CN103064194A - 显示装置、间隔件和电子设备 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及显示装置、间隔件和电子设备。间隔件布置在两个偏振片之间。该间隔件具有40nm或更少的延迟值。

Description

显示装置、间隔件和电子设备
技术领域
本发明涉及包括液晶元件的显示装置、该显示装置中使用的间隔件(spacer)以及包括该显示装置的电子设备。
背景技术
近来，能实现立体视觉显示的显示装置引起了更多的关注。立体视觉显示会显示彼此间具有视差的左眼图像和右眼图像(不同的透视)，当观众用左眼和右眼观看相应的图像时，可感觉到具有深度感的立体图像。也已经开发出了这样的显示装置：其能显示三个或更多个彼此间具有视差的图像，从而为观众提供更自然的立体图像。
上述显示装置可粗略地分为使用专门眼镜的显示装置和不使用专门眼镜的显示装置。观众经常感觉到使用这种专门眼镜很不方便，因此期待不使用专门眼镜的显示装置。例如，不使用专门眼镜的显示装置的示例包括视差阻挡(parallax barrier)系统和柱状透镜(lenticular lens)系统。这些系统可同时显示多个彼此间具有视差的图像(透视图像)，这样，由于显示装置与观众的透视角之间的相对位置关系(视角)，观看到的图像彼此不同。例如，日本未实审专利申请公开No.H03-119889公开了使用将液晶元件作为阻挡的视差阻挡系统的显示装置。
在使用视差阻挡系统的显示装置中，通常在显示面板和阻挡之间提供预定的距离，使得基于视角呈现不同的图像。为此，可插入间隔件以保持预定的距离。日本未实审专利申请公开No.2004-294484公开了使用间隔件玻璃的显示装置，该间隔件玻璃的热膨胀系数大于包括在液晶显示面板内的玻璃基片的热膨胀系数。这种显示装置所关注的是显示面板距背光比间隔件部件更近，且使用上述玻璃作为间隔件以减少液晶显示面板和间隔件之间热膨胀的差值，从而减低由面板和间隔件之间的接合处的扭曲所造成的图像质量下降。
发明内容
如上所述，在有必要将间隔件部件插入显示面板与阻挡之间的情况下，希望使用能够抑制图像质量下降的间隔件。
希望提供能够抑制图像质量下降的显示装置、间隔件和电子设备。
根据本发明实施例的一种显示装置包括：显示图像的液晶显示部；阻挡部，包括能够在打开状态和关闭状态之间切换的液晶阻挡；间隔件，其布置在液晶显示部和阻挡部之间，且具有40nm或更少的延迟值。
根据本发明实施例的间隔件布置在两个偏振片之间。间隔件具有40nm或更少的延迟值。
根据本发明实施例的电子设备具有显示装置和使用该显示装置执行操作控制的控制器。该显示装置包括：显示图像的液晶显示部；阻挡部，包括能够在打开状态和关闭状态之间切换的液晶阻挡；间隔件，其布置在液晶显示部和阻挡部之间，并具有40nm或更少的延迟值。
电子设备的示例包括(例如但并不限于)电视设备、数码相机、个人电脑、摄像机和包括移动电话的移动终端。
在根据以上描述的本发明的各个实施例的显示装置、间隔件和电子设备中，液晶阻挡被设置为处于透射状态以允许观众从视觉上感觉在液晶显示部上显示的图像。此时，光通过布置在液晶显示部和阻挡部之间具有40nm或更少的延迟值的间隔件透射。
根据以上描述的本发明的各个实施例的显示装置、间隔件和电子设备，布置在液晶显示部和阻挡部之间的间隔件被配置为具有40nm或更少的延迟值。因此可以抑制图像质量下降。
附图说明
图1是图示了根据本发明实施例的立体显示装置的配置的示例的框图。
图2A和2B的示意图各自图示了图1中的立体显示装置的配置的示例。
图3是图示图1中的显示驱动部的配置的示例的框图。
图4A和4B的示意图各自图示了图1中的显示部的配置的示例。
图5A和5B的示意图各自图示了图1中的阻挡部。
图6的示意图图示了图1中的阻挡部的组配置的示例。
图7A至7D的示意图各自图示了图1中的显示部和阻挡部的操作示例。
图8的示意图图示了图1中的立体显示装置的大体配置的示例。
图9的示意图图示了图1中的立体显示装置的立体视觉显示操作的示例。
图10是图示图8中的间隔件内的应力分布的示意图。
图11是图示图8中的间隔件中的慢轴的方向分布的示意图。
图12是图示图1中的阻挡部的透过率特性的示意图。
图13是图示立体视觉显示过程中的串扰特性的示例的特性图。
图14是图示串扰和对比度之间关系的特性图。
图15的示意图图示了根据本实施例的变型的立体显示装置的大体配置的示例。
图16的立体图图示了应用根据一个实施例的立体显示装置的电视设备的配置的外观。
图17A和17B的示意图各自图示了根据变型的立体显示装置的配置的示例。
图18的示意图图示了图17A和17B中的立体显示装置的大体配置的示例。
图19的示意图图示了图17A和17B中所示立体显示装置中的立体视觉显示的操作的示例。
图20的示意图图示了根据另一个变型的立体显示装置的大体配置的示例。
具体实施方式
以下，将结合附图详细描述本发明的实施例。将按以下顺序进行描述。
1.实施例
2.应用示例
<1.实施例>
[配置示例]
(配置示例的概述)
图1图示了根据本实施例的立体显示装置的配置的示例。立体显示装置1是使用包括液晶阻挡的视差阻挡系统的显示装置。应注意到，根据本发明实施例的间隔件在本实施例中实施，因此将集中对其进行描述。立体显示装置1包括控制器41、背光驱动部42、背光30、显示驱动部50、显示部20、阻挡驱动部43和阻挡部10。
控制器41是(或包括)基于从外部提供的图像信号Sdisp分别为背光驱动部42、显示驱动部50和阻挡驱动部43提供控制信号的电路，并控制这些部分彼此同步地运行。具体地，控制器41为背光驱动部42提供背光控制信号，为显示驱动部50提供基于图像信号Sdisp生成的图像信号Sdisp2，并为阻挡驱动部43提供阻挡控制信号。如果立体显示装置1执行正常显示(2D显示)，则图像信号Sdisp2是包括单一透视图像的图像信号S2D，如果立体显示装置1执行立体视觉显示，则图像信号Sdisp2是包括多个透视图像(在本示例中为8个)的图像信号S3D，稍后将加以描述。
背光驱动部42基于由控制器41提供的背光控制信号驱动背光30。背光30具有相对于显示部20发射从表面发出的光的功能。背光30例如包括LED(发光二极管)或CCFL(冷阴极荧光灯)。
显示驱动部50基于由控制器41提供的图像信号Sdisp2来驱动显示部20。显示部20在本示例中为液晶部，其驱动液晶显示元件并调制从背光30发出的光以显示图像。
阻挡驱动部43基于由控制器41提供的阻挡控制信号驱动阻挡部10。阻挡部10允许已从背光30发出且已通过显示部20的光从其穿过(打开操作)或阻挡该光(关闭操作)，且包括多个由液晶构成的开关部11和12(稍后描述)。
图2A和2B分别图示了立体显示装置1的主要部分的配置的示例，其中图2A为立体显示装置1的分解透视图，图2B为立体显示装置1的侧视图。如图2A和2B所图示的那样，在立体显示装置1中，各个组件按照背光30、显示部20和阻挡部10的顺序放置。具体地，从背光30发出的光通过显示部20和阻挡部10到达观众。
间隔件9布置在显示部20和阻挡部10之间。利用这种配置，立体显示装置1使显示部20和阻挡部10之间的距离保持恒定，且抑制这些组件发生弯曲。
(显示驱动部50和显示部20)
图3是图示了显示驱动部50的框图的一个示例。显示驱动部50包括定时控制器51、栅极驱动器52和数据驱动器53。定时控制器51控制栅极驱动器52和数据驱动器53的驱动定时，基于控制部41提供的图像信号Sdisp2生成图像信号Sdisp3，并将生成的图像信号提供给数据驱动器53。栅极驱动器52根据定时控制器51执行的定时一行接一行地顺序选择包含在显示部分20每一行内的像素Pix，以地执行行顺序扫描。数据驱动器53基于图像信号Sdisp3将像素信号提供给显示部分20的每一个像素Pix。具体地，数据驱动器53基于图像信号Sdisp3执行D/A(数字/模拟)转换以生成图像信号(模拟信号)，并将生成的模拟信号提供给每个像素Pix。
图4A和4B分别图示显示部20的配置的示例，其中图4A图示了每个像素Pix的电路图的示例，图4B图示了显示部20的剖面配置
每一个像素Pix包括TFT(薄膜晶体管)元件Tr、液晶元件(LC)和保持电容元件Cs，如图4A中所示。TFT元件Tr例如由MOS-FET(金属氧化物半导体场效应晶体管)构成，其中栅极连接至栅极线GCL，源极连接至数据线SGL，漏极连接至液晶元件LC的一端以及保持电容元件Cs的一端。液晶元件LC的一端连接至TFT元件Tr的漏极，另一端接地。保持电容元件Cs的一端连接至TFT元件Tr的漏极，另一端连接至保持电容线CSL。栅极线GCL连接至栅极驱动器52，数据线SGL连接至数据驱动器53。
显示部20具有这样的配置：液晶层204密封在驱动基板208和对立基板209之间。在本示例中，驱动基板208布置在光进入侧，对立基板209布置在光发出侧。驱动基板208包括透明基板201、像素电极202和偏振片203。透明基板201例如由形成有TFT元件Tr的玻璃等制成。像素电极202布置在透明基板201上的每一个像素Pix中。偏振片203被附加到与透明基板201上放置像素电极202的面相对的面上。液晶层204包括液晶分子，且例如通过所谓的VA(垂直配向)方法或TN(扭曲向列型)方法驱动。对立基板209包括透明基板205、对立电极206和偏振片207。透明基板205例如由玻璃等构成。在透明基板205的与液晶层204相对的表面上形成了滤色片或黑矩阵(未图示)，其上还布置有对立电极206作为每个像素Pix的公用电极。偏振片207被附加到与透明基板205上放置对立电极206的表面相对的表面上。偏振片203和偏振片207被放置以形成十字尼科尔(crossed-Nicol)形式。具体地，偏振片203的透射轴可设置在显示屏的水平方向X，偏振片207的透射轴可设置在显示屏的垂直方向Y。
(阻挡部10和阻挡驱动部43)
图5A和5B分别图示了阻挡部10的一个配置示例，其中图5A是阻挡部10的平面图，图5B图示了从箭头V-V方向观看的图5中所示阻挡部10的剖面配置。
阻挡部10是所谓的视差阻挡，并包括多个允许光经其透射或阻挡光的开关部(液晶阻挡)11和12，如图5A所示。开关部11和12被布置为在X-Y平面内沿一个方向延伸(此处，例如沿与垂直方向Y成预定角θ的方向延伸)。在本示例中，开关部11的宽度W11与开关部12的宽度W12不同，二者的关系例如可设置为W11＞W12。应注意到开关部11和12之间宽度的相互关系并不局限于此，可以是W11＜W12或W11＝W12。
阻挡部10具有这样的配置：液晶104被密封在驱动基板108和对立基板109之间，如图5B所示。在本示例中，驱动基板108布置在光进入侧，对立基板109布置在光发出侧。驱动基板108包括透明基板101、透明电极层102和延迟膜103a。透明基板101例如由玻璃等制成，透明电极层102在其上形成。延迟膜103a被附加到与透明基板101上布置透明电极层102的表面相对的表面上。延迟膜103a用于加宽视场。液晶层104包括液晶分子，且通过所谓的VA(垂直配向)方法或TN(扭曲向列型)方法等驱动。对立基板109包括透明基板105、透明电极层106、延迟膜107a和偏振片107b。透明基板105例如由玻璃等制成，透明电极层106在其上形成。延迟膜107a和偏振片107b按此顺序被附加到与透明基板105上布置透明电极层106的表面相对的表面上。延迟膜107a与延迟膜103a类似，用于加宽视场。
如图5B所示，驱动基板108不设有偏振片，这与对立基板109有所不同。具体地，在立体显示装置1中，布置在对立基板209上(在光发出侧)的偏振片207在显示部20中通用为阻挡部10的光进入侧的偏振片。通过将偏振片的数量减少一个，可以减少由被省略的偏振片吸收的光以便提高光的透过率，从而降低由偏振片引起的色度偏差，并降低成本。对立基板109的偏振片107b被附加成相对于偏振片207形成十字尼科尔形式。
透明电极层102包括多个透明电极110和120。透明电极层106被布置在与多个透明电极110和120相对应的整个部分内，作为公用电极。开关部11由透明电极110以及与透明电极110相对应的液晶层104部分和透明电极层106部分构成。类似地，开关部12由透明电极120以及与透明电极120相对应的液晶层104部分和透明电极层106部分构成。这样的配置允许通过选择性地在透明电极110或透明电极120上施加电压而对阻挡部10的开关部11和12单独执行开关操作，使得液晶层104具有符合外加电压的液晶分子取向。
在阻挡部10中，开关部12被分成多个组(阻挡子组)，使得属于同一组的多个开关部在执行立体视觉显示时可以以相同的定时执行开关操作。以下将描述开关部12的这些组。
图6图示了开关部12的组配置的示例。开关部12被分成四个组：在本示例中为组A到组D。具体地，如图6所示，按形成组A的开关部12(开关部12A)、形成组B的开关部12(开关部12B)、形成组C的开关部12(开关部12C)和形成组D的开关部12(开关部12D)的顺序循环排列。
阻挡驱动部43驱动开关部12以允许属于同一组的多个开关部12当执行立体视觉显示时以相同的定时执行开关操作。具体地，阻挡驱动部43驱动多个属于组A的开关部12A一起打开或闭合，驱动多个属于组B的开关部12B一起打开或闭合，驱动多个属于组C的开关部12C一起打开或闭合，以及驱动多个属于组D的开关部12D一起打开或闭合，从而循环地以时分的方式(time-divisionally)从开关部12A到12D执行开关操作，如稍后所描述的那样。
图7A至7D是图示阻挡部10和显示部20的操作示例的剖面示意图，其中图7A至7D分别图示了立体视觉显示中的四个状态。在本示例中，显示部20的像素Pix每隔八个分配一个开关部12A。类似地，对于开关部12B、12C和12D，分别为每隔显示部20的八个像素分配一个开关部。在以下的描述中，所举示例的每一个像素Pix包括三个子像素(RGB)，但是本发明并不局限于此，例如，每一个像素Pix可以是一个子像素。在图7A至7D中，在液晶阻挡部10的开关部11和12(12A至12D)之中，阻挡光的开关部用阴影表示。
在立体显示装置1中，当执行立体视觉显示时，图像信号S3D被提供给显示驱动部50，显示部20根据该图像信号执行显示。在液晶阻挡部10中，开关部11保持关闭状态(阻挡状态)，而开关部12(开关部12A至12D)以时分方式执行开关操作，与显示部20的显示同步进行。具体地，如果阻挡驱动部43驱动开关部12A处于打开状态(透射状态)，在如图7A所图示的显示部20中，位于与开关部12A相对应的位置且彼此相邻的八个像素Pix显示与八个透视图像相对应的各条像素信息P1至P8。类似地，如果阻挡驱动部43驱动开关部12B处于打开状态(透射状态)，在如图7B所图示的显示部20中，位于与开关部12B相对应的位置且彼此相邻的八个像素Pix显示与八个透视图像相对应的各条像素信息P1至P8。如果阻挡驱动部43驱动开关部12C处于打开状态(透射状态)，在如图7C所图示的显示部20中，位于与开关部12C相对应的位置且彼此相邻的八个像素Pix显示与八个透视图像相对应的各条像素信息P1至P8。如果阻挡驱动部43驱动开关部12D处于打开状态(透射状态)，在如图7D所图示的显示部20中，位于与开关部12D相对应的位置且彼此相邻的八个像素Pix显示与八个透视图像相对应的各条像素信息P1至P8。这样的配置允许观众用左眼和右眼观看各个不同的图像以将显示的图像感觉为立体图像，如稍后所描述的那样。立体显示装置1以时分方式使开关部12A至12D在打开状态和关闭状态之间转换以便显示图像，从而提高显示装置的分辨率，如稍后所描述的那样。
当执行正常显示(2D显示)时，显示部20基于图像信号S2D显示正常的2D图像，且液晶阻挡部10使所有的开关部11和12(开关部12A至12D)保持打开状态(透射状态)。因此，观众可看到显示部20所显示的正常2D图像，如所显示的那样。
(间隔件9)
间隔件被置于显示部20和阻挡部10之间，从而使显示部20和阻挡部10之间的距离保持恒定，并抑制这些组件弯曲。以下将描述间隔件。
图8是图示立体显示装置1的图解配置的图。立体显示装置1包括间隔件9。在本示例中，间隔件9由硼硅酸盐玻璃构成，并且，例如可从位于Mainz，Germany的Schott获得的TEMPAX(注册商标)可用于间隔件。TEMPAX的热膨胀系数大约为3.3×10-6[K-1]。该热膨胀系数符合例如ISO7991标准。间隔件9用于在立体显示装置1的操作温度范围内将延迟值R保持在预定值或更低。延迟值R由以下表达式确定。
R＝(nx-ny)×d(1)
其中，nx代表x方向上的折射率，ny代表y方向上的折射率，D代表间隔件9的厚度。折射率nx和折射率ny之间的关系通过以下表达式表达出来。
nx≥ny(2)
其中，x方向被定义为慢轴，而y方向被定义为快轴。间隔件9的热膨胀系数小到足以在操作温度范围内将延迟值R保持为很小的预定值或更小，如上所述。具体地，间隔件9的热膨胀系数足够小，即便是由于温度升高以及间隔件9内生成了应力而导致间隔件9膨胀从而使延迟值R增加，也可以将延迟值R保持在预定值或更小。
从背光30发出的光首先进入显示部20。进入显示部20的光进入布置在光进入侧的偏振片203，在与偏振片203的透射轴一致的方向上成为线性偏振，然后进入液晶层204。在液晶层204中，液晶元件LC中的液晶分子的定向根据像素信号改变，使得已进入液晶层204的光的偏振方向改变。通过液晶层204的光进入布置在光发出侧的偏振片207，然后，只有偏振方向与偏振片207的透射轴相一致的光穿过该偏振片207。
穿过显示部20的光进入间隔件9。光的偏振方向在在间隔件9中大部分得到保持。穿过间隔件9的光进入阻挡部10。然后，进入阻挡部10的光进入液晶层104。在液晶层104内，光的偏振方向根据开关部11和12内的液晶分子的定向而改变。穿过液晶层104的光进入布置在光发出侧的偏振片107b，然后，只有偏振方向与偏振片107a的透射轴相一致的光穿过该偏振片107b。
显示部20对应于本发明一个实施例的“液晶显示部”的具体但非限制性的示例。开关部12与对应于本发明一个实施例的“第一组液晶阻挡”的具体但非限制性的示例，开关部11对应于本发明一个实施例的“第二组液晶阻挡”的具体但非限制性的示例。
[操作和效果]
接下来，将描述本实施例的立体显示装置的操作和效果。
(整个操作的概述)
参照图1和其它附图，现在将描述立体显示装置1的整个操作的概述。控制部41基于来自外部的图像信号Sdisp控制背光驱动部42、显示驱动部50和阻挡驱动部43。背光驱动部42基于由控制器41提供的背光控制信号驱动背光30。背光30相对显示部20辐射表面发出的光。显示驱动部50基于由控制器41提供的图像信号Sdisp2驱动显示部20。显示部20调制已从背光30发出的光以便显示图像。阻挡驱动部43基于由控制部41提供的阻挡控制信号控制阻挡部10。阻挡部10的开关部11和12基于来自阻挡驱动部43的指令执行开关操作，且允许已从背光30发出并穿过显示部20的光从其穿过或阻挡该光。
下面将描述执行立体视觉显示的详细操作。
图9图示了当阻挡驱动部43驱动开关部12A处于打开状态(透射状态)时显示部20和液晶阻挡部10的操作示例。在这种情况下，开关部12A被设置为打开状态(透射状态)，而开关部12B至12D被设置为关闭状态(阻挡状态)，且显示部20显示分别与位于开关部12A附近的各个像素Pix内的图像信号S3D所包含的八个透视图像相对应的像素信息P1至P8。通过此操作，从显示部20的每一个像素Pix发出的光被开关部12A限制在各自的角度内，所得的光从那里输出。例如，观众用左眼看像素信息P4，用右眼看像素信息P5，从而能看到立体图像。在本示例中，已对阻挡驱动部43驱动开关部12A处于打开状态的情况进行了描述，该描述同样适用于开关部12B至12D被驱动处于打开状态的情况。
观众用左眼和右眼观看像素信息P1至P8之中各个不同的像素信息，从而将不同的像素信息感觉为立体图像。通过依次在开关部12A至12D上以时分方式执行开关操作来显示图像，使得观众可以平均的方式看到位置彼此发生移动的图像。因此，立体显示装置1的分辨率是只使用开关部12A的情况的4倍。具体地，与2D显示相比，立体显示装置1的分辨率只是其1/2(＝1/8×4)。
(间隔件9的操作)
如以上描述的那样，间隔件9被布置为将显示部20和阻挡部10之间的距离保持为常量，并抑制这些组件的弯曲。在将从显示部20进入的光的偏振方向基本保持为原样的同时，间隔件9还具有将此光透射至显示部20的功能。具体地，即便在立体显示装置1的环境温度发生变化时，间隔件9也将延迟值R保持为很小的预定值或更小，从而使光的偏振方向基本保持不变。以下将提供其详细描述。
当间隔件9随着温度膨胀或收缩时，其平面内的各个方向上产生了应力。
图10图示了在间隔件9的平面内由于热膨胀而产生的应力的方向的示例。在本示例中，例如，如图10所图示的那样，在间隔件9的平面的中心附近在间隔件9的纵向上应力作用在水平方向X上，并且在间隔件9的平面的外围应力向外作用。
根据Brewster定律，在间隔件9的平面内的这种应力分布可使光的相位根据进入间隔件9的光的偏振方向而发生改变，从而导致延迟(延迟值R)。
图11显示高温下间隔件9的平面内慢轴的方向分布。在本示例中，慢轴在与图10中的应力方向垂直的方向上生成。具体地，在间隔件9的平面的中心附近慢轴方向被定向在垂直方向Y，在Z1至Z4部分(即角落附近)被定向在对角线方向上。因此，间隔件9延迟了慢轴方向上的偏振光的相位，加快了与慢轴垂直的方向(快轴方向)的偏振光的相位，使得进入间隔件9的光的偏振方向在某些情况下可被改变，如稍后作为比较性示例所描述的那样。然而，即便当在间隔件9的平面内生成了这样的延迟，延迟值R也被设置为很小，如稍后所描述的那样，从而抑制了间隔件9中偏振方向的改变。
穿过间隔件9的光穿过液晶层104，然后进入阻挡部10内的偏振片107b。此时，当阻挡部10的开关部11和12处于打开状态时，液晶层104中的偏振方向大约被改变90度，进入阻挡部10的光的大部分可穿过偏振片107b。当阻挡部10的开关部11和12处于关闭状态时，液晶层104内的偏振方向几乎不变，进入阻挡部10的光的大部分被偏振片107b阻挡。
图12显示了间隔件9中的延迟值R与从显示部20穿过间隔件9而进入的光在阻挡部10中的透过率T之间的关系的模拟结果。图12显示了在图11中的Z1至Z4部分，阻挡部10的开关部11和12在打开状态下的透过率To和在关闭状态下的透过率Tc的模拟情况。
如图12中所示，在阻挡部10中，随着间隔件9的延迟值R逐渐变小，打开状态下的透过率To逐渐增大，而关闭状态下的透过率Tc越来越小直至为零。具体地，随着延迟值R变小，间隔件9中的光的偏振方向更加不太可能改变，因此阻挡部10可在打开状态下充分地传输光，而在关闭状态下充分地阻挡光。换句话说，间隔件9的延迟值R越小，对比度CR(与打开状态和关闭状态之间的透过率比To/Tc相对应)越大。
由于间隔件9的热膨胀系数相对较小，因此即便当温度发生变化时，也可使由热膨胀引起的应力很小，从而将延迟值R抑制到更小。具体地，具有较小热膨胀系数的材料可用于间隔件9，以便在操作温度区域内将延迟值R抑制在较低水平。如此，由于可使间隔件9内偏振方向发生很小的改变，因此有可能提高打开状态下的透过率To，并降低关闭状态下的透过率Tc。
(间隔件9中的延迟值R)
现在将描述间隔件9中的优选延迟值R。在以下示例中，首先使用立体视觉显示中的串扰特性得到优选的对比度值CR，然后基于已得到的对比度值CR使用图12找出优选的延迟值R。以下将提供其详细描述。
图13显示了立体显示装置1的串扰特性。图13是用于评估所谓的串扰的特性图，在串扰中，立体视觉显示中混合有彼此不同的透视图像。图13中所图示的串扰获得过程如下。首先，显示部20显示八个透视图像，其中某些透视图像完全为白色(白色图像)，而其余的透视图像完全为黑色(黑色图像)。然后，阻挡部10仅将属于某一组的开关部12(例如，属于组A的开关部12A)设置为始终处于打开状态(透射状态)，而将属于其它组的开关部12设置为始终处于关闭状态(阻挡状态)。然后，在改变视角α的同时测量每一个视角α的亮度I，从而获得图13中所示的串扰特性。在本示例中，在阻挡部10中，通过对处于关闭状态(阻挡状态)的开关部11和12施加不同的驱动电压来设置一些透过率Tc，并测量每个透过率Tc的串扰特性。
如图13所示，在观众通过打开状态下的开关部12看关于白色图像(Pt部分)的透视图像的像素信息的视角为α时，亮度I变大，而当观众通过打开状态下的开关部12看关于黑色图像(Pb部分)的透视图像的像素信息时的视角为α时，亮度I变小。Pb部分内的亮度I随着关闭状态(阻挡状态)下的透过率Tc变大而变大的原因是，由于透过率Tc变大，因此与白色图像的透视图像有关的像素信息的一部分光更可能经过处于关闭状态的开关部11和12透射。
串扰CT可由以下公式确定。
CT＝Ib/It
其中，It代表亮度I的最大值，Ib为亮度I的最小值。换句话说，串扰CT最好尽可能小。
同时，以与上述获得串扰特性的情况相同的方式，可以通过对开关部11和12施加不同的驱动电压(所谓的黑电压)来设置一些透过率Tc来找出立体显示装置1中的对比度CR。因此，针对各种黑电压，可获得每一个黑电压的一对关于串扰CT和对比度CR的数据，以获得串扰CT和对比度CR之间的关系。
图14显示了对比度CR和串扰CT之间的关系。如图14所示，如果对比度CR为100或更高，则串扰CT基本上为常量，这表明串扰CR具有足够低的值。如果对比度CR变成100或更低，则串扰CT开始增加。在本图中，对比度CR为100或更高几乎不会因为串扰而造成图像质量下降，如果对比度CR为100或更低但是不低于20，则串扰CT大约为5％或更低，这意味着由串扰导致的图像质量显著下降不大可能发生。
如图12所示，对比度CR＝100与延迟值R＝20[nm]相对应。具体地，如果延迟值R为20[nm]或更少，则对比度CR为100或更多，因此不会发生由于串扰而引起图像质量下降，如在图14中所图示的那样。另一方面对比度CR＝20与延迟值R＝40[nm]相对应，如图12中图示的那样。具体地，如果延迟值R为40[nm]或更少，则对比度CR为20或更高，这意味着由串扰导致的图像质量显著下降不大可能发生。
因此，间隔件9的延迟值R优选为40[nm]或更少，更优选其延迟值R为20[nm]或更少。
为了以此方式将延迟值R抑制到很低，可能的选择包括减小间隔件9的厚度，如Brewster定律所建议的那样。但是，间隔件9用于引导从显示部20的像素Pix发出的各个方向的光，如图9所图示的那样，且间隔件9的厚度“d”根据屏幕的大小和分辨率确定。因此，不容易减小间隔件9的厚度。
在立体显示装置1中，间隔件9使用了热膨胀较小的材料，因此可以将由热膨胀造成的应力抑制得更小，并将延迟值抑制得更小，而无需减少间隔件9的厚度。
(比较性示例)
下面将描述比较性示例。根据比较性示例的立体显示装置1R包括间隔件9R。间隔件9R是由碱石灰(soda-lime)玻璃制成的所谓蓝色玻璃片。间隔件9R的热膨胀系数大约是9.0×10-6[K-1]。具体地，其大约是根据上述实施例的间隔件9的热膨胀系数(大约3.3×10-6[K-1])的3倍。
在使用间隔件9R情况下，例如如图10中所图示的那样，由于热膨胀，更高的温度引起了热膨胀且生成了应力分布，从而造成了在慢轴方向上的分布，例如如图11所图示的那样。根据比较性示例的间隔件9R的热膨胀系数比根据本实施例的间隔件9的热膨胀系数更高，因此光的延迟(延迟值R)更大。因此，穿过间隔件9R的光的偏振方向会显著地改变。
具体地，如图11所图示的那样，在间隔件9R的平面的角落附近的Z1至Z4部分内，偏振方向显著地发生了改变。具体地，在本示例中，如图8所图示的那样，由于偏振片207的透射轴设置在垂直方向Y上，因此进入间隔件9R的光在垂直方向Y上线性偏振。因此，已进入间隔件9R的线性偏振光变成环形偏振光，尤其是在Z1至Z4部分内，其中在慢轴方向上的分量的相位被延迟，而在快轴方向上的分量的相位被加快。
已穿过间隔件9R的光穿过液晶层104，然后进入阻挡部10内的偏振片107b。此时，例如，不仅液晶层104而且间隔件9R也改变光的偏振方向。因此，尤其是在与立体显示装置1R的显示屏中的Z1至Z4部分相对应的部分内，一部分光被阻挡，因此即便开关部11和12处于打开状态，显示屏也会变暗，且即便开关部11和12处于关闭状态光也会略微泄漏。具体地，当开关部11和12处于关闭状态时，透过率的细微差别也会被感觉为亮度不均匀性。
在本示例中，基于对比度CR的测量，估算出根据比较性示例的间隔件9R中的延迟值R大约为56[nm]。具体地，该值大约是根据以上实施例的间隔件9中延迟值R的优选值(20[nm])的3倍。因此，在如图12所示的阻挡部10中，打开状态下的透过率To变得更小，而关闭状态下的透过率Tc变得更大。
如上所述，在根据比较性示例的立体显示装置1R中，间隔件9R的热膨胀系数相对较大，因此由温度变化引起的热膨胀而产生的应力增加，从而导致延迟值R增加，其结果是会造成光的阻挡或传输不充分。
与此相反，在根据本实施例的立体显示装置1中，间隔件9的热膨胀系数很小。因此，即便当温度发生变化时，由于热膨胀而生成的应力也会很小，且延迟值R也因此会很小，使得阻挡部10有可能充分地阻挡或传输光。
[有益效果]
如上所述，在本实施例中，延迟值R优选设置为40[nm]或更少，期望设置为20[nm]或更少，因此有可能提高打开状态下的透过率To并降低关闭状态下的透过率，从而抑制图像质量下降。
另外，在本实施例中，间隔件是由热膨胀系数较小的材料配置而成，因此即便当温度发生变化时，也有可能使由热膨胀而产生的应力保持很小，且使延迟值保持很小，从而抑制图像质量下降。
[变型1]
如图5A、5B和8所示的上述实施例取消了阻挡部10中的驱动基板108的偏振片(光进入侧)，并用显示部20中的对立基板209(光发出侧)上布置的偏振片207公共地作为阻挡部10的光进入侧的偏振片，但是本发明并不局限于此。可选择地，例如如图15中所图示的那样，显示部20B中对立基板209(光发出侧)的偏振片可被省略，并且可为显示部20B中的对立基板108(光进入侧)布置偏振片103b，从而将该偏振片103b公共地作为显示部20B中光发出侧的偏振片使用。
[变型2]
在以上描述的实施例中，间隔件9使用了硼硅酸盐玻璃，但是本发明并不局限于此，可使用任何其它玻璃或塑料，只要该材料的延迟值为40[nm]或更少。
<2.应用示例>
现在将描述在本实施例中和变型中描述的立体显示装置的应用示例。
图16图示了应用根据以上描述的实施例和变型中任一种形式的立体显示装置的电视设备的外观。该电视设备具有图像显示部510，图像显示部包括面板511和滤光镜512。图像显示部510是由根据以上描述的实施例和变型的任何一个的立体显示装置构成的。
根据以上描述的实施例和变型的任何一个的立体显示装置还可应用于除以上描述的电视设备以外的任何领域的各种电子设备，例如但不限于，数码相机、笔记本个人电脑、包括移动电话等的移动终端、便携式游戏机和摄像机。换句话说，根据以上描述的实施例和变型的任何一个的立体显示装置可应用于每一个领域中用于显示图像的任何电子设备。
前面已提到过，已对可应用于电子设备的实施例和变型以及应用示例进行了描述，但是本发明并不局限于这些实施例、变型和应用示例，可进行各种变型。
例如，在以上描述的实施例、变型和应用示例中，各个组件按背光30、显示部20和阻挡部10的顺序排列，但是本发明并不局限于此顺序，可替代地，这些组件可按背光30、阻挡部10C和显示部20的顺序排列，如图17A和17B所图示的那样。在这种情况下，例如如图18中所图示的那样，可为阻挡部10C的驱动基板108(光进入侧)布置偏振片103b，而对立基板109(光发出侧)的偏振片可被省略，以便将显示部20的驱动基板208(光进入侧)的偏振片203通用为阻挡部10C的光发出侧的偏振片使用。图19图示了在根据本变型的立体显示装置1C中，当开关部12A处于打开状态(透射状态)时显示部20和液晶阻挡部10的操作示例。在本变型中，已从背光30发出的光首先进入阻挡部10。该入射光中，只有已穿过开关部12A至12D的光在显示部20中被调制，且八个透视图像被输出。
例如，在以上描述的实施例、变型和应用示例中，开关部12构成四个组(组A至组D)，但是本发明并不局限于此，开关部12可以构成三个或更少个组，或替代地五个或更多个组。
在以上描述的实施例、变型和应用示例中，每一个开关部12被配置为以时分方式在立体视觉显示过程中在打开状态和关闭状态之间转换，但是本发明并不局限于此，开关部12可在立体视觉显示操作过程中始终被保持为打开状态。
在以上描述的实施例、变型和应用示例中，显示部20显示八个透视图像，但是本发明并不局限于此，显示部20可以显示七个或更少透视图像，或替代地显示九个或更多透视图像。在以上描述的实施例、变型和应用示例中，开关部11和12被布置为沿与垂直方向Y成预定角的方向斜向地延伸，但是本发明并不局限于此。例如，开关部11和12可被形成阶梯式(阶梯阻挡系统)，或替代地，沿垂直方向Y延伸。例如，日本未经审查的专利申请公开2004-264762号中描述了阶梯阻挡系统。
在以上描述的实施例、变型和应用示例中，阻挡部10的驱动基板108(光进入侧)的偏振片被省略，但是本发明并不局限于此，替代地，也可不省略此偏振片，如在图20中所图示的那样。在这种情况下，已进入间隔件9的光的偏振方向在间隔件9中被改变，这引起了亮度变化。如果生成的慢轴的方向分布为图11中所图示的那样，则显示屏的平面上出现亮度不均匀。即便在这样的情况下，然而，有可能通过将延迟值R保持在很小的预定值或更小，而降低图像质量的亮度不均匀性并抑制图像质量的下降。
因此，可以从以上描述的本发明的示例实施例、变型和应用示例中至少获得以下配置。
(1)一种显示装置，包括：
液晶显示部，显示图像；
阻挡部，包括能够在打开状态和关闭状态之间切换的液晶阻挡；和
间隔件，其布置在液晶显示部和阻挡部之间，并具有40[nm]或更少的延迟值。
(2)根据(1)的显示装置，其中，延迟值为20[nm]或更少。
(3)根据(1)或(2)的显示装置，其中，间隔件由玻璃材料构造而成。
(4)根据(3)的显示装置，其中，玻璃材料为硼硅酸盐玻璃。
(5)根据(1)或(2)的显示装置，其中，间隔件由塑料构造而成。
(6)根据(1)至(5)任何一个的显示装置，其中，间隔件的热膨胀系数为3.3×10-6[K-1]或更小。
(7)根据(1)至(6)任何一个的显示装置，其中，
液晶显示部包括显示液晶层、第一偏振片和第二偏振片，其中液晶层布置在二者之间，
阻挡部包括阻挡液晶层和布置在阻挡液晶层上与间隔件相对的面上的第三偏振片。
(8)根据(1)至(6)任何一个的显示装置，其中，
液晶显示部包括显示液晶层和布置在显示液晶层上与间隔件相对的面上的第一偏振片，
阻挡部包括阻挡液晶层、第二偏振片和第二偏振片，其中液晶层布置在二者之间。
(9)根据(1)至(6)任何一个的显示装置，其中，
液晶显示部包括显示液晶层、第一偏振片和第二偏振片，其中液晶层布置在二者之间，
阻挡部包括阻挡液晶层、第三偏振片和第四偏振片，其中阻挡液晶层布置在二者之间。
(10)根据(1)至(9)任何一个的显示装置，其中，阻挡部包括第一组液晶阻挡和第二组液晶阻挡。
(11)根据(10)的显示装置，具有包括第一显示模式和第二显示模式在内的多个显示模式，其中，
第一显示模式允许液晶显示部显示多个透视图像，并通过允许第一组液晶阻挡保持透射状态而第二组液晶阻挡保持阻挡状态从而允许阻挡部控制来自透视图像或朝向透视图像的光束沿相应的方向前进，
第二显示模式允许液晶显示部显示单一透视图像，并通过允许第一组和第二组液晶阻挡保持透射状态从而允许阻挡部控制来自单一透视图像或朝向单一透视图像的光束穿过而不改变其方向。
(12)根据(11)的显示装置，其中，
第一组液晶阻挡被分为多个阻挡子组，
第一显示模式允许第一组液晶阻挡的每一个阻挡子组以时分方式在打开状态和关闭状态之间转换。
(13)根据(1)至(12)任何一个的显示装置，还包括背光，其中，液晶显示部被布置在背光和阻挡部之间。
(14)根据(1)至(12)任何一个的显示装置，还包括背光，其中，阻挡部被布置在背光和液晶显示部之间。
(15)一种间隔件，布置在两个偏振片之间，并具有40[nm]或更少的延迟值。
(16)一种电子设备，具有显示装置和控制器，控制器执行使用显示装置的操作控制，该显示装置包括：
液晶显示部，显示图像；
阻挡部，包括可能够在打开状态和关闭状态之间切换的液晶阻挡；和
间隔件，布置在液晶显示部和阻挡部之间，并具有40[nm]或更少的延迟值。
应注意，除非发生矛盾，否则针对显示装置的(2)至(14)的任何组合方式也可应用于针对间隔件的(15)和针对电子设备的(16)的每一个。这样的组合也被认为是根据本发明实施例的优选组合。
本发明包含的主题与2011年10月21日在日本专利局提交的日本优先权专利申请JP2011-232101所公开的主题相关，其全部内容通过引用结合到本文中。
本领域中的技术人员应理解由于设计需要以及其他因素，可以产生各种修改、组合、子组合和替代方式，只要它们在所附的权利要求书或其等同含义的范围内。

Claims (16)

1.一种显示装置，包括：
液晶显示部，用于显示图像；
阻挡部，包括能够在打开状态和关闭状态之间切换的液晶阻挡；和
间隔件，布置在所述液晶显示部与所述阻挡部之间，并具有40nm或更少的延迟值。
2.根据权利要求1的所述显示装置，其中，所述延迟值为20nm或更少。
3.根据权利要求1的所述显示装置，其中，所述间隔件是由玻璃材料构造的。
4.根据权利要求3的所述显示装置，其中，所述玻璃材料是硼硅酸盐玻璃。
5.根据权利要求1的所述显示装置，其中，所述间隔件是由塑料构造的。
6.根据权利要求1的所述显示装置，其中，所述间隔件的热膨胀系数为3.3×10-6K-1或更小。
7.根据权利要求1的所述显示装置，其中，
所述液晶显示部包括显示液晶层、第一偏振片和第二偏振片，所述液晶层布置在所述第一偏振片和所述第二偏振片之间，
所述阻挡部包括阻挡液晶层和第三偏振片，所述第三偏振片布置在所述阻挡液晶层上与所述间隔件相对的面上。
8.根据权利要求1的所述显示装置，其中，
所述液晶显示部包括显示液晶层和第一偏振片，所述第一偏振片布置在所述显示液晶层上与所述间隔件相对的面上，
所述阻挡部包括阻挡液晶层、第二偏振片和第三偏振片，所述阻挡液晶层布置在所述第二偏振片和所述第三偏振片之间。
9.根据权利要求1的所述显示装置，其中，
所述液晶显示部包括显示液晶层、第一偏振片和第二偏振片，所述显示液晶层布置在所述第一偏振片和所述第二偏振片之间，
所述阻挡部包括阻挡液晶层、第三偏振片和第四偏振片，所述阻挡液晶层布置在所述第三偏振片和所述第四偏振片之间。
10.根据权利要求1的所述显示装置，其中，所述阻挡部包括第一组液晶阻挡和第二组液晶阻挡。
11.根据权利要求10的所述显示装置，具有包括第一显示模式和第二显示模式在内的多个显示模式，其中，
所述第一显示模式允许所述液晶显示部显示多个透视图像，并通过允许所述第一组液晶阻挡保持透射状态而所述第二组液晶阻挡保持阻挡状态从而允许所述阻挡部控制来自这些透视图像或朝向这些透视图像的光束沿相应的方向行进，
所述第二显示模式允许所述液晶显示部显示单一透视图像，并通过允许所述第一组和所述第二组液晶阻挡保持透射状态从而允许所述阻挡部控制来自所述单一透视图像或朝向所述单一透视图像的光束穿过而不改变方向。
12.根据权利要求11的所述显示装置，其中，
所述第一组液晶阻挡被分为多个阻挡子组，并且
所述第一显示模式允许所述第一组液晶阻挡中的每个阻挡子组以时分方式在打开状态和关闭状态之间切换。
13.根据权利要求1的所述显示装置，还包括背光，其中，所述液晶显示部被布置在所述背光与所述阻挡部之间。
14.根据权利要求1的所述显示装置，还包括背光，其中，所述阻挡部被布置在所述背光与所述液晶显示部之间。
15.一种间隔件，其布置在两个偏振片之间，所述间隔件具有40nm或更少的延迟值。
16.一种电子设备，具有显示装置和控制器，所述控制器执行使用所述显示装置的操作控制，所述显示装置包括：
液晶显示部，用于显示图像；
阻挡部，包括能够在打开状态和关闭状态之间切换的液晶阻挡；和
间隔件，布置在所述液晶显示部与所述阻挡部之间，并具有40nm或更少的延迟值。
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