説明

表示装置

【課題】より良好な映像が得られる表示装置を提供する。
【解決手段】この表示装置は、複数の表示画素を有する表示部と、これら複数の表示画素の並び方向に対して傾斜した第1の方向にそれぞれ延伸すると共に光を透過および遮断する複数のバリア領域を有する液晶バリア部とを備える。液晶バリア部は、液晶層と、この液晶層を挟む第1および第2の電極層とを有し、第1の電極層は、バリア領域において第1の方向に沿ってスリットが形成された電極パターンを有する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、立体視表示が可能なパララックスバリア方式の表示装置に関する。
【背景技術】
【0002】
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。
【0003】
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、レンチキュラーレンズ方式や、視差バリア(パララックスバリア)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。パララックスバリア方式の表示装置としては、例えば特許文献1に記載されたものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開平3−119889号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、上記のレンチキュラーレンズ方式やパララックスバリア方式の表示装置においては、その構造に起因し、映像にモアレが発生し易い。これまで、モアレの低減を目的とした多くの改良が提案されているが、さらなる画質の向上が求められている。
【0006】
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、より良好な映像が得られる表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本開示の表示装置は、複数の表示画素を有する表示部と、複数の表示画素の並び方向に対して傾斜した第1の方向にそれぞれ延伸すると共に光を透過および遮断する複数のバリア領域を有する液晶バリア部とを備える。液晶バリア部は、液晶層と、この液晶層を挟む第1および第2の電極層とを有し、第1の電極層は、バリア領域において第1の方向に沿ってスリットが形成された電極パターンを有する。
【0008】
本開示の表示装置では、液晶バリア部における第1の電極層に、表示画素の並び方向と異なる第1の方向に延伸したスリットを含む電極パターンが設けられている。このため、表示部と液晶バリア部とを重ね合わせたときに、スリットが表示部の各画素を通過することとなる。バリア領域同士の境界部およびスリットは暗線、すなわち周囲より輝度の低い領域として視認される。この暗線の間隔のばらつきが大きいと表示画面内での見かけの明るさのばらつきも顕著になるが、電極パターンにスリットを設けるようにしたので、暗線の間隔のばらつきが小さくなる。これにより、表示画面内での、見かけの明るさのばらつきが緩和される。
【発明の効果】
【0009】
本開示の表示装置によれば、液晶バリア部における電極パターンに、表示画素の並び方向と異なる第1の方向に延伸したスリットを設けるようにしたので、表示画面内での見かけの明るさのばらつきを緩和することができる。これにより、効果的にモアレの発生を抑制し、良好な映像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本開示の一実施の形態に係る表示装置の一構成例を表すブロック図である。
【図2】図1に示した表示装置の一構成例を表す説明図である。
【図3】図1に示した表示部および表示駆動部の一構成例を表す説明図である。
【図4】図3に示した画素回路の一構成例および画素の断面構成例を表す説明図である。
【図5】図1に示した表示部における画素配列の一構成例を表す平面図である。
【図6】図1に示した液晶バリア部の断面構成例および平面構成例を表す模式図である。
【図7】図1に示した液晶バリア部に係る透明電極の一構成例を表す平面図である。
【図8】図1に示した液晶バリア部のグループ構成例を表す説明図である。
【図9】図1に示した表示部および液晶バリア部の一動作例を表す模式図である。
【図10】図1に示した表示部および液晶バリア部の一動作例を表す他の模式図である。
【図11】比較例としての液晶バリア部における透明電極の一構成例を表す平面図である。
【図12】図1に示した液晶バリア部と表示部とを重ね合わせたときに視認される暗線と画素との位置関係を表す模式図である。
【図13】図11に示した比較例としての液晶バリア部と表示部とを重ね合わせたときに視認される暗線と画素との位置関係を表す模式図である。
【図14】第1の変形例としての液晶バリア部における開閉部の一構成例を表す説明図である。
【図15】第2の変形例としての表示部の画素配列および液晶バリア部における開閉部の一構成例をそれぞれ表す説明図である。
【図16】第3の変形例としての表示装置の一構成例を表す説明図である。
【図17】図16に示した表示装置の一動作例を表す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本開示の一実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【0012】
[全体構成]
図1は、本開示の一実施の形態としての表示装置1の一構成例を表すものである。表示装置1は、立体視表示(3次元表示)および通常表示(2次元表示)の双方を実現可能なものである。表示装置1は、制御部40と、表示駆動部50と、表示部20と、バックライト駆動部29と、バックライト30と、バリア駆動部9と、液晶バリア部10とを備えている。
【0013】
制御部40は、外部より供給される映像信号Vdispに基づいて、表示駆動部50、バックライト駆動部29、およびバリア駆動部9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、表示駆動部50に対して映像信号Vdispに基づく映像信号Sを供給し、バックライト駆動部29に対してバックライト制御信号CBLを供給し、バリア駆動部9に対してバリア制御信号CBRを供給するようになっている。ここで、映像信号Sは、立体表示装置1が立体視表示を行う場合に、後述するように、それぞれが複数(この例では6つ)の視点映像を含む映像信号SA,SBから構成されるものである。
【0014】
表示駆動部50は、制御部40から供給される映像信号Sに基づいて表示部20を駆動するものである。表示部20は、液晶素子を駆動して、バックライト30から射出した光を変調することにより表示を行うものである。
【0015】
バックライト駆動部29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、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。
【0016】
バリア駆動部9は、制御部40から供給されるバリア制御命令に基づいて液晶バリア部10を駆動するものである。液晶バリア部10は、それぞれが光を透過または遮断する複数の開閉部11,12(後述)を有しており、ここでは表示部20から出射された映像光を、所定の方向に向けて分割する機能を有している。
【0017】
図2は、表示装置1の要部の一構成例を表すものであり、(A)は表示装置1の斜視構成を示し、(B)は表示装置1の側面構成を示す。図2に示したように、表示装置1では、バックライト30側、表示部20および液晶バリア部10の順に配置されている。すなわち、バックライト30から射出した光は、表示部20および液晶バリア部10を順に透過したのち観察者に届くようになっている。なお、表示部20と液晶バリア部10とは、接着されていてもよいし、そうでなくともよい。
【0018】
(表示駆動部50および表示部20)
図3は、表示駆動部50および表示部20のブロック図の一例を表すものである。画素Pixは、表示部20において、マトリクス状に配置されている。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Sを映像信号S1としてデータドライバ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、液晶表示デバイス45内の画素Pix(後述)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S1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S1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。
【0019】
表示部20は、例えばガラスなどから構成される2枚の透明基板の間に液晶材料を封入したものである。これらの透明基板の液晶材料に面した部分には、例えばITO(Indium Tin Oxide)などから構成される透明電極が形成され、液晶材料とともに画素Pixを構成している。この表示部20における液晶材料としては、例えばネマチック液晶を用いたVAモード、IPSモードおよびTNモード等の液晶が用いられる。以下、この表示部20(画素Pix)の構成について詳述する。
【0020】
図4(A)は、画素Pixの回路図の一例を表すものである。画素Pix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−FET(Metal Oxide Semiconductor-Field Effect Transistor)によりなり、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。
【0021】
図4(B)は、画素Pixを含む表示部20の断面構成を表すものである。このように表示部20は、断面でみると、駆動基板201と対向基板205との間に、液晶層203を封止したものである。駆動基板201は、上記TFT素子Trを含む画素駆動回路が形成されたものであり、この駆動基板201上には、画素Pix毎に画素電極202が配設されている。対向基板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が各画素Pixに共通の電極として配設されている。表示部20の光入射側(ここでは、バックライト30側)および光射出側(ここでは、液晶バリア部10側)には、偏光板206a,206bが、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。
【0022】
図5は、表示部20の画素配列の一構成例を表す。図5に示したように、画素Pixは、駆動基板201および対向基板205に平行な面内(XY平面内)においてマトリックス状に配列されている。具体的には、表示部20は、カラー表示に必要とされるR(赤色),G(緑色),B(青色)の3色の画素Pix(R,G,Bで表示)が2次元的に複数配列された画素構造を有している。図5に示したように、画面水平方向(X軸方向)の同一列上には各色の画素Pixが周期的に現れ、かつ、画面垂直方向(Y軸方向)の同一列には同一色の画素Pixが並ぶような画素配列とされている。ゲートドライバ52からの複数のゲート線Gは、例えばX軸方向の画素Pixの並びに沿って各々延在しており、データドライバ53からの複数のデータ線Dは、例えばY軸方向の画素Pixの並びに沿って各々延在している。このように、表示部20では、各画素Pixに電圧を供給するための信号線および走査線としてのデータ線Dおよびゲート線Gがそれぞれ複数設けられ、それらデータ線Dおよびゲート線Gに沿ってマトリックス状に画素Pixが配置されている。
【0023】
(バックライト30)
バックライト30は、例えば導光板の側面に例えばLED(Light Emitting Diode)を配設してなるものである。バックライト30は、あるいは、複数本のCCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp)等を配列させたものであってもよい。
【0024】
(液晶バリア部10)
図6(A)は、液晶バリア部10における開閉部のXY平面での配置構成例を表すものである。図6(B)は、液晶バリア部10の断面の概略構成を表す。図6(B)は、図6(A)におけるVI−VI線に沿った矢視方向の断面図である。
【0025】
液晶バリア部10は、いわゆるパララックスバリアであり、図6(A),6(B)に示したように、光を透過または遮断する複数の開閉部11(第2のサブ領域),開閉部12(第1のサブ領域)を有している。これらの開閉部11,12は、表示装置1が通常表示(2次元表示)および立体視表示(3次元表示)のどちらを行うかにより、異なる動作を行う。具体的には、開閉部11は、後述するように、通常表示の際には開放状態(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)となるものである。開閉部12は、後述するように、通常表示の際には開放状態(透過状態)、立体視表示の際には、時分割的に開閉動作を行うものである。これらの開閉部11,12はそれぞれ複数、交互に設けられており、例えば、複数の開閉部11,12のうちの選択的な開閉部からなるグループ毎に駆動し、また、そのようなグループ毎の駆動を時分割的に行うことができるようになっている。
【0026】
これらの開閉部11および開閉部12は、境界部Sを隔てて、XY平面における一方向(ここでは、例えばY軸方向に対して所定の角度θをなす方向)に延在して設けられている。角度θは、例えば18°に設定可能である。開閉部11,12の幅E1,E2は、互いに異なっており、ここではE1>E2(例えばE1≒2×E2)となっている。但し、開閉部11,12の幅の大小関係はこれに限定されず、E1<E2であってもよく、また、E1=E2であってもよい。境界部Sは、例えば、後述の透明電極110,120間の溝(スリット)に対応する部分である。このような開閉部11,12は、液晶層(後述の液晶層19)を含んで構成されており、この液晶層19への駆動電圧によって、開閉が切り替わるようになっている。
【0027】
具体的には、液晶バリア部10は、図6(B)に示したように、例えばガラス等からなる透明基板13と透明基板16との間に液晶層19を備えたものである。透明基板13,16のうち、透明基板13が光入射側、透明基板16が光射出側に配置されるようになっている。透明基板13の液晶層19側の面、および透明基板16の液晶層19側の面には、例えばITOなどからなる透明電極層15,17がそれぞれ形成されている。透明基板13の光入射側および透明基板16の光射出側には、偏光板14,18が貼り合わせられている。液晶層19は、例えばVA(垂直配向)モードの液晶が用いられる。以下、各部の構成について詳述する。
【0028】
透明電極層15は、個々に電圧を供給可能な複数の透明電極110,120に分割されている。一方、透明電極層17は、各透明電極110,120に対して共通に設けられた共通電極として設けられている。この例では、透明電極層17には0Vが印加されている。透明電極層15の透明電極110と、透明電極層17におけるその透明電極110に対応する部分とは、サブ領域としての開閉部11を構成している。同様に、透明電極層15の透明電極120と、透明電極層157におけるその透明電極120に対応する部分とは、サブ領域としての開閉部12を構成している。このような構成により、液晶バリア部10では、透明電極110,120に電圧を選択的に印加し、液晶層19がその電圧に応じた液晶配向になることにより、開閉部11,12毎の開閉動作を行うことができるようになっている。これらの透明電極層15,17の液晶層19側の面には、図示しない配向膜が形成されている。
【0029】
偏光板14,18は、液晶層19への入射光および射出光の各偏光方向を制御するものである。偏光板14の透過軸は例えばX軸方向であり、偏光板18の透過軸はY軸方向である。すなわち、偏光板14,18の各透過軸は、互いに直交するように配置される。
【0030】
図7は、透明電極層15における透明電極110,120の一構成例を表すものである。透明電極110は、スリットS1を挟んで対向配置された一対の電極部分111,112を有する。一対の電極部分111,112は、図示しない接続部によって各々の一部が相互に電気的に接続されており、共通の電位が供給されるようになっている。電極部分111,112は、それぞれ、開閉部11の延伸方向と同じ方向(Y軸方向に対して角度θをなす方向)に延伸する幹部分61を有している。一対の電極部分111,112には、それぞれ、幹部分61により区切られた2つの枝領域81,82が設けられている。
【0031】
枝領域81,82には、それぞれ、幹部分61を基点として互いに平行に延伸する複数の枝部分63が形成されている。枝領域81における枝部分63の延伸方向と、枝領域82における枝部分63の延伸方向とは互いに異なっており、Y軸方向(垂直方向)を対称軸として線対称の関係となっている。すなわち、枝領域81の枝部分63の延伸方向と、枝領域82の枝部分63の延伸方向とは、幹部分61を軸として非線対称の関係となっている。具体的には、枝領域81の枝部分63は、+X方向から反時計回りに所定の角度φだけ回転させた方向に延伸している。一方、枝領域82の枝部分63は、−X方向から時計回りに所定の角度φだけ回転させた方向に延伸している。角度φは、例えば45°に設定される。
【0032】
透明電極120は、電極部分111,112と同様の構造を有している。すなわち、開閉部12の延伸方向に沿って延伸する幹部分61と、その幹部分61により区切られ、かつ所定方向に延伸する複数の枝部分63が各々設けられた2つの枝領域81,82とを有している。
【0033】
ここで、電極部分111および電極部分112は、各々の枝領域81同士もしくは各々の枝領域82同士がスリットS1を挟んで対向するように配置される。スリットS1は、表示部20の表示画面と対応する領域の一端から他端に至るまで、途中で途切れることなく連続して設けられていることが望ましい。また、透明電極120と、電極部分111,112とは、各々の枝領域81同士もしくは各々の枝領域82同士がスリットS2を挟んで対向するように配置される。透明電極110,120の幅は、それぞれ、開閉部11,12の幅E1,E2と対応している。図7では、電極部分111,112および透明電極120が互いにほぼ同等の幅である場合を例示している。すなわち、液晶バリア部10において、スリットS1,S2の相互の間隔はほぼ一定となっている。
【0034】
このような構成により、透明電極層15(透明電極110,120)および透明電極層17に電圧を印加してその電位差が大きくなると、液晶層19における光の透過率が増大し、開閉部11,12は透過状態(開状態)になる。一方、その電位差が小さくなると、液晶層19における光の透過率が減少し、開閉部11,12は遮断状態(閉状態)となる。
【0035】
なお、この例では、液晶バリア部10はノーマリーブラック動作を行うものとしたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えばノーマリーホワイト動作を行うものであってもよい。この場合には、透明電極層15および透明電極層17の間の電位差が大きくなると、開閉部11,12は遮断状態となり、その電位差が小さくなると、開閉部11,12は透過状態となる。なお、ノーマリーブラック動作とノーマリーホワイト動作の選択は、例えば、偏光板と液晶配向により設定することができる。
【0036】
液晶バリア部10では、複数の開閉部12はグループを構成し、同じグループに属する複数の開閉部12は、立体視表示を行う際、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。
【0037】
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2つのグループを構成している。具体的には、1つおきに配置された複数の開閉部12が、グループAおよびグループBをそれぞれ構成している。なお、以下では、グループAに属する開閉部12の総称として開閉部12Aを適宜用い、同様に、グループBに属する開閉部12の総称として開閉部12Bを適宜用いるものとする。
【0038】
バリア駆動部9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9は、後述するように、グループAに属する複数の開閉部12Aと、グループBに属する複数の開閉部12Bとを、時分割的に交互に開閉動作するように駆動する。
【0039】
図9は、立体視表示および通常表示(2次元表示)を行う場合の液晶バリア部10の状態を、断面構造を用いて模式的に表すものである。図9(A)は立体視表示を行う一状態を示し、図9(B)は立体視表示を行う他の状態を示し、図9(C)は通常表示を行う状態を示す。液晶バリア部10においては、開閉部11および開閉部12(開閉部12A,12B)が交互に配置されている。図10では、開閉部12Aが、表示部20の6つの画素Pixに1つの割合で設けられる例を示している。同様に、開閉部12Bは、表示部20の6つの画素Pixに1つの割合で設けられている。
【0040】
立体視表示を行う場合には、表示駆動部50に映像信号SA,SBが交互に供給され、表示部20はそれらに基づいて時分割的に映像表示を行う。そして、液晶バリア部10では、時分割的な映像表示と同期して開閉部12(開閉部12A,12B)が時分割的に開閉動作を行い、開閉部11が閉状態(遮断状態)を維持する。具体的には、映像信号SAが供給された場合には、図9(A)に示したように、開閉部12Aが開状態になるとともに、開閉部12Bが閉状態になる。表示部20では、後述するように、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6つの画素Pixが、映像信号SAに含まれる6つの視点映像に対応する表示を行う。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により、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。同様に、映像信号SBが供給された場合には、図9(B)に示したように、開閉部12Bが開状態になるとともに、開閉部12Aが閉状態になる。表示部20では、後述するように、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6つの画素Pixが、映像信号SBに含まれる6つの視点映像に対応する表示を行う。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により、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。表示装置1では、このように開閉部12Aと開閉部12Bとを交互に開放して映像を表示することにより、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。
【0041】
通常表示(2次元表示)を行う場合には、液晶バリア部10では、図9(C)に示したように、開閉部11および開閉部12(開閉部12A,12B)はともに開状態(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、映像信号Sに基づいて表示部20に表示された通常の2次元映像をそのまま視認することができる。
【0042】
[動作および作用]
続いて、本実施の形態の表示装置1の動作および作用について説明する。
【0043】
(全体動作概要)
まず、図1を参照して、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Vdispに基づいて、表示駆動部50、バックライト駆動部29、およびバリア駆動部9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。バックライト駆動部29は、制御部40から供給されるバックライト制御信号CBL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、面発光した光を表示部20に対して射出する。表示駆動部50は、制御部40から供給される映像信号S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から射出した光を変調することにより表示を行う。バリア駆動部9は、制御部40から供給されるバリア制御信号CBRに基づいて液晶バリア部10を駆動する。液晶バリア部10の開閉部11,12(12A,12B)は、バリア制御信号CBRに基づいて開閉動作を行い、バックライト30から射出し表示部20を透過した光を透過または遮断する。
【0044】
(立体視表示の詳細動作)
次に、いくつかの図を参照して、立体視表示を行う場合の詳細動作を説明する。
【0045】
図10は、表示部20および液晶バリア部10の動作例を表すものである。詳細には、図10(A)は、映像信号SAが供給された場合を示し、図10(B)は映像信号SBが供給された場合を示す。
【0046】
映像信号SAが供給された場合には、図10(A)に示したように、表示部20の画素Pixのそれぞれは、映像信号SAに含まれる6つの視点映像のそれぞれに対応する画素情報P1〜P6を表示する。このとき、画素情報P1〜P6は、開閉部12A付近に配置された画素Pixにそれぞれ表示される。映像信号SAが供給された場合には、液晶バリア部10では、開放部12Aが開状態(透過状態)になるとともに、開放部12Bが閉状態になるように制御される。表示部20の各画素Pixから出た光は、開閉部12Aによりそれぞれ角度が制限されて出力される。観察者は、例えば左眼で画素情報P3を、右眼で画素情報P4をそれぞれ見ることにより、立体的な映像を認識することができる。
【0047】
映像信号SBが供給された場合には、図10(B)に示したように、表示部20の画素Pixのそれぞれは、映像信号SBに含まれる6つの視点映像のそれぞれに対応する画素情報P1〜P6を表示する。このとき、画素情報P1〜P6は、開閉部12B付近に配置された画素Pixにそれぞれ表示される。映像信号SBが供給された場合には、液晶バリア部10では、開放部12Bが開状態(透過状態)になるとともに、開放部12Aが閉状態になるように制御される。表示部20の各画素Pixから出た光は、開閉部12Bによりそれぞれ角度が制限されて出力される。観察者は、例えば左眼で画素情報P3を、右眼で画素情報P4をそれぞれ見ることにより、立体的な映像を認識することができる。
【0048】
このように、観察者は、左眼と右眼とで、画素情報P1〜P6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と開閉部12Bを時分割的に交互に開放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、表示装置1は、開閉部12Aのみをもつ場合に比べ、2倍の解像度を実現することが可能となる。言い換えれば、表示装置1の解像度は、2次元表示の場合に比べ1/3(=1/6×2)で済むこととなる。
【0049】
(視野角特性)
ここで、液晶バリア部10の液晶層19における液晶分子Mの配向について説明する。
【0050】
図7では、電圧印加時の各枝領域81,82における液晶分子Mの配向方向を模式的に表している。なお、ここでは、説明の便宜上、透明電極110(開閉部11)を例に説明するが、透明電極120(開閉部12)についても同様である。
【0051】
透明電極110(透明電極層15)と透明電極層17との間に電圧が印加されていないときには、液晶分子Mは、透明電極層15,17に垂直な方向に配向している。このとき、液晶バリア部10の開閉部11は光を遮断し、閉状態となる。一方、透明電極110(透明電極層15)と透明電極層17との間に電圧が印加されたときには、液晶分子Mは、図7に示したように、各枝領域81,82の枝部分63の延伸方向に沿うように倒れる。具体的には、液晶分子Mは、その液晶分子Mの長軸方向が等電位面に平行になるように配向する。このとき、液晶バリア部10の開閉部11は光を透過し、開状態となる。
【0052】
このように、開状態では、液晶分子Mは、図7に示したように、各枝領域81,82において、X軸方向に対して角度φ(例えば45度)をなす方向に配向する。すなわち、液晶分子Mが配向する方向は、偏光板14の透過軸の方向(この例ではX軸方向)、偏光板18の透過軸の方向(この例ではY軸方向)の中間の方向となる。これにより、表示装置1の視野角特性を左右方向および上下方向に対称にすることができる。
【0053】
(比較例)
次に、比較例との対比により、本実施の形態の表示装置1の作用について説明する。本比較例は、液晶バリア部における透明電極の平面形状が異なることを除き、他は上記実施の形態と同様の構成を有するものである。
【0054】
図11に、比較例としての液晶バリア部100における透明電極210,220の一構成例を表すものである。透明電極210,220は、いずれも、幹部分161と、その幹部分161により区切られた2つの枝領域181,182に設けられた複数の枝部分163とを有している。すなわち、透明電極210は、スリットS1を挟んで対向配置された一対の電極部分を有するものではなく、透明電極220と同様に一の幹部分161と、その両側にそれぞれ延伸する複数の枝部分163とによって構成されている。透明電極210と透明電極220とは、スリットS2によって分離されている。透明電極210,220の幅は、それぞれ開閉部11,12の幅E1,E2と対応している。図11では、E1≒2×E2の場合を例示しており、透明電極210の枝領域181,182における枝部分163は、透明電極220の枝領域181,182における枝部分163の約2倍の長さとなっている。すなわち、液晶バリア部100において、スリットS2の相互間隔は不均一であり、広い部分と狭い部分とが交互に並んだ状態となっている。
【0055】
液晶バリア部10,100を表示部20とそれぞれ重ね合わせると、図12,13に示したように、スリットS2は周囲よりも明度の低い暗線として視認される。図12は、本実施の形態の液晶バリア部10と表示部20とを重ね合わせたときに観察者に視認される暗線DLと画素Pixとの位置関係を模式的に表している。図13は、比較例としての液晶バリア部100と表示部20とを重ね合わせたときに観察者に視認される暗線DLと画素Pixとの位置関係を模式的に表している。図12では、各画素Pixと重なり合う暗線DLの本数Nは、画面全体に亘ってほぼ同数(例えばN=5)である。よって、各画素Pixの見かけの明るさは、画面全体に亘ってほぼ一定となる。これに対し、図13では、各画素Pixと重なり合う暗線DLの本数Nは、一定数ではなく、ばらつきがある(例えばN=3もしくは4)。暗線DLの相互間隔にもばらつきがある。このため、各画素Pixの見かけの明るさは表示画面の面内方向における位置によって異なる。その結果、スリットS2の延伸方向に沿った干渉縞(モアレ)が発生し易く、好ましくない。
【0056】
[効果]
このように、本実施の形態では、液晶バリア部10における透明電極110が、画素Pixの並び方向と異なる所定方向に延伸したスリットS1を挟むように対向配置された一対の電極部分111,112を含むようにした。このため、透明電極110および透明電極120の幅が相互に大きく異なる場合であっても、観察者に視認される各画素Pixと重なり合う暗線DLの数および相互間隔のばらつきが低減される。これにより、各画素Pixの見かけの明るさの変動が抑制され、表示画面内での見かけの明るさのばらつきが緩和される。したがって、2次元表示および3次元表示のいずれにおいても効果的にモアレの発生を抑制し、良好な映像を得ることができる。
【0057】
また、本実施の形態では、液晶バリア部10における開閉部11および開閉部12を、表示部20における画素Pixの並び方向に対して傾斜した方向にそれぞれ延伸するようにした。これにより、立体視表示における、水平方向の解像度と垂直方向の解像度とのバランスを向上させることができる。
【0058】
また、本実施の形態では、左右方向における視野角を対称にすることができる。枝領域81の枝部分63の延伸方向と枝領域82の枝部分63の延伸方向とをY軸方向を軸として対称としたからである。
【0059】
また、本実施の形態では、枝領域81の枝部分63の延伸方向を、水平方向から反時計まわりに45度の方向にするとともに、枝領域82の枝部分63の延伸方向を、水平方向から時計まわりに45度の方向にした。これにより、広い視野角を実現することができる。
【0060】
以上、いくつかの実施の形態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では、液晶バリア部10における開閉部11,12が、水平方向(X軸方向)に対して右上がりの斜め方向に延伸するようにした。しかしながら、本技術では、例えば図14に示した変形例(変形例1)のように、水平方向に対して左上がりの斜め方向に延伸するようにしてもよい。また、上記実施の形態では、角度θを18°としたが、本技術は他の数値も取り得るものである。
【0061】
また、上記実施の形態では、表示部20における画素Pixの並び方向を水平方向および垂直方向とすると共に、液晶バリア部10における開閉部11,12の延伸方向を斜め方向としたが、本技術はこれに限定されるものではない。例えば図15(A),15(B)に示した構成としてもよい。具体的には、画素Pixの並び方向を水平方向および斜め方向とすると共に、液晶バリア部10における開閉部11,12の延伸方向、すなわち、スリットS1,S2(図示せず)の延伸方向を垂直方向(Y軸方向)としてもよい。図15(A)は、変形例(変形例2)としての表示部20Aの画素配列を表し、図15(B)は、変形例2としての液晶バリア部10Aにおける開閉部の配置構成を表している。図15(A)に示したように、本変形例の表示部20Aでは、X軸方向に延在し、かつY軸方向において隣り合う複数の画素Pixの列が形成されている。ここで、例えば画素列L1,L2に注目すると、画素列R1における各画素Pixの中心位置と、画素列R2における各画素Pixの中心位置とを通過する仮想直線L15Aは、垂直方向(Y軸方向)に対して角度θをなしている。このような変形例においても、上記実施の形態と同様の効果が得られる。
【0062】
また、上記実施の形態では、表示装置1において観察者の側から液晶バリア部10、表示部20、バックライト30の順に配置したが、これに限定されるものではない。例えば、図16に示した変形例(変形例3)としての表示装置1Aのように、観察者の側から表示部20、液晶バリア部10、バックライト30の順に配置してもよい。
【0063】
図17は、図16に示した変形例3における表示部20および液晶バリア部10の動作例を表すものである。詳細には、図17(A)は、映像信号SAが供給された場合を示し、図17(B)は映像信号SBが供給された場合を示す。変形例3では、バックライト30から射出した光は、まず液晶バリア部10に入射する。そして、その光のうち、開閉部12A,12Bを透過した光が表示部20において変調されるとともに、6つの視点映像を出力するようになっている。
【0064】
また、上記実施の形態では、開閉部12は2つのグループを構成したが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば3つ以上のグループを構成するようにしてもよい。これにより、表示の分解能をさらに改善することができる。
【0065】
また、上記実施の形態では、表示部20を液晶表示部としたが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えば有機EL(Electro Luminescence)などを用いたEL表示部を用いてもよい。この場合、図1に示したバックライト駆動部29およびバックライト30は不要となる。
【0066】
また、本技術は以下のような構成を取り得るものである。
(1)
複数の表示画素を有する表示部と、
前記複数の表示画素の並び方向に対して傾斜した第1の方向にそれぞれ延伸すると共に光を透過および遮断する複数のバリア領域を有する液晶バリア部と
を備え、
前記液晶バリア部は、
液晶層と、
前記液晶層を挟む第1および第2の電極層とを有し、
前記第1の電極層は、前記バリア領域において前記第1の方向に沿ってスリットが形成された電極パターンを有する
表示装置。
(2)
前記スリットは、前記表示部の表示画面と対応する領域の一端から他端に至るまで連続して設けられている
上記(1)記載の表示装置。
(3)
3次元映像表示モードおよび2次元映像表示モードを含む複数の表示モードを有し、
前記複数のバリア領域は、第1のサブ領域と第2のサブ領域とを有し、
前記3次元映像表示モードでは、前記表示部が複数の異なる視点映像を表示し、前記第1のサブ領域が透過状態となり、かつ前記第2のサブ領域が遮断状態になることにより3次元映像を表示し、
前記2次元映像表示モードでは、前記表示部が1つの視点映像を表示し、前記第1のサブ領域および前記第2のサブ領域が透過状態になることにより、2次元映像を表示する
上記(1)または(2)に記載の表示装置。
(4)
前記第2のサブ領域において、前記第1の電極層が前記電極パターンを有する
上記(3)記載の表示装置。
(5)
前記電極パターンは、前記スリットを挟んで対向配置され、かつ一部が相互に電気的に接続された一対の電極部分を有する
上記(1)から(4)のいずれか1つに記載の表示装置。
(6)
前記一対の電極部分は、
前記第1の方向に延伸する幹部分と、
前記幹部分を基点として前記第1の方向と異なる方向へ延伸する枝部分と
をそれぞれ含む
(5)記載の表示装置。
(7)
前記枝部分は、前記幹部分の両側において、前記幹部分に対して非線対称に複数設けられている
(6)記載の表示装置。
(8)
前記枝部分は、前記幹部分の両側において、前記複数の表示画素の並び方向に対して線対称の方位をなすように設けられている
(6)記載の表示装置。
(9)
前記表示部は、前記表示画素に電圧を供給するための複数の信号線および走査線を有し、
前記表示画素の並び方向は、前記信号線の延在方向および走査線の延在方向に沿った方向である
上記(1)から(8)のいずれか1つに記載の表示装置。
【符号の説明】
【0067】
1,1A…表示装置、9…バリア駆動部、10,10A…液晶バリア部、11,12…開閉部、13,16…透明基板、15,17…透明電極層、19…液晶層、20,20A…表示部、29…バックライト駆動部、30…バックライト、40…制御部、50…表示駆動部、61…幹部分、63…枝部分、110,120…透明電極、111,112…電極部分、Pix…画素、DL…暗線、S1,S2…スリット。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の表示画素を有する表示部と、
前記複数の表示画素の並び方向に対して傾斜した第1の方向にそれぞれ延伸すると共に光を透過および遮断する複数のバリア領域を有する液晶バリア部と
を備え、
前記液晶バリア部は、
液晶層と、
前記液晶層を挟む第1および第2の電極層とを有し、
前記第1の電極層は、前記バリア領域において前記第1の方向に沿ってスリットが形成された電極パターンを有する
表示装置。
【請求項2】
前記スリットは、前記表示部の表示画面と対応する領域の一端から他端に至るまで連続して設けられている
請求項1記載の表示装置。
【請求項3】
3次元映像表示モードおよび2次元映像表示モードを含む複数の表示モードを有し、
前記複数のバリア領域は、第1のサブ領域と第2のサブ領域とを有し、
前記3次元映像表示モードでは、前記表示部が複数の異なる視点映像を表示し、前記第1のサブ領域が透過状態となり、かつ前記第2のサブ領域が遮断状態になることにより3次元映像を表示し、
前記2次元映像表示モードでは、前記表示部が1つの視点映像を表示し、前記第1のサブ領域および前記第2のサブ領域が透過状態になることにより、2次元映像を表示する
請求項1記載の表示装置。
【請求項4】
前記第2のサブ領域において、前記第1の電極層が前記電極パターンを有する
請求項3記載の表示装置。
【請求項5】
前記電極パターンは、前記スリットを挟んで対向配置され、かつ一部が相互に電気的に接続された一対の電極部分を有する
請求項1記載の表示装置。
【請求項6】
前記一対の電極部分は、
前記第1の方向に延伸する幹部分と、
前記幹部分を基点として前記第1の方向と異なる方向へ延伸する枝部分と
をそれぞれ含む
請求項5記載の表示装置。
【請求項7】
前記枝部分は、前記幹部分の両側において、前記幹部分に対して非線対称に複数設けられている
請求項6記載の表示装置。
【請求項8】
前記枝部分は、前記幹部分の両側において、前記複数の表示画素の並び方向に対して線対称の方位をなすように設けられている
請求項6記載の表示装置。
【請求項9】
前記表示部は、前記表示画素に電圧を供給するための複数の信号線および走査線を有し、
前記表示画素の並び方向は、前記信号線の延在方向および走査線の延在方向に沿った方向である
請求項1記載の表示装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【図12】
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【図13】
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【図14】
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【図15】
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【図16】
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【図17】
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【公開番号】特開2012−226104(P2012−226104A)
【公開日】平成24年11月15日(2012.11.15)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−93345(P2011−93345)
【出願日】平成23年4月19日(2011.4.19)
【出願人】(000002185)ソニー株式会社 (34,172)
【Fターム(参考)】