专利名称：显示设备的制作方法
技术领域：
本公开涉及显示设备，更具体地，涉及可显示所谓的裸眼型立体图像的显示设备。
背景技术：
在现有技术中有各种立体图像显示设备，通过观看者观看具有视差的两个图像而实现立体视觉。立体图像显示设备的类型大致分成眼镜型和裸眼型，眼镜型中视差图像由眼镜分开且输入到左眼和右眼，裸眼型(没有眼镜的类型)中视差图像不采用眼镜而输入到左眼和右眼。另外，作为裸眼型立体图像显示设备，组合透射式显示面板(二维图像显示装置)和柱状透镜的柱状透镜型立体图像显示设备或者组合透射式显示面板和视差屏障的视差屏障型立体图像显示设备已经投入实际应用。视差屏障型立体图像显示设备典型地由透射式显示面板和视差屏障构造，透射式显示面板包括在水平方向(横向方向)和垂直方向(纵向方向)上设置成二维矩阵的多个像素，视差屏障包括基本上在垂直方向上延伸且在水平方向上交替设置的多个透光部和遮光部(例如，参见JP-A-2005-086056)。透射式显示面板常常包括液晶显示装置且由面状照明装置从后表面照射，并且每个像素用作一种光快门。在采用透射式显示面板进行彩色显示的情况下，典型地，像素包括多个子像素，并且每个子像素由黑矩阵围绕。
发明内容
然而，在JP-A-2005-086056中公开的图像显示设备中，视差屏障中的透光部(开口)的宽度与水平像素节距一致，因此透光部的宽度被固定。因此，例如，在图像观看者要求高图像质量和高亮度的图像显示在显示设备上的情况下，存在既不能适当处理也不能得到支持的问题。因此，所希望的是提供具有能适当处理或支持要求显示设备上显示高图像质量的图像的情况及要求其高亮度的情况二者的构造和结构的显示设备。本公开的实施例针对于一种显示设备，该显示设备包括:透射式显示面板，包括在第一方向和与第一方向不同的第二方向上设置成二维矩阵的像素；以及视差屏障，将透射式显示面板上显示的图像分成用于多个视点(viewpoint)的图像，其中视差屏障和透射式显示面板设置为以预定间隙的间隔彼此相对，其中视差屏障包括多个透光部和遮光部，它们沿着平行于第二方向的轴线或者与该第二方向形成锐角的轴线延伸，并且在第一方向上交替设置，并且其中透光部在第一方向上的宽度是可变的。在根据该实施例的显示设备中，因为透光部在第一方向上的宽度是可变的，所以在要求显示设备上显示高质量图像的情况下，透光部的宽度可以小，并且在要求高亮度的情况下，透光部的宽度可以大。因此，能适当地处理且支持在要求显示设备上显示高质量图像的情况以及要求其高亮度的情况二者。
图1是根据第一实施例的显示设备被虚拟分开时的示意性透视图；图2A和2B分别为示出后屏障型显示设备中莫尔条纹调制深度(moir6modulationdepth)的模拟结果的图，以及示出前屏障型显示设备中莫尔条纹调制深度的模拟结果的图；图3A和3B分别为示出根据局部相干理论的亮度计算通过计算获得的亮度分布示例的图以及示出衍射计算的像素和透光部等的概念图，包括透射式显示面板的像素形状和视差屏障中的透光部的形状；图4A至4L示出了表示后屏障型显示设备中采用Wi/ND作为的参数根据局部相干理论的亮度计算通过计算获得的亮度分布的图；图5A至5G示出了表示前屏障型显示设备中采用W1Z^ND作为的参数根据局部相干理论的亮度计算通过计算获得的亮度分布的图；图6A和6B分别为示出后屏障型显示设备中实际测量莫尔条纹调制深度的结果的图，以及示出前屏障型显示设备中实际测量莫尔条纹调制深度的结果的图；图7A和7B是示出后屏障型显示设备中当W1=Ci 冊和评1=2 0.ND时串扰如何变化的实际测量结果的图；图8是根据第一实施例在后屏障型显示设备中形成视差屏障的液晶显示装置的示意性局部截面图；图9A和9B是示出在根据第一实施例的显示设备中在形成视差屏障的液晶显示装置的W1ZiND=L O和W/ND=〗.0时运行状态的液晶显示装置的示意性局部截面图；图10是在根据第二实施例的显示设备中形成视差屏障的液晶显示装置的示意性局部截面图； 图1IA和IlB是示出在根据第二实施例的显示设备中形成视差屏障的液晶显示装置在W1ZiND=L O和W/ND=〗.0时运行状态的液晶显示装置的示意性局部截面图；图12是当根据第三实施例的显示设备被虚拟分开时的示意性透视图；图13是示出在根据第三实施例的显示设备中透射式显示面板和视差屏障之间布置关系的示意图；图14是当根据第三实施例的修改示例的显示设备被虚拟分开时的示意性透视图；图15是当根据第四实施例的显示设备被虚拟分开时的示意性透视图；图16是在根据第四实施例的后屏障型显示设备中形成视差屏障的液晶显示装置的示意性局部截面图；图17A和17B是示出在根据第四实施例的显示设备中形成视差屏障的液晶显示装置在W^ND=Ci和胃/仰=(α+1)时运行状态的液晶显示装置的示意性局部截面图；图18是在根据第五实施例的显示设备中形成视差屏障的液晶显示装置的示意性局部截面图；图19Α和19Β是示出在根据第五实施例的显示设备中形成视差屏障的液晶显示装置在W^ND=Ci和胃/仰=(α+1)时运行状态的液晶显示装置的示意性局部截面图；图20是示出在根据第一实施例的显示设备中透射式显示面板、视差屏障和面状照明装置之间布置关系的显示设备的一部分的示意性截面图21是示出图1所示的观看区域中视点Dl、D2、D3和D4、透射式显示面板、视差屏障和面状照明装置之间布置关系的示意图；图22是示出满足条件以使来自像素的光束朝着中间观看区域的视点D1、D2、D3和D4传播的示意图；图23是示出满足条件以使来自像素的光束朝着左观看区域的视点Dl、D2、D3和D4传播的示意图；图24是示出在中间观看区域的视点D1、D2、D3和D4观看的图像的示意图；
图25是示出在左观看区域的视点D1、D2、D3和D4观看的图像的示意图；图26是示出在右观看区域的视点D1、D2、D3和D4观看的图像的示意图；图27是示出在根据第四实施例的显示设备中透射式显示面板、视差屏障和面状照明装置之间布置关系的显示设备的一部分的示意图；图28A和28B是示出透射式显示面板和视差屏障之间布置关系的示意图，示出了没有发生由形状引起的莫尔条纹；图29A和29B是示出透射式显示面板和视差屏障之间布置关系的示意图，示出了发生由形状引起的莫尔条纹的原因；以及图30是示出现有技术中显示设备中发生莫尔条纹的状态的图片。
具体实施例方式在下文，将参考附图根据实施例描述本公开，但是本公开不限于这些实施例，且实施例中的各种数值或材料为示例性的。另外，描述将以下面的顺序进行。1.根据本公开实施例的显示设备的总体描述2.第一实施例(根据本公开实施例的显示设备:后屏障型)3.第二实施例(第一实施例的修改)4.第三实施例(第一实施例的另一个修改)5.第四实施例(根据本公开实施例的显示设备:前屏障型)6.第五实施例(第四实施例的修改)和其它1.根据本公开实施例的显示设备的总体描述在根据本公开实施例的显示设备中，视差屏障可具有液晶显示装置，其至少包括:第一基板；第一电极，形成在第一基板上且被图案化；第二基板，设置为与第一基板相对；第二电极，形成在第二基板上以与第一电极相对；以及液晶层，插设在第一基板和第二基板之间。另外，视差屏障具有液晶显示装置的形式称为“视差屏障由液晶显示装置构造的形式”。另外，在视差屏障由液晶显示装置构造的形式中，可进一步提供从后表面照射透射式显示面板的面状照明装置，并且，视差屏障可设置在透射式显示面板和面状照明装置之间。为了方便起见，具有该布置的显示设备称为“后屏障型”显示设备。另外，在此情况下，当透光部在第一方向上的宽度为W1,像素在第一方向上的设置节距为ND,并且α为任意系数时，W1优选变为两个值W1=Ci 冊和胃1=2 0.ND，此外优选满足0.95彡α彡1.05。在视差屏障由包括上面所述的优选构造的液晶显示装置来构造的形式中，透射式显示面板的雾度值(haze value)优选为15%或更小。在后屏障型显示设备中，因为视差屏障不被观看显示设备的图像观看者直接看到，所以不降低透射式显示面板上显示图像的质量，并且没有由于外部光反射引起的视差屏障的表面中发生颜色不均匀的问题。另外，因为透射式显示面板由面状照明装置通过视差屏障照射，几乎不发生由于来自面状照明装置的照射光引起透射式显示面板的可靠性下降的问题。另外，不必考虑形成液晶显示装置的基板的色散。这里，雾度值可根据透射式显示面板的扩散透射率与总的光透射率之比评估，扩散透射率与总的光透射率采用积分球型光透射率测量装置测量。另外，关于雾度值，例如，参考JISK7136:2000。为了设定透射式显示面板的雾度值到上述值，例如，具有这样雾度值的透明膜可结合到透射式显示面板的面对图像观看者的表面。作为选择，例如，通过粗糙化偏振器的表面且在偏振器材料中分散具有不同折射系数的颗粒物质，可控制雾度值。如果雾度值大，来自透射式显示面板的光在朝着观看区域传播时被散射，并且存在视觉上识别图像的方向性降低的情况。视差屏障的透光部和透射式显示面板的黑矩阵分别具有规则重复的形状。因此，在视差屏障和透射式显示面板平行设置的情况下可能发生莫尔条纹。图30是示出在现有技术中莫尔条纹发生在显示设备中的状态的图片。莫尔条纹可分成由视差屏障的透光部和透射式显示面板的黑矩阵的形状引起的莫尔条纹(为了方便起见，称为“形状引起的莫尔条纹”)以及由光的衍射现象引起的莫尔条纹(为了方便起见，称为“衍射现象引起的莫尔条纹”)。如上所述，后屏障型显示设备中满足0.95 < α < 1.05，因此能抑制衍射现象引起的莫尔条纹以及形状引起的莫尔条纹，如稍后所述。作为选择，在视差屏障由液晶显示装置构造的形式中，视差屏障可设置在透射式显示面板的前表面上。为了方便起见，具有该布置的显示设备称为“前屏障型”显示设备。另夕卜，在此情况下，当透光部在第一方向上的宽度为W1，像素在第一方向上的设置节距为ND，并且α为等于或大于I的任意系数时,W1优选变为两个值W1=Ci 冊和胃1=((!+1) *ND，此夕卜，优选满足1〈α〈2。在视差屏障由包括上述的优选构造的液晶显示装置来构造的形式中，视差屏障的雾度值优选为15%或更小。为了设定视差屏障的雾度值到上述值，例如，具有这样雾度值的透明膜可结合到视差 屏障的面对图像观看者的表面。作为选择，例如，通过粗糙化偏振器的表面并且在偏振器材料中分散具有不同折射系数的颗粒物质，可控制雾度值。在视差屏障由包括上述各种优选构造的液晶显示装置来构造的形式中，形成遮光部的第一电极在第一方向上的宽度TO21小于遮光部在第一方向上的宽度w2。具体而言，例如，可不例为I μ m < W2-WD21 < 15 μ m0此外,形成透光部的第一电极在第一方向上的宽度WD11小于透光部在第一方向上的宽度W1。具体而言，例如，可示例为I μ H^W1-WD11彡15 μ m。另外，在视差屏障由包括该优选构造的液晶显示装置来构造的形式中，透光部在第一方向上的宽度W1根据给第一电极和第二电极施加电压的状态变化。在此情况下，当电压没有施加给第一电极和第二电极时，形成视差屏障的液晶显示装置的液晶层可为透射光的状态(常白)或者不透射光的状态(常黑)。作为选择，在视差屏障由包括上述各种优选构造的液晶显示装置构造的形式中，第一电极可形成在液晶显示装置形成遮光部的区域中，透光部可包括形成第一电极的区域和没有形成第一电极的区域，它们平行地设置在第一方向上，并且形成透光部的第一电极在第一方向上的宽度WD11小于透光部在第一方向上的宽度Wp具体而言,例如,可不例为I μ m < W1-WD11 ^ 15 μ m0另外,在此情况下，当不给第一电极和第二电极施加电压时，形成视差屏障的液晶显示装置的液晶层必须为透射光的状态(常白)。此外，在视差屏障由包括该优选构造的液晶显示装置构造的形式中，透光部在第一方向上的宽度可根据给第一电极和第二电极施加电压的状态变化。另外，在根据本公开实施例的包括上述各种优选形式和构造的显示设备中，视差屏障的透光部和遮光部可平行于第二方向延伸，或者视差屏障的轴线和第二方向形成的角度Θ可为锐角。特别是，当像素在第二方向上的设置节距为ND2时，如果考虑Θ满足下面表达式的情况，则满足Θ ZtarT1(ND2TiND),因此像素和视差屏障面对像素的透光部之间的位置关系沿着视差屏障的轴线总是相同。因此，当进行立体显示时，能够抑制串扰的发生，因此实现高图像质量的立体显示。作为选择，形成视差屏障的透光部可设置成沿着视差屏障的轴线的直线形状，或者形成视差屏障的透光部可设置成沿着视差屏障的轴线的阶梯图案(staircase pattern)。在根据本公开实施例的显示设备(在下文，在某些情况下全部简称为“根据本公开实施例的显示设备等”)中，包括上述各种优选形式和构造，该透射式显示面板例如可包括液晶显示面板。液晶显示面板的构造、结构或驱动方法没有特别限定。透射式显示面板可进行单色显示或彩色显示。另外，可采用无源矩阵类型或有源矩阵类型。在稍后描述的每个实施例中，有源矩阵型液晶显示面板用作透射式显示面板。该液晶显示面板例如包括具有透明第一电极的前面板、具有透明第二电极的后面板以及设置在前面板和后面板之间的液晶材料。另外，在根据本公开实施例的显示设备等中，每个像素具有反射区域和透射区域的所谓透射反射式液晶显示面板也包括在透射式显示面板中。这里，更具体而言，前面板例如包括由玻璃基板构成的第一基板、提供在第一基板的内表面上的透明第一电极(也称为公用电极，并且例如由ITO (铟锡氧化物)制造)以及提供在第一基板的外表面上的偏振膜。另外，在彩色液晶显示面板中，前面板具有这样的构造，其中由丙烯酸基树脂或环氧基树脂制造的外覆层覆盖的滤色器提供在第一基板的内表面上，并且透明第一电极形·成在外覆层上。取向层形成在透明第一电极上。滤色器的布置图案可包括三角形设置、条形设置、斜线设置和矩形设置。另一方面，更具体而言，后面板例如包括由玻璃基板构成的第二基板、形成在第二基板的内表面上的开关元件、由开关元件控制其导通或不导通的透明第二电极(也称为像素电极，并且例如由ITO制造)以及提供在第二基板的外表面上的偏振膜。取向层形成在包括透明第二电极的整个表面上。形成透射式液晶显示面板的各种构件或液晶材料可包括已知的构件或材料。另外，作为开关元件，可示例为诸如薄膜晶体管(TFT)、MIM (金属绝缘体金属)元件、变阻器元件的三端子元件(three-terminal element)或诸如二极管的两端子元件。另外，在彩色液晶显示面板中，作为透明第一电极和透明第二电极的重叠区域且包括液晶单元的区域对应于子像素。此外，形成每个像素的红色发光子像素包括相关区域和透射红光的滤色器的组合，绿色发光子像素包括相关区域和透射绿光的滤色器的组合，并且蓝色发光子像素包括相关区域和透射蓝光的滤色器的组合。红色发光子像素、绿色发光子像素和蓝色发光子像素的布置图案与上述滤色器的布置图案一致。此外，每个像素可包括通过给三种子像素增加一种或多种子像素获得的一套子像素(例如，通过增加发射白光的子像素以增加亮度获得的一套子像素、通过增加发射补充颜色的子像素以扩展色域(color gamut)获得的一套子像素、通过增加发射黄色的子像素以扩展色域获得的一套子像素以及通过增加发射黄色和蓝绿色的子像素以扩展色域获得的一套子像素)。另外，在该构造中，每个子像素对应于根据本公开实施例的显示设备等的透射式显示面板中的“像素”。在前屏障型显示设备中，透射式显示面板例如还可包括电致发光显示面板或等离子体显示面板。当设置成二维矩阵的像素的数量MXN由(M，N)表示时，作为(M，N)的值，具体而言，除 了 VGA (640，480)、S-VGA (800，600)、XGA (1024，768)、APRC (1152, 900), S-XGA(1280，1024)、U-XGA (1600, 1200), HD-TV (1920，1080)和 Q-XGA (2048，1536)外，可示例为诸如(1920，1035)、(720，480)和(1280，960)的某些图像显示分辨率，其数量不限于这些值。除了像素和子像素的构造和结构外，形成视差屏障的液晶显示装置的构造和结构等同于或类似于形成透射式显示面板的液晶显示面板的构造和结构。这里，因为形成视差屏障的液晶显示装置优选用作所谓的光快门，所以在显示图像的典型液晶显示装置中必需的转换元件或滤色器是不必要的，这能简化构造和结构，并且能保证高可靠性和使用寿命。另外，因为不需要形成黑矩阵，所以能够简化整个液晶显示装置的制造工艺。透射式显示面板和液晶显示装置的第一基板可彼此面对，或者透射式显示面板和液晶显示装置的第二基板可彼此面对。根据本公开实施例的显示设备等中的面状照明装置(背光)可包括已知的面状照明装置。就是说，面状照明装置可为直下型面光源装置或者边缘光型(也称为侧光型)面光源装置。这里，直下型面光源装置例如包括提供在外壳中的光源、位于光源下方设置在外壳部分中且向上反射从光源发射的光的反射构件以及位于光源上方安装在外壳开口处且通过其散射和透射从光源发射的光及从反射构件反射的光的散射板。另一方面，边缘光型面光源装置例如包括导光板和设置在光导板的侧面上的光源。另外，反射构件设置在光导板下方，并且散射片和棱镜片设置在导光板上方。该光源例如包括冷阴极荧光灯，并且发射白光。作为选择，该光源例如包括诸如LED或者半导体激光装置的发光装置。驱动面状照明装置或透射式显示面板的驱动器可包括各种电路，例如，图像信号处理单元、定时控制单元、数据驱动器、栅极驱动器和光源控制单元。它们可包括已知的电路元件。在根据本公开实施例的显示设备中，可显示立体图像和二维图像，或者当显示设备从不同的角度观看时可显示不同的图像。另外，在此情况下，输送到显示设备的图像数据可为显示立体图像所需的图像数据或者显示二维图像所需的图像数据。透光部的宽度W1的变化例如可通过在显示设备中提供转换开关且图像观看者操作该转换开关而进行，或者透光部的宽度W1的变化可由显示设备分析要显示的图像数据的图像信号处理单元自动进行。在非常重视图像质量而不太重视图像亮度的情况下，使透光部的宽度W1小[W1= α.ND]，并且在非常重视亮度而不太重视图像质量的情况下，使透光部的宽度W1大[W1=Za.Ν0*Α=(α+1).ND]。这里，在透光部的宽度W1的情况下，当具有大立体效果的立体图像显示在透射式显示面板上时，在立体图像中可能发生立体图像的重影或者某些模糊。因此，在图像信号处理单元分析要显示的图像数据的深度图且根据分析结果决定具有大立体效果的立体图像显示在透射式显示面板上的情况下，图像信号处理单元可执行变化以降低透光部的宽度W1，相反，在图像信号处理单元决定具有小立体效果的立体图像显示在透射式显示面板上的情况下，图像信号处理单元可执行变化以增加透光部的宽度Wp另外，在此情况下，涉及透射式显示面板的亮度由于透光部的宽度W1的频繁变化引起的很大变化，但是它能够通过适当控制(面状照明装置的光源的操作控制)从面状照明装置发射的光量而抑制透射式显示面板的亮度的很大变化。2.第一实施例第一实施例涉及根据本公开的显示设备，且特别是所谓的后屏障型显示设备。图1是当根据第一实施例的显示设备被虚拟分开时的示意性透视图，而图20是示出根据第一实施例的显示设备中透射式显示面板10、视差屏障130和面状照明装置20之间布置关系的显示设备的一部分的示意性截面图。如图1所示，根据第一实施例的显示设备包括透射式显示面板10和视差屏障130，透射式显示面板10具有像素12，像素12在第一方向(在该实施例中，具体而言，水平方向或X方向)和与第一方向不同的第二方向(在该实施例中，具体而言，垂直方向或Y方向)上布置成二维矩阵，视差屏障130将透射式显示面板10上显示的图像分成用于多个视点的图像。透射式显示面板10包括有源矩阵彩色液晶显示面板。透射式显示面板10的显示区域11中，M个像素12设置在第一方向(水平方向或X方向)上，并且N个像素12设置在第二方向(垂直方向或Y方向)上。第m个(其中m=l，2，…，和Μ)像素12由像素U111表示。像素12中的每个包括红色发光子像素、绿色发光子像素和蓝色发光子像素。透射式显示面板10包括观看区域侧的前面板、视差屏障侧的后面板以及设置在前面板和后面板之间的液晶材料。另外，为了简化附图，在图1、12、14和15中，透射式显示面板10示出为单一面板。 形成透射式显示面板10的液晶显示面板包括具有透明第一电极的前面板、具有透明第二电极的后面板以及设置在前面板和后面板之间的液晶材料。另外，前面板包括由玻璃基板构成的第一基板、提供在第一基板的内表面上的透明第一电极以及提供在第一基板的外表面上的偏振膜。另外，由丙烯酸基树脂或环氧基树脂制造的外覆层覆盖的滤色器提供在第一基板的内表面上，并且透明第一电极形成在外覆层上。取向层形成在透明第一电极上。另一方面，后面板包括由玻璃基板构成的第二基板、形成在第二基板的内表面上的开关元件、由开关元件控制其导通和不导通的透明第二电极以及提供在第二基板的外表面上的偏振膜。取向层形成在包括透明第二电极的整个表面上。此外，作为透明第一电极和透明第二电极的重叠区域且包括液晶单元的区域对应于子像素。另外，根据第一实施例的显示设备包括面状照明装置20，其从后表面照射透射式显示面板10。此外，视差屏障130设置在透射式显示面板10和面状照明装置20之间。换言之，视差屏障130和透射式显示面板10设置为以预定间隙(Z1)的间隔彼此相对。具体而言，在根据第一实施例的显示设备中，透射式显示面板10和视差屏障130设置为彼此分隔。该间隔可由空气层或真空层占据，或者可由透明构件(未示出)占据，并且考虑到占据该间隔的材料的折射系数，光程长度可变为4。另外，视差屏障130包括多个透光部131和遮光部132，它们沿着平行于第二方向(垂直方向或Y方向)的轴线AX或者与第二方向(垂直方向或Y方向)形成锐角的轴线AX延伸，并且平行地交替设置。另外，在第一实施例中，透光部131和遮光部132平行于第二方向(垂直方向或Y方向)延伸。就是说，视差屏障130的轴线AX平行于第二方向(垂直方向或Y方向)。透光部131在第一方向上的宽度W1是可变的。透光部(开口)131在第一方向(水平方向或X方向)上设置为多个(P)。第P个(其中p=l，2，…，和P)透光部131由透光部131p表示。“P”和上述“M”之间的关系将稍后参考图21、22和23描述。面状照明装置20例如包括直下型面光源装置。从包括LED的光源发射且通过散射板等的散射光从光发射表面21发射，并且施加到透射式显示面板10的后表面。如果面状照明装置20的某些光被视差屏障130阻挡，则透射式显示面板10显示的图像分成用于多个视点的图像。另外，视差屏障130和透射式显示面板10之间的距离、像素12在X方向上的设置节距(在下文，在某些情况下简称为“像素节距”)以及透光部131在X方向上的节距(在下文，简称为“透光部节距”)设定为满足在显示设备的规范中限定观看区域中能观看优选立体图像的条件。在下文，这些条件将详细描述。在第一实施例中，将设定显示设备上显示图像的视点数为在图1所示的各观看区域WAp WA。和WAk中的四个视点D1、D2、D3和D4来进行描述。然而，本公开不限于此，而是观看区域的数量或视点的数量可根据显示设备的设计适当设定。图21是示出图1所示的观看区域WAp WAc和WAk中的视点Dl、D2、D3和D4、透射式显示面板10、视差屏障130和面状照明装置20之间布置关系的示意图。图22是示出满足条件使来自像素12的光束朝着中间观看区域WAc的视点D1、D2、D3和D4传播的示意图。此外，图23是示出满足条件使来自像素12的光束朝着左观看区域WAl的视点D1、D2、D3和D4传播的示意图。
为了描述方便起见，假设透光部131平行设置且在X方向上为奇数个，并且第P个透光部131p位于透光部13^和透光部131P之间的中央。另外，假设第m个像素12m和第(m+1)个像素Ulrt之间的边界以及观看区域WAc中的视点D2和D3之间的中点位于通过透光部131p的中心在Z方向延伸的虚拟直线上。像素节距由“ND”(单位:mm)表示，并且透光部节距由“RD”(单位:mm)表示。另外，透光部131和透射式显示面板10之间的距离由“Z/’(单位:mm)表示，并且透射式显示面板10和观看区域H和WAk之间的距离由“Z2”(单位:mm)表示。此夕卜,观看区域WAl、WAc和WAk中相邻视点之间的距离由“DP”(单位:mm)表
/Jn ο当透光部131的宽度为W1，并且遮光部132的宽度为W2时，透光部节距RD、透光部131的宽度W1和遮光部132的宽度W2之间存在关系RD=WJW2。检测这样的条件，其中来自透光部1315通过像素12^.12^12^和12m+2的各光束朝着中间观看区域WA。的视点Dl、D2、D3和D4传播。为了描述的方便起见，描述假设透光部131的宽度W1足够小，并且注意光通过透光部131中心的轨道。通过采用在Z方向上延伸通过透光部131p中心的虚拟直线作为基准，到像素12^中心的距离由X1表示，并且到中间观看区域WAc的视点D4的距离由X2表示。当来自透光部131p的光通过像素12m+2且朝着观看区域WA。的视点D4传播时，由几何相似关系满足由下面表达式(I)表示的条件。
Z1A1=(Z^Z2) /X2 (I)这里，因为X1=L 5XND且X2=L 5XDP，所以如果反映出这些，则表达式(I)可表示为下面的表达式(Γ)。Z1/(1.5XND) = (ZJZ2)/(1.5XDP) (I，)另外，如果满足表达式(I’)，则由几何学清楚可见，来自透光部1315通过像素12m_1U2m和12m+1的光束分别朝着观看区域WAe的视点Dl、D2和D3传播。接下来，检测其中来自透光部131p+1通过像素12^.12^12^和12m+2的各光束朝着左观看区域WA^的视点Dl、D2、D3和D4传播的条件。通过采用在Z方向上延伸通过透光部131p+1的中心的虚拟直线作为基准，到像素12m+2的中心的距离由X3表示，并且到左观看区域W\的视点D4的距离由X4表示。为了使来自透光部131p+1的光通过像素12m+2且朝着观看区域W\的视点D4传播，由几何相似关系满足由下面表达式(2)表示的条件。Z1A3=(Z^Z2) /X4 (2)
这里，因为X3=RD-X1=RD-L 5 XND且X4=RD+2.5 XDP，所以如果反映这些，则表达式
(2)可表示为下面的表达式(2’)。Z1/(RD-1.5XND) = (Z^Z2)/(RD+2.5XDP) (2，)另外，如果满足表达式(2’)，则由几何学上清楚可见，来自透光部131p+1通过像素12m_1U2m和12m+1的光束分别朝着观看区域Mh的视点Dl、D2和D3传播。另外，其中来自透光部131"通过像素12^.12^12^和12m+2的各光束朝着右观看区域WAk的视点D1、D2、D3和D4传播的条件与相对于Z轴方向反转图23的情况相同，并且因此省略其描述。距离Z2和距离DP的值根据显示设备的规范设定到预定值。另外，像素节距ND的值由透射式显示面板10的结构限定。由表达式(Γ)和(2’)，下面的表达式(3)和(4)可相对于距离Z1和透光部节距RD获得。Z1=Z2XND/ (DP-ND) (3)RD=4 X DP X ND/(DP-ND) (4)在上述的示例中，透光部节距RD的值基本上为像素节距ND值的四倍。因此，上述的“M”和“P”具有关系M^Pxl另外，距离Z1或透光部节距RD设定为满足上述条件，并且用于预定视点的图像在观看区域WAp WAc和WAk的各视点Dl、D2、D3和D4可观看。例如，如果透射式显示面板10的像素节距ND为0.100mm,则距离Z2为1500mm,并且距离DP为65.0臟，距离Z1为2.31臟，并且透光部节距RD为0.400臟。图24是示出在中间观看区域WAc*的视点D1、D2、D3和D4观看图像的示意图。另夕卜，图25是示出在左观看区域WAl中的视点Dl、D2、D3和D4观看图像的示意图。此外，图26是示出在右观看区域WAk中的视点D1、D2、D3和D4观看图像的示意图。如图24、25和26所示，由诸如像素12^12^12^…的像素12形成的图像在视点Dl观看，并且由诸如像素122、126、1210、…的像素12构成的图像在视点D2观看。另外，由诸如像素123、127、12n、…的像素12形成的图像在视点D3观看，并且由诸如像素124、128、1212、…的像素12形成的图像在视点D4观看。因此，用于第一视点的图像采用诸如像素12^125,12^…的像素12显示，用于第二视点的图像采用诸如像素122、126、121(|、…的像素12显示，用于第三视点的图像采用诸如像素123、127、12n、…的像素12显示，并且用于第四视点的图像采用诸如像素124、128、1212、…的像素12显示。因此，图像观看者可识别图像为立体图像。尽管在上面的描述中视点的数量为“四个”，但是视点的数量可根据显示设备的规范适当选择。例如，可具有视点的数量为“两个”或视点的数量为“六个”的构造。在此情况下，视差屏障130等的构造可适当变化。这也同样适用于稍后描述的第二和第三实施例。此外，在根据第一实施例的显示设备中，当α为任意系数(任何的有理数或无理数系数)，例如，任意系数等于或大于I时，W1变化到两个值W1=CI 冊和胃1=2 0.ND。这里，在根据第一实施例的显示设备中，具体而言，满足0.95 < α < 1.05，并且，更具体而言，α=1.0。此外，在非常重视显示设备中图像质量而不太重视图像亮度的情况下，可采用W1=Q ND的形式，相反，在非常重视显示设备中的图像亮度而不太重视图像质量的情况下，可采用W1=2a.ND的形式。这里，因为在第一实施例中采用后屏障型，并且满足0.95 XND彡W1彡1.05 XND和1.9XND ^ W1 ^ 2.1XND，所以不仅可抑制形状引起的莫尔条纹的发生，而且可抑制衍射现象引起的莫尔条纹的发生。图28Α和28Β以及29Α和29Β是示出透射式显示面板和视差屏障之间布置关系的不意图，形状引起的旲尔条纹的发生原因将参考图28Α和28Β以及29Α和29Β进行描述。另外，在这些图中，为了方便起见，透射式显示面板和视差屏障示例为彼此重叠。此外，视差屏障的透光部131和631投射到透射式显示面板的区域给出从左上到右下的小宽度阴影线，并且视差屏障的遮光部132和632投射到透射式显示面板的区域给出从右上到左下的中宽度阴影线。另外，与遮光部132和632重叠的部分给出从左上到右下的大宽度阴影线。这也与稍后描述的图13相同。每个像素由黑矩阵围绕。这里，在视差屏障的透光部131在第一方向上的宽度与子像素在第一方向上的设置节距ND相同的情况下(参 见图28Α)，即使观看图像的图像观看者的视点在第一方向上略微移动(参见图28Β)，遮光部132没有覆盖的像素部分的面积也不变化。因此，即使观看图像的图像观看者的视点在第一方向上略微移动，屏幕亮度也不变化。从而不发生莫尔条纹。另一方面，在视差屏障的透光部631在第一方向的宽度与子像素在第一方向上的设置节距ND不同的情况下(参见图29Α)，如果观看图像的图像观看者的视点在第一方向上略微移动(参见图29Β)，则遮光部632没有覆盖的像素部分的面积变化。因此，如果观看图像的图像观看者的视点在第一方向上略微移动，则屏幕亮度变化。从而，发生莫尔条纹。图2Α示出了后屏障型显示设备中莫尔条纹调制深度的模拟结果。另外，图2Β示出了前屏障型显示设备中莫尔条纹调制深度的模拟结果。此外，在图2Α和2Β中，横轴表示当像素在第一方向上的设置节距ND为“I”时，透光部在第一方向上的宽度W1的值。在图2Α和2Β中，“a”表示由于形状引起的莫尔条纹引起的莫尔条纹调制深度，并且“b”表示由于衍射现象弓I起的莫尔条纹的莫尔条纹调制深度。另外，纵向方向表示莫尔条纹调制深度。这里，莫尔条纹调制深度可由因显示设备的显示屏中的莫尔条纹引起的亮度变化[也就是，(亮度最大值-亮度最小值)/ (亮度最大值+亮度最小值)]表示。在莫尔条纹调制深度的模拟上，根据考虑空间相干性的局部相干性理论的亮度计算，进行包括透射式显示面板中的像素的形状和视差屏障中的透射部分的形状的衍射计笪垂直于透射式显示面板10的显示区域11的方向设定为光学传播轴z，并且评估衍射如何沿着光学传播轴z变化。在计算模型中，根据变量分离限制到一个轴方向。如图3B的概念图所示，矩形开口 Ptl (I)和矩形开口 Px (X)设在ξ轴和X轴上，ξ轴和X轴彼此分隔间隙Ztl (=Z1X在后屏障型的情况下，P0 ( ξ )对应于视差屏障的透光部，并且Px (χ)对应于透射式显示面板的像素。另一方面，在前屏障型的情况下，Ptl (ξ)对应于透射式显示面板的像素，并且Px (χ)对应于视差屏障的透光部。另外，作为图像观看位置(投射屏幕平面)的u轴位于与χ轴距离为Zi的位置处。计算的目的是获得在u轴上的光学分布。因为该目的是获得在图像观看位置的光学分布，所以为了方便起见图像观看位置的垂直于ζ轴的平面表示为投射屏幕平面。假设这样的等效光源，具有中心波长λ (在下面的表达式(A)中，λ由符号“λ”之上加横线的“r表示)的光谱分布的光源分布在ξ轴上的开口 Ptl (I)处，光源的空间相干性设定为μ ( Λ ξ )。根据基于局部相干性理论的计算，屏幕上的光强I (U)可通过在屏幕上采用互强度(mutual intensity) Ji (u, O)由下面的表达式(A)表示。另外,下列表达式(A)中，符号u由在符号“u”之上加横线的IT表示。
权利要求
1.一种显示设备，包括: 显示面板，包括多个像素； 视差屏障，包括多个透光部和多个遮光部； 其中该显示设备可操作为在第一设定和第二设定之间转换，该第一设定中该多个透光部中的至少一个具有第一宽度，该第二设定中该多个透光部中的该至少一个具有与该第一宽度不同的第二宽度。
2.根据权利要求1所述的显示设备，其中该多个像素沿着第一方向和第二方向设置成阵列，该多个像素中的每个具有一中心，在该第一方向上测量的两个像素的中心之间的距离定义该显示面板的像素节距，并且该第二宽度大于该像素节距。
3.根据权利要求2所述的显示设备，其中该显示面板的该像素节距为ND，α为任意系数，该第一宽度为ND和α的乘积，该第二宽度为ND和2 α的乘积。
4.根据权利要求2所述的显示设备，其中该显示面板的该像素节距为ND，α为大于或等于I的任意系数，该第一宽度为ND和α的乘积，并且该第二宽度为ND和(α+1)的乘积。
5.根据权利要求2所述的显示设备，其中该第一方向基本上为水平的，并且该第二方向基本上为垂直的。
6.根据权利要求5所述的显示设备，其中该多个透光部中的至少某些具有沿着基本上平行于该第二方向或者与该第二方向成锐角的轴线延伸的长度。
7.根据权利要求2所述的显示设备，其中该视差屏障包括第一电极和第二电极，并且该显示设备可操作为通过给该第一电极和该第二电极施加电压而在该第一设定和该第二设定之间转换。
8.根据权利要求7所述的显示设备，其中该多个遮光部中的至少一个位于该视差屏障中形成该第一电极的区域中，该至少一个透光部包括位于该视差屏障中形成该第一电极的区域中的第一部分和位于该视差屏障中没有形成该第一电极的区域中的第二部分，并且该至少一个透光部的宽度根据给该第一电极和该第二电极施加电压而变化。
9.根据权利要求1所述的显示设备，包括使用者可操作的转换开关，以将该显示设备在该第一设定和该第二设定之间转换。
10.根据权利要求1所述的显示设备，包括图像信号处理单元，该图像信号处理单元可操作为使该显示设备基于图像数据的分析在该第一设定和该第二设定之间转换。
11.根据权利要求1所述的显示设备，其中该显示面板为透射式显示面板。
12.根据权利要求11所述的显示设备，包括用光照射该透射式显示面板的面状照明装置，并且其中该视差屏障位于该面状照明装置和该透射式显示面板之间。
13.根据权利要求1所述的显示设备，其中该显示面板能够从观看位置观看，并且其中该视差屏障位于该显示面板和该观看位置之间。
14.根据权利要求1所述的显示设备，其中该多个遮光部限定从多个视点中的每个可见的图像。
15.根据权利要求1所述的显示设备，其中该视差屏障和该显示面板由间隙分隔。
16.根据权利要求1所述的显示设备，包括立体图像显示设备。
17.根据权利要求16所述的显示设备，包括裸眼型立体图像显示设备。
18.一种电子装置，包括:显示面板，包括多个像素； 视差屏障，包括多个透光部和多个遮光部； 其中该电子装置可操作为在第一设定和第二设定之间转换，该第一设定中该多个透光部中的至少一个具有第一宽度，该第二设定中该多个透光部中的该至少一个具有与该第一宽度不同的第二宽 度。
全文摘要
一种显示设备。本发明的实施例提供电子装置，例如显示设备(例如，裸眼型立体图像显示设备)。电子装置包括显示面板，包括多个像素；以及视差屏障，包括多个透光部和多个遮光部。电子装置可操作为在第一设定和第二设定之间转换，第一设定中多个透光部的至少一个具有第一宽度，第二设定中多个透光部的至少一个具有与第一宽度不同的第二宽度。
文档编号H04N13/04GK103197423SQ20121058500
公开日2013年7月10日 申请日期2012年12月28日 优先权日2012年1月5日
发明者星野宪文, 佐藤能久, 今井裕 申请人:索尼公司