TWI514007B - Display device - Google Patents

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TWI514007B
TWI514007B TW103118876A TW103118876A TWI514007B TW I514007 B TWI514007 B TW I514007B TW 103118876 A TW103118876 A TW 103118876A TW 103118876 A TW103118876 A TW 103118876A TW I514007 B TWI514007 B TW I514007B
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Takeo Koito
Toshinori Uehara
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Japan Display Inc
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Description

顯示裝置
本發明係關於一種顯示裝置。
先前，作為應用於顯示裝置等之技術，已知有基於使用者之視點位置，控制積層於顯示部之光學裝置之頭部追蹤技術、眼球追蹤技術等。然而，因使用者與顯示裝置之位置關產生變化，而自顯示裝置到達使用者之眼球之光之亮度產生變化，有時會產生給使用者帶來違和感之所謂之疊紋。
圖26及圖27係用以對疊紋進行說明之圖。於圖26中，例如構成顯示裝置之顯示部14與光學裝置即障壁部16係按該順序積層。於圖26所示之步驟S11中，僅顯示部14之像素P1部位之光經由障壁部16之特定區域16a入射至使用者之眼球E1。另一方面，如圖26所示之步驟S12，使用者已向接近顯示裝置之方向移動之情形時，顯示部14中像素P1及像素P2鄰接之部位(參照圖26所示之M1至M4)之光經由障壁部16之特定區域16a入射至使用者之眼球E1。
即，於圖26所示之步驟S11中，如圖27所示之步驟S21所示，使用者之眼球E1捕捉像素P1之大致中央。因此，使用者感受到與像素P1之顯示色對應之特定亮度之光。另一方面，於圖26所示之步驟S12中，如圖27之步驟S22所示，使用者之眼球E1除了鄰接之像素P1及像素P2以外，亦捕捉位於像素P1及像素P2之邊界之區域A1。於區域A1，因配置信號線、電晶體等，故像素P1及像素P2之光透射率不 同。例如，於假定鄰接之像素P1及像素P2之亮度相同之情形時，使用者感受到僅區域A1部分減少亮度之光。如此，例如，如圖26之步驟S11及步驟S12所示，例如，因使用者接近顯示裝置，而使用者與顯示裝置之位置關係產生變化，而有到達使用者之眼球E1之光之亮度產生變化之情形。到達使用者之眼球E1之光之亮度之變化給使用者帶來違和感。此點相當於所謂之疊紋。於上述頭部追蹤技術等中，追從使用者與顯示裝置之位置關係之變化之性能有限，而有難以防止疊紋之產生之問題。因此，於專利文獻1中，揭示有一種以防止疊紋之產生為目的，調整光學裝置即障壁部、與顯示裝置之間之距離之技術。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2012-242443號公報
專利文獻1所揭示之技術係原理上可實現。然而，存在如下問題：要求微米單位之非常精密之控制之點；需要變更搭載障壁與顯示裝置之模組之設計尺寸之點；及有產生於障壁與顯示裝置之間之空氣層引起之光學特性劣化之虞慮之點等。
本技術係鑑於該問題點而完成者，其目的在於提供一種無需精密之控制及設計尺寸之變更等，且可以保持維持光學特性之狀態簡單地改善疊紋之顯示裝置。
本揭示之顯示裝置係包含：顯示部；及障壁部，其係將朝與第1方向垂直之第2方向延伸之複數個單位區域於上述第1方向配置成行狀；且以不論上述障壁部中使光透射之上述單位區域之位置為何、自上述單位區域透射之光之透射率皆大致相同之方式，相對於上述顯示 部以特定間隔配設遮光體。
本揭示之顯示裝置係以例如不論障壁部中使光透射之單位區域之位置為何、自障壁部之單位區域透射之光之透射率皆大致相同之方式，相對於顯示部以特定間隔配設遮光體。藉由如此配設遮光體，即便因頭部追蹤引起之單位區域之切換、或使用者之接近，而障壁部之單位區域與顯示部之位置關係轉變，亦可抑制到達使用者之眼球之光之亮度之變化，其結果，可簡單地改善疊紋。
本揭示之顯示裝置無需精密之控制及設計尺寸之變更等，且可以保持維持光學特性之狀態簡單地改善疊紋。
1‧‧‧顯示裝置
2‧‧‧背光
4‧‧‧顯示部
4S‧‧‧顯示面
5‧‧‧單位像素
5M‧‧‧單位像素
6‧‧‧障壁部
6S‧‧‧射出光之側之面
8‧‧‧攝像部
9‧‧‧控制部
14‧‧‧像素陣列部
16‧‧‧驅動器IC
16a‧‧‧特定區域
18‧‧‧可撓性印刷基板
20‧‧‧像素基板
21‧‧‧透光性基板
21a‧‧‧TFT層
22‧‧‧像素電極
24‧‧‧絕緣層
30‧‧‧對向基板
31‧‧‧玻璃基板
32‧‧‧彩色濾光片
33‧‧‧共通電極
35‧‧‧偏光板
36‧‧‧偏光板
40‧‧‧接著層
50‧‧‧像素
50B‧‧‧子像素
50G‧‧‧子像素
50R‧‧‧子像素
50x‧‧‧像素
50y‧‧‧像素
60‧‧‧液晶層
70‧‧‧遮光體
114‧‧‧電極部
118‧‧‧可撓性印刷基板
121‧‧‧透光性基板
122‧‧‧障壁電極
130‧‧‧對向基板
131‧‧‧玻璃基板
133‧‧‧共通電極
135‧‧‧偏光板
150‧‧‧單位區域
150p‧‧‧開口
160‧‧‧液晶層
510‧‧‧映像顯示畫面部
511‧‧‧前面板
512‧‧‧濾光玻璃
521‧‧‧發光部
522‧‧‧顯示部
523‧‧‧選單開關
524‧‧‧快門按鈕
525‧‧‧透鏡罩體
531‧‧‧本體部
532‧‧‧透鏡
533‧‧‧開始/停止開關
534‧‧‧顯示部
541‧‧‧本體
542‧‧‧鍵盤
543‧‧‧顯示部
551‧‧‧上側框體
552‧‧‧下側框體
553‧‧‧連結部(鉸鏈部)
554‧‧‧顯示器
555‧‧‧副顯示器
556‧‧‧圖片燈
557‧‧‧相機
561‧‧‧框體
562‧‧‧顯示部
A1‧‧‧區域
CR1‧‧‧聚光寬
E1‧‧‧眼球
E2‧‧‧眼球
GCL‧‧‧掃描信號線
h2‧‧‧間隔
k1‧‧‧寬度
k2‧‧‧寬度
LC‧‧‧液晶元件
P1‧‧‧像素
P2‧‧‧像素
R1‧‧‧透鏡部
SGL‧‧‧像素信號線
Tr‧‧‧薄膜電晶體元件
Vcom‧‧‧驅動信號
Vpix‧‧‧像素信號
Vscan‧‧‧掃描信號
W1‧‧‧像素寬度
X‧‧‧方向
Y‧‧‧方向
Z‧‧‧方向
圖1係顯示實施形態1之顯示裝置之功能構成之一例之方塊圖。
圖2係顯示圖1所示之顯示裝置之背光、顯示部、及障壁部之構成之一例之立體圖。
圖3係顯示顯示部之像素與障壁部之單位區域之關係之立體圖。
圖4係顯示安裝有顯示部及障壁部之模組之概略構成之模式圖。
圖5係顯示安裝有顯示部及障壁部之模組之概略剖面構造之剖面圖。
圖6係顯示顯示部之像素顯示之電路圖。
圖7係彩色顯示之像素之模式圖。
圖8係單色顯示之像素之模式圖。
圖9係顯示實施形態1之遮光體之配設方法之一例之圖。
圖10係顯示實施形態1之遮光體之配設方法之一例之圖。
圖11係顯示與障壁部之單位區域與顯示部之位置關係之轉變相關之一例之圖。
圖12係顯示與障壁部之單位區域與顯示部之位置關係之轉變相 關之另一例之圖。
圖13係顯示透鏡部之功能之概要之圖。
圖14係顯示透鏡部之聚光寬度之圖。
圖15係顯示實施形態2之顯示裝置之控制之流程之流程圖。
圖16係顯示入射至使用者之眼球之光之亮度之一例之圖。
圖17係顯示具備本實施形態之顯示裝置之電子機器之一例之圖。
圖18係顯示具備本實施形態之顯示裝置之電子機器之一例之圖。
圖19係顯示具備本實施形態之顯示裝置之電子機器之一例之圖。
圖20係顯示具備本實施形態之顯示裝置之電子機器之一例之圖。
圖21係顯示具備本實施形態之顯示裝置之電子機器之一例之圖。
圖22係顯示具備本實施形態之顯示裝置之電子機器之一例之圖。
圖23係顯示具備本實施形態之顯示裝置之電子機器之一例之圖。
圖24係顯示具備本實施形態之顯示裝置之電子機器之一例之圖。
圖25係顯示具備本實施形態之顯示裝置之電子機器之一例之圖。
圖26係用以對疊紋進行說明之圖。
圖27係用以對疊紋進行說明之圖。
對用以實施本揭示之顯示裝置之形態(實施形態)，一面參照圖式一面詳細說明。並非藉由以下之實施形態所記載之內容限定本揭示。又，以下所記載之構成要件中包含本領域技術人員可容易設想者、及實質上相同者。再者，以下所記載之構成要件可適當組合。另，說明按以下順序進行。
1.實施形態(顯示裝置)
1-1.實施形態1
1-2.實施形態2
2.應用例(電子機器)
上述實施形態之顯示裝置應用於電子機器之例
3.本揭示之構成
以下說明之各實施形態之顯示裝置例如藉由控制積層於顯示部之障壁部，可應用於顯示三維圖像之顯示裝置等。作為顯示裝置之顯示部，有例如液晶顯示裝置(LCD：Liquid Crystal Display：液晶顯示器)、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems：微機電系統)、有機EL(Electro-Luminescence：電致發光)顯示裝置、電漿顯示裝置等。
各實施形態之顯示裝置亦可應用於單色顯示對應之顯示裝置、彩色顯示對應之顯示裝置之任一者。此處，採用彩色顯示對應之顯示裝置之情形時，成為形成彩色圖像之單位之1個像素(單位像素)係由複數個子像素(次像素)構成。更具體而言，於彩色顯示對應之顯示裝置中，1個像素由例如顯示紅色(Red；R)之子像素、顯示綠色(Green；G)之子像素、顯示藍色(Blue；B)之子像素之3個子像素構成。
1個像素並不限定於RGB之3原色之子像素之組合，亦可於RGB之3原色之子像素中進而增加1色或複數色之子像素而構成1個像素。更具體而言，例如，亦可為了提高亮度而增加顯示白色(White；W)之子 像素而構成1個像素，或為了擴大色再現範圍而增加顯示補色之至少1個子像素而構成1個像素。
[1-1.實施形態1]
(構成)
圖1係顯示實施形態1之顯示裝置之功能構成之一例之方塊圖。圖2係顯示圖1所示之顯示裝置之背光、顯示部、及障壁部之構成之一例之立體圖。圖3係顯示顯示部之像素與障壁部之單位區域之關係之立體圖。圖2及圖3係示意性顯示者，並不限於與實際尺寸、形狀相同。圖1所示之顯示裝置1例如為本揭示之顯示裝置之一例。
顯示裝置1顯示例如自特定位置觀察畫面之使用者可以裸眼辨識三維圖像之圖像。顯示裝置1係如圖1所示，具有背光2、顯示部4、障壁部6、攝像部8、及控制部9。顯示裝置1係背光2、顯示部4、及障壁部6例如以該順序積層。
背光2係朝向顯示部4出射面狀之光之面狀照明裝置。背光2例如具有光源與導光板，且將自光源所出射之光一面以導光板予以散射，一面自與顯示部4對向之出射面輸出。另，使用有機EL顯示作為顯示部4之情形時，由於顯示部4本身發光，故亦可不設置背光2。
顯示部4係顯示圖像之裝置。顯示部4係如圖3所示般以二維排列配置有複數個像素50之液晶面板。顯示部4係入射自背光2所出射之光。顯示部4係藉由例如切換使入射至各像素50之光透射或予以遮斷，而於顯示面(例如，圖2之4S)顯示圖像。
障壁部6為光學裝置。障壁部6配置於顯示部4之顯示圖像之顯示面(例如，圖2之4S)、即與與背光2對向之面為相反側之面。障壁部6係將朝與相對於顯示部4之顯示面(例如，圖2之4S)水平之第1方向(例如，圖2及圖3所示之X軸方向)垂直之第2方向(例如，圖2及圖3所示之Y軸方向)延伸之複數個單位區域150配置成行狀。障壁部6為液晶面 板，藉由對作為目的之透射區域或遮光區域局部施加電壓使液晶配向，而切換使入射至各單位區域150之光自射出光之側之面(例如，圖2之6S)透射、或予以遮斷。藉此，障壁部6調整使顯示於顯示部4之圖像透射之區域與予以遮斷之區域。另，亦可取代障壁部6，將液晶透鏡等應用於顯示裝置1。另，於圖2所示之構成中，障壁部6雖係配置於顯示部4之顯示圖像之顯示面、即與與背光2對向之面為相反側之面，但亦可將障壁部6設置於與背光2及顯示部4之間。障壁部6藉由切換使自背光2入射至障壁部6之各單位區域150之光自障壁部6之射出光之側之面透射、或予以遮斷，而調整顯示部4之顯示圖像之區域與不予以顯示之區域。
使使用者辨識三維圖像之情形係於該複數個像素中之右眼用之像素與左眼用之像素，分別顯示右眼用之圖像及左眼用之圖像。右眼用之圖像及左眼用之圖像分別由障壁部6遮光而避免進入使用者之左眼及右眼。
(顯示部4及障壁部6)
接著，說明顯示部4及障壁部6之構成例。圖4係顯示安裝有顯示部及障壁部之模組之概略構成之模式圖。圖5係顯示安裝有顯示部及障壁部之模組之概略剖面構造之剖面圖。圖6係顯示顯示部之像素顯示之電路圖。圖7係彩色顯示之像素之模式圖。圖8係單色顯示之像素之模式圖。
顯示裝置1係如圖4所示，積層有顯示部4與障壁部6。又，顯示裝置1中，以接著層40接著顯示部4與障壁部6。接著層40係以相對於顯示部4與障壁部6之透光性之部分透射率之變化較少之透光性之接著劑、例如樹脂形成。顯示裝置1使用接著層40使顯示部4與障壁部6積層，而可設為於顯示部4與障壁部6之間無空氣層之狀態。另，接著層40為光學等向性。即，接著層40無偏光特性。
顯示部4具備透光性基板21、形成於透光性基板21上之像素陣列部14、具備介面(I/F)及時序產生器之功能之驅動器IC16、及可撓性印刷基板(FPC(Flexible printed circuits))18。顯示部4係於透光性基板21上設置有像素陣列部14、驅動器IC16、及可撓性印刷基板18。如此，顯示部4於透光性基板21積層有像素陣列部14。又，顯示部4於像素陣列部14之與透光性基板21相反之側、即障壁部6側配置有偏光板35。又，顯示部4於透光性基板21之與像素陣列部14為相反側之面、即背光2側之面配置有偏光板36。即，顯示部4中，自背光2朝向障壁部6，以偏光板36、透光性基板21、像素陣列部14、偏光板35之順序積層。又，顯示部4係於偏光板35積層有接著層40。
像素陣列部14具有包含液晶層之像素50將構成顯示上之1像素之單元配置成m列×n行之矩陣(矩陣狀)構造。驅動器IC16係自外部輸入外部信號即主時脈、水平同步信號及垂直同步信號。驅動器IC16係將外部電源之電壓振幅之主時脈、水平同步信號及垂直同步信號，位準轉換成液晶驅動所需之內部電源之電壓振幅，且通過時序產生器，產生垂直啟動脈衝、垂直時脈脈衝、水平啟動脈衝及水平時脈脈衝作為主時脈、水平同步信號及垂直同步信號。驅動器IC16將所產生之信號給予像素陣列部14。可撓性印刷基板18係一端部與形成於透光性基板21之表面之電路(後述之TFT層)連接，另一端部與外部之電路連接。可撓性印刷基板18係經由透光性基板21與驅動器IC16連接，傳送通往驅動器IC16之外部信號或驅動驅動器IC16之驅動電力。
其次，障壁部6具備例如透光性基板121、形成於透光性基板121上之電極部114、及可撓性印刷基板(FPC(Flexible printed circuits))118。此處，細節將後述，本實施形態之障壁部6由於僅切換特定圖像之顯示與非顯示，而使用透光性基板121上之電極部114切換顯示。該顯示之切換只要使用連接於電極部114之驅動器進行即可。 除了該驅動器以外，亦可進而具備具有介面(I/F)及時序產生器之功能之驅動器IC。障壁部6係於透光性基板121上設置有電極部114與可撓性印刷基板118。如此，障壁部6係於透光性基板121積層有電極部114。又，障壁部6係於電極部114之與透光性基板121相反之側、即輸出圖像之顯示面側配置有偏光板135。即，障壁部6中，自顯示部4朝向輸出圖像之面，以透光性基板121、電極部114、偏光板135之順序積層。又，障壁部6於透光性基板121之與電極部114側為相反側之面積層有接著層40。即，接著層40夾在偏光板35與透光性基板121之間。
電極部114具有如下構造：包含下述之液晶層之像素50係由構成顯示上之1像素之單元於1方向配置成行狀而成。可撓性印刷基板118係一端部與透光性基板121上之電極部114或連接於電極部114之配線連接，另一端部與外部之電路連接。可撓性基板118係傳送通往透光性基板121之電路之外部信號或驅動電路之驅動電力。
接著，使用圖5對顯示部4及障壁部6之積層構造進行詳細說明。顯示部4係FFS(Fringe Field Switching：邊緣場切換)方式等之所謂之橫向電場方式之液晶顯示面板。作為橫向電場方式，除了FFS方式以外亦可使用IPS方式(In Plane Switching：面板內切換)。又，本實施形態之顯示部4雖採用橫向電場方式之液晶顯示面板，但亦可採用縱向電場方式之液晶顯示面板。如圖5所示，顯示部4具備包含透光性基板21之像素基板20、與垂直於該像素基板20之表面之方向對向配置之對向基板30、積層於像素基板20之共通電極33、插設於像素基板20與對向基板30之間之液晶層60、偏光板35、及偏光板36。
像素基板20具有：透光性基板21；設置於透光性基板21上之主動元件(開關元件)、例如薄膜電晶體(TFT；Thin Film Transistor)元件Tr與像素對應而形成之TFT層21a；於透光性基板21之TFT層21a上配 設成矩陣狀之複數個像素電極22；及絕緣層24。於TFT層21a，形成有圖6所示之各像素50之薄膜電晶體(TFT；Thin Film Transistor)元件Tr、對各像素電極22供給像素信號之像素信號線SGL、及驅動各TFT元件Tr之掃描信號線GCL等配線。又，透光性基板21係於TFT層21a上形成有像素電極22之面之相反側之面，積層有偏光板36。絕緣層24係以氮化矽等具有絕緣性之材料形成之膜，積層於像素電極22及TFT層21a之表面。絕緣層24係使像素電極22與共通電極33絕緣。
共通電極33係積層於像素基板20之絕緣層24之片狀之電極。共通電極33係由銦錫氧化物(Indium Tin Oxide：ITO)、或銦鋅氧化物(Indium Zinc Oxide：IZO)等透光性導電性材料形成之透光性導電體。共通電極33連接於共通電極配線。本實施形態之共通電極33雖採用片狀之電極，但亦可採用分割成複數個之分割電極。該情形時，共通電極33配置為例如1個分割電極對應於1個像素電極22(構成1列之像素電極22)。又，共通電極33亦可採用1個分割電極與複數個像素電極22共通之板狀之電極。共通電極33於相對於透光性基板21之表面垂直之方向(例如，Z軸方向)，與像素電極22對向，於平行於透光性基板21之表面之面，朝與上述之像素信號線SGL延伸之方向平行之方向延伸。共通電極33經由未圖示之具有導電性之接觸導電柱，自驅動電極驅動器對共通電極33施加交流矩形波形之共通信號。
像素信號線SGL於與透光性基板21之表面平行之平面延伸，對像素供給用以顯示圖像之像素信號。圖6所示之像素基板20具有排列成矩陣狀之複數個像素50。像素50具備TFT元件Tr及液晶元件LC。TFT元件Tr係於圖6所示之例中，以n通道之MOS(Metal Oxide Semiconductor：金屬氧化物半導體)型之TFT構成。TFT元件Tr之源極連接於像素信號線SGL，閘極連接於掃描信號線GCL，汲極連接於液晶元件LC之一端。液晶元件LC係一端連接於TFT元件Tr之汲極，另 一端連接於共通電極33。
像素50藉由掃描信號線GCL，與像素基板20之屬於同列之其他像素彼此連接。掃描信號線GCL與閘極驅動器連接，由閘極驅動器供給掃描信號(Vscan)。又，像素50藉由像素信號線SGL，與像素基板20之屬於同行之其他像素彼此連接。像素信號線SGL與源極驅動器連接，由源極驅動器供給像素信號Vpix。再者，像素50藉由共通電極33與像素基板20之屬於同列之其他像素彼此連接。共通電極33與驅動電極驅動器連接，且由驅動電極驅動器供給驅動信號Vcom。即，於圖6所示之例中，屬於同一列之複數個像素50共有一條共通電極33。
顯示部4由閘極驅動器將掃描信號(Vscan)經由圖6所示之掃描信號線GCL，施加於像素50之TFT元件Tr之閘極，藉此依序選擇於像素基板20形成為矩陣狀之像素50中之1列(1水平列)作為顯示驅動之對象。顯示部4由源極驅動器將像素信號Vpix經由圖6所示之像素信號線SGL，分別供給至構成依序選擇之1水平列之各像素50。接著，於該等像素50中，根據供給之像素信號Vpix，進行1水平列之顯示。顯示部4係施加驅動信號Vcom，驅動共通電極33。
如上所述，顯示部4係藉由以分時線序掃描掃描信號線GCL之方式驅動，而依序選擇1水平列。又，顯示部4藉由對屬於1水平列之像素50供給像素信號Vpix，而逐水平列進行顯示。於進行該顯示動作時，顯示部4對包含與該1水平列對應之共通電極33之區塊施加驅動信號Vcom。
對向基板30包含玻璃基板31、與形成於該玻璃基板31之一面之彩色濾光片32。於玻璃基板31之另一面，配設有偏光板35。又，於偏光板35之與玻璃基板31側為相反側之面，積層有障壁部6。
彩色濾光片32將著色成例如紅(R)、綠(G)、藍(B)之3色之濾光片週期性排列，且將R、G、B之3色作為1組與上述圖6所示之各像素50 建立對應關係。具體而言，如圖7所示，成為形成彩色圖像之單位之1個像素、即單位像素5係包含例如複數個子像素(次像素)。於該例中，單位像素5係包含顯示R之子像素50R、顯示B之子像素50B、及顯示G之子像素50G。單位像素5具有之子像素50R、50B、50G係朝向X方向、即顯示裝置1之列方向排列。彩色濾光片32係於相對於透光性基板21之表面垂直之方向(例如，圖2及圖3所示之Z軸方向)，與液晶層60對向。另，彩色濾光片32係若濾光片之色不同，則亦可為其他色之組合。
單位像素5亦可進而具有1色或複數色之子像素。液晶顯示裝置僅對應單色顯示之情形，如圖8所示，成為形成單色圖像之單位之1個像素、即單位像素5M相當於像素50(彩色圖像之子像素)。單位像素5係用以顯示彩色圖像之基本單位，單位像素5M係用以顯示單色圖像之基本單位。
液晶層60係像素基板20與對向基板30之間之區域，注入有液晶。液晶層60係根據電場之狀態調變通過其處之光者。另，於液晶層60與像素基板20之間、及液晶層60與對向基板30之間，分別配設配向膜，又亦可於像素基板20之下表面側配置有入射側偏光板。
此處，顯示部4雖係於透光性基板21以像素電極22、共通電極33之順序、即共通電極33成為液晶層60側之順序積層，但並未限定於此。顯示部4亦可於透光性基板21以共通電極33、像素電極22之順序、即像素電極22成為液晶層60側之順序積層。該情形時，像素電極22與TFT元件Tr等係以不與共通電極33相接之配線連接。
障壁部6係障壁電極(像素電極)與共通電極夾著液晶層配置之縱向電場方式之液晶顯示面板。障壁部6係於透光性基板即玻璃基板121上形成有電極部114。電極部114具有形成於玻璃基板121上之配設成行狀之複數個障壁電極122、與垂直於該玻璃基板121之表面之方向對 向配置之對向基板130、及插設於玻璃基板121與對向基板130之間之液晶層160。又，障壁部6係於對向基板130側之表面積層有偏光板135。
障壁電極122與圖3所示之單位區域150形狀相同，為沿第2方向延伸之細長之板形狀。障壁電極122係於第1方向配置成複數行狀。障壁電極122經由可撓性印刷基板118施加電壓。障壁電極122係若施加電壓，則於與共通電極133之間形成電場。障壁電極122藉由施加之電壓，而使形成共通電極133之電場變化。
對向基板130包含玻璃基板131、與形成於該玻璃基板131之一面之共通電極133。對向基板130亦可包含保護層。於玻璃基板131之另一面，配設有偏光板135。共通電極133為片狀之電極。共通電極133係由ITO或IZO等透光性導電性材料形成之透光性之導電體。共通電極133係連接於共通電極配線，且作為所謂之共通電極而動作。
本實施形態之共通電極133係作為障壁部6之共通驅動電極(對向電極)發揮功能。另，障壁部6之共通電極133雖將整個區域同步驅動，但亦可於障壁電極122所排列之方向分割成複數個。共通電極133經由未圖示之具有導電性之接觸導電柱(例如，積水化學工業製 微珍珠AU)，自驅動電極驅動器對共通電極133施加交流矩形波形之共通信號。
液晶層160係玻璃基板121與對向基板130之間之區域，注入有液晶。液晶層160係根據電場之狀態調變通過其處之光者，使用例如TN(Twisted Nematic：扭轉向列)、VA(Virtical Alignment：垂直配向)、ECB(Electrically Controlled Birefringence：電場控制雙折射)等各種模式之液晶。障壁部6係於液晶層160與玻璃基板121之間設置有配向膜，且於液晶層160與對向基板130之間設置有配向膜。配向膜係將液晶層160之液晶之配向方向(摩擦方向)設為特定之方向。障壁部6 藉由採用如以上之構造，可簡單地設為積層構造。另，障壁部6亦可如顯示部4般，於玻璃基板121上設置TFT元件，而以TFT元件控制施加於障壁電極122之電壓。亦可取代玻璃基板，使用由透光性材料形成之透光性基板。
顯示部4及障壁部6係如以上之構成，基於來自控制部9之信號，切換施加於像素電極22、障壁電極122之電壓，藉此顯示使用者以三維視認到之圖像。
攝像部8係相機等拍攝圖像之機器。例如，於控制障壁部6且顯示三維圖像之顯示裝置中，使用所謂之頭部追蹤技術等。於該頭部追蹤技術中，以右眼用之圖像入射至使用者之右眼、左眼用之圖像入射至使用者之左眼之方式，基於使用者之位置資訊，控制障壁部6之光之透射及遮斷。藉由攝像部8取得之使用者之圖像係用於特定使用者之位置(例如，眼球位置)。
控制部9係控制顯示裝置1之各部之動作。具體而言，控制部9係控制背光2之點亮及熄滅、或點亮時之光量及光之強度，且控制顯示於顯示部4之圖像，控制障壁部6之各單位區域150之動作(透射/遮斷)，控制攝像部8之攝像動作。控制部9使用藉由攝像部8拍攝之使用者之圖像，執行頭部追蹤，控制要顯示於顯示部4之圖像及障壁部6之各單位區域150之動作(透射/遮斷)，藉此實現三維圖像之顯示。
控制部9亦可具備例如運算裝置即CPU(Central Processing Unit：中央處理單元)、與記憶裝置即記憶體，且藉由使用該等之硬體資源執行程式，而實現各種功能。具體而言，控制部9例如讀取記憶於記憶部(未圖示)之程式並於記憶體中展開，且使CPU執行於記憶體中所展開之程式所含之命令。接著，控制部9根據CPU之命令之執行結果，控制背光2之點亮及熄滅、或點亮時之光量及光之強度，控制顯示於顯示部4之圖像，控制障壁部6之各單位區域150之動作(透射/遮 斷)。
(遮光體之配設方法)
以下，對實施形態1之遮光體之配設方法進行說明。圖9及圖10係顯示實施形態1之遮光體之配設方法之一例之圖。如圖9及圖10所示之4p表示顯示部4之一部分。圖9及圖10所示之50x及50y係表示配置於顯示部4之像素。圖9及圖10所示之70表示遮光體。圖9所示之d1表示遮光體70之寬度。圖9及圖10所示之W1表示例如執行頭部追蹤時之追蹤方向(X軸方向)之像素寬度。圖9及圖10所示之h1表示配設遮光體70之間隔。圖10所示之150p表示透射光之單位區域150之一部分，於以下說明中記述為開口。圖10所示之k1表示透射光之單位區域150之寬度。
如圖9所示，於實施形態1之顯示裝置1中，於X軸方向以特定間隔h1相對於顯示部4配設遮光體70。此時，於顯示部4配設遮光體70時之X軸方向之間隔h1係如圖10所示，滿足如下關係：與透射光之單位區域150之開口150p之寬度k1相等，且將間隔h1設為n倍(n為1以上之整數)者與執行頭部追蹤時之像素寬度W1相等。
圖11係顯示與障壁部之單位區域與顯示部之位置關係之轉變相關之一例之圖。於圖11所示之步驟S31至步驟S33中，顯示利用頭部追蹤而進行之障壁部6之單位區域150之切換、或因使用者朝Z軸方向之移動而使得障壁部6之單位區域150與顯示部4之位置關係轉變之情況。如圖11所示，即便於障壁部6之單位區域150與顯示部4之位置關係已轉變之情形時，由於與開口150p之位置對應之顯示部4之位置上遮光體70所占之區域相同，故若假定像素50x與像素50y中之光之透射率大致相同，則自開口150p透射之光之透射率亦大致相同。另，考慮人之光之視認能力之情形時，只要至少於障壁部6之單位區域150與顯示部4之位置關係之轉變前後，以將人眼視認到之光之亮度之差落收斂至 30%至40%左右之範圍內之方式，配設有遮光體70即可。又，考慮人對光之感覺之情形時(抑制違和感之情形時)，只要至少於障壁部6之單位區域150與顯示部4之位置關係之轉變前後，以將人眼視認到之光之亮度之差收斂至10%至20%左右之範圍內之方式，配設有遮光體70即可。例如，遮光體70若為黑矩陣、信號線、閘極線等可遮光之層，則可為任意者。
即，於實施形態1之顯示裝置1中，以不論障壁部6中透射光之單位區域150之位置為何、自障壁部6之單位區域150透射之光之透射率皆大致相同之方式，相對於顯示部4以特定間隔配設遮光體70。如此配設遮光體70，即便因頭部追蹤引起之障壁部6之單位區域150之切換、或使用者朝Z軸方向之移動，而障壁部6之單位區域150與顯示部4之位置關係轉變，亦可抑制到達使用者之眼球之光之亮度之變化。因此，根據實施形態1之顯示裝置1，如先前般，無需精密之控制及設計尺寸之變更等，且可以保持維持光學特性之狀態簡單地改善疊紋。
即便於障壁部6之單位區域150之寬度與圖9至圖11所示之例不同之情形時，亦可藉由使相對於顯示部4配設遮光體70之間隔滿足與上述圖10所示之情形相同之關係，改善疊紋。圖12係顯示與障壁部之單位區域與顯示部之位置關係之轉變相關之另一例之圖。於圖12所示之步驟S41至步驟S43中，顯示與圖11所示之例相同地，因頭部追蹤引起之障壁部6之單位區域150之切換、或使用者朝Z軸方向之移動，而障壁部6之單位區域150與顯示部4之位置關係轉變之情況。
於圖12所示之例中，於X軸方向以特定間隔h2相對於顯示部4配設遮光體70。此時，間隔h2如圖12所示，滿足如下關係：與單位區域150之開口150p之寬度k2相等，且將間隔h2設為n倍(n為1以上之整數)者與執行頭部追蹤時之像素寬度W1相等。若如此，則如圖12所示，即便於障壁部6之單位區域150與顯示部4之位置關係已轉變之情形 時，由於與開口150p之位置對應之顯示部4之位置上遮光體70所占之區域相同，故若假定像素50x與像素50y中之光之透射率大致相同，則自開口150p透射之光之透射率亦大致相同。
於上述實施形態1中，亦可取代障壁部6，將液晶透鏡、或雙凸透鏡等透鏡部應用於顯示裝置1。藉由以聚光於顯示部4具有之像素之方式設定透鏡部，透鏡部實現與障壁部6相同之功能。圖13係顯示透鏡部之功能之概要之圖。圖14係顯示透鏡部之聚光寬度之圖。
如圖13所示，透鏡部R1係於使使用者辨識三維圖像之情形時，以使顯示於顯示部4具有之複數個像素(例如，50X、50Y)之圖像中之右眼用圖像入射至使用者右眼(例如E1)，使左眼用圖像入射至左眼(例如E2)之方式，使光之行進方向折射。顯示裝置1係相對於透鏡部R1，藉由電極分階段施加不同之電壓。藉此，構成透鏡部R1之一部分之液晶層之液晶分子以形成透鏡狀之凸形狀之方式配向。該結果，透鏡部R1使射出之光之行進方向折射。
在應用透鏡部R1取代障壁部6之情形時，圖14所示之透鏡部R1之聚光寬度CR1成為與障壁部6之單位區域150對應之部位。該聚光寬度CR1係由例如顯示部4與透鏡部R1之距離、施加於透鏡部R1之電壓等決定。且，與障壁部6之單位區域150相同，於以聚光寬度CR1之寬度不變化，且始終為特定為前提之情形時，於在顯示裝置1中應用透鏡部R1之情形時，亦有產生疊紋之虞。因此，如上述實施形態1所示，藉由相對於顯示部4，以特定間隔配設遮光體70，不論透鏡部R1中之光之射出位置為何、自透鏡部R1以聚光寬度CR1射出之光之亮度皆大致相同。該結果，可抑制到達使用者之眼球之光之亮度之變化，且即便於取代障壁部6，將透鏡部R1應用於顯示裝置1之情形時，亦可簡單地改善疊紋。
[1-2.實施形態2]
於上述實施形態1中，已說明以使自開口150p透射之光之透射率大致相同之方式，以特定間隔相對於顯示部4配設遮光體70之例。於以下實施形態2中，將對以使自開口150p透射之光之透射率大致相同之方式，調整障壁部6之單位區域150之透射率之例進行說明。
圖15係顯示實施形態2之顯示裝置之控制之流程之流程圖。圖15所示之控制係藉由控制部9執行。
如圖15所示，控制部9基於藉由攝像部8所拍攝之使用者之圖像，檢測使用者之眼之位置(步驟S101)。例如，控制部9自使用者之圖像檢測出使用者之臉之輪廓，且特定出圖像內之使用者之臉之位置後，藉由圖案匹配等特定臉中所含之使用者之眼之位置，並基於眼之大小及眼間距離等，檢測使用者之眼相對於顯示裝置1之位置。或，控制部9亦可基於包含於使用者之圖像之瞳孔、虹膜、鞏膜之光量之不同，特定出圖像內之使用者之眼球(右眼及左眼)之位置，藉此檢測使用者之眼相對於顯示裝置1之位置。控制部9係於檢測使用者之眼之位置時，亦配合算出使用者與顯示部4之顯示面4S之間之Z軸方向(例如，參照圖2)之距離。例如，控制部9係於使用者與顯示部4之顯示面4S之間之Z軸方向之距離為“T1”時，預先計測完畢藉由攝像部8所拍攝之圖像上之使用者之眼間距離為“t1”。接著，控制部9於例如步驟S101中藉由攝像部8所拍攝之圖像上之使用者之眼間距離為“0.5×t1”之情形時，算出使用者與顯示部4之顯示面4S之間之Z軸方向之距離為“0.5×T1”。
繼而，控制部9基於使用者之眼之位置，決定障壁部6之顯示圖像(步驟S102)。例如，控制部9基於顯示部4與障壁部6之距離、及使用者之眼相對於顯示裝置1(顯示部4及障壁部6)之位置，以使右眼用圖像入射至使用者之右眼，使左眼用圖像入射至左眼之方式，決定自障壁部6之單位區域150中透射光之區域。另一方面，控制部9係以不 會產生串擾之方式，決定自障壁部6之單位區域150中將光遮斷之區域。接著，控制部9將實現障壁部6中透射光之單位區域150與將光遮斷之單位區域150之組合之圖像決定為障壁部6之顯示圖像。
繼而，控制部9基於使用者之眼之位置，調整障壁部6之光之透射率(步驟S103)。圖16係顯示入射至使用者之眼球之光之亮度之一例之圖。於圖16所示之步驟S51至步驟S52中，顯示因頭部追蹤引起之障壁部6之單位區域150之切換、或使用者朝Z軸方向之移動，而障壁部6之單位區域150與顯示部4之位置關係轉變之情況。例如，於控制部9之前次處理中，到達使用者之眼球E1之光之亮度為A(cd/m2 ：坎德拉平方米)(例如，參照步驟S51)。繼而，於控制部9之此次之處理中，根據由步驟S101所檢測出之使用者之眼球E1之位置，到達使用者之眼球E1之光之亮度為A-B(cd/m2 ：坎德拉平方米)(例如，參照步驟S52)。於該情形時，控制部9算出如成為A≒α×(A-B)之調整率α，且基於調整率α提高障壁部6之光之透射率。另一方面，控制部9係與圖16所示之例相反，於前次處理中到達使用者之眼球E1之光之亮度為A-B(cd/m2 )，此次處理中到達使用者之眼球E1之光之亮度為A(cd/m2 )之情形時，算出如成為A×α≒(A-B)之調整率α，且基於調整率α降低障壁部6之光之透射率。
例如，調整率α係根據開口150p之像素寬度與遮光體70之寬度之比例算出。例如，於圖16所示之步驟S52中，開口150p之像素寬度為30(μm：微米)，開口150p之遮光體70之寬度為5(μm：微米)。此時，提高光之透射率之情形時之調整率α由於只要對被遮光體70遮光之部分提高透射率即可，故調整率α=30/(30-5)。另一方面，降低光透射率之情形之調整率α由於只要對被遮光體70遮光之部分降低透射率即可，故調整率α=(30-5)/30。如此，控制部9藉由調整障壁部6之光之透射率，可使到達使用者之眼球E1之光之亮度大致相同。
繼而，控制部9決定顯示部4之顯示圖像(步驟S104)。例如，控制部9基於障壁部6之顯示圖像，於決定右眼用圖像及左眼用圖像之像素顯示後，藉由以於右眼用圖像及左眼用圖像間產生特定視差之方式進行調整，而決定顯示圖像。繼而，控制部9進行再現(步驟S105)，將圖像顯示於顯示部4(步驟S106)。
繼而，控制部9判定是否結束圖像之顯示(步驟S107)。控制部9於判定之結果為結束圖像顯示之情形時(步驟S107，是)，結束圖15所示之控制。另一方面，控制部9於判定結果為不結束圖像顯示之情形時(步驟S107，否)，返回上述步驟S101之順序，繼續圖15所示之控制。
[2.應用例]
作為本揭示之應用例，說明將上述之顯示裝置1應用於電子機器之例。
圖17至圖25係顯示具備本實施形態之顯示裝置之電子機器之一例之圖。本實施形態之顯示裝置1可應用於行動電話、智慧型電話等移動終端裝置、電視裝置、數位相機、筆記型個人電腦、攝像機、或設置於車輛之儀錶類等所有領域之電子機器。換言之，本實施形態之顯示裝置1可應用於將自外部所輸入之影像信號或內部所產生之影像信號顯示為圖像或影像之所有領域之電子機器。電子機器具備對顯示裝置供給影像信號，且控制顯示裝置之動作之控制裝置。
(應用例1)
圖17所示之電子機器係應用本實施形態之顯示裝置1之電視裝置。該電視裝置例如具有前面板511、及包含濾光玻璃512之影像顯示畫面部510，該影像顯示畫面部510係本實施形態之顯示裝置。
(應用例2)
圖18及圖19所示之電子機器係應用本實施形態之顯示裝置1之數 位相機。該數位相機例如具有閃光燈用之發光部521、顯示部522、選單開關523及快門按鈕524，該顯示部522係本實施形態之顯示裝置。如圖18所示，該數位相機具有透鏡罩525，藉由滑動透鏡罩525而顯現拍攝透鏡。數位相機可藉由對自該拍攝透鏡入射之光進行攝像，而拍攝數位寫真。
(應用例3)
圖20所示之電子機器係顯示應用本實施形態之顯示裝置1之攝像機之外觀者。該攝像機例如具有本體部531、設置於該本體部531之前方側面之被攝物體拍攝用之透鏡532、拍攝時之開始/停止開關533、及顯示部534。而顯示部534係本實施形態之顯示裝置。
(應用例4)
圖21所示之電子機器係應用本實施形態之顯示裝置1之筆記型個人電腦。該筆記型個人電腦例如具有本體541、用以進行字元等之輸入操作之鍵盤542、及顯示圖像之顯示部543，顯示部543由本實施形態之顯示裝置構成。
(應用例5)
圖22至圖24所示之電子機器係應用本實施形態之顯示裝置1之行動電話機。圖22係打開行動電話機之狀態下之前視圖，圖23係打開行動電話機之狀態下之右側視圖，圖24係折叠行動電話機之狀態下之前視圖。該行動電話機係例如以連結部(鉸鏈部)553連結上側框體551與下側框體552者，具有顯示器554、次顯示器555、圖片燈556、及相機557。該顯示器554安裝有顯示裝置1。行動電話機之顯示器554除了顯示圖像之功能以外，亦可具有檢測觸控動作之功能。
(應用例6)
圖25所示之電子機器係作為便攜式電腦、多功能行動電話、可語音通話之便攜式電腦或可通訊之便攜式電腦而進行動作，有時亦稱 為智慧型電話、平板終端之資訊移動終端。該資訊移動終端例如於框體561之表面具有顯示部562。該顯示部562係本實施形態之顯示裝置。
[3.本揭示之構成]
又，本揭示亦可採用以下之構成。
(1)一種顯示裝置，其包含顯示部、及將朝與第1方向垂直之第2方向延伸之複數個單位區域於上述第1方向配置成行狀之障壁部，且以不論上述障壁部中使光透射之上述單位區域之位置為何、自上述單位區域透射之光之透射率皆大致相同之方式，相對於上述顯示部以特定間隔配設遮光體。
(2)如技術方案(1)之顯示裝置，其中至少上述第1方向之上述單位區域之寬度與配設上述遮光體之上述間隔大致相同。
(3)如技術方案(1)之顯示裝置，其包含：檢測使用者之眼之位置之攝像部；及基於上述使用者之眼之位置，決定上述複數個單位區域中使光透射之區域之控制部。
(4)如技術方案(1)之顯示裝置，其中上述顯示部包含顯示右眼用之圖像之第1像素、及顯示左眼用之圖像之第2像素，且上述障壁部以右眼用之圖像及左眼用之圖像不會分別進入使用者之左眼及右眼之方式遮光。
(5)一種顯示裝置，其包含顯示部、及配置於上述顯示部之顯示面側之透鏡部，且以不論上述透鏡部之位置為何、自上述透鏡部射出之光之亮度皆大致相同之方式，相對於上述顯示部以特定之間隔配設遮光體。
1‧‧‧顯示裝置
2‧‧‧背光
4‧‧‧顯示部
6‧‧‧障壁部
8‧‧‧攝像部
9‧‧‧控制部

Claims (5)

  1. 一種顯示裝置，其包含：顯示部；及障壁部，其將朝與第1方向垂直之第2方向延伸之複數個單位區域於上述第1方向配置成行狀；且以不論上述障壁部中使光透射之上述單位區域之位置為何、自上述單位區域透射之光之透射率皆大致相同之方式，相對於上述顯示部以特定間隔配設遮光體；於上述顯示部設置複數個像素；上述遮光體包含設於鄰接像素之邊界部之黑矩陣。
  2. 如請求項1之顯示裝置，其中至少上述第1方向之上述單位區域之寬度與配設上述遮光體之上述間隔大致相同。
  3. 如請求項1之顯示裝置，其包含：檢測使用者之眼之位置之攝像部；及基於上述使用者之眼之位置，決定上述複數個單位區域中使光透射之區域之控制部。
  4. 如請求項1之顯示裝置，其中上述顯示部包含顯示右眼用之圖像之第1像素、及顯示左眼用之圖像之第2像素；且上述障壁部係以右眼用之圖像及左眼用之圖像不會分別進入使用者之左眼及右眼之方式遮光。
  5. 一種顯示裝置，其包含：顯示部；及透鏡部，其配置於上述顯示部之顯示面側；且以不論上述透鏡部之光之射出位置為何、自上述透鏡部射出 之光之亮度皆大致相同之方式，相對於上述顯示部以特定之間隔配設遮光體；於上述顯示部設置複數個像素；上述遮光體包含設於鄰接像素之邊界部之黑矩陣。
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