(57)【要約】【課題】スペーサの存在による視認性の劣化を低減すること。【解決手段】１つの態様において、表示装置は、２次元画像又は３次元画像を表示する表示部２０と、液晶層１１を駆動するための複数の電極１５（電極１５ａ乃至電極１５ｇ）を有し、表示部２０に重ねて配置される液晶部１０と、表示部２０が３次元画像を表示する場合には、上記の液晶層１１がレンズ又はバリアを形成するように電極１５に電圧を印加し、表示部２０が２次元画像を表示する場合には、電極１５に略一定の電圧を印加する駆動回路と、を備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２次元画像又は３次元画像を表示する表示部と、
液晶層を駆動するための複数の電極を有し、前記表示部に重ねて配置される液晶部と、
前記表示部が前記３次元画像を表示する場合には、前記液晶層がレンズ又はバリアを形成するように前記電極に電圧を印加し、前記表示部が前記２次元画像を表示する場合には、前記電極に略一定の電圧を印加する駆動回路と、
を備える表示装置。
【請求項２】
前記略一定の電圧は、前記液晶層の液晶分子の方向が変化し始める閾値電圧の１倍から２倍の間の電圧である、請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記略一定の電圧を印加した場合に前記液晶層の液晶分子の方向が変化する範囲の幅が、前記表示部の副画素の幅よりも狭い、請求項１又は２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記液晶層を挟持する一対の基板と、前記一対の基板の間隔を維持するスペーサとを有する、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項５】
２次元画像又は３次元画像を表示する表示部と、
液晶層を駆動するための複数の電極を有し、前記表示部に重ねて配置される液晶部と、
前記表示部が前記３次元画像を表示する場合には、前記液晶層がレンズ又はバリアを形成するように前記電極に電圧を印加し、前記表示部が前記２次元画像を表示する場合には、前記電極に略一定の電圧を印加する駆動回路と、
を備える電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、表示装置及びその表示装置を備えた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶の基板間にスペーサを配置することによって基板間の間隔を確保する技術が知られている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１７３７１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、液晶の基板間にスペーサを配置すると、スペーサが利用者に見えてしまい、液晶画面の視認性が劣化することがある。本開示は、スペーサの存在による視認性の劣化を低減することができる表示装置及び電子機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の表示装置は、１つの態様において、２次元画像又は３次元画像を表示する表示部と、液晶層を駆動するための複数の電極を有し、前記表示部に重ねて配置される液晶部と、前記表示部が前記３次元画像を表示する場合には、前記液晶層がレンズ又はバリアを形成するように前記電極に電圧を印加し、前記表示部が前記２次元画像を表示する場合には、前記電極に略一定の電圧を印加する駆動回路と、を備える。
【０００６】
他の態様において、前記略一定の電圧は、前記液晶層の液晶分子の方向が変化し始める閾値電圧の１倍から２倍の間の電圧であってもよい。
【０００７】
他の態様において、前記略一定の電圧を印加した場合に前記液晶層の液晶分子の方向が変化する範囲の幅は、前記表示部の副画素の幅よりも狭くてもよい。
【０００８】
他の態様において、前記液晶層を挟持する一対の基板と、前記一対の基板の間隔を維持するスペーサとを有する。
【０００９】
本開示の電子機器は、１つの態様において、２次元画像又は３次元画像を表示する表示部と、液晶層を駆動するための複数の電極を有し、前記表示部に重ねて配置される液晶部と、前記表示部が前記３次元画像を表示する場合には、前記液晶層がレンズ又はバリアを形成するように前記電極に電圧を印加し、前記表示部が前記２次元画像を表示する場合には、前記電極に略一定の電圧を印加する駆動回路と、を備える。
【発明の効果】
【００１０】
本開示によれば、スペーサの存在による視認性の劣化を低減することができる表示装置及び電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、表示装置の模式的なブロック図である。
【図２】図２は、表示部が有する液晶部及び表示部の斜視図である。
【図３】図３は、表示装置の模式的な断面図である。
【図４】図４は、３次元画像を表示する場合の制御の例を示す図である。
【図５】図５は、液晶部の電極に電圧を印加していない表示装置を正面から見る場合の光の透過の例を示す図である。
【図６】図６は、液晶部の電極に電圧を印加していない表示装置を斜めから見る場合の光の透過の例を示す図である。
【図７】図７は、液晶部の電極に電圧を印加していない表示装置を斜めから見た例を示す図である。
【図８】図８は、２次元画像を表示する場合の制御の例を示す図である。
【図９】図９は、２次元画像を表示している表示装置を斜めから見た例を示す図である。
【図１０】図１０は、駆動回路の動作を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、本実施形態に係る表示装置を備えた電子機器の一例を示す図である。
【図１２】図１２は、本実施形態に係る表示装置を備えた電子機器の一例を示す図である。
【図１３】図１３は、本実施形態に係る表示装置を備えた電子機器の一例を示す図である。
【図１４】図１４は、本実施形態に係る表示装置を備えた電子機器の一例を示す図である。
【図１５】図１５は、本実施形態に係る表示装置を備えた電子機器の一例を示す図である。
【図１６】図１６は、本実施形態に係る表示装置を備えた電子機器の一例を示す図である。
【図１７】図１７は、本実施形態に係る表示装置を備えた電子機器の一例を示す図である。
【図１８】図１８は、本実施形態に係る表示装置を備えた電子機器の一例を示す図である。
【図１９】図１９は、本実施形態に係る表示装置を備えた電子機器の一例を示す図である。
【図２０】図２０は、本実施形態に係る表示装置を備えた電子機器の一例を示す図である。
【図２１】図２１は、本実施形態に係る表示装置を備えた電子機器の一例を示す図である。
【図２２】図２２は、本実施形態に係る表示装置を備えた電子機器の一例を示す図である。
【図２３】図２３は、本実施形態に係る表示装置を備えた電子機器の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本開示について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は次の順序で行う。
１．表示装置の構成
２．表示装置の制御
３．適用例（電子機器）
【００１３】
［１．表示装置の構成］
図１は、表示装置の模式的なブロック図である。図２は、表示部が有する液晶部及び表示部の斜視図である。図３は、表示装置の模式的な断面図である。
【００１４】
図１から図３に示す表示装置１は、２次元（２Ｄ）画像と３次元（３Ｄ）画像とを表示することができる。２次元画像は、利用者の右目と左目とに同じ像が映るように構成された画像である。３次元画像は、利用者の右目と左目とに視差を利用して立体的に見えるように作成された右目用の像と左目用の像とがそれぞれ映るように構成された画像である。
【００１５】
図１に示すように、表示装置１は、液晶部１０と、表示部２０と、駆動回路４０とを備える。表示部２０は、２次元画像及び３次元画像を表示する。表示部２０は、例えば、液晶表示装置、有機ＥＬ（Electro-Luminescence）表示装置、プラズマ表示装置、電子ペーパ等であるが、これらに限定されない。以下では、説明の便宜のために、表示部２０が液晶表示装置であるものと想定する。
【００１６】
図３に示すように、表示部２０は、液晶層２１と、基板２２と、偏光板２３と、回路２４と、カラーフィルタ２５と、電極２６とを有する。液晶層２１は、液晶分子２１ａを含む。基板２２は、例えば、ガラス基板である。偏光板２３は、液晶分子２１ａの制御と組み合わせて光の透過と非透過とを切り替えるために用いられる。回路２４は、個々の画素に対応する液晶分子２１ａを制御するためにマトリックス状に形成されたＴＦＴ等のトランジスタ等のスイッチング素子及び当該スイッチング素子に電気的に接続される画素電極を有する。カラーフィルタ２５は、副画素ごとに所定の色の光を透過させる。
【００１７】
なお図３に示す表示部２０では、液晶分子２１ａを含む液晶層２１は、当該画素電極及び電極２６との間に発生する電界により駆動される。このように基板間に縦方向に発生する電界による駆動方式として、ＴＮ方式（ＴＮ：Ｔｗｉｓｔｉｃ  Ｎｅｍａｔｉｃ）、ＶＡ方式（ＶＡ：Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）等の縦電界モードが挙げられる。ただし液晶層２１の駆動方式は縦電界モードに限定されず、横電界モードを用いてもよい。横電界モードの表示部２０では、電極２６は基板２２上に設けられる。このような横電界モードとして、ＩＰＳ方式（ＩＰＳ：Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ  Ｓｗｉｔｈｉｎｇ）やＦＦＳモード（ＦＦＳ：Ｆｒｉｎｇｅ  Ｆｉｅｌｄ  Ｓｗｉｔｈｉｎｇ）等が挙げられる。
【００１８】
液晶部１０は、図２に示すように、表示部２０に重ねて配置される。表示部２０が３次元画像を表示する場合、液晶部１０は、右目用の像が利用者の右目に映り、左目用の像が利用者の左目に映るように、液晶レンズ又は液晶バリアを構成する。以下では、説明の便宜のために、表示部２０が３次元画像を表示する場合に液晶レンズを構成するものと想定する。
【００１９】
図３に示すように、液晶部１０は、液晶層１１と、基板１２と、基板１３と、電極１４と、電極１５（電極１５ａ乃至電極１５ｇ）と、スペーサ１６とを有する。液晶層１１は、液晶分子１１ａを含み、基板１１及び基板１２の間に挟持される。液晶層１１は、レンズを形成するために、表示部２０の液晶層２１よりも厚く構成されており、約３０μｍの厚みを有する。基板１２は、例えば、ガラス基板である。基板１３は、ガラス、又は樹脂等の透明な素材から形成される。また基板１３は、表示装置１を保護する保護層としての機能も有する。電極１４及び電極１５との間に発生する電界により、液晶分子１１ａを含む液晶層１１が駆動される。なお、表示部２０と同様に、基板１２上に、電極１４を制御するためのトランジスタ等のスイッチング素子を設けてもよい。
【００２０】
スペーサ１６は、柱状の部材である。スペーサ１６は、基板１１及び基板１２の間隔を維持するために、基板１２および基板１３の間に配置される。スペーサ１６は、液晶層１１の厚みと同様に、約３０μｍの高さを有する。
【００２１】
駆動回路４０は、外部の制御部２が送信する信号に基づいて、液晶部１０および表示部２０を駆動する。
【００２２】
［２．表示装置の制御］
（３次元画像を表示する場合の制御）
図４は、３次元画像を表示する場合の制御の例を示す図である。
【００２３】
表示部２０が３次元画像を表示する場合、駆動回路４０は、図４に示すように、液晶分子１１ａがレンズを構成するように液晶部１０を駆動する。具体的には、駆動回路４０は、電極１５ａ、電極１５ｂ、電極１５ｃ、電極１５ｄ、電極１５ｅ、・・・に、４Ｖ、２Ｖ、１．５Ｖ，０Ｖ，１．５Ｖ、・・・のように段階的に異なる電圧を印加する。
【００２４】
このように液晶部１０にレンズが形成されている場合、レンズによる屈折効果よって光が僅かに散乱される。このため、利用者が表示装置１を正面から見る場合でも、斜めから見る場合でも、スペーサ１６が利用者に見えることはない。
【００２５】
（液晶部１０の電極１５に電圧を印加していない状態）
図５は、液晶部１０の電極１５に電圧を印加していない表示装置１を正面から見る場合の光の透過の例を示す図である。図６は、液晶部１０の電極１５に電圧を印加していない表示装置１を斜めから見る場合の光の透過の例を示す図である。図７は、液晶部１０の電極１５に電圧を印加していない表示装置１を斜めから見た例を示す図である。
【００２６】
液晶部１０の電極１５に電圧が印加されていない場合、図５及び図６に示すように、液晶部１０にレンズは形成されない。
【００２７】
このように電極１５に電圧が印加されていないときに利用者が表示装置１を正面から見ると、スペーサ１６は、径が小さいために、利用者からはほとんど見えない。この状態で表示部２０が２次元画像を表示しても、図５に示すように、各画素の光がスペーサ１６によって遮られることはないので、スペーサ１６は２次元画像の視認性にほとんど影響を与えない。
【００２８】
一方、電極１５に電圧が印加されていないときに利用者が表示装置１を斜めから見ると、図７に示すように、スペーサ１６は、約３０μｍと比較的高さが高いため、利用者から見えてしまう。この状態で表示部２０が２次元画像を表示すると、図６に示すように、一部の画素の光がスペーサ１６によって遮られ、スペーサ１６は２次元画像の視認性を低下させる。
【００２９】
（２次元画像を表示する場合の制御）
図８は、２次元画像を表示する場合の制御の例を示す図である。図９は、２次元画像を表示している表示装置１を斜めから見た例を示す図である。図９では、２次元画像として無地の画像が表示されている。
【００３０】
表示部２０が２次元画像を表示する場合、駆動回路４０は、図８に示すように、液晶層１１全体に光散乱成分が発生するように液晶部１０を駆動する。具体的には、駆動回路４０は、電極１５ａ、電極１５ｂ、電極１５ｃ、電極１５ｄ、電極１５ｅ、・・・に、１．５Ｖ、１．５Ｖ、１．５Ｖ，１．５Ｖ，１．５Ｖ、・・・のように略一定の電圧を印加する。
【００３１】
この略一定の電圧は、例えば、液晶分子１１ａの方向が変化し始める閾値電圧の１倍から２倍の間の電圧である。閾値電圧は、例えば、１．０以上１．５Ｖ以下である。この範囲に収まっていれば、電極１５のそれぞれに印加される電圧が異なっていてもよい。
【００３２】
印加される電圧が上記略一定の電圧であれば、図８に示すように、電極１５に近い液晶分子１１ａの方向は変化するが、電極１５から遠い液晶分子１１ａの方向は変化しない。これにより、光の散乱効果が僅かに生じ、利用者が表示装置１を斜めから見る場合でも、図９に示すように、スペーサ１６はほとんど利用者に見えることはない。さらに、レンズを構成する場合のように電極に強い電圧を印加する場合には、表示装置１の解像度劣化が生じる恐れがあるが、閾値電圧の１倍から２倍の間の電圧であれば、そのような解像度劣化は生じない。
【００３３】
なお、電極１５は、図８に示すように、上記の略一定の電圧を印加した場合に液晶分子１１ａの方向が変化する範囲の幅Ｒ２が、副画素の幅Ｒ１よりも狭くなるように構成されることが好ましい。このように構成することにより、各画素の見え具合をほとんど劣化されることなく、軽微な光の散乱効果を生じさせることができる。
【００３４】
（駆動回路４０の動作）
図１０は、液晶部１０の駆動に関する駆動回路４０の動作を示すフローチャートである。図１０に示すように、表示部２０が、３次元画像を表示するモードである場合（ステップＳ１１，３Ｄ）、駆動回路４０は、レンズ又はバリアを形成するように、液晶部１０の電極１５に電圧を印加する（ステップＳ１２）。表示部２０が、２次元画像を表示するモードである場合（ステップＳ１１，２Ｄ）、駆動回路４０は、液晶部１０の全ての電極１５に略一定の電圧を印加する（ステップＳ１３）。
【００３５】
＜効果＞
以上説明したように、表示装置１は、２次元画像を表示する場合に、液晶部１０の全ての電極１５に略一定の電圧を印加する。これにより、表示装置１は、光の散乱効果を僅かに生じさせ、利用者が表示装置１を斜めから見てもスペーサ１６をほとんど見えないようにすることができる。よって、スペーサ１６の存在による表示装置１の視認性の劣化を低減することができる。
【００３６】
［３．適用例（電子機器）］
上述した表示装置１を電子機器に適用した例を説明する。
【００３７】
本開示の適用例として、上述した表示装置１を電子機器に適用した例を説明する。
【００３８】
図１１乃至図２３は、本実施形態に係る表示装置を備えた電子機器の一例を示す図である。表示装置１は、テレビジョン装置、ディジタルカメラ、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話機等の携帯端末装置又はビデオカメラ等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、表示装置１は、外部から入力された映像信号又は内部で生成した映像信号を、画像又は映像として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。
【００３９】
（適用例１）
図１１に示す電子機器は、表示装置１が適用されるテレビジョン装置である。当該テレビジョン装置は、例えば、フロントパネル５１１及びフィルターガラス５１２を含む映像表示画面部５１０を有しており、当該映像表示画面部５１０に、表示装置１が適用される。すなわち、当該テレビジョン装置の画面は、画像を表示する機能の他に、タッチ動作を検出する機能を有していてもよい。
【００４０】
（適用例２）
図１２及び図１３に示す電子機器は、表示装置１が適用されるディジタルカメラである。当該ディジタルカメラは、例えば、フラッシュ用の発光部５２１、表示部５２２、メニュースイッチ５２３及びシャッターボタン５２４を有しており、表示部５２２には、表示装置１が適用されている。したがって、当該ディジタルカメラの表示部５２２は、画像を表示する機能の他に、タッチ動作を検出する機能を有していてもよい。
【００４１】
（適用例３）
図１４に示す電子機器は、表示装置１が適用されるビデオカメラの外観を表すものである。当該ビデオカメラは、例えば、本体部５３１、当該本体部５３１の前方側面に設けられた被写体撮影用のレンズ５３２、撮影時のスタート／ストップスイッチ５３３及び表示部５３４を有している。そして、表示部５３４には、表示装置１が適用されている。したがって、このビデオカメラの表示部５３４は、画像を表示する機能の他に、タッチ動作を検出する機能を有していてもよい。
【００４２】
（適用例４）
図１５に示す電子機器は、表示装置１が適用されるノート型パーソナルコンピュータである。このノート型パーソナルコンピュータは、例えば、本体５４１、文字等の入力操作のためのキーボード５４２及び画像を表示する表示部５４３を有している。表示部５４３は、表示装置１が適用されている。このため、当該ノート型パーソナルコンピュータの表示部５４３は、画像を表示する機能の他に、タッチ動作を検出する機能を有していてもよい。
【００４３】
（適用例５）
図１６乃至図２２に示す電子機器は、表示装置１が適用される携帯電話機である。図１６は携帯電話機を開いた状態での正面図、図１７は携帯電話機を開いた状態での右側面図、図１８は携帯電話機を折りたたんだ状態での正面図、図１９は携帯電話機を折りたたんだ状態での左側面図、図２０は携帯電話機を折りたたんだ状態での右側面図、図２１は携帯電話機を折りたたんだ状態での平面図、図２２は携帯電話機を折りたたんだ状態での底面図である。当該携帯電話機は、例えば、上側筐体５５１と下側筐体５５２とを連結部（ヒンジ部）５５３で連結したものであり、ディスプレイ５５４、サブディスプレイ５５５、ピクチャーライト５５６及びカメラ５５７を有している。当該ディスプレイ５５４は、表示装置１が取り付けられている。このため、当該携帯電話機のディスプレイ５５４は、画像を表示する機能の他に、タッチ動作を検出する機能を有していてもよい。
【００４４】
（適用例６）
図２３に示す電子機器は、携帯型コンピュータ、多機能な携帯電話、音声通話可能な携帯コンピュータ又は通信可能な携帯コンピュータとして動作し、いわゆるスマートフォン、タブレット端末と呼ばれることもある、情報携帯端末である。当該情報携帯端末は、例えば筐体５６１の表面に表示部５６２を有している。当該表示部５６２は、表示装置１が取り付けられている。当該表示部５６２は、画像を表示する機能の他に、タッチ動作を検出する機能を有していてもよい。
【００４５】
以上、本開示について説明したが、上述した内容により本開示が限定されるものではない。また、上述した本開示の構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、上述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。また、本開示の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換及び変更を行うことができる。
【符号の説明】
【００４６】
１    表示装置
１０    液晶部
１１    液晶層
１１ａ  液晶分子
１２    基板
１３    基板
１４    回路
１５    電極
１６    スペーサ
２０    表示部
２１    液晶層
２１ａ  液晶分子
２２    基板
２３    偏光板
２４    回路
２５    カラーフィルタ
２６    電極
４０    駆動回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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