(57)【要約】【課題】第１の観察領域に第１の画像を提供し、第２の観察領域に第２の画像を提供する表示装置において、表示パネルの真正面の位置における２重像を抑止する。【解決手段】表示パネル１０に、第１の画像を表示する第１の画素列１０Ａと第２の画像を表示する第２の画素列１０Ｂとがブラックマトリクス１１を介して交互に配置されている。その上方には、屈折光学素子３１Ｐ及び液晶層ＬＣを有し入射光を必要に応じて屈折させる屈折制御部３０が配置されている。屈折制御部３０の上方には、第１の画素列１０Ａ及び第２の画素列１０Ｂに平行に交互に延びる遮光部４１及び開口部４２を有した遮光板４０が配置されている。上記屈折制御部３０の液晶層ＬＣの屈折率が制御され、入射光が屈折されることにより、第１の観察領域Ａ及び第２の観察領域Ｂを移動することができる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の観察領域に第１の画像を提供し、第２の観察領域に第２の画像を提供する表示装置であって、
前記第１の画像を表示する第１の画素列と前記第２の画像を表示する第２の画素列とが交互に配置されてなる表示パネルと、
前記表示パネルの上方に配置され、屈折光学素子及び液晶層を有し入射光の屈折の状態を切り替える屈折制御部と、
前記屈折制御部の上方に配置され、前記第１の画素列及び前記第２の画素列に平行に交互に延びる遮光部及び透過部を有した遮光板と、を備えることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記表示パネルの向きを検出する検出器を備え、
前記検出器の検出結果に応じて、前記屈折制御部の前記液晶層の屈折率が変化することを特徴とする請求項１記載の表示装置。
【請求項３】
前記屈折制御部は、
前記屈折光学素子が形成された透明シートと、
前記透明シートと対向して前記液晶層を挟む透明基板と、
前記透明シートを覆う第１の透明電極と、
前記透明基板を覆う第２の透明電極と、
前記液晶層の屈折率が前記透明シートの屈折率と実質的に等しくなる状態、もしくは前記液晶層の屈折率が前記透明シートの屈折率と実質的に異なる状態のいずれかになるように、前記第１の透明電極及び前記第２の透明電極に対する印加電圧を制御する制御回路と、を備えることを特徴とする請求項１記載の表示装置。
【請求項４】
前記表示パネルの向きを検出する検出器を備え、
前記検出器の検出結果に応じて前記液晶層の屈折率が変化するように、前記制御回路は、前記第１の透明電極及び前記第２の透明電極に対する印加電圧を制御することを特徴とする請求項３に記載の表示装置。
【請求項５】
前記屈折光学素子は、前記第１の画素列及び前記第２の画素列に平行に延びるプリズムであることを特徴とする請求項１、２、３、４のいずれかに記載の表示装置。
【請求項６】
前記第１の画素列及び前記第２の画素列は、それぞれ、複数の行単位に区分され、各行で交互に配置されており、
前記遮光板の前記遮光部及び前記開口部は、それぞれ、複数の行単位に区分され、各行で交互に配置されていることを特徴とする請求項１、２、３、４、５のいずれかに記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置に関し、特に、第１の観察領域に第１の画像を提供し、第２の観察領域に第２の画像を提供する表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、テレビ受像機や情報機器等に搭載される表示装置として、表示用の液晶パネル（ＬＣＤ；Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ，以降、「ＬＣＤ」と略称する）を用いた液晶表示装置等が知られている。液晶表示装置等の表示装置に関しては、第１の観察領域に第１の画像を提供し、第２の観察領域に第２の画像を提供する２画面表示が知られている。
【０００３】
次に、２画面表示を行う従来例に係る表示装置について、図面を参照して説明する。図７は、従来例に係る表示装置を説明する断面図である。図７に示すように、表示装置１００には、第１の画像を表示する第１の画素列１０Ａと第２の画像を表示する第２の画素列１０Ｂとが交互に配置されてなる表示パネル１０が配置されている。ここで、第１及び第２の画素列１０Ａ，１０Ｂは、例えば液晶層を備えた画素からなる。また、第１及び第２の画素列１０Ａ，１０Ｂの各画素間には、いわゆるブラックマトリクス１１が形成されている。そして、表示パネル１０の上方には、不図示のガラス基板等の透明基板を介して、遮光機能を有した金属もしくは樹脂等からなる遮光板５０が配置されている。遮光板５０は、第１の画素列１０Ａ及び第２の画素列１０Ｂに対して平行に交互に延びる遮光部５１及び開口部５２を備えている。
【０００４】
次に、上記構成により２画面表示が実現される仕組みについて説明する。図７に示すように、表示パネル１０の真正面の位置Ｃの左側に存在する第１の観察領域Ａには、遮光板５０の開口部５２を通して第１の画素列１０Ａから第１の画像が提供される。このとき、第２の画素列１０Ｂの第２の画像は、遮光板５０の遮光部５１により遮られるため、第１の観察領域Ａには提供されない。
【０００５】
一方、表示パネル１０の真正面の位置Ｃの右側に存在する第２の観察領域Ｂには、遮光板５０の開口部５２を通して第２の画素列１０Ｂから第２の画像が提供される。このとき、第１の画素列１０Ａの第１の画像は、遮光板５０の遮光部５１により遮られるため、第２の観察領域Ｂには提供されない。こうして、第１の観察領域Ａに第１の画像を提供し、第２の観察領域Ｂに第２の画像を提供する２画面表示が行われる。
【０００６】
なお、本願に関連する技術文献としては、以下の特許文献が挙げられる。
【特許文献１】特開２００５−２５８０１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した表示装置による２画面表示では、表示パネル１０を、その真正面の位置Ｃから観察した場合、第１及び第２の画像が重畳してなる２重像が発生していた。即ち、第１の画像と第２の画像との識別ができなくなり、２画面表示の表示品位が低下していた。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そこで本発明は、第１の観察領域に第１の画像を提供し、第２の観察領域に第２の画像を提供する表示装置において、表示パネルの真正面の位置における２重像を抑止するものである。
【０００９】
本発明の表示装置は、第１の観察領域に第１の画像を提供し、第２の観察領域に第２の画像を提供する表示装置であって、第１の画像を表示する第１の画素列と第２の画像を表示する第２の画素列とが交互に配置されてなる表示パネルと、表示パネルの上方に配置され、屈折光学素子及び液晶層を有し入射光の屈折の状態を切り替える屈折制御部と、屈折制御部の上方に配置され、第１の画素列及び第２の画素列に平行に交互に延びる遮光部及び透過部を有した遮光板と、を備えることを特徴とする。また、本発明の表示装置は、上記構成に加えて、表示パネルの向きを検出する検出器を備え、検出器の検出結果に応じて、屈折制御部の液晶層の屈折率が変化することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の表示装置によれば、第１の観察領域に第１の画像を提供し、第２の観察領域に第２の画像を提供する表示装置において、表示パネルの真正面の位置における第１及び第２の画像からなる２重像を抑止し、従来例に比して２画面表示の表示品位を向上させることができる。さらに、表示パネルの向きに応じて、第１の観察領域及び第２の観察領域の位置を移動することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
次に、本発明の実施形態に係る表示装置について図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態に係る表示装置を説明する平面図である。図１（Ａ）、図１（Ｂ）及び図１（Ｃ）には、それぞれ、後述する表示パネル１０、それに重畳する屈折制御部３０、及び遮光板４０が別個に示されている。また、図２は、図１のＸ−Ｘ線に沿った断面図を示している。即ち、図２では、後述する第１の画素列１０Ａ及び第２の画素列１０Ｂと直交する方向の断面を示している。なお、図２は、後述する屈折制御部３０が入射光を屈折させない第１の状態となる場合を示している。また、図１及び図２では、図７に示したものと同一の構成要素については同一の符号を付して説明を行う。
【００１２】
図１及び図２に示すように、表示装置１には、第１の画像を表示する第１の画素列１０Ａと第２の画像を表示する第２の画素列１０Ｂとが交互に配置されてなる表示パネル１０が配置されている。第１及び第２の画素列１０Ａ，１０Ｂの各画素間には、いわゆるブラックマトリクス１１が配置されている。ここで、第１及び第２の画素列１０Ａ，１０Ｂは、例えば液晶層を備えた画素からなる。もしくは、第１及び第２の画素列１０Ａ，１０Ｂは、液晶層を備えた画素に限定されず、その他の画素、例えば有機エレクトロルミネセンス素子を発光素子として備えた画素からなるものであってもよい。
【００１３】
また、表示パネル１０の真正面の位置Ｃ１の左側に、第１の画像が提供される第１の観察領域Ａが存在し、表示パネル１０の真正面の位置Ｃ１の右側に、第２の画像が提供される第２の観察領域Ｂが存在している。表示パネル１０の真正面の位置Ｃ１とは、第１及び第２の画素列１０Ａ，１０Ｂと直交する方向で表示パネル１０を略２分割する線上の鉛直線上の位置もしくはその近傍を意味する。
【００１４】
また、表示パネル１０と第１の観察領域Ａ及び第２の観察領域Ｂとの間において、表示パネル１０の上方に、不図示のガラス基板等の透明基板を介して屈折制御部３０が配置されている。後述するように、屈折制御部３０は、屈折光学素子３１Ｐ及び液晶層ＬＣを備え、入射光を屈折させない第１の状態と、入射光を屈折させる第２の状態とを切り替えることができる。この屈折制御部３０の屈折の状態の切換により、第１の観察領域Ａ及び第２の観察領域Ｂを移動することができる。なお、図２では、屈折制御部３０は簡略化されて模式的に示されており、その詳細な構成については後述する。
【００１５】
また、屈折制御部３０の上方には、不図示のガラス基板等の透明基板を介して、遮光機能を有した金属もしくは樹脂からなる遮光板４０が配置されている。遮光板４０は、第１の画素列１０Ａ及び第２の画素列１０Ｂに対して平行に交互に延びる遮光部４１及び開口部４２を備えている。
【００１６】
次に、屈折制御部３０の詳細について、図面を参照して説明する。図３は、本発明の実施形態に係る表示装置を説明する断面図であり、図２の屈折制御部３０の拡大図である。図３に示すように、屈折制御部３０は、屈折光学素子３１Ｐが形成された透明シート３１を備えている。ここで、屈折光学素子３１Ｐは、第１の画素列１０Ａ及び第２の画素列１０Ｂに平行に延びる三角柱状のプリズムとして構成される。屈折光学素子３１Ｐの底面以外の一方の面は、表示パネル１０に対して垂直となるものであり、他方の面は、表示パネル１０に対して傾斜面３１Ｓとなっている。また、屈折光学素子３１Ｐは、その底面の幅が第１の画素列１０Ａ及び第２の画素列１０Ｂの各幅以下になるように形成される。また、屈折光学素子３１Ｐは、透明シート３１と同一材料により一体形成されるか、もしくは、透明シート３１と同一もしくは略同一の屈折率を有した材料により別個に形成される。屈折光学素子３１Ｐ及び透明シート３１は、ポリマー等の透明樹脂材料、もしくはガラス材料からなる。
【００１７】
また、透明シート３１には、屈折光学素子３１Ｐの表面を覆う第１の透明電極３２が形成されている。第１の透明電極３２は、例えばＩＴＯ（ Indium Tin  Oxide ）からなる。また、第１の透明電極３２には、液晶層ＬＣの液晶分子を配向する不図示の第１の配向膜が形成されている。
【００１８】
また、透明シート３１に対向して、不図示のスペーサを介して液晶層ＬＣを挟む透明基板３３が配置されている。透明基板３３は、透明シート３１及び屈折光学素子３１Ｐと同一もしくは略同一の屈折率を有する材料からなり、例えば透明樹脂もしくはガラス材料からなる。透明基板３３には、その表面を覆う第２の透明電極３４が配置されている。第２の透明電極３４は、例えばＩＴＯ（ Indium Tin  Oxide ）からなる。また、第２の透明電極３４には、液晶層ＬＣの液晶分子を配向する不図示の第２の配向膜が形成されている。
【００１９】
さらに、屈折制御部３０の第１の透明電極３２及び第２の透明電極３４には、それらに対する印加電圧を制御する制御回路ＣＮＴが接続されている。この制御回路ＣＮＴは、液晶層ＬＣの屈折率が透明シート３１の屈折率と等しくなる第１の状態、もしくは液晶層ＬＣの屈折率が透明シート３１の屈折率と異なる第２の状態のいずれかの状態となるように、第１の透明電極３２及び第２の透明電極３４に対する印加電圧を制御する。
【００２０】
ここで、上記屈折率の等しくなる状態とは、液晶層ＬＣと透明シート３１の界面で入射光の屈折が生じない程度に上記屈折率が略等しくなる状態も含むものとする。また、上記屈折率の異なる状態とは、液晶層ＬＣと透明シート３１の界面で入射光の屈折が生じる程度に上記屈折率が異なる状態を意味する。これらの屈折率の異同の定義は、以降の説明についても適用されるものとする。
【００２１】
なお、液晶層ＬＣの液晶分子は、特に限定されないが、例えばネマティック液晶分子であるものとする。また、図示しないが、液晶層ＬＣの液晶分子は、第１の透明電極３２及び第２の透明電極３４に電圧が印加されない状態において、液晶層ＬＣの屈折率と透明シート３１の屈折率とが等しくなるように、不図示の第１の配向膜及び第２の配向膜によって配向されているものとする。
【００２２】
上記構成において、第１の状態では、制御回路ＣＮＴにより、第１の透明電極３２及び第２の透明電極３４には電圧が印加されない。このとき、透明シート３１の屈折光学素子３１Ｐの屈折率と、液晶層ＬＣの屈折率とは等しいことから、屈折制御部３０への入射光は屈折光学素子３１Ｐと液晶層ＬＣの界面で屈折されることはない。即ち、屈折制御部３０は単に第１の画像及び第２の画像を透過させる透明基板として機能する。
【００２３】
他方、第２の状態では、制御回路ＣＮＴにより、透明シート３１の屈折光学素子３１Ｐの屈折率と液晶層ＬＣの屈折率が第１の状態に比して異なるように、第１の透明電極３２及び第２の透明電極３４に対して電圧が印加される。このとき、透明シート３１の屈折光学素子３１Ｐの屈折率と、液晶層ＬＣの屈折率とが異なることから、屈折制御部３０への入射光は、屈折光学素子３１Ｐと液晶層ＬＣの界面で屈折される。即ち、屈折制御部３０は第１の画像及び第２の画像を左右いずれかの方向に屈折させる機能を有する。図３では、屈折光学素子３１Ｐの傾斜面３１Ｓが右側に形成されていることから、第１の画像及び第２の画像は右側に屈折される。
【００２４】
次に、上記構成により２画面表示が実現される仕組みについて図２及び図４を参照して説明する。図４は、図２と同様に図１のＸ−Ｘ線に沿った断面図であるが、屈折制御部３０が入射光を屈折させる第２の状態となる場合を示している。
【００２５】
最初に、第１の状態について説明する。図２に示すように、第１の状態における屈折制御部３０は単に第１の画像及び第２の画像を透過させる透明基板として機能する。そして、第１の観察領域Ａには、遮光板４０の開口部４２を通して、第１の画素列１０Ａから第１の画像が提供される。このとき、第２の画素列１０Ｂの第２の画像は、遮光板４０の遮光部４１により遮られるため、第１の観察領域Ａには提供されない。
【００２６】
一方、第２の観察領域Ｂには、遮光板４０の開口部４２を通して、第２の画素列１０Ｂから第２の画像が提供される。このとき、第１の画素列１０Ａの第１の画像は、遮光板４０の遮光部４１により遮られるため、第２の観察領域Ｂには提供されない。こうして、第１の観察領域Ａに第１の画像を提供し、第２の観察領域Ｂに第２の画像を提供する２画面表示が行われる。ただし、表示パネル１０の真正面の位置Ｃ１では、第１の画像及び第２の画像からなる２重像が観察される。
【００２７】
次に、第２の状態について説明する。図４に示すように、第２の状態における屈折制御部３０への入射光は、屈折光学素子３１Ｐの傾斜面３１Ｓの側に向かって屈折される。そのため、遮光板４０の開口部４２を通る第１の画像及び第２の画像は、第１の状態に比して右側に提供され、第１の観察領域Ａ及び第２の観察領域Ｂは、表示パネル１０の真正面の位置Ｃ１よりも右側に移動する。即ち、表示パネル１０の真正面の位置Ｃ１では、第１の画像が提供される第１の観察領域Ａとなり、第１の状態でみられたような２重像は観察されない。言い換えれば、第１の状態及び第２の状態を切り替えることにより、第１の観察領域Ａ及び第２の観察領域Ｂを移動させることができる。
【００２８】
このような第１の状態と第２の状態の切換は任意に行うことができるが、次に示すように、表示パネル１０の向きに応じて自動的に切り替えられてもよい。図５は、本発明の実施形態に係る表示装置を説明する上面図であり、表示装置１と第１の観察領域Ａ及び第２の観察領域Ｂの配置関係を、それらの上方からみている。図５（Ａ）は第１の状態に対応しており、図５（Ｂ）は第２の状態に対応している。
【００２９】
図５（Ａ）に示すように、表示装置１には、その左右方向の向きを検出する検出器ＤＴＣが接続されている。第１の状態では、表示パネル１０の真正面の位置Ｃ１には、第１の観察者ＯＢ１及び第２の観察者ＯＢ２のいずれも存在しない。第１の観察者ＯＢ１は、第１の観察領域Ａに存在し、第１の画像を観察している。また、第２の観察者ＯＢ２は、第２の観察領域Ｂに存在し、第２の画像を観察している。
【００３０】
そして、図５（Ｂ）に示すように、表示パネル１０の真正面の位置Ｃ１上に第１の観察者ＯＢ１が存在するように、表示パネル１０の向きが変えられると、第１の観察者ＯＢ１は、第１の画像及び第２の画像からなる２重像を観察することになる。
【００３１】
そこで、第２の状態に切り替えるべく、表示パネル１０の向きの変化分に対応した角θを検出器ＤＴＣが検出する。そして、この検出器ＤＴＣの検出結果に応じて、制御回路ＣＮＴにより、屈折制御部３０の状態を、第１の状態から第２の状態に切り替える。即ち、制御回路ＣＮＴは、上述したものと同様に、液晶層ＬＣの屈折率が透明シート３１の屈折率と異なるように、第１の透明電極３２及び第２の透明電極３４に対する印加電圧を制御する。こうして、第１の観察者ＯＢ１は、表示パネル１０の真正面の位置Ｃ１においても、移動した第１の観察領域Ａに存在することになり、第１の画像を観察することができる。
【００３２】
なお、上記実施形態では、屈折制御部３０の液晶層ＬＣの液晶分子は、第１の透明電極３２及び第２の透明電極３４に電圧が印加されない状態において、液晶層ＬＣの屈折率と透明シート３１の屈折率とが等しくなるように配向されているものとしたが、本発明はこれに限定されない。即ち、液晶分子は、上記とは逆に、第１の透明電極３２及び第２の透明電極３４に電圧が印加されない状態において、液晶層ＬＣの屈折率と透明シート３１の屈折率とが異なるように配向されていてもよい。この場合、第１の状態では、第１の透明電極３２及び第２の透明電極３４に対して、液晶層ＬＣの屈折率と透明シート３１の屈折率とが等しくなるように印加電圧が制御される。他方、第２の状態では、第１の透明電極３２及び第２の透明電極３４に対して、液晶層ＬＣの屈折率と透明シート３１の屈折率とが異なるように印加電圧が制御される。
【００３３】
また、上記実施形態では、屈折制御部３０は、第２の状態における第１の画像及び第２の画像を、第１の状態よりも右側に移動する構成を有するものとしたが、本発明はこれに限定されない。即ち、屈折制御部３０は、第２の状態における第１の画像及び第２の画像を、第１の状態よりも左側に移動する構成を有したものであってもよい。この場合、屈折光学素子３１Ｐは、その傾斜面３１Ｓと垂直な面とが入れ替わるように形成される。
【００３４】
また、上記実施形態では、屈折光学素子３１Ｐは、透明シート３１に形成された三角柱状のプリズムであるものとしたが、本発明はこれに限定されない。即ち、屈折光学素子３１Ｐは、上記と同様の効果を奏するものであれば、必ずしも透明シート３１に形成されなくもよく、表示パネル１０を構成する不図示の透明基板上に直接形成されるものであってもよい。また、屈折光学素子３１Ｐは、上記と同様の効果を奏するものであれば、三角柱状のプリズム以外の形状を有していてもよい。
【００３５】
また、上記実施形態の表示パネル１０及び遮光板４０は、上記構成に限定されず、少なくとも上記と同様の効果を奏するものであれば、下記のように配置されてもよい。図６は、本発明の実施形態に係る表示装置を説明する平面図である。図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は、それぞれ、表示パネル１０、それに重畳する遮光板４０Ｇが別個に示されている。
【００３６】
図６（Ａ）に示すように、第１の画素列１０Ａ及び第２の画素列１０Ｂは、それぞれ、さらに複数の行単位に区分され、各行で交互に配置されてもよい。さらに、このときの第１の画素列１０Ａ及び第２の画素列１０Ｂに対応して、図６（Ｂ）に示すように、遮光板４０Ｇの遮光部３１及び開口部３２は、行単位に区分され、各行で交互に配置されてもよい。これにより、観察される第１及び第２の画像が列単位のみならず行単位にも交互に存在するため、２画面表示の際の視認性をさらに向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施形態に係る表示装置を説明する平面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る表示装置を説明する断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る表示装置を説明する断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る表示装置を説明する断面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る表示装置を説明する上面図である。
【図６】本発明の実施形態に係る表示装置を説明する平面図である。
【図７】従来例に係る表示装置を説明する断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１０  表示パネル            １０Ａ  第１の画素列      １０Ｂ  第２の画素列
１１  ブラックマトリクス    ３０  屈折制御部          ３１  透明シート
３１Ｓ  傾斜面              ３１Ｐ  屈折光学素子      ３２  第１の透明電極
３３  透明基板              ３４  第２の透明電極      ４０  遮光板
４１  遮光部                ４２  開口部              Ａ  第１の観察領域
Ｂ  第２の観察領域          Ｃ，Ｃ１  表示パネル１０の真正面の位置
ＣＮＴ  制御回路            ＤＴＣ  検出器            ＬＣ  液晶層
【図１】
2007264084.tif 000003
【図２】
2007264084.tif 000004
【図３】
2007264084.tif 000005
【図４】
2007264084.tif 000006
【図５】
2007264084.tif 000007
【図６】
2007264084.tif 000008
【図７】
2007264084.tif 000009