JP2011048236A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】機械的な切り替え機構を要せず、表示性能の劣化のない、３次元（３Ｄ）立体画像表示と２次元（２Ｄ）画像表示との切り替えが可能な表示装置を提供する。
【解決手段】画像を表示する表示部と、該表示部の視認側に配置された偏光板と、該偏光板を通過した画像を、左右で偏光軸の異なる偏光眼鏡を通すことで立体画像として観察される表示装置において、偏光板に、電圧の印加により偏光特性が変化する偏光制御素子を用いた表示装置とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、３次元（３Ｄ）立体画像表示と、２次元（２Ｄ）画像表示との切り替えが可能な表示装置に関するものである。

従来より、表示部の表示を交互に市松模様状或いはストライプ状に分割し、視差を有する左目用画像と右目用画像を表示すると共に、左目用画像と右目用画像を異なる偏光状態の画像とし、左右で透過する偏光軸の異なる偏光眼鏡を視聴者が装着して、３次元（３Ｄ）立体画像を視認させる表示装置が知られている。

図１４は、偏光眼鏡を装着し、表示部に左目用画像と右目用画像を表示させて立体画像を視認させる従来の表示装置１の概略構成の一例を示す図である。同図は、左目用画像と右目用画像をストライプ状に交互に表示させる例を示している。

同図に示すように、表示部１０においては、左目用画像を表示する複数（ｎ個）のストライプＬ１〜Ｌｎと、右目用画像を表示する複数（ｎ個）のストライプＲ１〜Ｒｎとし、立体視に対応させるべく、それぞれ所望の視差を生じさせた画像が表示（以下、３次元立体画像表示と称す）される。表示部１０の視認側には偏光板２０が配置されている。偏光板２０は、左目用画像を表示する複数のストライプＬ１〜Ｌｎの各々に対応し、透過後に所定の直線偏光状態とする偏光フィルタＰＬ１〜ＰＬｎと、右目用画像を表示する複数のストライプＲ１〜Ｒｎの各々に対応し、透過後に左目用画像とは直交する直線偏光状態とする偏光フィルタＰＲ１〜ＰＲｎが配置されている。

視聴者は、直線偏光状態となされた左目用画像を透過させる左目用直線偏光フィルタＧＰＬを左目に掛け、直線偏光状態となされた右目用画像を透過させる右目用直線偏光フィルタＧＰＲを右目に掛けることで、３次元（３Ｄ）立体画像を視認できるようになっている。

このような、表示装置として、フォトクロミック材料で形成された位相差板を用いたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

更に、近年では表示装置の表示状態を３次元（３Ｄ）立体画像表示の状態と、２次元（２Ｄ）画像表示の状態に切り替え可能とした表示装置が提案されている。このような、３次元（３Ｄ）立体画像表示と、２次元（２Ｄ）画像表示を切り替えるものとして、偏光板をスライド移動させて切り替えるものが知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開平１０−１５３７０７号公報 特開２００５−１７３６１９号公報

しかしながら、位相差板としてフォトクロミック材料を用いた場合には、表示部側から発せられる光の影響で位相差性能が劣化し、表示性能が劣化してしまう問題がある。

また、上記特許文献２のディスプレイデバイスにおける、偏光板のスライド移動による切り替えでは、切り替えの為の機構が必要となり、装置が複雑化、大型化する問題がある。

本発明は上記問題に鑑み、機械的な切り替え機構を要せず、表示性能の劣化のない、３次元（３Ｄ）立体画像表示と２次元（２Ｄ）画像表示との切り替えが可能な表示装置を提供することを目的とするものである。

上記の目的は、下記の構成により達成される。

（１）画像を表示する表示部と、該表示部の視認側に配置された偏光板と、該偏光板を通過した画像を、左右で偏光軸の異なる偏光眼鏡を通すことで立体画像として観察される表示装置において、前記偏光板に、電圧の印加により偏光特性が変化する偏光制御素子を用いたことを特徴とする表示装置。

（２）前記偏光板が偏光特性を有するとき、前記表示部の表示を立体視に対応した表示とし、前記偏光板が偏光特性を有さないとき、前記表示部の表示を２次元表示とすることを特徴とする前記（１）に記載の表示装置。

（３）前記偏光板が偏光特性を有するとき、前記偏光板は二つの異なる偏光軸を有していることを特徴とする前記（１）又は前記（２）に記載の表示装置。

（４）前記偏光軸は直交関係にあることを特徴とする前記（３）に記載の表示装置。

（５）前記偏光板は、異なる偏光軸の領域を交互にストライプ状に形成するものであることを特徴とする前記（３）又は前記（４）に記載の表示装置。

（６）前記偏光板は、異なる偏光軸の領域を交互に市松模様状に形成するものであることを特徴とする前記（３）又は前記（４）に記載の表示装置。

（７）前記偏光板の前記偏光眼鏡側の面と、前記偏光眼鏡の前記偏光板側の面に、それぞれ位相差板が配置されていることを特徴とする前記（１）から前記（６）までのいずれかに記載の表示装置。

（８）前記位相差板がλ／４波長板であることを特徴とする前記（７）に記載の表示装置。

（９）前記偏光板は、単一の偏光軸の偏光制御素子と、該偏光制御素子の前記偏光眼鏡側に、λ／２波長板として機能する部位と透過部とが交互に形成された光学素子とで構成されていることを特徴とする前記（１）又は前記（２）に記載の表示装置。

（１０）前記表示部は、自発光型のディスプレイであることを特徴とする前記（１）から前記（９）までのいずれかに記載の表示装置。

本発明によれば、機械的な切り替え機構を要せず、表示性能の劣化のない３次元（３Ｄ）立体画像表示と、２次元（２Ｄ）画像表示との切り替えが可能な表示装置を提供することができる。

更に、本発明によれば、２次元（２Ｄ）画像表示時には、３次元（３Ｄ）立体画像表示時よりも透過率が向上するため、２次元（２Ｄ）画像表示時の表示装置の消費電力を削減することも可能となる。

偏光制御素子の一例を示す模式断面図である。 第１の実施の形態に係る表示装置に適用される偏光制御素子からなる偏光板の模式断面図である。 第１の実施の形態に係る表示装置の概略構成を示す斜視図である。 第１の実施の形態に係る表示装置における３次元立体画像を表示する際の偏光板の状態を示す模式図である。 第１の実施の形態に係る表示装置の機能ブロック図である。 第１の実施の形態に係る表示装置の動作概略の一例を示すフローチャートである。 第１の実施の形態に係る表示装置の変形例を示す模式図である。 偏光制御素子の偏光機能を市松模様状となるように制御する場合の透明電極及び回路の配置例を示す模式図である。 第２の実施の形態に係る表示装置に適用される偏光制御素子を用いた偏光板の模式断面図である。 第２の実施の形態に係る表示装置の概略構成を示す斜視図である。 第２の実施の形態に係る表示装置の動作概略の一例を示すフローチャートである。 第３の実施の形態に係る表示装置の概略構成を示す斜視図である。 第３の実施の形態に係る表示装置の動作概略の一例を示すフローチャートである。 偏光眼鏡を装着し、表示部に左目用画像と右目用画像を表示させて立体画像を視認させる従来の表示装置の概略構成の一例を示す図である。

以下、実施の形態により本発明を詳しく説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

まず、本発明に係る表示装置に適用される偏光板を構成する偏光制御素子の概略について説明する。

図１は、偏光制御素子の一例を示す模式断面図である。

同図に示す偏光制御素子２００は、第１の基板２０１に第１の透明電極１０１が形成され、第２の基板２０２に第２の透明電極１０４が形成され、第１の透明電極１０１上に電解質層１０２、第２の透明電極１０４上に所定の方向に（例えば色素の）分子が配向された偏光制御膜１０３が形成されており、電解質層１０２と偏光制御膜１０３が接して構成されている。

第１の透明電極１０１と電解質層１０２は、絶縁層１０６により他の電極と隔てられている。絶縁層１０６は、対向する第１の透明電極１０１と第２の透明電極１０４間を隔てるよう構成されていてもよいし、電解質層１０２が固体で形成されている場合には、絶縁層１０６は不要であり省略してもよい。

配向された、とは分子が方向性を有して配置されていることである。この配向により、ランダムな振動方向を有する光は、この偏光制御膜１０３を通過する際に、偏光制御膜１０３により所定方向の振動成分が吸収され、所定の方向の振動成分を有する直線偏光状態となった光のみを透過させることができる。

例えば、偏光制御膜１０３が紙面に垂直な振動方向の光を吸収するように構成されている場合、第１の基板２０１側からランダムな振動方向を有する光が入射すると、この偏光制御膜１０３により紙面に垂直な振動方向の光は吸収され、第２の基板２０２側には紙面に平行な振動方向の光が透過することになる。同様に、偏光制御膜１０３が紙面に平行な振動方向の光を吸収するように構成されている場合、第１の基板２０１側からランダムな振動方向を有する光が入射すると、この偏光制御膜１０３により紙面に平行な振動方向の光は吸収され、第２の基板２０２側には紙面に垂直な振動方向の光が透過することになる。

また、対向する第１の透明電極１０１と第２の透明電極１０４との間に電圧を印加し、偏光制御膜１０３に電荷を供給することで、上述の偏光制御膜１０３が有している偏光特性を消失させ、偏光機能を無くすることができる。なお、このような特性を有する偏光制御膜としては、例えば、本出願人による特願２００９−１２６２５０に記載のものを使用することができる。

すなわち、本実施の形態に係る偏光制御素子２００は、対向する第１の透明電極１０１と第２の透明電極１０４に対し、選択的に電圧を印加することで、偏光機能を有しない部位と偏光機能を有する部位とを任意に作り出すことができるものである。

以下、このような偏光制御素子を用いた偏光板を備えた表示装置について説明する。

（第１の実施の形態）
以下、第１の実施の形態に係る表示装置について説明する。

図２は、第１の実施の形態に係る表示装置に適用される偏光制御素子からなる偏光板２０Ａの模式断面図である。同図に示す表示装置に適用される偏光制御素子からなる偏光板２０Ａは、上述の偏光制御素子を２種２枚用いたものである。

図２に示すように、第１の実施の形態に係る偏光板２０Ａを構成する偏光制御素子２００Ａと偏光制御素子２００Ｂは、偏光制御膜１０３の配向方向が互いに略直交関係を有しており、対向する第１の透明電極１０１、電解質層１０２、偏光制御膜１０３、第２の透明電極１０４は、それぞれが紙面直交方向にストライプ状に形成されている。

すなわち、偏光制御素子２００Ａが、対向する第１の透明電極１０１と第２の透明電極１０４との間が無通電の際に、紙面に平行な方向に振動する光を透過させるものである場合、偏光制御素子２００Ｂは、対向する第１の透明電極１０１と第２の透明電極１０４との間が無通電の際に、紙面に垂直な方向に振動する光を透過させるものとなっている。

なお、偏光制御素子２００Ａと偏光制御素子２００Ｂのそれぞれの偏光制御膜１０３は、図示の如く、基板２０２及び第２の透明電極１０４を介して重ね合わされていることが好ましい。このようにすることで、それぞれの偏光制御膜１０３を厚み方向で近接させて配置させることができる。また、基板２０２をより薄く形成し、より近接させるとより好ましい。

図３は、第１の実施の形態に係る表示装置１の概略構成を示す斜視図である。

図３に示す表示装置１は、例えば自発光型のディスプレイである有機ＥＬ表示装置等で構成される表示部１０の視認側に、図２に示した構成の偏光板２０Ａが配置されている。

表示部１０は、表示画面の全面に同一の画像を表示する２次元画像表示が可能である。更に、図示のように、表示画面を左目用画像が表示される複数（ｎ列）のストライプＬ１〜Ｌｎと、右目用画像が表示される複数（ｎ列）のストライプＲ１〜Ｒｎとを交互に設定し、立体視に対応させるべく、それぞれに所望の視差を生じさせる、ずらした画像を表示する３次元立体画像表示も可能となされている。

表示部１０の３次元立体画像表示の際のストライプＬ１〜Ｌｎ及びＲ１〜Ｒｎのそれぞれ個々のストライプの幅は、少なくとも隣り合うＲ（赤）を表示する画素、Ｇ（緑）を表示する画素、Ｂ（青）を表示する画素の３画素で１単位とすると、この１単位毎に対応して交互に設定されていることが好ましいが、ｍ単位（ｍは整数）毎に対応して交互に設定されていてもよい。

偏光板２０Ａを構成する偏光制御素子２００Ａと偏光制御素子２００Ｂは、ストライプ状の第１の透明電極１０１と第２の透明電極１０４の幅方向のピッチ（図２に示すＰ）が、表示部１０において設定されているストライプの幅と略同じであり、表示部１０のストライプの境界と、隣合う透明電極の境界（図２の絶縁層１０６）とが略同位置となるよう位置合わせされている。

また、偏光制御素子２００Ａには、形成された複数の第１の透明電極１０１と対応する第２の透明電極１０４の奇数列に電圧を印加する導線ＳＡ１と偶数列に電圧を印加する導線ＳＡ２が接続されている。同様に、偏光制御素子２００Ｂには、形成された複数の第１の透明電極１０１と対応する第２の透明電極１０４の奇数列に電圧を印加する導線ＳＢ１と偶数列に電圧を印加する導線ＳＢ２が接続されている。なお、導線ＳＡ１、ＳＡ２、ＳＢ１、ＳＢ２を一本の線で示しているが、一対の第１の透明電極１０１と対応する第２の透明電極１０４にそれぞれ接続されているものである。

偏光板２０Ａは、３次元立体画像を表示する際には、偏光制御素子２００Ａに対して導線ＳＡ１に電圧を印加すると共に、偏光制御素子２００Ｂに対して導線ＳＢ２に電圧を印加し、表示部１０はストライプＬ１〜Ｌｎに左目用画像を表示し、ストライプＲ１〜Ｒｎに右目用画像を表示する。

視聴者は、直線偏光状態となされた左目用画像を透過させる左目用直線偏光フィルタＧＰＬを左目に掛け、直線偏光状態となされた右目用画像を透過させる右目用直線偏光フィルタＧＰＲを右目に掛けて、３次元立体画像を視聴する。

図４は、第１の実施の形態に係る表示装置１における３次元立体画像を表示する際の偏光板２０Ａの状態を示す模式図である。

図４に示すように、３次元立体画像を表示する際の偏光板２０Ａは、偏光制御素子２００Ａと偏光制御素子２００Ｂの第１の透明電極１０１と対応する第２の透明電極１０４に、交互に電圧が印加される。電圧が印加された透明電極間の偏光制御膜１０３は、上述のように偏光機能が無くなる。このため、図示のように表示部１０で表示されるランダムな振動方向の左目用画像の光Ｌｘは、偏光板２０Ａで偏光制御素子２００Ｂのみの偏光機能の影響を受け、紙面に平行な直線偏光成分の光が透過する。一方、表示部１０で表示されるランダムな振動方向の右目用画像の光Ｒｘは、偏光板２０Ａで偏光制御素子２００Ａのみの偏光機能の影響を受け、紙面に垂直な直線偏光成分の光が透過する。これにより視聴者は、紙面に平行な直線偏光成分の光を透過させる左目用直線偏光フィルタＧＰＬを左目に掛け、紙面に平行な直線偏光成分の光を透過させる右目用直線偏光フィルタＧＰＲを右目に掛けることで、３次元（３Ｄ）立体画像が視認できるようになる。

一方、２次元表示の際には、図３に示す導線ＳＡ１、ＳＡ２、ＳＢ１、ＳＢ２に電圧を印加すると共に、表示部１０は表示画面の全面に２次元画像表示を行う。導線ＳＡ１、ＳＡ２、ＳＢ１、ＳＢ２に電圧を印加することにより、偏光制御素子２００Ａと偏光制御素子２００Ｂの全面の偏光機能が失われ、表示部１０の表示画像は偏光することなく偏光板２０Ａを透過し、視聴者は両眼に掛ける直線偏光フィルタの有無に関わらず２次元画像を視認することができるようになる。

すなわち、導線ＳＡ１、ＳＡ２、ＳＢ１、ＳＢ２に対し選択的に電圧を印加するのみで、３次元（３Ｄ）立体画像表示に対応する状態と、２次元（２Ｄ）画像表示に対応する状態との切り替えが可能となる。

図５は、第１の実施の形態に係る表示装置１の機能ブロック図である。

図５に示すように、表示部１０には表示駆動部１５が接続され、表示駆動部１５には制御部３０が接続されている。偏光板２０Ａには偏光制御素子スイッチング部２５が接続され、偏光制御素子スイッチング部２５には制御部３０が接続されている。また、制御部３０には環境輝度検知部３３、操作入力部３５が接続されている。更に、画像データ入力部４０が制御部３０に接続されている。

表示駆動部１５は、表示部１０の表示輝度の制御を行うと共に、画像データ入力部４０から制御部３０を介して入力される画像データを、表示部１０の表示画面の全面に同一の画像を表示する２次元画像表示と、表示画面を左目用画像が表示される複数（ｎ列）のストライプＬ１〜Ｌｎと、右目用画像が表示される複数（ｎ列）のストライプＲ１〜Ｒｎとに対し、それぞれに所望の視差を生じさせるよう、ずらした画像を表示する３次元立体画像表示とを、制御部３０からの制御信号に基づいて切り替え駆動するものである。

偏光制御素子スイッチング部２５は、制御部３０からの制御信号に基づいて、２枚の偏光制御素子の透明電極に接続された導線ＳＡ１、ＳＡ２、ＳＢ１、ＳＢ２に選択的に電圧を印加するためのスイッチングをおこなうものである。

環境輝度検知部３３は、表示装置が配置されている環境の輝度を検知するものであり、検知した環境の輝度を制御部３０に伝達するものである。制御部３０は、この検知結果に基づいて、表示駆動部１５に表示部１０の表示輝度を伝達する。なお、環境輝度検知部３３の輝度検知センサは、表示装置本体が有していても、偏光眼鏡が有するワイヤレスのものであっても良い。

操作入力部３５は、外部入力部であり、制御部３０に対し２次元画像表示を行うか、３次元立体画像表示を行うかを指示するもので、視聴者が入力するものである。なお、輝度の切換指示を視聴者が操作入力部３５から行う様に構成しても良い。

図６は、第１の実施の形態に係る表示装置１の動作概略の一例を示すフローチャートである。以下、同図に示すフローに従い説明する。

第１の実施の形態に係る表示装置においては、まず制御部３０は３次元（３Ｄ）立体画像表示を行うか否かの判断を行う（ステップＳ１０１）。この判断は、操作入力部３５からの入力や、画像データ入力部４０からの画像データの情報に基づいて行われる。

３次元（３Ｄ）立体画像表示を行う場合（ステップＳ１０１；Ｙｅｓ）には、偏光制御素子２００Ａと２００Ｂの複数の透明電極に対し、交互に電圧を印加（図４参照）すると共に、表示部１０には右目用画像と左目用画像をストライプに対応させて表示する（ステップＳ１０２）。次いで、環境輝度検知部の検知結果に基づいて、３次元（３Ｄ）立体画像表示の表示輝度を適正化する（ステップＳ１０３）。この表示輝度調整は、制御部３０において環境輝度検知部の検知結果に対応する３次元（３Ｄ）立体画像表示時のルックアップテーブルを参照し、３次元（３Ｄ）立体画像表示時の適正な表示輝度となす指示が表示駆動部１５に伝達されることで行われる。なお、表示輝度を調整するステップは、表示開始時のみとし、表示中はこのステップをスキップしても良いし、制御部３０にタイマーを持たせ、所定時間経過毎に行う様にしても良い。更には、操作入力部３５を介して視聴者が命じた切換指示に応じて行っても良い。以下同様である。

一方、ステップＳ１０１において、３次元（３Ｄ）立体画像表示ではないと判断された場合（ステップＳ１０１；Ｎｏ）には、偏光制御素子２００Ａと２００Ｂの全ての透明電極に対し、電圧を印加すると共に、表示部１０には２次元画像表示を行う（ステップＳ１１２）。次いで、環境輝度検知部の検知結果に基づいて、２次元画像表示の表示輝度を適正化する（ステップＳ１１３）。この表示輝度調整は、制御部３０において環境輝度検知部の検知結果に対応する２次元画像表示時のルックアップテーブルを参照し、２次元画像表示時の適正な表示輝度となす指示が表示駆動部１５に伝達されることで行われる。

更に、上記表示を行いつつ、表示部での表示終了の命令を待機（ステップＳ１０４）する。この命令は、操作入力部から視聴者がおこなう。表示終了の命令がない場合（ステップＳ１０４；Ｎｏ）には、表示を継続し、表示終了の命令があった場合（ステップＳ１０４；Ｙｅｓ）には、偏光制御素子２００Ａと２００Ｂへの通電を停止すると共に、表示部１０の表示を停止させ（ステップＳ１０５）、終了する。

以上が、第１の実施の形態に係る表示装置１の動作概略の一例である。

第１の実施の形態に係る表示装置によれば、偏光板２０Ａを構成する偏光制御素子２００Ａ及び２００Ｂへの通電を選択的におこなうことで、機械的な切り替え機構を要せず、表示性能の劣化のない、３次元（３Ｄ）立体画像表示と２次元（２Ｄ）画像表示との切り替えが可能な表示装置を提供することができる。

加えて、２次元画像表示時は、偏光制御素子２００Ａと偏光制御素子２００Ｂの全面の偏光機能が失われるため、偏光板２０Ａによる減光が無くなる。このため偏光板２０Ａを透過する際の透過率が向上し、同じ環境輝度の場合、２次元（２Ｄ）画像表示時の表示部１０における表示輝度を下げることができ、表示部の消費電力を削減することが可能となる。

この第１の実施の形態に係る表示装置１の変形例について説明する。

図７は、第１の実施の形態に係る表示装置１の変形例を示す模式図である。

図７に示す表示装置は、上方から見た図であり、図３に示した表示装置の偏光板２０Ａの視認側に位相差板５０Ａと、左目用直線偏光フィルタＧＰＬ及び右目用直線偏光フィルタＧＰＲの偏光板側に位相差板５０Ｂがそれぞれ配置されたものである。偏光板２０Ａの構成及び動作概略は第１の実施の形態と同様である。この場合、位相差板５０Ａと位相差板５０Ｂの間では、偏光板２０Ａを透過した直線偏光状態の光が楕円偏光となる。

このように構成することで、視聴者の頭や姿勢が傾いた場合、すなわち左目用直線偏光フィルタＧＰＬ及び右目用直線偏光フィルタＧＰＲの偏光軸が傾いた場合でも、表示部１０で表示されたＲ・Ｇ・Ｂのバランスの再現性の劣化を抑制することができる。

また、位相差板５０Ａ及び５０Ｂの代わりに、偏光板２０Ａを透過した右目用画像と左目用画像の偏光軸に対し、軸が４５度傾いたλ／４波長板を配置しても同様の効果を得ることができる。

なお、上記の第１の実施の形態においては、偏光制御素子２００Ａと２００Ｂのそれぞれの透明電極、電解質層、偏光制御膜を、ストライプ状に分割したもので説明したが、偏光制御素子２００Ａと２００Ｂのそれぞれの透明電極、電解質層、偏光制御膜を、碁盤目状に分割し、二つの偏光制御素子の偏光機能を市松模様状となるように制御するものであってもよい。表示部１０の表示については、市松模様状に左目用画像と右目用画像を表示すればよい。

偏光制御素子２００Ａを例に取り、偏光制御素子の偏光機能を市松模様状とする場合の透明電極及び回路の配置例を簡単に説明する。

図８は、偏光制御素子の偏光機能を市松模様状となるように制御する場合の透明電極及び回路の配置例を示す模式図である。

同図に示すように、複数の透明電極１０１の行と複数の透明電極１０４の列を交差させて形成し、水平走査回路１５１に透明電極１０１が個々に接続され、垂直走査回路１５２には透明電極１０４が接続されている。

透明電極間に電圧を印加した場合に、偏光機能の消失状態が保持される偏光制御膜を用いる場合、まず、水平走査回路１５１に接続された透明電極１０１の奇数行（Ｙ１、Ｙ３、Ｙ５…）を選択し、垂直走査回路１５２に接続された透明電極１０４の奇数列（Ｘ１、Ｘ３、Ｘ５…）を選択して電圧印加を行う。次いで、水平走査回路１５１に接続された透明電極１０１の偶数行（Ｙ２、Ｙ４、Ｙ６…）を選択し、垂直走査回路１５２に接続された透明電極１０４の偶数列（Ｘ２、Ｘ４、Ｘ６…）を選択して電圧印加を行う。これにより、図示ハッチング部の偏光機能を消失させることができ、偏光機能の有無の領域を市松模様状に設定することができる。

また、表示部の表示走査に同期させて、水平走査回路１５１に接続された透明電極１０１と垂直走査回路１５２に接続された透明電極１０４を選択し、電圧印加を行ってもよい。この場合には、偏光機能の消失状態が保持されない偏光制御膜であってもよい。

（第２の実施の形態）
以下、第２の実施の形態に係る表示装置について説明する。

図９は、第２の実施の形態に係る表示装置に適用される偏光制御素子を用いた偏光板２０Ｂの模式断面図である。同図に示す偏光板２０Ｂは、上述の偏光制御素子を１種１枚と、λ／２波長板部６０Ａと透過部６０Ｂが交互に構成された光学素子６０とで構成されたものである。すなわち、本例の偏光板２０Ｂは単一の偏光制御素子を用いたものである。

図１０は、第２の実施の形態に係る表示装置１の概略構成を示す斜視図である。

図１０に示す表示装置１は、図３に示す表示装置１と、偏光板のみ構成が異なり、表示部１０の視認側に、図９に示した構成の偏光板２０Ｂが配置されている。偏光板２０Ｂの偏光制御素子２００Ｃには、形成された透明電極１０１と第２の透明電極１０４の全てに電圧を印加する導線ＳＡが接続されている。なお、導線ＳＡを一本の線で示しているが、一対の第１の透明電極１０１と対応する第２の透明電極１０４にそれぞれ接続されているものである。

光学素子６０のλ／２波長板部６０Ａと透過部６０Ｂの幅方向のピッチは、偏光制御素子２００Ｃのストライプ状の第１の透明電極１０１と第２の透明電極１０４の幅方向のピッチ（図９に示すＰ）と略同じに形成されている。また、λ／２波長板部６０Ａと透過部６０Ｂの境界は、表示部１０のストライプの境界とも略同位置となるよう位置合わせされている。

このように偏光板２０Ｂを構成することで、例えば、偏光制御素子２００Ｃが、無通電の際に紙面に平行な方向に振動する光を透過させるものの場合、偏光制御素子２００Ｃにより、表示部１０で表示されるランダムな振動方向の左目用画像の光Ｌｘ及び右目用画像の光Ｒｘは、偏光制御素子２００Ｃの偏光機能の影響を受け、共に紙面に平行な方向の直線偏光の光となって透過する。次いで、直線偏光した左目用画像の光は、そのまま透過部６０Ｂを透過し、一方、直線偏光した右目用画像の光は、λ／２波長板部６０Ａを透過することにより紙面に垂直な方向の直線偏光した光となる。これにより視聴者は、紙面に平行な直線偏光成分の光を透過させる左目用直線偏光フィルタＧＰＬを左目に掛け、紙面に平行な直線偏光成分の光を透過させる右目用直線偏光フィルタＧＰＲを右目に掛けることで、３次元（３Ｄ）立体画像が視認できるようになる。

一方、２次元表示の際には、図１０に示す導線ＳＡに電圧を印加すると共に、表示部１０は表示画面の全面に２次元画像表示を行う。導線ＳＡに電圧を印加することにより、偏光制御素子２００Ｃの全面の偏光機能が失われ、表示部１０の表示画像は偏光することなく偏光板２０Ｂを透過し、視聴者は両眼に掛ける直線偏光フィルタの有無に関わらず２次元画像を視認することができるようになる。

すなわち、導線ＳＡに電圧を印加するか否かのみで、３次元（３Ｄ）立体画像表示に対応する状態と、２次元（２Ｄ）画像表示に対応する状態との切り替えが可能となる。

第２の実施の形態における表示装置１の機能ブロック図は、図５と同様のものでよいが、偏光板が２０Ｂとなり、偏光制御素子スイッチング部２５の機能のみが異なり、この部分についてのみ説明する。

第２の実施の形態においては、偏光制御素子スイッチング部２５は、制御部３０からの制御信号に基づいて、偏光制御素子２００Ｃの全ての透明電極に接続された導線ＳＡに電圧を印加するためのスイッチングをおこなうものであればよい。

図１１は、第２の実施の形態に係る表示装置１の動作概略の一例を示すフローチャートである。以下、同図に示すフローに従い説明する。

第２の実施の形態に係る表示装置においても、まず制御部３０は３次元（３Ｄ）立体画像表示を行うか否かの判断を行う（ステップＳ２０１）。この判断は、操作入力部３５からの入力や、画像データ入力部４０からの画像データの情報に基づいて行われる。

３次元（３Ｄ）立体画像表示を行う場合（ステップＳ２０１；Ｙｅｓ）には、偏光制御素子２００Ｃへの通電は行わずに、表示部１０に右目用画像と左目用画像をストライプに対応させて表示する（ステップＳ２０２）。次いで、環境輝度検知部の検知結果に基づいて、３次元（３Ｄ）立体画像表示の表示輝度を適正化する（ステップＳ２０３）。この表示輝度調整は、第１の実施の形態と同様である。

一方、ステップＳ２０１において、３次元（３Ｄ）立体画像表示ではないと判断された場合（ステップＳ２０１；Ｎｏ）には、偏光制御素子２００Ｃの導線ＳＡに通電し、全ての透明電極に対し、電圧を印加すると共に、表示部１０には２次元画像表示を行う（ステップＳ２１２）。次いで、環境輝度検知部の検知結果に基づいて、２次元画像表示の表示輝度を適正化する（ステップＳ２１３）。この表示輝度調整は、第１の実施の形態と同様である。

更に、上記表示を行いつつ、表示部での表示終了の命令を待機（ステップＳ２０４）する。この命令は、操作入力部から視聴者がおこなう。表示終了の命令がない場合（ステップＳ２０４；Ｎｏ）には、表示を継続し、表示終了の命令があった場合（ステップＳ２０４；Ｙｅｓ）には、偏光制御素子２００Ｃへ通電している場合には通電を停止すると共に、表示部１０の表示を停止させ（ステップＳ２０５）、終了する。

以上が、第２の実施の形態に係る表示装置１の動作概略の一例である。

第２の実施の形態に係る表示装置によれば、偏光板２０Ｂを構成する偏光制御素子２００Ｃへの通電をおこなうか否かのみで、機械的な切り替え機構を要せず、表示性能の劣化のない、３次元（３Ｄ）立体画像表示と２次元（２Ｄ）画像表示との切り替えが可能な表示装置を提供することができる。

加えて、２次元画像表示時は、偏光制御素子２００Ｃの全面の偏光機能が失われるため、偏光板２０Ｂによる減光が無くなる。このため偏光制御素子を透過する際の透過率が向上し、同じ環境輝度の場合、２次元（２Ｄ）画像表示時の表示部１０における表示輝度を下げることができ、表示部の消費電力を削減することが可能となる。

なお、第２の実施の形態において、偏光板２０Ｂを構成する偏光制御素子２００Ｃの透明電極がストライプ状に分割されたもので説明したが、偏光制御素子２００Ｃの全面が一対の第１の透明電極と第２の透明電極で構成されたものであってもよい。

（第３の実施の形態）
以下、第３の実施の形態に係る表示装置について説明する。

第３の実施の形態に係る表示装置に用いられる偏光板は、図２に示した偏光板の構成と同様のものが用いられる。

図１２は、第３の実施の形態に係る表示装置１の概略構成を示す斜視図である。同図に示す第３の実施の形態に係る表示装置１は、図３に示した第１の実施の形態に係る表示装置１と導線の結線と、表示部の表示形態が異なるものである。

図１２に示すように、第３の実施の形態に係る表示装置１は、偏光板２０Ａを構成する偏光制御素子２００Ａの全ての透明電極に電圧を印加する導線ＳＡが接続され、偏光制御素子２００Ｂの全ての透明電極に電圧を印加する導線ＳＢが接続されているものである。なお、導線ＳＡ、ＳＢを一本の線で示しているが、一対の第１の透明電極１０１と対応する第２の透明電極１０４にそれぞれ接続されているものである。

このように偏光板２０Ａを構成することで、例えば、偏光制御素子２００Ａが、無通電の際に表示部長辺方向に振動する光を透過させるもので偏光制御素子２００Ｂが、無通電の際に表示部短辺方向に振動する光を透過させるものとした場合、偏光制御素子２００Ａに通電せず、偏光制御素子２００Ｂの全面に通電して偏光制御素子２００Ｂの偏光機能を無くし、表示部１０の全面で表示される左目用画像を表示部長辺方向の直線偏光の光として透過させる。次いで、偏光制御素子２００Ｂに通電せず、偏光制御素子２００Ａの全面に通電して偏光制御素子２００Ｂの偏光機能を無くし、表示部１０の全面で表示される右目用画像を表示部短辺方向の直線偏光の光として透過させる。これを交互に繰り返すことにより、視聴者は、表示部長辺方向の直線偏光成分の光を透過させる左目用直線偏光フィルタＧＰＬを左目に掛け、表示部短辺方向の直線偏光成分の光を透過させる右目用直線偏光フィルタＧＰＲを右目に掛けることで、３次元（３Ｄ）立体画像が視認できるようになる。

一方、２次元表示の際には、導線ＳＡ及びＳＢに電圧を印加すると共に、表示部１０は表示画面の全面に２次元画像表示を行う。導線ＳＡ及びＳＢに電圧を印加することにより、偏光制御素子２００Ａ及び２００Ｂの全面の偏光機能が失われ、表示部１０の表示画像は偏光することなく偏光板２０Ａを透過し、視聴者は両眼に掛ける直線偏光フィルタの有無に関わらず２次元画像を視認することができるようになる。

すなわち、導線ＳＡ、ＳＢに電圧を選択的に印加するのみで、３次元（３Ｄ）立体画像表示に対応する状態と、２次元（２Ｄ）画像表示に対応する状態との切り替えが可能となる。

また、第３の実施の形態における表示装置１の機能ブロック図は、図５と同様のものでよいが、機能の異なる部分についてのみ説明する。

第３の実施の形態においては、偏光制御素子スイッチング部２５は、制御部３０からの制御信号に基づいて、偏光制御素子２００Ａの全ての透明電極に接続された導線ＳＡに電圧を印加するためのスイッチングと、偏光制御素子２００Ｂの全ての透明電極に接続された導線ＳＢに電圧を印加するためのスイッチングとを交互におこなうものであればよい。

また、表示駆動部１５は、表示部１０の表示輝度の制御を行うと共に、画像データ入力部４０から入力される画像データを、表示部１０の表示画面の全面に同一の画像を表示する２次元画像表示と、表示画面の全面に所望の視差を生じさせる２種の画像を交互に表示する３次元立体画像表示とを、制御部３０からの制御信号に基づいて切り替え駆動するものである。

図１３は、第３の実施の形態に係る表示装置１の動作概略の一例を示すフローチャートである。以下、同図に示すフローに従い説明する。

第３の実施の形態に係る表示装置においても、まず制御部３０は３次元（３Ｄ）立体画像表示を行うか否かの判断を行う（ステップＳ３０１）。この判断は、操作入力部３５からの入力や、画像データ入力部４０からの画像データの情報に基づいて行われる。

３次元（３Ｄ）立体画像表示を行う場合（ステップＳ３０１；Ｙｅｓ）には、偏光制御素子２００Ａには通電せず、偏光制御素子２００Ｂの全ての透明電極に電圧を印加して、表示部１０に右目用画像を表示画面全面に表示し、次いで偏光制御素子２００Ｂには通電せず、偏光制御素子２００Ａの全ての透明電極に電圧を印加して、表示部１０に左目用画像を表示画面全面に表示することを、交互に繰り返す（ステップＳ３０２）。次いで、環境輝度検知部の検知結果に基づいて、３次元（３Ｄ）立体画像表示の表示輝度を適正化する（ステップＳ３０３）。この表示輝度調整は、第１の実施の形態と同様である。

一方、ステップＳ３０１において、３次元（３Ｄ）立体画像表示ではないと判断された場合（ステップＳ３０１；Ｎｏ）には、偏光制御素子２００Ａ及び２００Ｂの導線ＳＡ、ＳＢに通電し、全ての透明電極に対し、電圧を印加すると共に、表示部１０には２次元画像表示を行う（ステップＳ３１２）。次いで、環境輝度検知部の検知結果に基づいて、２次元画像表示の表示輝度を適正化する（ステップＳ３１３）。この表示輝度調整は、第１の実施の形態と同様である。

更に、上記表示を行いつつ、表示部での表示終了の命令を待機（ステップＳ３０４）する。この命令は、操作入力部から視聴者がおこなう。表示終了の命令がない場合（ステップＳ３０４；Ｎｏ）には、表示を継続し、表示終了の命令があった場合（ステップＳ３０４；Ｙｅｓ）には、偏光制御素子２００Ａ又は２００Ｂへ通電している場合には通電を停止すると共に、表示部１０の表示を停止させ（ステップＳ３０５）、終了する。

以上が、第３の実施の形態に係る表示装置１の動作概略の一例である。

第３の実施の形態に係る表示装置によれば、偏光板２０Ａを構成する２つの偏光制御素子２００Ａ及び２００Ｂへの通電をおこなうか否かのみで、機械的な切り替え機構を要せず、表示性能の劣化のない、３次元（３Ｄ）立体画像表示と２次元（２Ｄ）画像表示との切り替えが可能な表示装置を提供することができる。

加えて、２次元画像表示時は、偏光制御素子２００Ａ及び２００Ｂの全面の偏光機能が失われるため、偏光板２０Ａによる減光が無くなる。このため偏光制御素子を透過する際の透過率が向上し、同じ環境輝度の場合、２次元（２Ｄ）画像表示時の表示部１０における表示輝度を下げることができ、表示部の消費電力を削減することが可能となる。

なお、第３の実施の形態において、偏光板２０Ａを構成する偏光制御素子２００Ａ及び２００Ｂの透明電極がストライプ状に分割されたもので説明したが、偏光制御素子２００Ａ及び２００Ｂの、全面がそれぞれ一対の第１の透明電極と第２の透明電極で構成されたものであってもよい。

１ 表示装置
１０ 表示部
１５ 表示駆動部
２０、２０Ａ、２０Ｂ 偏光板
２５ 偏光制御素子スイッチング部
３０ 制御部
３３ 環境輝度検知部
３５ 操作入力部
４０ 画像データ入力部
５０Ａ、５０Ｂ 位相差板
１０１、１０４ 透明電極
１０２ 電解質層
１０３ 偏光制御膜
１０６ 絶縁層
２００、２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃ 偏光制御素子
２０１、２０２ 基板
ＳＡ、ＳＡ１、ＳＡ２、ＳＢ、ＳＢ１、ＳＢ２ 導線

Claims (10)

1. 画像を表示する表示部と、
   該表示部の視認側に配置された偏光板と、
   該偏光板を通過した画像を、左右で偏光軸の異なる偏光眼鏡を通すことで立体画像として観察される表示装置において、
   前記偏光板に、電圧の印加により偏光特性が変化する偏光制御素子を用いたことを特徴とする表示装置。
2. 前記偏光板が偏光特性を有するとき、前記表示部の表示を立体視に対応した表示とし、
   前記偏光板が偏光特性を有さないとき、前記表示部の表示を２次元表示とすることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 前記偏光板が偏光特性を有するとき、前記偏光板は二つの異なる偏光軸を有していることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の表示装置。
4. 前記偏光軸は直交関係にあることを特徴とする請求項３に記載の表示装置。
5. 前記偏光板は、異なる偏光軸の領域を交互にストライプ状に形成するものであることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の表示装置。
6. 前記偏光板は、異なる偏光軸の領域を交互に市松模様状に形成するものであることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の表示装置。
7. 前記偏光板の前記偏光眼鏡側の面と、前記偏光眼鏡の前記偏光板側の面に、それぞれ位相差板が配置されていることを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載の表示装置。
8. 前記位相差板がλ／４波長板であることを特徴とする請求項７に記載の表示装置。
9. 前記偏光板は、単一の偏光軸の偏光制御素子と、該偏光制御素子の前記偏光眼鏡側に、λ／２波長板として機能する部位と透過部とが交互に形成された光学素子とで構成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の表示装置。
10. 前記表示部は、自発光型のディスプレイであることを特徴とする請求項１から請求項９までのいずれか一項に記載の表示装置。

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