JP5195150B2 - 表示パネル、および表示装置、並びに電子機器 - Google Patents
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Description
従来の表示装置250は、液晶パネル220と、当該液晶パネルの背面に設けられたバックライト230と、当該液晶パネルの表示側に設けられたパララックスバリアである視差バリア240とを備えていた。
表示装置250は、液晶パネル220の表示側に、図12の紙面に対して奥行き方向(垂直方向)にストライプ状の開口部を有する遮光性の視差バリア240を重ねて配置することで、複数の異なる画像を互いに異なる範囲に指向性表示していた。
このような表示装置によれば、例えば、異なる画像である第1の画像と第2の画像とを、液晶パネル220に向かって右側からの視点VRと、向かって左側からの視点VLとに位置する、異なる人物にそれぞれ同時に視認させることができる。
また、立体画像を規定する3次元画像信号を液晶パネル220の隣り合う右画素、および左画素に供給するとともに、右目が視点VRに、そして左目が視点VLとなるような構成とすれば、立体表示(3次元表示)を行うことも可能であった。
この表示装置によれば、視差バリアを設けなくても前述した表示装置と同様な指向性表示が可能であった。これは、光を出射するライン状光源と、光を出射しないライン状の遮光部(ライン状光源間の間隙)とを有するバックライトが、視差バリアの機能も果たしているからである。
しかしながら、前述した従来の表示装置では、指向性表示における水平方向の解像度が劣化してしまうという課題があった。
ここで、上記課題について、図13を用いて説明する。
図13は、従来の表示装置の表示パネルにおける画素配置を示しており、表示領域を構成する複数の画素P11〜Pmnがm行n列に配列された様子が示されている。
画素P11からX軸(+)方向には、画素P11〜P1nまでの画素行(以降、「画素行P11」ともいう)が形成されている。また、画素P11は赤色の画素R、画素P12は緑色の画素G、画素P13は青色の画素Bというように、画素行において3つの画素ごとにRGBの色画素が繰り返し配置されている。
ライン状の光源(図示せず)は、画素列P11とP12との間、および画素列P13とP14との間、つまり、隣り合う2つの画素ごとに、当該2つの画素列間を跨ぐように配置されている。
図13は、当該2つの画素ごとに配置されたライン状光源による2つの画像の指向性表示を行っている様子を示しており、画素列P11に附された「左」は紙面に向かって左側の視点から観察される画素を示し、画素列P12に附された「右」は右側の視点から観察される画素を示している。左側視点、右側視点は、例えば、立体画像を表示する場合には、それぞれ左目視点、および右目視点に相当する。
また、カラー画素Ca11と水平方向(X軸方向)において隣り合うカラー画素は、画素P18,P110,P112から構成されるカラー画素Ca12となる。
ここで、解像度について考えてみると、Y軸方向のカラー画素Ca11,Ca21,Ca31…は、画素行ごとに連続している。これに対して、X軸方向のカラー画素Ca11,Ca12…は間延びしている。
具体的には、隣り合うカラー画素における緑色の画素間の距離で検証すると、Y軸方向では画素P12の直下に画素P22があるのに対して、X軸方向では、画素P12と次の緑色画素P18との間に5画素分の間隔5pixが開いている。
また、特許文献1の技術を応用すると、前述した左右の2視点だけでなく多視点による指向性表示も可能であるが、視点数が増えて多視点になるほど、水平方向の解像度の劣化が顕著になってしまうという課題もあった。
複数の画素が行列をなして配置された表示領域を有する液晶パネルと、複数の発光画素を有し、表示領域を背面から照明する面発光装置とを、備える表示パネルであって、行列における画素行の延在方向を第1方向とし、第1方向と交差する画素列の延在方向を第2方向としたときに、複数の発光画素の各々は、画素行における隣り合う2つの画素間ごとに跨って配置されるとともに、それぞれが選択的に点灯可能に設けられ、第2方向において、画素行ごとに画素一つ分ずつ第1方向にシフトした複数の発光画素からなる階段状の斜め発光画素列が、選択的に点灯されることによって指向性表示を行うことを特徴とする表示パネル。
これに対して、適用例に係る表示パネルによれば、第2方向(Y軸方向)において、画素行ごとに画素一つ分ずつ横方向にシフトした複数の発光画素からなる階段状の斜め発光画素列が、選択的に点灯される。
これにより、指向性表示の1つの視点から観察される画素もY軸方向に階段状となるため、画素行を跨ぐものの、X軸方向において従来技術よりも近い位置に画素が形成されることになる。つまり、従来技術よりも水平方向における画素密度を高めることができる。
従って、指向性表示における水平方向の解像度の劣化を抑制することが可能な表示パネルを提供することができる。
また、斜め発光画素列を構成する複数の発光画素は、配線によって電気的に1つのセグメントとして接続されていることが好ましい。
「表示装置の構成」
図1は、本実施形態に係る表示装置の概略構成図である。
まず、本発明の実施形態1に係る表示装置100の概要構成について、図1を用いて説明する。
表示パネル60は、液晶パネル50、面発光装置としてのBL10などから構成されている。
液晶パネル50は、複数の画素(図2)を備えたアクティブマトリックス型の透過式のカラー液晶パネルである。
BL10は、有機EL(Electro Luminescence)素子を光源として用いたバックライトであり、複数の発光画素を備えている。なお、BL10については、後で詳しく説明する。
画像信号供給装置80は、平面画像を表す2次元画像信号や、または立体画像を表す3次元画像信号などの画像信号を供給する装置であり、例えば、ハードディスクや、不揮発性メモリなどの記憶媒体から構成される。または、外部のDVD(Digital Versatile Disk)再生機や、チューナなどの画像信号供給装置(いずれも図示せず)からの画像信号を、有線または無線で受信するインターフェース部であっても良い。
なお、画像信号供給装置80が供給する画像信号には、3つ以上の視点(多視点)において異なる画像を表す多視点画像信号も含まれる。
記憶部74は、例えば、フラッシュメモリなどの不揮発性のメモリにより構成されている。記憶部74には、画像信号処理部70からの検知データに基づいて、BL10の点灯態様を切換えるための順序と内容を規定したプログラムを含み、表示装置100の動作を制御するための様々なプログラムおよび付随するデータが記憶されている。
また、当該データには、2次元画像信号、または3次元画像信号、若しくは多視点画像信号が供給された場合における、それぞれのBL10の駆動電圧データを規定したデータテーブルも含まれている。
操作部75は、表示装置100を操作するための複数の操作ボタン(図示せず)を備えている。複数の操作ボタンには、2次元表示、3次元表示、および多視点表示を切換える表示モード選択ボタンも含まれている。
なお、上記各部には、例えば、リチウムイオン電池などの二次電池や、安定化電源などから構成された電源部からの出力配線(いずれも図示せず)が接続されており、安定した直流電力が供給されている。
図2(a)は、表示パネル60の側断面図である。図2(b)は、(a)におけるq部の分拡大図である。図3は、液晶パネルにおける表示領域の平面図である。
続いて、図2、および図3を用いて、表示パネル60を構成する液晶パネル50およびBL10の具体的な構造について説明する。
液晶パネル50は、対向する素子基板41と対向基板42との間に、例えば、TN型の液晶44を挟持した透過型の液晶パネルである。液晶44は、シール材43によって囲まれた表示領域を含む領域に封入されている。なお、液晶44は、VA(Vertical Alignment)型、IPS(In Plane Switching)型、FFS(Fringe Field Switching)型であっても良い。
また、素子基板41の背面側には偏光板47が設けられ、対向基板42の表面側には偏光板48が設けられている。偏光板47,48は、吸収型偏光板であり、それぞれの透過偏光軸が略直交するように配置されている。なお、液晶パネル50(表示パネル60)における表示面とは、偏光板48の表面を指す。
なお、図示は省略しているが、液晶パネル50は、平面的に対向基板42から素子基板41の一辺が突出した張出し部を備えており、張出し部には、画像信号処理部70から供給される画像信号に基づき、液晶パネル50を走査表示駆動するための走査線駆動回路や、データ線駆動回路が形成されている。
また、対向基板42の液晶44側には、カラーフィルタ領域46、および共通電極(図示せず)が形成されている。カラーフィルタ領域46には、複数の画素ごとに画素電極と平面的に重なるように、RGB各色用のカラーフィルタが形成されている。
液晶パネル50の表示領域は、m行n列に配列された複数の画素P11〜Pmnを含んで構成されている。また、当該行列における画素行の延在方向を第1方向(X軸方向)とし、第1方向と交差する画素列の延在方向を第2方向(Y軸方向)としている。なお、好適には、X軸およびY軸方向は直交している。
画素P11は、図3の紙面に向かって最上段の画素行における最も左側に位置し、基準となる画素(以降、「基準画素」ともいう)である。当該画素からX軸(+)方向には、画素P11〜P1nまでの画素行(以降、「画素行P11」ともいう)が形成されている。
また、画素P11は赤色の画素R、画素P12は緑色の画素G、画素P13は青色の画素Bというように、カラーフィルタ領域46(図2)において各色のカラーフィルタが形成されている。これにより、画素行において3つの画素ごとにRGBの色画素が繰り返し配置されている。
また、画素P11からY軸(−)方向には、画素P11〜Pm1までの画素列(以降、「画素列P11」ともいう)が形成されている。同様に、各画素P12〜P1nにおいても、Y軸(−)方向に、それぞれの画素列が形成されている。
各画素列P11〜P1nの色調は、最上段の画素行P11における対応する画素の色調と同一になっている。
BL10は、基板1、平面発光部8などから構成されており、液晶パネル50の背面に密着して配置されている。
図2(b)は、図2(a)におけるq部の分拡大図である。
基板1上には、反射層2、絶縁層3、BL画素電極4、有機機能層5、共通電極6、第1封止層7、第2封止層9が、この順番で積層されている。また、BL画素電極4が形成されている層のことを、BL電極層4ともいう。
平面発光部8は、このうち、反射層2から共通電極6までの積層部分を示している。また、平面発光部8において平面的にBL画素電極4と重なる部分を発光画素Lとしている。
つまり、BL10は、BL画素電極4と共通電極6との間に電圧を印加することにより、第2封止層9側から光を出射するトップエミッション型の有機EL(Electro Luminescence)光源装置である。
詳細は後述するが、反射層2は、配線層としての機能も果たしており、所定のBL画素電極4間を電気的に接続するのに用いられている。
例えば、2つのBL画素電極4A,4Bを反射層2において接続する場合、各BL画素電極と、対応する下層の反射層2との間を、絶縁層3にコンタクトホール(スルホール)を設けて、それぞれ電気的に接続する。さらに、反射層2において、BL画素電極4A,4Bに対応する反射層2間を繋ぐ配線を形成する。
また、BL電極層4も、配線層として機能する。例えば、隣り合う2つのBL画素電極4が、同時に点灯駆動される画素電極であった場合、それらを繋ぐ配線をITOで形成しておけば、2つのBL画素電極を電気的に1つの画素電極として扱うことができる。
図4(a)は、BLの平面的な発光画素配置を示す図であり、図4(b)はBLの発光画素の配線態様を示す図である。
まず、発光画素のレイアウトについて、図4(a)を用いて説明する。
図4(a)において、発光画素L(図2)は、3次元表示および多視点表示のときに選択的に点灯される発光画素Laと、2次元画像を表示するときに点灯される発光画素Lbとの2種類から構成されている。
なお、図4において、発光画素Lbには模様を付けてあるが、これは、図面を見易くするためであり、他意はない。
具体的には、X軸(+)方向(横方向)に隣り合う2つの画素、例えば、「画素P11,P12」の画素間を跨ぐように発光画素La11が配置されている。また、その隣には「画素P12,P13」の画素間を跨ぐように発光画素Lbが配置されている。そして、その隣の「画素P13,P14」間には発光画素La12が、その隣の「画素P14,P15」間には発光画素Lbが配置されるというように、隣り合う2つの画素間ごとに跨って発光画素Laと発光画素Lbとが、この順番で繰り返し配置されている。
また、Y軸(−)方向に延在する画素列方向(縦方向)においては、例えば、発光画素La11の下段には発光画素Lbが配置され、当該発光画素Lbの下段には発光画素La31が配置されている。つまり、縦方向において発光画素Laと発光画素Lbとが、この順番で繰り返し配置されている。
つまり、発光画素Laは縦方向に連続する画素行ごとに画素一つ分ずつ横方向にシフトした位置に配置されている。例えば、発光画素La11から1画素分横(X軸(+))にシフトした発光画素Lbの下段には発光画素La22が配置されている。
換言すれば、発光画素Laは市松模様(チェック状)をなすように配置されている。
上述した通り、発光画素La、および発光画素Lbは、2次元画像、3次元画像などの画像モードに応じて選択的に点灯および消灯される。
つまり、電気的には、2種類の発光画素La,Lbにおいて、それぞれ同期して点灯および消灯される発光画素同士を電気的に接続して、複数のセグメント電極として構成することができる。
なお、斜め発光画素列は、画素行P11の発光画素を最上段とする画素列ばかりでなく、発光画素La21を最上段とする斜め発光画素列P21や、発光画素La41を最上段とする斜め発光画素列La41などの、斜め発光画素列La11と略平行に配置される斜め発光画素列を含む。
つまり、発光画素Laは、斜め発光画素列単位で1つのセグメント電極として構成されるため、斜め発光画素列ごとに選択的に点灯および消灯を行うことができる。
また、斜め発光画素列Lbについては、発光画素領域の外で、全ての斜め発光画素列Lbからの配線hbを配線hcによって1つにまとめて1つのセグメント電極としている。換言すれば、全ての発光画素Lbは、電気的に1つの発光画素として扱われる。
また、各BL画素電極間を接続する配線ha,hbは、例えば、0.1mm程度の配線幅によって形成できるため、視覚的に認識できないレベルである。また、液晶パネルには各画素を区画する格子状の遮光層であるブラックマトリックス(図示せず)が形成されており、当該配線は、平面的にブラックマトリックスと重なるため、殆ど目立たなくなる。
また、上記においては、図2(b)のBL電極層4において配線ha、hbを配線したが、反射層2も配線層として活用しても良い。この場合、BL画素電極4からコンタクトホール(スルホール)によって自らの反射層2と導通を取り、反射層に配線を形成する。
このようにレイアウトされた複数の発光画素La,Lbの各表示モードにおける点灯態様について説明する。
まず、2次元画像を表示する場合について説明する。
2次元画像を表示する場合、全ての発光画素が点灯される。具体的には、2種類の発光画素La,Lbの全てが同時に点灯される。この時、各発光画素には、「u」Vの駆動電圧が印加される。
なお、これらの動作や処理は、制御部73(図1)が操作部75への操作、または画像信号処理部70からの検知データが示す画像信号の種類に応じて、記憶部74の関連プログラム、およびデータに基づき各部を制御することにより行われる。
また、以下説明する3次元表示や、多視点表示における動作や処理も、制御部73が検知データによる画像信号の種類、または操作部75への操作をトリガとして、記憶部74の関連プログラム、およびデータに基づき各部を制御することにより行われる。
図5は3次元表示における発光画素の点灯態様を示す図である。
続いて、3次元表示におけるBL10の点灯態様について、図5を用いて説明する。なお、ここでの3次元表示とは、表示面に対して向かって右側の視点が右目に、左側の視点が左目に相当する立体表示を指しているが、右側、左側それぞれで異なる画像を観察する2視点表示の場合においても適用することができる。
3次元表示の場合、斜め発光画素列の全てが選択的に点灯され、全ての発光画素Laが点灯される。なお、このとき、発光画素Lbは消灯している。
発光画素La11から出射された光FR1は、画素P12を透過して、液晶パネル50に向かって右側の右視点から観察される。また、発光画素La11から出射された光FL1は、画素P11を透過して、液晶パネル50に向かって左側の左視点から観察される。
同様に、発光画素La22から出射された光FR2は、画素P23を透過して、右視点から観察される。また、発光画素La22から出射された光FL2は、画素P22を透過して、左視点から観察される。
また、このとき、図5に示されるように、BL10の点灯態様は、複数の発光画素Laが市松模様、換言すれば、チェック状に観察される。
より詳しくは、図3において、画素列P11における奇数行の画素P11,P31,P51…には左目用の画像データが書き込まれ、偶数行の画素P21,P41,P61…には右目用の画像データが書き込まれる。つまり、画素列P11においては、最上段の画素P11からY軸(−)方向に、「左、右」の画像データがこの順番で繰り返し書き込まれる。
また、各画素行におけるX軸方向に隣り合う画素には「左、右」の画像データが、同じ方向の画像データが連続しないように、この順番で繰り返し書き込まれる。
また、3次元表示において、各発光画素列La11,La12,La13…には、2次元画像表示における駆動電圧の2倍の駆動電圧「2u」Vが印加される。
本実施形態に係る表示パネル60によれば、従来技術と同様に画素行に沿った第1のカラー画素に加えて、画素行を跨いだ第2のカラー画素が形成される。
具体的には、第1のカラー画素Ca11は、画素P12,P14,P16から構成される。また、カラー画素Ca11の水平方向における隣には画素P18,P110,P112からなる第1のカラー画素Ca12が形成され、同様に連続して第1のカラー画素Ca12,Ca13,Ca14…が形成される。
また、画素行P21においても、カラー画素Ca11から水平方向に1画素分シフトした第1のカラー画素Ca21(画素P21,P23,P25)が形成されている。また、当該カラー画素に連続してカラー画素Ca22(画素P27,P29,P211)、Ca23…が形成されている。
ここで、解像度について考えてみる。
まず、垂直方向の解像度について、第1のカラー画素では、第1のカラー画素Ca11,Ca21,Ca31…の垂直方向の解像度は、画素行ごとに連続している。
具体的には、隣り合う第2のカラー画素における緑色の画素間の距離で検証すると、緑色の画素P12の次に現れる緑色の画素は、下段の画素行の画素P25となり、水平方向における当該画素間は、2画素分の間隔2pixとなる。
具体的には、画素行P11における第1のカラー画素としては、例えば、画素P11,P13,P15からなる第1のカラー画素Ca111、その隣には、画素P17,P19,P111からなる第1のカラー画素Ca112というように、以降、第1のカラー画素Ca113,Ca114…が連続して形成される。
また、画素行P11,P21を跨ぐ第2のカラー画素は、画素P11,P13,P22からなる第2のカラー画素Cb111、その隣には、画素P15,P24,P26からなる第2のカラー画素Cb112というように、以降、第2のカラー画素Cb113,Cb114…が連続して形成される。
また、解像度についても右視点の場合と同様であり、垂直方向の解像度については、第1のカラー画素Ca111,Ca121,Ca131…が画素行ごとに連続している。水平方向の解像度については、第2のカラー画素Cb111,Cb112…が水平方向に連続している。
図7は多視点表示における発光画素の点灯態様を示す図である。
続いて、多視点表示におけるBL10の点灯態様について、図7を用いて説明する。なお、ここでの多視点画像とは、4視点以上の多視点を指しており、より詳しくは、4,6,8…などの偶数多視点のことをいう。
また、本実施形態では、多視点画像の一例として、4視点表示の場合について、説明する。
また、4視点表示の場合、斜め発光画素列が1つ置きに選択的に点灯される。具体的には、斜め発光画素列La11,La13,La15…が選択的に点灯され、斜め発光画素列La12,La14,La16…は消灯される。なお、このとき、発光画素Lbは消灯している。
また、4視点表示においては、各斜め発光画素列La11,La13,La15…には、2次元画像表示における駆動電圧の4倍の駆動電圧「4u」Vが印加される。
発光画素La11から出射された光F01は、画素P11を透過して、液晶パネル50に向かって最も左側の視点(視点1)から観察される。
また、同様に光F02は画素P12を透過して視点1の右側の視点2から観察され、光F03は画素P13を透過して視点2の右側の視点3から観察される。
そして、発光画素La11から出射された光F04は、画素P14を透過して、液晶パネル50に向かって最も右側の視点(視点4)から観察される。
つまり、液晶パネル50に向かって左側から視点1、視点2、視点3、視点4という4つの視点が形成されている。
ここで、液晶パネル50には多視点画像信号が供給されており、画素P11,P22には第1画像データが書き込まれ、画素P12,P23には第2画像データが書き込まれている。また、同様に、画素P13,P24には第3画像データが書き込まれ、画素P14,P25には第4画像データが書き込まれている。
ここで、第1〜4画像データは、それぞれが異なる画像を表す画像データであっても良い。または、例えば、多視点カメラによる山並などの立体的な景色を連続した3次元画像で撮像した多視点画像信号であっても良い。
この場合、例えば、観察者が液晶パネル50の左側(視点1)から右側(視点4)に視点を徐々に移動することによって、立体的な山並の3次元画像を連続して鑑賞することができる。また、右側(視点4)から左側(視点1)に移動する場合も同様である。
また、同図において、画素内に附された「2」の文字は、視点2から観察される画素であることを示しており、当該画素を白抜きで示している。
本実施形態に係る表示パネル60によれば、多視点表示においても画素行を跨いだ第2のカラー画素が形成されるため、従来技術を応用した多視点表示に比べて、水平解像度を向上させることができる。
図13で説明した3次元表示を行う従来技術においては、ライン状の光源(図示せず)は、隣り合う2つの画素ごとに、当該2つの画素列間を跨ぐように配置されていた。つまり、連続する4つの画素において、2本のライン状の光源が配置されていたが、これを1本とすることによって4視点の多視点表示を行うことが可能であった。
具体的には、画素列P11,P12間に1本目のライン状光源を配置し、次は画素列P15,P16との間に1本、という間合いで、ライン状光源を配置すれば良い。
この構成の場合、図8(b)に示すように、カラー画素は、GRB色の画素P12,P16,P110からなる第1のカラー画素Ca11、その隣の第1のカラー画素Ca12というように画素行P11に沿った第1のカラー画素のみが形成される。
まず、垂直方向の解像度については、第1のカラー画素Ca11,Ca21,Ca31…というように、画素行ごとに連続している。
次に、水平方向の解像度については、第1のカラー画素Ca11,Ca12…では、水平方向に大きく間延びしている。これを隣り合う第1のカラー画素における緑色の画素間の距離で検証すると、緑色の画素P12の次に現れる緑色の画素は、画素P114となり、水平方向における当該画素間は、11画素分の間隔11pixであった。これは、図13で説明した3次元表示における同様な画素間の間隔5pixの倍以上である。
つまり、従来技術を応用した多視点表示では、3次元表示を行う場合よりも、水平解像度が劣化してしまう。また、垂直解像度と水平解像度とのバランスが一層悪くなってしまっていた。
本実施形態に係る表示パネル60によれば、多視点表示においても、第1のカラー画素に加えて、画素行を跨いだ第2のカラー画素が形成される。
第2のカラー画素は、連続する3つの画素行を跨いで形成される。例えば、第2のカラー画素Cb11は、画素行P11,P21,P31を跨いで画素P12,P23,P34から構成される。また、その水平方向の隣には、画素P16,P27,P38からなる第2のカラー画素Cb12が形成されている。同様に当該カラー画素Cb12に連続して第2のカラー画素Cb13(画素P110,P211,P312)、Cb14…が形成されている。
また、第1のカラー画素については、画素行ごとに水平方向に1画素分ずつシフトして配置される以外は、図8(b)で説明した画素配置と同様である。
まず、垂直方向の解像度について、第1のカラー画素では、第1のカラー画素Ca11,Ca21,Ca31…の垂直方向の解像度は、図8(b)の比較例と同様に、画素行ごとに連続している。
次に、水平方向の解像度について、第1のカラー画素Ca11,Ca12…では、図8(b)の比較例と同様に間延びしているが、第2のカラー画素Cb11,Cb12…によれば、水平方向に略連続している。
具体的には、隣り合う第2のカラー画素Cb11,Cb12における緑色の画素間の距離で検証すると、緑色の画素P12の次に現れる緑色の画素は、2段下の画素行の画素P38となり、水平方向における当該画素間は、5画素分の間隔5pixとなる。間隔5pixであっても、図8(b)の比較例の間隔11pixと比べると、半分以下であり、水平方向において比較例の2倍以上の解像度を実現することができる。
また、同様に、第2のカラー画素Cb12,Cb13における緑色画素P38,P211、および赤色画素P27,P110の水平方向における間隔は2pixである。他方、青色画素P16,P312の間隔は5pixである。
つまり、隣り合う第2のカラー画素間において、最上段の色画素と、隣のカラー画素における最下段の色画素との色調が同じ場合、当該色画素間の間隔が5pixとなるが、それ以外の基準間隔は、2pixである。よって、実質的な水平方向の解像度はさらに高い。
具体的には、他の各視点においても、カラー画素の配置が水平方向にシフトすること以外は、同様に第1のカラー画素と第2のカラー画素とが形成され、視点2による解像度と同様な解像度を得ることができる。
また、上記説明においては、4視点表示の場合について説明したが、例えば、6,8視点などの偶数視点の場合であっても、4視点表示の場合と同様に、水平解像度を高めることができる。例えば、6視点表示の場合は、図5における斜め発光画素列を2つ置きに選択的に点灯すれば良い。同様に、8視点表示の場合は、斜め発光画素列を3つ置きに選択的に点灯すれば良い。
また、6視点表示の場合、点灯選択された各斜め発光画素列には、2次元画像表示における駆動電圧の6倍の駆動電圧「6u」Vが印加され、8視点表示の場合は、8倍の駆動電圧「8u」Vが印加される。
つまり、多視点表示において点灯選択された各斜め発光画素列には、2次元画像表示における駆動電圧の視点数倍の駆動電圧が印加される。
表示パネル60によれば、3次元表示を含む多視点表示を行う場合、垂直方向において画素行ごとに画素一つ分ずつ横方向にシフトした複数の発光画素Laからなる階段状の斜め発光画素列が、選択的に点灯される。
これにより、指向性表示の1つの視点から観察される画素も縦方向に階段状となるため、画素行を跨ぐものの、横方向において従来技術よりも近い位置に画素が形成されることになる。つまり、指向性表示において、従来技術よりも水平方向における画素密度を高めることができる。
換言すれば、図6および図8(a)で説明した通り、画素行に沿った第1のカラー画素Caに加えて、画素行を跨いだ第2のカラー画素Cbが形成されるため、従来技術に比べて水平方向の解像度を高めることができる。
従って、指向性表示において水平方向の解像度の劣化を抑制することが可能な表示パネルを提供することができる。また、垂直方向と、水平方向の解像度差を低減することができる。
また、4視点表示の場合は斜め発光画素列Laを1つ置きに、6視点表示の場合は斜め発光画素列Laを2つ置きにというように点灯制御することにより、偶数の多視点画像信号による多視点表示を行う。
従って、表示パネル60によれば、2次元表示、3次元表示に加えて、偶数の多視点表示を行うことができる。
特に、指向性表示を行う場合、視差バリアの機能を担うBL10と、液晶パネル50との距離を短くすることにより、視点のそれぞれにおいて当該視点側の画像のみを観察できる視野角(適視範囲)を広くすることができる。
よって、BL10の構成をシンプルにすることができる。
また、制御部73は、供給される画像信号の種類に応じて、電気的に上記セグメント単位で発光画素の点灯および消灯の制御を行えば良い。
従って、表示装置100によれば、複雑な制御を必要とせずに、簡便な制御方法によってBL10の点灯制御を行うことができる。
従って、表示装置100によれば、3次元表示および多視点表示のいずれの表示においても、2次元画像表示の場合と略同等の表示輝度の画像を提供することができる。
図9(a)は、実施形態2に係るBLの平面的な発光画素配置を示す図であり、図9(b)はその配線態様を示す図である。なお、図9は、実施形態1の図4に対応している。
以下、本発明の実施形態2に係る表示装置について説明する。
本実施形態における表示装置100(図1)は、実施形態1のBL10とは異なる発光画素レイアウトを持つBL20を備えている。なお、図1においては、BL10をBL20と読み換えるものとする。
ここでは、実施形態1における説明と重複する部分は省略し、BL20の構成を中心に説明する。また、同一の構成部位については同一の番号を附して説明する。
本実施形態の表示装置100は、多視点表示において、偶数視点に加えて奇数視点も可能なBL20を搭載した表示装置である。
実施形態1のBL10(図4)では、発光画素La,Lbの2種類の発光画素があったが、本実施形態のBL20における発光画素は発光画素Lの1種類のみである。
発光画素Lは、画素行において隣り合う2つの画素間ごとに、当該画素間を跨いで形成されている。また、複数の発光画素Lは、マトリックス状に形成されている。
具体的には、画素行P11に沿って水平方向には、発光画素L11,L12,L13…が連続して配置されている。また、発光画素L11から垂直方向(Y軸(−)方向)には、発光画素L11,L21,L31…が連続して配置されている。同様に、画素行P21に沿って発光画素L21,L22,L23…が連続して配置され、また、下段に続く各画素行においても、発光画素が連続して配置されている。
発光画素Lは、例えば、発光画素L12,L23,L34…のように画素行ごとに1画素ずつ水平方向にシフトして配置された斜め発光画素列ごとに、各発光画素のBL画素電極4(図2)間を配線hによって接続し、1つのセグメント電極として構成されている。
なお、図4における斜め発光画素列La11は、図9における発光画素列L12に相当する。同様に、図4の斜め発光画素列La12,La13…は、図9における斜め発光画素列L14,L16…に相当する。
また、斜め発光画素列は、画素行P11の発光画素を最上段とする画素列ばかりでなく、発光画素L21を最上段とする斜め発光画素列L21や、発光画素L31を最上段とする斜め発光画素列L31などの、斜め発光画素列L11と略平行に配置される斜め発光画素列を含む。
つまり、発光画素Lは、斜め発光画素列単位で1つのセグメント電極として構成されるため、斜め発光画素列ごとに選択的に点灯および消灯を行うことができる。
また、多視点表示においては、実施形態1で説明した偶数視点表示に加えて、奇数視点表示も行うことができる。
続いて、多視点表示における奇数視点表示の一例として、5視点表示の態様について図10を用いて説明する。
従来技術を応用して5視点表示を行うためには、画素列P11,P12間に1本目のライン状光源を配置し、次は画素列P16,P17との間に1本という間合いで、連続してライン状光源を配置すれば良い。
この構成の場合、図10(b)に示すように、カラー画素は、GRB色の画素P12,P17,P112からなる第1のカラー画素Ca11、その隣の第1のカラー画素Ca12というように画素行P11に沿った第1のカラー画素のみが形成される。
まず、垂直方向の解像度については、第1のカラー画素Ca11,Ca21,Ca31…というように、画素行ごとに連続している。
次に、水平方向の解像度については、第1のカラー画素Ca11,Ca12…では、水平方向に大きく間延びしている。これを隣り合う第1のカラー画素における緑色の画素間の距離で検証すると、緑色の画素P12の次に現れる緑色の画素は、画素P117となり、水平方向における当該画素間は、14画素分の間隔14pixであった。
つまり、垂直解像度と水平解像度とのバランスが悪くなってしまっていた。
5視点表示においては、図9における斜め発光画素列L12,L17,L112…、換言すれば、斜め発光画素列L12を基準として4つ置きの斜め発光画素列が選択的に点灯される。また、各斜め発光画素列には、2次元画像表示における駆動電圧の5倍の駆動電圧「5u」Vが印加される。
第2のカラー画素は、連続する3つの画素行を跨いで形成される。例えば、第2のカラー画素Cb11は、画素行P11,P21,P31を跨いで画素P12,P23,P34から構成される。また、その水平方向の隣には、画素P17,P28,P39からなる第2のカラー画素Cb12が形成されている。同様に当該カラー画素Cb12に連続して第2のカラー画素Cb13(画素P112,P213,P314)、Cb14…が形成されている。
また、第1のカラー画素については、画素行ごとに水平方向に1画素分ずつシフトして配置される以外は、図10(b)で説明した画素配置と同様である。
まず、垂直方向の解像度について、第1のカラー画素では、第1のカラー画素Ca11,Ca21,Ca31…の垂直方向の解像度は、図10(b)の比較例と同様に、画素行ごとに連続している。
次に、水平方向の解像度について、第1のカラー画素Ca11,Ca12…では、図10(b)の比較例と同様に間延びしているが、第2のカラー画素Cb11,Cb12…によれば、水平方向に略連続している。
具体的には、隣り合う第2のカラー画素Cb11,Cb12における緑色の画素間の距離で検証すると、緑色の画素P12の次に現れる緑色の画素は、1段下の画素行の画素P28となり、水平方向における当該画素間は、5画素分の間隔5pixとなる。
これは、図10(b)の比較例の間隔14pixと比べて、略1/3であり、水平方向において比較例の3倍程度の解像度を実現することができる。
具体的には、他の各視点においても、カラー画素の配置が水平方向にシフトすること以外は、同様に第1のカラー画素と第2のカラー画素とが形成され、視点2による解像度と同様な解像度を得ることができる。
また、上記説明においては、5視点表示の場合について説明したが、例えば、3,7,9視点などの奇数視点の場合であっても、5視点表示の場合と同様に、水平解像度を高めることができる。
例えば、3視点表示の場合は、図9における斜め発光画素列を2つ置きに選択的に点灯すれば良い。同様に、7視点表示の場合は、斜め発光画素列を6つ置きに選択的に点灯すれば良い。つまり、多視点画像信号が供給された場合には斜め発光画素列を「多視点数−1」置きに点灯させれば良い。
これらの多視点表示においても、画素行を跨いだ第2のカラー画素が形成されるため、水平解像度を高めることができる。
また、多視点表示において点灯選択された各斜め発光画素列には、2次元画像表示における駆動電圧の視点数倍の駆動電圧が印加される。
BL20の発光画素は、マトリックス状に配置された1種類の発光画素Lから構成されており、斜め発光画素列単位で点灯および消灯制御される。
このため、図5,7,8で説明した実施形態1における点灯態様を、それぞれ対応する斜め発光画素列を選択的に点灯させることにより実現することができる。
さらに、斜め発光画素列を「多視点数−1」置きに点灯させることにより、偶数視点に加えて、奇数視点の多視点表示も行うことができる。
従って、BL20を搭載した表示パネル60によれば、2次元表示、3次元表示に加えて、多視点表示を行うことができる。
よって、BL20の構成をシンプルにすることができる。
また、制御部73は、供給される画像信号の種類に応じて、電気的に上記セグメント単位で発光画素の点灯および消灯の制御を行えば良い。
従って、表示装置100によれば、複雑な制御を必要とせずに、簡便な制御方法によってBL20の点灯制御を行うことができる。
図11は、各実施形態、および後述する変形例に係る表示装置100を搭載した電子機器としての携帯電話を示す図である。
前記各実施形態、および変形例に係る表示装置100は、例えば、電子機器としての携帯電話300に搭載して用いることができる。
携帯電話300は、本体部350と、当該本体部に対して開閉自在に設けられた表示部370とを備えるとともに、表示装置100を内蔵している。
本体部350には、複数の操作ボタンを有する操作部365が設けられており、当該操作ボタンには、表示装置100の操作部75(図1)の機能も含まれている。また、表示部370には、前記各実施形態、および変形例に係る表示パネル60が組み込まれている。
従って、携帯電話300によれば、多視点表示における水平解像度の劣化を抑制することができる。また、垂直方向と、水平方向の解像度差を低減することができる。
例えば、本体部350に対して表示部370が折畳み、および旋回可能に設けられた携帯電話であっても良い。または、一体型の携帯電話や、一体型の本体部に操作部が収納されているスライド式の携帯電話であっても良い。
また、電子機器としては、携帯電話に限定するものではなく、矩形状の表示パネルを備えた電子機器であれば良い。
例えば、カーナビゲーションシステム用の表示装置や、PDA(Personal Digital Assistants)、モバイルコンピュータ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、車載機器、オーディオ機器などの各種電子機器に用いることができる。
図2、および図9を用いて説明する。
実施形態2において、BL20の発光画素は、斜め発光画素列単位で1つのセグメントとして構成されていたが、それぞれ個別に点灯および消灯制御する構成であっても良い。
以下、前記実施形態における記載と重複する部分は省略して説明する。なお、同一の構成部位については、同一の番号を附して説明する。
変形例1のBL20では、発光画素Lごとに駆動用の薄膜トランジスタ(以降、「TFT」という)が設けられており、1つの発光画素Lの単位で、点灯および消灯制御可能に設けられている。
具体的には、図2においてBL電極層4の各BL画素電極4は、発光画素Lごとに独立して形成されている。また、絶縁層3には素子層が形成されており、当該素子層には、BL画素電極4ごとにTFTが形成されており、そのドレイン電極がコンタクトホールを介して対応するBL画素電極4に接続されている。なお、素子層は、基板1の上層に形成されていても良い。
具体的には、図8(b)、図10(b)、および図13で説明した従来技術に係る縦方向にストライプ状に点灯させることによって、3次元、および多視点表示を行う点灯態様も行うことができる。
従って、変形例1のBL20によれば、3次元、および多視点表示において、表示モードを選択することができる。
換言すれば、3次元、または多視点画像信号のコンテンツに応じて、最適な表示モードを選択して3次元、および多視点表示を行うことができる。
なお、発光画素ごとにTFTを設ける構成に限定するものではなく、1つの発光画素Lの単位で点灯および消灯可能であれば他の構成であっても良い。例えば、BL電極層4、および反射層2を配線層として利用し、発光画素Lごとに配線を引き出して駆動する構成であっても良い。
図3を用いて説明する。
前記各実施形態、および各変形例においては、図3に示すように、RGBに対応した画素P11,P12,P13から1つの略正方形のカラー画素を形成し、そのカラー画素を繰り返し配置する画素配列を採用していた。換言すれば、Y軸方向に長い長方形の画素を、X軸方向に3つ並べて略正方形からなる1つのカラー画素を形成する画素配列を採用していたが、カラー画素の態様をこれに限定するものではない。
具体的には、1つのカラー画素内におけるカラーフィルタの配列は、RGBの各色が含まれていれば良く、BRGであっても良いし、GBRであっても良い。
また、カラーフィルタの色数は、RGBの3色に限定するものではなく、さらにシアン、マゼンタ、イエローなどの色調が含まれていても良い。
また、カラー画素の形状は正方形であることに限定されず、表示される画像コンテンツなどの用途に応じて変更しても良い。例えば、カラー画素の形状は長方形であっても良く、その場合、カラー画素の3画素の形状もそれに合わせて変更する。
これらの構成であっても、前記各実施形態、および各変形例と略同様な作用効果を得ることができる。
前記各実施形態、および各変形例において、BL10,20は、複数の発光画素を備えたトップエミッション型のバックライトであるものとして説明したが、前述したような複数の発光画素を備えた面発光装置であれば良い。
例えば、BLは、発光画素電極が形成された基板側から光を出射するボトムエミッション型の有機EL光源装置であっても良い。または、複数の発光画素としてLED(Light Emitting Diode)を用いた面発光装置であっても良い。
この構成であっても、前記各実施形態、および変形例と略同様な作用効果を得ることができる。
Claims (6)
- 複数の画素が行列をなして配置された表示領域を有する液晶パネルと、複数の発光画素を有し、前記表示領域を背面から照明する面発光装置とを、備える表示パネルであって、
前記行列における画素行の延在方向を第1方向とし、前記第1方向と交差する画素列の延在方向を第2方向としたときに、
前記複数の発光画素の各々は、画素行における隣り合う2つの画素間ごとに跨って配置されるとともに、それぞれが選択的に点灯可能に設けられ、
前記第2方向において、前記画素行ごとに前記画素一つ分ずつ前記第1方向にシフトした複数の発光画素からなる階段状の斜め発光画素列が、選択的に点灯されることによって指向性表示を行うことを特徴とする表示パネル。 - 前記画素の各々には、赤、緑、青を含む複数の色調のうち、いずれか一つが割当てられ、
前記画素行は、前記複数の色調が一定の順番で並べられた画素配列が、前記第1方向に連続して形成されていることを特徴とする請求項1に記載の表示パネル。 - 前記斜め発光画素列を構成する複数の発光画素は、配線によって電気的に1つのセグメントとして接続されていることを特徴とする請求項1または2に記載の表示パネル。
- 請求項1〜3のいずれか一項に記載の表示パネルと、
供給される画像信号の種類に応じて、少なくとも前記面発光装置の点灯態様を切換える制御部とを、備え、
前記制御部は、2次元画像信号が供給された場合には全ての前記発光画素を点灯させ、
3次元画像信号が供給された場合には前記斜め発光画素列を一つ置きに点灯させ、
多視点画像信号が供給された場合には前記斜め発光画素列を「多視点数−1」置きに点灯させることを特徴とする表示装置。 - 前記制御部は、前記3次元画像信号が供給された場合には、点灯選択された前記発光画素に対して前記2次元画像信号が供給された場合における駆動電圧の約2倍の電圧を印加し、
前記多視点画像信号が供給された場合には、点灯選択された前記発光画素に対して前記2次元画像信号が供給された場合における駆動電圧の約「多視点数倍」の電圧を印加することを特徴とする請求項4に記載の表示装置。 - 請求項4または5に記載の表示装置を表示部として備えたことを特徴とする電子機器。
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