(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示部と、
前記表示部の表示面側に設けられ、複数の領域を有するシャッタ部と、
駆動回路と、
チャネルが酸化物半導体層に形成されるトランジスタを用いたスイッチと、
を有し、
前記シャッタ部は、液晶と、複数の第１の電極と、複数の第２の電極と、を有し、
前記液晶は、前記第１の電極と前記第２の電極の間の電界によって配向が制御され、
前記複数の第１の電極それぞれは、前記スイッチを介して前記駆動回路から互いに異なる信号を入力することが可能であり、
前記複数の第２の電極それぞれは、前記スイッチを介して前記駆動回路から互いに異なる信号を入力することが可能であり、
前記複数の領域それぞれにおいて、透光状態又は遮光状態を制御する機能を有する表示装置であって、
前記駆動回路に対して電源電圧が供給され、且つ、前記スイッチをオンした状態で、前記複数の領域それぞれの透光状態又は遮光状態を選択した後、
前記スイッチをオフし、
前記スイッチをオフした後、前記駆動回路に対して電源電圧の供給を停止することを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置及びその駆動方法に関する。特に、３次元表示が可能な表示装置及びその駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
テレビ受像機などの大型表示装置から携帯電話などの小型表示装置に至るまで表示装置の普及が進んでいる。今後は、より付加価値の高い製品が求められており開発が進められている。近年では、より臨場感のある画像を再現するため、３次元表示が可能な表示装置の開発が進められている。
【０００３】
３次元表示を行う表示方式としては、左目で見る画像と右目で見る画像とを分離するための眼鏡を用いる方式（画像分離方式ともいう）と、表示部において左目で見る画像と右目で見る画像を分離するための構成を追加し裸眼での３次元表示を可能にする裸眼方式と、がある。裸眼方式による３次元表示は、眼鏡を別途準備する必要がなく、利便性に優れている。裸眼方式による３次元表示は、携帯電話や携帯型遊技機等で普及しつつある。
【０００４】
裸眼方式による３次元表示としては、表示部に視差バリアを追加する、所謂視差バリア方式（パララックスバリア方式とも言う）が知られている。視差バリア方式における視差バリアはストライプ状の遮光部であり、３次元表示から２次元表示に切り替えた際に解像度を低下させる原因になる。そのため視差バリア方式では、２次元表示と３次元表示とを切り替える場合に、パターニングされた透明電極を有する液晶パネルを用い、当該透明電極に印加する電圧を制御することで液晶層による透光または遮光を制御し、視差バリアの有無を切り替える構成が提案されている（特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２５８０１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
視差バリアは、表示部から発せられる光を遮光する。よって、表示装置の表示輝度を一定にするには、当該視差バリアが形成された状態において表示部から発せられる光の輝度を向上させる必要がある。また、文字などが表示される領域では、当該視差バリアが形成されることで、当該文字がぼやけ、表示品質が低下することがある。
【０００７】
そこで、本発明の一態様は、３次元表示に伴う消費電力の増加を抑制することを課題の一とする。また、本発明の一態様は、３次元表示が可能な表示装置における表示品質の低下を抑制することを課題の一とする。なお、本発明の一態様は、上述の課題の少なくとも一を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様は、マトリクス状に配設された複数の画素を用いて動画像又は静止画像を表示する表示部と、表示部の表示面側に設けられ、マトリクス状に配設された複数の光学シャッタのそれぞれにおいて光を透過するか否かを選択するシャッタ部と、を有し、シャッタ部は、印加電圧に応じて配向が制御される液晶と、それぞれに対して独立に透光信号又は遮光信号が入力される複数の第１の電極と、それぞれに対して独立に透光信号又は遮光信号が入力される複数の第２の電極と、を有し、光学シャッタは、液晶の一部と、複数の第１の電極のいずれか一の一部と、複数の第２の電極のいずれか一の一部と、を有し、当該第１の電極及び当該第２の電極に透光信号が入力された場合に当該光学シャッタが透光状態となり、当該第１の電極及び当該第２の電極の少なくとも一方に遮光信号が入力された場合に当該光学シャッタが遮光状態となる表示装置である。
【０００９】
また、上記表示装置において、当該第１の電極及び当該第２の電極に遮光信号が入力された場合に当該光学シャッタが遮光状態となり、当該第１の電極及び当該第２の電極の少なくとも一方に透光信号が入力された場合に当該光学シャッタが透光状態となる表示装置も本発明の一態様である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の一態様の表示装置では、マトリクス状に配設された複数の光学シャッタのそれぞれにおいて一対の電極（第１の電極及び第２の電極）間の電圧に応じて光学シャッタを透光状態とするか遮光状態とするかが選択される。すなわち、当該一対の電極間の電圧を制御することで、任意の領域に選択的に視差バリアを形成することができる。これにより、本発明の一態様に係る表示装置においては、３次元表示が要求される領域のみに対して視差バリアを形成することが可能である。したがって、消費電力の増加を抑制することが可能となる。また、文字などが表示される領域において当該視差バリアを形成しないことで、当該文字のぼやけなどによる表示品質の低下を抑制することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】（Ａ）表示装置の構成例を示す図、シャッタ部の構成例を示す（Ｂ）平面図、（Ｃ）断面図。
【図２】（Ａ）〜（Ｃ）シャッタ部に形成される視差バリアの具体例を示す模式図。
【図３】（Ａ）、（Ｂ）複数の電極に対して信号を出力する駆動回路の構成例を示す図。
【図４】（Ａ）、（Ｂ）複数の電極に対して信号を出力する駆動回路の構成例を示す図。
【図５】表示装置の動作例を示す図。
【図６】（Ａ）、（Ｂ）電子機器の具体例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下では、本発明の一態様について詳細に説明する。ただし、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨およびその範囲から逸脱することなくその形態を様々に変更し得る。したがって、本発明は以下に示す記載内容に限定して解釈されるものではない。
【００１３】
＜表示装置の構成例＞
図１（Ａ）は、本発明の一態様の表示装置の構成例を示す図である。図１（Ａ）に示す表示装置は、表示部１０と、シャッタ部２０とを有する。さらに、表示部１０には、複数の画素１００がマトリクス状に配設されている。また、シャッタ部２０には、複数の光学シャッタ２００がマトリクス状に配設されている。図１（Ａ）に示す表示装置においては、表示部１０に配設された複数の画素１００を用いて動画像又は静止画像の表示を行うとともにシャッタ部２０において視差バリアを形成することで３次元表示を行うことが可能である。なお、図１（Ａ）に示すように光学シャッタ２００の幅が画素１００の幅よりも狭い構成は、好ましい構成である。形成される視差バリアの自由度が向上するからである。具体的には、当該構成は、当該表示装置に視認者探知センサを設け、当該視認者の位置に応じて視差バリアを形成する場合に好ましい。
【００１４】
なお、図１（Ａ）に示す表示部１０としては、液晶の配向を制御することで表示を行うパネル又は有機エレクトロルミネッセンス（有機ＥＬともいう）を利用して表示を行うパネルなどを適用することが可能である。
【００１５】
図１（Ｂ）は、シャッタ部２０の一部の構成例を示す平面図であり、図１（Ｃ）は、図１（Ｂ）に示すＡ１−Ａ２線における断面図である。図１（Ｂ）、（Ｃ）に示すシャッタ部２０は、基板２０４上に配設された複数の電極２０１Ａ〜２０１Ｄと、基板２０５上に配設された複数の電極２０３Ａ〜２０３Ｃと、基板２０４及び基板２０５間に挟持された液晶２０２とを有する。そして、図１（Ｂ）、（Ｃ）に示すシャッタ部２０においては、基板２０４上に配設された複数の電極２０１Ａ〜２０１Ｄのいずれか一の一部と、基板２０５上に配設された複数の電極２０３Ａ〜２０３Ｃのいずれか一の一部と、それらによって挟持された液晶２０２の一部とによって光学シャッタ２００が構成されている。
【００１６】
なお、電極２０１Ａ〜２０１Ｄ及び電極２０３Ａ〜２０３Ｃは、透光性を有する導電材料によって構成されている。例えば、酸化珪素を含む酸化インジウムスズ、酸化インジウムスズ、酸化亜鉛、酸化インジウム亜鉛、又はガリウムを添加した酸化亜鉛などを用いて、電極２０１Ａ〜２０１Ｄ及び電極２０３Ａ〜２０３Ｃを構成することが可能である。
【００１７】
また、液晶２０２は、公知の液晶材料を自由に用いて構成することができる。さらに、液晶２０２の配向も公知の配向型を自由に適用することができる。例えば、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）型、ＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ  Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）型、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）型、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ  Ｂｅｎｄ，  Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ  Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）型等を用いることができる。なお、高分子分散型液晶（Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）を用いてもよい。なお、シャッタ部２０は、当該配向型に応じて、配向膜又は偏向フィルタ等を更に有することも可能である。
【００１８】
また、基板２０４及び基板２０５は、透光性を有する材料によって構成されている。例えば、基板２０４及び基板２０５としてガラス基板又は石英基板などを適用することが可能である。
【００１９】
図１（Ｂ）、（Ｃ）に示すシャッタ部２０においては、基板２０４上に配設された複数の電極２０１Ａ〜２０１Ｄ及び基板２０５上に配設された複数の電極２０３Ａ〜２０３Ｃのそれぞれに対して独立に透光信号又は遮光信号が入力される。そして、光学シャッタ２００を構成する一対の電極のそれぞれに入力される信号によって液晶の配向を制御することで、光学シャッタ２００を透光状態とするか遮光状態とするかを選択する。ここでは、複数の電極２０１Ａ〜２０１Ｄのいずれか一に透光信号が入力され、且つ複数の電極２０３Ａ〜２０３Ｃのいずれか一に透光信号が入力された場合に、それらの電極を含んで構成される光学シャッタ２００が透光状態となることとする。また、その他の場合（光学シャッタを構成する一対の電極の少なくとも一方に遮光信号が入力される場合）に、光学シャッタ２００が遮光状態となることとする。これにより、基板２０４上に配設された複数の電極２０１Ａ〜２０１Ｄのそれぞれに対する信号及び基板２０５上に配設された複数の電極２０３Ａ〜２０３Ｃのそれぞれに対する信号を制御することによってシャッタ部２０に所望の形状の視差バリアを形成することができる。
【００２０】
図２（Ａ）〜（Ｃ）は、図１（Ａ）〜（Ｃ）に示すシャッタ部２０に形成される視差バリアの具体例を示す模式図である。なお、図２（Ａ）〜（Ｃ）中において、白塗りの光学シャッタ２００は、透光状態にあることを表し、黒塗りの光学シャッタ２００は、遮光状態にあることを表すこととする。
【００２１】
図２（Ａ）は、マトリクス状に配設された複数の光学シャッタ２００の全てが透光状態となる状態を示す模式図である。図２（Ａ）に示す状態は、表示部１０に配設された複数の画素１００の全てを用いて２次元表示を行う際の状態である。
【００２２】
また、図２（Ｂ）は、ストライプ状の視差バリアが形成される状態を示す模式図である。具体的には、マトリクス状に配設された複数の光学シャッタ２００のうち、一部の列に含まれる複数の光学シャッタ２００の全てが透光状態となり、残部の列に含まれる複数の光学シャッタ２００の全てが遮光状態となる状態を示す模式図である。図２（Ｂ）に示す状態は、表示部１０に配設された複数の画素１００の全てを用いて３次元表示を行う際の状態である。
【００２３】
また、図２（Ｃ）は、部分的に視差バリアが形成される状態を示す模式図である。具体的には、マトリクス状に配設された複数の光学シャッタ２００のうち、一部の列に含まれる複数の光学シャッタ２００の全部が透光状態となり、残部の列に含まれる複数の光学シャッタ２００の一部が透光状態となり、且つ残部が遮光状態となる状態を示す模式図である。図２（Ｃ）に示す状態は、表示部１０に配設された複数の画素１００の一部を用いて２次元表示を行い、残部を用いて３次元表示を行う際の状態である。
【００２４】
上述した表示装置においては、マトリクス状に配設された複数の光学シャッタのそれぞれにおいて一対の電極に入力される信号に応じて光学シャッタが透光状態となるか遮光状態となるかが選択される。すなわち、当該信号を制御することで、任意の領域に選択的に視差バリアを形成することができる。これにより、当該表示装置においては、３次元表示が要求される領域のみに対して視差バリアを形成することが可能である。したがって、消費電力の増加を抑制することが可能となる。また、文字などが表示される領域において当該視差バリアを形成しないことで、当該文字のぼやけなどによる表示品質の低下を抑制することが可能である。
【００２５】
なお、上述した表示装置が有するシャッタ部２０として、光学シャッタ２００を構成する一対の電極の双方に遮光信号が入力された場合に、光学シャッタ２００が遮光状態となり、光学シャッタ２００を構成する一対の電極の少なくとも一方に透光信号が入力される場合に、光学シャッタ２００が透光状態となるシャッタ部２０を適用することも可能である。
【００２６】
また、上述した表示装置が有するシャッタ部２０として、光学シャッタ２００を構成する一対の電極の双方が同一基板上に形成される構成のシャッタ部２０を適用することも可能である。
【００２７】
図３（Ａ）、（Ｂ）、図４（Ａ）、（Ｂ）は、シャッタ部２０に配設される複数の電極に対して信号を出力する駆動回路の構成例を示す図である。
【００２８】
図３（Ａ）に示す駆動回路３０は、シャッタ部２０の外部に設けられている。そして、駆動回路３０は、接続端子３１を介して直接的にシャッタ部２０に含まれる複数の電極に対して信号を出力する。なお、駆動回路３０は、単結晶シリコン基板などを用いて形成される回路を適用することが可能である。
【００２９】
図３（Ｂ）に示す駆動回路３２Ａ、３２Ｂは、シャッタ部２０に内蔵されている。そして、駆動回路３２Ａ、３２Ｂは、外部回路３３から入力される信号に従って、シャッタ部２０に含まれる複数の電極のそれぞれに対して信号を出力する。なお、駆動回路３２Ａ、３２Ｂは、薄膜トランジスタなどによって構成することが可能である。
【００３０】
図３（Ａ）に示す構成は、図３（Ｂ）に示す構成と比較して、表示装置全体としての製造工程数を低減することが可能である。よって、当該表示装置の製造コストを低減することが可能である。他方、図３（Ｂ）に示す構成は、図３（Ａ）に示す構成と比較して、シャッタ部２０に含まれる電極数を増加させることが可能である。具体的には、図３（Ａ）に示す構成においては、シャッタ部２０に含まれる電極数と同数の接続端子３１が必要となる。よって、シャッタ部２０に配設可能な接続端子数がシャッタ部２０に含まれる電極数の最大値となる。これに対して、図３（Ｂ）に示す構成においては、配設可能な接続端子数に制約されることなく、当該電極数を増加させることができる。したがって、図３（Ｂ）に示す構成においては、シャッタ部２０に配設される複数の電極を微細化することが可能となる。これにより、シャッタ部２０に形成される視差バリアの自由度を向上させることが可能となる。
【００３１】
図４（Ａ）に示す駆動回路３０は、シャッタ部２０の外部に設けられている。そして、駆動回路３０は、スイッチ２０６を介してシャッタ部２０に含まれる複数の電極に対して信号を出力する。換言すると、図４（Ａ）に示す構成は、図３（Ａ）に示す構成において、複数の電極のそれぞれと、駆動回路３０との間にスイッチ２０６が設けられている構成である。
【００３２】
図４（Ｂ）に示す駆動回路３２Ａ、３２Ｂは、シャッタ部２０に内蔵されている。そして、駆動回路３２Ａ、３２Ｂは、外部回路３３から入力される信号に従って、シャッタ部２０に含まれる複数の電極のそれぞれに対してスイッチ２０６を介して信号を出力する。換言すると、図４（Ｂ）に示す構成は、図３（Ｂ）に示す構成において、複数の電極のそれぞれと、駆動回路３２Ａ、３２Ｂとの間にスイッチ２０６が設けられている構成である。図４（Ｂ）に示す構成の場合、駆動回路３２Ａ、３２Ｂを構成する薄膜トランジスタをスイッチ２０６として適用することが可能である。
【００３３】
図３（Ｂ）に示す駆動回路３２Ａ、３２Ｂを構成する薄膜トランジスタ、図４（Ａ）に示すスイッチ２０６、並びに図４（Ｂ）に示す駆動回路３２Ａ、３２Ｂを構成する薄膜トランジスタ及びスイッチ２０６としては、シリコン若しくはゲルマニウムなどの周期表第１４族元素を主構成元素とする半導体層、又は半導体特性を示す酸化物（以下、酸化物半導体ともいう）を材料とする半導体層（以下、酸化物半導体層ともいう）にチャネルが形成される薄膜トランジスタなどを適用することができる。
【００３４】
なお、酸化物半導体は、バンドギャップが広く、且つ真性キャリア密度が低いという特徴を有する。よって、酸化物半導体層にチャネルが形成される薄膜トランジスタにおいては、オフ電流を極めて低くすることが可能である。
【００３５】
ここで、図１（Ａ）に示す表示装置において動画像を表示する場合、表示部１０では動画像表示を行うために定常的に駆動することが要求されるが、シャッタ部２０には３次元表示及び２次元表示の切り替えに併せて定期的又は不定期に駆動することが要求される。よって、シャッタ部２０を駆動させることが要求される期間は、シャッタ部２０に形成される視差バリアの形状が保持される期間と比較して著しく短くなる。そこで、シャッタ部２０に形成される視差バリアの形状が保持される期間においては、シャッタ部２０に含まれる複数の電極に対して信号を出力する駆動回路に対する電源電圧の供給を停止することが好ましい。消費電力の低減のためである。ただし、駆動回路に対する電源電圧の供給を停止する場合には、複数の電極のそれぞれにおける電位が変動し、視差バリアの形状が保持されない蓋然性が高くなる。
【００３６】
これに対して、図４（Ａ）、（Ｂ）に示すシャッタ部２０におけるスイッチ２０６として酸化物半導体層にチャネルが形成される薄膜トランジスタ（オフ電流が極めて低い薄膜トランジスタ）を適用する構成の場合、駆動回路に対する電源電圧の供給を停止する場合であっても複数の電極のそれぞれにおける電位の変動を低減することが可能である。具体的には、当該構成を有する表示装置においては、図５に示す動作を行うことが可能となる。図５に示すように当該構成を有する表示装置においては、視差バリアを形成する又は視差バリアの形状を変更する際の前後の期間にのみ駆動回路に対して電源電圧を供給し、その他の期間において駆動回路に対して電源電圧を供給しないことが可能である。なお、視差バリアの形状が保持される期間が長期間に及ぶ場合には、定期的又は臨時に駆動回路に対して電源電圧を供給し、複数の電極に対して同一形状の視差バリアを形成する（既設の視差バリアを維持する）ための信号を出力することも可能である。
【実施例１】
【００３７】
本発明の一態様に係る表示装置を用いることができる電子機器は、携帯電話、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、電子書籍、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラなどが挙げられる。以下では、これら電子機器の具体例について図６を参照して説明する。
【００３８】
図６（Ａ）は携帯型ゲーム機であり、筐体５００１、筐体５００２、表示部５００３、表示部５００４、マイクロホン５００５、スピーカー５００６、操作キー５００７、スタイラス５００８等を有する。本発明の一態様に係る表示装置は、表示部５００３または表示部５００４に用いることができる。表示部５００３または表示部５００４に本発明の一態様に係る表示装置を用いることで、利便性に優れた３次元画像の表示を行うことができる携帯型ゲーム機を提供することができる。なお、図６（Ａ）に示した携帯型ゲーム機は、２つの表示部５００３と表示部５００４とを有しているが、携帯型ゲーム機が有する表示部の数は、これに限定されない。
【００３９】
図６（Ｂ）は携帯情報端末であり、筐体５４０１、表示部５４０２、操作キー５４０３等を有する。本発明の一態様に係る表示装置は、表示部５４０２に用いることができる。表示部５４０２に本発明の一態様に係る表示装置を用いることで、利便性に優れた３次元画像の表示を行うことができる携帯情報端末を提供することができる。
【符号の説明】
【００４０】
１０          表示部
２０          シャッタ部
３０          駆動回路
３１          接続端子
３２Ａ        駆動回路
３２Ｂ        駆動回路
３３          外部回路
１００        画素
２００        光学シャッタ
２０１Ａ      電極
２０１Ｂ      電極
２０１Ｃ      電極
２０１Ｄ      電極
２０２        液晶
２０３Ａ      電極
２０３Ｂ      電極
２０３Ｃ      電極
２０４        基板
２０５        基板
２０６        スイッチ
５００１      筐体
５００２      筐体
５００３      表示部
５００４      表示部
５００５      マイクロホン
５００６      スピーカー
５００７      操作キー
５００８      スタイラス
５４０１      筐体
５４０２      表示部
５４０３      操作キー
【図１】
0005871389.tif 000002
【図２】
0005871389.tif 000003
【図３】
0005871389.tif 000004
【図４】
0005871389.tif 000005
【図５】
0005871389.tif 000006
【図６】
0005871389.tif 000007