JP2007264084A - Display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、表示装置に関し、特に、第1の観察領域に第1の画像を提供し、第2の観察領域に第2の画像を提供する表示装置に関する。 The present invention relates to a display device, and more particularly, to a display device that provides a first image in a first observation region and a second image in a second observation region.
従来より、テレビ受像機や情報機器等に搭載される表示装置として、表示用の液晶パネル(LCD;Liquid Crystal Display,以降、「LCD」と略称する)を用いた液晶表示装置等が知られている。液晶表示装置等の表示装置に関しては、第1の観察領域に第1の画像を提供し、第2の観察領域に第2の画像を提供する2画面表示が知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, as a display device mounted on a television receiver, an information device, or the like, a liquid crystal display device using a display liquid crystal panel (LCD; Liquid Crystal Display, hereinafter abbreviated as “LCD”) is known. Yes. As for a display device such as a liquid crystal display device, a two-screen display is known in which a first image is provided in a first observation region and a second image is provided in a second observation region.
次に、2画面表示を行う従来例に係る表示装置について、図面を参照して説明する。図7は、従来例に係る表示装置を説明する断面図である。図7に示すように、表示装置100には、第1の画像を表示する第1の画素列10Aと第2の画像を表示する第2の画素列10Bとが交互に配置されてなる表示パネル10が配置されている。ここで、第1及び第2の画素列10A,10Bは、例えば液晶層を備えた画素からなる。また、第1及び第2の画素列10A,10Bの各画素間には、いわゆるブラックマトリクス11が形成されている。そして、表示パネル10の上方には、不図示のガラス基板等の透明基板を介して、遮光機能を有した金属もしくは樹脂等からなる遮光板50が配置されている。遮光板50は、第1の画素列10A及び第2の画素列10Bに対して平行に交互に延びる遮光部51及び開口部52を備えている。
Next, a conventional display device that performs two-screen display will be described with reference to the drawings. FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a display device according to a conventional example. As shown in FIG. 7, in the
次に、上記構成により2画面表示が実現される仕組みについて説明する。図7に示すように、表示パネル10の真正面の位置Cの左側に存在する第1の観察領域Aには、遮光板50の開口部52を通して第1の画素列10Aから第1の画像が提供される。このとき、第2の画素列10Bの第2の画像は、遮光板50の遮光部51により遮られるため、第1の観察領域Aには提供されない。
Next, a mechanism for realizing two-screen display with the above configuration will be described. As shown in FIG. 7, the first image is provided from the
一方、表示パネル10の真正面の位置Cの右側に存在する第2の観察領域Bには、遮光板50の開口部52を通して第2の画素列10Bから第2の画像が提供される。このとき、第1の画素列10Aの第1の画像は、遮光板50の遮光部51により遮られるため、第2の観察領域Bには提供されない。こうして、第1の観察領域Aに第1の画像を提供し、第2の観察領域Bに第2の画像を提供する2画面表示が行われる。
On the other hand, a second image is provided from the
なお、本願に関連する技術文献としては、以下の特許文献が挙げられる。
しかしながら、上述した表示装置による2画面表示では、表示パネル10を、その真正面の位置Cから観察した場合、第1及び第2の画像が重畳してなる2重像が発生していた。即ち、第1の画像と第2の画像との識別ができなくなり、2画面表示の表示品位が低下していた。
However, in the two-screen display by the above-described display device, when the
そこで本発明は、第1の観察領域に第1の画像を提供し、第2の観察領域に第2の画像を提供する表示装置において、表示パネルの真正面の位置における2重像を抑止するものである。 Accordingly, the present invention provides a display device that provides a first image in a first observation area and provides a second image in a second observation area, and suppresses a double image at a position directly in front of the display panel. It is.
本発明の表示装置は、第1の観察領域に第1の画像を提供し、第2の観察領域に第2の画像を提供する表示装置であって、第1の画像を表示する第1の画素列と第2の画像を表示する第2の画素列とが交互に配置されてなる表示パネルと、表示パネルの上方に配置され、屈折光学素子及び液晶層を有し入射光の屈折の状態を切り替える屈折制御部と、屈折制御部の上方に配置され、第1の画素列及び第2の画素列に平行に交互に延びる遮光部及び透過部を有した遮光板と、を備えることを特徴とする。また、本発明の表示装置は、上記構成に加えて、表示パネルの向きを検出する検出器を備え、検出器の検出結果に応じて、屈折制御部の液晶層の屈折率が変化することを特徴とする。 The display device of the present invention is a display device that provides a first image in a first observation region and provides a second image in a second observation region, the first device displaying a first image. A display panel in which pixel columns and second pixel columns for displaying a second image are alternately arranged, and a refraction state of incident light which is disposed above the display panel and has a refractive optical element and a liquid crystal layer And a light-shielding plate that is disposed above the refraction-control part and has a light-shielding part and a transmission part that alternately extend in parallel to the first pixel row and the second pixel row. And In addition to the above configuration, the display device of the present invention includes a detector that detects the orientation of the display panel, and the refractive index of the liquid crystal layer of the refraction control unit changes according to the detection result of the detector. Features.
本発明の表示装置によれば、第1の観察領域に第1の画像を提供し、第2の観察領域に第2の画像を提供する表示装置において、表示パネルの真正面の位置における第1及び第2の画像からなる2重像を抑止し、従来例に比して2画面表示の表示品位を向上させることができる。さらに、表示パネルの向きに応じて、第1の観察領域及び第2の観察領域の位置を移動することができる。 According to the display device of the present invention, in the display device that provides the first image in the first observation region and provides the second image in the second observation region, the first and the first images at the position in front of the display panel are provided. The double image consisting of the second image can be suppressed and the display quality of the two-screen display can be improved as compared with the conventional example. Furthermore, the positions of the first observation region and the second observation region can be moved according to the orientation of the display panel.
次に、本発明の実施形態に係る表示装置について図面を参照して説明する。図1は、本発明の実施形態に係る表示装置を説明する平面図である。図1(A)、図1(B)及び図1(C)には、それぞれ、後述する表示パネル10、それに重畳する屈折制御部30、及び遮光板40が別個に示されている。また、図2は、図1のX−X線に沿った断面図を示している。即ち、図2では、後述する第1の画素列10A及び第2の画素列10Bと直交する方向の断面を示している。なお、図2は、後述する屈折制御部30が入射光を屈折させない第1の状態となる場合を示している。また、図1及び図2では、図7に示したものと同一の構成要素については同一の符号を付して説明を行う。
Next, a display device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view for explaining a display device according to an embodiment of the present invention. 1A, 1B, and 1C, a
図1及び図2に示すように、表示装置1には、第1の画像を表示する第1の画素列10Aと第2の画像を表示する第2の画素列10Bとが交互に配置されてなる表示パネル10が配置されている。第1及び第2の画素列10A,10Bの各画素間には、いわゆるブラックマトリクス11が配置されている。ここで、第1及び第2の画素列10A,10Bは、例えば液晶層を備えた画素からなる。もしくは、第1及び第2の画素列10A,10Bは、液晶層を備えた画素に限定されず、その他の画素、例えば有機エレクトロルミネセンス素子を発光素子として備えた画素からなるものであってもよい。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
また、表示パネル10の真正面の位置C1の左側に、第1の画像が提供される第1の観察領域Aが存在し、表示パネル10の真正面の位置C1の右側に、第2の画像が提供される第2の観察領域Bが存在している。表示パネル10の真正面の位置C1とは、第1及び第2の画素列10A,10Bと直交する方向で表示パネル10を略2分割する線上の鉛直線上の位置もしくはその近傍を意味する。
In addition, a first observation area A where the first image is provided exists on the left side of the position C1 directly in front of the
また、表示パネル10と第1の観察領域A及び第2の観察領域Bとの間において、表示パネル10の上方に、不図示のガラス基板等の透明基板を介して屈折制御部30が配置されている。後述するように、屈折制御部30は、屈折光学素子31P及び液晶層LCを備え、入射光を屈折させない第1の状態と、入射光を屈折させる第2の状態とを切り替えることができる。この屈折制御部30の屈折の状態の切換により、第1の観察領域A及び第2の観察領域Bを移動することができる。なお、図2では、屈折制御部30は簡略化されて模式的に示されており、その詳細な構成については後述する。
Further, between the
また、屈折制御部30の上方には、不図示のガラス基板等の透明基板を介して、遮光機能を有した金属もしくは樹脂からなる遮光板40が配置されている。遮光板40は、第1の画素列10A及び第2の画素列10Bに対して平行に交互に延びる遮光部41及び開口部42を備えている。
A
次に、屈折制御部30の詳細について、図面を参照して説明する。図3は、本発明の実施形態に係る表示装置を説明する断面図であり、図2の屈折制御部30の拡大図である。図3に示すように、屈折制御部30は、屈折光学素子31Pが形成された透明シート31を備えている。ここで、屈折光学素子31Pは、第1の画素列10A及び第2の画素列10Bに平行に延びる三角柱状のプリズムとして構成される。屈折光学素子31Pの底面以外の一方の面は、表示パネル10に対して垂直となるものであり、他方の面は、表示パネル10に対して傾斜面31Sとなっている。また、屈折光学素子31Pは、その底面の幅が第1の画素列10A及び第2の画素列10Bの各幅以下になるように形成される。また、屈折光学素子31Pは、透明シート31と同一材料により一体形成されるか、もしくは、透明シート31と同一もしくは略同一の屈折率を有した材料により別個に形成される。屈折光学素子31P及び透明シート31は、ポリマー等の透明樹脂材料、もしくはガラス材料からなる。
Next, details of the
また、透明シート31には、屈折光学素子31Pの表面を覆う第1の透明電極32が形成されている。第1の透明電極32は、例えばITO( Indium Tin Oxide )からなる。また、第1の透明電極32には、液晶層LCの液晶分子を配向する不図示の第1の配向膜が形成されている。
The
また、透明シート31に対向して、不図示のスペーサを介して液晶層LCを挟む透明基板33が配置されている。透明基板33は、透明シート31及び屈折光学素子31Pと同一もしくは略同一の屈折率を有する材料からなり、例えば透明樹脂もしくはガラス材料からなる。透明基板33には、その表面を覆う第2の透明電極34が配置されている。第2の透明電極34は、例えばITO( Indium Tin Oxide )からなる。また、第2の透明電極34には、液晶層LCの液晶分子を配向する不図示の第2の配向膜が形成されている。
Further, a
さらに、屈折制御部30の第1の透明電極32及び第2の透明電極34には、それらに対する印加電圧を制御する制御回路CNTが接続されている。この制御回路CNTは、液晶層LCの屈折率が透明シート31の屈折率と等しくなる第1の状態、もしくは液晶層LCの屈折率が透明シート31の屈折率と異なる第2の状態のいずれかの状態となるように、第1の透明電極32及び第2の透明電極34に対する印加電圧を制御する。
Further, a control circuit CNT that controls an applied voltage to the first
ここで、上記屈折率の等しくなる状態とは、液晶層LCと透明シート31の界面で入射光の屈折が生じない程度に上記屈折率が略等しくなる状態も含むものとする。また、上記屈折率の異なる状態とは、液晶層LCと透明シート31の界面で入射光の屈折が生じる程度に上記屈折率が異なる状態を意味する。これらの屈折率の異同の定義は、以降の説明についても適用されるものとする。
Here, the state where the refractive index is equal includes the state where the refractive index is substantially equal to the extent that refraction of incident light does not occur at the interface between the liquid crystal layer LC and the
なお、液晶層LCの液晶分子は、特に限定されないが、例えばネマティック液晶分子であるものとする。また、図示しないが、液晶層LCの液晶分子は、第1の透明電極32及び第2の透明電極34に電圧が印加されない状態において、液晶層LCの屈折率と透明シート31の屈折率とが等しくなるように、不図示の第1の配向膜及び第2の配向膜によって配向されているものとする。
Note that the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer LC are not particularly limited, but are, for example, nematic liquid crystal molecules. Although not shown, the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer LC have a refractive index of the liquid crystal layer LC and a refractive index of the
上記構成において、第1の状態では、制御回路CNTにより、第1の透明電極32及び第2の透明電極34には電圧が印加されない。このとき、透明シート31の屈折光学素子31Pの屈折率と、液晶層LCの屈折率とは等しいことから、屈折制御部30への入射光は屈折光学素子31Pと液晶層LCの界面で屈折されることはない。即ち、屈折制御部30は単に第1の画像及び第2の画像を透過させる透明基板として機能する。
In the above configuration, in the first state, no voltage is applied to the first
他方、第2の状態では、制御回路CNTにより、透明シート31の屈折光学素子31Pの屈折率と液晶層LCの屈折率が第1の状態に比して異なるように、第1の透明電極32及び第2の透明電極34に対して電圧が印加される。このとき、透明シート31の屈折光学素子31Pの屈折率と、液晶層LCの屈折率とが異なることから、屈折制御部30への入射光は、屈折光学素子31Pと液晶層LCの界面で屈折される。即ち、屈折制御部30は第1の画像及び第2の画像を左右いずれかの方向に屈折させる機能を有する。図3では、屈折光学素子31Pの傾斜面31Sが右側に形成されていることから、第1の画像及び第2の画像は右側に屈折される。
On the other hand, in the second state, the first
次に、上記構成により2画面表示が実現される仕組みについて図2及び図4を参照して説明する。図4は、図2と同様に図1のX−X線に沿った断面図であるが、屈折制御部30が入射光を屈折させる第2の状態となる場合を示している。
Next, a mechanism for realizing the two-screen display with the above configuration will be described with reference to FIGS. 4 is a cross-sectional view along the line XX in FIG. 1 as in FIG. 2, but shows a case where the
最初に、第1の状態について説明する。図2に示すように、第1の状態における屈折制御部30は単に第1の画像及び第2の画像を透過させる透明基板として機能する。そして、第1の観察領域Aには、遮光板40の開口部42を通して、第1の画素列10Aから第1の画像が提供される。このとき、第2の画素列10Bの第2の画像は、遮光板40の遮光部41により遮られるため、第1の観察領域Aには提供されない。
First, the first state will be described. As shown in FIG. 2, the
一方、第2の観察領域Bには、遮光板40の開口部42を通して、第2の画素列10Bから第2の画像が提供される。このとき、第1の画素列10Aの第1の画像は、遮光板40の遮光部41により遮られるため、第2の観察領域Bには提供されない。こうして、第1の観察領域Aに第1の画像を提供し、第2の観察領域Bに第2の画像を提供する2画面表示が行われる。ただし、表示パネル10の真正面の位置C1では、第1の画像及び第2の画像からなる2重像が観察される。
On the other hand, in the second observation region B, the second image is provided from the
次に、第2の状態について説明する。図4に示すように、第2の状態における屈折制御部30への入射光は、屈折光学素子31Pの傾斜面31Sの側に向かって屈折される。そのため、遮光板40の開口部42を通る第1の画像及び第2の画像は、第1の状態に比して右側に提供され、第1の観察領域A及び第2の観察領域Bは、表示パネル10の真正面の位置C1よりも右側に移動する。即ち、表示パネル10の真正面の位置C1では、第1の画像が提供される第1の観察領域Aとなり、第1の状態でみられたような2重像は観察されない。言い換えれば、第1の状態及び第2の状態を切り替えることにより、第1の観察領域A及び第2の観察領域Bを移動させることができる。
Next, the second state will be described. As shown in FIG. 4, the incident light on the
このような第1の状態と第2の状態の切換は任意に行うことができるが、次に示すように、表示パネル10の向きに応じて自動的に切り替えられてもよい。図5は、本発明の実施形態に係る表示装置を説明する上面図であり、表示装置1と第1の観察領域A及び第2の観察領域Bの配置関係を、それらの上方からみている。図5(A)は第1の状態に対応しており、図5(B)は第2の状態に対応している。
Switching between the first state and the second state can be arbitrarily performed, but may be automatically switched according to the orientation of the
図5(A)に示すように、表示装置1には、その左右方向の向きを検出する検出器DTCが接続されている。第1の状態では、表示パネル10の真正面の位置C1には、第1の観察者OB1及び第2の観察者OB2のいずれも存在しない。第1の観察者OB1は、第1の観察領域Aに存在し、第1の画像を観察している。また、第2の観察者OB2は、第2の観察領域Bに存在し、第2の画像を観察している。
As shown in FIG. 5A, the
そして、図5(B)に示すように、表示パネル10の真正面の位置C1上に第1の観察者OB1が存在するように、表示パネル10の向きが変えられると、第1の観察者OB1は、第1の画像及び第2の画像からなる2重像を観察することになる。
Then, as shown in FIG. 5B, when the orientation of the
そこで、第2の状態に切り替えるべく、表示パネル10の向きの変化分に対応した角θを検出器DTCが検出する。そして、この検出器DTCの検出結果に応じて、制御回路CNTにより、屈折制御部30の状態を、第1の状態から第2の状態に切り替える。即ち、制御回路CNTは、上述したものと同様に、液晶層LCの屈折率が透明シート31の屈折率と異なるように、第1の透明電極32及び第2の透明電極34に対する印加電圧を制御する。こうして、第1の観察者OB1は、表示パネル10の真正面の位置C1においても、移動した第1の観察領域Aに存在することになり、第1の画像を観察することができる。
Therefore, the detector DTC detects the angle θ corresponding to the change in the orientation of the
なお、上記実施形態では、屈折制御部30の液晶層LCの液晶分子は、第1の透明電極32及び第2の透明電極34に電圧が印加されない状態において、液晶層LCの屈折率と透明シート31の屈折率とが等しくなるように配向されているものとしたが、本発明はこれに限定されない。即ち、液晶分子は、上記とは逆に、第1の透明電極32及び第2の透明電極34に電圧が印加されない状態において、液晶層LCの屈折率と透明シート31の屈折率とが異なるように配向されていてもよい。この場合、第1の状態では、第1の透明電極32及び第2の透明電極34に対して、液晶層LCの屈折率と透明シート31の屈折率とが等しくなるように印加電圧が制御される。他方、第2の状態では、第1の透明電極32及び第2の透明電極34に対して、液晶層LCの屈折率と透明シート31の屈折率とが異なるように印加電圧が制御される。
In the above embodiment, the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer LC of the
また、上記実施形態では、屈折制御部30は、第2の状態における第1の画像及び第2の画像を、第1の状態よりも右側に移動する構成を有するものとしたが、本発明はこれに限定されない。即ち、屈折制御部30は、第2の状態における第1の画像及び第2の画像を、第1の状態よりも左側に移動する構成を有したものであってもよい。この場合、屈折光学素子31Pは、その傾斜面31Sと垂直な面とが入れ替わるように形成される。
In the above embodiment, the
また、上記実施形態では、屈折光学素子31Pは、透明シート31に形成された三角柱状のプリズムであるものとしたが、本発明はこれに限定されない。即ち、屈折光学素子31Pは、上記と同様の効果を奏するものであれば、必ずしも透明シート31に形成されなくもよく、表示パネル10を構成する不図示の透明基板上に直接形成されるものであってもよい。また、屈折光学素子31Pは、上記と同様の効果を奏するものであれば、三角柱状のプリズム以外の形状を有していてもよい。
In the above embodiment, the refractive
また、上記実施形態の表示パネル10及び遮光板40は、上記構成に限定されず、少なくとも上記と同様の効果を奏するものであれば、下記のように配置されてもよい。図6は、本発明の実施形態に係る表示装置を説明する平面図である。図6(A)及び図6(B)は、それぞれ、表示パネル10、それに重畳する遮光板40Gが別個に示されている。
In addition, the
図6(A)に示すように、第1の画素列10A及び第2の画素列10Bは、それぞれ、さらに複数の行単位に区分され、各行で交互に配置されてもよい。さらに、このときの第1の画素列10A及び第2の画素列10Bに対応して、図6(B)に示すように、遮光板40Gの遮光部31及び開口部32は、行単位に区分され、各行で交互に配置されてもよい。これにより、観察される第1及び第2の画像が列単位のみならず行単位にも交互に存在するため、2画面表示の際の視認性をさらに向上させることができる。
As shown in FIG. 6A, the
10 表示パネル 10A 第1の画素列 10B 第2の画素列
11 ブラックマトリクス 30 屈折制御部 31 透明シート
31S 傾斜面 31P 屈折光学素子 32 第1の透明電極
33 透明基板 34 第2の透明電極 40 遮光板
41 遮光部 42 開口部 A 第1の観察領域
B 第2の観察領域 C,C1 表示パネル10の真正面の位置
CNT 制御回路 DTC 検出器 LC 液晶層
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記第1の画像を表示する第1の画素列と前記第2の画像を表示する第2の画素列とが交互に配置されてなる表示パネルと、
前記表示パネルの上方に配置され、屈折光学素子及び液晶層を有し入射光の屈折の状態を切り替える屈折制御部と、
前記屈折制御部の上方に配置され、前記第1の画素列及び前記第2の画素列に平行に交互に延びる遮光部及び透過部を有した遮光板と、を備えることを特徴とする表示装置。 A display device that provides a first image to a first observation region and provides a second image to a second observation region,
A display panel in which first pixel columns for displaying the first image and second pixel columns for displaying the second image are alternately arranged;
A refraction control unit disposed above the display panel and having a refractive optical element and a liquid crystal layer to switch a refraction state of incident light;
A display device comprising: a light-shielding plate disposed above the refraction control unit and having a light-shielding unit and a transmission unit that alternately extend in parallel to the first pixel column and the second pixel column. .
前記検出器の検出結果に応じて、前記屈折制御部の前記液晶層の屈折率が変化することを特徴とする請求項1記載の表示装置。 A detector for detecting the orientation of the display panel;
The display device according to claim 1, wherein a refractive index of the liquid crystal layer of the refraction control unit changes according to a detection result of the detector.
前記屈折光学素子が形成された透明シートと、
前記透明シートと対向して前記液晶層を挟む透明基板と、
前記透明シートを覆う第1の透明電極と、
前記透明基板を覆う第2の透明電極と、
前記液晶層の屈折率が前記透明シートの屈折率と実質的に等しくなる状態、もしくは前記液晶層の屈折率が前記透明シートの屈折率と実質的に異なる状態のいずれかになるように、前記第1の透明電極及び前記第2の透明電極に対する印加電圧を制御する制御回路と、を備えることを特徴とする請求項1記載の表示装置。 The refraction control unit
A transparent sheet on which the refractive optical element is formed;
A transparent substrate sandwiching the liquid crystal layer facing the transparent sheet;
A first transparent electrode covering the transparent sheet;
A second transparent electrode covering the transparent substrate;
The state in which the refractive index of the liquid crystal layer is substantially equal to the refractive index of the transparent sheet, or the state in which the refractive index of the liquid crystal layer is substantially different from the refractive index of the transparent sheet, The display device according to claim 1, further comprising: a control circuit that controls an applied voltage to the first transparent electrode and the second transparent electrode.
前記検出器の検出結果に応じて前記液晶層の屈折率が変化するように、前記制御回路は、前記第1の透明電極及び前記第2の透明電極に対する印加電圧を制御することを特徴とする請求項3に記載の表示装置。 A detector for detecting the orientation of the display panel;
The control circuit controls a voltage applied to the first transparent electrode and the second transparent electrode so that a refractive index of the liquid crystal layer changes according to a detection result of the detector. The display device according to claim 3.
前記遮光板の前記遮光部及び前記開口部は、それぞれ、複数の行単位に区分され、各行で交互に配置されていることを特徴とする請求項1、2、3、4、5のいずれかに記載の表示装置。 The first pixel column and the second pixel column are each divided into a plurality of rows, and are alternately arranged in each row,
The light-shielding portion and the opening of the light-shielding plate are each divided into a plurality of rows and are alternately arranged in each row. The display device described in 1.
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