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CN109478387B - 显示装置 - Google Patents

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CN109478387B
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Panasonic Intellectual Property Corp of America
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Panasonic Liquid Crystal Display Co Ltd
Pasona Knowledge Partner Inc
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Abstract

在将多个显示面板重叠而构成的显示装置中，防止显示图像的端部的显示异常。显示装置由多个显示面板重叠配置而成，在各个所述显示面板中显示图像，在所述显示装置中，关于配置于靠近观察者的位置的第一显示面板和配置在比所述第一显示面板远离观察者的位置的第二显示面板，所述第二显示面板的图像显示区域比所述第一显示面板的图像显示区域大。

Description

显示装置
技术领域
本发明涉及一种显示装置。
背景技术
以往，作为提高液晶显示装置的对比度的技术，提出有如下一种技术：将两张显示面板重叠，基于输入影像信号来使各个显示面板显示图像(例如参照专利文献1)。具体地说，例如在沿前后方向配置的两张显示面板中的前侧(观察者侧)的显示面板中显示彩色图像，在后侧(背光灯侧)的显示面板中显示黑白图像，由此实现对比度的提高。
专利文献1：日本特开2007-310161号公报
发明内容
发明要解决的问题
但是，在上述以往的液晶显示装置中产生如下问题：例如在沿前后方向配置的两张显示面板中，在从斜方向观察显示画面的端部的情况下，由于配置在后侧的显示面板的非显示区域的影响而无法使显示图像的端部正常地显示。具体地说，显示图像的端部变暗，导致本来的显示图像看起来呈端部缺失的状态。
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于在将多个显示面板重叠而构成的显示装置中防止显示图像的端部的显示异常。
用于解决问题的方案
为了解决上述课题，本发明所涉及的显示装置由多个显示面板重叠配置而成，在各个所述显示面板中显示图像，所述显示装置的特征在于，关于配置在靠近观察者的位置的第一显示面板和配置在比所述第一显示面板远离观察者的位置的第二显示面板，所述第二显示面板的图像显示区域比所述第一显示面板的图像显示区域大。
在本发明所涉及的显示装置中，也可以是，在俯视观察时，所述第二显示面板的图像显示区域的外周部位于比所述第一显示面板的图像显示区域的外周部更靠外侧的位置。
在本发明所涉及的显示装置中，也可以是，关于所述多个显示面板各自的图像显示区域，配置该显示面板的位置离观察者越远，则该显示面板的图像显示区域越大。
在本发明所涉及的显示装置中，也可以是，所述第二显示面板的图像显示区域包括在俯视观察时与所述第一显示面板的图像显示区域相向的相向显示区域以及所述相向显示区域的周围的扩展显示区域，所述第二显示面板在所述扩展显示区域中显示与显示于所述相向显示区域的端部的图像相同的图像。
在本发明所涉及的显示装置中，也可以是，基于从构成所述第一显示面板且靠所述第二显示面板侧的玻璃基板中的观察者侧的面起至构成所述第二显示面板且靠所述第一显示面板侧的玻璃基板中的与观察者侧相反一侧的面为止的距离以及所述各玻璃基板的折射率，来设定所述扩展显示区域的宽度。
在本发明所涉及的显示装置中，也可以是，在将所述扩展显示区域的宽度设为t1、将构成所述第一显示面板且靠所述第二显示面板侧的玻璃基板的折射率设为n1、将构成所述第二显示面板且靠所述第一显示面板侧的玻璃基板的折射率设为n2、将从构成所述第一显示面板且靠所述第二显示面板侧的玻璃基板中的观察者侧的面起至构成所述第二显示面板且靠所述第一显示面板侧的玻璃基板中的与观察者侧相反一侧的面为止的距离设为d的情况下，满足
Figure GDA0002728432420000021
其中，n＝(n1+n2)/2。
在本发明所涉及的显示装置中，也可以是，还包括图像处理部，所述图像处理部基于输入影像信号来生成第一图像数据和第二图像数据，所述第一图像数据用于在所述第一显示面板的图像显示区域中显示彩色图像，所述第二图像数据用于在所述第二显示面板的图像显示区域中显示黑白图像。
在本发明所涉及的显示装置中，也可以是，所述第二显示面板的图像显示区域包括在俯视观察时与所述第一显示面板的图像显示区域相向的相向显示区域以及所述相向显示区域的周围的扩展显示区域，所述图像处理部基于所述输入影像信号来生成所述相向显示区域用的图像数据，并且基于所述相向显示区域用的图像数据来生成所述扩展显示区域用的图像数据，由此生成所述第二图像数据。
在本发明所涉及的显示装置中，也可以是，所述第二显示面板的图像显示区域包括在俯视观察时与所述第一显示面板的图像显示区域相向的相向显示区域以及所述相向显示区域的周围的扩展显示区域，在所述第二显示面板的图像显示区域配置有用于从驱动电路供给图像显示用的信号的多条信号线，在所述扩展显示区域中，所述驱动电路中的一个输出端子与多条所述信号线电连接。
在本发明所涉及的显示装置中，也可以是，关于与所述一个输出端子电连接的所述信号线的根数，所述输出端子的位置离所述相向显示区域越近则根数越少。
在本发明所涉及的显示装置中，也可以是，在所述扩展显示区域中，向与所述一个输出端子电连接的多条所述信号线同时供给所述图像显示用的信号。
在本发明所涉及的显示装置中，也可以是，在俯视观察时，配置于所述扩展显示区域的多个像素与形成于所述第一显示面板的图像显示区域的周围的黑矩阵重叠。
在本发明所涉及的显示装置中，也可以是，所述第二显示面板的图像显示区域包括在俯视观察时与所述第一显示面板的图像显示区域相向的相向显示区域以及所述相向显示区域的周围的扩展显示区域，配置于所述扩展显示区域的多个像素中的一部分像素比配置于所述相向显示区域的像素大。
发明的效果
根据本发明所涉及的显示装置，能够在将多个显示面板重叠而构成的显示装置中防止显示图像的端部的显示异常。
附图说明
图1是表示本实施方式所涉及的液晶显示装置的概要结构的俯视图。
图2是表示本实施方式所涉及的第一显示面板的概要结构的俯视图。
图3是表示本实施方式所涉及的第二显示面板的概要结构的俯视图。
图4是图2和图3的A-A’截面图。
图5是示意性地表示以往的液晶显示装置的截面图。
图6的(a)是表示本实施方式所涉及的液晶显示装置的特征性结构的概要的俯视图，图6的(b)是(a)的B-B’截面图。
图7是将图6的(b)的左端部放大后的图。
图8是表示上述第一显示面板的第一图像显示区域的一部分的俯视图。
图9是表示上述第二显示面板的第二图像显示区域的一部分的俯视图。
图10是表示与图8所示的第一显示面板的各像素对应的像素信息的图。
图11是表示与图9所示的第二显示面板的各像素对应的像素信息的图。
图12是用于说明规定上述第二显示面板的扩展显示区域的方法的图。
图13是用于说明基于面板间距离和折射率来决定扩展显示区域的宽度的方法的一例的图。
图14是表示驱动上述第一显示面板的栅极线的定时和驱动上述第二显示面板的栅极线的定时的时间图。
图15是表示变形例1所涉及的第二显示面板的结构的俯视图。
图16是表示与变形例1所涉及的第二显示面板的各像素对应的像素信息的图。
图17是表示变形例2所涉及的第二显示面板的结构的俯视图。
图18是表示变形例3所涉及的第二显示面板的结构的俯视图。
图19是表示与变形例3所涉及的第二显示面板的各像素对应的像素信息的图。
图20是表示本实施方式所涉及的图像处理部的具体结构的框图。
具体实施方式
下面，参照附图来说明本发明的实施方式。在下面的实施方式中，列举液晶显示装置作为例子，但本发明所涉及的显示装置并不限定于液晶显示装置，例如也可以为有机EL显示装置等。
本实施方式所涉及的液晶显示装置包括：显示图像的多个显示面板；驱动各个显示面板的多个驱动电路(多个源极驱动器、多个栅极驱动器)；控制各个驱动电路的多个定时控制器；图像处理部，其对从外部输入的输入影像信号进行图像处理，向各个定时控制器输出图像数据；以及背光灯，其从多个显示面板的背面侧向多个显示面板照射光。关于显示面板的个数并无限定，为两张以上即可。另外，多个显示面板配置为在从观察者侧观察时沿前后方向彼此重叠，各个显示面板分别显示图像。下面，列举具备两张显示面板的液晶显示装置10为例来进行说明。
图1是表示本实施方式所涉及的液晶显示装置10的概要结构的俯视图。如图1所示，液晶显示装置10包括配置在靠近观察者的位置(前侧)的第一显示面板100、配置在比第一显示面板100远离观察者的位置(后侧)的第二显示面板200、对设置于第一显示面板100的第一源极驱动器120和第一栅极驱动器130进行控制的第一定时控制器140、对设置于第二显示面板200的第二源极驱动器220和第二栅极驱动器230控制的第二定时控制器240以及向第一定时控制器140和第二定时控制器240输出图像数据的图像处理部300。第一显示面板100显示与输入影像信号相应的彩色图像，第二显示面板200显示与输入影像信号相应的黑白图像(单色图像)。图像处理部300接收从外部的系统(未图示)发送来的输入影像信号数据(Data)，执行后述的图像处理，之后向第一定时控制器140输出第一图像数据DAT1，向第二定时控制器240输出第二图像数据DAT2。另外，图像处理部300向第一定时控制器140和第二定时控制器240输出同步信号等控制信号(在图1中省略)。第一图像数据DAT1为彩色显示用的图像数据，第二图像数据DAT2为黑白显示用的图像数据。背光灯(在图1中省略)配置在第二显示面板200的背面侧。在后文中叙述图像处理部300的具体结构。
图2是表示第一显示面板100的概要结构的俯视图，图3是表示第二显示面板200的概要结构的俯视图。图4是图2和图3的A-A’截面图。
使用图2和图4来说明第一显示面板100的结构。如图4所示，第一显示面板100包括配置在背光灯400侧的薄膜晶体管基板101(下面称作TFT基板。)、配置在观察者侧且与TFT基板101相向的彩色滤光基板102(下面称作CF基板。)以及配置在TFT基板101与CF基板102之间的液晶层103。在第一显示面板100的背光灯400侧配置有偏振片104，在观察者侧配置有偏振片105。
如图2所示，在TFT基板101形成有沿第一方向(例如列方向)延伸的多条数据线111和沿与第一方向不同的第二方向(例如行方向)延伸的多条栅极线112，在多条数据线111与多条栅极线112之间的各个交叉部附近形成有薄膜晶体管113(下面称作TFT。)。将在俯视观察第一显示面板100时由相邻的两根数据线111和相邻的两根栅极线112围成的区域规定为一个像素114，该像素114以矩阵状(沿行方向和列方向)配置有多个。多条数据线111以在行方向上隔开相等间隔的方式配置，多条栅极线112以在列方向上隔开相等间隔的方式配置。在TFT基板101中，针对每个像素114形成有像素电极115，并且形成有一个由多个像素114共用的共用电极(未图示)。构成TFT 113的漏极电极与数据线111电连接，源极电极与像素电极115电连接，栅极电极与栅极线112电连接。
如图4所示，在CF基板102上，与各像素114分别对应地形成有多个着色部102a。各着色部102a例如形成为矩形状，被用于阻止光透过的黑矩阵102b包围。另外，多个着色部102a包括由红色(R色)的材料形成且使红色的光透过的红色部、由绿色(G色)的材料形成且使绿色的光透过的绿色部以及由蓝色(B色)的材料形成且使蓝色的光透过的蓝色部。红色部、绿色部以及蓝色部按所记载的顺序沿行方向重复地排列，同一颜色的着色部沿列方向排列，在沿行方向和列方向相邻的着色部102a的边界部分形成有黑矩阵102b。如图2所示，与各着色部102a相对应地，多个像素114包括与红色部对应的红色像素114R、与绿色部对应的绿色像素114G以及与蓝色部对应的蓝色像素114B。
黑矩阵102b包括配置于在行方向上与其相邻的对应的两个着色部102a之间的边界部分的多个第一遮光条B1(参照图4)以及配置于在列方向上与其相邻的对应的两个着色部102a之间的边界部分的多个第二遮光条(未图示)。多个第一遮光条B1和多个第二遮光条配置于后述的第一图像显示区域110a。并且，黑矩阵102b包括配置于第一非显示区域110b的遮光框B2(参照图4)。遮光框B2将多个第一遮光条B1和多个第二遮光条的周围包围，与各第一遮光条B1及各第二遮光条的端部连接。
第一定时控制器140具备公知的结构。例如，第一定时控制器140基于从图像处理部300输出的第一图像数据DAT1和第一控制信号CS1(时钟信号、垂直同步信号、水平同步信号等)，来生成第一图像数据DA1以及用于控制第一源极驱动器120和第一栅极驱动器130的驱动的各种定时信号(数据启动脉冲DSP1、数据时钟DCK1、栅极启动脉冲GSP1、栅极时钟GCK1)(参照图2)。第一定时控制器140向第一源极驱动器120输出第一图像数据DA1、数据启动脉冲DSP1以及数据时钟DCK1，向第一栅极驱动器130输出栅极启动脉冲GSP1和栅极时钟GCK1。
第一源极驱动器120基于数据启动脉冲DSP1和数据时钟DCK1，向数据线111输出与第一图像数据DA1相应的数据信号(数据电压)。第一栅极驱动器130基于栅极启动脉冲GSP1和栅极时钟GCK1，向栅极线112输出栅极信号(栅极电压)。
从第一源极驱动器120向各数据线111供给数据电压，从第一栅极驱动器130向各栅极线112供给栅极电压。从公共驱动器(未图示)向共用电极供给共用电压Vcom。当向栅极线112供给栅极电压(栅极导通电压)时，与栅极线112连接的TFT 113导通，经由与TFT 113连接的数据线111向像素电极115供给数据电压。通过被供给到像素电极115的数据电压与被供给到共用电极的共用电压Vcom之差产生电场。利用该电场来驱动液晶，控制来自背光灯400的光通过第二显示面板200的透过率，由此进行图像显示。在第一显示面板100中，向与红色像素114R、绿色像素114G、蓝色像素114B各自的像素电极115连接的数据线111供给期望的数据电压，由此进行彩色图像显示。此外，第一显示面板100能够应用公知的结构。
接着，使用图3和图4来说明第二显示面板200的结构。如图4所示，第二显示面板200包括配置在背光灯400侧的TFT基板201、配置在观察者侧且与TFT基板201相向的CF基板202以及配置在TFT基板201与CF基板202之间的液晶层203。在第二显示面板200的背光灯400侧配置有偏振片204，在观察者侧配置有偏振片205。在第一显示面板100的偏振片104与第二显示面板200的偏振片205之间配置有扩散片301。
如图3所示，在TFT基板201形成有沿列方向延伸的多条数据线211和沿行方向延伸的多条栅极线212，在多条数据线211与多条栅极线212之间的各个交叉部附近形成有TFT213。将在俯视观察第二显示面板200时由相邻的两根数据线211与相邻的两根栅极线212围成的区域规定为一个像素214，该像素214以矩阵状(沿行方向和列方向)配置有多个。多条数据线211以在行方向上隔开相等间隔的方式配置，多条栅极线212以在列方向上隔开相等间隔的方式配置。在TFT基板201中，针对每个像素214形成有像素电极215，并且形成有一个由多个像素214共用的共用电极(未图示)。构成TFT 213的漏极电极与数据线211电连接，源极电极与像素电极215电连接，栅极电极与栅极线212电连接。
如图4所示，在CF基板202上，在与各像素214的边界部分对应的位置形成有用于阻止光透过的黑矩阵202b。在被黑矩阵202b包围的区域202a不形成着色部，例如形成有外涂层膜。
第二定时控制器240基于从图像处理部300输出的第二图像数据DAT2和第二控制信号CS2(时钟信号、垂直同步信号、水平同步信号等)，来生成第二图像数据DA2以及用于控制第二源极驱动器220和第二栅极驱动器230的驱动的各种定时信号(数据启动脉冲DSP2、数据时钟DCK2、栅极启动脉冲GSP2、栅极时钟GCK2)(参照图3)。第二定时控制器240向第二源极驱动器220输出第二图像数据DA2、数据启动脉冲DSP2以及数据时钟DCK2，向第二栅极驱动器230输出栅极启动脉冲GSP2和栅极时钟GCK2。
第二源极驱动器220基于数据启动脉冲DSP2和数据时钟DCK2，向数据线211输出与第二图像数据DA2相应的数据电压。第二栅极驱动器230基于栅极启动脉冲GSP2和栅极时钟GCK2，向栅极线212输出栅极电压。
从第二源极驱动器220向各数据线211供给数据电压，从第二栅极驱动器230向各栅极线212供给栅极电压。从公共驱动器向共用电极供给共用电压Vcom。当向栅极线212供给栅极电压(栅极导通电压)时，与栅极线212连接的TFT 213导通，经由与TFT 213连接的数据线211向像素电极215供给数据电压。通过被供给到像素电极215的数据电压与被供给到共用电极的共用电压Vcom之差产生电场。利用该电场来驱动液晶，控制背光灯400的光的透过率，由此进行图像显示。在第二显示面板200中，进行黑白图像显示。
在此，在将多个显示面板重叠而构成的以往的液晶显示装置中，如上所述，发生显示图像的端部变暗这样的问题。图5是示意性地表示以往的液晶显示装置的截面图。在以往的液晶显示装置中，观察者侧的显示面板1000的图像显示区域1100a和背光灯侧的显示面板2000的图像显示区域2100a具有相同的大小，在俯视观察时，端部的位置一致。此外，在图5所示的结构中，图像显示区域1100a为液晶显示装置的显示画面，图像显示区域1100a的周围的非显示区域1100b为液晶显示装置的边框部。在图5所示的结构中，在从斜方向(图5的虚线箭头)观察显示画面的端部的情况下，背光灯侧的显示面板2000的非显示区域2100b的一部分与观察者侧的显示面板1000的图像显示区域1100a重叠，由此显示画面中显示的本来的显示图像的端部暗，看起来呈缺失的状态。
对此，本实施方式所涉及的液晶显示装置10具有能够对本来的图像的直到显示图像的端部为止的部分进行目视确认的特征性结构。图6的(a)是表示液晶显示装置10的上述特征性结构的概要的俯视图，图6的(b)是图6的(a)的B-B’截面图。液晶显示装置10形成为，背光灯侧的第二显示面板200的第二图像显示区域210a比观察者侧的第一显示面板100的第一图像显示区域110a大，第一显示面板100和第二显示面板200配置为，在俯视观察时，第二图像显示区域210a的端部(外周)包围第一图像显示区域110a。另外，背光灯400构成为，光的射出面比第一图像显示区域110a及第二图像显示区域210a大。此外，在图6所示的结构中，第一图像显示区域110a为液晶显示装置10的显示画面，第一图像显示区域110a的周围的区域为液晶显示装置10的边框部。图7是将图6的(b)的左端部放大后的图。如图7所示，第二显示面板200的第二图像显示区域210a具有将第一显示面板100的第一图像显示区域110a放大后的大小。将第二图像显示区域210a中的、相对于第一图像显示区域110a扩展出的区域设为扩展显示区域210c。液晶显示装置10形成为，第二显示面板200的第二非显示区域210b比第一显示面板100的第一非显示区域110b小。根据液晶显示装置10的结构，在从斜方向(图7的虚线箭头)观察显示画面的端部的情况下，第二显示面板200的第二非显示区域210b不与第一显示面板100的第一图像显示区域110a重叠，能够防止显示图像的端部变暗(参照图5)。
另外，在液晶显示装置10中，第二显示面板200例如在扩展显示区域210c(参照图7)中显示与第二图像显示区域210a中的同第一图像显示区域110a相向的区域(下面称作相向显示区域210d。)的端部的图像相同的图像，使得在从斜方向观察显示画面的端部时能够目视确认本来的显示图像。即，相向显示区域210d为在俯视观察时与第一图像显示区域110a重叠的区域。下面，对与扩展显示区域210c有关的具体结构进行说明。
图8是表示第一显示面板100的第一图像显示区域110a的一部分的俯视图。图9是表示第二显示面板200的第二图像显示区域210a的一部分的俯视图。在图8和图9中示出将图6的(a)所示的第二显示面板200的左上部分(虚线圆包围部)放大后的结构。在图8中，“SD1-1”～“SD1-6”表示第一源极驱动器120的第一输出端子至第六输出端子，“GD1-1”～“GD1-3”表示第一栅极驱动器130的第一输出端子至第三输出端子。另外，在图9中，“SD2-1”～“SD2-16”表示第二源极驱动器220的第一输出端子至第十六输出端子，“GD2-1”～“GD2-13”表示第二栅极驱动器230的第一输出端子至第十三输出端子。
如图8和图9所示，在第一显示面板100中，在与边框部相向的区域中未配置像素114，形成有黑矩阵102b(参照图4)，与此相对地，在第二显示面板200中，在与边框部相向的区域(扩展显示区域210c)中配置有多个像素214。因此，配置于扩展显示区域210c的多个像素214被配置为，在俯视观察时同与边框部相向的黑矩阵102b重叠。更详细地说，配置于扩展显示区域210c的多个像素214被配置为，在俯视观察时与配置于第一显示面板100的边框部的遮光框B2重叠。在图9所示的例子中，在扩展显示区域210c中，以在俯视观察时与黑矩阵102b重叠的方式沿行方向配置有十个像素214且沿列方向配置有十个像素214。此外，在使第一显示面板100和第二显示面板200以在俯视观察时各自的行方向及列方向的中心位置一致的方式重叠的情况下，在扩展显示区域210c中，像素214在第一图像显示区域110a的周围各配置有十个。
图10是表示与图8所示的第一显示面板100的各像素114对应的像素信息的图。像素信息例如包括表示各像素114中显示的图像的色调的信息。在图10所示的例子中，例如在左上端部的像素(红色像素114R)中显示与“R11”的色调相应的图像，在与其在右侧相邻的像素(绿色像素114G)中显示与“G12”的色调相应的图像。由此，在第一显示面板100的第一图像显示区域110a中显示与输入影像信号Data相应的彩色图像。
图11是表示与图9所示的第二显示面板200的各像素214对应的像素信息的图。在第二显示面板200的第二图像显示区域210a中的相向显示区域210d中，在左上端部的像素214(图11的粗线包围部)中显示与“C11”的色调相应的图像，在与其在右侧相邻的像素214中显示与“C12”的色调相应的图像。由此，在相向显示区域210d中显示与输入影像信号Data相应的黑白图像。
另外，在第二显示面板200的第二图像显示区域210a中的扩展显示区域210c中显示与在相向显示区域210d的端部的像素214中显示的图像相同的图像。具体地说，在扩展显示区域210c中，在第二图像显示区域210a的从第一列至第十列且从第一行至第十行的区域内包含的像素214中，与相向显示区域210d的左上端部的像素214同样地显示与“C11”的色调相应的图像，在第十一列像素214中，与相向显示区域210d的上端部的像素214同样地显示与“C11”的色调相应的图像，像这样，在第十二列像素214中显示与“C12”的色调相应的图像，在第十三列像素214中显示与“C13”的色调相应的图像。另外，在扩展显示区域210c中，在第十一行像素214中，与相向显示区域210d的上端部的像素214同样地显示与“C11”的色调相应的图像，像这样，在第十二行像素214中显示与“C21”的色调相应的图像，在第十三行像素214中显示与“C31”的色调相应的图像。这样，在从斜方向观察显示画面的情况下(参照图7)，第二显示面板200的扩展显示区域210c与第一显示面板100的第一图像显示区域110a重叠，并且在扩展显示区域210c内显示与相向显示区域210d的端部相同的图像，因此在显示画面的端部也能够目视确认与输入影像信号相应的图像。
如上所述，液晶显示装置10具有如下结构：关于配置在靠近观察者的位置的第一显示面板100和配置在比第一显示面板100远离观察者的位置的第二显示面板200，第二显示面板200的第二图像显示区域210a比第一显示面板100的第一图像显示区域110a大。第二图像显示区域210a的大小是根据液晶显示装置10的构造来设定的。下面，对规定第一图像显示区域100a与第二图像显示区域210a之差(即扩展显示区域210c)的方法进行说明。
图12是用于说明规定扩展显示区域210c的方法的图。图12的(a)是表示从相对于垂直方向倾斜60度后的方向观察显示画面的情况下的情形的截面图。图12的(b)是表示第一显示面板100与第二显示面板200之间的边界附近的截面构造的图。例如，扩展显示区域210c的宽度t1被设定为使在从倾斜60度后的方向观察显示画面的情况下第二非显示区域210b不与第一图像显示区域110a重叠的值。扩展显示区域210c的宽度t1主要取决于图12的(b)所示的面板间距离。具体地说，根据构成第一显示面板100的玻璃基板101a和偏振片104的厚度、构成第二显示面板200的玻璃基板202c和偏振片205的厚度以及配置在第一显示面板100与第二显示面板200之间的扩散片301的厚度的总和，来计算面板间距离。另外，扩展显示区域210c的宽度t1也受到玻璃基板101a、202c的折射率的影响。因而，基于上述面板间距离和玻璃基板101a、202c的折射率来设定扩展显示区域210c的宽度t1。例如，关于扩展显示区域210c的宽度t1，面板间距离越大则该宽度t1被设定为越大的值，玻璃基板101a、202c的折射率越大则该宽度t1被设定为越小的值。
当基于上述面板间距离和折射率计算出扩展显示区域210c的宽度t1时，配置于扩展显示区域210c的像素214的个数、大小被决定。通过这样，对扩展显示区域210c的构造进行规定。
图13是用于说明基于面板间距离和折射率来决定扩展显示区域210c的宽度t1的方法的一例的图。如图13所示，在从相对于第一显示面板100的表面的法线方向nd倾斜角度θ后的方向观察显示画面的情况下，来自第二显示面板200的影像光在根据构成液晶显示装置10的各层的折射率发生折射之后，从倾斜角度θ后的方向射向观察者的眼睛。在此，如图13所示那样着眼于从第二显示面板200的像素214通过位于第一图像显示区域110a的端部的像素114而从倾斜角度θ后的方向射入观察者的眼睛的光L1。当将该光L1在CF基板202的形成有黑矩阵202b的层的表面处相对于扩展显示区域210c与相向显示区域210d之间的边界偏离的量设为视差应对宽度X时，在扩展显示区域210c的宽度t1为视差应对宽度X以上的情况下，观察者即使在从倾斜角度θ后的方向观察显示画面时也能够以期望的明亮度确认端部的图像。
如上所述，为了严密地求出所需的视差应对宽度X，需要考虑在第一显示面板100的配置有黑矩阵102b的层与第二显示面板200的配置有黑矩阵202b的层之间设置的各层的折射率和厚度来进行计算。然而，这些层的折射率差是微小的，且对视差应对宽度X起决定性作用的是构成第一显示面板100的TFT基板101的厚度大的玻璃基板101a和构成第二显示面板200的CF基板202的厚度大的玻璃基板202c。因此，将在第一显示面板100的配置有黑矩阵102b的层与第二显示面板200的配置有黑矩阵202b的层之间设置的各层视作单个层，将该单个层的折射率n视作第一显示面板100的玻璃基板101a的折射率n1与第二显示面板200的玻璃基板202c的折射率n2的平均的值。即，
设单个层的折射率n＝(折射率n1+折射率n2)/2‥(1)。
根据上述假设，能够将第一显示面板100的配置有黑矩阵102b的层与第二显示面板200的配置有黑矩阵202b的层之间视作单个层，因此当将第一显示面板100的配置有黑矩阵102b的层与第二显示面板200的配置有黑矩阵202b的层之间的距离设为d’时，根据图13所示的几何学关系，
视差应对宽度X＝距离d’×tanθ’‥(2)。
在此，根据图13所示的几何学关系，满足
n×sinθ’＝1×sinθ‥(3)。
本案的发明人们通过实验发现：即使为被称作视角最宽的横向电场(IPS)方式的液晶显示面板，只要观察者在从倾斜60度后的方向观察显示画面时不发生显示图像的端部的显示异常，则在从倾斜60度以上后的方向观察时即使存在显示异常也不会感觉不自然。因而，在求出所需的视差应对宽度X的方面，优选将角度θ设为60度。当将角度θ设为60度且根据式(3)来计算tanθ’时，得到
Figure GDA0002728432420000141
将式(4)代入式(2)中，得到
Figure GDA0002728432420000142
在此，液晶层103的厚度窄，为相比于其它层能够忽略的程度，因此能够忽略。因而，距离d’能够视作从构成第一显示面板100且靠第二显示面板200侧的玻璃基板101a(即构成第一显示面板100的TFT基板101的玻璃基板101a)的观察者侧的面起至构成第二显示面板200且靠第一显示面板100侧的玻璃基板202c(即构成第二显示面板200的CF基板202的玻璃基板202c)的与观察者侧相反一侧的面为止的距离d(参照图13)。因而，当将距离d’＝距离d代入式(5)时，得到
Figure GDA0002728432420000151
如上所述，如果扩展显示区域210c的宽度t1为视差应对宽度X以上，则能够防止端部的显示不良，因此根据式(6)，在满足
Figure GDA0002728432420000152
的情况下，能够有效地防止端部的显示不良。
表1为表示将观察者的观察角度θ设为60度且改变各层的厚度来对所需的视差应对宽度X进行模拟所得的结果的表。作为各层的折射率，采用各层的典型的折射率的值，具体地说设为表1所示的值。
[表1]
Figure GDA0002728432420000153
当考虑各层的折射率来计算所需的视差应对宽度X’时，如表1所示，在样本1、2中分别得到2.03mm、1.33mm。另一方面，当根据式(6)来计算所需的视差应对宽度X时，在样本1、2中分别得到2.05mm、1.34mm。一个像素的大小最少约为0.13mm，因此根据实际的计算得到的视差应对宽度X’与根据式(6)得到的视差应对宽度X之差为相比于像素的大小能够充分被接受的值，可知能够利用式(6)来作为视差应对宽度X。
接着，对液晶显示装置10的驱动方法进行说明。在液晶显示装置10中，第一显示面板100的像素114的个数与第二显示面板200的像素214的个数互不相同，与此相伴地，信号线(数据线、栅极线)的个数也互不相同。因此，在第一显示面板100与第二显示面板200之间，需要调整驱动各信号线的定时。
图14是表示驱动第一显示面板100的栅极线112的定时和驱动第二显示面板200的栅极线212的定时的时间图。在此，假定在第一显示面板100设置有n根栅极线112，在第二显示面板200设置有m根栅极线212。另外，假定配置于第一显示面板100的像素114和信号线的数量与配置于第二显示面板200的相向显示区域210d的像素214和信号线的数量彼此相等。并且，如图8和图9所示，假定在第二显示面板200中，相比于第一显示面板100，栅极线212在上下方向上各多配置十根。在图14中，GL1(1)表示向第一显示面板100的第一行栅极线112提供的栅极信号，GL1(n)表示向最终的第n行栅极线112提供的栅极信号。另外，GL2(1)表示向第二显示面板200的第一行栅极线212提供的栅极信号，GL2(m)表示向最终的第m行栅极线212提供的栅极信号。另外，GL2(1)～GL2(10)、GL2(m-9)～GL2(m)表示向配置于扩展显示区域210c的栅极线212提供的栅极信号。因而，配置为：当俯视观察液晶显示装置10时，第一显示面板100的第一行至第n行栅极线112与第二显示面板200的第十一行至第(m-10)行栅极线212彼此重叠。
在上述结构中，在第一帧F1中，首先向第二显示面板200中的第一行至第十行的栅极线212依次提供栅极信号GL2(1)～GL2(10)，向像素电极215供给例如与图11所示的图像信息对应的数据电压。接着，向第一显示面板100中的第一行至第n行栅极线112依次提供栅极信号GL1(1)～GL1(n)，与此同时，向第二显示面板200中的第十一行至第(m-10)行栅极线212依次提供栅极信号GL2(11)～GL2(m-10)，向像素电极115供给例如与图10所示的图像信息对应的数据电压，与此同时，向像素电极215供给与图11所示的图像信息对应的数据电压。接着，向第二显示面板200中的第(m-9)行至第m行栅极线212依次提供栅极信号GL2(m-9)～GL2(m)，向像素电极215供给例如与图11所示的图像信息对应的数据电压。像这样，在第一帧F1中的期间t11、t13内，在第二显示面板200的扩展显示区域210c中进行图像显示，在期间t12内，在第一显示面板100的第一图像显示区域110a和第二显示面板200的相向显示区域210d中进行图像显示。在第二帧F2中，进行与上述第一帧F1的动作相同的动作。在以后的帧中也进行同样的动作。
液晶显示装置10如上述那样进行显示动作。此外，显示动作的方法不限定为上述方法。
液晶显示装置10的结构不限定为上述结构。例如，关于第二显示面板200的扩展显示区域210c的结构，能够应用各种方式。下面，对扩展显示区域210c的其它结构例进行说明。
如上所述，在配置于扩展显示区域210c的多个像素214中的一部分像素中显示彼此相同的图像。例如，在图11中，在第一行中的沿行方向排列的十一个像素214中显示与“C11”的色调相应的图像，在第十二行中的沿行方向排列的十个像素214中显示与“C21”的色调相应的图像。因此，也可以如图15和图16所示那样构成为对与显示相同的图像的多个像素对应的信号线(数据线211和栅极线212)同时进行驱动。图15是表示变形例1所涉及的第二显示面板200的结构的俯视图，图17是表示变形例2所涉及的第二显示面板200的结构的俯视图。
在图15所示的第二显示面板200中，第一列至第七列的七根数据线211连接于一个输出端子SD2-7，第一行至第七行的七根栅极线212连接于一个输出端子GD2-7。即，连接于一个输出端子SD2-7的信号线分支为七根数据线211，连接于一个输出端子GD2-7的信号线分支为七根栅极线212。此外，在图15中，为了方便，将输出端子标注与图9所示的输出端子的位置对应的序号来表示。在以后的附图中也同样。如图16所示，在变形例1所涉及的显示面板200中也与上述的显示面板200(参照图11)同样地显示图像。
在图17所示的第二显示面板200中，第一列至第四列的四根数据线211连接于一个输出端子SD2-7，第五列至第七列的三根数据线211连接于一个输出端子SD2-8，第八列至第九列的两根数据线211连接于一个输出端子SD2-9，第十列的数据线211连接于一个输出端子SD-10。同样地，第一行至第四行的四根栅极线212连接于一个输出端子GD2-7，第五行至第七行的三根栅极线212连接于一个输出端子GD2-8，第八行至第九行的两根栅极线212连接于一个输出端子GD2-9，第十行栅极线212连接于一个输出端子GD-10。即，连接于一个输出端子SD-7的信号线分支为四根数据线211，连接于一个输出端子SD-8的信号线分支为三根数据线211，连接于一个输出端子SD-9的信号线分支为两根数据线211。同样地，连接于一个输出端子GD-7的信号线分支为四根栅极线212，连接于一个输出端子GD-8的信号线分支为三根栅极线212，连接于一个输出端子GD-9的信号线分支为两根栅极线212。像这样，显示面板200构成为：离相向显示区域210d(第一图像显示区域110a)越近，则数据线211的分支根数和栅极线212的分支根数越少。
在图9、图15及图17所示的上述各结构中，多个像素214分别具有彼此相同的大小，但并不限定于此。例如，也可以是，配置于扩展显示区域210c的多个像素214中的一部分像素214具有与其它像素214不同的大小。图18是表示变形例3所涉及的第二显示面板200的结构的俯视图。图18所示的第二显示面板200构成为，配置于扩展显示区域210c的多个像素214离相向显示区域210d(第一图像显示区域110a)越远则像素214的大小越大。例如，在将配置于相向显示区域210d的多个像素214的在行方向上的间距设为s1的情况下，配置于扩展显示区域210c的多个像素214配置为：第四列的像素214的间距为s1，第三列的像素214的间距为s1×2，第二列的像素214的间距为s1×3，第一列的像素214的间距为s1×4。即，相比于配置于相向显示区域210d的像素214，第四列的像素214在行方向上具有1倍的大小，第三列的像素214在行方向上具有2倍的大小，第二列的像素214在行方向上具有3倍的大小，第一列的像素214在行方向上具有4倍的大小。同样地，例如在将配置于相向显示区域210d的多个像素214的在列方向上的间距设为g1的情况下，配置于扩展显示区域210c的多个像素214配置为：第四行的像素214的间距为g1，第三行的像素214的间距为g1×2，第二行的像素214的间距为g1×3，第一行的像素214的间距为g1×4。即，相比于配置于相向显示区域210d的像素214，第四行的像素214在列方向上具有1倍的大小，第三行的像素214在列方向上具有2倍的大小，第二行的像素214在列方向上具有3倍的大小，第一行的像素214在列方向上具有4倍的大小。如图19所示，在变形例3所涉及的第二显示面板200中也与上述的各第二显示面板200同样地显示图像。
根据上述变形例1～3所涉及的第二显示面板200，相比于图9所示的结构，能够减少各驱动器的输出数量。另外，根据变形例1和2所涉及的第二显示面板200，能够同时驱动(选择)多条栅极线212，因此相比于图9和图13所示的结构，能够缩短扩展显示区域210c的显示时间(驱动时间)。此外，如上所述，能够使配置于扩展显示区域210c的像素214的结构与配置于相向显示区域210d的像素214的结构不同，但优选构成为离相向显示区域210d越近则越接近与相向显示区域210d的像素214对应的条件(信号线的分支根数、像素的大小)。
接着，对图像处理部300的具体结构进行说明。图20是表示图像处理部300的具体结构的框图。图像处理部300包括第一延迟部311、第一伽玛处理部312、第二延迟部313、第一图像输出部314、黑白图像数据生成部321、第二伽玛处理部322、最大值滤波处理部323、平均值滤波处理部324、扩展显示图像数据生成部325以及第二图像输出部326。
图像处理部300当接收到从外部的系统发送来的输入影像信号Data时，将输入影像信号Data传输到第一延迟部311和黑白图像数据生成部321。此外，输入影像信号Data例如包括亮度信息(色调信息)和颜色信息。黑白图像数据生成部321基于输入影像信号Data生成与黑白图像对应的黑白图像数据。第二伽玛处理部322基于黑白图像数据进行第二显示面板200中显示的黑白图像的伽玛处理。例如，第二伽玛处理部322将伽玛值(第二伽玛值)设定为0.3。
第一伽玛处理部312基于从第一延迟部311输出的输入影像信号Data和从第二伽玛处理部322输出的第二伽玛值(γ＝0.3)，来进行第一显示面板100中显示的彩色图像的伽玛处理。例如，第一伽玛处理部312将彩色图像的伽玛值(第一伽玛值)设定为1.9，以使将黑白图像与彩色图像合成所得的显示图像的合成伽玛值为2.2。第一伽玛处理部312将进行了伽玛处理的彩色图像数据(第一图像数据)输出到第二延迟部313。
最大值滤波处理部323基于从第二伽玛处理部322输出的黑白图像数据来执行最大值滤波处理。最大值滤波处理部323能够应用公知的最大值滤波处理。例如，最大值滤波处理部323将11个像素×11个像素的圆形区域设定为滤波尺寸来执行最大值滤波处理。由此，例如能够扩大高亮度区域(白色区域)。
平均值滤波处理部324基于从最大值滤波处理部323输出的黑白图像数据来执行平均值滤波处理。平均值滤波处理部324能够应用公知的平均值滤波处理。例如，平均值滤波处理部324将11个像素×11个像素的圆形区域设定为滤波尺寸来执行平均值滤波处理。由此，例如高频成分被删除，因此能够使亮度平滑地变化。
扩展显示图像数据生成部325基于从平均值滤波处理部324输出的黑白图像数据来生成与包括扩展显示区域210c(参照图9等)的第二图像显示区域210a对应的黑白图像的扩展显示图像数据(第二图像数据)。例如，扩展显示图像数据生成部325基于通过图12所示的方法规定的扩展显示区域210c中的像素214的个数等生成第二图像数据。扩展显示图像数据生成部325将所生成的第二图像数据输出到第二图像输出部326。
第二延迟部313根据扩展显示图像数据生成部325的输出定时将从第一伽玛处理部312输出的第一图像数据输出到第一图像输出部314。
第一图像输出部314将第一图像数据DAT1输出到第一定时控制器140，第二图像输出部326将第二图像数据DAT2输出到第二定时控制器240。另外，图像处理部300向第一定时控制器140输出第一控制信号CS1，向第二定时控制器240输出第二控制信号CS2(图2和图3)。
图像处理部300不限定为上述结构。例如，扩展显示图像数据生成部325也可以设置在第二伽玛处理部322与最大值滤波处理部323之间。即，图像处理部300也可以对扩展显示图像数据执行最大值滤波处理和平均值滤波处理。
另外，在上述的实施方式中，示出了第二显示面板200显示黑白图像且包括黑矩阵202的例子，但也可以不必设置第二显示面板200的黑矩阵202b。
以上对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述各实施方式，本领域人员在不脱离本发明的主旨的范围内根据上述各实施方式进行适当变更所得的方式也包括在本发明的技术范围内，这是不言而喻的。

Claims (13)

1.一种显示装置，由多个显示面板重叠配置而成，在各个所述显示面板中显示图像，所述显示装置的特征在于，
关于配置在靠近观察者的位置的第一显示面板和配置在比所述第一显示面板远离观察者的位置的第二显示面板，所述第二显示面板的图像显示区域比所述第一显示面板的图像显示区域大，
所述第二显示面板的图像显示区域包括在俯视观察时与所述第一显示面板的图像显示区域相向的相向显示区域以及所述相向显示区域的周围的扩展显示区域，
基于从构成所述第一显示面板且靠所述第二显示面板侧的玻璃基板中的观察者侧的面起至构成所述第二显示面板且靠所述第一显示面板侧的玻璃基板中的与观察者侧相反一侧的面为止的距离以及各所述玻璃基板的折射率，来设定所述扩展显示区域的宽度。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，
在俯视观察时，所述第二显示面板的图像显示区域的外周部位于比所述第一显示面板的图像显示区域的外周部更靠外侧的位置。
3.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，
关于所述多个显示面板各自的图像显示区域，配置该显示面板的位置离观察者越远，则该显示面板的图像显示区域越大。
4.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，
所述第二显示面板在所述扩展显示区域中显示与显示于所述相向显示区域的端部的图像相同的图像。
5.根据权利要求4所述的显示装置，其特征在于，
在将所述扩展显示区域的宽度设为t1、将构成所述第一显示面板且靠所述第二显示面板侧的玻璃基板的折射率设为n1、将构成所述第二显示面板且靠所述第一显示面板侧的玻璃基板的折射率设为n2、将从构成所述第一显示面板且靠所述第二显示面板侧的玻璃基板中的观察者侧的面起至构成所述第二显示面板且靠所述第一显示面板侧的玻璃基板中的与观察者侧相反一侧的面为止的距离设为d的情况下，满足
Figure FDA0002728432410000021
其中，n＝(n1+n2)/2。
6.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，
还包括图像处理部，所述图像处理部基于输入影像信号来生成第一图像数据和第二图像数据，所述第一图像数据用于在所述第一显示面板的图像显示区域中显示彩色图像，所述第二图像数据用于在所述第二显示面板的图像显示区域中显示黑白图像。
7.根据权利要求6所述的显示装置，其特征在于，
所述第二显示面板的图像显示区域包括在俯视观察时与所述第一显示面板的图像显示区域相向的相向显示区域以及所述相向显示区域的周围的扩展显示区域，
所述图像处理部基于所述输入影像信号来生成所述相向显示区域用的图像数据，并且基于所述相向显示区域用的图像数据来生成所述扩展显示区域用的图像数据，由此生成所述第二图像数据。
8.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，
所述第二显示面板的图像显示区域包括在俯视观察时与所述第一显示面板的图像显示区域相向的相向显示区域以及所述相向显示区域的周围的扩展显示区域，
在所述第二显示面板的图像显示区域配置有用于从驱动电路供给图像显示用的信号的多条信号线，
在所述扩展显示区域中，所述驱动电路中的一个输出端子与多条所述信号线电连接。
9.根据权利要求8所述的显示装置，其特征在于，
关于与所述一个输出端子电连接的所述信号线的根数，所述输出端子的位置离所述相向显示区域越近则根数越少。
10.根据权利要求8所述的显示装置，其特征在于，
在所述扩展显示区域中，向与所述一个输出端子电连接的多条所述信号线同时供给所述图像显示用的信号。
11.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，
在俯视观察时，配置于所述扩展显示区域的多个像素与形成于所述第一显示面板的图像显示区域的周围的黑矩阵重叠。
12.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，
所述第二显示面板的图像显示区域包括在俯视观察时与所述第一显示面板的图像显示区域相向的相向显示区域以及所述相向显示区域的周围的扩展显示区域，
配置于所述扩展显示区域的多个像素中的一部分像素比配置于所述相向显示区域的像素大。
13.一种显示装置，由多个显示面板重叠配置而成，在各个所述显示面板中显示图像，所述显示装置的特征在于，
关于配置在靠近观察者的位置的第一显示面板和配置在比所述第一显示面板远离观察者的位置的第二显示面板，所述第二显示面板的图像显示区域比所述第一显示面板的图像显示区域大，
所述第二显示面板的图像显示区域包括在俯视观察时与所述第一显示面板的图像显示区域相向的相向显示区域以及所述相向显示区域的周围的扩展显示区域，
在将所述扩展显示区域的宽度设为t1、将构成所述第一显示面板且靠所述第二显示面板侧的玻璃基板的折射率设为n1、将构成所述第二显示面板且靠所述第一显示面板侧的玻璃基板的折射率设为n2、将从构成所述第一显示面板且靠所述第二显示面板侧的玻璃基板中的观察者侧的面起至构成所述第二显示面板且靠所述第一显示面板侧的玻璃基板中的与观察者侧相反一侧的面为止的距离设为d的情况下，满足
Figure FDA0002728432410000041
其中，n＝(n1+n2)/2。
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