JP2014016417A - 表示装置および電子機器 - Google Patents

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Abstract

【課題】画質を高めることができる表示装置を得る。
【解決手段】複数の単位画素にそれぞれ対応づけられた第1の電極と、液晶層と、液晶層を挟んで第1の電極とは反対側に設けられた第2の電極とを有する液晶表示部と、バックライトと、液晶表示部とバックライトとの間に挿入された光線制御部とを備える。各単位画素は、配向方向が互いに異なる複数のドメイン、または単一のドメインを有し、第1の電極は複数のドメインのそれぞれまたは単一のドメインにおいて一様に形成されている。
【選択図】図7

Description

本開示は、立体視表示が可能な表示装置、およびそのような表示装置を含んで構成される電子機器に関する。
近年、立体視表示を実現できる表示装置が注目を集めている。立体視表示は、互いに視差のある(視点の異なる)左眼映像と右眼映像を表示するものであり、観察者が左右の目でそれぞれを見ることにより奥行きのある立体的な映像として認識することができる。また、互いに視差がある3つ以上の映像を表示することにより、観察者に対してより自然な立体映像を提供することが可能な表示装置も開発されている。
このような表示装置は、専用の眼鏡が必要なものと、不要なものとに大別されるが、観察者にとっては専用の眼鏡は煩わしく感じるものであり、専用の眼鏡が不要なものが望まれている。専用の眼鏡が不要な表示装置としては、例えば、パララックスバリア(視差バリア)方式や、レンチキュラーレンズ方式などがある。これらの方式では、互いに視差がある複数の映像(視点映像)を同時に表示し、表示装置と観察者の視点との相対的な位置関係(角度)によって見える映像が異なるようになっている。例えば、特許文献1には、バリアとして液晶素子を用いた、パララックスバリア方式の表示装置が開示されている。
特開平3−119889号公報
ところで、一般に、表示装置では高画質が望まれ、立体視表示を実現できる表示装置でも同様に、高画質の実現が期待されている。
本開示はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、画質を高めることができる表示装置および電子機器を提供することにある。
本開示の第1の表示装置は、液晶表示部と、バックライトと、光線制御部とを備えている。液晶表示部は、複数の単位画素にそれぞれ対応づけられた第1の電極と、液晶層と、液晶層を挟んで第1の電極とは反対側に設けられた第2の電極とを有するものである。光線制御部は、液晶表示部とバックライトとの間に挿入されたものである。各単位画素は、液晶配向が互いに異なる複数のドメイン、または単一のドメインを有し、第1の電極は、複数のドメインのそれぞれまたは単一のドメインにおいて一様に形成されている。
本開示の第1の表示装置は、液晶表示部と、バックライトと、光線制御部とを備えている。液晶表示部は、複数の単位画素にそれぞれ対応づけられた第1の電極と、液晶層と、液晶層を挟んで第1の電極とは反対側に設けられた第2の電極とを有するものである。光線制御部は、液晶表示部とバックライトとの間に挿入されたものである。上記第1の電極は、単位画素のそれぞれにおいて一様に形成され、第2の電極は、単位画素に対応する部分にホールを有するものである。
本開示の電子機器は、上記表示装置を備えたものであり、例えば、テレビジョン装置、デジタルカメラ、パーソナルコンピュータ、ビデオカメラあるいは携帯電話等の携帯端末装置などが該当する。
本開示の第1の表示装置および電子機器では、バックライトから射出した光が、光線制御部および液晶表示部を介して射出される。その際、光は、液晶表示部において、複数のドメイン、または単一のドメインを有する各単位画素により変調される。この単位画素では、第1の電極は、複数のドメインのそれぞれまたは単一のドメインにおいて、一様に形成されている。
本開示の第2の表示装置では、バックライトから射出し光線制御部を通過した光が、液晶表示部を介して射出される。その際、光は、液晶表示部において、各単位画素により変調される。この単位画素では、第1の電極は、単位画素のそれぞれにおいて一様に形成されている。
本開示の第1の表示装置および電子機器によれば、第1の電極を、複数のドメインのそれぞれまたは単一のドメインにおいて一様に形成したので、画質を高めることができる。
本開示の第2の表示装置によれば、第1の電極を、単位画素のそれぞれにおいて一様に形成したので、画質を高めることができる。
本開示の実施の形態に係る立体表示装置の一構成例を表すブロック図である。 図1に示した立体表示装置の一構成例を表す説明図である。 図1に示した表示駆動部の一構成例を表すブロック図である。 図1に示した表示部の一構成例を表す説明図である。 図4に示したサブ画素の一構成例を表す回路図である。 図1に示した表示部の一構成例を表す断面図である。 第1の実施の形態に係るサブ画素の一構成例を表す説明図である。 図7に示したサブ画素の一動作例を表す説明図である。 図1に示したバリア部の一構成例を表す説明図である。 図9に示した開閉部のグループ構成例を表す説明図である。 図1に示した表示部およびバリア部の関係を表す模式図である。 図1に示した立体表示装置の一動作例を表す模式図である。 図1に示した立体表示装置の他の動作例を表す模式図である。 図1に示した立体表示装置のクロストークを説明するための説明図である。 第1の実施の形態に係る表示部の一特性例を表す特性図である。 比較例1に係るサブ画素の一構成例を表す説明図である。 図16に示したサブ画素の一動作例を表す説明図である。 比較例1に係る表示部の一特性例を表す特性図である。 比較例2に係るサブ画素の一構成例を表す説明図である。 比較例2に係る表示部の一特性例を表す特性図である。 図1に示した立体表示装置のモアレを表す特性図である。 図1に示した立体表示装置のモアレを説明するための説明図である。 図1に示した立体表示装置のモアレを説明するための他の説明図である。 比較例3に係る立体表示装置の一構成例を表す説明図である。 図24に示した立体表示装置のモアレを表す特性図である。 第1の実施の形態の変形例に係る表示部の一構成例を表す説明図である。 図26に示したサブ画素の一構成例を表す説明図である。 第2の実施の形態に係る表示部の一構成例を表す断面図である。 図28に示したサブ画素の一構成例を表す説明図である。 第3の実施の形態に係るサブ画素の一構成例を表す説明図である。 第4の実施の形態に係るサブ画素の一構成例を表す説明図である。 第5の実施の形態に係る表示部の一構成例を表す断面図である。 図32に示したサブ画素の一構成例を表す説明図である。 図32に示したサブ画素の一動作例を表す説明図である。 実施の形態に係る立体表示装置が適用されたテレビジョン装置の外観構成を表す斜視図である。
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
1.第1の実施の形態
2.第2の実施の形態
3.第3の実施の形態
4.第4の実施の形態
5.第5の実施の形態
6.適用例
<1.第1の実施の形態>
[構成例]
(全体構成例)
図1は、第1の実施の形態に係る立体表示装置の一構成例を表すものである。立体表示装置1は、液晶バリアを用いた、パララックスバリア方式の表示装置である。立体表示装置1は、制御部40と、バックライト駆動部43と、バックライト30と、バリア駆動部41と、バリア部10と、表示駆動部50と、表示部20とを備えている。
制御部40は、外部より供給される映像信号Sdispに基づいて、バックライト駆動部43、バリア駆動部41、および表示駆動部50に対してそれぞれ制御信号を供給し、これらがお互いに同期して動作するように制御する回路である。具体的には、制御部40は、バックライト駆動部43に対してバックライト制御信号を供給し、バリア駆動部41に対してバリア制御信号を供給し、表示駆動部50に対して映像信号Sdispに基づいて生成した映像信号Sdisp2を供給するようになっている。ここで、映像信号Sdisp2は、立体表示装置1が通常表示(2次元表示)を行う場合には、1つの視点映像を含む映像信号S2Dであり、立体表示装置1が立体視表示を行う場合には、後述するように、複数(この例では8つ)の視点映像を含む映像信号S3Dである。
バックライト駆動部43は、制御部40から供給されるバックライト制御信号に基づいてバックライト30を駆動するものである。バックライト30は、バリア部10および表示部20に対して面発光した光を射出する機能を有している。バックライト30は、例えば、LED(Light Emitting Diode)や、CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp)などを用いて構成されるものである。
バリア駆動部41は、制御部40から供給されるバリア制御信号に基づいて、バリア部10を駆動するものである。バリア部10は、入射した光を透過(開動作)または遮断(閉動作)するものであり、液晶を用いて構成された複数の開閉部11,12(後述)を有している。
表示駆動部50は、制御部40から供給される映像信号Sdisp2に基づいて表示部20を駆動するものである。表示部20は、この例では液晶表示部であり、液晶表示素子を駆動して、入射した光を変調することにより表示を行うようになっている。
図2は、立体表示装置1の要部の一構成例を表すものであり、(A)は立体表示装置1の分解斜視構成を示し、(B)は立体表示装置1の側面図を示す。図2に示したように、立体表示装置1では、これらの各部品は、バックライト30、バリア部10、表示部20の順に配置されている。つまり、バックライト30から射出してバリア部10を通過した光が、表示部20により変調され、観察者に届くようになっている。
(表示駆動部50および表示部20)
図3は、表示駆動部50のブロック図の一例を表すものである。表示駆動部50は、タイミング制御部51と、ゲートドライバ52と、データドライバ53とを備えている。タイミング制御部51は、ゲートドライバ52およびデータドライバ53の駆動タイミングを制御するとともに、制御部40から供給された映像信号Sdisp2に基づいて映像信号Sdisp3を生成し、データドライバ53へ供給するものである。ゲートドライバ52は、タイミング制御部51によるタイミング制御に従って、表示部20内の画素Pixを行ごとに順次選択して、線順次走査するものである。データドライバ53は、表示部20の各画素Pixへ、映像信号Sdisp3に基づく画素信号を供給するものである。具体的には、データドライバ53は、映像信号Sdisp3に基づいてD/A(デジタル/アナログ)変換を行うことにより、アナログ信号である画素信号を生成し、各画素Pixへ供給するようになっている。
タイミング制御部51は、LUT(Look Up Table)54A,54Bを有している。このLUT54A,54Bは、映像信号Sdisp2に含まれる各画素Pixのための画素情報(輝度情報)に対して、いわゆるガンマ補正を行うためのテーブルであり、LUT54Aは、サブ画素SPixのサブ画素部分PA(後述)のためのテーブルであり、LUT54Bは、サブ画素SPixのサブ画素部分PB(後述)のためのテーブルである。タイミング制御部51は、画素情報(輝度情報)に対して、LUT54A,54Bを用いて互いに異なるガンマ補正を行い、映像信号Sdisp3を生成する。そして、データドライバ53は、LUT54Aを用いて生成された画素信号を、サブ画素SPixのサブ画素部分PA(後述)に供給するとともに、LUT54Bを用いて生成された画素信号を、そのサブ画素SPixのサブ画素部分PB(後述)に供給する。表示部20では、後述するように、サブ画素部分PA,PBは、それらの画素信号に基づいてそれぞれ表示を行う。すなわち、表示部20は、サブ画素部分PA,PBが、1つの画素情報を異なるガンマ特性で表示する、いわゆるハーフトーン駆動による表示を行うものである。
図4は、表示部20の一構成例を表すものである。表示部20には、画素Pixがマトリクス状に配置されている。各画素Pixは、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)にそれぞれ対応する3つのサブ画素SPixを有している。サブ画素SPixは、水平方向において、所定のピッチ(サブ画素ピッチPS)で配置されている。サブ画素SPix間には、いわゆるブラックマトリクスBMが形成され、入射した光が遮光されるようになっている。これにより、表示部20では、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の混色がおこりにくくなっている。各サブ画素SPixは、垂直方向Yに並設されたサブ画素部分PA,PBを有している。なお、この例では、サブ画素部分PA,PBは同じ大きさとしたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、サブ画素部分PAをサブ画素部分PBよりも大きくしてもよい。
図5は、サブ画素SPixの回路図の一例を表すものである。サブ画素SPixのサブ画素部分PAは、例えばMOS(Metal Oxide Semiconductor)型のFET(Field Effect Transistor)により構成されるTFT素子TrAと、液晶素子LCAと、保持容量素子CsAとを備えている。TFT素子TrAは、ゲートがゲート線GCLAに接続され、ソースがデータ線SGLに接続され、ドレインが液晶素子LCAの一端と保持容量素子CsAの一端に接続されている。液晶素子LCAは、一端がTFT素子TrAのドレインに接続され、他端は共通電極COM(後述する対向電極222)に接続されて接地されている。保持容量素子CsAは、一端がTFT素子TrAのドレインに接続され、他端は保持容量線CSLに接続されている。同様に、サブ画素SPixのサブ画素部分PBは、例えばMOS型のFETにより構成されるTFT素子TrBと、液晶素子LCBと、保持容量素子CsBとを備えている。TFT素子TrBは、ゲートがゲート線GCLBに接続され、ソースがデータ線SGLに接続され、ドレインが液晶素子LCBの一端と保持容量素子CsBの一端に接続されている。液晶素子LCBは、一端がTFT素子TrBのドレインに接続され、他端は共通電極COM(後述する対向電極222)に接続されて接地されている。保持容量素子CsBは、一端がTFT素子TrBのドレインに接続され、他端は保持容量線CSLに接続されている。ゲート線GCLA,GCLBはゲートドライバ52に接続され、データ線SGLはデータドライバ53に接続されている。
図6は、表示部20の断面構成例を表すものである。表示部20は、駆動基板210と対向基板220との間に、液晶層200を封止したものである。
駆動基板210は、透明基板211と、画素電極212と、配向膜213と、偏光板214とを有している。透明基板211は、例えばガラス等から構成されるものであり、その表面には、図示しないTFT素子TrA,TrB等が形成されている。この透明基板211上には、サブ画素部分PA,PBごとに画素電極212が配設されている。この画素電極212は、例えばITO(Indium Tin Oxide)等の透明導電膜により構成されるものであり、サブ画素部分PA,PBの各領域内において一様に形成されている。そして、画素電極212の上には、配向膜213が形成されている。配向膜213は、例えば紫外線などを照射することにより、液晶層200における液晶分子Mの配向方向を定める、いわゆる光配向処理が施されたものである。駆動基板211の、画素電極212などが形成された面とは反対の面には、偏光板214が貼り付けられている。
対向基板220は、透明基板221と、対向電極222と、配向膜223と、偏光板224とを有している。透明基板221は、透明基板211と同様に、例えばガラス等から構成されるものであり、その表面には、図示しないカラーフィルタやブラックマトリクスBMが形成されている。この透明基板221上には、対向電極222が、サブ画素SPixに共通の電極として配設されている。この対向電極222は、例えばITO等の透明導電膜により構成されるものであり、この例では、表示部20の全面において一様に形成されている。そして対向電極222の上には、配向膜223が形成されている。配向膜223は、配向膜213と同様に、いわゆる光配向処理が施されたものである。駆動基板221の、対向電極222などが形成された面とは反対の面には、偏光板224が貼り付けられている。
液晶層200は、例えば、負の誘電率異方性を有する液晶分子Mを含むものである。この液晶分子Mは、配向膜により、垂直配向される液晶分子Mを含むものである。すなわち、液晶層200は、いわゆるVA(Vertical Alignment)液晶として機能するものである。
図7は、サブ画素SPixを表すものであり、(A)は画素電極212を示し、(B)は電圧印加時における液晶分子Mの平均的な配向方向を模式的に示すものである。画素電極212は、図7(A)に示したように、サブ画素部分PA,PBのそれぞれにおいて、一様に形成されている。また、表示部20では、図7(B)に示したように、サブ画素部分PA,PBのそれぞれにおいて、液晶分子Mの配向方向が互いに異なる複数の領域(ドメインD1〜D4)が設けられている。これらのドメインD1〜D4は、配向膜213,223に対する光配向処理により、液晶分子Mの配向方向がドメイン間で互いに異なるように形成されたものであり、互いにほぼ等しい面積を有するものである。
図8は、異なる2つのドメイン(この例ではドメインD1,D2)における液晶分子Mの向きを模式的に表すものであり、(A)は0Vの画素信号が画素電極202に印加された場合を示し、(B)は電圧Vhの画素信号が印加された場合を示し、(C)は電圧Vhより大きい電圧Vwの画素信号が印加された場合を示す。ここで、電圧Vhは、例えば4V程度であり、電圧Vwは例えば8V程度である。
0Vの画素信号が画素電極212に印加された場合には、図8(A)に示したように、液晶分子Mは、その長軸が基板面に対して垂直な方向を向く。この場合には、そのサブ画素部分PA,PBでは、光の透過率が十分に低くなり、黒表示が行われる。また、電圧Vwの画素信号が画素電極212に印加された場合には、図8(C)に示したように、液晶分子Mは、その長軸が基板面に対して平行な方向を向く。この場合には、そのサブ画素部分PA,PBでは、光の透過率が高くなり、いわゆる白表示が行われる。
一方、電圧Vhの画素信号が画素電極212に印加された場合には、図8(B)に示したように、液晶分子Mは、その長軸が図8(A)に示した向きと図8(C)に示した向きの中間の向きに傾斜する。その際、図8(B)に示したように、液晶分子Mは、図において左側のドメインD1と右側のドメインD2とで、その傾斜する向きは異なるものの、その傾斜する程度(角度)は同等である。この場合には、そのサブ画素部分PA,PBでは、光の透過率が中程度となり、中間調の表示が行われる。
このように、表示部20では、画素電極202に画素信号を印加することにより、液晶分子Mが、各ドメインD1〜D4において異なる方向を向く。その際、サブ画素部分PA,PBは、特に中間調の状態において、LUT54A,54Bを用いて生成された互いに異なる画素信号によりそれぞれ駆動されるため、例えば、サブ画素部分PAのドメインD1における液晶分子Mと、サブ画素部分PBのドメインD1における液晶分子Mとは、それぞれ異なる方向を向く。他のドメインD2〜D4についても同様である。これにより、表示部20は、視野角特性を高めることができるようになっている。
(バリア部10)
バリア部10は、液晶バリアにより構成されるパララックスバリアである。以下に、その詳細を説明する。
図9は、バリア部10の一構成例を表すものである。バリア部10は、光を透過または遮断する複数の開閉部(液晶バリア)11,12を有している。開閉部11,12は、XY平面における一方向(この例では、垂直方向Yから所定の角度θをなす方向)に延在して設けられるとともに、水平方向Xにおいて交互に配置されている。この例では、開閉部12の幅W12を、表示部20におけるサブ画素ピッチPSとほぼ等しくしている。これにより、後述するように、立体視表示の際にモアレが発生するおそれを低減することができる。また、この例では、開閉部11の幅W11および開閉部12の幅W12は、互いにほぼ等しくしている。なお、開閉部11,12の幅の大小関係はこれに限定されず、W11>W12であってもよく、またW11<W12であってもよい。
これらの開閉部11,12は、立体表示装置1が通常表示(2次元表示)および立体視表示のどちらを行うかにより、異なる動作を行う。すなわち、開閉部11は、後述するように、通常表示を行う際には開状態(透過状態)になり、立体視表示を行う際には、閉状態(遮断状態)になる。一方、開閉部12は、後述するように、通常表示を行う際には開状態(透過状態)になり、立体視表示を行う際には、時分割的に開状態(透過状態)になる。具体的には、開閉部12は、複数のグループにグループ分けされており、立体視表示を行う際、同じグループに属する複数の開閉部12が、同じタイミングで開動作および閉動作を行うようになっている。以下に、開閉部12のグループについて説明する。
図10は、開閉部12のグループ構成例を表すものである。開閉部12は、この例では4つのグループA〜Dにグループ分けされている。具体的には、図10に示したように、グループAを構成する開閉部12(開閉部12A)と、グループBを構成する開閉部12(開閉部12B)と、グループCを構成する開閉部12(開閉部12C)と、グループDを構成する開閉部12(開閉部12D)とが、この順で巡回するように配置されている。
バリア駆動部41は、立体視表示を行う際、同じグループに属する複数の開閉部12が同じタイミングで開閉動作を行うように駆動する。具体的には、バリア駆動部41は、後述するように、グループAに属する複数の開閉部12Aを同時に開閉し、次にグループBに属する複数の開閉部12Bを同時に開閉し、次にグループCに属する複数の開閉部12Cを同時に開閉し、次にグループDに属する複数の開閉部12Dを同時に開閉することにより、開閉部12A〜12Dを時分割的に巡回して開閉動作するように駆動する。
図11は、立体視表示を行う場合のバリア部10の状態を、断面構造を用いて模式的に表すものである。この例では、開閉部12Aは、表示部20の8つのサブ画素SPixに1つの割合で設けられている。同様に、開閉部12B,12C,12Dは、それぞれ、表示部20の8つのサブ画素SPixに1つの割合で設けられている。なお、これに限定されるものではなく、開閉部12A〜12Dを、表示部20の8つのサブ画素SPixに1つの割合ではなく、8つの画素Pixに1つの割合でそれぞれ設けてもよい。図11では、バリア部10の開閉部11,12(12A〜12D)のうち、光が遮断される開閉部を斜線で示している。
立体表示装置1では、立体視表示を行う場合には、表示駆動部50に映像信号S3Dが供給され、表示部20はそれに基づいて表示を行う。そして、バリア部10では、開閉部11が閉状態(遮断状態)を維持するとともに、表示部20の表示に同期して開閉部12(開閉部12A〜12D)が時分割的に開閉動作を行う。
具体的には、バリア駆動部41が開閉部12Aを開状態(透過状態)にした場合には、表示部20では、図11(A)に示したように、この開閉部12Aに対応した位置に配置された互いに隣接する8つのサブ画素SPixが、8つの視点映像に対応する画素情報P1〜P8を表示する。同様に、バリア駆動部41が開閉部12Bを開状態(透過状態)にした場合には、表示部20では、図11(B)に示したように、この開閉部12Bに対応した位置に配置された互いに隣接する8つのサブ画素SPixが、8つの視点映像に対応する画素情報P1〜P8を表示する。また、バリア駆動部41が開閉部12Cを開状態(透過状態)にした場合には、表示部20では、図11(C)に示したように、この開閉部12Cに対応した位置に配置された互いに隣接する8つのサブ画素SPixが、8つの視点映像に対応する画素情報P1〜P8を表示する。そして、バリア駆動部41が開閉部12Dを開状態(透過状態)にした場合には、表示部20では、図11(D)に示したように、この開閉部12Dに対応した位置に配置された互いに隣接する8つのサブ画素SPixが、8つの視点映像に対応する画素情報P1〜P8を表示する。
これにより、観察者は、後述するように、例えば左眼と右眼とで異なる視点映像を見ることができ、表示された映像を立体的な映像として感じるようになっている。立体表示装置1では、このように、開閉部12A〜12Dを時分割的に切り換えて開閉し映像を表示することにより、後述するように、表示装置の解像度を高めることができるようになっている。
また、通常表示(2次元表示)を行う場合には、表示部20は、映像信号S2Dに基づいて通常の2次元映像を表示し、バリア部10では、開閉部11および開閉部12(開閉部12A〜12D)は全て開状態(透過状態)を維持するようになっている。これにより、観察者は、表示部20に表示された通常の2次元映像をそのまま見ることができる。
ここで、サブ画素部分PA,PBは、本開示における「単位画素」の一具体例にそれぞれ対応する。画素電極212は、本開示における「第1の電極」の一具体例に対応する。対向電極222は、本開示における「第2の電極」の一具体例に対応する。バリア部10は、本開示における「光線制御部」の一具体例に対応する。
[動作および作用]
続いて、本実施の形態の立体表示装置1の動作および作用について説明する。
(全体動作概要)
まず、図1などを参照して、立体表示装置1の全体動作概要を説明する。制御部40は、外部より供給される映像信号Sdispに基づいて、バックライト駆動部43、バリア駆動部41、および表示駆動部50を制御する。バックライト駆動部43は、制御部40から供給されるバックライト制御信号に基づいてバックライト30を駆動する。バックライト30は、面発光した光をバリア部10に対して射出する。バリア駆動部41は、制御部40から供給されるバリア制御信号に基づいてバリア部10を制御する。バリア部10の開閉部11,12は、バリア駆動部41からの指示に基づいて開閉動作を行う。表示駆動部50は、制御部40から供給される映像信号Sdisp2に基づいて表示部20を駆動する。表示部20は、バックライト30から射出し、バリア部10の開閉部11,12を透過した光を変調することにより表示を行う。
(詳細動作)
次に、立体視表示を行う場合の詳細動作を説明する。
図12は、バリア駆動部41が開閉部12Aを開状態(透過状態)にした場合の、表示部20およびバリア部10の動作例を表すものである。この場合には、開閉部12Aが開状態(透過状態)になるとともに、開閉部12B〜12Dが閉状態(遮断状態)になり、表示部20は、映像信号S3Dに含まれる8つの視点映像のそれぞれに対応する画素情報P1〜P8を、開閉部12A付近に配置されたサブ画素SPixにそれぞれ表示する。これにより、画素情報P1〜P8に対応する光は、各サブ画素SPixと開閉部12Aとの相対的な位置関係に応じて、それぞれ角度が制限されて出力される。よって、例えば、立体表示装置1の表示画面の正面から観察する観察者は、左眼で画素情報P5を、右眼で画素情報P4を見ることにより、立体的な映像を見ることができる。なお、ここでは、バリア駆動部41が開閉部12Aを開状態にした場合について説明したが、開閉部12B〜12Dを開状態にした場合についても同様である。
このように、観察者は、左眼と右眼とで、画素情報P1〜P8のうちの異なる画素情報を見ることとなり、観察者は立体的な映像として感じることができる。また、開閉部12A〜12Dを時分割的に順次開閉して映像を表示することにより、観察者は、互いにずれた位置に表示される映像を平均化して見ることとなる。よって、立体表示装置1は、開閉部12Aのみをもつ場合に比べ、4倍の解像度を実現することが可能となる。言い換えれば、立体表示装置1の解像度は、2次元表示の場合に比べ1/2(=1/8×4)で済むこととなる。
(クロストークについて)
図12に示したように、立体視表示の際には、観察者は、左眼と右眼とで、異なる視点映像を観察することが望ましい。しかしながら、以下に示すように、観察者は、本来観察すべき視点映像と、その視点映像とは異なる視点映像とが混ざり合った映像を観察するおそれがある。
図13は、観察者の一方の眼が、5番目の視点映像を観察する場合を模式的に表すものである。この例では、バックライト30から射出し、開閉部12Aを通過した光が、画素情報P5を表示するサブ画素SPixを直進して、光L1として出力される。その際、このサブ画素SPixに入射した光の一部が散乱され、所望の方向と異なる方向に進むおそれがある。すなわち、例えば、図13において光L2で示したように、入射光が表示部20の電極パターン、配線パターン、液晶層200等により回折あるいは屈折し、またはカラーフィルタや偏光板214,224などにより散乱されるおそれがある。また、図13において光L3で示したように、入射光が表示部20のメタルや多層薄膜により反射した後、さらにバリア部10で反射し、異なる視点映像に係るサブ画素SPix(この例では画素情報P8を表示するサブ画素SPix)を通過して出力されるおそれがある。
このように、ある視点映像に係る光が散乱し、その進行方向が変化した場合には、その散乱光が他の視点映像に係る光と混ざり合うおそれがある。すなわち、この場合には、互いに異なる視点映像が混ざり合うこととなり(クロストーク)、観察者は、画質が低下したように感じることとなる。
図14は、立体表示装置1のクロストーク特性を表すものである。図14に示したクロストーク特性は、以下のようにして得られるものである。すなわち、まず、表示部20は、ある視点映像が全面において白色(白画像)であり、その他の視点映像が全面において黒色(黒画像)である、8つの視点映像を表示する。そして、バリア部10が、あるグループに属する開閉部12(例えばグループAに属する開閉部12A)のみを常に開状態(透過状態)にし、他のグループに属する開閉部12を常に閉状態(遮断状態)にする。そして、水平方向の観察角度αを変化させながらその輝度Iを測定することにより、図14に示したクロストーク特性が得られる。
図14に示したように、輝度Iは、観察者が、図13に示した直進光L1を観察するような観察角度αにおいて大きくなり(部分Pt)になり、それ以外の観察角度αにおいて小さくなる(部分Pb)。この部分Pbにおける輝度Iのうちの一部は、図13に示した、表示部20における光の散乱に起因するものである。部分Pbにおける輝度Iが大きくなるほど、本来観察すべき視点映像に加え、その視点画像とは異なる視点映像が表示されるようになるため、画質が低下してしまう。
図15は、表示部20のみに対してレーザー光を照射したときの透過光の分布を表すものである。同心円の中心は、直進光(例えば図13の光L1)の位置に対応しており、同心円の径方向は極角に対応している。表示部20は、サブ画素SPix内において、画素電極212および対向電極222を一様に形成したので、以下に示す比較例と比べて、光の散乱を低減することができる。これにより、クロストーク特性(図14)における部分Pbでの輝度Iを低くすることができるため、画質を高めることができる。
次に、いくつかの比較例と対比して、本実施の形態の作用を説明する。
(比較例1)
比較例1は、いわゆるPVA(Patterned Vertical Alignment)方式の表示パネルを用いて表示部20Rを構成したものである。その他の構成は、本実施の形態(図1等)と同様である。
図16は、表示部20Rの一構成例を表すものであり、(A)は画素電極212Rを示し、(B)は対向電極222Rを示し、(C)はサブ画素SPixRにおける液晶分子Mの配向を模式的に示している。図17は、サブ画素SPixRの上半分における液晶分子Mの向きを模式的に表すものである。
画素電極212Rには、図16(A)に示したように、複数のスリットSL1が設けられている。この例では、スリットSL1は、画素電極212Rの上半分では、水平方向Xから時計回りに45度の方向に延伸するとともに、所定の間隔で形成され、画素電極212Rの下半分では、水平方向Xから反時計回りに45度の方向に延伸するとともに、所定の間隔で形成されている。
対向電極222Rには、図16(B)に示したように、画素電極212Rと同様に、複数のスリットSL2が設けられている。この例では、スリットSL2は、画素電極212Rに対応する領域の上半分では、水平方向Xから時計回りに45度の方向に延伸するとともに、所定の間隔で形成され、画素電極212Rに対応する領域の下半分では、水平方向Xから反時計回りに45度の方向に延伸するとともに、所定の間隔で形成されている。その際、スリットSL2は、スリットSL1と異なる部分に形成されている。具体的には、画素電極212Rに形成されたスリットSL1と、対向電極222Rに形成されたSL2とは、互い違いに配置されている。
この構成により、サブ画素SPixRの上半分の液晶分子Mは、図17に示したように、スリットSL1,SL2の相対的な位置関係に応じた方向を向き、2つのドメインDR1,DR2が交互に形成されることとなる。なお、図17では、サブ画素SPixRの上半分について説明したが、サブ画素SPixRの下半分についても同様である。
これにより、サブ画素SPixRには、図16(C)に示したように、4つのドメインDR1〜DR4が形成される。すなわち、サブ画素SPixRの上半分では、スリットSL1,SL2の部分(ドメイン境界BR1,BR2)により区分されたドメインDR1,DR2が交互に形成され、サブ画素SPixRの下半分では、同様にスリットSL1,SL2の部分により区分されたドメインDR3,DR4が交互に形成される。
図18は、表示部20Rのみに対してレーザー光を照射したときの透過光の分布を表すものである。図18に示したように、本比較例1に係る表示部20Rでは、本実施の形態の場合(図15)と異なり、斜めの方向(45度、135度、225度、および315度の方向)にも透過光が散乱している事がわかる。すなわち、表示部20Rでは、図16に示したように、スリットSL1,SL2が斜めの方向に配列しているため、入射光は、この電極パターンや、この電極パターンに応じて配向した液晶層200Rにより回折等することにより、斜めの方向にも散乱する。このように、表示部20Rでは、光の散乱が多くなるため、クロストーク特性(図14)における部分Pbでの輝度Iが高くなり、画質が低下するおそれがある。
一方、本実施の形態に係る表示部20では、サブ画素SPix内において、画素電極212および対向電極222を一様に形成したので、散乱の原因になるスリットなどの電極パターンがないため、光の散乱を低減することができ、画質を高めることができる。
(比較例2)
比較例2は、いわゆるPSA(Polymer Sustained Alignment)方式の表示パネルを用いて表示部20Sを構成したものである。その他の構成は、本実施の形態(図1等)と同様である。
図19は、比較例2に係る表示部20Sの一構成例を表すものであり、(A)は画素電極212Rを示し、(B)はサブ画素SPixSにおける液晶分子Mの平均的な配向方向を模式的に示している。
画素電極212Rは、サブ画素部分PA,PBのそれぞれにおいて、同様の電極パターンで形成されている。画素電極212Rは、図19(A)に示したように、幹部分61,62と、枝部分63とを有している。幹部分61は、垂直方向Yに延伸するように形成されており、幹部分62は、水平方向Xに延伸するとともに幹部分61と交差するように形成されている。枝部分63は、幹部分61および幹部分62により区切られた4つの枝領域71〜74において、幹部分61および幹部分62から延伸するように形成されている。枝部分63は、枝領域71〜74のそれぞれにおいて同じ方向に延伸している。枝領域71,74の枝部分63は、水平方向Xから反時計まわりに所定の角度φ(例えば45度)だけ回転させた方向に延伸しており、枝領域72,73の枝部分63は、水平方向Xから時計まわりに所定の角度φ(例えば45度)だけ回転させた方向に延伸している。
これにより、サブ画素SPixSにおけるサブ画素部分PA,PBには、図19(B)に示したように、枝領域71〜74に対応する4つのドメインDS1〜DS4が現れる。
図20は、表示部20Sのみに対してレーザー光を照射したときの透過光の分布を表すものである。図20に示したように、本比較例2に係る表示部20Sでは、本実施の形態の場合(図15)と異なり、斜めの方向(45度、135度、225度、および315度の方向)にも透過光が散乱している事がわかる。すなわち、図19に示したように、枝部分63が斜めの方向に配列しているため、入射光は、この電極パターンや、この電極パターンに応じて配向した液晶層200Sにより回折等することにより、斜めの方向にも散乱する。このように、表示部20Sでは、光の散乱が多くなるため、クロストーク特性(図14)における部分Pbでの輝度Iが高くなり、画質が低下するおそれがある。
一方、本実施の形態に係る表示部20では、サブ画素SPix内において、画素電極212および対向電極222を一様に形成したので、散乱の原因になる枝部分などの電極パターンがないため、光の散乱を低減することができ、画質を高めることができる。
(モアレについて)
一般に、パララックスバリア方式の立体表示装置では、バリア部において開閉部が並設され、表示部においてサブ画素が並設されているため、立体視表示の際にモアレが発生するおそれがある。モアレは、開閉部およびサブ画素の形状に起因するモアレMAと、光の回折に起因するモアレMBとに分類される。
図21は、立体表示装置1におけるモアレMA,MBのシミュレーション結果を表すものである。図21において、横軸は、立体視表示の際に透過状態になる開閉部12の幅W12を、サブ画素SPixのサブ画素ピッチPSで除算したもの(W12/PS)であり、縦軸はモアレ変調度MMである。ここで、モアレ変調度MMは、表示画面におけるモアレに起因する輝度変化であり、(輝度最大値−輝度最小値)/(輝度最大値+輝度最小値)で表されるものである。
このモアレ変調度MMのシミュレーションは、空間コヒーレンスを考慮した部分コヒーレント理論の照明計算に基づき、サブ画素SPixの形状、および、立体視表示の際に透過状態になる開閉部12の形状を考慮して回折計算を行ったものである。
図21に示したように、モアレMA,MBに係るモアレ変調度MMは、W12/PSが0(ゼロ)から増加するにつれてそれぞれ減少し、W12/PS=1においてともに十分に小さくなる。そして、W12/PSがさらに増加すると、これらのモアレ変調度MMはそれぞれ一旦増加した後に減少し、W12/PS=2において再びともに十分に小さくなる。このように、開閉部12の幅W12が、サブ画素ピッチPSの整数倍である場合において、モアレMA,MBに係るモアレ変調度MMがともに低くなり、モアレが発生するおそれが低くなる。
立体表示装置1では、開閉部12の幅W12と、サブ画素SPixのサブ画素ピッチPSとをほぼ等しくしたので、図21に示したように、モアレMA,MBの両方についてモアレ変調度MMを低くすることができるため、モアレが発生するおそれを低減することができ、画質の低下を抑えることができる。
次に、開閉部およびサブ画素の形状に起因するモアレMAについて、より詳細に説明する。
図22(A)〜(C)は、バリア部10における開閉部12と、表示部20におけるサブ画素SPixとの相対的な位置関係を表すものである。図23は、開閉部12の幅W12をサブ画素ピッチPSより広くした場合における、開閉部12とサブ画素SPixとの相対的な位置関係を表すものである。なお、これらの図では、立体視表示の際に閉状態となる開閉部11の図示を省略している。また、説明の便宜上、開閉部12が垂直方向Yに延伸するように描いたが、図9に示したように、垂直方向Yから所定の角度θをなす方向に延伸する場合でも同様である。
図22,23に示した位置関係は、例えば、観察者が表示画面を観察する際の観察角度αによって生じるものである。具体的には、例えば、観察者が表示画面の正面から観察したときには、図22(B),23(B)のような位置関係になり、表示画面の正面より右側から観察したときには、図22(A),23(A)のような位置関係になり、表示画面の正面より左側から観察したときには、図22(C),23(C)のような位置関係になる。
観察者は、サブ画素Spixのうちの、開閉部12と重なる部分(図22,23において斜線で示した部分)を観察する。立体表示装置1では、開閉部12の幅W12を、サブ画素SPixのサブ画素ピッチPSとほぼ等しくしたので、図22(A)〜(C)に示したように、観察されるサブ画素SPixの面積を、観察角度αによらずほぼ一定にすることができる。すなわち、例えば、開閉部12の幅W12をサブ画素ピッチPSより広くした場合には、図23(A)〜(C)に示したように、観察されるサブ画素SPixの面積は、観察角度αにより異なる。この場合には、観察角度αによって輝度が変化するため、図21に示したように、モアレMAについてのモアレ変調度MMが増大する。一方、立体表示装置1では、図22に示したように、観察されるサブ画素SPixの面積を、観察角度αによらずほぼ一定にすることができるため、モアレMAについてのモアレ変調度MMを小さくすることができ、画質の低下を抑えることができる。
次に、比較例と対比して、本実施の形態の作用を説明する。
(比較例3)
比較例3は、立体表示装置1において、バリア10と表示部20の位置を変更したものである。その他の構成は、本実施の形態(図1等)と同様である。
図24は、比較例3に係る立体表示装置1Tの要部の一構成例を表すものであり、(A)は立体表示装置1Tの分解斜視構成を示し、(B)は立体表示装置1Tの側面図を示す。立体表示装置1Tは、バックライト30、表示部20、バリア部10をこの順に配置したものである。この立体表示装置1Tでは、バックライト30から射出し、表示部20を通過した光が、バリア部10を介して、観察者に届くようになっている。
図25は、立体表示装置1TにおけるモアレMA,MBのシミュレーション結果を表すものである。立体表示装置1Tでも、モアレMAに係るモアレ変調度MMは、本実施の形態に係る立体表示装置1の場合(図21)と同じである。一方、モアレMBに係るモアレ変調度MMは、W12/PSが0(ゼロ)から増加するにつれて一旦増加した後に減少し、W12/PS=1.35において十分に小さくなる。そして、W12/PSがさらに増加すると、このモアレ変調度MMは増加する。このように、立体表示装置1Tでは、モアレMAについてのモアレ変調度MMが十分に低くなるW12/PSの値と、モアレMBについてのモアレ変調度MMが十分に低くなるW12/PSの値とが異なる。これにより、モアレMA,MBをともに低く抑えることが難しい。
一方、本実施の形態に係る立体表示装置1では、表示部20、バックライト30、バリア部10の順に配置したため、図21に示したように、モアレMAについてのモアレ変調度MMが十分に低くなるW12/PSの値と、モアレMBについてのモアレ変調度MMが十分に低くなるW12/PSの値とをほぼ等しくすることができる。これにより、立体表示装置1では、モアレMA,MBをともに低く抑えることができるため、画質を高めることができる。
[効果]
以上のように本実施の形態では、サブ画素内において、画素電極および対向電極を一様に形成したので、散乱の原因になるスリットなどの電極パターンがないため、光の散乱を低減することができ、画質を高めることができる。
また、本実施の形態では、表示部、バックライト、バリア部の順に配置するとともに、開閉部12の幅を、サブ画素ピッチとほぼ等しくしたので、モアレが発生するおそれを低減することができ、画質を高めることができる。
[変形例1−1]
上記実施の形態では、配向膜213,223には、いわゆる光配向処理を施したが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、いわゆるラビング処理を施してもよい。
[変形例1−2]
上記実施の形態では、サブ画素SPixにサブ画素部分PA,PBを設けたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、図26に示したように、サブ画素部分を設けず、サブ画素SPixが一体として駆動されるようにしてもよい。この場合には、図27に示したように、各サブ画素SPixのそれぞれにおいて、4つのドメインD1〜D4を設けることが望ましい。
[変形例1−3]
上記実施の形態では、開閉部12の幅W12をサブ画素ピッチPSとほぼ等しくしたが、これに限定されるものではなく、例えば、サブ画素ピッチPSの整数倍程度であれば、どのような幅であってもよい。具体的には、開閉部12の幅W12をサブ画素ピッチPSの2倍程度にすることができる。この場合でも、図21に示したように、モアレMA,MBの両方についてモアレ変調度MMを低くすることができるため、モアレが発生するおそれを低減することができ、画質の低下を抑えることができる。
<2.第2の実施の形態>
次に、第2の実施の形態に係る立体表示装置2について説明する。本実施の形態は、表示部において、液晶分子Mの配向を定めるために透明電極を別途設けたものである。なお、上記第1の実施の形態に係る立体表示装置1などと実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
図28は、本実施の形態における表示部60の断面構成例を表すものである。表示部60は、駆動基板310と、対向基板320とを有する。駆動基板310は、絶縁層311と、透明電極312と、配向膜313とを有している。絶縁層311は、画素電極212の上に形成されている。この絶縁層311は、例えば、SiNにより構成されるものである。絶縁層311の上の、サブ画素部分PA,PBに対応する領域には、透明電極312が形成されている。この透明電極312は、例えばITO等の透明導電膜により構成されるものであり、後述するように、複数の枝部分83を有するものである。そして透明電極312の上には、配向膜313が形成されている。対向基板320は、配向膜323を有している。配向膜323は、対向電極222の上に形成されている。この例では、液晶層200に、UV硬化性のモノマーを混入している。
図29は、表示部60の一構成例を表すものであり、(A)は画素電極212を示し、(B)は透明電極312を示し、(C)はサブ画素SPixにおける液晶分子Mの配向を模式的に示している。
透明電極312は、サブ画素部分PA,PBのそれぞれにおいて、同様の電極パターンで形成されている。透明電極312は、図29(B)に示したように、幹部分81,82と、枝部分83とを有している。幹部分81は、垂直方向Yに延伸するように形成されており、幹部分82は、水平方向Xに延伸するとともに幹部分81と交差するように形成されている。枝部分83は、幹部分81および幹部分82により区切られた4つの枝領域91〜94において、幹部分81および幹部分82から延伸するように形成されている。
枝部分83は、枝領域91〜94のそれぞれにおいて同じ方向に延伸している。枝領域91の枝部分83の延伸方向と、枝領域93の枝部分83の延伸方向とは、垂直方向Yを軸として線対称になっており、同様に、枝領域92の枝部分83の延伸方向と、枝領域94の枝部分83の延伸方向とは、垂直方向Yを軸として線対称になっている。また、枝領域91の枝部分83の延伸方向と、枝領域92の枝部分83の延伸方向とは、水平方向Xを軸として線対称になっており、同様に、枝領域93の枝部分83の延伸方向と、枝領域94の枝部分83の延伸方向とは、水平方向Xを軸として線対称になっている。この例では、具体的には、枝領域91,94の枝部分83は、水平方向Xから反時計まわりに所定の角度φ(例えば45度)だけ回転させた方向に延伸しており、枝領域92,93の枝部分83は、水平方向Xから時計まわりに所定の角度φ(例えば45度)だけ回転させた方向に延伸している。
ここで、透明電極312は、本開示における「第3の電極」の一具体例に対応する。
この表示部20Fの製造工程では、表示部20Fを一旦組み立てた後、透明電極312と対向電極222との間に電圧を印加しつつUV光を照射することにより、液晶層200の液晶分子Mにプレチルトを付与し、液晶分子Mの配向を定める。これにより、サブ画素SPixには、図29(C)に示したように、サブ画素部分PA,PBのそれぞれにおいて、4つのドメインD1〜D4が形成される。このドメインD1〜D4は、枝領域91〜94に対応して形成されるものである。
この表示部60は、表示動作を行う場合には、例えば、画素電極212および対応する透明電極312に同じ画素信号を印加する。これにより、表示部60では、主に画素電極212と対向電極222との間の電位差により液晶層200を駆動するため、液晶層200における光の散乱を低減することができる。すなわち、例えば、比較例2に係る表示部20Sでは、画素電極212R(図19(A))と対向電極222との間の電位差により液晶層200Sを駆動する。この場合には、液晶分子Mは、画素電極212Rの電極パターンに応じた方向を向くため、この液晶分子Mの配向の周期性により、液晶層200Sにおいて光が散乱されるおそれがある。一方、本実施の形態に係る表示部60では、主に画素電極212と対向電極222との間の電位差により液晶層200を駆動するため、液晶層200における液晶分子Mの配向をほぼ一様にすることができる。これにより、液晶層200における光の散乱を低減することができ、画質を高めることができる。
以上のように本実施の形態では、サブ画素内において、画素電極および対向電極を一様に形成したので、液晶層における光の散乱を低減することができ、画質を高めることができる。
[変形例2−1]
上記実施の形態では、サブ画素SPixにサブ画素部分PA,PBを設けたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、上記第1の実施の形態の変形例1−2と同様に、サブ画素部分を設けず、サブ画素SPixが一体として駆動されるようにしてもよい。
[変形例2−2]
上記実施の形態では、開閉部12の幅W12をサブ画素ピッチPSとほぼ等しくしたが、これに限定されるものではなく、例えば、上記第1の実施の形態の変形例1−3と同様に、サブ画素ピッチPSの整数倍(例えば2倍)程度にすることができる。
<3.第3の実施の形態>
次に、第3の実施の形態に係る立体表示装置3について説明する。本実施の形態は、いわゆるPVA方式により表示部70を構成したものである。なお、上記第1の実施の形態に係る立体表示装置1などと実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
図30は、表示部70の一構成例を表すものであり、(A)は画素電極412を示し、(B)は対向電極422を示し、(C)はサブ画素SPixにおける液晶分子Mの配向を模式的に示している。
画素電極412は、サブ画素部分PA,PBのそれぞれにおいて、同様の電極パターンで形成されている。画素電極412には、図30(A)に示したように、1つのスリットSL3が設けられている。この例では、スリットSL3は、画素電極412の中央付近において、水平方向Xに延伸するように形成されている。
対向電極422には、図30(B)に示したように、サブ画素部分PA,PBのそれぞれにおいて、2つのスリットSL4が設けられている。この例では、2つのスリットSL4のうちの1つは、サブ画素部分PA,PBの上半分において、左下から右上へ向かう方向に延伸するように形成され、もう1つは、サブ画素部分PA,PBの下半分において、左上から右下へ向かう方向に延伸するように形成されている。
これにより、サブ画素SPixには、図30(C)に示したように、4つのドメインD1〜D4が形成される。すなわち、サブ画素部分PA,PBの上半分では、スリットSL4に対応するドメイン境界BR4により区分されたドメインD1,D2が形成され、サブ画素部分PA,PBの下半分では、ドメイン境界BR4により区分されたドメインD3,D4が形成される。また、ドメインD2,D3は、スリットSL3に対応するドメイン境界BR3により区分される。
このように、各サブ画素部分PA,PBは、4つのドメインD1〜D4を有する。その際、表示部70では、スリットSL3,SL4の数を少なくしたので、光が散乱されるおそれを低減することができる。すなわち、例えば、比較例1に係る表示部20Rでは、図16に示したように、複数のスリットSL1,SL2を設け、サブ画素SPixRの上半分では、ドメインDR1,DR2を交互に形成し、サブ画素SPixRの下半分では、ドメインDR3,DR4を交互に形成している。これにより、ドメインDR1〜DR4のそれぞれは、複数の領域に分かれて配置されるため、この液晶分子Mの配向の周期性により、液晶層200Rにおいて光が散乱されるおそれがある。一方、本実施の形態に係る表示部70では、スリットSL3,SL4の数を少なくし、各ドメインD1〜D4を、それぞれ1つの閉じた領域に形成したので、液晶層200における光の散乱を低減することができる。これにより、立体表示装置3では、画質を高めることができる。
以上のように本実施の形態では、サブ画素内において、画素電極および対向電極に形成するスリットを少なくしたので、画質を高めることができる。
[変形例3−1]
上記実施の形態では、サブ画素SPixにサブ画素部分PA,PBを設けたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、上記第1の実施の形態の変形例1−2と同様に、サブ画素部分を設けず、サブ画素SPixが一体として駆動されるようにしてもよい。
[変形例3−2]
上記実施の形態では、開閉部12の幅W12をサブ画素ピッチPSとほぼ等しくしたが、これに限定されるものではなく、例えば、上記第1の実施の形態の変形例1−3と同様に、サブ画素ピッチPSの整数倍(例えば2倍)程度にすることができる。
[変形例3−3]
上記実施の形態では、画素電極412に1つのスリットSL3を設け、対向電極422に2つのスリットSL4を設けたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、画素電極に、2つのスリットSL4に対応する2つのスリットを設け、対向電極に、1つのスリットSL3に対応するスリットを設けてもよい。
[変形例3−4]
また、さらに、上記第2の実施の形態の場合と同様に、UV光を照射することにより、液晶分子Mにプレチルトを付与してもよい。この場合には、液晶分子Mの配向方向をより安定にすることができ、応答時間を短くすることができる。
<4.第4の実施の形態>
次に、第4の実施の形態に係る立体表示装置4について説明する。本実施の形態は、いわゆるピンホール型の画素により表示部80を構成したものである。なお、上記第1の実施の形態に係る立体表示装置1などと実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
図31は、表示部80の一構成例を表すものであり、(A)は画素電極212を示し、(B)は対向電極522を示し、(C)はサブ画素SPixにおける液晶分子Mの配向を模式的に示している。対向電極522には、図31(B)に示したように、サブ画素部分PA,PBに対応する領域に、ホールHLがそれぞれ設けられている。この例では、ホールHLは、画素電極522の中心に対応する位置にそれぞれ形成されている。これにより、サブ画素SPixでは、図31(C)に示したように、サブ画素部分PA,PBのそれぞれにおいて、放射状に液晶分子Mが配向する。言い換えれば、サブ画素部分PA,PBのそれぞれにおいて、微小なドメインが放射状に配置される。
表示部80では、各サブ画素部分PA,PBにおいて、画素電極212を一様に形成し、対向電極522もまたホールHLを除き一様に形成したので、光が散乱されるおそれを低減することができる。すなわち、例えば、比較例1に係る表示部20R(図16)、および比較例2に係る表示部20S(図19)では、電極パターン等に起因して光が散乱されるおそれがある(図18,20)。一方、本実施の形態に係る表示部80では、画素電極212および対向電極522をほぼ一様に形成したので、電極パターン等に起因して光が散乱されるおそれを低減することができる。これにより、立体表示装置4では、画質を高めることができる。
以上のように本実施の形態では、サブ画素内において、画素電極および対向電極をシンプルに構成したので、これらの電極パターンにより光が散乱されるおそれを低減することができ、画質を高めることができる。
[変形例4−1]
上記実施の形態では、サブ画素SPixにサブ画素部分PA,PBを設けたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、上記第1の実施の形態の変形例1−2と同様に、サブ画素部分を設けず、サブ画素SPixが一体として駆動されるようにしてもよい。
[変形例4−2]
上記実施の形態では、開閉部12の幅W12をサブ画素ピッチPSとほぼ等しくしたが、これに限定されるものではなく、例えば、上記第1の実施の形態の変形例1−3と同様に、サブ画素ピッチPSの整数倍(例えば2倍)程度にすることができる。
<5.第5の実施の形態>
次に、第5の実施の形態に係る立体表示装置5について説明する。本実施の形態は、TN(Twisted Nematic)液晶により表示部90を構成したものである。なお、上記第1の実施の形態に係る立体表示装置1などと実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
図32は、表示部90の一構成例を表すものである。表示部90は、上記第1の実施の形態に係る表示部20とは異なり、サブ画素部分を設けず、サブ画素SPixが一体として駆動されるものである。
表示部90は、駆動基板610と、対向基板620と、液晶層600とを備えている。駆動基板610は、画素電極612と、配向膜613とを有している。画素電極612は、例えばITO等の透明導電膜により構成されるものであり、サブ画素SPixに対応する領域内に一様に形成されている。画素電極612の上には、配向膜613が形成されている。対向基板620は、配向膜623を有している。配向膜623により液晶分子Mを配向させる方向(配向方向)は、後述するように、配向膜613により液晶分子Mを配向させる方向と交差するように設定されている。液晶層600は、TN液晶により構成されるものである。
図33は、表示部90の一構成例を表すものであり、(A)は画素電極612を示し、(B)はサブ画素SPixにおける液晶分子Mの配向を模式的に示している。画素電極612は、図33(A)に示したように、サブ画素SPix内において一様に形成されている。また、表示部90では、図33(B)に示したように、サブ画素SPix内において、液晶分子Mの方向が一様になるように動作する。すなわち、表示部90は、シングルドメインの表示パネルである。
図34は、液晶層600の動作を模式的に表すものであり、(A)は画素電極612と対向電極222との間に電位差がない場合を示し、(B)は電位差がある場合を示す。
電位差がない場合には、図34(A)に示すように、液晶層600の液晶分子Mは、その長軸が駆動基板610や対向基板620の基板面に平行になっている。配向膜613の近くの液晶分子Mは、その長軸が配向膜613によって所定の方向に配向し、配向膜623の近くの液晶分子Mは、その長軸が配向膜623によって所定の方向に配向する。その際、配向膜613が配向させる液晶分子Mの配向方向と、配向膜623が配向させる液晶分子Mの向きとが、互いに交差するようになっており、液晶層600の内部の液晶分子Mは、ねじれるように配向する。
一方、電位差がある場合には、図34(B)に示すように、液晶層600の液晶分子Mは、その長軸が駆動基板610や対向基板620の基板面に垂直になる。
以上のように本実施の形態では、サブ画素内において、画素電極および対向電極を一様に構成したので、これらの電極パターンにより光が散乱されるおそれを低減することができ、画質を高めることができる。
[変形例5−1]
上記実施の形態では、開閉部12の幅W12をサブ画素ピッチPSとほぼ等しくしたが、これに限定されるものではなく、例えば、上記第1の実施の形態の変形例1−3と同様に、サブ画素ピッチPSの整数倍(例えば2倍)程度にすることができる。
<6.適用例>
次に、上記実施の形態および変形例で説明した立体表示装置の適用例について説明する。
図35は、上記実施の形態等の立体表示装置が適用されるテレビジョン装置の外観を表すものである。このテレビジョン装置は、例えば、フロントパネル911およびフィルターガラス912を含む映像表示画面部910を有している。このテレビジョン装置は、上記実施の形態等に係る立体表示装置により構成されている。
上記実施の形態等の立体表示装置は、このようなテレビジョン装置の他、デジタルカメラ、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話等の携帯端末装置、携帯型ゲーム機、あるいはビデオカメラなどのあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。言い換えると、上記実施の形態等の立体表示装置は、映像を表示するあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。
以上、いくつかの実施の形態および変形例、ならびに電子機器への適用例を挙げて本技術を説明したが、本技術はこれらの実施の形態等には限定されず、種々の変形が可能である。
例えば、上記第1〜第4の各実施の形態等では、サブ画素部分PA,PBのそれぞれにおいて4つのドメインを形成したが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば3つ以下、もしくは5つ以上のドメインを形成してもよい。
また、例えば、上記実施の形態等では、開閉部12を4つのグループにグループ分けしたが、これに限定されるものではなく、3つ以下もしくは5つ以上のグループにグループ分けをしてもよい。また、開閉部12をグループ分けしなくてもよい。この場合には、開閉部12は、立体視表示の際には常に開状態(透過状態)になる。
また、例えば、上記実施の形態等では、立体視表示の際に8つの視点映像を表示するようにしたが、これに限定されるものではなく、7つ以下の視点映像や、9つ以上の視点映像を表示してもよい。この場合、図11に示したバリア部10の開閉部12A〜12Dと、サブ画素SPixとの相対的な位置関係も変化する。すなわち、例えば、9つの視点映像を表示する場合には、開閉部12A〜12Dのそれぞれは、表示部20の9つのサブ画素SPixに1つの割合で設けることが望ましい。
また、例えば、上記実施の形態等では、パララックスバリア方式の立体表示装置を構成したが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えばレンチキュラーレンズ方式の立体表示装置を構成してもよい。
なお、本技術は以下のような構成とすることができる。
(1)複数の単位画素にそれぞれ対応づけられた第1の電極と、液晶層と、前記液晶層を挟んで前記第1の電極とは反対側に設けられた第2の電極とを有する液晶表示部と、
バックライトと、
前記液晶表示部と前記バックライトとの間に挿入された光線制御部と
を備え、
各単位画素は、液晶配向が互いに異なる複数のドメイン、または単一のドメインを有し、
前記第1の電極は、前記複数のドメインのそれぞれまたは前記単一のドメインにおいて一様に形成されている
表示装置。
(2)前記単位画素は複数のドメインを有し、
前記複数のドメインは、それぞれが1つの連続領域として構成されている
前記(1)に記載の表示装置。
(3)前記液晶表示部は、
前記液晶層と前記第1の電極との間に設けられ、前記液晶配向を定める複数の第1の配向領域を含む第1の配向膜と、
前記液晶層と前記第2の電極との間に設けられ、前記液晶配向を定める複数の第2の配向領域を含む第2の配向膜と
を有し、
前記ドメインは、前記第1の配向領域および前記第2の配向領域により画定される領域である
前記(2)に記載の表示装置。
(4)前記第1の配向膜は、前記単位画素に対応する領域において、並設された2つの前記第1の配向領域を含み、
前記第2の配向膜は、前記単位画素に対応する領域において、前記第1の配向領域の並設方向と交差する方向に並設された2つの前記第2の配向領域を含み、
各単位画素は、4つのドメインを有する
前記(3)に記載の表示装置。
(5)前記液晶表示部は、前記第1の電極と前記液晶層との間に設けられた第3の電極を有し、
前記第3の電極は、互いに同じ方向に延伸する枝部分を含む枝領域を複数有し、
前記ドメインは、前記枝領域に対応する領域である
前記(2)に記載の表示装置。
(6)前記第3の電極は、
第1の幹部分と、
前記第1の幹部分と交差する第2の幹部分と
をさらに有し、
前記枝領域は、前記第1の幹部分および前記第2の幹部分により分けられた4つの領域であり、
前記枝部分は、前記第1の幹部分および前記第2の幹部分から、前記枝領域間で互い異なる方向に延伸する
前記(5)に記載の表示装置。
(7)前記第1の電極は1または2の第1のスリットを有し、
前記第2の電極は、前記単位画素に対応する領域内において、前記1または2の第1のスリットとは異なる部分に形成された1または2の第2のスリットを有し、
前記ドメインは、前記1または2の第1のスリットおよび前記1または2の第2のスリットにより画定される領域である
前記(2)に記載の表示装置。
(8)前記第1の電極は1つの前記第1のスリットを有し、
前記第2の電極は、前記単位画素に対応する領域のうち、前記第1のスリットにより分けられた2つの領域のそれぞれにおいて、1つの前記第2のスリットを有する
前記(7)に記載の表示装置。
(9)前記第2の電極は、前記単位画素に対応する部分にホールを有し、
前記ドメインは、前記ホールの周りに配置された領域である
前記(2)に記載の表示装置。
(10)前記単位画素は単一のドメインを有し、
前記液晶層はTN液晶であり、
前記ドメインは、前記単位画素に対応する領域である
前記(1)に記載の表示装置。
(11)前記単位画素は複数のドメインを有し、
前記複数のドメインの面積は、互いにほぼ等しい
前記(1)から(9)のいずれかに記載の表示装置。
(12)前記液晶表示部は、複数の画素を有し、
前記画素は、それぞれが複数のサブ画素を有し、
前記サブ画素は、複数の前記単位画素を有する
前記(1)から(11)のいずれかに記載の表示装置。
(13)前記液晶表示部は、複数の画素を有し、
前記画素は、それぞれが複数のサブ画素を有し、
前記サブ画素は、前記単位画素である
前記(1)から(11)のいずれかに記載の表示装置。
(14)前記光線制御部は、光を透過または遮断するバリア部である
前記(1)から(13)のいずれかに記載の表示装置。
(15)前記バリア部は、第1の方向に延伸するとともに第2の方向に交互に並設された、複数の第1系列の液晶バリアおよび複数の第2系列の液晶バリアを有する
前記(14)に記載の表示装置。
(16)第1のモードおよび第2のモードを含む複数の表示モードを有し、
前記第1のモードでは、前記液晶表示部は複数の視点画像を表示し、前記バリア部は、前記複数の第1系列の液晶バリアを透過状態にするとともに、前記複数の第2系列の液晶バリアを遮断状態にすることにより、各視点画像に向かう光線を、それぞれ対応する角度方向に規制するように動作し、
前記第2のモードでは、前記液晶表示部は単一の視点画像を表示し、前記バリア部は、前記複数の第1系列の液晶バリアおよび前記複数の第2系列の液晶バリアを透過状態にすることにより、前記単一の視点画像に向かう光線をそのまま透過させるように動作する
前記(15)に記載の表示装置。
(17)前記複数の第1系列の液晶バリアのそれぞれの幅は、前記第2の方向における前記単位画素のピッチとほぼ等しい
前記(15)または(16)に記載の表示装置。
(18)複数の単位画素にそれぞれ対応づけられた第1の電極と、液晶層と、前記液晶層を挟んで前記第1の電極とは反対側に設けられた第2の電極とを有する液晶表示部と、
バックライトと、
前記液晶表示部と前記バックライトとの間に挿入された光線制御部と
を備え、
前記第1の電極は、前記単位画素のそれぞれにおいて一様に形成され、
前記第2の電極は、前記単位画素に対応する部分にホールを有する
表示装置。
(19)表示装置と
前記表示装置を利用した動作制御を行う制御部と
を備え、
前記表示装置は、
複数の単位画素にそれぞれ対応づけられた第1の電極と、液晶層と、前記液晶層を挟んで前記第1の電極とは反対側に設けられた第2の電極とを有する液晶表示部と、
バックライトと、
前記液晶表示部と前記バックライトとの間に挿入された光線制御部と
を有し、
各単位画素は、液晶配向が互いに異なる複数のドメイン、または単一のドメインを有し、
前記第1の電極は、前記複数のドメインのそれぞれまたは前記単一のドメインにおいて一様に形成されている
電子機器。
1〜5…立体表示装置、10…バリア部、11,12,12A〜12D…開閉部、20,60,70,80,90…表示部、30…バックライト、40…制御部、41…バリア駆動部、43…バックライト駆動部、50…表示駆動部、51…タイミング制御部、52…ゲートドライバ、53…データドライバ,54A,54B…LUT、81,82…幹部分、83…枝部分、91〜94…枝領域、200…液晶層、210…駆動基板、211,221…透明基板、212…画素電極、213,223…配向膜、214,224…偏光板、220…対向基板、222…対向電極、310…駆動基板、311…絶縁層、312…透明電極、313…配向膜、320…対向基板、323…配向膜、412…画素電極、422…対向電極、522…対向電極、600…液晶層、610…駆動基板、612…画素電極、613…配向膜、620…対向基板、623…配向膜、BM…ブラックマトリクス、CsA,CsB…保持容量素子、CSL…保持容量線、D1〜D4…ドメイン、GCLA,GCLB…ゲート線、HL…ホール、LCA,LCB…液晶素子、L1〜L3…光、MA,MB…モアレ、MM…モアレ変調度、PA,PB…サブ画素部分、Pix…画素、PS…サブ画素ピッチ、P1〜P8…画素情報、Sdisp,Sdisp2,Sdisp3…映像信号、SPix…サブ画素、SGL…データ線、SL3,SL4…スリット、TrA,TrB…TFT素子、W11,W12…幅。

Claims (19)

  1. 複数の単位画素にそれぞれ対応づけられた第1の電極と、液晶層と、前記液晶層を挟んで前記第1の電極とは反対側に設けられた第2の電極とを有する液晶表示部と、
    バックライトと、
    前記液晶表示部と前記バックライトとの間に挿入された光線制御部と
    を備え、
    各単位画素は、液晶配向が互いに異なる複数のドメイン、または単一のドメインを有し、
    前記第1の電極は、前記複数のドメインのそれぞれまたは前記単一のドメインにおいて一様に形成されている
    表示装置。
  2. 前記単位画素は複数のドメインを有し、
    前記複数のドメインは、それぞれが1つの連続領域として構成されている
    請求項1に記載の表示装置。
  3. 前記液晶表示部は、
    前記液晶層と前記第1の電極との間に設けられ、前記液晶配向を定める複数の第1の配向領域を含む第1の配向膜と、
    前記液晶層と前記第2の電極との間に設けられ、前記液晶配向を定める複数の第2の配向領域を含む第2の配向膜と
    を有し、
    前記ドメインは、前記第1の配向領域および前記第2の配向領域により画定される領域である
    請求項2に記載の表示装置。
  4. 前記第1の配向膜は、前記単位画素に対応する領域において、並設された2つの前記第1の配向領域を含み、
    前記第2の配向膜は、前記単位画素に対応する領域において、前記第1の配向領域の並設方向と交差する方向に並設された2つの前記第2の配向領域を含み、
    各単位画素は、4つのドメインを有する
    請求項3に記載の表示装置。
  5. 前記液晶表示部は、前記第1の電極と前記液晶層との間に設けられた第3の電極を有し、
    前記第3の電極は、互いに同じ方向に延伸する枝部分を含む枝領域を複数有し、
    前記ドメインは、前記枝領域に対応する領域である
    請求項2に記載の表示装置。
  6. 前記第3の電極は、
    第1の幹部分と、
    前記第1の幹部分と交差する第2の幹部分と
    をさらに有し、
    前記枝領域は、前記第1の幹部分および前記第2の幹部分により分けられた4つの領域であり、
    前記枝部分は、前記第1の幹部分および前記第2の幹部分から、前記枝領域間で互い異なる方向に延伸する
    請求項5に記載の表示装置。
  7. 前記第1の電極は1または2の第1のスリットを有し、
    前記第2の電極は、前記単位画素に対応する領域内において、前記1または2の第1のスリットとは異なる部分に形成された1または2の第2のスリットを有し、
    前記ドメインは、前記1または2の第1のスリットおよび前記1または2の第2のスリットにより画定される領域である
    請求項2に記載の表示装置。
  8. 前記第1の電極は1つの前記第1のスリットを有し、
    前記第2の電極は、前記単位画素に対応する領域のうち、前記第1のスリットにより分けられた2つの領域のそれぞれにおいて、1つの前記第2のスリットを有する
    請求項7に記載の表示装置。
  9. 前記第2の電極は、前記単位画素に対応する部分にホールを有し、
    前記ドメインは、前記ホールの周りに配置された領域である
    請求項2に記載の表示装置。
  10. 前記単位画素は単一のドメインを有し、
    前記液晶層はTN液晶であり、
    前記ドメインは、前記単位画素に対応する領域である
    請求項1に記載の表示装置。
  11. 前記単位画素は複数のドメインを有し、
    前記複数のドメインの面積は、互いにほぼ等しい
    請求項1に記載の表示装置。
  12. 前記液晶表示部は、複数の画素を有し、
    前記画素は、それぞれが複数のサブ画素を有し、
    前記サブ画素は、複数の前記単位画素を有する
    請求項1に記載の表示装置。
  13. 前記液晶表示部は、複数の画素を有し、
    前記画素は、それぞれが複数のサブ画素を有し、
    前記サブ画素は、前記単位画素である
    請求項1に記載の表示装置。
  14. 前記光線制御部は、光を透過または遮断するバリア部である
    請求項1に記載の表示装置。
  15. 前記バリア部は、第1の方向に延伸するとともに第2の方向に交互に並設された、複数の第1系列の液晶バリアおよび複数の第2系列の液晶バリアを有する
    請求項14に記載の表示装置。
  16. 第1のモードおよび第2のモードを含む複数の表示モードを有し、
    前記第1のモードでは、前記液晶表示部は複数の視点画像を表示し、前記バリア部は、前記複数の第1系列の液晶バリアを透過状態にするとともに、前記複数の第2系列の液晶バリアを遮断状態にすることにより、各視点画像に向かう光線を、それぞれ対応する角度方向に規制するように動作し、
    前記第2のモードでは、前記液晶表示部は単一の視点画像を表示し、前記バリア部は、前記複数の第1系列の液晶バリアおよび前記複数の第2系列の液晶バリアを透過状態にすることにより、前記単一の視点画像に向かう光線をそのまま透過させるように動作する
    請求項15に記載の表示装置。
  17. 前記複数の第1系列の液晶バリアのそれぞれの幅は、前記第2の方向における前記単位画素のピッチとほぼ等しい
    請求項15に記載の表示装置。
  18. 複数の単位画素にそれぞれ対応づけられた第1の電極と、液晶層と、前記液晶層を挟んで前記第1の電極とは反対側に設けられた第2の電極とを有する液晶表示部と、
    バックライトと、
    前記液晶表示部と前記バックライトとの間に挿入された光線制御部と
    を備え、
    前記第1の電極は、前記単位画素のそれぞれにおいて一様に形成され、
    前記第2の電極は、前記単位画素に対応する部分にホールを有する
    表示装置。
  19. 表示装置と
    前記表示装置を利用した動作制御を行う制御部と
    を備え、
    前記表示装置は、
    複数の単位画素にそれぞれ対応づけられた第1の電極と、液晶層と、前記液晶層を挟んで前記第1の電極とは反対側に設けられた第2の電極とを有する液晶表示部と、
    バックライトと、
    前記液晶表示部と前記バックライトとの間に挿入された光線制御部と
    を有し、
    各単位画素は、液晶配向が互いに異なる複数のドメイン、または単一のドメインを有し、
    前記第1の電極は、前記複数のドメインのそれぞれまたは前記単一のドメインにおいて一様に形成されている
    電子機器。
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