JP2010117437A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現在の家庭用テレビの主流である液晶ディスプレイであって、しかも良質な３Ｄ映像を与えることができる液晶ディスプレイおよび３Ｄ表示装置を提供する。
【解決手段】分極遮蔽型スメクチック液晶表示デバイス（ＰＳＳ−ＬＣＤ）を使用したアクティブマトリクス方式のＬＣＤ表示器であって；１０ｍｓ以下の前記画像書替え周期に対し、線順次駆動により表示画像を更新する際の光学応答待ち時間を１００μｓ〜１ｍｓ以下とする応答が可能で；表示画像の更新が完了した後、固定した（変化しない）画像が表示される期間を０．５ｍｓ以上得ることが可能なＬＣＤ表示器。該ＬＣＤ表示器と、光の透過と非透過が切替えられる機能を有する部品を右目用と左目用に配置した光シャッターメガネとを組み合わせて３Ｄ表示装置を構成する。
【選択図】図５Ｂ

Description

本発明は、数百μｓオーダーの高速応答を可能とする液晶表示装置に関する。本発明は、更に、該高速応答速度が表示階調域のどの階調を表示する場合であっても、一定以上速い液晶表示器と光の透過と非透過を切替えられるメガネとその制御装置とを含み、立体画像や複数の異なる画像のうち一つを選択的に見ることができる液晶表示装置にも関する。

近年、特に北米を中心として３Ｄ映画が数多く作られ劇場公開されるようになってきた。映画館で３Ｄ映像を見せるための仕組みは、投射器にプロジェクターを使用し右目用の画像と左目用の画像を交互に投射し、その投射光を液晶と偏光板を使った部品を透過させ、液晶部品の特性を電気的に切替えてプロジェクターが右目用画像を投射しているときと左目用画像を投射しているときの投射光を異なる偏光状態になるように切替えてスクリーンに投影し、その右目および左目用の投射映像を偏光メガネを介して見ることで実現している。

今後３Ｄ映画が更に普及し、これまでの２Ｄ映画同様に家庭でも楽しむ需要が発生することがほぼ確実な状況下において、家庭用テレビとしての要件を満たした３Ｄ表示装置が要求されている。

上記映画館のようなプロジェクターを使ったシステムは家庭用テレビとしては、特に設置環境的に不向きなため現在の家庭用テレビの主流である液晶表示器で３Ｄ表示を実現する必要がある。

また近年家庭用電子ゲーム機が広く普及しているが、そのなかで対戦型ゲームの場合、プレーヤー毎の視点によって見る画面が異なることがリアリティや臨場感を高めるために重要であり、実際にディスプレイの表示エリアを分割して表示させたり、あるいはゲーム場などではディスプレイを複数台使って視点の異なる複数画面の表示を行っているが、前者は各画面の表示サイズが小さくなってしまうことおよび隣の画面が目に入って見づらいことの問題があり、後者は複数のディスプレイを用意しなければならず家庭向きでない問題がある。

そのためには、一つのテレビで画面を小さく分割することなく各自が異なる画像を見ることができる表示装置を実現する必要がある。

従来より、３Ｄ表示装置として、ＣＲＴディスプレイに右目用の画像と左目用の画像とを交互に切替えて表示し、これに同期して光透過と光非透過を切替えるシャッターメガネを用い、右目用の画像が表示されたときには、右目用のシャッターのみを光透過状態にして右目用の画像を右目のみで観察し、左目用の画像が表示されたときには左目用シャッターのみを光透過状態にして左目用の画像を左目のみ観察することにより、３Ｄ映像を実現できる表示装置が知られている（特許文献１、特許文献２参照）。

更に、液晶表示器を使用した従来の３Ｄ表示装置として、液晶パネルの前面に液晶パネルを出射した偏光の状態を液晶パネルのライン毎あるいはドット毎に変換する光学素子を配置し、上記光学素子が変換した偏光軸と一致する偏光方向を有する偏光メガネとを備えたものがある。液晶パネルの例えば奇数ラインに右目用の画像を表示し、偶数ラインに左目用の画像を表示し、前記光学素子が液晶パネルの奇数ラインから出射した偏光と偶数ラインから出射した偏光とで偏光の状態を変換し、該光学素子が変換した偏光軸と合う偏光メガネで奇数ラインの右目用画像を右目のみで観察し、偶数ラインの左目用画像を左目のみで観察することにより３Ｄ映像を実現する（特許文献３、特許文献４、特許文献５参照）。

しかしながら、前述したＣＲＴディスプレイとシャッターメガネを備える方式では、ＣＲＴを使用するため３Ｄ映像の臨場感を高めるために必須の大画面化が困難であり、また近年の液晶テレビ普及のトレンドにそぐわない。なお上記参考特許文献１および２には表示器をＣＲＴと限定しておらず液晶表示器でも可能なように記載されているが現在の大型直視型アモルファスシリコン薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等によるアクティブマトリクス方式ＬＣＤでは、線順次で画像を更新するため、右目用、左目用画像を明瞭に分離するための高速な画面切り替えが困難であり、必要な固定した表示画像を得る期間を確保できず、良好な３Ｄ映像は得られないという問題がある。

また、前述した液晶ディスプレイのライン毎あるいはドット毎に偏光状態を変換する光学素子と偏光メガネを備える方式では、画像を右目用と左目用にライン毎、あるいは画素毎に分けるため映像の解像度が半分になってしまうという大きな問題がある。

上述のとおり、ＣＲＴ，あるいはＰＤＰ等の発光型で、ＬＣＤより一般に高速画像書換えが可能な２次元画像形成装置は、発光型であるが故に、画面から出射される画像は一般に、ランダム偏光、もしくは特定の直線偏光となっていない。従って、発光型として画面輝度は高く保てても、アクティブ光シャッターとして直線偏光をスイッチングする場合には、少なくとも画面から出射された光の半分が、実際の画像用として目に届かず、極めて光利用効率の悪い表示となってしまう。この点、ＬＣＤは、一般にその画面からの出射光が直線偏光であるため、直線偏光をスイッチングするアクティブ光シャッターとの総合的光利用効率に優れるという利点を持つ。ただし、従来のＬＣＤは、肝心の画像書換え時間が遅かったため、もっぱら、光効率が悪くとも、発光型のＣＲＴ，ＰＤＰ等が２次元画像形成装置として共用されていた。

特開平８−３２７９６１公報 特開２００２−８２３０７公報

特許公開平５−２５７０８３公報 特許公開２００８−１７０５５７公報 米国特許第５３２７２８５号公報

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点を解消し、現在の家庭用テレビの主流である液晶ディスプレイであって、しかも良質な３Ｄ映像を与えることができる液晶ディスプレイを提供することにある。
本発明の更なる目的は、現在の家庭用テレビの主流である液晶ディスプレイを使用して良質な３Ｄ映像を与える表示装置を提供することを目的とする。

本発明者は鋭意研究の結果、特定の応答速度のみならず特定の静電容量を与えるＬＣＤ表示器が、良質な３Ｄ画像の形成を可能とすることを見出した。
本発明のＬＣＤ表示器は上記知見に基づくものであり、より詳しくは、分極遮蔽型スメクチック液晶表示デバイス（ＰＳＳ−ＬＣＤ）を使用したアクティブマトリクス方式のＬＣＤ表示器であって；該表示器が、１０ｍｓ以下の前記画像書替え周期に対し、線順次駆動により表示画像を更新する際の光学応答待ち時間を１００μｓ〜１ｍｓ以下とする高速応答が可能で；表示画像の更新が完了した後、固定した（変化しない）画像が表示される期間を０．５ｍｓ以上得ることが可能であり；該画像書替えのため前記液晶パネルの走査ドライバが前記液晶パネル全体を走査するために要する時間（Ｔｓ）が、前記画像書替え周期（Ｔｃ）より短く；且つ、前記表示器を構成する各画素の大きさをａμｍ×ｂμｍとした場合、各ＴＦＴ画素の画素静電容量Ｃ（Ｆ）が、１７．７０８ａｂ×１０^−１９ Ｆ ≦Ｃ ≦ ３５．４１６ａｂ×１０^−１８ Ｆの範囲であることを特徴とするものである。
本発明によれば、更に、アクティブマトリクス方式の液晶表示器と；光の透過と非透過が切替えられる機能を有する部品を右目用と左目用に配置した光シャッターメガネと；前記表示器の画像書替え周期と同期して前記光シャッターメガネの光透過状態／光非透過状態を電気的に切替える制御手段とを有する表示装置であって；前記表示器が、１０ｍｓ以下の前記画像書替え周期に対し、線順次駆動により表示画像を更新する際の光学応答待ち時間を１００μｓ〜１ｍｓ以下とする高速応答が可能であって；表示画像の更新が完了した後、固定した（変化しない）画像が表示される期間を０．５ｍｓ以上得ることが可能な液晶パネルを含み；且つ、該画像書替えのため前記液晶パネルの走査ドライバが前記液晶パネル全体を走査するために要する時間（Ｔｓ）が、前記画像書替え周期（Ｔｃ）より短く、前記光シャッターメガネが、前記表示器が表示する画像に合わせて右目用部品および左目用部品の光透過状態／光非透過状態を、前記表示器の前記画像切り替えと同期するよう前記制御手段が切り替えることにより、前記表示器が前記切り替え周波数毎に切替える画像群の一部のみを右目および左目に見せるように制御することを特徴とする表示装置が提供される。

上記構成を有する本発明によれば、現在の家庭用テレビの主流である液晶ディスプレイでああって、しかも良質な３Ｄ映像を与えることができる液晶ディスプレイが提供される。
本発明によれば、更には、現在の家庭用テレビの主流である液晶ディスプレイを使用して良質な３Ｄ映像を与える表示装置が提供される。

以下、必要に応じて図面を参照しつつ本発明を更に具体的に説明する。以下の記載において量比を表す「部」および「％」は、特に断らない限り質量基準とする。

（ＬＣＤの画面書換え）
本発明の技術内容を述べる前に、まず、本発明で極めて重要な概念である、ＬＣＤの画面書換えについて、その定義等を明確にする。

表示画面の更新周期は、１枚の画像を更新・表示する時間を単位として表現し、これを「画面書替え周期」とする。走査は、画面全体について、線順次に表示データを更新することをいう。例として、画面のライン数が、２４０ラインであった場合、１ラインから２４０ラインを走査する時間が「液晶パネル全体を走査する時間」である。

２４０ラインのデータ更新（走査）の開始から、次の新しい画面を表示する新規の走査が始まる直前までの時間が、「画面書替え周期」の範囲である。画面を更新する「走査」の開始から、次の新規画像を表示する走査を開始するまで、走査の後ＬＣＤの電荷保持動作で表示を継続している時間は「画面書替え周期」の範囲である。１周期の「画面書替え周期」の範囲内で、画面全体の走査を１回のみ行うことに限定しない。画像データを変化させずに（同一画像データで）１周期の「画面書替え周期」内に、複数回走査することを含む。１枚の画像の後に均一な固定画面を表示する場合、均一な固定画面を表示している時間も「画面書替え周期」に含む。「均一な固定画面」は、画面全体を同じ値の画像データで構成した画面を指す。例として、全面を「白」、「黒」、「同じレベルのグレイ」等の固定値のデータで塗りつぶした画像を指す。具体的な表示方法として、右目画像を表示した後、全面が「黒」の画面を表示した場合、「右目画像の表示時間＋全面黒画像の表示時間」が、前記の「画面書替え周期」である。同じ画像データで２回の全画面スキャンを行い、３回目に黒画像を表示する場合、この３回の画面スキャン時間（次の新規画像の表示走査開始まで）が「画面書替え周期」である。

さらに、１画面を事実上２分割、もしくは３分割以上し、図Ａ、図Ｂのように同時に２分割、あるいは３分割以上して同時駆動する場合には、駆動ラインの分割の如何にかかわらず、１画面分の表示信号を書込み、かつ１画面の表示を行う時間を、画面書換え時間とする。

（３Ｄ画像表示のメカニズム）
本発明は、まず第１に右目用画像、左目用画像を基本となる２次元画像として用意する上で、以下の２つの基本的要因を基として実施される。ひとつは、容量負荷である液晶の画素電極に電荷を供給するＴＦＴ自体の高速応答化（ＴＦＴを高速にチャージアップし、液晶を駆動するに充分な電位を与える）、他は、液晶自体の高速応答化である。

ＴＦＴ、特に近年急速に「液晶ＴＶ」として普及が進んでいるＬＣＤ用のＴＦＴはその製造安定性、および製造コストの観点からアモルファスシリコンによるＴＦＴが用いられている。アモルファスシリコンＴＦＴは、大面積ガラス基板への適用の面で、他のＴＦＴ技術に対し優位性を持つため、携帯電話用ＬＣＤ、ノートＰＣ用ＬＣＤ、デスクトップＰＣ用モニターから、上述の液晶ＴＶに至る極めて広範囲のＴＦＴ−ＬＣＤに共用されている。本発明の目的のひとつである、３Ｄ用ディスプレイ装置においても、既に広く普及が進んだ中型から大型ＬＣＤパネルを前提とする合理性から、アモルファスシリコンＴＦＴを用いたＬＣＤの適用が自然に帰結される。一方で、既存のアモルファスシリコンＴＦＴを用いたＬＣＤは、たとえ高画質が求められるＴＶ用途においても、通常の２次元画像を得ることを前提とすると、３Ｄ表示に求められる極めて高速に画面書換えをする必然性に乏しく、本発明の前提条件とする１０ｍｓ以下の時間で１画面を表示し２００Ｈｚ以上、特に、右目用画像、左目用画像を明確に切り分けるのに必要充分なＴＦＴ自体の高速書込み（ＴＦＴのチャージング）がほとんど不可能に近い状況であった。従ってまず、ＴＦＴの高速駆動が本発明の要素技術の一つとなる。

このためには、二つの要因を解決する必要がある。これら二つの要因は、本発明を実施するための概念として必須のものである。ひとつは、実質的なＴＦＴアドレス時間（ＴＦＴのチャージング時間）の短縮、他は、ＴＦＴのアドレス時間の短縮を可能とする液晶の静電容量の減少である。一方、ＴＦＴの高速書込みに呼応した液晶自体の高速応答化も、本発明を実施するための必須用件である。従って、本発明の実施においては、従来にないレベルでのＴＦＴの高速書込みと液晶の高速応答が必須の要件となる。ＴＦＴのアドレス時間、または、画面書換え周波数は、幾つかのパラメタにより決まるが、ここでは例として、ＳＸＧＡ（Super Extended Graphic Array：１２８０×１０２４ 画素）の場合を例にあげる。

従来の一般的なＴＦＴ−ＬＣＤのように６０Ｈｚのフレーム周波数（ここで言うフレーム周波数は一般的なＴＦＴ−ＬＣＤで定義される周波数）、線順次で１０２４本の走査線を走査すると、１走査線あたりの走査時間（ＴＦＴのチャージング時間に相当）は、１ ｓ／６０／１０２４＝１６．３ マイクロ秒となり、従来知られているアモルファスシリコンＴＦＴでのチャージング時間ぎりぎりとなる。もちろん、各ＴＦＴにつながる液晶の静電容量の多寡にも拠る。本発明では、既に定義したカットオフ画面書換え周波数が１００Ｈｚであるため、上記の画素数、ＴＦＴ構造の場合の１走査線あたりの走査時間（ＴＦＴのチャージング時間に相当）は、１ ｓ／１００／１０２４＝９．８ マイクロ秒となる。

一般のアモルファスシリコンＴＦＴおよび従来のネマティック液晶の組み合わせでは、各トランジスタ間の容量および配線抵抗、寄生容量等のばらつき、温度依存性を考慮すると、９．８マイクロ秒でのＴＦＴのチャージングは極めて困難であり、ＴＦＴ側での改良、または／および液晶の静電容量の低減が不可欠である。ましてや、走査線数が増加、すなわちＨＤ対応等のより高精細画面が求められた場合、ＴＦＴ側、液晶側両面からの改良が不可欠となる状況である。実際のＴＦＴ−ＬＣＤにおいては、各ＴＦＴに接続した電極部分に静電容量としての液晶、およびＴＦＴのゲートオフ後の電極電位を充分高く保つためのストレージキャパシタンスがある。この状態を、等価回路として示すと図１１のようになる。

図１１から明らかなとおり、液晶の容量（Ｃｌｃ）、ストレージキャパシタンス（Ｃｓｔ） が大きくなると、ＴＦＴへの負荷容量が大きくなり、ＴＦＴのチャージング時間が長く必要となることが容易に分かる。従って、本発明を実際に実現、実施するためには、ＴＦＴの高速チャージング、これを実現するための高速応答液晶駆動モードの導入、更には、その高速応答液晶駆動モードを用いてＴＦＴを高速チャージングするための、液晶の静電容量低減、およびストレージキャパシタンスの低減が必須となることがわかる。

従来、ＰＳＳ−ＬＣＤはその液晶の光学応答としては、本発明を実施するのに、充分な高速応答であることは知られていたが、ＴＦＴを充分高速にチャージングするためには、特別に液晶の静電容量、およびストレージキャパシタンスの低減が必須であることを、本発明の筆者は明らかにした。例えば、図１１における液晶の静電容量、より正確には画素における静電容量Ｃは、従来の一般的なネマティック液晶の典型例としては、以下のとおりとなる。

（ネマティック液晶の静電容量Ｃの計算例）
液晶の平均の誘電率：ε＝１５
真空の誘電率：ε０＝８．８５４×１０^−１２ Ｆ／ｍ
ＴＶ用ＬＣＤの一般的電極面積（ＲＧＢ副画素）：Ｓ＝３００μｍ×１００μｍ

画素間ギャップ（パネルギャップ）：ｄ＝３．５μｍ、およびＣ＝εε０ Ｓ／ｄより、Ｃ＝１．１４ ｐＦ＝（Ｃｌｃ）・・・・＜１＞
更に、一般的なＴＦＴの設計におけるストレージキャパシタンス（Ｃｓｔ）は、
Ｃｓｔ＝１．０Ｃｌｃ ｔｏ ２．０Ｃｌｃ・・・・＜２＞
であるため、実際のＴＦＴに対する負荷としての容量は、２．２８〜３．４２ ｐＦとなる。

もちろん、ここでの計算による画素容量は、ＴＦＴ−ＬＣの用途、設計方針等により大幅に異なる場合もある。上記は、あくまでＴＦＴがアモルファスシリコンの場合の一般的な場合であり、ここで計算した値に限定するものではない。特に、ＴＦＴがアモルファスシリコンではなく低温ポリシリコン、高温ポリシリコンの場合は、ＴＦＴの電子の易動度が、アモルファスシリコンの場合より大幅に大きくなるため、上記計算値の数桁大きな値でも、トランジスタのチャージングが可能になる場合もある。逆に、アモルファスシリコンＴＦＴの場合、画素構造や、用途により、画素容量は、上記より１桁程度小さくすることが要求される場合もある。

となる。実際のＴＦＴにおいては、配線間等のいわゆる寄生容量も存在するが、ここでの議論の目的においては、上記の容量、２．２８〜３．４２ ｐＦ で充分な議論が可能である。各ＴＦＴに負荷として印加される静電容量は、上記の計算のとおり、２．２８〜３．４２ ｐＦ 程度であるが、この値に対しては、ＴＦＴのゲート長が充分あり、かつトランジスタの電子のモビリティが充分高くないと、上記のような高速で各ＴＦＴのチャージング、例えば、１ラインあたり１０マイクロ秒以下のＴＦＴ書込みが困難となる。

実際には、上記のＴＦＴのゲート長が充分に取れれば、ラインあたり１０マイクロ秒以下のＴＦＴ書込みは可能であるが、この高速書込みを上記の１画素あたり３ｐＦ程度の容量で書き込もうとすると、ゲート長をかなり長く設計する必要がある。ゲート長が長くなると、ＬＣＤにおける遮光部が大きくなり、その結果、開口率が低下し、輝度が著しく低下してしまうという欠点がある。従って、実用的な高速ライン書込みＴＦＴ−ＬＣＤを実現するためには、ＴＦＴに印加される静電容量を、従来の三分の一程度、すなわち０．８ ｐＦ〜１．１ ｐＦ 程度にする必要がある。

従来から知られているＰＳＳ−ＬＣＤでは、典型的には、画素あたりの液晶の静電容量は、Ｃｌｃ＝０．５３ ｐＦ（ε＝４， ｄ＝２μｍ） であるため、これと同等のストレージキャパシタンス（Ｃｓｔ）を設けると、各ＴＦＴあたりの静電容量は、１．０６ ｐＦ〜１．５９ ｐＦ となり、いずれの場合も、１ ｐＦ を超えてしまい、ＴＦＴのチャージングに支障がある。

そこで、本発明においては、特に、本発明の目的のため、ＰＳＳ−ＬＣＤにおいてストレージキャパシタンス（Ｃｓｔ）を除去してしまうことを考え付いた。通常のＴＦＴ−ＬＣＤにおけるストレージキャパシタンス（Ｃｓｔ）は、各フレーム書込みの間、各画素の電位を一定以上に保つために、必須である。ＰＳＳ−ＬＣＤにおいても、その必要性に変わりはない。しかしながら、筆者らは、本発明の重要な要素の一つである、１００Ｈｚ以上の高速フレーム書換えに限った駆動に着目した結果、仮に、ストレージキャパシタンス（Ｃｓｔ）を用いないでＴＦＴ駆動を行った場合においても、フレーム周波数は本発明で必須とする高速駆動の場合は、画素電位の低下による画素輝度の低下がほとんど無視できることが分かった。従って、高速フレーム書換えが前提となる場合は、ＰＳＳ−ＬＣＤ方式において、画素容量を従来のＴＦＴ−ＬＣＤの２．２８〜３．４２ ｐＦから、Ｃｌｃ＝０．５３ ｐＦと大幅に低減できることを見出した。

この発明に基づき、アモルファスシリコンＴＦＴを用いれば、本発明が目的とする高速ＴＦＴ書込み、および１００Ｈｚ以上の高速画像書換えが可能となる。以上の議論を一般化すると、本発明の一つの重要構成要因であるＴＦＴ−ＬＣＤの各画素における許容される画素容量は、以下のように表すことができる。

(a) ＴＦＴ−ＬＣＤの各画素面積：縦 ａμｍ， 横 ｂμｍ
(b) ＴＦＴ−ＬＣＤのパネルギャップ： ２μｍ
(c) 真空の誘電率：ε０＝８．８５４×１０^−１２ Ｆ／ｍ
(d) ＰＳＳ液晶の誘電率：ε： ４ ≦ ε ≦ ８
(e) 各ＴＦＴの画素容量：Ｃ
Ｃ＝εε０ Ｓ／ｄ＝４．４２７ ａ ｂ ε×１０^−１８ Ｆ

上式において、ＰＳＳ−ＬＣＤの液晶の誘電率ε は、４から８の範囲、従って、各ＴＦＴの画素容量は、１７．７０８ ａｂ×１０^−１８ Ｆ〜３５．４１６ ａｂ×１０^−１８ Ｆ となる。一般的な４０インチ程度のＰＳＳ−ＬＣＤ画面の場合、画素サイズ：ａ， ｂ はそれぞれ、３００μｍ×１００μｍ程度であるため、上式から、各ＴＦＴ画素の画素容量は、Ｃ＝０．５３ ｐＦ 〜Ｃ＝１．０６ ｐＦとなり、極めて小さな画素容量であることがわかる。

更に、以下は、本発明を実施するための別のアプローチの一例であり、必ずしもこれらの手段に限定するものではない。ひとつは、一画素に複数のトランジスタを配置し、かつこれら複数のトランジスタを高速に駆動（チャージング）するため、少なくともデータラインを一画素に配置されたトランジスタの数と同じ数、配置することが必要となる。データラインを複数配置することにより、実質的なＴＦＴのチャージング時間をデータラインの本数に反比例して短縮することが可能となる。この方式は、既に、既存の２次元画像用の液晶ＴＶ用として以下に開示されている。

Novel TFT-LCD Technology for Motion Blur Reduction Using 120Hz Driving with McFi：ＳＩＤ（Society for Information Display） ２００７ Ｄｉｇｅｓｔ ｐｐ． １００３ - ｐｐ． １００６， Ｐａｐｅｒ ｎｕｍｂｅｒ： １８．１．

Ultra Definition LCD Using New Driving Scheme and Advanced Super PVA Technology： ＳＩＤ（Society for Information Display） ２００８ Ｄｉｇｅｓｔ ｐｐ． １９６ - ｐｐ． １９９， Ｐａｐｅｒ ｎｕｍｂｅｒ： １６．１．

本発明で必要とするＴＦＴの高速チャージングを実施するためには、更に、液晶の静電容量を可能な限り小さくすることにより、ＴＦＴのソース電極につながる負荷としての静電容量を低減し、ＴＦＴ自体の電荷注入時間を短縮する必要がある。

そのためには、従来上市されている、いわゆるネマティック液晶方式では、液晶の応答時間と液晶の静電容量の間にトレードオフが存在し、困難である。すなわち、応答時間を短縮するためには液晶の駆動トルクを大きくする必要があり、そのためには一般に静電容量の大きな液晶材料を使用しなければならない。ところが静電容量の大きな液晶を用いると、ＴＦＴの電荷注入に対する負荷が大きくなり、チャージングに時間がかかり、結果として本発明に求める高速ＴＦＴチャージングが不可能となってしまう。ＴＦＴ自体のチャージング時間を短縮する上で、小さな駆動トルク、従って小さな静電容量でも充分高速に応答する液晶表示方式（液晶駆動モード）の導入が不可欠となる。この要求を実現するひとつの手段が、ＰＳＳ−ＬＣＤ方式である（このＰＳＳ−ＬＣＤの詳細については、例えば、特表２００６−５１５９３５号公報を参照することができる）。

ＰＳＳ−ＬＣＤは、従来のネマティック液晶方式ＴＦＴ−ＬＣＤに比べ、極めて高速の応答（３００マイクロ秒程度）。極めて広い視野角が可能であり、かつ静電容量が小さいため、本発明の基本要因のひとつであるＴＦＴの高速応答化に寄与しつつ、液晶自体の応答が高速であるため、他の基本要因も満たすことができる。

（静電容量の測定方法）
本発明に関わる画素静電容量の測定方法は、幾つか可能であるが、最も一般的な測定方法を以下に記載する。

ガード電極を有する２０ｍｍの透明電極（ガード電極は、この直径２０ｍｍより３ｍｍ程度大きな同心円状とする）を設けた５０ｍｍ × ５０ｍｍ × ０．７ｍｍ（厚み））のガラス基板を用い、測定する液晶に準じた厚み（ギャップ）で、空パネルを作成する。
空パネルの作成方法は、一般の液晶パネルと同様、その液晶駆動モードに準拠して準備する。ここでは、一例として、ＴＮ（ツイステッドネマティック）液晶パネルを用いて説明する。市販のＬＣＤ用ポリイミドを固形分濃度を２％とし、スピンコーティングにより塗布後、ホットプレート上で乾燥した後、２００℃、１時間焼成する。室温にした後、ポリイミド表面を一方向にラビングする。なお、一方の基板のラビング方向と、これと対を成す他方の基板のラビング方向は、互いに８５度とする。ラビング後、平均粒径４．２ミクロンのプラスチック製スペーサーボールをドライ法で基板上に散布する。散布密度は平均的に、１平方ミリメートルあたり、３０個とする。

スペーサーボールを散布後、２枚のガラスを貼り合わせる。貼り合わせには、一方の基板の周囲にディスペンサで、熱硬化性エポキシ樹脂を、平均幅１ｍｍで塗布した後、ホットプレート上で仮キュアし、貼り合わせ、ホットプレスで１平方センチメートルあたり、２ｋｇ重の加重で加圧し、１４０℃、３０分で加熱硬化させる。室温に戻した後、通常の大気圧差方式を用いて市販のネマティック混合液晶組成物を注入し、注入口周辺の液晶を除去清掃してサンプルとする。なお、本測定においては、液晶晶注入口の封止は不要である。

以上のとおり用意した試料パネルを用い、ＣＲブリッジ回路を用いて、試料パネルの容量を測定する。ＣＲブリッジ回路としては、例えば市販のプレシジョンＬＣＲメーター（アジラント社製）がある。試料パネルの測定には、プローブ周駿数ｌｋＨ、ピーク−ピーク電圧１Ｖを用い、試料パネルの容量測定を行う。測定した容量値から、試料パネルの電極面積、ギャップ（平行平板コンデンサーとしての電極間距離）を用いて、前記した「ネマティック液晶の静電容量Ｃの計算例」における式＜１＞および式＜２＞に従い、静電容量Ｃを算出する。

本発明は、例えば、代表的な態様として、以下の態様を含む。

［１］ この態様に係る液晶表示装置は、ＰＳＳ−ＬＣＤを用いたアクティブマトリクス方式の液晶表示器と、光の透過と非透過が切替えられる機能を有する部品を右目用と左目用に配置した光シャッターメガネと、前記表示器の画像書替え周期と同期して前記光シャッターメガネの光透過状態、光非透過状態を電気的に切替える制御手段とを有し、前記表示器が、１０ｍｓ以下の周期で１００Ｈｚ程度以上の周波数で該表示器が表示する画像を書替えかつ該画像書替えのため前記液晶パネルの走査ドライバが前記液晶パネル全体を走査するために要する時間が前記画像書替え周期より短く、前記光シャッターメガネが、前記表示器が表示する画像に合わせて右目用部品および左目用部品の光透過状態、光非透過状態を前記表示器の前記画像切り替えと同期するよう前記制御手段が切り替え、前記表示器が前記切り替え周波数毎に切替える画像群の一部のみを右目および左目に見せるように制御することを特徴とするものである。

［２］ この態様においては、駆動電圧の印可に対して、中間階調を表示するための低いソース電圧間の遷移であっても１ｍｓ以下の高速な光学応答特性を有し、誘電率の小さいＰＳＳ−ＬＣＤを使用したアクティブマトリクス方式液晶表示器であることを特徴とするものである。

［３］ ［１］記載の表示装置において、前記光シャッターメガネの前記右目用部品および左目用部品を液晶パネルと偏光板を含む構成にしたことを特徴とするものである。

［４］ ［３］記載の表示装置において、前記光シャッターメガネの前記右目用および左目用部品の液晶パネルが、２７０°ツイストのネマティック型液晶であることを特徴とするものである。

［５］ ［３］記載の表示装置において、前記光シャッターメガネの前記右目用および左目用部品の液晶素子が、πモード型液晶であることを特徴とするものである。

［６］ ［３］記載の表示装置において、前記光シャッターメガネの前記右目用および左目用部品の液晶素子が、強誘電型液晶であることを特徴とするものである。

［７］ ［１］記載の表示装置において、前記表示器が、１０ｍｓ以下１００Ｈｚ程度以上の周期で表示画像を書替え、右目用画像と左目用画像を交互に表示させ、前記制御手段が、前記光シャッターメガネを前記表示器と同期して切替えて前記表示器が右目用画像を表示しているときは前記光シャッターメガネの前記右目用部品を光透過状態にして、前記左目用部品を光非透過状態にし、また前記液晶表示器が左目用画像を表示しているときは前記光シャッターメガネの前記左目用部品を光透過状態にして、前記右目用部品を光非透過状態に制御することを特徴とするものである。

［８］ ［７］記載の表示装置において、前記表示器の前記液晶パネルが備える走査ドライバが、１０ｍｓ以下１００Ｈｚ程度以上の画像書替え周期の中で該液晶パネル全体を２回以上走査し、前記光シャッターメガネの前記右目用部品が、前記表示器が右目用画像を表示する周期の第１番目の走査が終了した時から左目画像を表示する第１番目の走査が始まる前までの期間は光透過状態にして、該期間以外は光非透過状態とし、前記光シャッターメガネの前記左目用部品が、前記表示器が左目用画像を表示する周期の第１番目の走査が終了した時から右目画像を表示する第１番目の走査が始まる前までの期間は光透過状態にして、該期間以外は光非透過状態となるよう制御することを特徴とするものである。

［９］ ［７］記載の表示装置において、前記表示器の前記液晶パネルが備える走査ドライバが、１０ｍｓ以下（１００Ｈｚ）程度以上の画像書替え周期の中で該液晶パネル全体を２回以上走査し、画像書替え周期の少なくとも最後の走査では該液晶パネル全体に黒画像を書込み、前記光シャッターメガネの前記右目用部品が、前記表示器が右目用画像を表示する周期の第１番目の走査が始まる時から最終の黒画面の走査が終了するまでの期間は光透過状態にして、該期間以外は光非透過状態とし、前記光シャッターメガネの前記左目用部品が、前記表示器が左目用画像を表示する周期の第１番目の走査が始まる時から最終の黒画面の走査が終了するまでの期間は光透過状態にして、該期間以外は光非透過状態となるよう制御することを特徴とするものである。

［１０］ ［７］記載の表示装置において、前記表示器の前記液晶パネルが備える走査ドライバが、１０ｍｓ以下（１００Ｈｚ）程度以上の画像書替え周期よりも短い時間で該液晶パネル全体を走査し、前記光シャッターメガネの前記右目用部品が、前記表示器が右目用画像を表示する周期のなかで前記走査ドライバが前記液晶パネル全体の走査を終えた時から前記走査ドライバが左目画像の走査を始める前までの期間は光透過状態にして、該期間以外は光非透過状態とし、前記光シャッターメガネの前記左目用部品が、前記表示器が左目用画像を表示する周期のなかで前記走査ドライバが前記液晶パネル全体の走査を終えた時から前記走査ドライバが右目画像の走査を始める前までの期間は光透過状態にして、該期間以外は光非透過状態となるよう制御することを特徴とするものである。

［１１］ ［１］記載の表示装置において、前記表示器が、１０ｍｓ以下（１００Ｈｚ程度）以上の周期で表示画像を書替え、それぞれ別の画像Ａおよび画像Ｂを交互に表示させ、前記制御手段が、前記光シャッターメガネを前記表示器と同期して切替えて前記表示器が画像Ａを表示しているときは前記光シャッターメガネの右目用部品および左目用部品をともに光透過状態にし、また前記液晶表示器が画像Ｂを表示しているときは前記光シャッターメガネの左目用部品および左目用部品をともに光非透過状態に制御し、または前記制御手段が、前記光シャッターメガネを前記表示器と同期して切替えて前記表示器が画像Ａを表示しているときは前記光シャッターメガネの右目用部品および左目用部品をともに光非透過状態にし、また前記液晶表示器が画像Ｂを表示しているときは前記光シャッターメガネの左目用部品および左目用部品をともに光透過状態に制御することを特徴とするものである。

［１２］ ［１１］記載の表示装置において、前記表示器の前記液晶パネルが備える走査ドライバが、１０ｍｓ以下（１００Ｈｚ程度）以上の画像書替え周期の中で該液晶パネル全体を２回以上走査し、前記光シャッターメガネの前記右目用部品および左目用部品が、前記表示器が画像Ａを表示する周期の第１番目の走査が終了した時から画像Ｂを表示する第１番目の走査が始まる前までの期間は光透過状態にして、該期間以外は光非透過状態とし、または前記光シャッターメガネの前記右目用部品および左目用部品が、前記表示器が画像Ｂを表示する周期の第１番目の走査が終了した時から画像Ａを表示する第１番目の走査が始まる前までの期間は光透過状態にして、該期間以外は光非透過状態となるよう制御することを特徴とするものである。

［１３］ ［１１］記載の表示装置において、前記表示器の前記液晶パネルが備える走査ドライバが、１０ｍｓ以下（１００Ｈｚ程度）以上の画像書替え周期の中で該液晶パネル全体を２回以上走査し、画像書替え周期の少なくとも最後の走査では該液晶パネル全体に黒画像を書込み、前記光シャッターメガネの前記右目用部品および左目用部品が、前記表示器が画像Ａを表示する周期の第１番目の走査が始まる時から最終の黒画面の走査が終了するまでの期間は光透過状態にして、該期間以外は光非透過状態とし、または前記光シャッターメガネの前記右目用部品および左目用部品が、前記表示器が画像Ｂを表示する周期の第１番目の走査が始まる時から最終の黒画面の走査が終了するまでの期間は光透過状態にして、該期間以外は光非透過状態となるよう制御することを特徴とするものである。

［１４］ ［１１］記載の表示装置において、前記表示器の前記液晶パネルが備える走査ドライバが、１０ｍｓ以下１００Ｈｚ程度以上の画像書替え周期よりも短い時間で該液晶パネル全体を走査し、前記光シャッターメガネの前記右目用部品および左目用部品が、前記表示器が画像Ａを表示する周期のなかで前記走査ドライバが前記液晶パネル全体の走査を終えた時から前記走査ドライバが画像Ｂの走査を始める前までの期間は光透過状態にして、該期間以外は光非透過状態とし、
または前記光シャッターメガネの前記右目用部品および左目用部品が、前記表示器が画像Ｂを表示する周期のなかで前記走査ドライバが前記液晶パネル全体の走査を終えた時から前記走査ドライバが画像Ａの走査を始める前までの期間は光透過状態にして、該期間以外は光非透過状態となるよう制御することを特徴とするものである。

（上記態様の作用）
上記の如く液晶表示装置を構成することにより、応答速度が数百μｓと速い液晶表示器と、該液晶表示器に表示する左あるいは右目用画像の表示方法と、該表示器の画像表示とシャッターメガネの開閉タイミングにより、左右の目にそれぞれ反対の映像が入ることで発生するクロストークが少なくでき、またシャッターメガネの開口率（映像の光利用効率）（開口時間比率）が高くでき、良質な３Ｄ映像が得られる。

以下、実施例により本発明を更に具体的に説明する。

実施例１
図１は本発明の一実施例を示す模式構成図であり、液晶表示装置を示している。図１中、１ａはバックライト、１ｂは液晶パネル、１ｃはデータドライバ、１ｄはスキャンドライバ、１ｅは光シャッターメガネ、１ｆは光シャッターメガネ制御回路、１ｇは液晶表示器と光シャッターメガネの同期信号、１ｈはシャッターメガネ制御信号である。バックライト１ａは液晶パネル１ｂに光を照射するためのものであり、冷陰極管やＬＥＤなどを光源とし拡散板やプリズムシートなどの光学シート、光源用電源などから構成されている。

液晶パネル１ｂは、通常のアクティブマトリクス方式と同じＴＦＴを形成したガラス基板と対向電極基板で構成され、データ電極を駆動するデータドライバ（ＬＳＩ）、走査電極を駆動するゲートドライバ（ＬＳＩ）が、ＴＦＴ基板上に直接またはフィルム基板を介して実装される。液晶素子は、前述のＰＳＳ−ＬＣＤとして構成する。

データドライバ１ｃおよびスキャンドライバ１ｄは液晶パネル１ｂに画像を表示するために液晶パネル１ｂの各画素に画像データに従って所定の電圧を印加するための回路である。

光シャッターメガネ１ｅは液晶パネル１ｂからの映像光を透過、遮断し特定の画像のみ左目あるいは右目に観察させるためのものである。ここで光シャッターの実施例構成の一例を図２で説明する。図中、（Ａ）の２ａは光入射側偏光板、２ｂは液晶セル、２ｃは光出射側偏光板である。入射側偏光板２ａおよび出射側偏光板２ｃの上に記された矢印はそれぞれ偏光板の透過軸を示している。入射側偏光板２ａの透過軸は図１の液晶パネル１ｂの出射映像光の偏光振動軸方向に合わせられている。

（Ｂ）は液晶セルを２枚使用した構成で、遮断時に漏れる光量を減らして光の透過と遮断のコントラスト比を上げる目的のためのものである。２ａは入射側偏光板、２ｂおよび２ｄは液晶セル、２ｃは中段の偏光板、２ｅは出射側偏光板である。入射側偏光板２ａ、中段の偏光板２ｃおよび出射側偏光板２ｅの上に記された矢印はそれぞれの偏光板の透過軸を示している。入射側偏光板２ａの透過軸は図１の液晶パネル１ｂの出射偏光の振動軸方向に合わせられている。ここで更に光シャッターメガネの動作について図３および図４で説明する。

図３は図２（Ａ）の動作説明であり、図中、図２で示したものと同一のものは同一の記号で示してあり、３ａは液晶セル２ｂを駆動するための交流電源、３ｂは図１の液晶パネル１ｂの出射偏光の振動軸方向、３ｃは液晶セル２ｂを出射した偏光の振動方向、３ｄは出射側偏光板２ｃを出射した偏光の振動方向を示している。図中、（Ａ）は光遮断状態を説明している。まず図１の液晶パネル１ｂの出射偏光の振動軸方向と入射側偏光板２ａの透過軸が合っているため該液晶パネルからの映像光は透過する。次に液晶セル２ｂにはＨｉｇｈ電圧が印加されて該液晶セル内の液晶分子の配列が光学的にｉｓｏｔｒｏｐｉｃな状態になるため該液晶セルを透過しても偏光状態は変化せず、液晶セル出射偏光３ｃは入射側偏光板２ａの出射偏光の振動方向（入射側偏光板の透過軸方向）と変わらない。最後に出射側偏光板２ｃの透過光軸が液晶セル出射偏光の振動方向３ｃと直交する向きに設定されているため、出射側偏光板２ｃに入射した偏光は該出射側偏光板で吸収され遮断される。

（Ｂ）は光透過状態を説明している。映像光が入射側偏光板２ａを透過し液晶セル２ｂに入射するところまでは（Ａ）と同じである。液晶セル２ｂにはＬｏｗ電圧が印加され光学的にλ／２波長板のように機能するよう設定されているため該液晶セルを透過する偏光は該液晶セルによって偏光の振動方向が９０°回転され、液晶セル出射偏光振動軸方向３ｃのようになる。出射側偏光板２ｃの透過軸と液晶セル出射偏光振動軸方向３ｃの向きが合っているため映像光３ｄのとおり出射し目で観察できることになる。

図４は図２（Ｂ）の動作説明であり、図中、図２で示したものと同一のものは同一の記号で示してあり、４ａおよび４ｂはそれぞれ液晶セル２ｂおよび２ｄを駆動するための交流電源、４ｃは図１の液晶パネル１ｂの出射偏光の振動軸方向、４ｄおよび４ｅはそれぞれ液晶セル２ｂおよび２ｄを出射した偏光の振動方向、４ｆは出射側偏光板２ｅを出射した偏光の振動方向を示している。図中、（Ａ）は光遮断状態を説明している。まず図１の液晶パネル１ｂの出射偏光の振動軸方向と入射側偏光板２ａの透過軸が合っているため該液晶パネルからの映像光は透過する。次に液晶セル２ｂにはＨｉｇｈ電圧が印加されているため上述のとおり該液晶セルを透過しても偏光状態は変化せず、液晶セル出射偏光４ｄは入射側偏光板２ａの出射偏光の振動方向（入射側偏光板の透過軸方向）と変わらない。次に中段偏光板２ｃの透過光軸が液晶セル出射偏光の振動方向４ｄと直交する向きに設定されているため、該中段偏光板に入射した偏光は該中段偏光板で吸収され遮断される。ただし偏光板での吸収は１００％ではなく概ね数％程度漏れて透過してしまう。わずかに漏れて透過した偏光は次に液晶セル２ｄにＨｉｇｈ電圧が印加されているため該液晶セルを透過しても偏光の振動方向は変わらず４ｅの向きで該液晶セルから出射される。ここで最後に出射側偏光板２ｅの透過軸が液晶セル２ｄ出射偏光の振動方向４ｅと直交する方向に設定されているため該出射側偏光板に入射した偏光は該出射側偏光板に吸収され遮断される。

図２（Ｂ）の構成では、入射偏光の振動軸に直交する透過軸を持った偏光板で吸収する過程を２回行うため偏光板で吸収されず漏れる光量が、図２（Ａ）の構成と比べて二乗分の一に小さくなる。（Ｂ）は光透過状態を説明している。映像光が入射側偏光板２ａを透過し液晶セル２ｂに入射するところまでは（Ａ）と同じである。液晶セル２ｂにはＬｏｗ電圧が印加され上述のとおり該液晶セルを透過する偏光は該液晶セルによって偏光の振動方向が９０°回転され、液晶セル出射偏光振動軸方向４ｄのようになる。中段偏光板２ｃの透過軸と液晶セル出射偏光振動軸方向３ｃの向きが合っているため映像光は透過する。次に液晶セル２ｄにはＬｏｗ電圧が印加され上述のとおり該液晶セルを透過する偏光は該液晶セルによって偏光の振動方向が９０°回転され、液晶セル出射偏光振動軸方向４ｅのようになる。最後に出射側偏光板２ｅの透過軸と液晶セル出射偏光振動軸方向４ｅの向きが合っているため映像光４ｆのとおり出射し目で観察できることになる。

（映像書替えと光シャッターメガネの切替えタイミング）
次に液晶パネルの映像書替えと光シャッターメガネの透過、遮断の切替えタイミングについて説明する。図５Ａおよび図５Ｂは、その一実施例（Ａ）である態様［８］を説明するものである。図中、図５Ａ中の記号５ａは、液晶パネル１ｂの画像データ書替えの走査方向を示している。図中、図５Ｂは横軸を時間として、液晶パネルに書き込まれる画像が何であるか、またその画像書替え走査の時間との関係、光シャッターメガネの光透過および遮断の切替えタイミングを説明している。
ここで、図５Ｂ以下では、ＳＸＧＡ（１２８０×１０２４ 画素）画像を、画面書換え周期８．３４ｍｓで駆動した場合を説明する。
図５Ｂでは、画面書換え周期中に、同一の画像データによる２回の走査を行う。
左目用画像１の書替え走査期間では、前のフレームが右目用画像を順次書換えるため、該走査期間が終了するまでは液晶パネルの表示画像が右目用と左目用が混在した状態であり、右目、左目ともに観察することはできない。
この走査期間は、画面の走査時間を常に一定にする駆動方法では、画面書換え周期の１／２の時間であり、４．１７ｍｓである。
ただし、ここでの説明は一例であり、左目用画像１の走査期間と、右目用画像２の走査期間が同じである必要はない。

もし右目用画像と左目用画像が混在した画像を観察してしまうとクロストークとなり３Ｄ品位が著しく低下する。そのため左目シャッターおよび右目シャッターとも遮断した状態にしている。左目用画像１の走査期間が終了した後、左目用画像２（左目用画像１と同一画像）の走査期間中は左目用画像のみ液晶パネルに表示しているため、左目シャッターのみ透過状態にしている。しかしながら、電気的に左目用画像データを入力した直後は液晶が応答せず光学的な変化が遅れるため、ＰＳＳ−ＬＣＤの応答時間である１００μｓから１ｍｓ程度の応答待ち時間を挿入する。（図５Ｂ）。

右目用画像１の書替え走査期間は、前のフレームが左目用画像を書き込んでいるため、該走査期間が終了するまでは液晶パネルの表示画像が右目用と左目用が混在した状態であるため、上述のとおり、右目、左目ともに観察することはできない。そのため左目シャッターおよび右目シャッターとも遮断した状態にしている。右目用画像１の走査期間が終了した後、右目用画像２（右目用画像１と同一画像）の走査期間中は右目用画像のみ液晶パネルに表示しているため、右目シャッターのみ透過状態にしている。ここも同様に応答待ち時間を挿入する。本切替え実施例のとおり制御すれば右目は右目用画像のみ、左目は左目画像のみ観察することができ、従って３Ｄ表示を得ることができる。

図６は別の一実施例（Ｂ）であり態様［９］を説明するものである。左目用画像および右目画像書替え走査期間の後にそれぞれ黒画像書替え走査を行っている。左目用画像の書替え走査期間は、前のフレームが黒画像を書き込んでいるため、該走査期間中、右目用画像は混在しない。また左目用画像書替え走査期間終了後、黒画像書替え走査があるがこの期間中も右目用画像は混在しない。そのため該左目用画像書替え走査期間およびその直後の黒画像書替え走査期間中は左目シャッターを透過状態にし、右目シャッターを遮断状態にしている。右目用画像の書替え走査期間は、前のフレームが黒画像を書き込んでいるため、該走査期間中、左目用画像は混在しない。また右目用画像書替え走査期間終了後、黒画像書替え走査があるがこの期間中も左目用画像は混在しない。

そのため該右目用画像書替え走査期間およびその直後の黒画像書替え走査期間中は右目シャッターを透過状態にし、左目シャッターを遮断状態にしている。ここも、黒画像を書き込んだ後の応答待ち時間を挿入する（図６Ｂ）。本切替え実施例のとおり制御すれば右目は右目用画像のみ、左目は左目画像のみ観察することができ、従って３Ｄ表示を得ることができる。

図７は別の一実施例（Ｃ）であり態様［１０］を説明するものである。左目用画像および右目画像書替え走査期間はそれぞれの画像書替え周期中にそれぞれ１回であり、その書替え走査期間は書替え周期より短く設定されている。左目用画像の書替え走査期間は、前のフレームが右目用画像を書き込んでいるため、該走査期間が終了するまでは液晶パネルの表示画像が右目用と左目用が混在した状態であるため、上述のとおり右目、左目ともに観察することはできない。そのため左目シャッターおよび右目シャッターとも遮断した状態にしている。

左目用画像の走査期間が終了した後、右目用画像走査期間が始まる前までは左目用画像のみ液晶パネルに表示しているため、左目シャッターのみ透過状態にしている。右目用画像の書替え走査期間は、前のフレームが左目用画像を書き込んでいるため、該走査期間が終了するまでは液晶パネルの表示画像が右目用と左目用が混在した状態であるため、上述のとおり右目、左目ともに観察することはできない。そのため左目シャッターおよび右目シャッターとも遮断した状態にしている。右目用画像の走査期間が終了した後、左目用画像走査期間が始まる前までは右目用画像のみ液晶パネルに表示しているため、右目シャッターのみ透過状態にしている。ここも、左（または右）画像を書き込んだ後、応答待ち時間を挿入する（図７Ｂ）。本切替え実施例のとおり制御すれば右目は右目用画像のみ、左目は左目画像のみ観察することができ、従って３Ｄ表示を得ることができる。

図８はその一実施例（Ｄ）であり態様［１２］を説明するものである。画像Ａ（１）の書替え走査期間は、前のフレームが画像Ｂを書き込んでいるため、該走査期間が終了するまでは液晶パネルの表示画像が画像Ａと画像Ｂが混在した状態であるため、画像Ａ用メガネをかける視聴者、画像Ｂ用メガネをかける視聴者ともに観察することはできない。そのため画像Ａ用メガネおよび画像Ｂ用メガネとも遮断した状態にしている。

画像Ａ（１）の走査期間が終了した後、画像Ａ（２）（画像Ａ（１）と同一画像）の走査期間中は画像Ａのみ液晶パネルに表示しているため、画像Ａ用メガネのみ透過状態にしている。画像Ｂ（１）の書替え走査期間は、前のフレームが画像Ａを書き込んでいるため、該走査期間が終了するまでは液晶パネルの表示画像が画像Ａと画像Ｂが混在した状態であるため、画像Ａ用メガネをかける視聴者、画像Ｂ用メガネをかける視聴者ともに観察することはできない。そのため画像Ａ用メガネおよび画像Ｂ用メガネとも遮断した状態にしている。画像Ｂ（１）の走査期間が終了した後、画像Ｂ（２）（画像Ｂ（１）と同一画像）の走査期間中は画像Ｂのみ液晶パネルに表示しているため、画像Ｂ用メガネのみ透過状態にしている。本切替え実施例のとおり制御すれば画像Ａ用メガネをかけた視聴者は画像Ａを、画像Ｂ用メガネをかけた視聴者は画像Ｂを観察することができる。

図９は別の一実施例（Ｅ）であり態様［１３］を説明するものである。画像Ａおよび画像Ｂ書替え走査期間の後にそれぞれ黒画像書替え走査を行っている。画像Ａの書替え走査期間は、前のフレームが黒画像を書き込んでいるため、該走査期間中、画像Ｂは混在しない。また画像Ａ書替え走査期間終了後、黒画像書替え走査があるがこの期間中も画像Ｂは混在しない。そのため該画像Ａ書替え走査期間およびその直後の黒画像書替え走査期間中は画像Ａ用メガネを透過状態にし、画像Ｂ用メガネを遮断状態にしている。

画像Ｂ書替え走査期間は、前のフレームが黒画像を書き込んでいるため、該走査期間中、画像Ａは混在しない。また画像Ｂ書替え走査期間終了後、黒画像書替え走査があるがこの期間中も画像Ａは混在しない。そのため該画像Ｂ書替え走査期間およびその直後の黒画像書替え走査期間中は画像Ｂ用メガネを透過状態にし、画像Ａ用メガネを遮断状態にしている。本切替え実施例のとおり制御すれば画像Ａ用メガネをかけた視聴者は画像Ａを、画像Ｂ用メガネをかけた視聴者は画像Ｂを観察することができる。

図１０は別の一実施例（Ｆ）であり態様［１４］を説明するものである。画像Ａおよび画像Ｂ書替え走査期間はそれぞれの画像書替え周期中にそれぞれ１回であり、その書替え走査期間は書替え周期より短く設定されている。画像Ａの書替え走査期間は、前のフレームが画像Ｂを書き込んでいるため、該走査期間が終了するまでは液晶パネルの表示画像が画像Ａと画像Ｂが混在した状態であるため、画像Ａ用メガネをかける視聴者、画像Ｂ用メガネをかける視聴者ともに観察することはできない。そのため画像Ａ用メガネおよび画像Ｂ用メガネとも遮断した状態にしている。

画像Ａの走査期間が終了した後、画像Ｂ走査期間が始まる前までは画像Ａのみ液晶パネルに表示しているため、画像Ａ用メガネのみ透過状態にしている。画像Ｂの書替え走査期間は、前のフレームが画像Ａを書き込んでいるため、該走査期間が終了するまでは液晶パネルの表示画像が画像Ａと画像Ｂが混在した状態であるため、画像Ａ用メガネをかける視聴者、画像Ｂ用メガネをかける視聴者ともに観察することはできない。そのため画像Ａ用メガネおよび画像Ｂ用メガネとも遮断した状態にしている。画像Ｂの走査期間が終了した後、画像Ａ走査期間が始まる前までは画像Ｂのみ液晶パネルに表示しているため、画像Ｂ用メガネのみ透過状態にしている。本切替え実施例のとおり制御すれば画像Ａ用メガネをかけた視聴者は画像Ａを、画像Ｂ用メガネをかけた視聴者は画像Ｂを観察することができる。

比較例１
画寮サイズを３００μｍ × １００μｍ、画素静電容量を、８ｐＦとした場合のアモルファスシリコンＴＦＴライン駆動についてシミュレーションを行った。ゲート長は４μｍとし、０Ｖから５ＶまでＴＦＴがチャージされるまでの時間をシミュレ−トした結果、５Ｖに対し９９．８％、すなわち４．９９Ｖまで充電される時間は、３０．８マイクロ秒となる。すなわち、このようなＴＦＴで画素を駆動する場合、本発明が対象とする１，０００ライン程度のライン数を１００Ｈｚ以上のフレーム周波数で駆動するには、１ラインのチャージに与えられる時間は１／１０００×１／１００＝１０（マイクロ秒）以下となり、３０．８マイクロ秒である所要チャージ時間より短く、充分なチャージが出来ないことが判明した。

比較例２
市販の１２０Ｈｚフレーム周波数駆動のいわゆる液晶テレビを用い、フレームを６０Ｈｚ、６０Ｈｚに分離し、最初の６０Ｈｚ（１６．７ｍｓ）で、右目用画像を形成し、次の６０Ｈｚ（１６．７ｍｓ）で左目用画像を形成し、本発明の請求項１に記載の液晶シャッターメガネのスイッチングと同期させて３次元画像を確かめた。その結果、左右両画像の切り替えが不充分で、いわゆる左右画像のクロストークが明白に観測された。

図１は本発明液晶表示装置の一実施例を示す模式斜視図である。 図２は、本発明に使用可能な光シャッターの実施例の一例を示す模式斜視図である。 図３は、メガネ部分たる図２（Ａ）の動作を説明するための模式斜視図である。 図４は、メガネ部分たる図２（Ｂ）の動作を説明するための模式斜視図である。 図５Ａは、液晶パネルの画像書き換え方向（走査方向）を示す模式斜視図である。 図５Ｂは、液晶パネルと光シャッターメガネの同期タイミングの一例を示すグラフである（ＳＸＧＡ（１２８０×１０２４）画面を、画面書替え周波数１２０Ｈｚで駆動の場合）。 図６は、液晶パネルとシャッターメガネとの同期タイミングの他の例（Ｂ）を示すグラフである。 図７は、液晶パネルとシャッターメガネとの同期タイミングの他の例（Ｃ）を示すグラフである。 図８は、液晶パネルとシャッターメガネとの同期タイミングの一例（Ｄ）を示すグラフである。 図９は、液晶パネルとシャッターメガネとの同期タイミングの他の例（Ｅ）を示すグラフである。 図１０は、液晶パネルとシャッターメガネとの同期タイミングの他の例（Ｆ）を示すグラフである。 図１１は、実際のＴＦＴ−ＬＣＤにおける、静電容量としての液晶、およびストレージキャパシタンス等を等価回路として示したブロック図である。 図１２は１画面を上下に２分割し、上画面、下画面を同時に走査する２分割駆動方法の一例図である。 図１３は１画面を１ライン（走査線）毎に、ＡラインとＢラインに交互に分割し、ＡラインとＢラインを同時に走査する２分割駆動方法の一例図である。

Claims (17)

1. アクティブマトリクス方式の液晶表示器と；光の透過と非透過が切替えられる機能を有する部品を右目用と左目用に配置した光シャッターメガネと；前記表示器の画像書替え周期と同期して前記光シャッターメガネの光透過状態／光非透過状態を電気的に切替える制御手段とを有する表示装置であって；
   前記表示器が、１０ｍｓ以下の前記画像書替え周期に対し、線順次駆動により表示画像を更新する際の光学応答待ち時間を１００μｓ〜１ｍｓ以下とする高速応答が可能であって；表示画像の更新が完了した後、固定した（変化しない）画像が表示される期間を０．５ｍｓ以上得ることが可能な液晶パネルを含み；且つ、該画像書替えのため前記液晶パネルの走査ドライバが前記液晶パネル全体を走査するために要する時間（Ｔｓ）が、前記画像書替え周期（Ｔｃ）より短く、
   前記光シャッターメガネが、前記表示器が表示する画像に合わせて右目用部品および左目用部品の光透過状態／光非透過状態を、前記表示器の前記画像切り替えと同期するよう前記制御手段が切り替えることにより、前記表示器が前記切り替え周波数毎に切替える画像群の一部のみを右目および左目に見せるように制御することを特徴とする表示装置。
2. 前記光学応答待ち時間を１００μｓ〜１ｍｓである請求項１に記載の表示装置。
3. 前記ＴｓとＴｃとの比（Ｔｓ／Ｔｃ）が、１以下である請求項１または２に記載の表示装置。
4. 分極遮蔽型スメクチック液晶表示デバイス（ＰＳＳ−ＬＣＤ）を使用したアクティブマトリクス方式のＬＣＤ表示器であって；
   該表示器が、１０ｍｓ以下の前記画像書替え周期に対し、線順次駆動により表示画像を更新する際の光学応答待ち時間を１００μｓ〜１ｍｓ以下とする高速応答が可能で；表示画像の更新が完了した後、固定した（変化しない）画像が表示される期間を０．５ｍｓ以上得ることが可能であり；該画像書替えのため前記液晶パネルの走査ドライバが前記液晶パネル全体を走査するために要する時間（Ｔｓ）が、前記画像書替え周期（Ｔｃ）より短く；且つ、
   前記表示器を構成する各画素の大きさをａμｍ×ｂμｍとした場合、各ＴＦＴ画素の画素静電容量Ｃ（Ｆ）が、１７．７０８ａｂ×１０^−１９ Ｆ ≦Ｃ ≦ ３５．４１６ａｂ×１０^−１８ Ｆの範囲であることを特徴とするＬＣＤ表示器。
5. 前記画素静電容量Ｃ（Ｆ）が、１７．７０８ａｂ×１０^−１８ Ｆ ≦Ｃ ≦ ３５．４１６ａｂ×１０^−１８ Ｆの範囲である請求項４に記載のＬＣＤ表示器。
6. 前記光シャッターメガネの前記右目用部品および左目用部品が、液晶パネルと偏光板と少なくとも含む請求項１〜３のいずれかに記載の表示装置。
7. 前記光シャッターメガネの前記右目用および左目用部品の液晶パネルが、２７０°ツイストのネマティック型液晶である請求項６記載の表示装置。
8. 前記光シャッターメガネの前記右目用および左目用部品の液晶素子が、πモード型液晶である請求項６記載の表示装置。
9. 前記光シャッターメガネの前記右目用および左目用部品の液晶素子が、強誘電型液晶である請求項６記載の表示装置。
10. 前記表示器が、１０ｍｓ以下（１００Ｈｚ程度以上）の周期で表示画像を書替え、右目用画像と左目用画像を交互に表示させ、
    前記制御手段が、前記光シャッターメガネを前記表示器と同期して切替えて前記表示器が右目用画像を表示しているときは前記光シャッターメガネの前記右目用部品を光透過状態にして、前記左目用部品を光非透過状態にし、
    また前記液晶表示器が左目用画像を表示しているときは前記光シャッターメガネの前記左目用部品を光透過状態にして、前記右目用部品を光非透過状態に制御する請求項１〜３のいずれかに記載の表示装置。
11. 前記表示器の前記液晶パネルが備える走査ドライバが、１０ｍｓ以下（１００Ｈｚ程度以上）の画像書替え周期の中で該液晶パネル全体を２回以上走査し、前記光シャッターメガネの前記右目用部品が、前記表示器が右目用画像を表示する周期の第一番目の走査が終了した時から左目画像を表示する第一番目の走査が始まる前までの期間は光透過状態にし、該期間以外は光非透過状態とし、
    前記光シャッターメガネの前記左目用部品が、前記表示器が左目用画像を表示する周期の第一番目の走査が終了した時から右目画像を表示する第一番目の走査が始まる前までの期間は光透過状態にして、該期間以外は光非透過状態となるよう制御する請求項１０記載の表示装置。
12. 前記表示器の前記液晶パネルが備える走査ドライバが、１０ｍｓ以下（１００Ｈｚ程度以上）の画像書替え周期の中で該液晶パネル全体を２回以上走査し、画像書替え周期の少なくとも最後の走査では該液晶パネル全体に黒画像を書込み、
    前記光シャッターメガネの前記右目用部品が、前記表示器が右目用画像を表示する周期の第一番目の走査が始まる時から最終の黒画面の走査が終了するまでの期間は光透過状態にして、該期間以外は光非透過状態とし、
    前記光シャッターメガネの前記左目用部品が、前記表示器が左目用画像を表示する周期の第一番目の走査が始まる時から最終の黒画面の走査が終了するまでの期間は光透過状態にして、該期間以外は光非透過状態となるよう制御する請求項１０記載の表示装置。
13. 前記表示器の前記液晶パネルが備える走査ドライバが、１０ｍｓ以下（１００Ｈｚ程度）以上の画像書替え周期よりも短い時間で該液晶パネル全体を走査し、
    前記光シャッターメガネの前記右目用部品が、前記表示器が右目用画像を表示する周期のなかで前記走査ドライバが前記液晶パネル全体の走査を終えた時から前記走査ドライバが左目画像の走査を始める前までの期間は光透過状態にして、該期間以外は光非透過状態とし、
    前記光シャッターメガネの前記左目用部品が、前記表示器が左目用画像を表示する周期のなかで前記走査ドライバが前記液晶パネル全体の走査を終えた時から前記走査ドライバが右目画像の走査を始める前までの期間は光透過状態にして、該期間以外は光非透過状態となるよう制御する請求項１０記載の表示装置。
14. 前記表示器が、１０ｍｓ以下（１００Ｈｚ程度以上）の周期で表示画像を書替え、それぞれ別の画像Ａおよび画像Ｂを交互に表示させ、
    前記制御手段が、前記光シャッターメガネを前記表示器と同期して切替えて前記表示器が画像Ａを表示しているときは前記光シャッターメガネの右目用部品および左目用部品をともに光透過状態にし、また前記液晶表示器が画像Ｂを表示しているときは前記光シャッターメガネの左目用部品および左目用部品をともに光非透過状態に制御し、
    または前記制御手段が、前記光シャッターメガネを前記表示器と同期して切替えて前記表示器が画像Ａを表示しているときは前記光シャッターメガネの右目用部品および左目用部品をともに光非透過状態にし、また前記液晶表示器が画像Ｂを表示しているときは前記光シャッターメガネの左目用部品および左目用部品をともに光透過状態に制御する請求項１〜３のいずれかに記載の表示装置。
15. 前記表示器の前記液晶パネルが備える走査ドライバが、１０ｍｓ以下１００Ｈｚ程度以上の画像書替え周期の中で該液晶パネル全体を２回以上走査し、
    前記光シャッターメガネの前記右目用部品および左目用部品が、前記表示器が画像Ａを表示する周期の第一番目の走査が終了した時から画像Ｂを表示する第一番目の走査が始まる前までの期間は光透過状態にして、該期間以外は光非透過状態とし、
    または前記光シャッターメガネの前記右目用部品および左目用部品が、前記表示器が画像Ｂを表示する周期の第一番目の走査が終了した時から画像Ａを表示する第一番目の走査が始まる前までの期間は光透過状態にして、該期間以外は光非透過状態となるよう制御する請求項１４記載の表示装置。
16. 前記表示器の前記液晶パネルが備える走査ドライバが、１０ｍｓ以下（１００Ｈｚ程度以上の画像）書替え周期の中で該液晶パネル全体を２回以上走査し、画像書替え周期の少なくとも最後の走査では該液晶パネル全体に黒画像を書込み、
    前記光シャッターメガネの前記右目用部品および左目用部品が、前記表示器が画像Ａを表示する周期の第一番目の走査が始まる時から最終の黒画面の走査が終了するまでの期間は光透過状態にして、該期間以外は光非透過状態とし、
    または前記光シャッターメガネの前記右目用部品および左目用部品が、前記表示器が画像Ｂを表示する周期の第一番目の走査が始まる時から最終の黒画面の走査が終了するまでの期間は光透過状態にして、該期間以外は光非透過状態となるよう制御する請求項１４記載の表示装置。
17. 表示装置において、前記表示器の前記液晶パネルが備える走査ドライバが、１０ｍｓ以下（１００Ｈｚ）程度以上の画像書替え周期よりも短い時間で該液晶パネル全体を走査し、
    前記光シャッターメガネの前記右目用部品および左目用部品が、前記表示器が画像Ａを表示する周期のなかで前記走査ドライバが前記液晶パネル全体の走査を終えた時から前記走査ドライバが画像Ｂの走査を始める前までの期間は光透過状態にして、該期間以外は光非透過状態とし、
    または前記光シャッターメガネの前記右目用部品および左目用部品が、前記表示器が画像Ｂを表示する周期のなかで前記走査ドライバが前記液晶パネル全体の走査を終えた時から前記走査ドライバが画像Ａの走査を始める前までの期間は光透過状態にして、該期間以外は光非透過状態となるよう制御する請求項１４記載の表示装置。

Images