CN104105999B - 立体显示装置 - Google Patents

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Abstract

以提供能够既维持3D特性又抑制触摸面板的误动作的立体显示装置为目的。立体显示装置具备：显示面板(12)、开关液晶面板(14)、触摸面板(20)、驱动电路(16)以及RC电路(18)。开关液晶面板(14)配置于显示面板(12)的表面侧，能够实现视差屏障(38)。触摸面板(20)配置于开关液晶面板(14)的表面侧。驱动电路(16)驱动开关液晶面板(14)，实现视差屏障(38)。RC电路(18)配置于开关液晶面板(14)和驱动电路(16)之间。驱动电路(16)驱动开关液晶面板(14)时的电压的有效值为3V以上。

Description

立体显示装置
技术领域
本发明涉及具备触摸面板和开关液晶面板的立体显示装置。
背景技术
存在具备触摸面板的显示装置。在这种显示装置中，需要防止触摸面板的误动作。
在特开2010－197570号公报中，公开了一种液晶显示装置，其能抑制成为触摸面板的误动作的原因的噪声的产生。上述公报所记载的液晶显示装置具备预充电电路。预充电电路在模拟像素电压被输入到信号线前的水平消隐期间中，对所有信号线进行预充电。因此，信号线的电压不会发生急剧变化。其结果是，抑制了由液晶面板产生的噪声。
在近年来的显示装置中，存在能够使观察者看到立体图像的立体显示装置。为了在这种立体显示装置中切换2D显示和3D显示，已提出具备开关液晶面板的方案。
在具备开关液晶面板的立体显示装置中，也能够设置触摸面板。在该情况下，需要既维持3D特性又防止触摸面板的误动作。
发明内容
本发明的目的是提供能够既维持3D特性又抑制触摸面板的误动作的立体显示装置。
本发明的一个实施方式所涉及的立体显示装置具备：显示面板、开关液晶面板、触摸面板、驱动电路以及RC电路。显示面板显示合成图像，该合成图像由分割为条状的右眼用图像和左眼用图像交替排列而成。开关液晶面板配置于显示面板的表面侧，能够实现视差屏障，在该视差屏障中，透射光的透射部和遮挡光的遮光部交替排列。触摸面板配置于开关液晶面板的表面侧。驱动电路驱动开关液晶面板，实现视差屏障。RC电路配置于开关液晶面板和驱动电路之间。驱动电路驱动开关液晶面板时的电压的有效值为3V以上，且电压的有效值是通过下式定义的：
其中，V(t)表示时刻t处的驱动电压的大小，T表示驱动电压的波形的周期。
在本发明的一个实施方式所涉及的立体显示装置中，能够既维持3D特性又抑制触摸面板的误动作。
附图说明
图1是示出本发明的第1实施方式所涉及的立体显示装置的概略构成的一例的示意图。
图2是示出开关液晶面板的概略构成的一例的截面图。
图3是示出在开关液晶面板中实现的视差屏障的截面图。
图4是示出施加到开关液晶面板的电压的波形的时序图。
图5是示出亮度和角度θ的关系的坐标图。
图6是示出串扰率和角度θ的关系的坐标图。
图7是用于说明电压的有效值的坐标图。
图8是示出若电压的有效值为3V以上则串扰率为5％以下这一情况的实验数据的坐标图。
图9是示出若电压的有效值为3V以上则串扰率为5％以下这一情况的另一实验数据的坐标图。
图10是示出若电压的有效值为3V以上则串扰率为5％以下这一情况的另一实验数据的坐标图。
图11是示出第1实施方式的应用例涉及的立体显示装置所具备的开关液晶面板的概略构成的一例的截面图。
图12是示出本发明的第2实施方式涉及的立体显示装置所具备的开关液晶面板的概略构成的一例的截面图，并且是相当于图13中的XII－XII截面的截面图。
图13是图12中的XIII－XIII截面图。
图14是示出实现了在第2实施方式所采用的开关液晶面板中可实现的2种视差屏障中的一种视差屏障的状态的截面图。
图15是示出实现了在第2实施方式所采用的开关液晶面板中可实现的2种视差屏障中的另一种视差屏障的状态的截面图。
图16是示出在第2实施方式中若电压的有效值为3V以上则串扰率为5％以下这一情况的实验数据的坐标图。
图17是示出在第2实施方式中若电压的有效值为3V以上则串扰率为5％以下这一情况的另一实验数据的坐标图。
具体实施方式
本发明的一个实施方式所涉及的立体显示装置具备：显示面板、开关液晶面板、触摸面板、驱动电路以及RC电路。显示面板显示合成图像，该合成图像由分割为条状的右眼用图像和左眼用图像交替排列而成。开关液晶面板配置于显示面板的表面侧，能够实现视差屏障，在该视差屏障中，透射光的透射部和遮挡光的遮光部交替排列。触摸面板配置于开关液晶面板的表面侧。驱动电路驱动开关液晶面板，实现视差屏障。RC电路配置于开关液晶面板和驱动电路之间。驱动电路驱动开关液晶面板时的电压的有效值为3V以上(第1构成)。
在第1构成中，驱动电路驱动开关液晶面板，从而实现视差屏障。显示面板所显示的合成图像被视差屏障分离。从而，观察者的右眼仅有右眼用图像到达，观察者的左眼仅有左眼用图像到达。其结果是，能够使观察者看到立体图像。
RC电路配置在开关液晶面板和驱动电路之间。因此，能够使驱动开关液晶面板时的电压波形钝化。其结果是，触摸面板不易受到噪声的影响。
若使驱动开关液晶面板时的电压波形钝化，则电压的有效值下降。若电压的有效值下降，则难以得到遮光部的遮挡光的效果。也就是说，视差屏障的遮光特性下降。其结果是，无法得到充分的3D特性。
在此，在第1构成中，驱动开关液晶面板时的电压的有效值设定为3V以上。因此，能够抑制视差屏障的遮光特性的下降。其结果是，能够维持作为目标的3D特性。
第2构成是：在第1构成中，开关液晶面板具备一对基板、液晶层、共用电极以及第1驱动电极。液晶层封入在一对基板间。共用电极形成于一对基板中的一方基板。第1驱动电极在一对基板中的另一方基板上形成有多个。驱动电极将与施加到共用电极的电压不同的电压施加到第1驱动电极，从而实现遮光部。
第3构成是：在第2构成中，具备第1辅助电极。第1辅助电极在另一方基板上形成有多个，与第1驱动电极交替配置。共用电极具备第2驱动电极和第2辅助电极。第2驱动电极在一方基板上形成有多个。第2辅助电极在一方基板上形成有多个，与第2驱动电极交替配置。在从正面观看开关液晶面板时，第1驱动电极与第2驱动电极正交。在驱动电路将与第2驱动电极和第2辅助电极不同的电压施加到第1驱动电极时，实现第1遮光部。在驱动电路将与第1驱动电极和第1辅助电极不同的电压施加到第2驱动电极时，实现与第1遮光部正交的第2遮光部。
在该情况下，在纵横均可对应的立体显示装置中，能够实现触摸传感功能。
第4构成是：在第2构成中，一方基板配置于触摸面板侧。在从正面观看开关液晶面板时，共用电极与整个液晶层重叠。RC电路具备电容器。电容器的一端连接于共用电极，另一端接地。
在该情况下，共用电极作为屏蔽发挥功能。因此，触摸面板不易受到驱动开关液晶面板时产生的噪声的影响。此外，电容器的一端连接于共用电极包含：电容器的一方电极是共用电极的情况和经由连接于共用电极的配线而连接的情况。
第5构成是在第4构成中，电容器是包含共用电极而实现的。在该情况下，由共用电极实现电容器的一方电极。因此，能够减少部件件数。
第6构成是：在第1构成～第5构成的任一构成中，的RC电路的截止频率设定为触摸面板的驱动频率以下。在该情况下，触摸面板不易受到噪声的影响。
第7构成是：在第6构成中，截止频率设定为驱动频率的70％以下。在该情况下，触摸面板更不易受到噪声的影响。
第8构成是：在第2或第3构成中，一对基板中的配置于触摸面板侧的基板作为触摸面板的基底基板发挥功能。在该情况下，能够使立体显示装置变薄。
下面，参照附图来说明本发明的更具体的实施方式。对图中相同或相当的部分标注同一附图标记，不重复其说明。此外，在以下所参照的附图中，为了使说明容易理解，将构成简化或示意化而示出，或者将一部分构成构件省略。另外，各图所示的构成构件间的尺寸比并不一定表示实际的尺寸比例。
[第1实施方式]
参照图1来说明本发明的第1实施方式所涉及的立体显示装置10。立体显示装置10例如用于便携电话、便携信息终端、游戏机、数码相机等。
[整体构成]
立体显示装置10具备：显示面板12、开关液晶面板14、驱动电路16、RC电路18以及触摸面板20。RC电路18包含电阻22和电容器24。
[显示面板]
显示面板12只要能显示用于立体视的图像(右眼用图像和左眼用图像)即可，没有特别限定。显示面板12例如可以是液晶面板，也可以是等离子体显示面板、有机EL(ElectroLuminescence：电致发光)面板、无机EL面板等。
显示面板12具有多个像素。多个像素例如矩阵状配置。
在显示面板12中，显示映到观察者的右眼的图像(右眼用图像)的像素的列和显示映到观察者的左眼的图像(左眼用图像)的像素的列在显示面板12的水平方向(横方向)上交替配置。也就是说，右眼用图像和左眼用图像分别按每个像素列(条状)被分割。并且，显示面板12显示将这些分割为条状的右眼用图像和左眼用图像交替排列而成的合成图像。
此外，虽未图示，但显示面板12连接有驱动显示面板12的驱动器。
[开关液晶面板]
开关液晶面板14配置于显示面板12的表面侧。开关液晶面板14能够实现视差屏障。在视差屏障中，透射光的透射部和遮挡光的遮光部交替排列。显示面板12所显示的合成图像被视差屏障分离。其结果是，观察者的右眼仅有右眼用图像到达，观察者的左眼仅有左眼用图像到达。
参照图2来说明开关液晶面板14。开关液晶面板14具备：一对基板26、28和封入在这些基板26、28间的液晶层30。
基板26、28只要具有透光性即可，没有特别限定。基板26、28例如是无碱玻璃基板。
液晶层30由密封构件32封入在一对基板26、28间。液晶的动作模式例如是TN模式。
基板26形成有共用电极34。共用电极34只要是透明的导电膜即可，没有特别限定。共用电极34例如是氧化铟锡膜。在从正面观看开关液晶面板14时，共用电极34与整个液晶层30重叠。也就是说，共用电极34形成在与形成视差屏障的整个区域重叠的区域。
在基板28上形成有多个驱动电极(第1驱动电极)36。多个驱动电极36各自在开关液晶面板14的垂直方向(纵方向)上以大致恒定的宽度延伸。多个驱动电极36在开关液晶面板14的水平方向(横方向)上等间隔地排列。
[驱动电路]
驱动电路16驱动开关液晶面板14，实现视差屏障。参照图3来说明在开关液晶面板14中实现的视差屏障38。
在实现视差屏障38的情况下，驱动电路16将与施加到共用电极34的电压不同的电压施加到驱动电极36。从而，存在于驱动电极36和共用电极34之间的液晶分子的取向发生变化。因此，在从正面观看开关液晶面板14时，与驱动电极36对应的部分作为遮光部发挥功能，相邻的2个遮光部40之间的部分作为透射部42发挥功能。其结果是，在开关液晶面板14中，实现了遮光部40和透射部42交替排列的视差屏障38。并且，由于实现了视差屏障38，显示面板12所显示的合成图像被分离。其结果是，观察者的右眼仅有右眼用图像到达，观察者的左眼仅有左眼用图像到达。
作为对实现视差屏障38时的电极34、36施加电压的方法，例如可以是使施加到驱动电极36的电压和施加到共用电极34的电压为相反相位的方法，也可以是对驱动电极36施加电压并且使共用电极34接地的方法。
此外，在图2所示的例子中，驱动电路16设置于基板28上，驱动电路16也可以不设置在基板28上。
[RC电路]
RC电路18(参照图1)配置于开关液晶面板14和驱动电路16之间。RC电路18使施加到开关液晶面板14的电压的波形钝化。
RC电路18所具有的电阻22(参照图1)由用于对开关液晶面板14施加电压的配线(用于对共用电极34和驱动电极36之间施加电压的配线)实现。该配线例如包含形成在基板28上的引出配线。
RC电路18所具有的电容器24(参照图1)连接于用于对开关液晶面板14施加电压的配线。在该配线包含形成在基板28上的引出配线的情况下，电容器24的一端连接于形成在基板上的引出配线。电容器24的另一端接地。对于使电容器24的另一端接地的方法，没有特别限定。电容器24的另一端例如经由驱动电路16的接地线接地。
电容器24的电容是考虑到RC电路18的截止频率而设定的。截止频率设定为触摸面板20的驱动频率以下，优选设定为触摸面板20的驱动频率的70％以下。从而，在由于例如温度变化等而引起触摸面板20的驱动频率发生变化的情况下，触摸面板20也不易受到噪声的影响。
[触摸面板]
触摸面板20配置于开关液晶面板14的表面侧。触摸面板20只要能检测出触摸位置即可，没有特别限定。触摸面板20例如是静电电容型触摸面板。
在图2所示的例子中，触摸面板20的基底基板由开关液晶面板14的基板26实现。也就是说，在触摸面板20是静电电容型触摸面板的情况下，如图2所示，在基板26上形成有触摸电极44。触摸电极44被保护膜46覆盖。
此外，虽未图示，但触摸面板20连接有控制触摸面板20的控制器。
在立体显示装置10中，由于实现了视差屏障38，显示面板12所显示的合成图像被分离。从而，观察者的右眼仅有右眼用图像到达，观察者的左眼仅有左眼用图像到达。其结果是，观察者不使用特殊的眼镜就能够看到立体图像。
在此，在开关液晶面板14和驱动电路16之间配置有RC电路18。因此，如图4所示，能够使施加到开关液晶面板14的电压的波形钝化。其结果是，触摸面板20不易受到噪声的影响。
若使施加电压的波形钝化，则电压的有效值下降。若电压的有效值下降，则难以得到遮光部40的遮挡光的效果。也就是说，视差屏障38的遮光特性下降。其结果是，串扰率变高，得不到充分的3D特性。
串扰率表示：例如在开关液晶面板14中实现了视差屏障38的状态下，在使左眼用图像的像素和右眼用图像的像素的其中一方进行白显示、另一方进行黑显示时，黑显示电平相对于背景成分(两者均为黑显示)有多大程度的增加。串扰率为以下指标：其表示对于右眼用图像和左眼用图像的其中一方来说，另一方映入多大程度。
串扰率是基于下式(1)、(2)定义的。
LXT＝{(BL(η)－CL(η))/(AL(η)－CL(η))}×100··(1)
RXT＝{(AR(η)－CR(η))/(BR(η)－CR(η))}×100··(2)
LXT表示左眼的串扰率，RXT表示右眼的串扰率是。η表示上述的角度η。如图5所示，AL(η)表示曲线G1中映到左眼的图像的亮度，AR(η)表示曲线G1中映到右眼的图像的亮度，BL(η)表示曲线G2中映到左眼的图像的亮度，BR(η)表示曲线G2中映到右眼的图像的亮度，CL(η)表示曲线G3中映到左眼的图像的亮度，CR(η)表示曲线G3中映到右眼的图像的亮度。如图6所示，由上述的式(1)、(2)得到的串扰率在视点(eye point)(角度η＝±η0)处为极小。以下，串扰率是指视点处的串扰率。一般来说，串扰率越低，越能得到良好的3D显示，也越能够减小对人体的影响。
在此，施加到开关液晶面板14的电压的有效值设定为3V以上。从而，能够抑制视差屏障38的遮光特性的下降。也就是说，能够降低串扰率。其结果是，能够维持作为目标的3D特性。
电压的有效值相当于图7中用斜线示出的部分的面积。电压的有效值是通过以下的式(3)定义的。
数1
在此，V(t)表示时刻t处的驱动电压的大小。T表示驱动电压的波形的周期。
要使电压的有效值为3V以上，只要满足以下的式(4)即可。
数2
如图8～图10所示，若电压的有效值为3V以上，则串扰率为5％以下。一般来说，只要串扰率为5％以下，就能得到良好的3D显示。
图8和图10是示出对以下的具有液晶的开关液晶面板14进行的实验的数据的坐标图。在该实验中，液晶的动作模式为TN模式，且为常白模式。液晶的迟滞(retardation)是在示出常白模式中的迟滞和光透射率的关系的曲线中成为第1个极大值的值。
图9是示出对以下的具有液晶的开关液晶面板14进行的实验的数据的坐标图。在该实验中，液晶的动作模式为TN模式，且为常白模式。液晶的迟滞是在示出常白模式中的迟滞和光透射率的关系的曲线中成为第2个极大值的值。
在图8～图10中，虚线表示右眼的视点处的串扰率，实线表示左眼的视点处的串扰率。
如图8～图10所示，不论在哪种情况下，只要电压的有效值为3V以上，则串扰率为5％以下。
[第1实施方式的应用例]
电容器24的一端不需要连接于用于对共用电极34和驱动电极36之间施加电压的配线。例如，如图11所示，电容器24的一端也可以连接于共用电极34。
[第2实施方式]
在本实施方式中，与第1实施方式相比，开关液晶面板不同。如图12和图13所示，在本实施方式的开关液晶面板50中，在基板28上形成有辅助电极(第1辅助电极)52。辅助电极52以规定的宽度尺寸在开关液晶面板50的纵方向上延伸。辅助电极52配置于相邻的2个驱动电极(第1驱动电极)36之间。也就是说，驱动电极36和辅助电极52交替排列。辅助电极52只要是透明的导电膜即可，没有特别限定。辅助电极52例如是氧化铟锡膜。
另外，在本实施方式的开关液晶面板50中，在基板26上没有形成共用电极34。而是驱动电极(第2驱动电极)54和辅助电极(第2辅助电极)56交替排列。这些电极54、56排列的方向与形成在基板28上的电极36、52排列的方向正交。驱动电极54和辅助电极56以大致恒定的宽度尺寸在开关液晶面板50的横方向上延伸。驱动电极54和辅助电极56只要是透明的导电膜即可，没有特别限定。驱动电极54和辅助电极56例如是氧化铟锡膜。
在开关液晶面板50中以如下方式实现视差屏障。
参照图14来说明视差屏障58。在实现视差屏障58的情况下，将辅助电极52、驱动电极54(参照图13)以及辅助电极56设为相同电位(例如0V)，将驱动电极36设为与这些电极52、54、56不同的电位(例如5V)。从而，存在于驱动电极36与作为共用电极发挥功能的驱动电极54及辅助电极56之间的液晶分子的取向发生变化。因此，在从正面观看开关液晶面板50时，与驱动电极36对应的部分作为遮光部60发挥功能，相邻的2个遮光部60之间的部分作为透射部62发挥功能。其结果是，在开关液晶面板50中，实现了遮光部60和透射部62交替排列的视差屏障58。
在实现视差屏障58时，作为对各电极36、52、54、56施加电压的方法，例如可以是将对驱动电极36施加的电压和对其它电极52、54、56施加的电压设为相反相位的方法，也可以是对驱动电极36施加电压并且使其它电极52、54、56接地的方法。
在本实施方式中，能够实现与视差屏障58不同的视差屏障。
参照图15来说明视差屏障64。在实现视差屏障64的情况下，将辅助电极56、驱动电极36(图12参照)以及辅助电极52设为相同电位(例如0V)，将驱动电极54设为与这些电极36、52、56不同的电位(例如5V)。从而，存在于驱动电极54与作为共用电极发挥功能的驱动电极36及辅助电极52之间的液晶分子的取向发生变化。因此，在从正面观看开关液晶面板50时，与驱动电极54对应的部分作为遮光部66发挥功能，相邻的2个遮光部66之间的部分作为透射部68发挥功能。其结果是，在开关液晶面板50中，实现了遮光部66和透射部68交替排列的视差屏障64。
在此，在视差屏障64中遮光部66和透射部68交替排列的方向与在视差屏障58中遮光部60和透射部62交替排列的方向正交。
在实现视差屏障64时，作为对各电极36、52、54、56施加电压的方法，例如可以是将对驱动电极54施加的电压和对其它电极36、52、56施加的电压设为相反相位的方法，也可以是对驱动电极54施加电压并且使其它电极36、52、56接地的方法。
在本实施方式中，能够实现2种视差屏障58、64。在视差屏障64中遮光部66和透射部68交替排列的方向与在视差屏障58中遮光部60和透射部62交替排列的方向正交。因此，在本实施方式中，能够实现纵横均可对应的立体显示装置。
如图16和图17所示，在本实施方式中也是：只要电压的有效值为3V以上，则串扰率为5％以下。
图16和图17是示出对以下的具有液晶的开关液晶面板50进行的实验的数据的坐标图。在该实验中，液晶的动作模式为TN模式，且为常白模式。液晶的迟滞是在示出常白模式中的迟滞和光透射率的关系的曲线中成为第1个极大值的值。
在图16和图17中，虚线表示右眼的视点处的串扰率，实线表示左眼的视点处的串扰率。
如图16和图17所示，在本实施方式中也是：只要电压的有效值为3V以上，则串扰率为5％以下。
以上，详述了本发明的实施方式，但这些不过是示例，本发明完全不被上述的实施方式所限定。

Claims (7)

1.一种立体显示装置，其特征在于，
具备：
显示面板，其显示合成图像，该合成图像由分割为条状的右眼用图像和左眼用图像交替排列而成；
开关液晶面板，其配置于上述显示面板的表面侧，能实现视差屏障，在该视差屏障中，透射光的透射部和遮挡光的遮光部交替排列；
触摸面板，其配置于上述开关液晶面板的表面侧；
驱动电路，其驱动上述开关液晶面板，实现上述视差屏障；以及
RC电路，其配置于上述开关液晶面板和上述驱动电路之间，
上述驱动电路驱动上述开关液晶面板时的电压的有效值为3V以上，且电压的有效值是通过下式定义的：
∫ 0 T 2 V ( t ) d t
其中，V(t)表示时刻t处的驱动电压的大小，T表示驱动电压的波形的周期。
2.根据权利要求1所述的立体显示装置，其特征在于，
上述开关液晶面板具备：
一对基板；
液晶层，其封入在上述一对基板间；
共用电极，其形成于上述一对基板中的一方基板；以及
第1驱动电极，其在上述一对基板中的另一方基板上形成有多个，
上述驱动电路将与施加到上述共用电极的电压不同的电压施加到上述第1驱动电极，从而实现上述遮光部。
3.根据权利要求2所述的立体显示装置，其特征在于，
还具备：第1辅助电极，其在上述另一方基板上形成有多个，与上述第1驱动电极交替配置，
上述共用电极具备：
第2驱动电极，其在上述一方基板上形成有多个；以及
第2辅助电极，其在上述一方基板上形成有多个，与上述第2驱动电极交替配置，
在从正面观看上述开关液晶面板时，上述第1驱动电极与上述第2驱动电极正交，
上述驱动电路
在将与上述第2驱动电极和上述第2辅助电极不同的电压施加到上述第1驱动电极时，实现第1遮光部，
在将与上述第1驱动电极和上述第1辅助电极不同的电压施加到上述第2驱动电极时，实现与上述第1遮光部正交的第2遮光部。
4.根据权利要求2所述的立体显示装置，其特征在于，
上述一方基板配置于上述触摸面板侧，
在从正面观看上述开关液晶面板时，上述共用电极与整个上述液晶层重叠，
上述RC电路具备电容器，
上述电容器的一端连接于上述共用电极，另一端接地。
5.根据权利要求1～4中的任一项所述的立体显示装置，其特征在于，
上述RC电路的截止频率设定为上述触摸面板的驱动频率以下。
6.根据权利要求5所述的立体显示装置，其特征在于，
上述截止频率设定为上述驱动频率的70％以下。
7.根据权利要求2或3所述的立体显示装置，其特征在于，
上述一对基板中的配置于上述触摸面板侧的基板作为上述触摸面板的基底基板发挥功能。
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