incident side polarizing plate 2a is aligned with the vibration axis direction of the outgoing polarized light of the liquid crystal panel 1b of FIG.
- FIGS the operation of the optical shutter glasses will be described with reference to FIGS.
- FIG. 3 is a diagram for explaining the operation of FIG. 2A.
- 3a is an AC power source for driving the liquid crystal cell 2b
- 3b 1 represents the vibration axis direction of the polarized light emitted from the liquid crystal panel 1b of FIG. 1
- 3c represents the vibration direction of the polarized light emitted from the liquid crystal cell 2b
- 3d represents the vibration direction of the polarized light emitted from the output side polarizing plate 2c.
- (A) illustrates the light blocking state. First, since the vibration axis direction of the outgoing polarized light of the liquid crystal panel 1b of FIG.
- the polarized light 3c is the same as the oscillation direction of the outgoing polarized light of the incident side polarizing plate 2a (the transmission axis direction of the incident side polarizing plate).
- the transmission optical axis of the output side polarizing plate 2c is set in a direction orthogonal to the oscillation direction 3c of the polarized light emitted from the liquid crystal cell, the polarized light incident on the output side polarizing plate 2c is absorbed and blocked by the output side polarizing plate. Is done.
- (B) explains the light transmission state.
- the process up to the point where the image light passes through the incident side polarizing plate 2a and enters the liquid crystal cell 2b is the same as (A). Since a low voltage is applied to the liquid crystal cell 2b so as to function optically like a ⁇ / 2 wave plate, the polarization direction of polarized light transmitted through the liquid crystal cell is rotated by 90 ° by the liquid crystal cell. Then, the polarization oscillation axis direction 3c is emitted from the liquid crystal cell. Since the transmission axis of the exit side polarizing plate 2c and the direction of the polarization oscillation axis direction 3c of the liquid crystal cell are aligned, the image can be observed with the eyes as the image light 3d.
- FIG. 4 is a diagram for explaining the operation of FIG. 2B.
- the same components as those shown in FIG. 2 are indicated by the same symbols, and 4a and 4b drive the liquid crystal cells 2b and 2d, respectively.
- 4c is the vibration axis direction of the polarized light emitted from the liquid crystal panel 1b of FIG. 1
- 4d and 4e are the vibration directions of the polarized light emitted from the liquid crystal cells 2b and 2d
- 4f is the polarization direction of the polarized light emitted from the output side polarizing plate 2e.
- the direction of vibration is shown.
- (A) illustrates the light blocking state. First, since the vibration axis direction of the outgoing polarized light of the liquid crystal panel 1b of FIG.
- the image light from the liquid crystal panel is transmitted.
- the liquid crystal cell output polarization 4d is the oscillation direction of the output polarization of the incident side polarizing plate 2a. It is not different from (the transmission axis direction of the incident side polarizing plate).
- the transmission optical axis of the middle stage polarizing plate 2c is set in a direction orthogonal to the vibration direction 4d of the polarized light emitted from the liquid crystal cell, the polarized light incident on the middle stage polarizing plate is absorbed and blocked by the middle stage polarizing plate.
- the absorption by the polarizing plate leaks and transmits about several percent instead of 100%.
- the polarized light that has been slightly leaked and transmitted is then output from the liquid crystal cell in the direction of 4e without changing the oscillation direction of the polarized light even if the high voltage is applied to the liquid crystal cell 2d and transmitted through the liquid crystal cell.
- the transmission axis of the exit-side polarizing plate 2e is set in a direction orthogonal to the vibration direction 4e of the output polarization of the liquid crystal cell 2d, the polarized light incident on the exit-side polarizing plate is absorbed by the exit-side polarizing plate. Blocked.
- the polarized light passing through the liquid crystal cell when the low voltage is applied to the liquid crystal cell 2b is rotated by 90 ° by the liquid crystal cell, so that the polarization vibration axis direction 4d is emitted from the liquid crystal cell. Since the transmission axis of the middle stage polarizing plate 2c and the direction of the polarization oscillation axis direction 3c emitted from the liquid crystal cell are aligned, the image light is transmitted. Next, a low voltage is applied to the liquid crystal cell 2d, and the polarized light transmitted through the liquid crystal cell is rotated by 90 ° by the liquid crystal cell as described above, resulting in a polarization vibration axis direction 4e emitted from the liquid crystal cell. Finally, since the direction of the transmission axis of the exit-side polarizing plate 2e and the direction of the liquid crystal cell exit polarization oscillation axis 4e are aligned, the exit can be observed as the image light 4f.
- FIG. 5A and FIG. 5B explain the embodiment [A] which is one embodiment (A).
- symbol 5a in FIG. 5A indicates the scanning direction of image data rewriting of the liquid crystal panel 1b.
- FIG. 5B explains the relationship between the horizontal axis as time and the image written on the liquid crystal panel, the image rewriting scanning time, and the light transmission / cutoff timing of the optical shutter glasses. .
- FIG. 5A shows the relationship between the horizontal axis as time and the image written on the liquid crystal panel, the image rewriting scanning time, and the light transmission / cutoff timing of the optical shutter glasses.
- both the left eye shutter and the right eye shutter are shut off.
- the scanning period for the left-eye image 1 is completed, only the left-eye image is displayed on the liquid crystal panel during the scanning period for the left-eye image 2 (the same image as the left-eye image 1). Yes.
- the liquid crystal does not respond and the optical change is delayed. Therefore, a response waiting time of about 100 ⁇ s to 1 ms is inserted as the response time of the PSS-LCD. (FIG. 5B).
- the display image on the liquid crystal panel is in a mixed state for the right eye and the left eye until the end of the scanning period. As described above, neither the right eye nor the left eye can be observed. Therefore, both the left eye shutter and the right eye shutter are shut off.
- the scanning period of the right-eye image 1 ends only the right-eye image is displayed on the liquid crystal panel during the scanning period of the right-eye image 2 (the same image as the right-eye image 1). Yes.
- the response waiting time is similarly inserted here. If the control is performed as in this switching embodiment, only the right eye image can be observed with the right eye and only the left eye image can be observed with the left eye, and therefore a 3D display can be obtained.
- FIG. 6 illustrates another embodiment (B) and illustrates the mode [9].
- Black image rewriting scanning is performed after the left-eye image and right-eye image rewriting scanning period.
- the black image is written in the previous frame, and therefore the right-eye image is not mixed during the scanning period.
- the left-eye shutter is in a transmissive state and the right-eye shutter is in a blocking state.
- the black image is written in the previous frame, and thus the left-eye image is not mixed during the scanning period. Further, after the right-eye image rewriting scan period, there is a black image rewriting scan, but the left-eye image is not mixed during this period.
- FIG. 7 shows another embodiment (C) and illustrates the mode [10].
- the left-eye image and the right-eye image rewriting scanning period are each once during each image rewriting period, and the rewriting scanning period is set shorter than the rewriting period.
- the display image on the liquid crystal panel is in a mixed state for the right-eye and the left-eye until the end of the scanning period. As you can see, you cannot observe both the right and left eyes. Therefore, both the left eye shutter and the right eye shutter are shut off.
- a response waiting time is inserted (FIG. 7B). If the control is performed as in this switching embodiment, only the right eye image can be observed with the right eye and only the left eye image can be observed with the left eye, and therefore a 3D display can be obtained.
- FIG. 8 shows an embodiment (D) of the embodiment [12].
- the display image on the liquid crystal panel is in a state where the image A and the image B are mixed until the scanning period ends. Neither a viewer wearing image A glasses nor a viewer wearing image B glasses can observe. For this reason, both the image A glasses and the image B glasses are blocked.
- the image A only is displayed on the liquid crystal panel during the scanning period of the image A (2) (the same image as the image A (1)) after the scanning period of the image A (1) is completed, only the glasses for the image A are displayed. It is in a transparent state.
- the display image on the liquid crystal panel is in a state where the image A and the image B are mixed until the scanning period ends. Neither a viewer wearing image A glasses nor a viewer wearing image B glasses can observe. For this reason, both the image A glasses and the image B glasses are blocked.
- FIG. 9 shows another embodiment (E) and illustrates the mode [13].
- the black image rewriting scan is performed after each of the image A and image B rewriting scanning periods.
- the image B is not mixed during the scanning period.
- there is a black image rewriting scanning but the image B is not mixed during this period.
- the image A glasses are in a transmissive state and the image B glasses are in a blocked state.
- the image B glasses are in a transmissive state and the image A glasses are in a blocking state. If control is performed as in this switching embodiment, a viewer wearing image A glasses can observe image A, and a viewer wearing image B glasses can observe image B.
- FIG. 10 shows another embodiment (F) and illustrates the mode [14].
- the image A and image B rewriting scanning periods are each once during each image rewriting period, and the rewriting scanning period is set shorter than the rewriting period.
- the display image on the liquid crystal panel is in a state where the image A and the image B are mixed until the scanning period ends. Neither a viewer wearing glasses nor a viewer wearing image B glasses can observe. For this reason, both the image A glasses and the image B glasses are blocked.
- Comparative Example 1 A simulation was performed on the amorphous silicon TFT line drive when the dormitory size was 300 ⁇ m ⁇ 100 ⁇ m and the pixel capacitance was 8 pF. As a result of simulating the time until the TFT is charged from 0V to 5V, the gate length is 4 ⁇ m. As a result, 99.8% of 5V, that is, the time to charge to 4.99V is 30.8 microseconds. Become.
- Comparative Example 2 Using a commercially available 120-Hz frame frequency drive so-called liquid crystal television, the frame is separated into 60 Hz and 60 Hz, the image for the right eye is formed at the first 60 Hz (16.7 ms), and the image for the left eye at the next 60 Hz (16.7 ms). An image was formed, and the three-dimensional image was confirmed in synchronization with the switching of the liquid crystal shutter glasses according to claim 1 of the present invention. As a result, switching between the left and right images was insufficient, and so-called crosstalk between the left and right images was clearly observed.
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Abstract
本願発明は、液晶表示デバイスを用いて良質な3 次元画像を与えることを目的とする。 本願発明に係る3 次元表示装置は、分極遮蔽型スメクチック液晶表示デバイス(PSS-LCD)を使用したアクティブマトリクス方式のLCD表示器であって、10ms以下の画像書替え周期に対し、線順次駆動により表示画像を更新する際の光学応答待ち時間を100μs~1msとする応答が可能なLCD表示器と、光シャッターメガネとを組み合わせて構成される。
Description
本発明は、数百μsオーダーの高速応答を可能とする液晶表示装置に関する。本発明は、更に、該高速応答速度が表示階調域のどの階調を表示する場合であっても、一定以上速い液晶表示器と光の透過と非透過を切替えられるメガネとその制御装置とを含み、立体画像や複数の異なる画像のうち一つを選択的に見ることができる液晶表示装置にも関する。
近年、特に北米を中心として3D映画が数多く作られ劇場公開されるようになってきた。映画館で3D映像を見せるための仕組みは、投射器にプロジェクターを使用し右目用の画像と左目用の画像を交互に投射し、その投射光を液晶と偏光板を使った部品を透過させ、液晶部品の特性を電気的に切替えてプロジェクターが右目用画像を投射しているときと左目用画像を投射しているときの投射光を異なる偏光状態になるように切替えてスクリーンに投影し、その右目および左目用の投射映像を偏光メガネを介して見ることで実現している。
今後3D映画が更に普及し、これまでの2D映画同様に家庭でも楽しむ需要が発生することがほぼ確実な状況下において、家庭用テレビとしての要件を満たした3D表示装置が要求されている。
上記映画館のようなプロジェクターを使ったシステムは家庭用テレビとしては、特に設置環境的に不向きなため現在の家庭用テレビの主流である液晶表示器で3D表示を実現する必要がある。
また近年家庭用電子ゲーム機が広く普及しているが、そのなかで対戦型ゲームの場合、プレーヤー毎の視点によって見る画面が異なることがリアリティや臨場感を高めるために重要であり、実際にディスプレイの表示エリアを分割して表示させたり、あるいはゲーム場などではディスプレイを複数台使って視点の異なる複数画面の表示を行っているが、前者は各画面の表示サイズが小さくなってしまうことおよび隣の画面が目に入って見づらいことの問題があり、後者は複数のディスプレイを用意しなければならず家庭向きでない問題がある。
そのためには、一つのテレビで画面を小さく分割することなく各自が異なる画像を見ることができる表示装置を実現する必要がある。
従来より、3D表示装置として、CRTディスプレイに右目用の画像と左目用の画像とを交互に切替えて表示し、これに同期して光透過と光非透過を切替えるシャッターメガネを用い、右目用の画像が表示されたときには、右目用のシャッターのみを光透過状態にして右目用の画像を右目のみで観察し、左目用の画像が表示されたときには左目用シャッターのみを光透過状態にして左目用の画像を左目のみ観察することにより、3D映像を実現できる表示装置が知られている(特許文献1、特許文献2参照)。
更に、液晶表示器を使用した従来の3D表示装置として、液晶パネルの前面に液晶パネルを出射した偏光の状態を液晶パネルのライン毎あるいはドット毎に変換する光学素子を配置し、上記光学素子が変換した偏光軸と一致する偏光方向を有する偏光メガネとを備えたものがある。液晶パネルの例えば奇数ラインに右目用の画像を表示し、偶数ラインに左目用の画像を表示し、前記光学素子が液晶パネルの奇数ラインから出射した偏光と偶数ラインから出射した偏光とで偏光の状態を変換し、該光学素子が変換した偏光軸と合う偏光メガネで奇数ラインの右目用画像を右目のみで観察し、偶数ラインの左目用画像を左目のみで観察することにより3D映像を実現する(特許文献3、特許文献4、特許文献5参照)。
しかしながら、前述したCRTディスプレイとシャッターメガネを備える方式では、CRTを使用するため3D映像の臨場感を高めるために必須の大画面化が困難であり、また近年の液晶テレビ普及のトレンドにそぐわない。なお上記参考特許文献1および2には表示器をCRTと限定しておらず液晶表示器でも可能なように記載されているが現在の大型直視型アモルファスシリコン薄膜トランジスタ(TFT)等によるアクティブマトリクス方式LCDでは、線順次で画像を更新するため、右目用、左目用画像を明瞭に分離するための高速な画面切り替えが困難であり、必要な固定した表示画像を得る期間を確保できず、良好な3D映像は得られないという問題がある。
また、前述した液晶ディスプレイのライン毎あるいはドット毎に偏光状態を変換する光学素子と偏光メガネを備える方式では、画像を右目用と左目用にライン毎、あるいは画素毎に分けるため映像の解像度が半分になってしまうという大きな問題がある。
上述のとおり、CRT,あるいはPDP等の発光型で、LCDより一般に高速画像書換えが可能な2次元画像形成装置は、発光型であるが故に、画面から出射される画像は一般に、ランダム偏光、もしくは特定の直線偏光となっていない。従って、発光型として画面輝度は高く保てても、アクティブ光シャッターとして直線偏光をスイッチングする場合には、少なくとも画面から出射された光の半分が、実際の画像用として目に届かず、極めて光利用効率の悪い表示となってしまう。この点、LCDは、一般にその画面からの出射光が直線偏光であるため、直線偏光をスイッチングするアクティブ光シャッターとの総合的光利用効率に優れるという利点を持つ。ただし、従来のLCDは、肝心の画像書換え時間が遅かったため、もっぱら、光効率が悪くとも、発光型のCRT,PDP等が2次元画像形成装置として共用されていた。
本発明の目的は、上記した従来技術の欠点を解消し、現在の家庭用テレビの主流である液晶ディスプレイであって、しかも良質な3D映像を与えることができる液晶ディスプレイを提供することにある。
本発明の更なる目的は、現在の家庭用テレビの主流である液晶ディスプレイを使用して良質な3D映像を与える表示装置を提供することを目的とする。
本発明の更なる目的は、現在の家庭用テレビの主流である液晶ディスプレイを使用して良質な3D映像を与える表示装置を提供することを目的とする。
本発明者は鋭意研究の結果、特定の応答速度のみならず特定の静電容量を与えるLCD表示器が、良質な3D画像の形成を可能とすることを見出した。
本発明のLCD表示器は上記知見に基づくものであり、より詳しくは、分極遮蔽型スメクチック液晶表示デバイス(PSS−LCD)を使用したアクティブマトリクス方式のLCD表示器であって;該表示器が、10ms以下の前記画像書替え周期に対し、線順次駆動により表示画像を更新する際の光学応答待ち時間を100μs~1msとする高速応答が可能で;表示画像の更新が完了した後、固定した(変化しない)画像が表示される期間を0.5ms以上得ることが可能であり;該画像書替えのため前記液晶パネルの走査ドライバが前記液晶パネル全体を走査するために要する時間(Ts)が、前記画像書替え周期(Tc)より短く;且つ、前記表示器を構成する各画素の大きさをaμm×bμmとした場合、各TFT画素の画素静電容量C(F)が、17.708ab×10−19 F ≦ C ≦ 35.416ab×10−18 Fの範囲であることを特徴とするものである。
本発明によれば、更に、アクティブマトリクス方式の液晶表示器と;光の透過と非透過が切替えられる機能を有する部品を右目用と左目用に配置した光シャッターメガネと;前記表示器の画像書替え周期と同期して前記光シャッターメガネの光透過状態/光非透過状態を電気的に切替える制御手段とを有する表示装置であって;前記表示器が、10ms以下の前記画像書替え周期に対し、線順次駆動により表示画像を更新する際の光学応答待ち時間を100μs~1msとする高速応答が可能であって;表示画像の更新が完了した後、固定した(変化しない)画像が表示される期間を0.5ms以上得ることが可能な液晶パネルを含み;且つ、該画像書替えのため前記液晶パネルの走査ドライバが前記液晶パネル全体を走査するために要する時間(Ts)が、前記画像書替え周期(Tc)より短く、前記光シャッターメガネが、前記表示器が表示する画像に合わせて右目用部品および左目用部品の光透過状態/光非透過状態を、前記表示器の前記画像切り替えと同期するよう前記制御手段が切り替えることにより、前記表示器が前記切り替え周波数毎に切替える画像群の一部のみを右目および左目に見せるように制御することを特徴とする表示装置が提供される。
本発明のLCD表示器は上記知見に基づくものであり、より詳しくは、分極遮蔽型スメクチック液晶表示デバイス(PSS−LCD)を使用したアクティブマトリクス方式のLCD表示器であって;該表示器が、10ms以下の前記画像書替え周期に対し、線順次駆動により表示画像を更新する際の光学応答待ち時間を100μs~1msとする高速応答が可能で;表示画像の更新が完了した後、固定した(変化しない)画像が表示される期間を0.5ms以上得ることが可能であり;該画像書替えのため前記液晶パネルの走査ドライバが前記液晶パネル全体を走査するために要する時間(Ts)が、前記画像書替え周期(Tc)より短く;且つ、前記表示器を構成する各画素の大きさをaμm×bμmとした場合、各TFT画素の画素静電容量C(F)が、17.708ab×10−19 F ≦ C ≦ 35.416ab×10−18 Fの範囲であることを特徴とするものである。
本発明によれば、更に、アクティブマトリクス方式の液晶表示器と;光の透過と非透過が切替えられる機能を有する部品を右目用と左目用に配置した光シャッターメガネと;前記表示器の画像書替え周期と同期して前記光シャッターメガネの光透過状態/光非透過状態を電気的に切替える制御手段とを有する表示装置であって;前記表示器が、10ms以下の前記画像書替え周期に対し、線順次駆動により表示画像を更新する際の光学応答待ち時間を100μs~1msとする高速応答が可能であって;表示画像の更新が完了した後、固定した(変化しない)画像が表示される期間を0.5ms以上得ることが可能な液晶パネルを含み;且つ、該画像書替えのため前記液晶パネルの走査ドライバが前記液晶パネル全体を走査するために要する時間(Ts)が、前記画像書替え周期(Tc)より短く、前記光シャッターメガネが、前記表示器が表示する画像に合わせて右目用部品および左目用部品の光透過状態/光非透過状態を、前記表示器の前記画像切り替えと同期するよう前記制御手段が切り替えることにより、前記表示器が前記切り替え周波数毎に切替える画像群の一部のみを右目および左目に見せるように制御することを特徴とする表示装置が提供される。
上記構成を有する本発明によれば、現在の家庭用テレビの主流である液晶ディスプレイでああって、しかも良質な3D映像を与えることができる液晶ディスプレイが提供される。
本発明によれば、更には、現在の家庭用テレビの主流である液晶ディスプレイを使用して良質な3D映像を与える表示装置が提供される。
本発明によれば、更には、現在の家庭用テレビの主流である液晶ディスプレイを使用して良質な3D映像を与える表示装置が提供される。
以下、必要に応じて図面を参照しつつ本発明を更に具体的に説明する。以下の記載において量比を表す「部」および「%」は、特に断らない限り質量基準とする。
(LCDの画面書換え)
本発明の技術内容を述べる前に、まず、本発明で極めて重要な概念である、LCDの画面書換えについて、その定義等を明確にする。
本発明の技術内容を述べる前に、まず、本発明で極めて重要な概念である、LCDの画面書換えについて、その定義等を明確にする。
表示画面の更新周期は、1枚の画像を更新・表示する時間を単位として表現し、これを「画面書替え周期」とする。走査は、画面全体について、線順次に表示データを更新することをいう。例として、画面のライン数が、240ラインであった場合、1ラインから240ラインを走査する時間が「液晶パネル全体を走査する時間」である。
240ラインのデータ更新(走査)の開始から、次の新しい画面を表示する新規の走査が始まる直前までの時間が、「画面書替え周期」の範囲である。画面を更新する「走査」の開始から、次の新規画像を表示する走査を開始するまで、走査の後LCDの電荷保持動作で表示を継続している時間は「画面書替え周期」の範囲である。1周期の「画面書替え周期」の範囲内で、画面全体の走査を1回のみ行うことに限定しない。画像データを変化させずに(同一画像データで)1周期の「画面書替え周期」内に、複数回走査することを含む。1枚の画像の後に均一な固定画面を表示する場合、均一な固定画面を表示している時間も「画面書替え周期」に含む。「均一な固定画面」は、画面全体を同じ値の画像データで構成した画面を指す。例として、全面を「白」、「黒」、「同じレベルのグレイ」等の固定値のデータで塗りつぶした画像を指す。具体的な表示方法として、右目画像を表示した後、全面が「黒」の画面を表示した場合、「右目画像の表示時間+全面黒画像の表示時間」が、前記の「画面書替え周期」である。同じ画像データで2回の全画面スキャンを行い、3回目に黒画像を表示する場合、この3回の画面スキャン時間(次の新規画像の表示走査開始まで)が「画面書替え周期」である。
さらに、1画面を事実上2分割、もしくは3分割以上し、図A、図Bのように同時に2分割、あるいは3分割以上して同時駆動する場合には、駆動ラインの分割の如何にかかわらず、1画面分の表示信号を書込み、かつ1画面の表示を行う時間を、画面書換え時間とする。
(3D画像表示のメカニズム)
本発明は、まず第1に右目用画像、左目用画像を基本となる2次元画像として用意する上で、以下の2つの基本的要因を基として実施される。ひとつは、容量負荷である液晶の画素電極に電荷を供給するTFT自体の高速応答化(TFTを高速にチャージアップし、液晶を駆動するに充分な電位を与える)、他は、液晶自体の高速応答化である。
本発明は、まず第1に右目用画像、左目用画像を基本となる2次元画像として用意する上で、以下の2つの基本的要因を基として実施される。ひとつは、容量負荷である液晶の画素電極に電荷を供給するTFT自体の高速応答化(TFTを高速にチャージアップし、液晶を駆動するに充分な電位を与える)、他は、液晶自体の高速応答化である。
TFT、特に近年急速に「液晶TV」として普及が進んでいるLCD用のTFTはその製造安定性、および製造コストの観点からアモルファスシリコンによるTFTが用いられている。アモルファスシリコンTFTは、大面積ガラス基板への適用の面で、他のTFT技術に対し優位性を持つため、携帯電話用LCD、ノートPC用LCD、デスクトップPC用モニターから、上述の液晶TVに至る極めて広範囲のTFT−LCDに共用されている。本発明の目的のひとつである、3D用ディスプレイ装置においても、既に広く普及が進んだ中型から大型LCDパネルを前提とする合理性から、アモルファスシリコンTFTを用いたLCDの適用が自然に帰結される。一方で、既存のアモルファスシリコンTFTを用いたLCDは、たとえ高画質が求められるTV用途においても、通常の2次元画像を得ることを前提とすると、3D表示に求められる極めて高速に画面書換えをする必然性に乏しく、本発明の前提条件とする10ms以下の時間で1画面を表示し200Hz以上、特に、右目用画像、左目用画像を明確に切り分けるのに必要充分なTFT自体の高速書込み(TFTのチャージング)がほとんど不可能に近い状況であった。従ってまず、TFTの高速駆動が本発明の要素技術の一つとなる。
このためには、二つの要因を解決する必要がある。これら二つの要因は、本発明を実施するための概念として必須のものである。ひとつは、実質的なTFTアドレス時間(TFTのチャージング時間)の短縮、他は、TFTのアドレス時間の短縮を可能とする液晶の静電容量の減少である。一方、TFTの高速書込みに呼応した液晶自体の高速応答化も、本発明を実施するための必須用件である。従って、本発明の実施においては、従来にないレベルでのTFTの高速書込みと液晶の高速応答が必須の要件となる。TFTのアドレス時間、または、画面書換え周波数は、幾つかのパラメタにより決まるが、ここでは例として、SXGA(Super Extended Graphic Array:1280×1024 画素)の場合を例にあげる。
従来の一般的なTFT−LCDのように60Hzのフレーム周波数(ここで言うフレーム周波数は一般的なTFT−LCDで定義される周波数)、線順次で1024本の走査線を走査すると、1走査線あたりの走査時間(TFTのチャージング時間に相当)は、1 s/60/1024=16.3 マイクロ秒となり、従来知られているアモルファスシリコンTFTでのチャージング時間ぎりぎりとなる。もちろん、各TFTにつながる液晶の静電容量の多寡にも拠る。本発明では、既に定義したカットオフ画面書換え周波数が100Hzであるため、上記の画素数、TFT構造の場合の1走査線あたりの走査時間(TFTのチャージング時間に相当)は、1 s/100/1024=9.8 マイクロ秒となる。
一般のアモルファスシリコンTFTおよび従来のネマティック液晶の組み合わせでは、各トランジスタ間の容量および配線抵抗、寄生容量等のばらつき、温度依存性を考慮すると、9.8マイクロ秒でのTFTのチャージングは極めて困難であり、TFT側での改良、または/および液晶の静電容量の低減が不可欠である。ましてや、走査線数が増加、すなわちHD対応等のより高精細画面が求められた場合、TFT側、液晶側両面からの改良が不可欠となる状況である。実際のTFT−LCDにおいては、各TFTに接続した電極部分に静電容量としての液晶、およびTFTのゲートオフ後の電極電位を充分高く保つためのストレージキャパシタンスがある。この状態を、等価回路として示すと図11のようになる。
図11から明らかなとおり、液晶の容量(Clc)、ストレージキャパシタンス(Cst) が大きくなると、TFTへの負荷容量が大きくなり、TFTのチャージング時間が長く必要となることが容易に分かる。従って、本発明を実際に実現、実施するためには、TFTの高速チャージング、これを実現するための高速応答液晶駆動モードの導入、更には、その高速応答液晶駆動モードを用いてTFTを高速チャージングするための、液晶の静電容量低減、およびストレージキャパシタンスの低減が必須となることがわかる。
従来、PSS−LCDはその液晶の光学応答としては、本発明を実施するのに、充分な高速応答であることは知られていたが、TFTを充分高速にチャージングするためには、特別に液晶の静電容量、およびストレージキャパシタンスの低減が必須であることを、本発明の筆者は明らかにした。例えば、図11における液晶の静電容量、より正確には画素における静電容量Cは、従来の一般的なネマティック液晶の典型例としては、以下のとおりとなる。
(ネマティック液晶の静電容量Cの計算例)
液晶の平均の誘電率:ε=15
真空の誘電率:ε0=8.854×10−12 F/m
TV用LCDの一般的電極面積(RGB副画素):
S=300μm×100μm
液晶の平均の誘電率:ε=15
真空の誘電率:ε0=8.854×10−12 F/m
TV用LCDの一般的電極面積(RGB副画素):
S=300μm×100μm
画素間ギャップ(パネルギャップ):d=3.5μm、およびC=εε0 S/dより、C=1.14 pF=(Clc)・・・・<1>
更に、一般的なTFTの設計におけるストレージキャパシタンス(Cst)は、
Cst=1.0Clc to 2.0Clc・・・・<2>
であるため、実際のTFTに対する負荷としての容量は、2.28~3.42 pFとなる。
更に、一般的なTFTの設計におけるストレージキャパシタンス(Cst)は、
Cst=1.0Clc to 2.0Clc・・・・<2>
であるため、実際のTFTに対する負荷としての容量は、2.28~3.42 pFとなる。
もちろん、ここでの計算による画素容量は、TFT−LCの用途、設計方針等により大幅に異なる場合もある。上記は、あくまでTFTがアモルファスシリコンの場合の一般的な場合であり、ここで計算した値に限定するものではない。特に、TFTがアモルファスシリコンではなく低温ポリシリコン、高温ポリシリコンの場合は、TFTの電子の易動度が、アモルファスシリコンの場合より大幅に大きくなるため、上記計算値の数桁大きな値でも、トランジスタのチャージングが可能になる場合もある。逆に、アモルファスシリコンTFTの場合、画素構造や、用途により、画素容量は、上記より1桁程度小さくすることが要求される場合もある。
となる。実際のTFTにおいては、配線間等のいわゆる寄生容量も存在するが、ここでの議論の目的においては、上記の容量、2.28~3.42 pF で充分な議論が可能である。各TFTに負荷として印加される静電容量は、上記の計算のとおり、2.28~3.42 pF 程度であるが、この値に対しては、TFTのゲート長が充分あり、かつトランジスタの電子のモビリティが充分高くないと、上記のような高速で各TFTのチャージング、例えば、1ラインあたり10マイクロ秒以下のTFT書込みが困難となる。
実際には、上記のTFTのゲート長が充分に取れれば、ラインあたり10マイクロ秒以下のTFT書込みは可能であるが、この高速書込みを上記の1画素あたり3pF程度の容量で書き込もうとすると、ゲート長をかなり長く設計する必要がある。ゲート長が長くなると、LCDにおける遮光部が大きくなり、その結果、開口率が低下し、輝度が著しく低下してしまうという欠点がある。従って、実用的な高速ライン書込みTFT−LCDを実現するためには、TFTに印加される静電容量を、従来の三分の一程度、すなわち0.8 pF~1.1 pF 程度にする必要がある。
従来から知られているPSS−LCDでは、典型的には、画素あたりの液晶の静電容量は、Clc=0.53 pF(ε=4, d=2μm) であるため、これと同等のストレージキャパシタンス(Cst)を設けると、各TFTあたりの静電容量は、1.06 pF~1.59 pF となり、いずれの場合も、1 pF を超えてしまい、TFTのチャージングに支障がある。
そこで、本発明においては、特に、本発明の目的のため、PSS−LCDにおいてストレージキャパシタンス(Cst)を除去してしまうことを考え付いた。通常のTFT−LCDにおけるストレージキャパシタンス(Cst)は、各フレーム書込みの間、各画素の電位を一定以上に保つために、必須である。PSS−LCDにおいても、その必要性に変わりはない。しかしながら、筆者らは、本発明の重要な要素の一つである、100Hz以上の高速フレーム書換えに限った駆動に着目した結果、仮に、ストレージキャパシタンス(Cst)を用いないでTFT駆動を行った場合においても、フレーム周波数は本発明で必須とする高速駆動の場合は、画素電位の低下による画素輝度の低下がほとんど無視できることが分かった。従って、高速フレーム書換えが前提となる場合は、PSS−LCD方式において、画素容量を従来のTFT−LCDの2.28~3.42 pFから、Clc=0.53 pFと大幅に低減できることを見出した。
この発明に基づき、アモルファスシリコンTFTを用いれば、本発明が目的とする高速TFT書込み、および100Hz以上の高速画像書換えが可能となる。以上の議論を一般化すると、本発明の一つの重要構成要因であるTFT−LCDの各画素における許容される画素容量は、以下のように表すことができる。
(a) TFT−LCDの各画素面積:縦 aμm, 横 bμm
(b) TFT−LCDのパネルギャップ: 2μm
(c) 真空の誘電率:ε0=8.854×10−12 F/m
(d) PSS液晶の誘電率:ε: 4 ≦ ε ≦ 8
(e) 各TFTの画素容量:C
C=εε0 S/d=4.427 a b ε×10−18 F
(b) TFT−LCDのパネルギャップ: 2μm
(c) 真空の誘電率:ε0=8.854×10−12 F/m
(d) PSS液晶の誘電率:ε: 4 ≦ ε ≦ 8
(e) 各TFTの画素容量:C
C=εε0 S/d=4.427 a b ε×10−18 F
上式において、PSS−LCDの液晶の誘電率ε は、4から8の範囲、従って、各TFTの画素容量は、17.708 ab×10−18 F~35.416 ab×10−18 F となる。一般的な40インチ程度のPSS−LCD画面の場合、画素サイズ:a, b はそれぞれ、300μm×100μm程度であるため、上式から、各TFT画素の画素容量は、C=0.53 pF ~C=1.06 pFとなり、極めて小さな画素容量であることがわかる。
更に、以下は、本発明を実施するための別のアプローチの一例であり、必ずしもこれらの手段に限定するものではない。ひとつは、一画素に複数のトランジスタを配置し、かつこれら複数のトランジスタを高速に駆動(チャージング)するため、少なくともデータラインを一画素に配置されたトランジスタの数と同じ数、配置することが必要となる。データラインを複数配置することにより、実質的なTFTのチャージング時間をデータラインの本数に反比例して短縮することが可能となる。この方式は、既に、既存の2次元画像用の液晶TV用として以下に開示されている。
Novel TFT−LCD Technology for Motion Blur Reduction Using 120Hz Driving with McFi:SID(Society for Information Display) 2007 Digest pp. 1003 ‐ pp. 1006, Paper number: 18.1.
Ultra Definition LCD Using New Driving Scheme and Advanced Super PVA Technology: SID(Society for Information Display) 2008 Digest pp. 196 ‐ pp. 199, Paper number: 16.1.
本発明で必要とするTFTの高速チャージングを実施するためには、更に、液晶の静電容量を可能な限り小さくすることにより、TFTのソース電極につながる負荷としての静電容量を低減し、TFT自体の電荷注入時間を短縮する必要がある。
そのためには、従来上市されている、いわゆるネマティック液晶方式では、液晶の応答時間と液晶の静電容量の間にトレードオフが存在し、困難である。すなわち、応答時間を短縮するためには液晶の駆動トルクを大きくする必要があり、そのためには一般に静電容量の大きな液晶材料を使用しなければならない。ところが静電容量の大きな液晶を用いると、TFTの電荷注入に対する負荷が大きくなり、チャージングに時間がかかり、結果として本発明に求める高速TFTチャージングが不可能となってしまう。TFT自体のチャージング時間を短縮する上で、小さな駆動トルク、従って小さな静電容量でも充分高速に応答する液晶表示方式(液晶駆動モード)の導入が不可欠となる。この要求を実現するひとつの手段が、PSS−LCD方式である(このPSS−LCDの詳細については、例えば、特表2006−515935号公報を参照することができる)。
PSS−LCDは、従来のネマティック液晶方式TFT−LCDに比べ、極めて高速の応答(300マイクロ秒程度)。極めて広い視野角が可能であり、かつ静電容量が小さいため、本発明の基本要因のひとつであるTFTの高速応答化に寄与しつつ、液晶自体の応答が高速であるため、他の基本要因も満たすことができる。
(静電容量の測定方法)
本発明に関わる画素静電容量の測定方法は、幾つか可能であるが、最も一般的な測定方法を以下に記載する。
本発明に関わる画素静電容量の測定方法は、幾つか可能であるが、最も一般的な測定方法を以下に記載する。
ガード電極を有する20mmの透明電極(ガード電極は、この直径20mmより3mm程度大きな同心円状とする)を設けた50mm × 50mm × 0.7mm(厚み))のガラス基板を用い、測定する液晶に準じた厚み(ギャップ)で、空パネルを作成する。
空パネルの作成方法は、一般の液晶パネルと同様、その液晶駆動モードに準拠して準備する。ここでは、一例として、TN(ツイステッドネマティック)液晶パネルを用いて説明する。市販のLCD用ポリイミドを固形分濃度を2%とし、スピンコーティングにより塗布後、ホットプレート上で乾燥した後、200℃、1時間焼成する。室温にした後、ポリイミド表面を一方向にラビングする。なお、一方の基板のラビング方向と、これと対を成す他方の基板のラビング方向は、互いに85度とする。ラビング後、平均粒径4.2ミクロンのプラスチック製スペーサーボールをドライ法で基板上に散布する。散布密度は平均的に、1平方ミリメートルあたり、30個とする。
空パネルの作成方法は、一般の液晶パネルと同様、その液晶駆動モードに準拠して準備する。ここでは、一例として、TN(ツイステッドネマティック)液晶パネルを用いて説明する。市販のLCD用ポリイミドを固形分濃度を2%とし、スピンコーティングにより塗布後、ホットプレート上で乾燥した後、200℃、1時間焼成する。室温にした後、ポリイミド表面を一方向にラビングする。なお、一方の基板のラビング方向と、これと対を成す他方の基板のラビング方向は、互いに85度とする。ラビング後、平均粒径4.2ミクロンのプラスチック製スペーサーボールをドライ法で基板上に散布する。散布密度は平均的に、1平方ミリメートルあたり、30個とする。
スペーサーボールを散布後、2枚のガラスを貼り合わせる。貼り合わせには、一方の基板の周囲にディスペンサで、熱硬化性エポキシ樹脂を、平均幅1mmで塗布した後、ホットプレート上で仮キュアし、貼り合わせ、ホットプレスで1平方センチメートルあたり、2kg重の加重で加圧し、140℃、30分で加熱硬化させる。室温に戻した後、通常の大気圧差方式を用いて市販のネマティック混合液晶組成物を注入し、注入口周辺の液晶を除去清掃してサンプルとする。なお、本測定においては、液晶晶注入口の封止は不要である。
以上のとおり用意した試料パネルを用い、CRブリッジ回路を用いて、試料パネルの容量を測定する。CRブリッジ回路としては、例えば市販のプレシジョンLCRメーター(アジラント社製)がある。試料パネルの測定には、プローブ周駿数1kH、ピーク−ピーク電圧1Vを用い、試料パネルの容量測定を行う。測定した容量値から、試料パネルの電極面積、ギャップ(平行平板コンデンサーとしての電極間距離)を用いて、前記した「ネマティック液晶の静電容量Cの計算例」における式<1>および式<2>に従い、静電容量Cを算出する。
本発明は、例えば、代表的な態様として、以下の態様を含む。
[1] この態様に係る液晶表示装置は、PSS−LCDを用いたアクティブマトリクス方式の液晶表示器と、光の透過と非透過が切替えられる機能を有する部品を右目用と左目用に配置した光シャッターメガネと、前記表示器の画像書替え周期と同期して前記光シャッターメガネの光透過状態、光非透過状態を電気的に切替える制御手段とを有し、前記表示器が、10ms以下の周期で100Hz程度以上の周波数で該表示器が表示する画像を書替えかつ該画像書替えのため前記液晶パネルの走査ドライバが前記液晶パネル全体を走査するために要する時間が前記画像書替え周期より短く、前記光シャッターメガネが、前記表示器が表示する画像に合わせて右目用部品および左目用部品の光透過状態、光非透過状態を前記表示器の前記画像切り替えと同期するよう前記制御手段が切り替え、前記表示器が前記切り替え周波数毎に切替える画像群の一部のみを右目および左目に見せるように制御することを特徴とするものである。
[2] この態様においては、駆動電圧の印可に対して、中間階調を表示するための低いソース電圧間の遷移であっても1ms以下の高速な光学応答特性を有し、誘電率の小さいPSS−LCDを使用したアクティブマトリクス方式液晶表示器であることを特徴とするものである。
[3] [1]記載の表示装置において、前記光シャッターメガネの前記右目用部品および左目用部品を液晶パネルと偏光板を含む構成にしたことを特徴とするものである。
[4] [3]記載の表示装置において、前記光シャッターメガネの前記右目用および左目用部品の液晶パネルが、270°ツイストのネマティック型液晶であることを特徴とするものである。
[5] [3]記載の表示装置において、前記光シャッターメガネの前記右目用および左目用部品の液晶素子が、πモード型液晶であることを特徴とするものである。
[6] [3]記載の表示装置において、前記光シャッターメガネの前記右目用および左目用部品の液晶素子が、強誘電型液晶であることを特徴とするものである。
[7] [1]記載の表示装置において、前記表示器が、10ms以下(100Hz以上)の周期で表示画像を書替え、右目用画像と左目用画像を交互に表示させ、前記制御手段が、前記光シャッターメガネを前記表示器と同期して切替えて前記表示器が右目用画像を表示しているときは前記光シャッターメガネの前記右目用部品を光透過状態にして、前記左目用部品を光非透過状態にし、また前記液晶表示器が左目用画像を表示しているときは前記光シャッターメガネの前記左目用部品を光透過状態にして、前記右目用部品を光非透過状態に制御することを特徴とするものである。
[8] [7]記載の表示装置において、前記表示器の前記液晶パネルが備える走査ドライバが、10ms以下(100Hz以上)の画像書替え周期の中で該液晶パネル全体を2回以上走査し、前記光シャッターメガネの前記右目用部品が、前記表示器が右目用画像を表示する周期の第1番目の走査が終了した時から左目画像を表示する第1番目の走査が始まる前までの期間は光透過状態にして、該期間以外は光非透過状態とし、前記光シャッターメガネの前記左目用部品が、前記表示器が左目用画像を表示する周期の第1番目の走査が終了した時から右目画像を表示する第1番目の走査が始まる前までの期間は光透過状態にして、該期間以外は光非透過状態となるよう制御することを特徴とするものである。
[9] [7]記載の表示装置において、前記表示器の前記液晶パネルが備える走査ドライバが、10ms以下(100Hz以上)の画像書替え周期の中で該液晶パネル全体を2回以上走査し、画像書替え周期の少なくとも最後の走査では該液晶パネル全体に黒画像を書込み、前記光シャッターメガネの前記右目用部品が、前記表示器が右目用画像を表示する周期の第1番目の走査が始まる時から最終の黒画面の走査が終了するまでの期間は光透過状態にして、該期間以外は光非透過状態とし、前記光シャッターメガネの前記左目用部品が、前記表示器が左目用画像を表示する周期の第1番目の走査が始まる時から最終の黒画面の走査が終了するまでの期間は光透過状態にして、該期間以外は光非透過状態となるよう制御することを特徴とするものである。
[10] [7]記載の表示装置において、前記表示器の前記液晶パネルが備える走査ドライバが、10ms以下(100Hz以上)の画像書替え周期よりも短い時間で該液晶パネル全体を走査し、前記光シャッターメガネの前記右目用部品が、前記表示器が右目用画像を表示する周期のなかで前記走査ドライバが前記液晶パネル全体の走査を終えた時から前記走査ドライバが左目画像の走査を始める前までの期間は光透過状態にして、該期間以外は光非透過状態とし、前記光シャッターメガネの前記左目用部品が、前記表示器が左目用画像を表示する周期のなかで前記走査ドライバが前記液晶パネル全体の走査を終えた時から前記走査ドライバが右目画像の走査を始める前までの期間は光透過状態にして、該期間以外は光非透過状態となるよう制御することを特徴とするものである。
[11] [1]記載の表示装置において、前記表示器が、10ms以下(100Hz以上)の周期で表示画像を書替え、それぞれ別の画像Aおよび画像Bを交互に表示させ、前記制御手段が、前記光シャッターメガネを前記表示器と同期して切替えて前記表示器が画像Aを表示しているときは、2個の光シャッターメガネの一方の右目用部品および左目用部品をともに光透過状態にし、また前記液晶表示器が画像Bを表示しているときは、もう一方の光シャッターメガネの右目用部品および左目用部品をともに光非透過状態に制御し、または前記制御手段が、前記光シャッターメガネを前記表示器と同期して切替えて前記表示器が画像Aを表示しているときは、一方の光シャッターメガネの右目用部品および左目用部品をともに光非透過状態にし、また前記液晶表示器が画像Bを表示しているときはもう一方の光シャッターメガネの右目用部品および左目用部品をともに光透過状態に制御することを特徴とするものである。
[12] [11]記載の表示装置において、前記表示器の前記液晶パネルが備える走査ドライバが、10ms以下(100Hz以上)の画像書替え周期の中で該液晶パネル全体を2回以上走査し、前記光シャッターメガネの前記右目用部品および左目用部品が、前記表示器が画像Aを表示する周期の第1番目の走査が終了した時から画像Bを表示する第1番目の走査が始まる前までの期間は光透過状態にして、該期間以外は光非透過状態とし、または前記光シャッターメガネの前記右目用部品および左目用部品が、前記表示器が画像Bを表示する周期の第1番目の走査が終了した時から画像Aを表示する第1番目の走査が始まる前までの期間は光透過状態にして、該期間以外は光非透過状態となるよう制御することを特徴とするものである。
[13] [11]記載の表示装置において、前記表示器の前記液晶パネルが備える走査ドライバが、10ms以下(100Hz以上)の画像書替え周期の中で該液晶パネル全体を2回以上走査し、画像書替え周期の少なくとも最後の走査では該液晶パネル全体に黒画像を書込み、前記光シャッターメガネの前記右目用部品および左目用部品が、前記表示器が画像Aを表示する周期の第1番目の走査が始まる時から最終の黒画面の走査が終了するまでの期間は光透過状態にして、該期間以外は光非透過状態とし、または前記光シャッターメガネの前記右目用部品および左目用部品が、前記表示器が画像Bを表示する周期の第1番目の走査が始まる時から最終の黒画面の走査が終了するまでの期間は光透過状態にして、該期間以外は光非透過状態となるよう制御することを特徴とするものである。
[14] [11]記載の表示装置において、前記表示器の前記液晶パネルが備える走査ドライバが、10ms以下(100Hz以上)の画像書替え周期よりも短い時間で該液晶パネル全体を走査し、2個のメガネの一方の光シャッターメガネの前記右目用部品および左目用部品が、前記表示器が画像Aを表示する周期のなかで前記走査ドライバが前記液晶パネル全体の走査を終えた時から前記走査ドライバが画像Bの走査を始める前までの期間は光透過状態にして、該期間以外は光非透過状態とし、
または2個のメガネの一方の光シャッターメガネの前記右目用部品および左目用部品が、前記表示器が画像Bを表示する周期のなかで前記走査ドライバが前記液晶パネル全体の走査を終えた時から前記走査ドライバが画像Aの走査を始める前までの期間は光透過状態にして、該期間以外は光非透過状態となるよう制御することを特徴とするものである。
または2個のメガネの一方の光シャッターメガネの前記右目用部品および左目用部品が、前記表示器が画像Bを表示する周期のなかで前記走査ドライバが前記液晶パネル全体の走査を終えた時から前記走査ドライバが画像Aの走査を始める前までの期間は光透過状態にして、該期間以外は光非透過状態となるよう制御することを特徴とするものである。
(上記態様の作用)
上記の如く液晶表示装置を構成することにより、応答速度が数百μsと速い液晶表示器と、該液晶表示器に表示する左あるいは右目用画像の表示方法と、該表示器の画像表示とシャッターメガネの開閉タイミングにより、左右の目にそれぞれ反対の映像が入ることで発生するクロストークが少なくでき、またシャッターメガネの開口率(映像の光利用効率)(開口時間比率)が高くでき、良質な3D映像が得られる。
上記の如く液晶表示装置を構成することにより、応答速度が数百μsと速い液晶表示器と、該液晶表示器に表示する左あるいは右目用画像の表示方法と、該表示器の画像表示とシャッターメガネの開閉タイミングにより、左右の目にそれぞれ反対の映像が入ることで発生するクロストークが少なくでき、またシャッターメガネの開口率(映像の光利用効率)(開口時間比率)が高くでき、良質な3D映像が得られる。
以下、実施例により本発明を更に具体的に説明する。
実施例1
図1は本発明の一実施例を示す模式構成図であり、液晶表示装置を示している。図1中、1aはバックライト、1bは液晶パネル、1cはデータドライバ、1dはスキャンドライバ、1eは光シャッターメガネ、1fは光シャッターメガネ制御回路、1gは液晶表示器と光シャッターメガネの同期信号、1hはシャッターメガネ制御信号である。バックライト1aは液晶パネル1bに光を照射するためのものであり、冷陰極管やLEDなどを光源とし拡散板やプリズムシートなどの光学シート、光源用電源などから構成されている。
図1は本発明の一実施例を示す模式構成図であり、液晶表示装置を示している。図1中、1aはバックライト、1bは液晶パネル、1cはデータドライバ、1dはスキャンドライバ、1eは光シャッターメガネ、1fは光シャッターメガネ制御回路、1gは液晶表示器と光シャッターメガネの同期信号、1hはシャッターメガネ制御信号である。バックライト1aは液晶パネル1bに光を照射するためのものであり、冷陰極管やLEDなどを光源とし拡散板やプリズムシートなどの光学シート、光源用電源などから構成されている。
液晶パネル1bは、通常のアクティブマトリクス方式と同じTFTを形成したガラス基板と対向電極基板で構成され、データ電極を駆動するデータドライバ(LSI)、走査電極を駆動するゲートドライバ(LSI)が、TFT基板上に直接またはフィルム基板を介して実装される。液晶素子は、前述のPSS−LCDとして構成する。
データドライバ1cおよびスキャンドライバ1dは液晶パネル1bに画像を表示するために液晶パネル1bの各画素に画像データに従って所定の電圧を印加するための回路である。
光シャッターメガネ1eは液晶パネル1bからの映像光を透過、遮断し特定の画像のみ左目あるいは右目に観察させるためのものである。ここで光シャッターの実施例構成の一例を図2で説明する。図中、(A)の2aは光入射側偏光板、2bは液晶セル、2cは光出射側偏光板である。入射側偏光板2aおよび出射側偏光板2cの上に記された矢印はそれぞれ偏光板の透過軸を示している。入射側偏光板2aの透過軸は図1の液晶パネル1bの出射映像光の偏光振動軸方向に合わせられている。
(B)は液晶セルを2枚使用した構成で、遮断時に漏れる光量を減らして光の透過と遮断のコントラスト比を上げる目的のためのものである。2aは入射側偏光板、2bおよび2dは液晶セル、2cは中段の偏光板、2eは出射側偏光板である。入射側偏光板2a、中段の偏光板2cおよび出射側偏光板2eの上に記された矢印はそれぞれの偏光板の透過軸を示している。入射側偏光板2aの透過軸は図1の液晶パネル1bの出射偏光の振動軸方向に合わせられている。ここで更に光シャッターメガネの動作について図3および図4で説明する。
図3は図2(A)の動作説明であり、図中、図2で示したものと同一のものは同一の記号で示してあり、3aは液晶セル2bを駆動するための交流電源、3bは図1の液晶パネル1bの出射偏光の振動軸方向、3cは液晶セル2bを出射した偏光の振動方向、3dは出射側偏光板2cを出射した偏光の振動方向を示している。図中、(A)は光遮断状態を説明している。まず図1の液晶パネル1bの出射偏光の振動軸方向と入射側偏光板2aの透過軸が合っているため該液晶パネルからの映像光は透過する。次に液晶セル2bにはHigh電圧が印加されて該液晶セル内の液晶分子の配列が光学的にisotropicな状態になるため該液晶セルを透過しても偏光状態は変化せず、液晶セル出射偏光3cは入射側偏光板2aの出射偏光の振動方向(入射側偏光板の透過軸方向)と変わらない。最後に出射側偏光板2cの透過光軸が液晶セル出射偏光の振動方向3cと直交する向きに設定されているため、出射側偏光板2cに入射した偏光は該出射側偏光板で吸収され遮断される。
(B)は光透過状態を説明している。映像光が入射側偏光板2aを透過し液晶セル2bに入射するところまでは(A)と同じである。液晶セル2bにはLow電圧が印加され光学的にλ/2波長板のように機能するよう設定されているため該液晶セルを透過する偏光は該液晶セルによって偏光の振動方向が90°回転され、液晶セル出射偏光振動軸方向3cのようになる。出射側偏光板2cの透過軸と液晶セル出射偏光振動軸方向3cの向きが合っているため映像光3dのとおり出射し目で観察できることになる。
図4は図2(B)の動作説明であり、図中、図2で示したものと同一のものは同一の記号で示してあり、4aおよび4bはそれぞれ液晶セル2bおよび2dを駆動するための交流電源、4cは図1の液晶パネル1bの出射偏光の振動軸方向、4dおよび4eはそれぞれ液晶セル2bおよび2dを出射した偏光の振動方向、4fは出射側偏光板2eを出射した偏光の振動方向を示している。図中、(A)は光遮断状態を説明している。まず図1の液晶パネル1bの出射偏光の振動軸方向と入射側偏光板2aの透過軸が合っているため該液晶パネルからの映像光は透過する。次に液晶セル2bにはHigh電圧が印加されているため上述のとおり該液晶セルを透過しても偏光状態は変化せず、液晶セル出射偏光4dは入射側偏光板2aの出射偏光の振動方向(入射側偏光板の透過軸方向)と変わらない。次に中段偏光板2cの透過光軸が液晶セル出射偏光の振動方向4dと直交する向きに設定されているため、該中段偏光板に入射した偏光は該中段偏光板で吸収され遮断される。ただし偏光板での吸収は100%ではなく概ね数%程度漏れて透過してしまう。わずかに漏れて透過した偏光は次に液晶セル2dにHigh電圧が印加されているため該液晶セルを透過しても偏光の振動方向は変わらず4eの向きで該液晶セルから出射される。ここで最後に出射側偏光板2eの透過軸が液晶セル2d出射偏光の振動方向4eと直交する方向に設定されているため該出射側偏光板に入射した偏光は該出射側偏光板に吸収され遮断される。
図2(B)の構成では、入射偏光の振動軸に直交する透過軸を持った偏光板で吸収する過程を2回行うため偏光板で吸収されず漏れる光量が、図2(A)の構成と比べて二乗分の一に小さくなる。(B)は光透過状態を説明している。映像光が入射側偏光板2aを透過し液晶セル2bに入射するところまでは(A)と同じである。液晶セル2bにはLow電圧が印加され上述のとおり該液晶セルを透過する偏光は該液晶セルによって偏光の振動方向が90°回転され、液晶セル出射偏光振動軸方向4dのようになる。中段偏光板2cの透過軸と液晶セル出射偏光振動軸方向3cの向きが合っているため映像光は透過する。次に液晶セル2dにはLow電圧が印加され上述のとおり該液晶セルを透過する偏光は該液晶セルによって偏光の振動方向が90°回転され、液晶セル出射偏光振動軸方向4eのようになる。最後に出射側偏光板2eの透過軸と液晶セル出射偏光振動軸方向4eの向きが合っているため映像光4fのとおり出射し目で観察できることになる。
(映像書替えと光シャッターメガネの切替えタイミング)
次に液晶パネルの映像書替えと光シャッターメガネの透過、遮断の切替えタイミングについて説明する。図5Aおよび図5Bは、その一実施例(A)である態様[8]を説明するものである。図中、図5A中の記号5aは、液晶パネル1bの画像データ書替えの走査方向を示している。図中、図5Bは横軸を時間として、液晶パネルに書き込まれる画像が何であるか、またその画像書替え走査の時間との関係、光シャッターメガネの光透過および遮断の切替えタイミングを説明している。
ここで、図5B以下では、SXGA(1280×1024 画素)画像を、画面書換え周期8.34msで駆動した場合を説明する。
図5Bでは、画面書換え周期中に、同一の画像データによる2回の走査を行う。
左目用画像1の書替え走査期間では、前のフレームが右目用画像を順次書換えるため、該走査期間が終了するまでは液晶パネルの表示画像が右目用と左目用が混在した状態であり、右目、左目ともに観察することはできない。
この走査期間は、画面の走査時間を常に一定にする駆動方法では、画面書換え周期の1/2の時間であり、4.17msである。
ただし、ここでの説明は一例であり、左目用画像1の走査期間と、右目用画像2の走査期間が同じである必要はない。
次に液晶パネルの映像書替えと光シャッターメガネの透過、遮断の切替えタイミングについて説明する。図5Aおよび図5Bは、その一実施例(A)である態様[8]を説明するものである。図中、図5A中の記号5aは、液晶パネル1bの画像データ書替えの走査方向を示している。図中、図5Bは横軸を時間として、液晶パネルに書き込まれる画像が何であるか、またその画像書替え走査の時間との関係、光シャッターメガネの光透過および遮断の切替えタイミングを説明している。
ここで、図5B以下では、SXGA(1280×1024 画素)画像を、画面書換え周期8.34msで駆動した場合を説明する。
図5Bでは、画面書換え周期中に、同一の画像データによる2回の走査を行う。
左目用画像1の書替え走査期間では、前のフレームが右目用画像を順次書換えるため、該走査期間が終了するまでは液晶パネルの表示画像が右目用と左目用が混在した状態であり、右目、左目ともに観察することはできない。
この走査期間は、画面の走査時間を常に一定にする駆動方法では、画面書換え周期の1/2の時間であり、4.17msである。
ただし、ここでの説明は一例であり、左目用画像1の走査期間と、右目用画像2の走査期間が同じである必要はない。
もし右目用画像と左目用画像が混在した画像を観察してしまうとクロストークとなり3D品位が著しく低下する。そのため左目シャッターおよび右目シャッターとも遮断した状態にしている。左目用画像1の走査期間が終了した後、左目用画像2(左目用画像1と同一画像)の走査期間中は左目用画像のみ液晶パネルに表示しているため、左目シャッターのみ透過状態にしている。しかしながら、電気的に左目用画像データを入力した直後は液晶が応答せず光学的な変化が遅れるため、PSS−LCDの応答時間である100μsから1ms程度の応答待ち時間を挿入する。(図5B)。
右目用画像1の書替え走査期間は、前のフレームが左目用画像を書き込んでいるため、該走査期間が終了するまでは液晶パネルの表示画像が右目用と左目用が混在した状態であるため、上述のとおり、右目、左目ともに観察することはできない。そのため左目シャッターおよび右目シャッターとも遮断した状態にしている。右目用画像1の走査期間が終了した後、右目用画像2(右目用画像1と同一画像)の走査期間中は右目用画像のみ液晶パネルに表示しているため、右目シャッターのみ透過状態にしている。ここも同様に応答待ち時間を挿入する。本切替え実施例のとおり制御すれば右目は右目用画像のみ、左目は左目画像のみ観察することができ、従って3D表示を得ることができる。
図6は別の一実施例(B)であり態様[9]を説明するものである。左目用画像および右目画像書替え走査期間の後にそれぞれ黒画像書替え走査を行っている。左目用画像の書替え走査期間は、前のフレームが黒画像を書き込んでいるため、該走査期間中、右目用画像は混在しない。また左目用画像書替え走査期間終了後、黒画像書替え走査があるがこの期間中も右目用画像は混在しない。そのため該左目用画像書替え走査期間およびその直後の黒画像書替え走査期間中は左目シャッターを透過状態にし、右目シャッターを遮断状態にしている。右目用画像の書替え走査期間は、前のフレームが黒画像を書き込んでいるため、該走査期間中、左目用画像は混在しない。また右目用画像書替え走査期間終了後、黒画像書替え走査があるがこの期間中も左目用画像は混在しない。
そのため該右目用画像書替え走査期間およびその直後の黒画像書替え走査期間中は右目シャッターを透過状態にし、左目シャッターを遮断状態にしている。ここも、黒画像を書き込んだ後の応答待ち時間を挿入する(図6B)。本切替え実施例のとおり制御すれば右目は右目用画像のみ、左目は左目画像のみ観察することができ、従って3D表示を得ることができる。
図7は別の一実施例(C)であり態様[10]を説明するものである。左目用画像および右目画像書替え走査期間はそれぞれの画像書替え周期中にそれぞれ1回であり、その書替え走査期間は書替え周期より短く設定されている。左目用画像の書替え走査期間は、前のフレームが右目用画像を書き込んでいるため、該走査期間が終了するまでは液晶パネルの表示画像が右目用と左目用が混在した状態であるため、上述のとおり右目、左目ともに観察することはできない。そのため左目シャッターおよび右目シャッターとも遮断した状態にしている。
左目用画像の走査期間が終了した後、右目用画像走査期間が始まる前までは左目用画像のみ液晶パネルに表示しているため、左目シャッターのみ透過状態にしている。右目用画像の書替え走査期間は、前のフレームが左目用画像を書き込んでいるため、該走査期間が終了するまでは液晶パネルの表示画像が右目用と左目用が混在した状態であるため、上述のとおり右目、左目ともに観察することはできない。そのため左目シャッターおよび右目シャッターとも遮断した状態にしている。右目用画像の走査期間が終了した後、左目用画像走査期間が始まる前までは右目用画像のみ液晶パネルに表示しているため、右目シャッターのみ透過状態にしている。ここも、左(または右)画像を書き込んだ後、応答待ち時間を挿入する(図7B)。本切替え実施例のとおり制御すれば右目は右目用画像のみ、左目は左目画像のみ観察することができ、従って3D表示を得ることができる。
図8はその一実施例(D)であり態様[12]を説明するものである。画像A(1)の書替え走査期間は、前のフレームが画像Bを書き込んでいるため、該走査期間が終了するまでは液晶パネルの表示画像が画像Aと画像Bが混在した状態であるため、画像A用メガネをかける視聴者、画像B用メガネをかける視聴者ともに観察することはできない。そのため画像A用メガネおよび画像B用メガネとも遮断した状態にしている。
画像A(1)の走査期間が終了した後、画像A(2)(画像A(1)と同一画像)の走査期間中は画像Aのみ液晶パネルに表示しているため、画像A用メガネのみ透過状態にしている。画像B(1)の書替え走査期間は、前のフレームが画像Aを書き込んでいるため、該走査期間が終了するまでは液晶パネルの表示画像が画像Aと画像Bが混在した状態であるため、画像A用メガネをかける視聴者、画像B用メガネをかける視聴者ともに観察することはできない。そのため画像A用メガネおよび画像B用メガネとも遮断した状態にしている。画像B(1)の走査期間が終了した後、画像B(2)(画像B(1)と同一画像)の走査期間中は画像Bのみ液晶パネルに表示しているため、画像B用メガネのみ透過状態にしている。本切替え実施例のとおり制御すれば画像A用メガネをかけた視聴者は画像Aを、画像B用メガネをかけた視聴者は画像Bを観察することができる。
図9は別の一実施例(E)であり態様[13]を説明するものである。画像Aおよび画像B書替え走査期間の後にそれぞれ黒画像書替え走査を行っている。画像Aの書替え走査期間は、前のフレームが黒画像を書き込んでいるため、該走査期間中、画像Bは混在しない。また画像A書替え走査期間終了後、黒画像書替え走査があるがこの期間中も画像Bは混在しない。そのため該画像A書替え走査期間およびその直後の黒画像書替え走査期間中は画像A用メガネを透過状態にし、画像B用メガネを遮断状態にしている。
画像B書替え走査期間は、前のフレームが黒画像を書き込んでいるため、該走査期間中、画像Aは混在しない。また画像B書替え走査期間終了後、黒画像書替え走査があるがこの期間中も画像Aは混在しない。そのため該画像B書替え走査期間およびその直後の黒画像書替え走査期間中は画像B用メガネを透過状態にし、画像A用メガネを遮断状態にしている。本切替え実施例のとおり制御すれば画像A用メガネをかけた視聴者は画像Aを、画像B用メガネをかけた視聴者は画像Bを観察することができる。
図10は別の一実施例(F)であり態様[14]を説明するものである。画像Aおよび画像B書替え走査期間はそれぞれの画像書替え周期中にそれぞれ1回であり、その書替え走査期間は書替え周期より短く設定されている。画像Aの書替え走査期間は、前のフレームが画像Bを書き込んでいるため、該走査期間が終了するまでは液晶パネルの表示画像が画像Aと画像Bが混在した状態であるため、画像A用メガネをかける視聴者、画像B用メガネをかける視聴者ともに観察することはできない。そのため画像A用メガネおよび画像B用メガネとも遮断した状態にしている。
画像Aの走査期間が終了した後、画像B走査期間が始まる前までは画像Aのみ液晶パネルに表示しているため、画像A用メガネのみ透過状態にしている。画像Bの書替え走査期間は、前のフレームが画像Aを書き込んでいるため、該走査期間が終了するまでは液晶パネルの表示画像が画像Aと画像Bが混在した状態であるため、画像A用メガネをかける視聴者、画像B用メガネをかける視聴者ともに観察することはできない。そのため画像A用メガネおよび画像B用メガネとも遮断した状態にしている。画像Bの走査期間が終了した後、画像A走査期間が始まる前までは画像Bのみ液晶パネルに表示しているため、画像B用メガネのみ透過状態にしている。本切替え実施例のとおり制御すれば画像A用メガネをかけた視聴者は画像Aを、画像B用メガネをかけた視聴者は画像Bを観察することができる。
比較例1
画寮サイズを300μm × 100μm、画素静電容量を、8pFとした場合のアモルファスシリコンTFTライン駆動についてシミュレーションを行った。ゲート長は4μmとし、0Vから5VまでTFTがチャージされるまでの時間をシミュレ−トした結果、5Vに対し99.8%、すなわち4.99Vまで充電される時間は、30.8マイクロ秒となる。すなわち、このようなTFTで画素を駆動する場合、本発明が対象とする1,000ライン程度のライン数を100Hz以上のフレーム周波数で駆動するには、1ラインのチャージに与えられる時間は1/1000×1/100=10(マイクロ秒)以下となり、30.8マイクロ秒である所要チャージ時間より短く、充分なチャージが出来ないことが判明した。
画寮サイズを300μm × 100μm、画素静電容量を、8pFとした場合のアモルファスシリコンTFTライン駆動についてシミュレーションを行った。ゲート長は4μmとし、0Vから5VまでTFTがチャージされるまでの時間をシミュレ−トした結果、5Vに対し99.8%、すなわち4.99Vまで充電される時間は、30.8マイクロ秒となる。すなわち、このようなTFTで画素を駆動する場合、本発明が対象とする1,000ライン程度のライン数を100Hz以上のフレーム周波数で駆動するには、1ラインのチャージに与えられる時間は1/1000×1/100=10(マイクロ秒)以下となり、30.8マイクロ秒である所要チャージ時間より短く、充分なチャージが出来ないことが判明した。
比較例2
市販の120Hzフレーム周波数駆動のいわゆる液晶テレビを用い、フレームを60Hz、60Hzに分離し、最初の60Hz(16.7ms)で、右目用画像を形成し、次の60Hz(16.7ms)で左目用画像を形成し、本発明の請求項1に記載の液晶シャッターメガネのスイッチングと同期させて3次元画像を確かめた。その結果、左右両画像の切り替えが不充分で、いわゆる左右画像のクロストークが明白に観測された。
市販の120Hzフレーム周波数駆動のいわゆる液晶テレビを用い、フレームを60Hz、60Hzに分離し、最初の60Hz(16.7ms)で、右目用画像を形成し、次の60Hz(16.7ms)で左目用画像を形成し、本発明の請求項1に記載の液晶シャッターメガネのスイッチングと同期させて3次元画像を確かめた。その結果、左右両画像の切り替えが不充分で、いわゆる左右画像のクロストークが明白に観測された。
Claims (17)
- アクティブマトリクス方式の液晶表示器と;光の透過と非透過が切替えられる機能を有する部品を右目用と左目用に配置した光シャッターメガネと;前記表示器の画像書替え周期と同期して前記光シャッターメガネの光透過状態/光非透過状態を電気的に切替える制御手段とを有する表示装置であって;
前記表示器が、10ms以下の前記画像書替え周期に対し、線順次駆動により表示画像を更新する際の光学応答待ち時間を100μs~1msとする高速応答が可能であって;表示画像の更新が完了した後、固定した(変化しない)画像が表示される期間を0.5ms以上得ることが可能な液晶パネルを含み;且つ、該画像書替えのため前記液晶パネルの走査ドライバが前記液晶パネル全体を走査するために要する時間(Ts)が、前記画像書替え周期(Tc)より短く、
前記光シャッターメガネが、前記表示器が表示する画像に合わせて右目用部品および左目用部品の光透過状態/光非透過状態を、前記表示器の前記画像切り替えと同期するよう前記制御手段が切り替えることにより、前記表示器が前記切り替え周波数毎に切替える画像群の一部のみを右目および左目に見せるように制御することを特徴とする表示装置。 - 前記光学応答待ち時間を100μs~1msである請求項1に記載の表示装置。
- 前記TsとTcとの比(Ts/Tc)が、1以下である請求項1または2に記載の表示装置。
- 分極遮蔽型スメクチック液晶表示デバイス(PSS−LCD)を使用したアクティブマトリクス方式のLCD表示器であって;
該表示器が、10ms以下の画像書替え周期に対し、線順次駆動により表示画像を更新する際の光学応答待ち時間を100μs~1msとする高速応答が可能で;表示画像の更新が完了した後、固定した(変化しない)画像が表示される期間を0.5ms以上得ることが可能であり;該画像書替えのため前記液晶パネルの走査ドライバが前記液晶パネル全体を走査するために要する時間(Ts)が、前記画像書替え周期(Tc)より短く;且つ、
前記表示器を構成する各画素の大きさをaμm×bμmとした場合、各TFT画素の画素静電容量C(F)が、17.708ab×10−18 F ≦C ≦ 35.416ab×10−18 Fの範囲であることを特徴とするLCD表示器。 - 前記画素静電容量C(F)が、17.708ab×10−18 F ≦C ≦ 35.416ab×10−18 Fの範囲である請求項4に記載のLCD表示器。
- 前記光シャッターメガネの前記右目用部品および左目用部品が、液晶パネルと偏光板と少なくとも含む請求項1~3のいずれかに記載の表示装置。
- 前記光シャッターメガネの前記右目用および左目用部品の液晶パネルが、270°ツイストのネマティック型液晶である請求項6記載の表示装置。
- 前記光シャッターメガネの前記右目用および左目用部品の液晶素子が、πモード型液晶である請求項6記載の表示装置。
- 前記光シャッターメガネの前記右目用および左目用部品の液晶素子が、強誘電型液晶である請求項6記載の表示装置。
- 前記表示器が、10ms以下(100Hz程度以上)の周期で表示画像を書替え、右目用画像と左目用画像を交互に表示させ、
前記制御手段が、前記光シャッターメガネを前記表示器と同期して切替えて前記表示器が右目用画像を表示しているときは前記光シャッターメガネの前記右目用部品を光透過状態にして、前記左目用部品を光非透過状態にし、
また前記液晶表示器が左目用画像を表示しているときは前記光シャッターメガネの前記左目用部品を光透過状態にして、前記右目用部品を光非透過状態に制御する請求項1~3のいずれかに記載の表示装置。 - 前記表示器の前記液晶パネルが備える走査ドライバが、10ms以下(100Hz以上)の画像書替え周期の中で該液晶パネル全体を2回以上走査し、前記光シャッターメガネの前記右目用部品が、前記表示器が右目用画像を表示する周期の第一番目の走査が終了した時から左目画像を表示する第一番目の走査が始まる前までの期間は光透過状態にし、該期間以外は光非透過状態とし、
前記光シャッターメガネの前記左目用部品が、前記表示器が左目用画像を表示する周期の第一番目の走査が終了した時から右目画像を表示する第一番目の走査が始まる前までの期間は光透過状態にして、該期間以外は光非透過状態となるよう制御する請求項10記載の表示装置。 - 前記表示器の前記液晶パネルが備える走査ドライバが、10ms以下(100Hz以上)の画像書替え周期の中で該液晶パネル全体を2回以上走査し、画像書替え周期の少なくとも最後の走査では該液晶パネル全体に黒画像を書込み、
前記光シャッターメガネの前記右目用部品が、前記表示器が右目用画像を表示する周期の第一番目の走査が始まる時から最終の黒画面の走査が終了するまでの期間は光透過状態にして、該期間以外は光非透過状態とし、
前記光シャッターメガネの前記左目用部品が、前記表示器が左目用画像を表示する周期の第一番目の走査が始まる時から最終の黒画面の走査が終了するまでの期間は光透過状態にして、該期間以外は光非透過状態となるよう制御する請求項10記載の表示装置。 - 前記表示器の前記液晶パネルが備える走査ドライバが、10ms以下(100Hz以上)の画像書替え周期よりも短い時間で該液晶パネル全体を走査し、
前記光シャッターメガネの前記右目用部品が、前記表示器が右目用画像を表示する周期のなかで前記走査ドライバが前記液晶パネル全体の走査を終えた時から前記走査ドライバが左目画像の走査を始める前までの期間は光透過状態にして、該期間以外は光非透過状態とし、
前記光シャッターメガネの前記左目用部品が、前記表示器が左目用画像を表示する周期のなかで前記走査ドライバが前記液晶パネル全体の走査を終えた時から前記走査ドライバが右目画像の走査を始める前までの期間は光透過状態にして、該期間以外は光非透過状態となるよう制御する請求項10記載の表示装置。 - 前記表示器が、10ms以下(100Hz以上)の周期で表示画像を書替え、それぞれ別の画像Aおよび画像Bを交互に表示させ、
前記制御手段が、前記光シャッターメガネを前記表示器と同期して切替えて前記表示器が画像Aを表示しているときは前記光シャッターメガネの右目用部品および左目用部品をともに光透過状態にし、また前記液晶表示器が画像Bを表示しているときは前記光シャッターメガネの右目用部品および左目用部品をともに光非透過状態に制御し、
または前記制御手段が、前記光シャッターメガネを前記表示器と同期して切替えて前記表示器が画像Aを表示しているときは前記光シャッターメガネの右目用部品および左目用部品をともに光非透過状態にし、また前記液晶表示器が画像Bを表示しているときは前記光シャッターメガネの右目用部品および左目用部品をともに光透過状態に制御する請求項1~3のいずれかに記載の表示装置。 - 前記表示器の前記液晶パネルが備える走査ドライバが、10ms以下100Hz以上の画像書替え周期の中で該液晶パネル全体を2回以上走査し、
前記光シャッターメガネの前記右目用部品および左目用部品が、前記表示器が画像Aを表示する周期の第一番目の走査が終了した時から画像Bを表示する第一番目の走査が始まる前までの期間は光透過状態にして、該期間以外は光非透過状態とし、
または前記光シャッターメガネの前記右目用部品および左目用部品が、前記表示器が画像Bを表示する周期の第一番目の走査が終了した時から画像Aを表示する第一番目の走査が始まる前までの期間は光透過状態にして、該期間以外は光非透過状態となるよう制御する請求項14記載の表示装置。 - 前記表示器の前記液晶パネルが備える走査ドライバが、10ms以下(100Hz以上の画像)書替え周期の中で該液晶パネル全体を2回以上走査し、画像書替え周期の少なくとも最後の走査では該液晶パネル全体に黒画像を書込み、
前記光シャッターメガネの前記右目用部品および左目用部品が、前記表示器が画像Aを表示する周期の第一番目の走査が始まる時から最終の黒画面の走査が終了するまでの期間は光透過状態にして、該期間以外は光非透過状態とし、
または前記光シャッターメガネの前記右目用部品および左目用部品が、前記表示器が画像Bを表示する周期の第一番目の走査が始まる時から最終の黒画面の走査が終了するまでの期間は光透過状態にして、該期間以外は光非透過状態となるよう制御する請求項14記載の表示装置。 - 表示装置において、前記表示器の前記液晶パネルが備える走査ドライバが、10ms以下(100Hz以上)の画像書替え周期よりも短い時間で該液晶パネル全体を走査し、
前記光シャッターメガネの前記右目用部品および左目用部品が、前記表示器が画像Aを表示する周期のなかで前記走査ドライバが前記液晶パネル全体の走査を終えた時から前記走査ドライバが画像Bの走査を始める前までの期間は光透過状態にして、該期間以外は光非透過状態とし、
または前記光シャッターメガネの前記右目用部品および左目用部品が、前記表示器が画像Bを表示する周期のなかで前記走査ドライバが前記液晶パネル全体の走査を終えた時から前記走査ドライバが画像Aの走査を始める前までの期間は光透過状態にして、該期間以外は光非透過状態となるよう制御する請求項14記載の表示装置。
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