JP2005173619A

JP2005173619A - ディスプレイデバイス

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Publication number: JP2005173619A
Application number: JP2004358498A
Authority: JP
Inventors: Kiei Sei; 基榮成; Byoung-So Choi; 秉昭崔; Norihiro Minami; 昇浩南
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2003-12-10
Filing date: 2004-12-10
Publication date: 2005-06-30
Anticipated expiration: 2024-12-10
Also published as: EP1542477A3; US20070206134A1; EP1542477A2; US7250990B2; US20050134762A1; JP3899099B2; KR20050057700A; KR100580633B1; US7382425B2

Abstract

【課題】より簡易な構成により、２Ｄ／３Ｄ映像を切り替えて表示可能なディスプレイデバイスを提供する。
【解決手段】ディスプレイデバイス１００は、光源ユニット１０２と、液晶デバイス１５０と、光源ユニット１０２と液晶デバイス１５０との間に位置し、一対の偏光板を備える光調節デバイス１０４，１０６を含む。また、一対の偏光板１０４，１０６のそれぞれには、偏光パターンが形成されている。一対の偏光板１０４，１０６のうち一つが平行移動可能である。
【選択図】図３

Description

本発明は電子ディスプレイに係り、特に２次元（２Ｄ）と３次元（３Ｄ）映像を選択的に再生できるディスプレイデバイスに関する。

一般的に、３Ｄ映像を表示するために両眼視差を利用する方法が使われ、これはさらに眼鏡着用有無によって眼鏡着用式と無眼鏡式に分類される。眼鏡着用式には、偏光眼鏡を使用する方法または液晶（ＬＣ；ｌｉｑｕｉｄｃｒｙｓｔａｌ）シャッター眼鏡を使用する方法がある。無眼鏡式には、レンチキュラーレンズ（ｌｅｎｔｉｃｕｌａｒｌｅｎｓ）、パララックスバリア（ｐａｒａｌｌａｘｂａｒｒｉｅｒ）、パララックス照射（ｐａｒａｌｌａｘｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ）等を利用する方式がある。

前者はステレオスコープ、後者はオートステレオスコープと称される。ステレオスコープ方式は、偏光プロジェクターを用いて主に劇場のような多くの人々が同時に視聴する所で利用され、オートステレオスコープ方式は、個人や少数の人々が使用するゲーム用ディスプレイ、家庭用テレビ、展示用ディスプレイ等に主に利用されている。

オートステレオスコープ方式のうちの一つであるパララックス照射方式の３Ｄディスプレイの原理について知られている（例えば、特許文献１参照。）。

図１は、固定式パララックス照射方式を用いた３Ｄディスプレイの原理を説明するための図面である。

図１に示されるように、パララックス照射方式の３Ｄディスプレイは、映像を表示する液晶表示素子（ＬＣＤ；ｌｉｑｕｉｄｃｒｙｓｔａｌｄｉｓｐｌａｙ）１２と、一定周期の間隔を持つ複数のスリットを後面側に備える固定式バリア１６が前面に形成された照射プレート１４とから構成される。

照射プレート１４内に装着された光源から光が発生すると、発生した光は、バリア１６に備わった複数のスリットを通過する。これにより、照射プレート１４は、一定間隔で離れたライン状の光を照射する３Ｄ用光源として作用し、ＬＣＤ１２の奇数カラムの画素は、左眼が観測する左側映像、偶数カラムの画素は、右眼が観測する右側映像を発生させて３Ｄ効果を得る。

この方式は、３Ｄ映像だけを再生できるため、２Ｄ関連コンテンツが主流を占め、３Ｄコンテンツが比較的傍流である現時点では、消費者の欲求を満足させられないという短所がある。したがって、２Ｄ映像と３Ｄ映像とを使用者の選択によって任意に切り替えできる２Ｄ／３Ｄ兼用ディスプレイデバイスの開発が求められている。

このような２Ｄ／３Ｄ兼用ディスプレイデバイスとして、オートステレオスコープ方式を用いたものが知られている（例えば、特許文献２参照。）。

図２は、２Ｄ映像と３Ｄ映像とを同時に表示できる代表的なディスプレイであって、オートステレオスコープ方式を用いたディスプレイについて説明するための断面図である。

図２に示すオートステレオスコーピックディスプレイは、図１における複数のスリットを備える固定式バリアの代りに、ＬＣＤ６２の後方に液晶シャッター１０を備えている。この液晶シャッター１０を電気的信号を用いて操作し、光源から発生した光の透過度分布を地域別に調節することによって、全体的に均一な光を照射する２Ｄ用光源と、一定間隔で離れたライン状の光を照射する３Ｄ用光源とが選択的に動作可能となる。

この装置は、２Ｄ／３Ｄ映像を切り替え可能であるが、一つの液晶シャッター１０をＬＣＤ６２の後方にさらに配置しなければならないため、ガラス板を２枚使用することになり、ＬＣＤ全体が厚くなるという短所がある。また、２Ｄ／３Ｄ映像を表示するためには、さらなる消費電力が必要であるという短所がある。
米国特許第４，７１７，９４９号明細書米国特許第６，１５７，４２４号明細書

そこで、本発明の課題は、より簡易な構成により、２Ｄ／３Ｄ映像を切り替えて表示可能なディスプレイデバイスを提供することである。

本発明の一側面によれば、２Ｄ映像と３Ｄ映像を選択的に再生できるディスプレイデバイスであって、光源ユニットと、液晶デバイスと、光源ユニットと液晶デバイスとの間に位置し、一対の偏光板を備える光調節デバイスと、を含むディスプレイデバイスが提供される。一対の偏光板のそれぞれには、偏光パターンが形成されている。一対の偏光板のうち少なくとも一つは、移動可能である。

偏光パターンが形成された一対の偏光板は、相対的に移動する。光源ユニットからの光は、偏光パターンが同じ部分を通過するため、偏光板を相対的に移動することにより、液晶デバイスに照射される光の照射パターンを変更することが可能となる。例えば、パララックス照射するように偏光板を調整し、３Ｄ映像を再生することが可能となる。

これにより、液晶シャッターを用いることなく、より簡易な構成により、２Ｄ映像と３Ｄ映像とを切り替えて表示可能なディスプレイデバイスを提供することが可能となる。

また、ディスプレイデバイスでは、一対の偏光板に形成される偏光パターンは、０゜に偏光されたライン状の領域と９０゜に偏光されたライン状の領域とが交互に配置されたものでもよい。

これにより、光源ユニットからの光をライン状に遮断することが可能となり、例えば、パララックス照射するよう偏光板を調整することが可能となる。

さらに、ディスプレイデバイスでは、一対の偏光板のうち、光源ユニットの近くに位置した偏光板は、平行移動可能であることを特徴とする。

ここで、平行移動とは、例えば、偏光板の面に平行な方向への移動を意味している。言い換えれば、例えば、それぞれのライン状の領域が隣り合う方向への移動を意味している。

これにより、パララックス照射するように偏光板を調整することが可能となる。

さらに、ディスプレイデバイスでは、平行移動可能な偏光板の０゜に偏光された偏光パターンと他方の偏光板の０゜に偏光された偏光パターンとが整列されていない場合及び平行移動可能な偏光板の９０゜に偏光された偏光パターンと他方の偏光板の９０゜に偏光された偏光パターンとが整列されていない場合に、光調節デバイスは、３Ｄ映像を再生する。

上記の場合、光源ユニットからの光は、ライン状に遮断される。このため、パララックス照射方式による３Ｄ映像の再生が可能となる。

さらに、ディスプレイデバイスでは、平行移動可能な偏光板の平行移動量を調節することにより、光の通過部分の幅を調節することを特徴とする。

これにより、適切な視差画像を表示することが可能となる。

さらに、ディスプレイデバイスでは、平行移動可能な偏光板の０゜に偏光された偏光パターンと他方の偏光板の０゜に偏光された偏光パターンとが整列される場合及び平行移動可能な偏光板の９０゜に偏光された偏光パターンと他方の偏光板の９０゜に偏光された偏光パターンとが整列される場合に、光調節デバイスは、２Ｄ映像を再生する。

上記の場合、光源ユニットからの光は、光調節デバイスにより遮断されず、２Ｄ映像の再生が可能となる。

また、ディスプレイデバイスでは、液晶デバイスは、第１透明基板と、第３偏光板と、透明電極と、液晶ユニットと、パターニングされた透明電極と、第２透明基板と、前面偏光板とを含むことを特徴とするものであってもよい。第３偏光板は、第１透明基板の一面に形成される。透明電極は、第１透明基板の他面に形成される。液晶ユニットは、透明電極上に形成される。パターニングされた透明電極は、液晶ユニット内に形成される。第２透明基板は、液晶ユニット上に形成される。前面偏光板は、第２透明基板上に形成される。

さらに、ディスプレイデバイスでは、第３偏光板は、１３５゜偏光板であり、前面偏光板は、４５゜偏光板であることを特徴とする。

また、ディスプレイデバイスでは、一対の偏光板に形成される偏光パターンは、１３５゜に偏光されたライン状の領域と４５゜に偏光されたライン状の領域とが交互に配置されたものであってもよい。

さらに、ディスプレイデバイスでは、液晶デバイスと一対の偏光板との間には、λ／４プレートが配置されることを特徴とする。

ここで、λ／４プレートとは、１／４波長板とも呼ばれ、例えば、直線偏光から円偏光、またはその逆の変換に利用されるものである。

これにより、円偏光した光を液晶デバイスに照射することが可能となる。

さらに、ディスプレイデバイスでは、平行移動可能な偏光板の１３５゜に偏光された偏光パターンと他方の偏光板の１３５゜に偏光された偏光パターンとが整列されていない場合及び平行移動可能な偏光板の４５゜に偏光された偏光パターンと他方の偏光板の４５゜に偏光された偏光パターンとが整列されていない場合に、光調節デバイスは、３Ｄ映像を再生する。

さらに、ディスプレイデバイスでは、平行移動可能な偏光板の１３５゜に偏光された偏光パターンと他方の偏光板の１３５゜に偏光された偏光パターンとが整列される場合及び平行移動可能な偏光板の４５゜に偏光された偏光パターンと他方の偏光板の４５゜に偏光された偏光パターンとが整列される場合に、光調節デバイスは、２Ｄ映像を再生する。

本発明の他の側面によれば、２Ｄ映像と３Ｄ映像とを選択できるディスプレイデバイスであって、光源ユニットと、液晶デバイスと、液晶デバイスの前方に位置し、一対の偏光板を備える光調節デバイスと、を含むディスプレイデバイスが提供される。一対の偏光板のそれぞれには、偏光パターンが形成されている。一対の偏光板のうち少なくとも一つは、移動可能である。

ここで、液晶デバイスの前方とは、例えば、液晶デバイスの光源ユニット側と反対側を意味している。

偏光パターンが形成された一対の偏光板は、相対的に移動する。光源ユニットからの光は、偏光パターンが同じ部分を通過するため、偏光板を相対的に移動することにより、液晶デバイスからの光がブロックされ、観測される光のパターンを変更することが可能となる。例えば、パララックスバリアが起こるように偏光板を調整し、３Ｄ映像を再生することが可能となる。

これにより、光源ユニットからの光をライン状に遮断することが可能となり、例えば、パララックスバリアが起こるように偏光板を調整することが可能となる。

これにより、パララックスバリアが起こるように偏光板を調整することが可能となる。

上記の場合、光源ユニットからの光は、ライン状に遮断される。このため、パララックスバリア方式による３Ｄ映像の再生が可能となる。

本発明により、より簡易な構成により、２Ｄ／３Ｄ映像を切り替えて表示可能なディスプレイデバイスを提供することが可能となる。

以下、添付した図面に基づき、本発明に係るディスプレイデバイスの実施形態を詳細に説明する。各図面において同じ参照符号は同じ構成要素を示す。

図３は、本発明の実施形態によるディスプレイデバイスを説明するための断面図である。

図３に示されたように、本発明の実施形態に係るディスプレイデバイス１００は、光源ユニット１０２、第１偏光板１０４、第２偏光板１０６、及び薄膜トランジスタ液晶ディスプレイ（ＴＦＴ−ＬＣＤ；ｔｈｉｎｆｉｌｍｔｒａｎｓｉｓｔｏｒｌｉｑｕｉｄｃｒｙｓｔａｌｄｅｖｉｃｅ）１５０を含む。なお、第１偏光板１０４および第２偏光板１０６は、いずれかの偏光板を平行移動させるための移動機構などとともに光調節デバイスを形成する。また、２Ｄ及び３Ｄ映像を提供するディスプレイデバイスは、ＴＦＴ−ＬＣＤを用いたものに限定されず、透過型ディスプレイであれば何れも適用可能である。なお、半透過型ディスプレイでもよい。

図４は、図３に示すＴＦＴ−ＬＣＤ１５０を詳細に説明するための断面図である。

図４に示されたように、ＴＦＴ−ＬＣＤ１５０は、第１透明基板１５４、第１透明基板１５４の一面に形成される第３偏光板１５２、第１透明基板１５４の他面に形成される透明電極１５６、透明電極１５６上に形成される液晶ユニット１５８、液晶ユニット１５８内に透明電極１５６と対面するように形成されるパターニングされた透明電極１６０、パターニングされた透明電極１６０上に形成される第２透明基板１６２、第２透明基板１６２上に形成される前面偏光板１６４を含む。なお、本発明の実施形態では、前面偏光板１６４が光の出力側となるようにＴＦＴ−ＬＣＤ１５０をディスプレイデバイス１００に配置している。

本発明の実施形態によれば、第１及び第２透明基板１５４、１６２は、ガラスまたはポリマーにより形成され、透明電極１５６及びパターニングされた透明電極１６０は、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ−Ｏｘｉｄｅ）で形成することが望ましい。

一方、偏光板は、両偏光板の偏光成分が互いに平行であれば最大光を透過させ、偏光成分が互いに垂直であれば光を通過させない特性を有している。このような偏光板は、高分子物質を使用して一方向に伸ばした垂直配向（ＰＶＡ；ｐａｔｔｅｒｎｅｄｖｅｒｔｉｃａｌａｌｉｇｎｍｅｎｔ）フィルムにヨードや二色性染料を吸着して作られる。

（第１実施形態）
図５Ａ及び図５Ｂは、一対の線形偏光板をＴＦＴ−ＬＣＤの前方に配置した場合のディスプレイデバイスの動作を説明するための断面図である。図面において、一対の線形偏光板の黒色で表示した部分は９０゜に偏光されたパターンを示し、白い部分は０゜に偏光されたパターンを示す。

本発明の第１実施形態によれば、前面偏光板１６４は、４５゜偏光板であり、第３偏光板１５２は、１３５゜偏光板である。さらに、第１及び第２偏光板１０４、１０６は、光源ユニット１０２から放出された光が透過した後にライン状の０゜及び９０゜偏光パターンが交互に形成されるようにパターニングされた偏光パターンを持つように製作された。

まず、図５Ａに示すように、光源ユニット１０２から放出された光は、ＴＦＴ−ＬＣＤ１５０を透過して第１偏光板１０４に入射する。この時、光源ユニット１０２から放出された光がＴＦＴ−ＬＣＤ１５０を最後に通過する時に４５゜偏光板よりなる前面偏光板１６４を透過するようになっているため、ＴＦＴ−ＬＣＤ１５０を通過した光は、４５゜偏光された光となる。

次に、４５゜偏光された光は、第１偏光板１０４に入射されて０゜に偏光されたパターンと９０゜に偏光されたパターンとを透過する。したがって、第１偏光板１０４を透過した光は、ライン状の０゜に偏光された部分とライン状の９０゜に偏光された部分とを持つようになり、それぞれは交互に配置される。この時の０゜に偏光された部分と９０゜に偏光された部分との強度は、同一である。

次いで、ライン状の０゜に偏光された部分と９０゜に偏光された部分とを有する光が第２偏光板１０６に入射する。本発明の第１実施形態によれば、第２偏光板１０６は、第１偏光板１０４と同じ偏光パターンを持っていることが望ましいが、０゜及び９０゜偏光パターンの大きさが互いに異なる形状に構成されてもよい。

この時、第１偏光板１０４または第２偏光板１０６のうち何れか一つを微小平行移動させて第１偏光板１０４の偏光パターンと第２偏光板１０６の偏光パターンとの周期を外せる。図５Ａでは、第１偏光板１０４を微小平行移動させた状態を示している。

この場合、ライン状の０゜に偏光された部分と９０゜に偏光された部分を有する光が第２偏光板１０６を通過すれば、偏光成分が互いに平行であれば光が通過し、互いに垂直であれば光が通過できないため、ライン状の０゜に偏光された部分は、第２偏光板１０６のライン状の０゜に偏光された部分を通過するが、第２偏光板１０６の９０゜に偏光された部分は通過できない。

一方、ライン状の９０゜に偏光された部分は、第２偏光板１０６のライン状の９０゜に偏光された部分を通過するが、第２偏光板１０６の０゜に偏光された部分は通過できない。

この結果、一対の偏光板１０４、１０６を通過した光は、左眼と右眼とが分離された３Ｄ立体映像を観測できるように一定間隔で離れたライン状の光を通過する３Ｄ用バリアとして作用し、ＴＦＴ−ＬＣＤ１５０の奇数カラムの画素は、左眼が観測する左側映像、偶数カラムの画素は、右眼が観測する右側映像を発生させる。これにより３Ｄ効果が得られる。

一方、図５Ｂに示すように、パターン化された一対の第１及び第２偏光板１０４、１０６を微小平行移動させて互いのパターンが一致するように整列することによって、第１偏光板１０４を通過したライン状の０゜に偏光された部分が第２偏光板１０６のライン状の０゜に偏光された部分を通過し、第１偏光板の９０゜に偏光された部分が第２偏光板１０６の９０゜に偏光された部分を通過する。

この場合、一対の偏光板１０４、１０６を通過した光は、左眼と右眼が分離されていない２Ｄ立体映像を観測できる２Ｄ用光源１３２として作用する。したがって、ＴＦＴ−ＬＣＤ１５０に左右の眼に対して分離された映像でなく一般の２Ｄ映像が表示される場合、一般的な２Ｄ映像再生用ディスプレイ装置と同一になる。

（第２実施形態）
図６は、一対の線形偏光板をＴＦＴ−ＬＣＤと光源ユニットとの間に配置した場合のディスプレイデバイスの動作を説明するための断面図である。

図６に示すディスプレイデバイスは、図５Ａ及び図５Ｂに示すディスプレイデバイスとは異なって、パターン化された一対の偏光板１０４、１０６をＴＦＴ−ＬＣＤ１５０と光源ユニット１０２との間に配置している。しかし、それぞれの構成は、第１実施形態のディスプレイデバイスと同様であり、その動作も同様である。

すなわち、図５Ａ及び図５Ｂに示すディスプレイデバイスは、パターン化された２つの第１及び第２偏光板１０４、１０６をＴＦＴ−ＬＣＤ１５０の前方に置いてパララックスバリア素子として機能させている。一方、図６に示すディスプレイデバイスは、一対のパターン化された偏光板１０４、１０６を光源ユニット１０２と映像を供給するＴＦＴ−ＬＣＤ１５０との間に配置し、３Ｄ映像再生時にパララックスバリア機能を発揮させるものである。より具体的には、光源ユニット１０２により隣接した第１偏光板１０４を微小平行移動させることによって、２Ｄと３Ｄ映像とに兼用できる光源をスイッチングする装置である。もちろん、第２偏光板１０６を微小平行移動させることによって、同じ結果を得ることができる。

この時の原理は、図５Ａ及び図５Ｂを参照して説明した原理と類似している。すなわち、第１偏光板１０４の０゜に偏光された部分を通過した光が第２偏光板１０６の０゜に偏光された部分を通過した場合及び第１偏光板１０４の９０゜に偏光された部分を通過した光が第２偏光板１０６の９０゜に偏光された部分を通過した場合、光はＴＦＴ−ＬＣＤ１５０に入射することができる。一方、第１偏光板１０４の０゜に偏光された部分を通過した光が第２偏光板１０６の９０゜に偏光された部分に入射する場合及び第１偏光板１０４の９０゜に偏光された部分を通過した光が第２偏光板１０６の０゜に偏光された部分に入射する場合、光はＴＦＴ−ＬＣＤ１５０に入射できなくなる。

また、一対の第１及び第２偏光板１０４、１０６を通過した光は、ＴＦＴ−ＬＣＤの後面の１３５゜に偏光された第３偏光板１５２に同じ強度で入射される。図５Ａを参照して説明したように、パターン化された第１又は／及び第２偏光板１０４、１０６を微小平行変位させて両偏光板のパターン化された偏光パターンの周期を外れるように配置することによって、３Ｄ映像を観測できる。

一方、２Ｄ映像を観測するためには、第１及び第２偏光板１０４、１０６のパターン化された偏光パターンを一致させることによって、２Ｄ用光パターンがＴＦＴ−ＬＣＤ１５０に供給される。

したがって、本発明の第２実施形態によるディスプレイデバイス１００は、パターン化された一対の第１及び第２偏光板１０４、１０６を互いの偏光パターンに対して微小平行移動させることによって、３Ｄ映像と２Ｄ映像を選択的に再生できる光源をスイッチング可能になる。

（第３実施形態）
図７Ａ及び図７Ｂは、本発明の第３実施形態によるディスプレイデバイスの動作を説明するための断面図である。図面において、一対の線形偏光板２０４、２０６の黒色で表示した部分は１３５゜に偏光されたパターンを示し、白い部分は４５゜に偏光されたパターンを示す。なお、一対の偏光板２０４，２０６は、いずれかの偏光板を平行移動させるための移動機構などとともに光調節デバイスを形成する。

図７Ａ及び図７Ｂに示す本発明の第３実施形態は、図５Ａ及び図５Ｂに示す本発明の第１実施形態と異なって、一対の第１及び第２偏光板２０４、２０６は、光源ユニット２０２から放出された光が透過した後にライン状の１３５゜及び４５゜偏光パターンが交互に形成されるようにパターニングされた偏光パターンを持つように製作される。

より詳細に説明すれば、光源ユニット２０２から発生した無偏光された光は、ライン状の１３５゜及びライン状の４５゜偏光パターンを交互に有している第１偏光板２０４を通過すると、ライン状の１３５゜偏光された部分とライン状の４５゜に偏光された部分とを持つ光が通過する。

さらに、このように１３５゜偏光された部分と４５゜に偏光された部分とを持つ光は、ライン状の１３５゜及びライン状の４５゜偏光パターンを交互に持っている第２偏光板２０６に入射される。この時、第１偏光板２０４を通過したライン状の１３５゜に偏光された部分が第２偏光板２０６のライン状の１３５゜に偏光された部分に入射されると、光は透過できるが、第２偏光板２０６のライン状の４５゜に偏光された部分に入射されると、光は透過できない。

一方、第１偏光板２０４を通過したライン状の４５゜に偏光された部分が第２偏光板２０６のライン状の４５゜に偏光された部分に入射されると、光は透過できるが、第２偏光板２０６のライン状の１３５゜に偏光された部分に入射されると、光は透過できない。

結局、パターン化された第２偏光板２０６を通過できる光は、第１及び第２偏光板２０４の偏光成分が何れも１３５゜あるいは４５゜である部分を通過した光のみとなる。

このようにパターン化された第２偏光板２０６を透過した光は、１３５゜または４５゜に偏光された部分を持つようになるが、このような１３５゜または４５゜に偏光された部分を持つ光は、λ／４プレート２２４に入射する。この時、１３５゜に偏光された部分はλ／４プレート２２４を通過すれば左円偏光になり、４５゜に偏光された部分はλ／４プレート２２４を通過すれば右円偏光になる。

したがって、図７Ａに示されるように、２つのパターン化された第１及び第２偏光板２０４、２０６のうち第２偏光板２０６を固定し、他の第１偏光板２０４を微少平行移動させることによって、一定間隔で離れたライン状の光を照射する３Ｄ用の光源１３５として作用する。これにより、左眼と右眼とが分離された３Ｄ立体映像を観測できるようになる。

一方、図７Ｂに示されるように、パターン化された第１偏光板２０４を平行移動して、パターン化された第２偏光板２０６の４５゜偏光パターンと第１偏光板２０４の４５゜偏光パターンが平行し、第２偏光板２０６の１３５゜偏光パターンと第１偏光板２０４の１３５゜偏光パターンとが平行するように整列する。この場合、パターン化された第１及び第２偏光板２０４、２０６の４５゜偏光パターンを２回通過した光は、λ／４プレート２２４により右円偏光に変換され、パターン化された第１及び第２偏光板２０４、２０６の１３５゜偏光パターンを２回通過した光は、λ／４プレート２２４により左円偏光にそれぞれ変換される。この時、λ／４プレート２２４を通過した左円偏光及び右円偏光の光は、ＴＦＴ−ＬＣＤ１５０の後面に照射され、１３５゜偏光された第３偏光板１５２（図４参照）を通過する光の強度は、同一である。

したがって、一対の偏光板２０４、２０６を通過した光は、左眼と右眼が分離されていない２Ｄ立体映像を観測できる２Ｄ用光源１３６として作用する。

また、本発明の第３実施形態によれば、一つのパターン化されたマイクロ偏光板を移動させることによって、３Ｄ映像観測時に使われる光の通過部分の幅を容易に調節できる。

図８は、本発明の第３実施形態によるディスプレイデバイスの動作原理を説明するための断面図である。上記で説明したように、λ／４プレート２２４を通過した光が円偏光されている様子が示されている。
（その他）
本発明は、図面に示された実施形態に基づいて説明されたが、これは例示的なものに過ぎず、当業者ならばこれより多様な変形及び均等な他の実施形態への変形が可能である。従って、本発明の真の技術的保護範囲は前述した説明ではなく特許請求の範囲によってのみ決まるべきである。

また、各実施形態において述べた数値も、一例であり、常識的に変形可能である。例えば、各偏光板（第１偏光板１０４，２０４、第２偏光板１０６，２０６、第３偏光板１５２、前面偏光板１６４）の偏光角度は、上記した組み合わせに限定されない。また、例えば、図中では、第１偏光板および第２偏光板の偏光パターンはそれぞれ同じ幅を有しているが、この偏光パターンの幅の組み合わせも、必要に応じて変更可能である。

また、上記した偏光板１０４，２０４の平行移動の手段は、どのような手段を用いてもよく、機械的その他の手段を用いて実現可能である。また、上記した一対の偏光板のそれぞれは、相対的に移動できるものであればよく、いずれか一方のみが平行移動するものだけでなく、両方が相対的に平行移動するものであってもよい。
（各実施形態の効果）
偏光パターンが形成された一対の偏光板は、相対的に移動する。光源ユニットからの光は、偏光パターンが同じ部分を通過するため、偏光板を相対的に移動することにより、液晶デバイスに照射される光の照射パターンあるいは液晶デバイスからの光の観測パターンを偏光することが可能となる。例えば、パララックス照射するように、あるいはパララックスバリアが起こるように偏光板を調整し、３Ｄ映像を再生することが可能となる。

より具体的には、偏光成分がマイクロパターン化された一対の偏光板のうち一つを微小平行移動させて２Ｄと３Ｄ映像を選択的に再生できると共に、３Ｄ映像再生時に光の通過部分の幅を調節することができる。

また、従来の液晶スイッチングシャッターを採用した２Ｄと３Ｄ映像を同時に再生するディスプレイデバイスとは異なって、さらなる電力消耗になる液晶シャッターを使用しないため、３Ｄ映像再生時にさらなる電力消耗が不要でかつ安価な、２Ｄと３Ｄ映像とを同時に再生できるディスプレイデバイスを提供することができる。

本発明は電子ディスプレイ産業において、２Ｄと３Ｄ映像を選択的に再生できるディスプレイデバイスの提供に利用され得る。

従来技術による固定式パララックス照射方式の３Ｄディスプレイ原理を説明するための図面である。従来の２Ｄと３Ｄ映像を同時に表示できるオートステレオスコーピックディスプレイを説明するための断面図である。本発明の実施形態によるディスプレイデバイスを説明するための断面図である。本発明の実施形態によるディスプレイデバイスに採用したＴＦＴ−ＬＣＤを詳細に説明するための断面図である。第１実施形態としての一対の線形偏光板をＴＦＴ−ＬＣＤの前方に配置した場合のディスプレイデバイスの動作を説明するための断面図である。第２実施形態としての一対の線形偏光板をＴＦＴ−ＬＣＤと光源ユニットとの間に配置した場合のディスプレイデバイスの動作を説明するための断面図である。第３実施形態としてのディスプレイデバイスの動作を説明するための断面図である。第３実施形態としてのディスプレイデバイスの動作を説明するための断面図である。

符号の説明

１００ディスプレイデバイス
１０２光源ユニット
１０４第１偏光板
１０６第２偏光板
１５０薄膜トランジスタ液晶ディスプレイ（ＴＦＴ−ＬＣＤ）

Claims

２Ｄ映像と３Ｄ映像を選択的に再生できるディスプレイデバイスであって、
光源ユニットと、
液晶デバイスと、
前記光源ユニットと前記液晶デバイスとの間に位置し、一対の偏光板を備える光調節デバイスと、を含み、
前記一対の偏光板のそれぞれには、偏光パターンが形成されており、
前記一対の偏光板のうち少なくとも一つは、移動可能である、
ディスプレイデバイス。
前記一対の偏光板に形成される偏光パターンは、０゜に偏光されたライン状の領域と９０゜に偏光されたライン状の領域とが交互に配置されたことを特徴とする、
請求項１に記載のディスプレイデバイス。
前記一対の偏光板のうち、前記光源ユニットの近くに位置した偏光板は、平行移動可能であることを特徴とする、
請求項２に記載のディスプレイデバイス。
平行移動可能な偏光板の０゜に偏光された偏光パターンと他方の偏光板の０゜に偏光された偏光パターンとが整列されていない場合及び前記平行移動可能な偏光板の９０゜に偏光された偏光パターンと前記他方の偏光板の９０゜に偏光された偏光パターンとが整列されていない場合に、前記光調節デバイスは、３Ｄ映像を再生することを特徴とする、
請求項３に記載のディスプレイデバイス。
前記平行移動可能な偏光板の平行移動量を調節することにより、光の通過部分の幅を調節することを特徴とする、
請求項４に記載のディスプレイデバイス。
前記平行移動可能な偏光板の０゜に偏光された偏光パターンと前記他方の偏光板の０゜に偏光された偏光パターンとが整列される場合及び前記平行移動可能な偏光板の９０゜に偏光された偏光パターンと前記他方の偏光板の９０゜に偏光された偏光パターンとが整列される場合に、前記光調節デバイスは、２Ｄ映像を再生することを特徴とする、
請求項４に記載のディスプレイデバイス。
前記液晶デバイスは、
第１透明基板と、
前記第１透明基板の一面に形成される第３偏光板と、
前記第１透明基板の他面に形成される透明電極と、
前記透明電極上に形成される液晶ユニットと、
前記液晶ユニット内に形成されるパターニングされた透明電極と、
前記液晶ユニット上に形成される第２透明基板と、
前記第２透明基板上に形成される前面偏光板と、を含むことを特徴とする、
請求項１に記載のディスプレイデバイス。
前記第３偏光板は、１３５゜偏光板であり、前記前面偏光板は、４５゜偏光板であることを特徴とする、
請求項７に記載のディスプレイデバイス。
前記一対の偏光板に形成される偏光パターンは、１３５゜に偏光されたライン状の領域と４５゜に偏光されたライン状の領域とが交互に配置されたことを特徴とする、
請求項１に記載のディスプレイデバイス。
前記液晶デバイスと前記一対の偏光板との間には、λ／４プレートが配置されることを特徴とする、
請求項９に記載のディスプレイデバイス。
前記一対の偏光板のうち、前記光源ユニットの近くに位置した偏光板は、平行移動可能であることを特徴とする、
請求項１０に記載のディスプレイデバイス。
前記平行移動可能な偏光板の１３５゜に偏光された偏光パターンと他方の偏光板の１３５゜に偏光された偏光パターンとが整列されていない場合及び前記平行移動可能な偏光板の４５゜に偏光された偏光パターンと前記他方の偏光板の４５゜に偏光された偏光パターンとが整列されていない場合に、前記光調節デバイスは、３Ｄ映像を再生することを特徴とする、
請求項１１に記載のディスプレイデバイス。
前記平行移動可能な偏光板の平行移動量を調節することにより、光の通過部分の幅を調節することを特徴とする、
請求項１２に記載のディスプレイデバイス。
平行移動可能な偏光板の１３５゜に偏光された偏光パターンと他方の偏光板の１３５゜に偏光された偏光パターンとが整列される場合及び前記平行移動可能な偏光板の４５゜に偏光された偏光パターンと他方の偏光板の４５゜に偏光された偏光パターンとが整列される場合に、前記光調節デバイスは、２Ｄ映像を再生することを特徴とする、
請求項１１に記載のディスプレイデバイス。
２Ｄ映像と３Ｄ映像を選択的に再生できるディスプレイデバイスであって、
光源ユニットと、
液晶デバイスと、
前記液晶デバイスの前方に位置し、一対の偏光板を備える光調節デバイスと、を含み、
前記一対の偏光板のそれぞれには、偏光パターンが形成されており、
前記一対の偏光板のうち少なくとも一つは、移動可能である、
ディスプレイデバイス。
前記一対の偏光板に形成される偏光パターンは、０゜に偏光されたライン状の領域と９０゜に偏光されたライン状の領域とが交互に配置されたことを特徴とする、
請求項１５に記載のディスプレイデバイス。
前記一対の偏光板のうち、前記光源ユニットの近くに位置した偏光板は、平行移動可能であることを特徴とする、
請求項１６に記載のディスプレイデバイス。
平行移動可能な偏光板の０゜に偏光された偏光パターンと他方の偏光板の０゜に偏光された偏光パターンとが整列されていない場合及び前記平行移動可能な偏光板の９０゜に偏光された偏光パターンと前記他方の偏光板の９０゜に偏光された偏光パターンとが整列されていない場合に、前記光調節デバイスは、３Ｄ映像を再生することを特徴とする、
請求項１７に記載のディスプレイデバイス。
前記平行移動可能な偏光板の平行移動量を調節することにより、光の通過部分の幅を調節することを特徴とする、
請求項１８に記載のディスプレイデバイス。
前記平行移動可能な偏光板の０゜に偏光された偏光パターンと前記他方の偏光板の０゜に偏光された偏光パターンとが整列される場合及び前記平行移動可能な偏光板の９０゜に偏光された偏光パターンと前記他方の偏光板の９０゜に偏光された偏光パターンとが整列される場合に、前記光調節デバイスは、２Ｄ映像を再生することを特徴とする、
請求項１８に記載のディスプレイデバイス。
前記液晶デバイスは、
第１透明基板と、
前記第１透明基板の一面に形成される第３偏光板と、
前記第１透明基板の他面に形成される透明電極と、
前記透明電極上に形成される液晶ユニットと、
前記液晶ユニット内に形成されるパターニングされた透明電極と、
前記液晶ユニット上に形成される第２透明基板と、
前記第２透明基板上に形成される前面偏光板と、を含むことを特徴とする、
請求項１５に記載のディスプレイデバイス。
前記第３偏光板は、１３５゜偏光板であり、前記前面偏光板は、４５゜偏光板であることを特徴とする、
請求項２１に記載のディスプレイデバイス。