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光屏障装置和显示单元
    【技术领域】
     本公开涉及能够进行立体显示的显示单元并且涉及用在这种显示单元中的光屏障装置。 背景技术 已经注意了实现立体显示的显示单元， 即， 立体显示单元。通过立体显示单元， 显 示右立体图像和左立体图像。 因为这些右透视图像和左透视图像产生视差， 即， 因为这些图 片是从不同的视点观察的， 所以在他或她分别通过他或她的右眼和左眼观看这些图片时这 些图片看起来是对于观察者具有深度的三维图片。另一种类型的显示单元也已经发展了， 其显示具有视差的三个以上的图片， 由此能够向观察者提供看起来更加真实的三维图像。
     这种立体显示单元主要有两种， 一种使用为其特殊设计的眼镜， 并且另一种不使 用这种眼镜。 然而， 因为观察者通常觉得使用这种特殊设计的眼镜很令人苦恼， 所以不使用 眼镜的这种类型更加受欢迎。 不使用这种特殊设计的眼镜的显示单元包括基于透镜镜头的
     显示单元、 基于视察屏障的显示单元以及其他的显示单元。
     具体对于基于视察屏障的显示单元来说， 例如使用液晶显示装置 (LCD) 来空间分 离地显示上述右透视图像和左透视图像， 并且用于显示的表面具有预定屏障 ( 例如， 见日 本未审查专利申请公报 No.3-119889)。 发明内容 这种屏障通常包括用于使得光穿过或阻挡的多个开闭部分。 通过处于透过状态的 开闭部分 ( 即， 透光部分 ) 和处于不透过状态的开闭部分 ( 即， 遮光部分 ) 的交替状态， 例 如显示的图像被分离为多种视点方向。所使用的这种屏障是这样的一种屏障， 包括两块衬 底， 而液晶层经由电极密封在其间 ( 即， 液晶室 )。 例如， 衬底之一的一侧上的电极被划分为 多个子电极。这些子电极都能够提供电压， 并且与每个子电极相对应的每个区域作为开闭 部分。通过这种屏障， 为了控制液晶层的厚度 ( 单元间隙 )， 通过在两个衬底之间插入进行 插入而提供隔离件。
     另一方面， 近年来， 期望这种用于上述立体显示的显示单元具有更大的尺寸。 通过 这样更大的显示单元， 期望屏障也具有更大的尺寸。然而， 为了制造这种更大尺寸的屏障， 为了将单元间隙保持为预期的大小， 期望上述隔离件设置在多个位置。
     这里的问题是 ： 因为用于向液晶层供应电压的电极被划分为上述多个子电极， 所 以液晶层受到子电极的边缘的影响， 使得产生边缘场。因此， 如果隔离件被设置在任何位 置， 液晶配向由于边缘场的影响而受到扰乱。 在常白显示模式中， 这种配向的扰乱例如成为 黑色显示期间的非均匀光泄露 ( 即， 设置隔离件的区域及其附近由于光从其通过而看起来 比其余区域更加苍白的现象 ) 的原因。 这样， 存在这样的缺点 ： 引起光透射率在任何局部区 域与其余区域之间改变的现象 ( 下文中， 简称做 “光不均匀” )。
     因此期望提供一种能够防止发生光不均匀的、 用于立体观察的光屏障装置和显示
     单元。 根据本公开的实施例的光屏障装置包括 ： 液晶层， 其密封在一对衬底之间以包括 多个子区域， 多个子区域中的每一者都可以允许光从其穿过或被其阻挡 ； 以及隔离件， 每个 隔离件设置在一对衬底之间、 除子区域之间的边界区域之外的区域中。
     根据本公开的实施例的显示单元包括显示部分以及根据本公开的上述实施例的 光屏障装置。
     通过根据本公开的实施例的光屏障装置， 包括多个子区域的液晶层被密封在一对 衬底之间， 多个子区域中的每一者都可以允许光从其穿过或被其阻挡， 并且每个隔离件设 置在一对衬底之间、 除子区域之间的边界区域之外的区域中。 这些子区域都通常具有电极， 并且例如由于电极的边缘的影响， 子电极之间的边界部分容易遭受液晶层中的配向扰乱。 如果隔离件被设置在这种边界部分中， 隔离件周围的区域容易在其周围遭受更大的配向扰 乱。如上所述， 通过不将隔离件设置在子区域之间的边界部分中， 即， 通过将其设置在除了 子区域之间的边界区域之外的区域中， 有利地防止了由于这种配向扰乱而引起的透射率的 变化， 即， 有利地防止了在黑色显示期间， 隔离件周围的区域由于太多光从其泄露而看起来 比其余区域更加苍白的现象。
     通过根据本公开的实施例的光屏障装置， 液晶层被密封在一对衬底之间， 并且液 晶层包括允许光从其穿过或被其阻挡的多个子区域， 并且隔离件都设置在除了子区域之间 的边界区域之外的区域中。因此， 可以防止由于隔离件的配置而引起的透射率的任何变化 ( 例如， 黑色显示期间的光泄露 )， 使得成功地防止可能发生的任何光不均匀。
     可以理解， 上述一般描述以及以下具体描述都是示例性的， 并且是为了提供所要 求保护的技术的进一步解释。
     附图说明 所包括的附图提供了本公开的进一步的理解， 并且被结合在这里并构成本说明书 的一部分。附图示出了实施例， 并且与说明书一起解释本技术的原理。
     图 1 是示出了在本公开的实施例中的立体显示单元的示例性构造的框图。
     图 2A 和图 2B 都是示出了图 1 的立体显示单元的示例性构造的图。
     图 3 是示出了图 1 的显示部分的示意性构造及其显示部分的示例性构造的图。
     图 4A 和图 4B 都是示出了图 3 的像素电路的示意性构造以及像素的示意性截面构 造的图。
     图 5 是图 1 的液晶屏障中的开闭部分的示意性构造的图。
     图 6A 和图 6B 是分别示出了图 1 的液晶屏的示例性截面构造以及其平面图中的示 例性构造的示意图。
     图 7A 和图 7B 是分别示出了在图 1 的液晶屏障中处于透过状态以及在其中处于阻 挡状态的液晶层的示例性配向的图。
     图 8 是示出了图 1 的液晶屏障用于立体显示的示例性操作的示意图。
     图 9A 到图 9C 都是示出了图 1 的显示部分的示例性操作及其液晶屏障的示例性操 作的示意图。
     图 10A 和图 10B 都是示出了图 1 的显示部分的示例性操作及其液晶屏障的示例性
     操作的另一个示意图。
     图 11A 和图 11B 是分别示出了在比较示例中的液晶屏障的示例性截面构造以及平 面图中的示例性构造的示意图。
     图 12A 和图 12B 是分别示出了比较示例中以及示例 1 中的隔离件布置和组件尺寸 的示意图。
     图 13A 和图 13B 是示出了在黑色显示期间、 在电极边界及其附近的等势线图 ( 没 有隔离件 ) 的特性图。
     图 14A 和图 14B 是示出了在比较示例中， 在黑色显示期间的等势线图 ( 在电极边 界的部分处具有隔离件 ) 的特性图。
     图 15A 和图 15B 都是示出了在示例 1 中， 在黑色显示期间的等势线图 ( 在电极边 界的部分处具有隔离件 ) 的特性图。
     图 16A 和图 16B 都是分别示出了调整示例中的液晶屏障的示例性截面构造及其在 平面图中的示例性构造的示意图。
     图 17 是示出了示例 2 中的隔离件布置和组件尺寸的示意图。
     图 18A 和图 18B 都是示出了在示例 2 中， 在黑色显示期间的等势线图的特性图。
     图 19 是示出了在另一个修改示例中， 在液晶屏障中的开闭部分的构造的示意图。具体实施方式
     下文中， 将要参照附图详细描述本公开的实施例。这里， 按照以下顺序给出描述。
     1. 实施例 ( 在用于白色显示用途的电极上包括隔离件的示例性液晶屏障 )
     2. 修改例 ( 在非电极形成区域 ( 通常称作透过区域 )) 中包括隔离件的示例性液 晶屏障 )
     ( 整体构造 )
     图 1 是示出了本公开的实施例中的立体显示单元 ( 即， 立体显示单元 1) 的示例性 构造的图。本示例中的立体显示单元 1 是能够实现立体显示和普通显示 ( 即， 二维显示 ) 的显示单元。 立体显示单元 1 被构造为包括控制部分 40、 显示驱动部分 50、 显示部分 20、 背 光驱动部分 29、 背光 30、 屏障驱动部分 9 和液晶屏障 10( 光屏障部分、 光屏障装置 )。
     控制部分 40 是对显示驱动部分 50、 背光驱动部分 29 和屏障驱动部分 9 进行控制 的电路， 基于从外部提供的视频信号 Vdisp， 控制部分 40 向每一者提供控制信号而使得它 们彼此同步工作。 具体地， 基于视频信号 Vdisp， 控制部分 40 向显示驱动部分 50 提供视频信 号 S， 向背光驱动部分 29 提供背光控制指令并且向屏障驱动部分 9 提供屏障控制指令。这 里， 如下文所述的， 对于通过立体显示单元 1 进行的立体显示， 视频信号 S 由包括多个 ( 在 该示例中是 6 个 ) 视点图像的视频信号 SA 和 SB 构成。
     显示驱动部分 50 用于基于由控制部分 40 提供的视频信号 S 来驱动显示部分 20。 显示部分 20 用于通过驱动液晶元件来对来自背光 30 的光进行调制， 来执行显示。
     背光驱动部分 29 用于基于由控制部分 40 提供的背光控制信号来驱动背光 30。 背 光 30 具有将面发射光发射到显示部分的功能。
     屏障驱动部分 9 用于基于由控制部分 40 提供的屏障控制指令来驱动液晶屏障 10。 液晶屏障 10 包括多个开闭部分 11 和 12( 下文中对其进行描述 )， 每个开闭部分都能够使得光通过或阻挡光。在该示例中， 屏障驱动部分 9 具有将来自显示部分 20 的图像光朝向预定 方向分割的功能。
     图 2A 和图 2B 都是示出了立体显示单元 1 的主要部分的示例性构造的图， 具体地， 图 2A 示出了倾斜观察的立体显示单元 1 的构造， 并且图 2B 示出了从侧面观察的立体显示 单元 1 的构造。如图 2A 和图 2B 所示， 在立体显示单元 1 中， 从背光 30 那一侧按照显示部 分 20 和液晶屏障 10 的顺序对其进行设置。换言之， 来自背光 30 的光在到达观看者之前按 照显示部分 20 和液晶屏障 10 的顺序穿过。注意， 显示部分 20 和液晶屏障 10 可以被安装 到一起或者不被安装到一起。
     ( 显示驱动部分 50 和显示部分 20)
     图 3 示出了包括显示驱动部分 50 和显示部分 20 的示例性框图。像素 Pix 被在显 示部分 20 中设置为矩阵。显示驱动部分 50 被构造为包括正时控制部分 51、 栅极驱动器 52 和数据驱动器 53。正时控制部分 51 用于控制栅极驱动器 52 和数据驱动器 53 的驱动正时， 并且用于将由控制部分 40 提供的视频信号 S 提供给数据驱动器 53 来作为视频信号 S1。栅 极驱动器 52 用于通过进行基于线的像素 Pix 的顺序选择来进行液晶显示单元 45 中的像素 Pix 的线序扫描 ( 下文中进行描述 )。该线序扫描是根据由正时控制部分 51 所执行的正时 控制来执行的。数据驱动器 53 用于基于视频信号 S1 来将像素信号提供给显示部分 20 中 的每个像素 Pix。更具体地， 数据驱动器 53 基于视频信号 S1 来执行 D/A( 数字 / 模拟 ) 转 换， 由此产生像素信号， 该像素信号作为模拟信号而提供给每个像素 Pix。 显示部分 20 是通过在液晶材料填充在其间的状态下由两个透明衬底所构造的一 种显示部分。这两个衬底例如都由玻璃制成。对于这些透明衬底中的每一者来说， 面向液 晶材料的部分被形成为具有例如 ITO( 氧化铟锡 ) 的透明电极， 由此与液晶材料一同构成像 素 Pix。该显示部分 20 中的这种液晶材料例如是使用例如向列型液晶的 VA( 垂直配向 ) 模 式的液晶、 IPS( 平面内转换 ) 模式的液晶、 TN( 扭曲向列 ) 模式的液晶等。在下文中， 详细 描述了显示部分 20( 像素 Pix) 的构造。
     图 4A 是示出了像素 Pix 的示例性电路图的图。像素 Pix 包括 TFT( 薄膜晶体管 ) 元件 Tr、 液晶元件 LC 和保持电容元件 C。TFT 元件 Tr 例如由 MOS-EFT( 金属氧化物半导 体 - 场效应晶体管 ) 构成， 并且其中栅极连接到栅极线 G， 源极连接到数据线 D 并且漏极连 接到液晶元件 LC 的一端并且连接到保持电容元件 C 的一端。对于液晶元件 LC 来说， 一端 连接到 TFT 元件 Tr 的漏极， 并且剩余一端连接到接地。对于保持电容元件 C 来说， 一端连 接到 TFT 元件 Tr 的漏极， 并且剩余一端连接到保持电容线 Cs。栅极线 G 连接到栅极驱动器 52， 并且数据线 D 连接到数据驱动器。
     图 4B 是示出了包括像素 Pix 的显示部分 20 的截面构造。像这样， 在显示部分 20 的截面中， 液晶层 203 被密封在驱动衬底 201 与相对衬底 205 之间。驱动衬底 201 形成有 包括上述 TFT 元件 Tr 的像素驱动电路， 并且在该驱动衬底 201 上， 对于每个像素 Pix 提供 像素电极 202。 相对衬底 205 形成有未示出的彩色滤光片和 / 或黑色矩阵， 并且在其液晶层 203 那一侧的表面上， 设置相对电极 204， 以由像素 Pix 共享使用。在显示部分 20 中， 偏振 片 206a 和 206b 分别附着到在光入射侧 ( 在本示例中的背光 30 那一侧 ) 和光出射侧 ( 在 本示例中的液晶屏障 10 那一侧 ) 上， 以处于交叉尼克尔或平行尼克尔。
     ( 背光 30)
     背光 30 被构造为在例如导光板的侧表面上包括 LED( 发光二极管 ) 等。或者， 背 光 30 可以例如由多个 CCFL 的配置来构造 ( 冷阴极荧光灯 )。
     ( 液晶屏障 10)
     图 5 是示出了液晶屏障 10 中的开闭部分的布局构造的图。图 6A 示出了液晶屏障 10 的截面构造， 并且图 6B 是示出了在 XY 平面中的透明电极层 15a 与隔离件 16 之间的位置 关系的示意图。
     液晶屏障 10 是所谓的视差屏障， 并且如图 5 所示， 包括多个开闭部分 11( 第二子 区域 ) 以及多个开闭部分 12( 第一子区域 )， 其中每一者都使得光通过或阻挡光。这些开 闭部分 11 和 12 根据立体显示单元 1 所执行的显示的类型 ( 即， 普通显示 ( 二维显示 ) 或 立体显示 ) 来不同地工作。具体地， 如下文中所述的， 开闭部分 11 在普通显示期间都处于 打开状态 ( 透过状态 )， 并且在立体显示期间， 都处于关闭状态 ( 阻挡状态 )。如下文中描 述的， 开闭部分 12 在普通显示期间都处于打开状态 ( 透过状态 )， 并且在立体显示期间， 都 以时分的方式执行开闭操作。这样的开闭部分 11 和 12 被交替地设置， 使得开闭部分 11 和 12 中的任何一者都可以被作为一组而选择性地驱动， 或者这些组可以例如以时分的方式驱 动。 这些开闭部分 11 和 12 都被设置为使其在 XY 平面中沿着一个方向 ( 例如， 从水平 方向 X 成预定角度 θ 的方向 ) 经由边界部分 S 延伸。开闭部分 11 和 12 分别具有宽度 E1 和 E2， 其值不同并且在这里具有例如 E1 ＞ E2 的关系。注意， 开闭部分 11 和 12 都不被限 制为具有这种宽度尺寸的关系， 并且 E1 ＜ E2 或 E1 ＝ E2 也是可以的。边界部分 S 例如是 与子电极 15a1 和 15a2( 下文中对其进行描述 ) 之间的狭缝相对应的部分。这样的开闭部 分 11 和 12 都被构造为包括液晶层 ( 即， 下文中将要描述的液晶层 14) 并且都按照施加到 该液晶层 14 的驱动电压来打开和关闭。
     具体地， 如图 6A 所示， 液晶屏障 10 被构造为在都例如由玻璃制成的透明衬底 13A 和 13B 之间包括液晶层 14。对于这些透明衬底 13A 和 13B 来说， 透明衬底 13A 被设置在光 入射侧上， 并且透明衬底 13B 被设置在光出射侧上。透明衬底 13A 在液晶层 14 那一侧上的 表面形成有透明电极层 15a， 并且透明衬底 13B 在液晶层 14 那一侧上的表面形成有透明电 极层 15b。这些透明电极层 15a 和 15b 例如都由 ITO 制成。透明衬底 13A 在光入射侧上附 着有偏振片 18a， 并且透明衬底 13B 在光出射侧上附着有偏振片 18b。在下文中， 详细描述 了每个组件的构造。
     液晶层 14 例如由 TN 模式 (TN 液晶 ) 制成。在该实施例中， 举例说明了液晶层 14 被在常白模式 ( 例如， 在不施加驱动电压的情况下 ( 图 7A) 液晶层 14 使得光从其通过 ( 即， 执行白色显示 ) 并且在施加驱动电压的情况下 ( 图 7B) 阻挡光 ( 即， 执行黑色显示 )) 中驱 动的情况。更具体地， 在不施加驱动电压的白色显示期间， 在光入射侧与光出射侧之间， 液 晶分子的朝向彼此垂直， 并且沿着液晶层 14 的厚度方向在旋转的同时配向到各个方向。另 一方面， 在施加驱动电压的黑色显示期间， 液晶分子的朝向被配向为沿着液晶层 14 的厚度 方向。
     对于透明电极层 15a 和 15b， 它们中的一者或两者都被划分为多个子电极 ( 每个都 能够独立供应电压 )。作为示例， 透明电极层 15a 被划分为多个子电极 15a1 和 15a2， 并且 透明电极层 15b 被设置为由这些子电极 15a1 和 15a2 共享使用的电极。对应于子电极 15a1
     和 15a2 的区域分别是开闭部分 11 和 12， 并且都等价于根据本公开的实施例的子区域。这 种构造允许仅将电压施加到液晶层 14 的任何选择的区域， 使得开闭部分 11 和 12 都改变 状态 ( 即， 透过状态 ( 白色显示 ) 或阻挡状态 ( 黑色显示 ))。对于这些透明电极层 15a 和 15b， 液晶层 14 那一侧上的表面都形成为具有配向膜。
     偏振片 18a 和 18b 都用于控制进入液晶层 14 的光的偏振方向以及从液晶层 14 离 开的光的偏振方向。在液晶层 14 例如由 TN 液晶制成时， 这些偏振片 18a 和 18b 的吸收轴 被设置为使其彼此垂直。
     ( 隔离件 16 的配置 )
     在这种液晶屏障 10 中， 隔离件 16 通过插入透明衬底 13A 与 13B 之间来进行设置， 用于控制液晶层 14 的厚度。隔离件 16 例如由诸如光刻胶的树脂制成， 并且成形为柱状， 例 如， 圆柱体状。如图 6A 和图 6B 所示， 盖隔离件 16 被设置到液晶屏障的 XY 平面上的多个选 择的区域中， 具体地设置到不包括边界部分 S 的区域中， 即， 除了开闭部分 11 和 12 之间的 边界区域之外的部分中。在该实施例中， 隔离件 16 不存在于子电极 15a2 的边缘 150e( 端 边缘部分 ) 处， 即， 在该示例中都设置在子电极 15a2 上的中央部分处。换言之， 隔离件 16 都不设置为穿过子电极 15a1 与 15a2 之间的区域 ( 边界部分 S)。
     如上所述， 这样的隔离件 16 可以被设置在不包括边界部分 S 的任何区域内， 但是 期望地， 如本实施例中这样， 隔离件 16 都设置在开闭部分 12 的子电极 15a2 上的、 光在立体 显示期间将会从此处穿过的区域， 即， 白色显示区域。 然而， 这当然不是限制性的， 并且隔离 件 16 可以都设置在开闭部分 11 中的子电极 15a1 上。
     注意， 在该实施例中， 开闭部分 11 例如具有 20 到 200μm 的宽度 E1( 即， 子电极 15a1 的宽度 )， 开闭部分 12 具有例如 100 到 500μm 的宽度 E2( 即， 子电极 15a2 的宽度 )， 并且边界部分 S 例如具有 4 到 20μm 的宽度。隔离件 16 具有 10 到 30μm 的直径， 即， 在 XY 平面上的圆形部分的直径。
     在该示例中， 液晶屏障 10 被举例说明为在常白模式中工作， 但是这当然不是限制 性的， 并且可选择地， 液晶屏障 10 例如可以在常黑模式中工作。这种常黑操作与常白操作 之间的选择是通过偏振片和液晶配向实现的。
     对于立体显示， 屏障驱动部分 9 对开闭部分 11 和 12 进行驱动， 来以相同正时执行 开闭操作。具体地， 虽然将会描述其具体细节， 但是屏障驱动部分 9 可以对组 A 中的多个开 闭部分 12 以及组 B 中的多个开闭部分 12 进行驱动， 来以时分的方式使其交替地打开和关 闭。
     图 8 示出了开闭部分 12 的示例性组配置。开闭部分 12 例如构造了两个组。具体 地， 组 A 包括多个开闭部分 12A， 并且组 B 包括多个开闭部分 12B。这些开闭部分 12A 和 12B 被交替地设置。
     图 9A 到图 9C 示意性地示出了用于立体显示和普通显示 ( 二维显示 ) 的液晶屏障 10 的状态。具体地， 图 9A 示出了用于立体显示的状态， 图 9B 示出了立体显示的另一个状 态， 并且图 9C 示出了普通显示的状态。液晶屏障 10 交替地包括开闭部分 11 和 12， 即， 组A 中的开闭部分 12A 和组 B 中的开闭部分 12B。在该示例中， 开闭部分 12A 和 12B 都设置到 显示部分 20 中的每六个像素 Pix。在下文的描述中， 像素 Pix 被假设为包括 RGB 的三个像 素， 但是当然不是限制性的。或者， 例如， 像素 Pix 可以是子像素。注意， 在液晶屏障 10 中，在附图中光被阻挡的任何部分都用斜线表示。
     对于立体显示， 在显示部分 20 中， 基于视频信号 SA 和 SB 的视频显示以时分方式 执行， 并且如上所述， 在液晶屏障 10 中， 开闭部分 12( 即， 开闭部分 12A 和 12B) 与显示部分 20 上的时分显示同步地打开和关闭。在这种开闭部分 12 的打开和关闭期间， 开闭部分 11 都保持在关闭状态， 即， 处于阻挡状态。 更具体地， 虽然下文中会更详细地描述， 但是如图 9A 所示， 在提供视频信号 SA 时， 在液晶屏障 10 中， 开闭部分 12A 处于打开状态， 并且开闭部分 12B 处于关闭状态。向位于与这些开闭部分 12A 相对应的位置处的六个相邻像素 Pix， 显示 部分 20 显示包括在视频信号 SA 中的六个视点图像。类似地， 如图 9B 所示， 在提供视频信 号 SB 时， 在液晶屏障 10 中， 开闭部分 12B 处于打开状态， 并且开闭部分 12A 处于关闭状态。 向位于与这些开闭部分 12B 相对应的位置处的六个相邻像素 Pix， 显示部分 20 显示包括在 视频信号 SB 中的六个视点图像。
     另一方面， 对于普通显示 ( 二维显示 )， 如图 9C 所示， 显示部分 20 产生基于视频信 号 S 的显示， 并且在液晶屏障 10 中， 开闭部分 11 和 12， ( 即， 开闭部分 12A 和 12B) 都保持 在打开状态， 即， 透过状态。
     ( 作用和效果 ) 之后， 将会描述本实施例中的立体显示单元 1 的作用和效果。
     ( 整体操作的一般描述 )
     控制部分 40 是控制显示驱动部分 50、 背光驱动部分 29 和屏障驱动部分 9 的电路， 基于从外部提供的视频信号 Vdisp， 控制部分 40 向每一者提供控制信号而使得它们彼此同 步工作。背光驱动部分 29 基于由控制部分 40 提供的背光控制信号来驱动背光 30。背光 30 向显示部分 20 发射面发射光。显示驱动部分 50 基于由控制部分 40 提供的视频信号 S 来驱动显示部分 20。显示部分 20 通过对来自背光 30 的光进行调制， 来执行显示。屏障驱 动部分 9 基于由控制部分 40 提供的屏障控制指令来驱动液晶屏障 10。液晶屏障 10 在来自 背光 30 的光穿过显示部分 20 之后使得光通过或阻挡光。
     ( 立体显示的具体操作 )
     通过参照多个附图， 接下来将会描述立体显示的具体操作。
     图 10A 和图 10B 示出了显示部分 20 的示例性操作以及液晶屏障 10 的示例性操作， 并且具体地， 图 10A 示出了提供视频信号 SA 的情况， 并且图 10B 示出了提供视频信号 SB 的 情况。
     如图 10A 所示， 在提供视频信号 SA 时， 显示驱动部分 50 向显示部分 20 中的六个 相邻像素 Pix 显示六个像素的像素信息 P1 到 P6。这些像素信息 P1 到 P6 都对应于包括在 视频信号 SA 中的六个视点图像。用于显示这些像素信息 P1 到 P6 的六个像素被假设为在 开闭部分 12A 附近彼此相邻的那些像素。另一方面， 在液晶屏障 10 中， 如上所述， 开闭部分 12A 都被控制为处于打开状态 ( 透过状态 )， 并且开闭部分 12B 都被控制为处于关闭状态 ( 开闭部分 11 都被控制为处于关闭状态 )。这样， 通过开闭部分 12A 限制了来自显示部分 20 中的每个像素 Pix 的光的发射角。 换言之， 以空间分割的方式显示在显示部分 20 上的六 个视点图像由开闭部分 12A 分离。对于这样分离的六点图像， 通过观察者的左眼观看基于 像素信息 P3 的图像光， 并且通过观察者的右眼观看基于像素信息 P4 的图像光， 使得图像例 如由观察者感觉为三维的。
     这也可以应用到在提供视频信号 SB 的情况， 并且如图 10B 所示， 显示驱动部分 50 向显示部分 20 中的六个相邻像素 Pix 显示六个像素的像素信息 P1 到 P6。这些像素信息 P1 到 P6 都对应于包括在视频信号 SB 中的六个视点图像。用于显示这些像素信息 P1 到 P6 的六个像素被假设为在开闭部分 12B 附近彼此相邻的那些像素。另一方面， 在液晶屏障 10 中， 如上所述， 开闭部分 12B 都被控制为处于打开状态 ( 透过状态 )， 并且开闭部分 12A 都被 控制为处于关闭状态 ( 开闭部分 11 都被控制为处于关闭状态 )。这样， 通过开闭部分 12B 限制了来自显示部分 20 中的每个像素 Pix 的光的发射角。换言之， 以空间分割的方式显示 在显示部分 20 上的六个视点图像由开闭部分 12B 分离。对于这样分离的六点图像， 通过观 察者的右眼观看基于像素信息 P3 的图像光， 并且通过观察者的左眼观看基于像素信息 P4 的图像光， 使得图像例如由观察者感觉为三维的。
     因此， 对于观察者来说， 他或她的右眼和左眼将会看到像素信息 P1 到 P6 中任意一 些的不同的像素信息， 使得观察者感觉到图像是三维的。 然而， 通过以时分方式交替打开和 关闭开闭部分 12A 和 12B 来进行图像显示， 观察者将会均匀地观察显示在未对准的不同位 置处的图像。这样， 与在不对于多个开闭部分 12 进行分组的情况下对多个开闭部分 12 一 同进行驱动的情况相比， 立体显示单元 1 允许实现两倍的分辨率。换言之， 立体显示单元 1 有利地是二维显示装置的分辨率的 1/3( ＝ 1/6×2)。 包括这种开闭部分 11 和 12 的液晶屏障 10 包括密封在透明衬底 13A 与 13B 之间 的液晶层 14， 并且通过将电压独立地施加到与开闭部分 11 和 12 中的每一者相对应的每个 区域来在光透过状态与光阻挡状态之间改变状态。因此， 对于用于将电压施加到液晶层 14 的透明电极层 15a 和 15b 来说， 透明电极层 15a 被划分为多个子电极 15a1 和 15a2。此外， 在这种构造中， 用于控制液晶层 14 的厚度的隔离件 16 被设置在多个预定区域中。在下文 中， 将要通过比较示例描述隔离件 16 的配置的效果。
     ( 比较示例 )
     图 11A 和图 11B 是分别示出了比较示例中的液晶屏障 ( 液晶屏障 100) 的示例性 截面构造以及其中的隔离件的配置构造的图。与实施例类似， 液晶屏障 100 包括密封在透 明衬底 101A 与 101B 之间的液晶层 103， 并且具有用于将电压施加到液晶层 103 的透明电极 层 102a 和 102b。透明衬底 101A 在光入射侧上被附着有偏振片 105a， 并且在光出射侧上被 附着有偏振片 105b。对于透明电极层 102a 和 102b， 透明电极层 102a 被划分为多个子电极 102a1 和 102a2， 并且与透明电极 102a1 和 102a2 相对应的区域分别是开闭部分。在这种构 造中， 为了控制液晶层 103 的厚度， 通过在透明衬底 101A 和 101B 之间插入进行插入而提供 隔离件 104。注意， 在本比较示例中的液晶屏障 100 中， 隔离件 104 都被设置为使其穿过透 明电极 102a1 与 102a2 之间的区域， 即， 设置在边界部分 S 中。
     这里的问题是 ： 如果隔离件 104 被设置在这种边界部分 S 中， 由于透明电极 102a1 和 102a2 的边缘的影响 ( 即， 特别是由于边缘场的产生 )， 液晶层 103 的配向容易被极大地 扰乱。在液晶层 103 例如被以常白模式驱动时， 电压被施加到与透明电极 102a2( 或者透 明电极 102a1) 相对应的任何区域， 来进行黑色显示。在这种情况下， 因为液晶配向不是期 望的方向， 所以每个隔离件 104 附近的区域部分地使得太多的光透过。因此， 在每个隔离件 104 的附近发生太多的光泄露， 使得该部分看起来比其他区域更加苍白。
     另一方面， 在实施例中， 隔离件 16 被设置在不包括边界部分 S 的区域中， 即， 在除
     了边界区域之外的部分中。换言之， 隔离件 16 被设置在子电极 15a2 上的、 液晶配向稳定的 区域中， 由此防止像比较示例中那样由于隔离件的配置而引起的透过率的变化。
     ( 示例 )
     这里， 对于两种情况中的电场分布以及液晶层的配向状态执行了模拟， 即， 这两种 情况中的一者是像比较示例中那样隔离件 104 被设置在边界部分 S 中， 并且另一者是像实 施例 ( 即， 示例 1) 中那样隔离件 16 设置在 ( 子电极 15a2 上的 ) 除了边界区域之外的部分 中。对于这种模拟， 在比较示例中， 隔离件 104 都被直接设置在边界部分 S 上， 如图 12A 所 示， 并且边界部分 S 被设置为具有 8μm 的宽度， 并且隔离件 104 具有 20μm 的直径。 另一方 面， 在示例 1 中， 如图 12B 所示， 隔离件 16 都被设置在子电极 15a2 上的中央部分处， 并且边 界 S 被设置为具有 8μm 的宽度， 隔离件 16 具有 20μm 的直径并且子电极 15a2 具有 50μm 的宽度 (E2)。此外， 在比较示例和示例 1 中， 液晶层被设置为具有 3.5μm 的厚度 ( 隔离件 的高度 )。
     图 14A 示出了等势线图， 其为比较示例中的计算结果， 并且图 14B 示出了其中液晶 配向的状态。图 15A 示出了示例 1 中的等势线图， 并且图 15B 示出了其中液晶配向的状态。 此外， 图 13A 和图 13B 分别示出了在边界部分 S 附近的等势线图以及其中液晶配向的状态。 这里， 图 13A 和图 13B 都对应于沿着图 12A 的线 X1 的、 边界部分 S 附近的截面， 并且图 14A 和图 14B 都对应于沿着图 12A 的线 X2 的、 边界部分 S 附近的截面。图 15A 和图 15B 都对应 于沿着图 12A 的线 X3 的、 开闭部分 12( 即， 与子电极 15a2 相对应的区域 ) 的截面。颜色的 变化表示电势的变化， 其示出了电势以蓝色、 绿色、 黄色、 橙色和红色的顺序逐渐增加， 即， 蓝色的部分是电势最低的部分 ( 在本示例中为 0V)， 并且红色的部分是电势最高的部分 ( 在 本示例中为 7V)。 如图 13A 和图 13B 所示， 在与边界部分 S 相对应的区域中， 由于电极的边缘的影响 而产生边缘场。记知因为液晶分子没有足够地立起而使得液晶配向受到扰乱。这样， 像比 较示例中那样， 如果隔离件 104 被设置在边界部分 S 中， 那么电场分布和液晶配向分别看起 来像是图 14A 和图 14B 中示出的那样。因此， 在与边界部分 S 相对应的区域中， 即， 沿着图 12A 的线 Y1 的截面， 图 13A 的电场分布和图 14A 的电场分布都存在。这意味着对于液晶配 向来说， 图 13B 的配向状态和图 14B 的配向状态都存在于在隔离件 104 周围。因此， 在隔离 件 104 附近， 液晶配向变得更加不稳定， 由此容易在边界部分 S 中以及隔离件 104 的附近的 区域中引起光泄露。注意， 在图 14A 和图 14B 中， 附图标记 104D 表示设置隔离件 104 的区 域。
     另一方面， 在示例 1 中， 如图 15A 和图 15B 所示， 因为隔离件 16 被设置在子电极 15a2 上的、 电场分布平坦的部分上， 所以液晶配向不受到扰乱。因此， 电场分布变得在沿着 线 X3 以及沿着线 Y2 的截面中对称， 使得液晶配向变得稳定。注意， 在图 15A 和图 15B 中， 附图标记 16D 表示设置了隔离件 16 的区域。因此， 在隔离件 16 设置在开闭部分 11 与 12 之间的边界区域之外的部分中的实施例中， 液晶配向不会由于隔离件的配置而受到扰乱， 由此有利地防止由此引起的透射率的变化。
     通过设置在子电极 15a2 上的隔离件， 即， 通过设置在在立体显示期间显示白色的 开闭部分 12 中的隔离件 16， 可以有利地获得以下效果。因为隔离件 16 影响其周围的液晶 分子配向， 所以在隔离件 16 周围的区域中发生光泄露， 并且因此所得到的显示不够黑。这
     样， 通过不在用于黑色显示 ( 阻挡区域 ) 开闭部分 11 上 ( 不在子电极 15a1 上 ) 提供隔离 件 16 而在用作白色显示 ( 透过区域 ) 的开闭部分 12 上 ( 在子电极 15a2 上 ) 提供隔离件， 成功地防止了黑色显示部分中的光泄露。
     在这种情况下， 每个隔离件 16 都被期望不存在于子电极 15a2 的边缘 150a 处， 并 且更期望地， 它们都被设置在子电极 15a2 上的中央部分处。这意味着隔离件 16 被设置在 电场分布更平坦的区域， 由此防止更多的液晶配向受到隔离件的配置的影响。
     如上所述， 在实施例中， 显示部分 20 以空间分割的方式显示多个视点图像， 并且 因此所显示的图像由液晶屏障 10 的多个开闭部分 11 和 12 透过或阻挡。因此， 对于观察着 来说， 他或她的左眼和右眼分别感受到不同的透视图像， 使得产生立体显示。 在液晶屏障 10 中， 通过在不包括边界部分 S 的区域 ( 除了边界区域之外的部分 ； 在本示例中是在子电极 15a2 上 ) 中提供隔离件 16， 隔离件 16 将会被设置在电场分布平坦的任何区域 ( 即， 液晶配 向平坦的区域 ) 中， 由此能够防止由于隔离件的配置而影响透射率的任何变化。这样， 实现 了能够防止光不均匀。
     注意， 在上述实施例中， 举例说明了隔离件 16 设置在开闭部分 12 中的情况。 但是， 隔离件 16 可以起到良好的作用， 只要他们被设置在不包括边界部分 S 的区域中， 即， 可以被 设置在开闭部分 11 中。然而， 根据上述原因， 期望将隔离件 16 不设置在黑色显示的开闭部 分 11 中但是设置在白色显示的开闭部分 12 中。
     ( 修改示例 )
     之后将会描述上述实施例的修改示例中的液晶屏障。这里， 与上述实施例中相同 的任何组件具有相同的附图标记， 并且在可能的情况下不在重复其描述。
     ( 构造 )
     图 16A 示出了修改示例中的液晶屏障 ( 即， 液晶屏障 10a) 的截面构造， 并且图 16B 是在 XY 平面中的示意性平面图， 其示出了透明电极层与隔离件之间的位置关系。液晶屏障 10a 是用在包括与上述实施例类似的背光 30 和显示部分 20 的立体显示单元中的视差屏障。 液晶屏障 10a 被构造为包括液晶层 14， 并且为了进行立体显示， 液晶屏障 10a 被驱动为使得 交替地形成用于光阻挡的区域和用于光透过的区域。
     在本修改示例中的液晶屏障 10a 中， 多个开闭部分 11( 即， 第三子区域 ) 以及多个 光透过部分 22( 即， 第四子区域 ) 交替地设置。开闭部分 11 被允许在光透过与光阻挡之间 改变状态， 并且光透过部分 22 通常使得光从其透过， 而不论驱动电压如何。换言之， 在液晶 屏障 10a 中， 与上述实施例类似， 开闭部分 11 被控制为使其在普通显示期间处于打开状态， 并且被控制为在立体显示期间处于关闭状态。另一方面， 光透过部分 22 被控制为处于打开 状态， 而不论在进行哪种显示 ( 即， 普通显示或立体显示 )。 在下文中， 将会描述这种液晶屏 障 10a 的具体构造。
     与上述实施例中的液晶屏障 10 类似， 液晶屏障 10a 包括在透明衬底 13A 与 13B 之 间的液晶层 14。透明衬底 13A 在液晶层 14 那一侧上的表面形成为具有透明电极层 19a， 并 且透明衬底 13B 在液晶层 14 那一侧上的表面被形成为具有透明电极层 15b。透明衬底 13A 在光入射侧上附着有偏振片 18a， 并且透明衬底 13B 在光出射侧上附着有偏振片 18b。
     与上述实施例类似， 至少透明电极层 19a 或 15b( 在本示例中为透明电极层 19a) 被划分为多个子电极 19a1。注意， 在本修改示例中， 这些子电极 19a1 仅被设置在开闭部分11 中， 并且没有被设置在透光部分 22 中。 换言之， 透光部分 22 是至少在一个透明衬底的侧 面上不包括电极的无电极形成区域。 对于透明衬底 13B 那一侧的透明电极层 15b 来说， 与上 述实施例类似， 其作为由多个子电极 19a1 共享使用的所谓的固态电极。通过这种构造， 开 闭部分 11 被允许通过施加驱动电压而在光阻挡状态与光透过状态之间改变状态。另一方 面， 例如在液晶层 14 被在常白模式中驱动时， 透光部分 22 作为普通常白显示的透光区域。
     开闭部分 11 被设置为使其在 XY 平面中沿着一个方向 ( 即， 与水平方向 X 成预定 角度 θ 的方向 ) 延伸与透光部分 22 相对应的预定间隔。这里， 开闭部分 11 和透光部分 22 都可以具有不同的宽度， 或者不具有不同的宽度。
     在这种构造中， 也在本修改示例中， 多个隔离件 16 通过插入透明衬底 13A 与 13B 之间而进行设置， 以控制液晶层 14 的厚度。隔离件 16 被设置到液晶屏障 10 的 XY 平面中 的多个选择的区域， 特别是不包括边界部分 S1 的区域， 即， 除了开闭部分 11 与透光部分 22 之间的边界区域之外的部分。 换言之， 隔离件 16 不被设置到子电极 19a1 的边缘部分中， 即， 不存在于子电极 19a1 的边缘部分中。具体地， 隔离件 16 都设置在透光部分 22 的中央部分 中。期望将隔离件 16 设置在不包括边界部分 S1 的那些区域 ( 即， 开闭部分 11 和透光部分 22) 之中的透光部分 22 中。 这是因为， 在常白模式下， 如上文中所述的， 围绕隔离件 16 的区 域不被显示为足够黑， 并且因此期望将隔离件 16 不设置在黑色显示的区域中， 而是设置在 白色显示的区域中。
     ( 效果 )
     在本修改示例中， 通过在来自背光 30 的光穿过显示部分 20 之后， 使得来自背光 30 的光在液晶屏障 10 中被阻挡以及穿过透光部分 22， 由于视点图像的分离而产生了立体显 示。在该修改示例中， 因为每个透光部分 22 保持作为普通的透光部分， 所以没有像上述实 施例那样以组为基础进行时分方式的显示， 但是不需要对与透光部分 22 施加电压。因此， 减少了电极布线， 使得该构造被有利地简化了。这里， 通过将开闭部分 11 保持在打开状态 来实现二维显示。
     上述液晶屏障 10a 在透明衬底 13A 与 13B 之间包括多个隔离件 16。在该修改示例 中， 这些隔离件 16 也被设置在不包括边界部分 S1 的区域中。因为开闭部分 11 都被设置为 具有子电极 19a1， 所以在边界部分 S 1 中， 由于子电极 19a1 的边缘的影响而产生边缘场， 由 此扰乱了液晶配向。在该修改示例中， 通过不在使得液晶配向扰乱的这种区域中设置隔离 件 16， 可以防止由于隔离件的配置而引起的液晶配向的可能的扰乱。此外， 通过将隔离件 16 设置到普通白色显示的透光部分 22， 如上所述， 可以防止由穿过隔离件 16 自身的光而引 起的透射率的任何变化。这样， 可以实现与上述实施例中类似的效果。
     ( 示例 )
     这里， 对于像修改示例 ( 即， 示例 2) 中那样隔离件 16 设置在除了边界区域之外的 部分 ( 透光部分 22) 中的情况下的电场分布以及液晶层的配向状态执行了模拟。对于这种 模拟， 在比较示例中， 隔离件 16 都被设置在与透光部分 22 相对应的区域的中央部分处， 即， 子电极 19a1 之间的区域。隔离件 16 被设置为具有 20μm 的直径， 透光部分 22 具有 50μm 的宽度， 并且液晶层具有 3.5μm 的厚度 ( 隔离件的高度 )。
     图 18A 示出了等势线图， 其为示例 2 中的计算结果， 并且图 18B 示出了其中液晶配 向的状态。这里， 图 18A 和图 18B 都对应于沿着图 17 的线 X4 的、 透光部分 22 的截面。电势与颜色的关系与上述示例 1 中类似。然而， 因为透光部分 22 在透明衬底 13A 那一侧上没 有电极， 所以液晶层 14 全部处于例如 0V。在这种示例 2 中， 因为隔离件 16 被设置在作为普 通白色显示区域的透光部分 22 中， 所以在作为黑色显示区域的开闭部分 11 中液晶配向不 受到扰乱。
     注意， 在上述修改示例中， 举例说明了隔离件 16 设置在透光部分 22 中的情况。但 是， 透光部分 22 当然不是限制性的， 并且隔离件 16 可以起到良好的作用， 只要他们被设置 在不包括边界部分 S1 的区域中， 即， 不存在子电极 19a1 的边缘部分的区域中。或者， 隔离 件 16 可以被设置在开闭部分 11 中。然而， 如上所述， 期望将隔离件 16 不设置在黑色显示 的开闭部分 11 中而是设置在白色显示的开闭部分 12 中， 即， 本示例中的透光部分 22 中。
     这样， 虽然本公开已经具体描述了是实力和修改示例， 但是以上描述在各个方面 都是示例性的而非限制性的。可以理解， 可以涉及大量的其他修改和变化。例如， 在上文中 描述的实施例等中， 从背光 30 那一侧按照显示部分 20 和液晶屏障 10 的顺序进行设置。或 者， 显示部分 20 与液晶屏障 10 之间的位置关系可以颠倒。换言之， 可以将液晶屏障 10 设 置在背光 20 与显示部分 20 之间。如果采用这种构造， 如上所述， 通过将液晶屏障 10 的开 闭部分中的打开 / 关闭操作与显示部分 20 上的视频显示同步来实现立体显示。 此外， 在上述实施例等中， 举例说明了液晶屏障中的多个开闭部分在 XY 平面中沿 着倾斜方向延伸的情况。开闭部分的配置不局限于这种倾斜方向。例如如图 19 所示， 多个 开闭部分 31 和 32 可以交替地并沿着 Y 方向设置， 以使得光透过或阻挡光。
     此外， 在上述实施例中， 对于立体显示， 在液晶屏障 10 中的多个开闭部分 11 和 12 中， 将开闭部分 11 驱动为保持在关闭状态并且开闭部分 12 基于视频信号而处于打开状态。 或者， 这种驱动可以相反地执行， 即， 使得开闭部分 12 保持在关闭状态， 并且开闭部分 11 基 于视频信号而处于打开状态。
     此外， 在上述实施例中， 为了得到更高的分辨率， 在开闭部分 11 和 12 中， 开闭部分 12 被划分为两组 A 和 B， 并且这些组 A 和 B 都被以时分方式驱动。然而在本公开中， 以这种 时分方式进行视频显示不一定是期望的。换言之， 作为示例， 液晶屏障 10 中的每个开闭部 分 11 可以被驱动为处于关闭状态， 并且每个开闭部分 12 可以被驱动为处于打开状态， 由此 使得视点图像分离。或者， 开闭部分 12 可以被划分为三组以上， 并且这三个以上的组被顺 序地驱动。
     此外， 在上述实施例等中， 视频信号 SA 和 SB 都被假设为包括六个视点图像。这当 然不是唯一的选择， 并且视频信号可以都包括五个以下的视点图像， 或者七个以上的视点 图像。例如在视频信号包括五个视点图像时， 可以为显示部分 20 中每五个像素 Pix 提供开 闭部分 12。这里， 视点图像不一定与用于显示的像素一样多。换言之， 例如， 用于向多个相 邻像素进行显示的像素信息不一定是从不同视点观看的， 并且一些可以是从相同视点观看 的。
     本公开含有的主题涉及 2010 年 8 月 20 日递交给日本专利局的日本优先权专利申 请 JP 2010-185368 中公开的主题， 并且通过引用将其全部结合在这里。