CN102411210A

CN102411210A - 显示设备

Info

Publication number: CN102411210A
Application number: CN2011102764961A
Authority: CN
Inventors: 井上雄一
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2010-09-17
Filing date: 2011-09-13
Publication date: 2012-04-11
Also published as: KR20120030318A; US20120069264A1; TW201224597A; TWI463218B; US8743298B2; JP2012063704A

Abstract

本发明提供了一种显示设备，其包括：光源部分；第一至第三偏振板，该第一至第三偏振板从光源部分侧依次布置；液晶显示部分，该液晶显示部分设置在第一区域和第二区域中的一者中，其中第一区域位于第一偏振板和第二偏振板之间并且第二区域位于第二偏振板和第三偏振板之间；液晶屏障部分，该液晶屏障部分设置在第一区域和第二区域中的另一者中，并且包括使光透射或将光阻挡的多个开关部分。第三偏振板的吸收轴的方向与水平方向一致。

Description

显示设备

技术领域

本发明涉及能够利用视差屏障系统进行立体显示的显示设备。

背景技术

近年来，能够进行立体显示的显示设备(立体显示设备)引起了关注。立体显示表示用于显示其间具有视差(彼此具有不同的视点)的左眼用图像和右眼用图像的技术，并且观看者通过分别用他/她的左眼和右眼观看左眼用图像和右眼用图像，可以将图像识别为具有纵深感的立体图像。此外，还已经开发了能够通过显示其间具有视差的三个或更多个图像来向观看者提供更加自然的立体图像的显示设备。

立体显示设备分为两大类：需要专用眼镜的立体显示设备和不需要专用眼镜的立体显示设备。由于专用眼镜对观看者来说很麻烦，因此期望不需要专用眼镜的立体显示设备。作为不需要专用眼镜的立体显示设备，例如，可以使用利用双凸透镜系统、视差屏障系统等的立体显示设备。

其中，利用视差屏障系统的立体显示设备利用例如，液晶显示(LCD)设备以空间划分的方式显示上述左眼用图像和右眼用图像，并且在其显示表面上设置有预定的屏障。在现有技术中，例如，如在日本未审查专利申请公开No.2008-262165中所公开的，开发了各种类型的液晶显示设备并且近年来，通常使用VA(垂直对齐)模式、IPS(面内开关)模式等。作为屏障，使用以VA模式、IPS模式、TN模式等驱动的液晶屏障。

附带地，上述液晶显示设备通常具有包括液晶层和背光的显示面板，并且液晶显示设备在显示面板中调节来自背光的照明光从而进行图像显示。一对偏振板粘贴到显示面板的光入射侧和光出射侧以控制入射在显示面板上的光的偏振方向以及从显示面板发出的光的偏振方向。

发明内容

如上所述，由于液晶显示设备利用偏振进行图像显示，因此显示面板夹在一对偏振板之间，以控制入射在显示面板上的光的偏振方向以及从显示面板出射的光的偏振方向。在显示面板以例如VA模式或IPS模式驱动的情况下，偏振板的吸收轴的一者的方向与水平方向一致，并且另一者的方向与垂直方向一致。即，从液晶显示设备发出的图像光是取决于布置在显示面板的光出射侧(观看者侧)的偏振板(下文称作面板出射侧的偏振板)的吸收轴的偏振光。

为此，在很多情况下，为了使戴着诸如偏振太阳镜等的偏振眼镜的观看者可视地识别显示图像，液晶显示设备的面板出射侧的偏振板的吸收轴的方向配置成与偏振眼镜的吸收轴的方向相同。吸收轴这样的配置是例如意图切断从水面等反射的光，并且在这种情况下，液晶显示设备的面板出射侧的偏振板的吸收轴的方向还配置成与水平方向一致。

然而，在液晶屏障额外地设置在这样的液晶显示设备的光出射侧以进行立体显示的情况下，出现以下问题。换句话说，同样在液晶屏障中，与上述显示面板类似，一对偏振板(屏障入射侧的偏振板、屏障出射侧的偏振板)以其吸收轴方向相互垂直的方式布置在光入射侧和光出射侧。因此，偏振板布置成使得屏障入射侧的偏振板的吸收轴的方向与水平方向一致，并且屏障出射侧的偏振板的吸收轴的方向与垂直方向一致。结果，布置在最靠近观看者的屏障出射侧的偏振板的吸收轴的方向(垂直方向)没有与偏振眼镜的吸收轴方向(水平方向)一致，并且因此，当通过偏振眼镜观看时，显示图像可被视觉识别为全黑的图像。

期望提供能够在为戴着偏振眼镜的观看者保持良好的可见度的同时进行视差屏障系统的立体显示的显示设备。

根据本发明的实施例的第一显示设备包括：光源部分；第一至第三偏振板，该第一至第三偏振板从光源部分侧依次布置；液晶显示部分，该液晶显示部分设置在第一区域和第二区域中的一者中，第一区域位于第一偏振板和第二偏振板之间，并且第二区域位于第二偏振板和第三偏振板之间；液晶屏障部分，该液晶屏障部分设置在第一区域和第二区域中的另一者中，并且包括使光透射或将光阻挡的多个开关部分。第三偏振板的吸收轴的方向与水平方向一致。

在根据本发明的实施例的第一显示设备中，在从光源部分发出的光依次通过第一至第三偏振板的过程中，液晶显示部分显示预定图像，并且液晶屏障部分的各个开关部分使光透射或将光阻挡以分离图像，从而实现立体显示。在这种情况下，诸如偏振太阳镜等的偏振眼镜的吸收轴配置成沿着水平方向。第三偏振板的吸收轴的方向也与水平方向一致。因此，从第三偏振板发出的图像光可以更容易地通过偏振眼镜视觉地识别。

根据本发明的实施例的第二显示设备包括光源部分；第一至第四偏振板，该第一至第四偏振板从光源部分侧依次布置；液晶显示部分，该液晶显示部分设置在第一偏振板和第二偏振板之间；液晶屏障部分，该液晶屏障部分设置在第三偏振板和第四偏振板之间，并且包括使光透射或将光阻挡的多个开关部分；半波长板，半波长板设置在第二偏振板和第三偏振板之间。第四偏振板的吸收轴的方向与水平方向成45度。

在根据本发明的实施例的第二显示设备中，在从光源部分发出的光依次通过第一至第四偏振板的过程中，液晶显示部分显示预定图像，并且液晶屏障部分的各个开关部分使光透射或将光阻挡以分离图像，从而实现立体显示。在这种情况下，诸如偏振太阳镜等的偏振眼镜的吸收轴配置成沿着水平方向。第四偏振板的吸收轴的方向与水平方向成45度，并且因此从第四偏振板发出的图像光包含在垂直方向上的偏振分量。结果，观看者可以通过偏振眼镜视觉地识别显示图像。

根据本发明的实施例的第一显示设备，在从光源部分发出的光依次通过第一至第三偏振板的过程中，液晶显示部分显示预定图像，并且液晶屏障部分的各个开关部分使光透射或将光阻挡，从而实现立体显示。在这种情况下，由于第三偏振板的吸收轴的方向与水平方向一致，因此显示图像容易地通过诸如偏振太阳镜等的偏振眼镜视觉地识别。结果，可以在为戴着偏振眼镜的观看者保持良好的可见度的同时实现视差屏障系统的立体显示。

根据本发明的实施例的第二显示设备，在从光源部分发出的光依次通过第一至第四偏振板的过程中，液晶显示部分显示预定图像，并且液晶屏障部分的开关部分的各个使光透射或将光阻挡，从而实现立体显示。在这种情况下，由于第四偏振板的吸收轴的方向与水平方向成45度，因此显示图像可以通过诸如偏振太阳镜等的偏振眼镜被视觉地识别。结果，可以在为戴着偏振眼镜的观看者保持良好的可见度的同时实现视差屏障系统的立体显示。

应该理解，前文的概述和后文的详细描述都是示例性的，并且不意图提供所要求权利的技术的进一步解释。

附图说明

包含附图以提供对本发明的进一步理解，并且附图结合在本说明书中并且作为本说明书的一部分。附图图示了实施例，并且与说明书一起用来解释本技术的原理。

图1是图示了根据本发明的实施例的立体显示设备的示例性配置的框图。

图2A和2B是分别图示了图1所示的立体显示设备的示例性配置的说明图。

图3是图示了图1所示的显示部分的示例性配置的说明图。

图4A是图示了图3所示的像素电路配置的示例图，并且图4B是图示了图3所示的像素的截面配置的示例图。

图5是图示了图1所示的背光的示例性配置的说明图。

图6A是图示了图1所示的液晶显示屏障的平面配置的说明图，并且图6B是图示了图1所示的液晶显示屏障的截面配置的说明图。

图7是图示了图1所示的液晶显示屏障的截面配置的详细示例性配置的说明图。

图8是图示了各个偏振板的偏振轴方向的说明图。

图9是图示了根据实施例的液晶屏障的示例性立体显示操作的示意图。

图10A至10C是图示了根据实施例的显示部分和液晶屏障的示例性操作的示意图。

图11A和11B是图示了根据实施例的显示部分和液晶屏障的示例性操作的其他示意图。

图12是图示了在根据比较示例1的液晶显示设备中的偏振轴方向的说明图。

图13是图示了在根据比较示例2的立体显示设备中的偏振轴方向的说明图。

图14是图示了在根据修改例1的立体显示设备中的偏振轴方向的说明图。

图15是图示了在根据修改例2的立体显示设备中的偏振轴方向的说明图。

图16是图示了在根据修改例3的立体显示设备中的偏振轴方向的说明图。

图17是图示了在根据修改例4的立体显示设备中的偏振轴方向的说明图。

具体实施方式

下面，将参考附图具体地描述本发明的实施例。将以如下顺序进行描述。

1.实施例(液晶显示屏障(VA，IPS)布置在显示部分的光出射侧的立体显示设备的示例)

2.修改例1(一个偏振板布置在液晶屏障与显示部分之间的示例性情况)

3.修改例2(液晶屏障(VA，IPS)布置在背光与显示部分之间的示例性情况)

4.修改例3(采用其取向被控制在水平方向和垂直方向上的液晶屏障(TN)的示例性情况)

5.修改例4(采用其取向被控制在45度方向和135度方向上的液晶屏障(TN)的示例性情况)

[总体配置]

图1是图示了根据本发明的实施例的立体显示设备(立体显示设备1)的总体配置的框图。在这种情况下，立体显示设备1是能够实现立体显示和普通显示(二维显示)两者的显示设备。立体显示设备1包括控制部分40、显示驱动部分50、显示部分20(液晶显示部分)、背光驱动部分29、背光30、屏障驱动部分9以及液晶屏障10(液晶屏障部分)。应该注意，将假设X方向是水平方向(横向)并且Y方向是垂直方向(竖直方向)来进行描述。

控制部分40是这样的电路，其基于外部提供的图像信号Vdisp向显示驱动部分50、背光驱动部分29以及屏障驱动部分9的各个提供控制信号，并且控制这些部分相互之间同步操作。具体而言，控制部分40基于图像信号Vdisp向显示驱动部分50提供图像信号S，向背光驱动部分29提供背光控制命令，并且向屏障驱动部分9提供屏障控制命令。在这种情况下，如后面将描述的，图像信号S由图像信号SA和SB组成，其中在立体显示设备1进行立体显示的情况下图像信号SA和SB每个均包括多个(在该情况下是六个)视点图像。

显示驱动部分50基于从控制部分40提供的图像信号S驱动显示部分20。显示部分20驱动液晶元件以调节从背光30发出的光，从而进行显示。

背光驱动部分29基于从控制部分40提供的背光控制信号驱动背光30。背光30具有向显示部分20发射平面出射光的功能。

屏障驱动部分9基于从控制部分40提供的屏障控制命令来驱动液晶屏障10。液晶屏障10包括由液晶构成的多个开关部分11和12(稍后描述)，并且具有使从背光30发出并且透过显示部分20的光透射或阻挡的功能。

图2A和2B图示了1的重要部分的示例性配置。图2A图示了立体显示设备1的立体图并且图2B图示了1的侧视图。参考图2A和图2B，在立体显示设备1中，从背光30侧起，依次布置了显示部分20和液晶屏障10。即，从背光30发出的光通过显示部分20和液晶屏障10到达观看者。为了减小光损耗，期望以彼此粘合的状态布置显示部分20和液晶屏障10。

(显示驱动部分50和显示部分20)

图3图示了显示驱动部分50和显示部分20的框图的示例。像素Pix以矩阵形式布置在显示部分20中。显示驱动部分50包括定时控制部分51、栅极驱动器52和数据驱动器53。定时控制部分51控制栅极驱动器52和数据驱动器53的驱动定时，并且将从控制部分40提供的图像信号S作为图像信号S1提供给数据驱动器53。根据通过定时控制部分51的定时控制，栅极驱动器52基于逐行的基础选择显示部分20中的一行上的像素Pix(稍后描述)，并且进行线顺序扫描。数据驱动器53向显示部分20中的每个像素Pix提供基于图像信号S1的像素信号。具体而言，数据驱动器53基于图像信号S1将信号从数字信号转换到模拟信号(D/A)，以产生用作模拟信号的像素信号，并且将所产生的像素信号提供给每个像素Pix。

显示部分20是例如其中液晶材料被密封在由玻璃等形成的两个透明基板之间的部分。由ITO(铟锡氧化物)等形成的透明电极在面向液晶材料的一侧形成在透明基板上，并且透明电极和液晶材料构成像素Pix。在显示部分20中使用的液晶材料是，例如，以VA模式、IPS模式等驱动的向列液晶。下面详细描述显示单元20(像素Pix)的配置。

图4A是像素Pix的示例性电路图。像素Pix包括TFT(薄膜晶体管)元件Tr、液晶元件LC和保持电容元件C。TFT元件Tr由例如MOS-FET(金属氧化物半导体场效应晶体管)构成，并且TFT元件Tr的栅极连接至栅极线G，其源极连接至数据线D，并且其漏极连接至液晶元件LC的一端和保持电容元件C的一端。液晶元件LC的一端连接至TFT元件Tr的漏极并且另一端接地。保持电容元件C的一端连接至TFT元件Tr的漏极并且另一端连接至保持电容线Cs。栅极线G连接至栅极驱动器52，并且数据线D连接至数据驱动器53。

图4B图示了包括像素Pix的显示部分20的截面图。如图4B所示，显示部分20是其中液晶层203密封在驱动基板201与对向基板205之间的部分。驱动基板201具有包括形成在其中的上述TFT元件Tr的像素驱动电路，并且在驱动基板201上对于每个像素Pix布置了像素电极202。对向基板205具有形成在其中的彩色滤光片或黑色矩阵(图中未示出)。此外，对向基板205在其液晶层203侧上设置有用作像素Pix所共用的共同电极的对向电极204。

偏振板206a粘贴在显示部分20的光入射侧(背光30侧)上，从而控制入射在液晶层203上的光的偏振方向。另一方面，偏振板206b粘贴在显示部分20的光出射侧上。偏振板206a和偏振板206b以交叉尼科尔状态(crossed Nicol state)粘合。

(背光30)

图5图示了背光30的示例性配置。背光30从光源部分31侧起依次包括例如扩散板32、扩散片33和透镜片34。光源部分31是例如其中在基板(或反射板)上布置了多个CCFL(冷阴极荧光灯)的部分。或者，光源部分31可以是例如其中在光导板的侧面上布置了LED(发光二极管)的部分。扩散板32和扩散片33意图使在从光源部分31发出的光平面中的不均匀亮度(由CCFL的布置导致的亮度不均)变得均衡。

透镜片34是亮度增强膜，其中通过亮度增强膜沿着预定方向收集入射光以增强在正面方向上的亮度。透镜片34布置成使得其光收集功能在垂直方向(Y方向)上比在水平方向(X方向)上更有效地进行。具体而言，透镜片34具有沿着一个方向延伸的多个三棱柱，并且透镜片34布置成使得三棱柱水平地延伸。结果，入射在透镜片34上的光根据三角截面形状在垂直方向上基本朝向正面方向折射。结果，可以在不缩小在水平方向的视角的情况下，实现较高的正面亮度。

应该注意，透镜片34的每个棱柱的截面形状不限于上述三角形。或者，透镜片34的每个棱柱的截面形状可以是半圆形、其他多边形或倒圆的多边形。例如，可以采用由住友3M有限公司制造的BEF作为透镜片34。

(液晶显示屏障10)

图6A和6B图示了液晶屏障10的示例性配置。图6A是液晶屏障10的平面图并且图6B是沿图6A的I-I线所取的截面图。在该示例中，将假设液晶屏障10以VA模式、IPS模式等驱动并且假设液晶屏障10以常黑模式工作，来进行描述。具体而言，在没有施加驱动电压的状态下，将光阻挡(建立黑色显示)，而在施加了驱动电压的状态下，使光透射(建立白色显示)。然而，工作模式不限于常黑模式。或者，例如可以采用常白模式作为工作模式。例如，根据偏振板和液晶取向进行在常黑模式和常白模式之间的选取。

液晶屏障10具有用于透射或阻挡光的多个开关部分11和12。开关部分11和12根据立体显示设备1进行普通显示(二维显示)还是立体显示而改变其工作模式。具体而言，如稍后所述，开关部分11在普通显示模式中呈现打开状态(透射状态或白色显示)并且在立体显示模式中呈现关闭状态(阻挡状态或黑色显示)。如稍后所述，开关部分12在普通显示中呈现打开状态(透射状态)并且在立体显示中以时分模式进行打开和关闭操作。多个开关部分11和12交替地放置，并且例如可以以各个由从多个开关部分11和12中选取的开关部分构成的组的形式操作开关部分11和12，并且此外，可以以时分模式以组为基础执行对组进行这样的操作。

如截面图所示，液晶屏障10具有液晶层14，液晶层14设置在例如由玻璃等形成的透明基板13A和透明基板13B之间。透明基板13A和13B当中，透明基板13A布置在光入射侧并且透明基板13B布置在光出射侧。各个由ITO等构成的透明电极15a和15b分别形成在透明基板13A的液晶层14侧和透明基板13B的液晶层14侧。偏振板18a和18b分别粘贴到透明基板13A的光入射侧和透明基板13B的光出射侧。下面，将详细描述各个部分。

图7图示了沿图6A的II-II线所取的液晶屏障10的截面图。透明电极15a和15b中的至少一者被分为多个子电极，其中电压能够单独地施加到各子电极。例如，透明电极15a被分为多个子电极15a1和15a2，并且透明电极15b布置成对各个子电极15a1和15a2所共用的共同电极。与子电极15a1和15a2对应的区域分别是开关部分11和12。利用这样的配置，电压仅能施加到液晶层14的选择区域，并且开关部分11和12各自在透射状态(白色显示)和阻挡状态(黑色显示)之间切换。此外，在透明电极15a和15b上形成定向膜16a和16b，其中通过定向膜16a和16b来控制液晶层14的取向。

在定向膜16a和16b处的取向控制通过例如摩擦处理(rubbingtreatment)来建立，并且根据用于液晶层14的液晶的模式以及后述的偏振板的偏振轴来配置。具体而言，进行摩擦处理以使得定向膜16a和16b的取向控制方向相互成直角，并且使得在定向膜16a和16b的表面附近的液晶分子分别取向为沿着与偏振板18a和偏振板18b的吸收轴方向对应的方向。

偏振板18a和偏振板18b控制入射在液晶层14上的光的偏振方向和从液晶层14出射的光的偏振方向。偏振板18a和偏振板18b以它们的吸收轴彼此之间成直角(处于交叉尼科尔状态)的方式放置。应该注意，可以在偏振板18a与透明基板13A之间以及偏振板18b与透明基板13B之间插入WV(广视角)膜等作为用于扩大视角的膜。

(各个偏振板的吸收轴方向)

图8是用于描述各个偏振板的偏振轴方向的示意图。如上所述，在本实施例中，从背光30侧依次布置显示部分20和液晶屏障10。偏振板206a和206b分别粘贴在显示部分20的光入射侧和光出射侧上，而偏振板18a和18b分别粘贴在液晶屏障10的光入射侧和光出射侧上。换句话说，偏振板206a、206b、18a和18b从背光30侧依次设置，并且显示部分20布置在偏振板206a和偏振板206b之间的区域，而液晶屏障10布置在偏振板18a和偏振板18b之间的区域。在实施例中，在这些偏振板中，偏振板206a是本发明的第一显示设备的第一偏振板的具体示例，并且偏振板18b是本发明的第一显示设备的第三偏振板的具体示例。此外，布置在显示部分20和液晶屏障10之间的偏振板206b和18a分别是本发明的第一显示设备的第二和第四偏振板的具体示例。

在这样的结构中，在本实施例中，各个偏振板的偏振轴的方向(在该情况下，图示了示例性吸收轴)配置如下。即，如图8所示，布置在背光30侧的偏振板206a的吸收轴a1配置成与水平方向一致，并且偏振板206b的吸收轴a2配置成与吸收轴a1的方向垂直的方向(垂直方向)对应。偏振板18a的吸收轴a3配置成与偏振板206b的吸收轴a2的方向相同的方向(垂直方向)，并且布置在最靠近观看者侧的偏振板18b的吸收轴a4配置成与水平方向一致。注意，在本实施例中，“一致”不仅表示轴方向严格彼此相同的状态，还表示轴方向近似彼此相同的状态。此外，虽然在本说明书中仅描述了各个偏振板的示例性吸收轴，但透射轴与吸收轴正交。

当进行立体显示时，屏障驱动部分9驱动多个开关部分11和12，使得属于同一组的多个开关部分11和12在同一定时进行打开和关闭操作。具体而言(但细节将稍后描述)，属于组A的多个开关部分12(开关部分12A)和属于组B的多个开关部分12(开关部分12B)由屏障驱动部分9驱动，来以时分模式交替地进行打开和关闭操作。

图9图示了开关部分12的示例性的组构成。开关部分12被分为多个组并且以时分模式按组来驱动。在该情况下，多个开关部分12A和12B交替地放置，并且多个开关部分12A形成组A以及多个开关部分12B形成组B。

图10A至10C是图示了在进行立体显示的情况下以及在进行普通显示(二维显示)的情况下液晶屏障10的状态的示意图。图10A图示了进行立体显示的状态，图10B图示了进行立体显示的另一个状态，并且图10C图示了进行普通显示的状态。液晶屏障10具有在其中交替放置的开关部分11和开关部分12(开关部分12A和12B)。在该示例中，开关部分12A和12B每个为显示部分20的六个像素Pix而设置。虽然将假设像素Pix由三个子像素RGB组成来给出下面的描述，但是这不是限制性的，并且例如，像素Pix可以是子像素。应该注意，在图10A至10C中，阴影线代表在液晶屏障10中的将光阻挡的部分。

在进行立体显示的情况下，在显示部分20中以时分模式进行基于图像信号SA和SB的图像显示，并且在液晶屏障10中，与由显示部分20时分进行的上述显示同步地打开或关闭开关部分12(开关部分12A和12B)。此时，开关部分11维持在关闭状态(阻挡状态)。具体而言(但细节就将稍后描述)，如图10A所示，当图像信号SA被提供给液晶屏障10时，开关部分12A进入打开状态并且开关部分12B进入关闭状态。显示部分20使得布置在与开关部分12A对应的位置处的彼此相邻的六个像素Pix显示包括在图像信号SA中的六个视点图像。以同样的方式，如图10B所示，当图像信号SB被提供给液晶屏障10时，开关部分12B进入打开状态并且开关部分12A进入关闭状态。显示部分20使得布置在与开关部分12B对应的位置处的彼此相邻的六个像素Pix显示包括在图像信号SB中的六个视点图像。

另一方面，在进行普通显示(二维显示)的情况下，如图10C所示，在显示部分20中进行基于图像信号S的显示，同时在液晶屏障10中开关部分11和开关部分12(开关部分12A和12B)维持在打开状态(透射状态)。

应该注意，在开关部分11与开关部分12之间设置了开关部分的边界部分23。开关部分的边界部分23与透明基板13A和13B上没有形成透明电极15a或15b中的任一者的部分对应。换句话说，如所述的，透明电极15a和15b中的至少一者被分为多个子电极，并且开关部分的边界部分23与子电极之间的区域对应。由于很难对开关部分的边界部分23施加电压，因此开关部分的边界部分23在处于常黑模式的液晶屏障10中通常呈现关闭状态(阻挡状态)。然而，由于开关部分的边界部分23在尺寸上相对于开关部分11和12足够小，因此，它给观看者带来的很小的问题。在下面的附图和说明中，将省略开关部分的边界部分23。

[操作和功能]

在下文中，将描述本实施例的立体显示设备1的操作和功能。

(基本操作的概述)

基于外部提供的图像信号Vdisp，控制部分40向显示驱动部分50、背光驱动部分29以及屏障驱动部分9的各个提供控制信号，从而控制显示驱动部分50、背光驱动部分29和屏障驱动部分9相互之间同步操作。背光驱动部分29基于从控制部分40提供的背光控制信号来驱动背光。背光30向显示部分20发射平面出射光。显示驱动部分50基于从控制部分40提供的图像信号S来驱动显示部分20。显示部分20调节从背光30发出的光从而进行显示。屏障驱动部分9基于从控制部分40提供的屏障控制命令来驱动液晶屏障10。液晶屏障10使从背光30发出并且透过显示部分20的光透射或被阻挡。

(立体显示的具体操作)

下面参考一些附图，描述用于进行立体显示的具体操作。

图11A和11B是图示了显示部分20和液晶屏障10的示例性操作的示意图。图11A图示了提供了图像信号SA的情况并且图11B图示了提供了图像信号SB的情况。

如图11A所示，当提供了图像信号SA时，显示驱动部分50使得在显示单元20中彼此相邻的六个像素Pix显示与包括在图像信号SA中的六个视点图像分别对应的六个像素的像素信息P1至P6。用于显示像素信息P1至P6的六个像素是在开关部分12A附近彼此相邻布置的像素。另一方面，如上所述，在液晶屏障10中，开关部分12A进入打开状态(透射状态)并且开关部分12B进入关闭状态(开关部分11处于关闭状态)。结果，从显示部分20的各个像素Pix发出的光的出射角受到开关部分12A的限制。即，在显示部分20处以空间划分的方式显示的六个视点图像通过开关部分12A分离开。当以例如通过观看者的左眼观看基于像素信息P3的图像光并且通过观看者的右眼观看基于像素信息P4的图像光的方式，来观看分离的视点图像时，图像被观看者识别为立体图像。

类似地，在提供了图像信号SB的情况下，如图11B所示，在显示部分20中，在彼此相邻的六个像素Pix中显示与包括在图像信号SB中的六个视点图像分别对应的六个像素的显示像素信息P1至P6。用于显示像素信息P1至P6的六个像素是在开关部分12B的附近彼此相邻布置的像素。另一方面，如上所述，在液晶屏障10中，开关部分12B被控制以进入打开状态(透射状态)，并且开关部分12A被控制以进入关闭状态(开关部分11处于关闭状态)。结果，从显示部分20的各个像素Pix发出的光的出射角受到开关部分12B的限制。即，在显示部分20处以空间划分的方式显示的六个视点图像通过开关部分12B分离开。当例如通过观看者的左眼观看基于像素信息P3的图像光并且通过观看者的右眼观看基于像素信息P4的图像光的方式，来观看分离的视点图像时，图像被观看者识别为立体图像。

以这样的方式，通过观看者的左眼和右眼来观看像素信息P1至P6当中的不同的像素信息，使得观看者可以将图像识别为立体图像。此外，通过以时分模式交替地打开开关部分12A和开关部分12B来显示图像，使得观看者对在相互偏移的位置处显示的图像进行平衡(average)并观看。因此，与其中没有分组而是集中地驱动多个开关部分12的情况相比，可以以两倍的分辨率实现立体显示。换句话说，立体显示设备1的分辨率可以是二维显示的情况的1/3(＝1/6×2)。

同时，上述显示部分20和液晶屏障10各个均使用液晶，并且因此在显示部分20和液晶屏障10的各个的光入射侧上和光出射侧上均设置偏振板以控制入射光和出射光的偏振方向。下面，将利用比较示例来描述这些偏振板的偏振轴的作用和效果。

(比较示例1和2)

(比较示例)

图12是用于描述根据本实施例的比较示例1的液晶显示设备(液晶显示设备100)的每个偏振板的偏振轴方向的示意图。液晶显示设备100是用于进行普通二维显示的显示设备。即，液晶显示设备100不包括上述液晶屏障，并且液晶显示设备100包括布置在背光101的光出射侧上的显示部分104。背光101具有包括CCFL等的光源部分102和透镜片103。与本实施例的透镜片34相似，透镜片103具有沿着水平方向延伸的多个棱柱，并且入射光在垂直方向上比在水平方向上更有效地被收集，从而实现较高的正面亮度。显示部分104包括VA模式的液晶层，并且偏振板105a粘贴到其光入射侧而偏振板105b粘贴到其光出射侧。偏振板105a和105b布置成使得偏振板105a的吸收轴a100和偏振板105b的吸收轴a101相互成直角。

因此，从没有液晶屏障的液晶显示设备100射出的图像光，变成取决于布置在最靠近观看者侧的偏振板(偏振板105b)的吸收轴a101的偏振光。

在很多情况下，在液晶显示设备100中，布置在观看者侧的偏振板105b的吸收轴a101配置成与偏振眼镜150的吸收轴a5的方向一致，以使得被显示的图像通过诸如偏振太阳镜等的偏振眼镜150被视觉地识别。即，在偏振眼镜150中，为了切断来自水面等的反射光成分，在很多情况下吸收轴a5配置成与水平方向一致。在这样的情况下，偏振板105b的吸收轴a101也配置成与水平方向一致。

然而，在上述液晶显示设备100的光出射侧额外地设置了液晶屏障的情况下，偏振板布置如下。在图13中示意性地图示了在根据比较示例2的立体显示设备(立体显示设备100a)中的偏振轴方向。立体显示设备100a具有布置在偏振板105b的光出射侧的液晶屏障107，粘贴在液晶屏障107的光入射侧上的偏振板106a，以及粘贴在液晶屏障107的光出射侧上的偏振板106b。在这种情况下，偏振板106a的吸收轴a102与吸收轴a101的方向相同，与水平方向一致，并且偏振板106b的吸收轴103与垂直方向一致。因此，布置在最靠近观看者侧的偏振板106b的吸收轴a103(垂直方向)没有与偏振眼镜150的吸收轴a5(水平方向)一致，并且因此当通过偏振眼镜150观看时，显示图像会被视觉地识别为全黑的图像。

相反，在本实施例中，如图8所示，偏振板的吸收轴配置成使得，偏振板206a的吸收轴a1与水平方向一致，偏振板206b的吸收轴a2与垂直方向一致，偏振板18a的吸收轴a3与垂直方向一致，并且偏振板18b的吸收轴a4与水平方向一致。即，布置在最靠近观看者侧的偏振板18b的吸收轴a4配置成与偏振眼镜150的吸收轴a5的方向相同，与水平方向一致。这使得从偏振板18b发出的光容易通过偏振眼镜150被视觉地识别。

此外，利用如上配置的偏振轴，布置在最靠近背光30侧的偏振板206a的吸收轴a1与水平方向一致。如上所述，背光30设置有透镜片34以增强亮度，并且透镜片34设置有配置成使其光收集功能在垂直方向上比在水平方向上更有效地的预定棱柱。当如上所述设置透镜片34时，从背光30发出的光在垂直方向上比在水平方向上包含更多的偏振成分。在这种情况下，在上述比较示例1和2中，由于布置在最靠近背光101侧的偏振板105a的吸收轴a100与垂直方向一致，因此当光通过偏振板105a时可导致较大的光损耗。相反，在本实施例中，如上所述，由于布置在背光30侧的偏振板206a的吸收轴a1与水平方向一致，因此显示部分20可以有效地接收从具有透镜片34的背光30发出的光。

作为示例，以BEF3用作透镜片34并且偏振板布置在BEF3的光出射侧的方式，测量了如图5所示配置的背光的透光率。这时，在两种情况下测量了透光率：偏振板的吸收轴配置成与垂直方向一致的情况(对应于比较示例1和2)，以及偏振板的吸收轴配置成与水平方向一致的情况(对应于本实施例)。结果，发现与在比较示例1和2中得到的透光率相比，在本实施例中得到的透光率提高了高达10％。

如上所示，根据本实施例，在从背光30发出的光依次通过偏振板206a、206b、18a和18b的过程中，显示部分20以空间划分的方式进行图像显示，并且液晶屏障10的开关部分11和12各个将光透射或阻挡以分离图像，从而实现立体显示。在这种情况下，虽然诸如偏振太阳镜等的偏振眼镜150的吸收轴a5配置成与水平方向一致，但偏振板18b的吸收轴a4也配置成与水平方向一致。因此，从偏振板18b发出的图像光容易通过偏振眼镜150被视觉地识别。结果，可以在为戴着偏振眼镜的观看者保持良好的可见度的同时实现视差屏障系统的立体显示。

下面，将描述根据上述实施例的修改例(修改例1至4)的立体显示设备。应该注意，相同的附图标记属于与上述实施例的那些部件类似的部件，并且其描述将适当地省略。

(修改例1)

图14是用于描述在修改例1中的各个偏振板的偏振轴方向的示意图。与上述实施例类似，根据修改例1的立体显示设备从背光30侧依次包括显示部分20和以VA模式驱动的液晶屏障10。此外，用作本发明的第一偏振板的偏振板206a布置在最靠近背光30侧，并且用作本发明的第三偏振板的偏振板18b布置在最靠近观看者侧。应该注意，在修改例1中，布置在显示部分20的光出射侧的偏振板206b还用作布置在液晶屏障10的光入射侧的偏振板18a。即，只有一个偏振板布置在显示部分20和液晶屏障10之间。

在这样的结构中，同样在修改例1中，布置在观看者侧的偏振板18b的吸收轴a4与水平方向一致。此外，布置在背光30侧的偏振板206a的吸收轴a1与水平方向一致，并且还用作偏振板18a的偏振板206b的吸收轴a2(a3)与垂直方向一致。

在修改例1中，与上述实施例类似，在从背光30发出的光依次通过偏振板206a、206b(18a)和18b的过程中，显示部分20以空间划分的方式进行图像显示，并且液晶屏障10的开关部分11和12各个将光透射或阻挡以分离图像，从而实现立体显示。在这种情况下，与偏振眼镜150的吸收轴a5的方向相同，偏振板18b的吸收轴a4也配置成与水平方向一致。因此，从偏振板18b发出的图像光容易通过偏振眼镜150被视觉地识别。因此，可以得到与上述实施例的效果等同的效果。

(修改例2)

图15是用于描述在修改例2中的各个偏振板的偏振轴方向的示意图。与上述实施例类似，修改例2的立体显示设备包括背光30、以VA模式驱动的液晶屏障10和显示部分20。此外，偏振板18a和18b分别粘贴到液晶屏障10的光入射侧和光出射侧，并且偏振板206a和206b分别粘贴到显示部分20的光入射侧和光出射侧。

然而，在修改例2中，液晶屏障10布置在背光30和显示部分20之间。即，用作本发明的第一偏振板的偏振板18a布置在最靠近背光30侧，并且用作本发明的第三偏振板的偏振板206b布置在最靠近观看者侧。此外，用作本发明的第二和第四偏振板的偏振板18b和206a布置在液晶屏障10和显示部分20之间。在这样的结构中，也在修改例2中，布置在观看者侧的偏振板206b的吸收轴a9与水平方向一致。此外，布置在背光30侧的偏振板18a的吸收轴a6与水平方向一致，并且偏振板18b和206a的吸收轴a7和a8与垂直方向一致。

在修改例2中，与上述实施例类似，在从背光30发出的光依次通过偏振板18a、18b、206a和206b的过程中，液晶屏障10的开关部分11和12各个将光透射或阻挡，并且显示部分20以空间划分的方式进行图像显示以将图像分离，从而实现立体显示。在这种情况下，与偏振眼镜150的吸收轴a5的方向相同，偏振板206b的吸收轴a9也配置成与水平方向一致。因此，从偏振板206b发出的图像光容易通过偏振眼镜150被视觉地识别。因此，可以得到与上述实施例的效果等同的效果。

应该注意，同样在修改例2中，与上述修改例1类似，可以采用这样的配置，即布置在显示部分20的光入射侧的偏振板206a还用作布置在液晶屏障10的光出射侧的偏振板18b。即，可以采用只有一个偏振板布置在显示部分20和液晶屏障10之间的配置。

(修改例3)

图16是用于描述在修改例3中的各个偏振板的偏振轴方向的示意图。与上述实施例类似，修改例3的立体显示设备从背光30侧依次包括显示部分20和液晶屏障10a。此外，用作本发明的第一偏振板的偏振板206a布置在最靠近背光30侧，并且用作本发明的第三偏振板的偏振板18b布置在最靠近观看者侧。

然而，在修改例3中，液晶屏障10a以TN模式驱动。在这种情况下，液晶屏障10a包括由TN液晶形成的液晶层(未示出)，并且液晶层的取向被控制为使得液晶层的光入射侧(光入射区)的取向和液晶层的光出射侧(光出射区)的取向相互成直角。在典型的TN液晶的情况下，进行取向控制(例如，通过摩擦处理的取向控制)使得，液晶层的光入射侧(光入射区)和光出射侧(光出射区)中的一者取向为相对于水平方向成45度角，并且使得液晶层的光入射侧(光入射区)和光出射侧(光出射区)中的另一者取向为相对于水平方向成135度角(下文称为对角方向)。在修改例3中，液晶层没有取向为对角线方向，而是进行取向控制以使得液晶层的光入射侧(光入射区)和光出射侧(光出射区)中的一者配置成与水平方向一致，并且液晶层的光入射侧(光入射区)和光出射侧(光出射区)中的另一者配置成与垂直方向一致。应该注意的是，在这种情况下，液晶屏障10a的各个摩擦方向与偏振板18a和18b的吸收轴a3和a4的方向是相互平行还是相互垂直取决于液晶分子的模式(O模式或E模式)。此外，除了使用TN液晶作为液晶层以外，液晶屏障10a具有与上述实施例的液晶屏障10的配置基本相同的配置。液晶屏障10a包括多个开关部分11和12(未示出)并且开关部分11和12以时分模式被驱动以打开或关闭。

虽然取向控制沿着水平方向和垂直方向，但是可以用与上述实施例的VA和IPS模式的液晶屏障10中的方式相似的方式来使用TN模式的液晶屏障10a。即，同样在修改例3中，可以将各个偏振板布置成使得，布置在观看者侧的偏振板18b的吸收轴a4与水平方向一致，并且布置在背光30侧的偏振板206a的吸收轴a1与水平方向一致，并且偏振板206b的吸收轴a2和偏振板18a的吸收轴a3分别与垂直方向一致。

结果，同样在修改例3中，与上述实施例类似，在从背光30发出的光依次通过偏振板206a、206b、18a和18b的过程中，显示部分20以空间划分的方式进行图像显示，并且液晶屏障10a的开关部分11和12的各个将光透射或阻挡以分离图像，从而实现立体显示。在这种情况下，与偏振眼镜150的吸收轴a5的方向相同，偏振板18b的吸收轴a4配置成与水平方向一致。因此，从偏振板18b发出的图像光容易通过偏振眼镜150被视觉地识别。因此，可以得到与上述实施例的效果等同的效果。

应该注意同样在修改例3中，与上述修改例1类似，可以采用这样的配置，即布置在显示部分20的光出射侧的偏振板206b还用作布置在液晶屏障10a的光如上侧的偏振板18a。即，可以采用只有一个偏振板布置在显示部分20和液晶屏障10之间的配置。此外，与上述修改例2类似，液晶屏障10a可以布置在显示部分20和背光30之间。

(修改例4)

图17是用于描述在修改例4中的各个偏振板的偏振轴方向的示意图。与上述实施例类似，修改例4的立体显示设备从背光30侧依次包括显示部分20和液晶屏障10b。此外，偏振板28a和28b分别粘贴到液晶屏障10b的光入射侧和光出射侧，并且偏振板206a和206b分别粘贴到显示部分20的光入射侧和光出射侧。换句话说，显示部分20布置在偏振板206a和206b之间，并且液晶屏障10b布置在偏振板28a和28b之间。

然而，在修改例4中，液晶屏障10b以TN模式驱动。在这种情况下，液晶屏障10b包括由TN液晶形成的液晶层(未示出)，并且液晶层的取向被控制为(例如，取向通过摩擦处理来控制)使得液晶层的光入射侧(光入射区)的取向和液晶层的光出射侧(光出射区)的取向在对角方向上相互成直角(它们中的一者取向为相对于水平方向成45度角，并且另一者取向为相对于水平方向成135度角)。因此，在修改例4中，根据摩擦方向，偏振板28a和28b的吸收轴a10和a11也配置成沿着对角方向。应该注意，液晶屏障10b的各个摩擦方向与偏振板28a和28b的吸收轴a10和a11的方向是相互平行还是相互垂直取决于液晶分子的模式(O模式或E模式)。此外，除了使用TN液晶作为液晶层以外，液晶屏障10b具有与上述实施例的液晶屏障10的配置基本相同的配置。液晶屏障10b包括多个开关部分11和12(未示出)并且开关部分11和12以时分模式被驱动以打开或关闭。

此外，在偏振板206b和偏振板28a之间布置用于转动偏振方向的诸如半波长板120等的光学元件。由此，可以有效地呈现从偏振板206b向偏振板28a发射的光。因此，可以与类似于上述实施例的显示部分20结合地使用其取向被控制在对角方向并且其吸收轴被配置成与对角方向一致的TN模式的液晶屏障10b。因此，布置在观看者侧的偏振板28b的吸收轴a11与取向为例如相对于水平方向成45度角的方向一致。应该注意，与上述实施例的方式类似，布置在背光30侧的偏振板206a的吸收轴a1与水平方向一致。应该注意，与本发明的第二显示设备对应，偏振板206a对应于“第一偏振板”，偏振板206b对应于“第二偏振板”，偏振板28a对应于“第三偏振板”，并且偏振板28b对应于“第四偏振板”。

在修改例4中，与上述实施例类似，在从背光30发出的光依次通过偏振板206a、206b、18a和18b的过程中，显示部分20以空间划分的方式进行图像显示，并且液晶屏障10b的开关部分11和12的各个将光透射或阻挡以分离图像，从而实现立体显示。在这种情况下，偏振板28b的吸收轴a11配置成与对角方向对应(取向为相对于水平方向成45度角的方向)，使得从偏转板28b发出的图像光包含垂直方向上的偏振分量。因此，从偏振板28b发出的图像光同样容易通过偏振眼镜150被视觉地识别。因此，可以得到与上述实施例的效果等同的效果。

虽然已经参考优选实施例和修改例描述了本发明，但是本发明不限于实施例和修改例，并且可以作出各种修改。例如，在上述实施例和修改例中，以如下方式进行立体显示，即，在液晶屏障10的多个开关部分11和12中，开关部分11保持在关闭状态并且开关部分12基于图像信号被驱动为打开状态。或者，可以用相反的方式进行立体显示。即，可以这样进行立体显示，使得开关部分12保持在关闭状态并且开关部分11基于图像信号进入打开状态。

此外，在上述实施例和修改例中，为了实现高分辨率，开关部分11和12中的开关部分12被进一步分为组A和组B，并且组A和组B以时分模式驱动。然而，在本发明中，不一定需要以时分模式驱动这样的图像显示。即，可以通过如下方式分离视点图像，即，将液晶屏障10的所有的开关部分11驱动为关闭状态并且将液晶屏障10的所有的开关部分12驱动为打开状态。或者，也可以将开关部分12分为三个或四个组以顺序地驱动各组。

此外，虽然在上述实施例和修改例中图像信号SA和SB各个包括六个视点图像，但是本发明不限于此，并且包括在图像信号SA和SB的各个中的视点图像的数目可以是小于等于五或者大于等于七。例如，如果图像信号包括五个视点图像，那么一个开关部分12可以针对显示部分20中的每五个像素Pix来设置。然而，视点图像的数目可以不一定与用于显示视点图像的像素的数目对应。即，例如，在彼此相邻的多个像素Pix上显示的各个像素信息可以不一定相互不同，并且可以在其中包括相同视点图像的图像信息。此外，视点图像可以包括空白(黑色或灰色)图像。

本发明包含与2010年9月17日递交给日本专利局的日本在先专利申请JP 2010-209717有关的主题，该申请的全部内容通过引用结合于此。

本领域的技术人员应该明白，只要在所附权利要求或其等同方案的范围内，可以根据设计需求和其他因素作出各种修改、组合、子组合和替代。

Claims

1.一种显示设备，包括：

光源部分；

第一至第三偏振板，所述第一至第三偏振板从所述光源部分侧依次布置；

液晶显示部分，所述液晶显示部分设置在第一区域和第二区域中的一者中，所述第一区域位于所述第一偏振板和所述第二偏振板之间，并且所述第二区域位于所述第二偏振板和所述第三偏振板之间；

液晶屏障部分，所述液晶屏障部分设置在所述第一区域和所述第二区域中的另一者中，并且包括使光透射或将光阻挡的多个开关部分，

其中

所述第三偏振板的吸收轴的方向与水平方向一致。

2.根据权利要求1所述的显示设备，其中

所述液晶显示部分以VA模式或IPS模式驱动。

3.根据权利要求2所述的显示设备，其中

所述液晶屏障部分以VA模式或IPS模式驱动。

4.根据权利要求3所述的显示设备，还包括第四偏振板，所述第四偏振板设置在所述液晶显示部分和所述液晶屏障部分之间，并且具有方向与所述第二偏振板的吸收轴的方向相同的吸收轴，其中

所述第二偏振板的所述吸收轴的方向和所述第四偏振板的所述吸收轴的方向与垂直方向一致。

5.根据权利要求2所述的显示设备，其中

所述液晶屏障部分以TN模式驱动。

6.根据权利要求5所述的显示设备，其中

所述液晶屏障部分包括液晶层，所述液晶层的光入射区和光出射区中的一者被取向为沿着水平方向，而两个区域中的另一者被取向为沿着垂直方向。

7.根据权利要求1所述的显示设备，其中

所述第一偏振板的吸收轴的方向与水平方向一致。

8.根据权利要求7所述的显示设备，还包括亮度增强膜，所述亮度增强膜设置在所述第一偏振板和所述光源部分之间，并且具有在垂直方向上比在水平方向上更有效的光收集功能。

9.一种显示设备，包括：

光源部分；

第一至第四偏振板，所述第一至第四偏振板从所述光源部分侧依次布置；

液晶显示部分，所述液晶显示部分设置在所述第一偏振板和所述第二偏振板之间；

液晶屏障部分，所述液晶屏障部分设置在所述第三偏振板和所述第四偏振板之间，并且包括使光透射或将光阻挡的多个开关部分；

半波长板，所述半波长板设置在所述第二偏振板和所述第三偏振板之间，其中

所述第四偏振板的吸收轴的方向与水平方向成45度。

10.根据权利要求9所述的显示设备，其中

所述液晶显示部分以VA模式或IPS模式驱动，并且

所述液晶屏障部分以TN模式驱动。

11.根据权利要求9所述的显示设备，其中

所述第一偏振板的吸收轴的方向与水平方向一致。

12.根据权利要求11所述的显示设备，还包括亮度增强膜，所述亮度增强膜设置在所述第一偏振板和所述光源部分之间，并且具有在垂直方向上比在水平方向上更有效的光收集功能。

13.一种显示设备，包括：

光源部分；

多个偏振板；

液晶显示部分；以及

液晶屏障部分，其中

所述偏振板中的、布置在观看者侧的一个偏振板的吸收轴的方向与水平方向一致。

14.根据权利要求13所述的显示设备，其中

所述液晶屏障部分包括使光透射或将光阻挡的多个开关部分，

所述多个开关部分每个均以时分模式在透射状态和阻挡状态之间切换。

15.一种显示设备，包括：

光源部分；

多个偏振板；

液晶显示部分；

液晶屏障部分；

半波长板，所述半波长板设置在所述液晶显示部分和所述液晶屏障部分之间，其中

所述偏振板中的、布置在观看者侧的一个偏振板的吸收轴的方向与水平方向成45度。