JP2012252293A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】２Ｄ表示時及び３Ｄ表示における表示品質を向上することが可能な表示装置を提供する。
【解決手段】画像表示を行う表示パネルと、前記表示パネルの表示面側に配置され、シリンドリカルレンズ状に屈折率を制御して視差障壁を形成し、２Ｄ表示と３Ｄ表示とを切り替える液晶レンズパネルとを備える表示装置である。前記液晶レンズパネルは、液晶層を介して対向配置される一対の透明基板と、一方の前記透明基板の前記液晶層側に形成され、Ｘ方向に延在しＹ方向に並設されるくし歯電極ＰＸと、他方の前記透明基板の前記液晶層側に形成される面状の共通電極ＣＴと、前記一対の透明基板を所定間隔に保持する透光性を有するポストスペーサＰＳとを備え、前記ポストスペーサＰＳは、一方の透明基板の前記液晶面側に固定されると共に、前記透明基板の面内方向に対して前記くし歯電極ＰＸから離れた領域に配置される。
【選択図】図３

Description

本発明は、表示装置に係わり、特に、画像を表示する表示パネルの表示面側にレンズ機能を有する液晶表示パネルを配置した液晶レンズ方式の３次元表示装置に関する。

眼鏡等を使用することなく裸眼による２次元（２Ｄ）表示と３次元（３Ｄ）表示とが切り替え可能な表示装置は、例えば、画像表示を行う第１の液晶表示パネルと、該第１の液晶表示パネルの表示面側（観察者側）に配置され、３Ｄ表示時には観察者の左右眼に別々の光線を入射させる視差障壁を形成する第２の液晶表示パネルとを備える構成となっている。このような２Ｄ表示と３Ｄ表示を切り替え可能な液晶表示装置では、第２の液晶表示パネルの液晶分子の配向を制御することにより、第２の液晶表示パネル内の屈折率を変化させ、表示面の上下方向に延在し左右方向に並設されるレンズ（レンチキュラレンズ、シリンドリカルレンズアレイ）領域を形成し、左右眼に対応する画素の光を観察者の視点へと振り向ける構成となっている。

このような構成からなる液晶レンズ方式の３次元表示装置は、例えば、特許文献１に記載の立体画像表示装置がある。この特許文献１に記載の表示装置では、液晶層を介して対向配置される一対の上部透明基板及び下部透明基板にそれぞれ櫛歯状の電極が形成される構成となっている。この構成により、上部透明基板の電極及び下部透明基板の電極に印加する電圧を制御し、２Ｄ表示と３Ｄ表示を切り替え制御可能とすると共に、３Ｄ表示時における視差数を制御可能な構成となっている。

特開２０１０−２２４１９１号公報

第２の液晶表示パネルを液晶レンズとして有効に機能させるためには、液晶層の高さ（厚さ）すなわち第１基板（上側透明基板）と第２基板（下側透明基板）とのギャップが２０〜１００μｍ程度必要であり、第１の液晶表示パネルよりも広いギャップが必要である。このような広いギャップを保持するためには、画像表示用の第１の液晶表示パネルよりも大きなスペーサビーズ等のスペーサ部材が必要となる。

このように直径が大きなスペーサビーズをスペーサ部材として用いた場合、第２の液晶表示パネルの面内方向に占めるスペーサビーズの面積も大きくなるので、第１の液晶表示パネルから出射される表示光の内で、スペーサビーズ内を透過する割合も多くなる。このとき、スペーサビーズに到達した表示光はスペーサビーズに入出射する際に、それぞれ液晶層とスペーサビーズとの境界面において屈折した後に透過する光と、境界面において反射される光とに分けられ、それぞれの光が表示光として第２の液晶表示パネルから出射されることとなる。

特に、２Ｄ表示と３Ｄ表示を切り替え可能な第２の液晶表示パネルにおいては、くし歯電極と共通電極との間に印加する電界により液晶層の屈折率を制御し、シリンドリカルレンズアレイを形成している。一方、スペーサビーズの屈折率はその形成材料に固有の屈折率で変化しないこととなる。このため、２Ｄ表示と３Ｄ表示との切り替えでは、くし歯電極付近での屈折率変化が大きくなる。

このために、スペーサビーズがくし歯電極付近に配置された場合、スペーサビーズと液晶層との屈折率差が大きくなる。その結果、スペーサビーズと液晶層との境界面での表示光の屈折角や反射等が大きくなり、表示光の光散乱が大きくなってしまうので、スペーサビーズが観察者に認識されてしまう等の問題が生じて表示品質が低下してしまうという問題がある。さらには、大きなスペーサビーズが液晶の配向状態を乱してしまい、３Ｄ表示時におけるレンズ性能を低下させてしまうということも懸念される。

本発明はこれらの問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、２Ｄ表示時及び３Ｄ表示時における表示品質を向上することが可能な表示装置を提供することにある。

前記課題を解決すべく、本発明の表示装置は、画像表示を行う表示パネルと、前記表示パネルの表示面側に配置され、シリンドリカルレンズ状に屈折率を制御して視差障壁を形成し、２Ｄ表示と３Ｄ表示とを切り替える液晶レンズパネルとを備える表示装置であって、前記液晶レンズパネルは、液晶層を介して対向配置される一対の透明基板と、一方の前記透明基板の前記液晶層側に形成され、Ｙ方向に延在しＸ方向に並設されるくし歯電極と、他方の前記透明基板の前記液晶層側に形成される面状の共通電極と、前記一対の透明基板を所定間隔に保持する透光性を有するスペーサ部材とを備え、前記スペーサ部材は、前記一対の透明基板の内、何れか一方の透明基板の前記液晶面側に固定されると共に、前記透明基板の面内方向に対して前記くし歯電極から離れた領域に配置されるものである。

本発明によれば、２Ｄ表示時及び３Ｄ表示時における表示品質を向上することができる。

本発明のその他の効果については、明細書全体の記載から明らかにされる。

本発明の実施形態１の表示装置である液晶表示装置の全体構成を説明するための断面図である。 本発明の実施形態１の表示装置における第１の液晶表示パネルの画素構成を説明するための図である。 本発明の実施形態１の表示装置における第２の液晶表示パネルの詳細構成を説明するための平面図である。 図３に示すＡ−Ａ’線での断面図であり、２Ｄ表示時における実施形態１の第２の液晶表示パネルでのレンズ動作を説明するための図である。 図３に示すＡ−Ａ’線での断面図であり、３Ｄ表示時における実施形態１の第２の液晶表示パネルでのレンズ動作を説明するための図である。 実施形態１のポストスペーサの側壁面とラビング方向との関係を説明するための図である。 実施形態１のポストスペーサの側壁面とラビング方向との関係を説明するための図である。 図３に示すＢ−Ｂ’線での断面図である。 本発明の実施形態１の第２の液晶表示パネルにおけるくし歯電極と液晶層の屈折率分布との関係を説明するため図である。 本発明の実施形態１の第２の液晶表示パネルにおけるポストスペーサ部分の拡大断面図である。 本発明の実施形態１の第２の液晶表示パネルにおけるポストスペーサ部分の拡大断面図である。 本発明の実施形態１の表示装置における他の第２の液晶表示パネルの詳細構成を説明するための平面図である。 本発明の実施形態２の表示装置における第２の液晶表示パネルの概略構成を説明するための断面図である。 本発明の実施形態３の表示装置における第２の液晶表示パネルを構成する第１基板の概略構成を説明するための平面図である。 本発明の実施形態３の表示装置における第２の液晶表示パネルを構成する第２基板の概略構成を説明するための平面図である。 本発明の実施形態３の第２の液晶表示パネルにおける１画素分の平面図である。 図１６に示すＤ−Ｄ’線での断面図である。 本発明の実施形態１の第２の液晶表示パネルにおける１画素分の平面図である。 本発明の実施形態４の表示装置における第２の液晶表示パネルを形成する第１基板の概略構成を説明するための平面図である。 本発明の実施形態４の表示装置における第２の液晶表示パネルを形成する第２基板の概略構成を説明するための平面図である。 図１９及び図２０中にＥ，Ｅ’で示す領域の表示面側からの拡大図である。 図２１に示すＦ−Ｆ’線での断面図である。 図２１に示すＧ−Ｇ’線での断面図である。 本発明の表示装置を備える情報機器の概略構成を説明するための図である。 本発明の表示装置を備える他の情報機器の概略構成を説明するための図である。

以下、本発明が適用された実施形態について、図面を用いて説明する。ただし、以下の説明において、同一構成要素には同一符号を付し繰り返しの説明は省略する。また、図中に示すＸ，Ｙ，Ｚは、それぞれＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸を示す。

〈実施形態１〉
図１は本発明の実施形態１の表示装置である液晶表示装置の全体構成を説明するための断面図であり、以下、図１に基づいて、実施形態１の表示装置の全体構成を説明する。ただし、以下の説明では、画像表示を行う表示パネルとして非発光型の第１の液晶表示パネルＬＣＤ１を用いる場合について説明するが、画像表示を行う表示パネルは他の非発光型の表示パネル、または有機ＥＬ表示パネルやプラズマ表示パネル等の自発光型の表示パネル等を用いる構成であってもよい。

実施形態１の液晶表示装置は、画像表示用の液晶表示パネルである第１の液晶表示パネルＬＣＤ１と、透過光の屈折率を制御してレンズ（レンチキュラレンズ、シリンドリカルレンズアレイ）として機能する第２の液晶表示パネルＬＣＤ２とを備える構成となっている。この構成からなる実施形態１の液晶表示装置は、図１に示すように、バックライトユニット（バックライト装置）ＢＬＵから順番に、第１の液晶表示パネルＬＣＤ１、及び第２の液晶表示パネルＬＣＤ２がそれぞれ重ねて配置されている。すなわち、第１の液晶表示パネルＬＣＤ１の表示面側（観察者側）に第２の液晶表示パネルＬＣＤ２が配置されている。このとき、第１の液晶表示パネルＬＣＤ１と第２の液晶表示パネルＬＣＤ２との位置合わせがずれるのを防止するために、第１の液晶表示パネルＬＣＤ１と第２の液晶表示パネルＬＣＤ２とは接着部材ＡＤＨにより固定されている。

なお、接着部材ＡＤＨとしては、周知の樹脂部材等からなり、第１基板ＳＵＢ１１，ＳＵＢ２１及び第２基板ＳＵＢ１２，ＳＵＢ２２として使用する透明基板（例えば、ガラス基板）と略同等の屈折率を有する部材を用いる。また、第１の液晶表示パネルＬＣＤ１とバックライトユニットＢＬＵは周知の構成となるので、拡散板等の光学シートは省略する。さらには、第２基板ＳＵＢ２２の表示面側に、周知の保護フィルムや前面板等、さらには周知のタッチパネル等を設ける構成であってもよい。

実施形態１の第２の液晶表示パネルＬＣＤ２は、例えば、液晶分子がホモジーニアス配向された液晶表示パネルで形成されており、ガラス基板等の周知の一対の透明基板（第１基板ＳＵＢ２１，第２基板ＳＵＢ２２）が対向配置されており、該第１基板ＳＵＢ２１と第２基板ＳＵＢ２２により液晶ＬＣ２挟持する構成となっている。また、第１基板ＳＵＢ２１にはくし歯電極（第１の電極、短冊状電極）が形成され、第２基板ＳＵＢ２２には共通電極（第２の電極）が形成され、くし歯電極と共通電極との間が同電位では、液晶層ＬＣ２に電界が印加されない状態となり、第１の液晶表示パネルＬＣＤ１からの表示光（表示画像）をそのままで透過（通過）させる２Ｄ表示となる。また、第１の電極と第２の電極とに異なる電圧いわゆる交番電圧が印加され、液晶層ＬＣ２に電界が印加される場合に、第１の液晶表示パネルＬＣＤ１からの表示光を観察者の左右眼に別々に入射させる両眼視差を与えるための視差障壁となるレンズ作用を行う３Ｄ表示(裸眼３Ｄ表示)となる。このように、実施形態１の第２の液晶表示パネルＬＣＤ２は、液晶に電界を印加しない状態においては入射光（表示光）をそのまま透過させる液晶表示パネルとして動作する。ただし、第２の液晶表示パネルＬＣＤ２はホモジーニアス配向に限定されることはなく、他の方式であってもよい。

また、実施形態１の第１の液晶表示パネルＬＣＤ１は周知のＩＰＳ（In-Plane Switching）方式の液晶表示パネルであり、液晶層ＬＣ１を介して、ガラス基板等の周知の一対の透明基板（第１基板ＳＵＢ１１，第２基板ＳＵＢ１２）が対向配置される構成となっている。第１基板ＳＵＢ１１には周知の薄膜トランジスタや画素電極、共通電極等が形成され、第２基板ＳＵＢ１２にはカラーフィルタや周知のブラックマトリクス等が形成されている。このとき、例えば、第１基板ＳＵＢ１１は第２基板ＳＵＢ１２よりも大きな透明基板で形成され、周辺部に外部との接続のための接続端子等が形成されている。また、第１基板ＳＵＢ１１と第２基板ＳＵＢ１２と固定及び液晶の封止は、第２基板ＳＵＢ１２の周辺部に沿って環状に塗布された周知のシール材で固定され、液晶も封止されている。さらには、第１基板ＳＵＢ１１のバックライト装置側（液晶側の面と対向する面）には、第１の偏光板ＰＯＬ１が配置され、第２基板ＳＵＢ１２の表示面側（液晶側の面と対向する面）には、第２の偏光板ＰＯＬ２が配置され、第１の偏光板ＰＯＬ１と第２の偏光板ＰＯＬ２は偏光方向が９０°をなすように配置されている。ただし、第１の液晶表示パネルＬＣＤ１は、ＩＰＳ方式の液晶表示パネルに限定されることはなく、ＴＮ方式の液晶表示パネル、ＶＡ（Vertical Alignment）方式の液晶表示パネル等の他の方式の液晶表示パネルを用いる構成であってもよい。

図２に示すように、実施形態１の第１の液晶表示パネルＬＣＤ１では、第１基板ＳＵＢ１１の液晶側の面であって表示領域内には、例えば、Ｙ方向に延在しＸ方向に並設されるゲート線ＧＬと、Ｘ方向に延在しＹ方向に並設されるドレイン線ＤＬが形成されている。このドレイン線ＤＬとゲート線ＧＬとで囲まれる矩形状の領域は、第２基板ＳＵＢ１２に形成される赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）のカラーフィルタに対応しており、このＲＧＢの３つの副画素ＳＰＬからなる画素領域（以下、画素と略記する）ＰＸＬが、表示領域内においてマトリックス状に配置される。このとき、実施形態１においては、Ｙ方向に長く伸びるくし歯電極ＰＸに沿ってシリンドリカルレンズ状の液晶レンズが形成されるので、ＲＧＢの各副画素ＳＰＬもＹ方向に並設される構成としている。ただし、ＲＧＢの各副画素ＳＰＬの並設方向はＹ方向に限定されることはなく、ＲＧＢの各副画素ＳＰＬがＸ方向に並設される構成等の他の配列であってもよい。

各副画素ＳＰＬは、例えば、ゲート線ＧＬからの走査信号によってオンされる図示しない薄膜トランジスタと、このオンされた薄膜トランジスタ及び該薄膜トランジスタのソース電極に接続され、ドレイン線ＤＬからの階調信号（階調電圧）が供給される画素電極とを備えている。また、ＩＰＳ方式の液晶表示パネルの場合には、薄膜トランジスタが形成される側の第１基板ＳＵＢ１１に、階調信号の電位に対して基準となる電位を有する共通信号が供給される共通電極を備える。ただし、ＶＡ方式やＴＮ方式の液晶表示パネルの場合には、第２基板ＳＵＢ１２の側に、カラーフィルタ等と共に共通電極が形成される。

なお、実施形態１の液晶表示パネルＬＣＤ１では、液晶が封入された領域の内で、赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の各副画素からなるカラー表示用の画素ＰＸＬの形成される領域が表示領域となる。従って、液晶が封入されている領域内であっても、画素が形成されておらず表示に係わらない領域は表示領域とはならない。

〈第２の液晶表示パネルの構成〉
図３は本発明の実施形態１の表示装置における第２の液晶表示パネルの詳細構成を説明するための平面図、図４及び図５は図３に示すＡ−Ａ’線での断面図である。特に、図３はくし歯電極ＰＸとポストスペーサ（柱状スペーサ、カラムスペーサ、スペーサ部材）ＰＳとの位置関係を説明するための図、図４は２Ｄ表示時におけるレンズ動作を説明するための図、図５は３Ｄ表示時におけるレンズ動作を説明するための図である。以下、図３〜図５に基づいて、実施形態１の第２の液晶表示パネルについて詳細に説明する。

図３に示すように、実施形態１の第２の液晶表示パネルＬＣＤ２では、第１基板ＳＵＢ２１の液晶面側にＹ方向に延在しＸ方向に並設される複数のくし歯電極ＰＸが形成されている。また、第１基板ＳＵＢ２１には、第２の液晶表示パネルＬＣＤ２の長辺側の一方の辺縁部に沿って配線部ＷＲがＸ方向に延在して形成され、この配線部ＷＲに各くし歯電極ＰＸの一端が電気的に接続される構成となっている。くし歯電極ＰＸ及び配線部ＷＲは、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）やＺｎＯ（酸化亜鉛）系の透明導電膜で形成される。ただし、くし歯電極ＰＸ及び配線部ＷＲは透明導電膜に限定されることはなく、アルミニウム等の金属薄膜のように、透明性を有しない導電性薄膜であってもよい。

このとき、第１の液晶表示パネルＬＣＤ１からの表示光すなわち第２の偏光板ＰＯＬ２を通過した光の偏光方向は図中の矢印Ｆ１で示す向きとなり、この表示光が第２の液晶表示パネルＬＣＤ２に入射することとなる。従って、第２の液晶表示パネルＬＣＤ２へ入射する光（表示光）の偏光方向（入射偏光方向）は、各くし歯電極ＰＸとのなす角度が８０〜９０°となる。また、この入射偏光方向Ｆ１に対して、概ね平行となるように液晶層ＬＣ２の液晶分子を配向させることによって、第２の液晶表示パネルＬＣＤ２の透過に伴う表示光の減衰を低減できる。従って、第２の液晶表示パネルＬＣＤ２では、液晶層ＬＣ２の液晶分子が入射偏光方向に対して概ね平行に配向するようなラビング処理（配向処理）がなされる構成となっている。これにより、第２の液晶表示パネルＬＣＤ２におけるラビング角度は、くし歯電極ＰＸに対して８０〜９０°の角度をなす構成となり、液晶層ＬＣ２の液晶分子の長軸方向は矢印Ｆ１で示す入射偏光方向に配向される。また、図中の矢印Ｆ２に示すように、液晶分子の長軸方向すなわち配向方向の屈折率はｎ_ｅとなり、これと垂直方向の屈折率はｎ_ｏとなる。

このように、実施形態１の液晶表示装置では、第２の液晶表示パネルＬＣＤ２への入射偏光方向（第２の偏光板ＰＯＬ２の透過軸方向）を、当該第２の液晶表示パネルＬＣＤ２の長辺（Ｘ方向）であるシリンドリカルレンズの並設方向に対して０〜１０°の角度としている。このとき、第２の液晶表示パネルＬＣＤ２への入射偏光方向が所望の方向の直線偏光の場合、第１の液晶表示パネルＬＣＤ１の表示モードは限定されない。第１の液晶表示パネルＬＣＤ１の偏光方向が所望の方向の直線偏光と異なる場合には、例えば、第２の偏光板ＰＯＬ２と第２の液晶表示パネルＬＣＤ２との間に周知の位相差部材を設け、偏光方向が所望の方向の直線偏光となるように偏光することによって、本願発明を適用可能である。

また、Ｘ方向に並設されるくし歯電極ＰＸとの間の領域には、くし歯電極ＰＸの延在方向すなわちＹ方向に沿い、第１基板ＳＵＢ２１と第２基板ＳＵＢ２２との間隔（ギャップ）を所定間隔（例えば、２０〜１００μｍ程度必要）に保持するためのスペーサ部材であるポストスペーサＰＳが形成されている。このポストスペーサＰＳは感光性を有する材料である感光性樹脂材料を用いて形成されており、実施形態１では、Ｘ方向に対しては２本のくし歯電極ＰＸ毎に配置される構成となっている。特に、くし歯電極ＰＸの並設方向であるＸ方向に対して、隣接するくし歯電極ＰＸとの間の領域の内で、各くし歯電極ＰＸからポストスペーサＰＳまでの距離が大きくなるような配置とするために、ポストスペーサＰＳは隣接するくし歯電極ＰＸのほぼ中間に配置されている。また、実施形態１のポストスペーサＰＳは、第１基板ＳＵＢ２１と第２基板ＳＵＢ２２とのギャップを保持できる強度が得られる範囲において、極力少ない密度で配置するために、くし歯電極ＰＸの延在方向すなわちＹ方向に対しても、Ｘ方向と同程度の間隔で配置されている。このように、ポストスペーサＰＳが周期的に配置される構成により、観察者にポストスペーサＰＳを認識されにくくしている。

ポストスペーサＰＳを周期的に配置する場合、Ｘ方向の周期をＰｘとすると、Ｘ方向周期ＰｘはＮＱ（ただし、Ｎは自然数で３〜１０が望ましい、Ｑはくし歯電極ＰＸの周期（ピッチ））となる。また、Ｙ方向の周期ＰｙもＸ方向周期と同じＮＱとすると、ポストスペーサと表示パネルの画素との相対的な関係が、Ｘ方向とＹ方向で同じとなり望ましい。さらには、Ｐｙ＝ＭＱ（ただし、Ｍは自然数であり、Ｍ≠Ｎであり、３〜１０が望ましい）としてもよい。ただし、第１の液晶表示パネルＬＣＤ１の画素周期との間で干渉が生じる場合には、Ｍを実数としてもよい。さらには、ポストスペーサＰＳをランダムに配置してもよい。同様に、Ｎも一定ではなく、場所によってランダムに変えてもよい。すなわち、くし歯電極ＰＸ及びスペーサ部材ＳＰの配置は、図３に示す構成に限定されることはなく、第１及び第２の液晶表示パネルＬＣＤ１，ＬＣＤ２の大きさ及び解像度に応じて適宜選択可能である。なお、実施形態１では、Ｑ＝２００μｍであるが、これに限定されることはない。

また、各ポストスペーサＰＳは、表示面方向すなわち第１基板ＳＵＢ２１の主面と平行な面での断面形状が正方形となる角柱で形成されており、ポストスペーサＰＳの側壁面の内で対向する一対の側壁面が配向膜のラビング方向と略同一方向となるように配置されている。すなわち、図６に示すように、図中に矢印ＲＵＤで示すラビング方向に対して、ポストスペーサＰＳの対向する一対の側壁面の一方が略垂直（他方の側壁面は略平行）となるように、当該ポストスペーサＰＳが配置される。このような角度でポストスペーサＰＳを構成とすることにより、ラビング方向ＲＵＤに略垂直をなす側壁面近傍の液晶分子がラビング方向に配向されるので、ポストスペーサＰＳの配置に伴う配向乱れを低減でき、さらに表示品質を向上できるという格別の効果を得ることができる。

例えば、図７に示すように、矢印ＲＵＤで示すラビング方向に対して、ポストスペーサＰＳの側壁面が４５°の角度となる場合、各側壁面の近傍では、液晶分子が側壁面と直交するように配向方向が変化してしまうので、ポストスペーサＰＳの近傍の全ての液晶分子がラビング方向ＲＵＤとは異なる配向となり、光散乱が生じてしまう。ただし、ポストスペーサＰＳの断面形状は正方形に限定されることはなく、長方形（矩形）や三角形以上の多角形でもよい。さらには、ポストスペーサＰＳを中心として、近傍の液晶分子が放射状に配向されることとなるが、断面形状が円形となる円柱状のポストスペーサＰＳを用いる構成であってもよい。

以上の構成により、実施形態１の第２の液晶表示パネルＬＣＤ２を用いた３Ｄ表示時では、隣接して配置される各くし歯電極ＰＸの間の領域にＹ方向に延在するシリンドリカルレンズが形成されるので、Ｘ方向に並設されるレンチキュラル状のシリンドリカルレンズアレイが形成される。このとき、第２の液晶表示パネルＬＣＤ２のシリンドリカルレンズアレイが形成される領域は、第１の液晶表示パネルＬＣＤ１の表示領域に対応する領域である。その結果、実施形態１の液晶表示装置では、観察者の左右両眼がＸ方向に並んでいる場合に、異なる画素の光すなわち異なる視点の画像を観察者の左右両眼にそれぞれ振り分けることが可能となり、立体視が可能となる。

〈２Ｄ表示動作と３Ｄ表示動作〉
以下、図４及び図５に基づいて、実施形態１の液晶表示装置における表示動作を説明する。

実施形態１の第２の液晶表示パネルＬＣＤ２は、図４及び図５に示すように、第１基板ＳＵＢ２１の液晶面側にくし歯電極ＰＸが形成され、第２基板ＳＵＢ２２の液晶面側に共通電極ＣＴが形成されている。また、Ｘ方向に隣接するくし歯電極ＰＸとの間には２個の画素ＰＸＬが配置される構成となっており、一方の画素ＰＸＬが左目用の画素ＰＸＬ（Ｌ）となり、他方の画素ＰＸＬが右目用の画素ＰＸＬ（Ｒ）となる。このとき、左目用の画素ＰＸＬ（Ｌ）から右目用の画素ＰＸＬ（Ｒ）までの間隔すなわちＸ方向の画素ピッチをＰ、隣接するくし歯電極ＰＸの間隔すなわちＸ方向のくし歯電極ピッチをＱとした場合、実施形態１においては、Ｑ≒２Ｐを満たす画素ピッチＰとくし歯電極ピッチＱで、実施形態１の液晶表示装置が形成されている。

図４に示すように、くし歯電極ＰＸと共通電極ＣＴとの間の電位差が０（ゼロ）ボルト、すなわちくし歯電極ＰＸと共通電極ＣＴとに同じ電圧が印加される２Ｄ表示時には、第２の液晶表示パネルＬＣＤ２における液晶分子ＬＣ２は初期配向状態のままとなる。このとき、液晶層ＬＣ２の液晶分子の長軸方向（矢印Ｆ２で示す屈折率ｎｅの方向）は、矢印Ｆ２で示す入射偏光方向と概ね平行であり、入射光に対して液晶層ＬＣ２は作用しないので、液晶層ＬＣ２に入射した光はそのまま透過する。その結果、第１の液晶表示パネルＬＣＤ１の全ての画素ＰＸＬからの表示光が観察者の左右の目に共に到達し、２Ｄ表示の画像が認識されることとなる。

一方、図５に示すように、くし歯電極ＰＸと共通電極ＣＴとの間に交流電圧（交番電圧）Ｖが印加され、対向配置される各くし歯電極ＰＸと共通電極ＣＴの間に電界が生じる場合、この電界強度に応じて液晶分子の配列方向が制御され、液晶層ＬＣ２に配向分布が生じる。この配向分布では、くし歯電極ＰＸと共通電極ＣＴとが重畳する領域の液晶分子は立ち上がり、くし歯電極ＰＸの近傍の液晶層ＬＣ２の屈折率が小さくなるため、液晶層ＬＣ２がくし歯電極の間の領域を中心とする凸レンズとして作用する。その結果、第２の液晶表示パネルＬＣＤ２には、Ｙ方向に延在しＸ方向に並設される複数のシリンドリカルレンズが形成される。

ここで、２視点の場合、シリンドリカルレンズの並設方向に右目用の画素ＰＸＬ（Ｒ）と左目用の画素ＰＸＬ（Ｌ）とが交互に配置されている。その結果、図５中に矢印で示すように、右目用の画素ＰＸＬ（Ｒ）からの表示光は図５中の焦点位置ＲＥで示す観察者の右目のみに到達する。同様にして、左目用の画素ＰＸＬ（Ｌ）からの表示光は観察者の左目のみに到達する。すなわち、右目用の画素ＰＸＬ（Ｒ）からの表示光と、左目用の画素ＰＸＬ（Ｌ）からの表示光とが分離して結像され、３Ｄ表示が得られることとなる。なお、ここでは２視点の場合について説明したが、３視点以上の多視点の場合であっても前述と同様に本願発明を適用可能である。

〈ポストスペーサの詳細構成〉
図８は図３のＢ−Ｂ’線での断面図、図９は本発明の実施形態１の第２の液晶表示パネルにおけるくし歯電極と液晶層の屈折率分布との関係を説明するための図であり、以下、図８及び図９に基づいて、実施形態１の第２の液晶表示パネルにおけるポストスペーサとくし歯電極ＰＸとの位置関係について詳細に説明する。ただし、図９は２Ｄ表示時及び３Ｄ表示時における１つのシリンドリカルレンズを形成するための一対のくし歯電極ＰＸ間におけるＸ方向の屈折率の計測結果のグラフであり、一対のくし歯電極ＰＸのＸ方向の中心位置を基準（０（ゼロ）））とした場合を示している。

図８に示すように、実施形態１の第２の液晶表示パネルＬＣＤ２では、第１の液晶表示パネルＬＣＤ１からの光（表示光）Ｋが裏面側から入射される第１基板ＳＵＢ２１の液晶面側にくし歯電極ＰＸが形成され、該くし歯電極ＰＸの上面を覆うようにして配向膜ＯＲＩが形成されている。また、配向膜ＯＲＩの上層すなわち配向膜ＯＲＩの液晶面側には、ポストスペーサＰＳが形成されている。この構成は、例えば、配向膜ＯＲＩの形成後に周知のラビング処理を行い、この後にポストスペーサＰＳを形成することにより可能である。このように、実施形態１においては、ポストスペーサＰＳを第１基板ＳＵＢ２１に形成することにより、くし歯電極ＰＸとの正確な位置合わせを容易に可能としている。なお、配向膜ＯＲＩの形成後にポストスペーサＰＳを形成し、このポストスペーサＰＳの形成後にラビング処理を行う構成であってもよい。

一方、液晶層ＬＣ２を介して第１基板ＳＵＢ２１に対向配置される第２基板ＳＵＢ２２の液晶面側には、図示しないＲＧＢの各カラーフィルタが形成されており、さらには必要に応じて、周知のブラックマトリクス等の遮光膜も形成されている。このカラーフィルタやブラックマトリクスの上層すなわち液晶面側には、共通電極ＣＴが形成され、該共通電極ＣＴを覆うようにして配向膜ＯＲＩが形成されている。なお、ポストスペーサＰＳを第２基板ＳＵＢ２２の側にのみに形成する構成であってもよい。

このような構成からなる実施形態１の第２の液晶表示パネルＬＣＤ２における屈折率は、図９に示すように、２Ｄ表示時においてはグラフＧ１から明らかなように、区間−Ｑ／２〜区間Ｑ／２の範囲すなわち全領域おいて屈折率がｎ_ｅで一定となる。このとき、くし歯電極ＰＸと共通電極ＣＴとの間には同じ電圧が印加され、くし歯電極ＰＸと共通電極ＣＴとの間には電界が生じない構成となる。その結果、液晶分子は初期配向の状態に保持されることとなり、第２の液晶表示パネルＬＣＤ２の屈折率がｎ_ｅで一定となる。

一方、くし歯電極ＰＸと共通電極ＣＴとに異なる電圧が供給され、液晶層ＬＣ２に電界が印加される３Ｄ表示時においては、グラフＧ２から明らかなように、位置０（ゼロ）を中心としてＸ方向（図中の左右）に対して屈折率が対称の分布となり、Ｙ方向に延在するシリンドリカルレンズが形成されることとなる。

特に、くし歯電極ＰＸから離れた区間である区間Ｐ３〜区間Ｐ４すなわち一対のくし歯電極ＰＸの中心位置「０（ゼロ）」の近傍（各シリンドリカルレンズの光軸の近傍）では、図９から明らかなように、３Ｄ表示時においても液晶分子が寝たままとなり、その屈折率変化が小さく、屈折率ｎ_ｅに近い値となる。従って、区間Ｐ３〜区間Ｐ４の領域に屈折率ｎ_ｅのポストスペーサＰＳを配置した場合、３Ｄ表示時であってもポストスペーサＰＳと液晶層ＬＣ２との屈折率差の変化を小さくすることが可能となる。その結果、２Ｄ表示時と３Ｄ表示時とを切り替えた場合であっても、ポストスペーサＰＳによる光（表示光）の散乱を大幅に抑制することができ、観察者にポストスペーサＰＳが認識されることを防止できると共に、２Ｄ表示時及び３Ｄ表示時の表示画質を向上することができる。さらには、ポストスペーサＰＳによる光散乱を大幅に低減できるので、３Ｄ表示時における表示光のクロストークすなわち右目用の表示光と左目用の表示光とのクロストークを低減でき、３Ｄ表示の品質（立体感、３Ｄ感）も向上させることができる。

なお、区間−Ｑ／２〜区間Ｐ１及び区間Ｐ２〜区間Ｑ／２においては、くし歯電極ＰＸと共通電極ＣＴとが液晶層ＬＣ２を介して重畳する領域となる。従って、３Ｄ表示時においては、くし歯電極ＰＸの近傍ではくし歯電極ＰＸと共通電極ＣＴとの間に印加される電場によって液晶分子が立ち上がり、屈折率が小さくなる。その結果、くし歯電極ＰＸ上での屈折率は、屈折率ｎ_ｏに近い値となる。このとき、くし歯電極ＰＸの近傍ではディスクリネーションすなわち液晶分子の配向乱れが発生しやすく、この配向乱れにより屈折率分布が複雑となる。

また、実施形態１の第２の液晶表示パネルＬＣＤ２では、ポストスペーサＰＳの屈折率ｎ_ｓｐを液晶の屈折率ｎ_ｅに近い値とすることで屈折率差が小さくなり、２Ｄ表示時においても３Ｄ表示時においても、ポストスペーサ２がより見えにくくなる。特に、ポストスペーサＰＳの屈折率がｎ_ｅよりも小さいと、ポストスペーサＰＳと液晶との界面で全反射を起こしてポストスペーサＰＳが見えやすくなる。画素の端から液晶レンズ中心に置かれたポストスペーサＰＳに入射する光線の角度は、５°から８°程度であり、また液晶表示パネルＬＣＤ２に用いる液晶の屈折率ｎ_ｅは１．７程度であることから、画素の端から液晶レンズ中心に置かれたポストスペーサＰＳに入射する光線が全反射を起こさないようにするためには、ポストスペーサＰＳの屈折率ｎ_ｐｓと液晶層ＬＣ２の屈折率ｎ_ｅとの屈折率差を０．２４以下、さらには０．１５以下とすることが望ましい。さらに、画素の中心から液晶レンズ中心に置かれたポストスペーサＰＳに入射する光線の角度は、２．５°から４°程度であることから、画素の中心から液晶レンズ中心に置かれたポストスペーサＰＳに入射する光線が全反射を起こさないようにするためには、ポストスペーサＰＳの屈折率ｎ_ｐｓと液晶層ＬＣ２の屈折率ｎ_ｅとの屈折率差を０．１２以下、さらには０．０７以下とすることが望ましい。

〈ポストスペーサＰＳの縦断面形状〉
図１０は本発明の実施形態１のポストスペーサ部分の拡大断面図であり、以下、図１０に基づいて、実施形態１のポストスペーサＰＳのＸＺ平面での断面形状について説明する。前述するように、ポストスペーサＰＳの形成行程において、当該ポストスペーサＰＳの側壁面が第１基板ＳＵＢ２１の法線方向と平行に形成することが好ましいが、製造ばらつき等により、全てのポストスペーサＰＳの側壁面が法線方向と平行に形成することは困難である。このために、実施形態１においては、ポストスペーサＰＳを形成する際のエッチングばらつきを考慮して、ポストスペーサＰＳの上部側（上面側、頭頂側）よりも底面側（底辺側）を大きく形成すると共に、ポストスペーサＰＳの屈折率ｎ_ｐｓを制御する構成としている。以下、詳細に説明する。

図１０から明らかなように、実施形態１のポストスペーサＰＳは、底面側すなわち第１基板ＳＵＢ２１側の幅Ｓよりも上部側すなわち第２基板ＳＵＢ２２側に幅Ｓ１の方が小さくなるように形成され、その面積も底面側よりも上部側が小さくなるので、第１基板ＳＵＢ２１の裏面側から入射される表示光Ｋの内でポストスペーサＰＳ内に入射する光が多くなる。このため、第１基板ＳＵＢ２１を介してポストスペーサＰＳに直接入射した光が、ポストスペーサＰＳと液晶層ＬＣ２の境界面すなわちポストスペーサＰＳの側壁面から液晶層ＬＣ２に出射することが望ましい。

通常、ポストスペーサＰＳ内の表示光（図１０中に矢印Ｋ１で示す）が液晶層ＬＣ２との境界面に到達した場合、その一部が反射光（図１０中に矢印Ｋ２で示す）として再びポストスペーサＰＳ内に反射され、残りが透過光（図１０中に矢印Ｋ３で示す）として液晶層ＬＣ２に入射する。このとき、ポストスペーサＰＳの屈折率ｎ_ｐｓが液晶層ＬＣ２の屈折率ｎ_ｅに等しい、または屈折率ｎ_ｅよりも小さい場合に境界面での全反射が生じることを防止できるので、ｎ_ｐｓ≦ｎ_ｅを満たす材料でポストスペーサＰＳを形成することが好ましい。

例えば、ポストスペーサＰＳの屈折率ｎ_ｐｓが液晶層ＬＣ２の屈折率ｎ_ｅよりも大きい場合には、ポストスペーサＰＳの内部に入射して境界面に達した光Ｋ１が境界面で反射される割合が増加する。さらには、境界面に達した光Ｋ１が全反射を起こす臨界角が生じ、この臨界角以上の入射角で境界面に入射した光Ｋ１は全反射されると共に、臨界角以下の入射角で入射した光も屈折角が大きくなり、ポストスペーサＰＳの近傍で大きく光が乱れてしまうこととなる。特に、ポストスペーサＰＳの底面側（幅Ｓ）は上部側（幅Ｓ１）よりも大きく形成されている。このために、ポストスペーサＰＳに入射した光が境界面で多く反射される場合、ポストスペーサＰＳの内部の光が上部側に集光され、該上部側から出射されることとなるので、周囲の領域よりも明るくなってしまう。さらには、ポストスペーサＰＳの近傍領域の内で、特に、領域Ｓ２，Ｓ３ではその外側の周辺領域よりも暗くなってしまう。その結果、ポストスペーサＰＳの屈折率ｎ_ｐｓが液晶層ＬＣ２の屈折率ｎ_ｅよりも大きい場合は、ポストスペーサＰＳが認識されやすくなってしまうと共に、光散乱により２Ｄ表示時及び３Ｄ表示時の表示品質が低下してしまう。これらの現象を防止して表示品質を向上させるために、ポストスペーサＰＳの屈折率ｎ_ｐｓは液晶層ＬＣ２の屈折率ｎ_ｅ以下であることが好ましい。

ただし、実施形態１の第２の液晶表示パネルＬＣＤ２では、図１１に示すように、ポストスペーサＰＳ上部側よりも底面側の面積が小さくなるような構成であってもよい。この場合、液晶層ＬＣ２内の表示光（図１１中に矢印Ｋ４で示す）がポストスペーサＰＳとの境界面に到達した場合、その一部が反射光（図１１中に矢印Ｋ５で示す）として再び液晶層ＬＣ２内に反射され、残りが透過光（図１１中に矢印Ｋ６で示す）としてポストスペーサＰＳに入射する。このとき、ポストスペーサＰＳの屈折率ｎ_ｐｓが液晶層ＬＣ２の屈折率ｎ_ｅに等しい、または屈折率ｎ_ｅよりも大きい場合に境界面での全反射が生じることを防止できるので、ｎ_ｐｓ≧ｎ_ｅを満たす透光性の材料でポストスペーサＰＳを形成することが好ましい。これにより、ポストスペーサＰＳの上部側が底面側よりも大きい形状であっても、底面部の辺縁部から上部の辺縁部に至る領域Ｓ２，Ｓ３が画素領域内の他の領域よりも暗くなり、ポストスペーサＰＳが認識されやすくなってしまうと共に、光散乱に伴う２Ｄ表示時及び３Ｄ表示時における表示品質の低下を防止することができるからである。

ただし、実施形態１のポストスペーサＰＳは、上部側と底面側の大きさすなわち太さが異なる構成としたが、上部側から底面側に至る全ての部分での大きさ（太さ）の変化が小さい方が望ましい。この大きさの変化を小さくすることにより、ポストスペーサＰＳによる光散乱を小さくすることが可能となる。その結果、２Ｄ表示時及び３Ｄ表示時における表示品質を向上することができる。また、３Ｄ表示時における表示光のクロストークすなわち右目用の表示光と左目用の表示光とのクロストークを低減できるので、３Ｄ表示の品質も向上できる。

また、並設されるくし歯電極ＰＸとの間の領域、すなわち第１の液晶表示パネルＬＣＤ１からの表示光が透過する領域内にポストスペーサＰＳが形成されることとなるので、ポストスペーサＰＳの太さ、特にＸ方向の幅Ｓは小さいことが望ましい。さらには、ポストスペーサＰＳのＸ方向の幅Ｓに対する高さの比であるアスペクト比が大きい方が望ましい。

このような構成となるポストスペーサＰＳの形成は、周知の感光性材料により形成できるので、周知のフォトリソグラフィー技術によって形成可能である。ただし、ポストスペーサ２は、スクリーン印刷やインクジェット等の印刷によって形成してもよい。

なお、実施形態１の第２の液晶表示パネルＬＣＤ２では、ポストスペーサＰＳの断面形状が矩形状の場合について説明したが、これに限定されることはなく、例えば、円柱状のポストスペーサを用いる構成であってもよい。また、ポストスペーサＰＳの側壁面に配向処理を行う構成であってもよい。

以上説明したように、実施形態１の表示装置では、外部からの映像信号に応じた画像表示を行う第１の液晶表示パネルＬＣＤ１の表示面側に第２の液晶表示パネルＬＣＤ２が配置される構成となっている。この第２の液晶表示パネルＬＣＤ２は、液晶層ＬＣ２を介して対向配置される第１基板ＳＵＢ２１と第２基板ＳＵＢ２２とからなり、第１基板ＳＵＢ２１の液晶面側にはＹ方向に延在し、該Ｙ方向と交差するＸ方向に並設されるくし歯電極が形成され、その一端が当該第１基板ＳＵＢ２１の辺部に沿って形成される配線に電気的に接続されている。さらには、各くし歯電極から離れた領域にポストスペーサＰＳが形成され、該ポストスペーサＰＳが液晶層ＬＣ２の屈折率ｎ_ｅと同様の屈折率ｎ_ｐｓを有する構成となっている。その結果、２Ｄ表示時と３Ｄ表示時とにおけるポストスペーサＰＳと液晶層ＬＣ２との屈折率差すなわちポストスペーサＰＳと液晶層ＬＣ２との境界面での屈折率差を小さくすることが可能となり、境界面での光散乱を大幅に抑制できるので、ポストスペーサＰＳが観察者に認識されることを防止できると共に、２Ｄ表示時及び３Ｄ表示時の表示品質を向上することができる。さらには、ポストスペーサＰＳによる光散乱を抑制できるので、３Ｄ表示の品質を向上させることもできる。

さらには、実施形態１の第２の液晶表示パネルＬＣＤ２では、ポストスペーサＰＳがくし歯電極ＰＸから離れた位置に形成される構成となっているので、ポストスペーサＰＳによるくし歯電極ＰＸの近傍での液晶分子の配向乱れを防止することも可能となり、さらに表示品質を向上させることができるという格別の効果も得ることができる。

なお、実施形態１の第２の液晶表示パネルＬＣＤ２では、ポストスペーサＰＳを配置する際に、くし歯電極ＰＸの延在方向（Ｙ方向）にポストスペーサＰＳが揃って配置される構成としたが、これに限定されることはない。例えば、図１２に示すように、くし歯電極ＰＸの延在方向にポストスペーサＰＳがずれて配置される構成であってもよい。

〈実施形態２〉
図１３は本発明の実施形態２の表示装置における第２の液晶表示パネルの概略構成を説明するための断面図であり、実施形態１の図８に対応する図面である。ただし、実施形態２の表示装置は第２の液晶表示パネルＬＣＤ２の構成を除く他の構成は実施形態１と同様である。従って、以下の説明では、第２の液晶表示パネルＬＣＤ２の構成について詳細に説明する。

図１３に示すように、実施形態２の第２の液晶表示パネルＬＣＤ２では、スペーサ（スペーサ部材）として球体状のスペーサであるスペーサビーズＳＢを用いる構成となっている。このとき、ただ単にスペーサビーズＳＢを用いた場合、従来の第２の液晶表示パネルＬＣＤ２と同様に、スペーサビーズＳＢによる表示光の散乱等が発生して画質低下が生じてしまう。従って、実施形態２の第２の液晶表示パネルＬＣＤ２では、スペーサビーズＳＢが配置される位置を制御することにより、スペーサとしてスペーサビーズＳＢを用いることを可能としている。

前述するように、本願発明では、くし歯電極ＰＸから離れた位置、すなわち２Ｄ表示時と３Ｄ表示時においてに屈折率の変化が少ない領域にスペーサビーズＳＢを配置すると共に、電圧無印加時の液晶の屈折率と同等の材料でスペーサビーズＳＢを形成することにより、表示用の液晶表示パネルである第１の液晶表示パネルＬＣＤ１よりも大きいギャップを支持するためのスペーサビーズＳＢの配置に伴う画質の低下を防止するものである。

このとき、実施形態２の第２の液晶表示パネルＬＣＤ２では、インクジェットプリンタを用いてスペーサビーズＳＢを形成したり、スクリーン印刷等の印刷手法を用いてスペーサビーズＳＢを配置したりすることにより、所望の位置にスペーサビーズＳＢをくし歯電極ＰＸから離れた位置に配置させることが可能である。例えば、インクジェットプリンタを用いて一対のくし歯電極ＰＸの中心部分すなわち各シリンドリカルレンズの中心領域（シリンドリカルレンズの光軸付近）にスペーサビーズＳＢを形成する場合には、インクジェットプリンタを用いて、直接、第１基板ＳＵＢ２１の主面上にスペーサビーズＳＢを形成する。ただし、くし歯電極ＰＸとの中心領域へのスペーサビーズＳＢの配置方法はこれに限定されることはない。例えば、スペーサビーズＳＢを配置する位置に、スペーサビーズＳＢを吸着する部材をインクジェットプリンタやスクリーン印刷等で形成した後に、スペーサビーズＰＳを撒いて、所望の位置にスペーサビーズＳＢを固定する等の方法であってもよい。

また、実施形態２のスペーサビーズＳＢにおいても、実施形態１のポストスペーサＰＳと同様にして、液晶の屈折率ｎ_ｅと同様の屈折率を有する樹脂材料を用いる構成となっている。

このように、実施形態２の第２の液晶表示パネルＬＣＤ２においても、液晶ＬＣ２と同様の屈折率を有するスペーサビーズＳＢをシリンドリカルレンズの光軸付近に配置する構成となっているので、実施形態１と同様の効果を得ることができる。また、実施形態２の第２の液晶表示パネルＬＣＤ２では、スペーサビーズＳＢを形成及び配置する際のフォト工程が不要となるので、容易に第２の液晶表示パネルＬＣＤ２を製造できるという格別の効果を得ることができる。

〈実施形態３〉
図１４及び図１５は本発明の実施形態３の表示装置における第２の液晶表示パネルの概略構成を説明するための図であり、特に、図１４は第２の液晶表示パネルＬＣＤ２を構成する第１基板ＳＵＢ２１の概略構成を説明するための平面図であり、図１５は第２の液晶表示パネルＬＣＤ２を構成する第２基板ＳＵＢ２２の概略構成を説明するための平面図である。

図１４及び図１５から明らかなように、実施形態３の第２の液晶表示パネルＬＣＤ２では、液晶層ＬＣ２を介して対向配置される第１基板ＳＵＢ２１及び第２基板ＳＵＢ２２の液晶面側にそれぞれポストスペーサＰＳ１，ＰＳ２が形成される構成となっている。このとき、実施形態３のポストスペーサＰＳ１，ＰＳ２は、それぞれの断面形状が長方形をなす略平板状に形成されると共に、その形成位置が第１基板ＳＵＢ２１と第２基板ＳＵＢ２２とを貼り合わせた時に、第１基板ＳＵＢ２１側のポストスペーサＰＳ１と第２基板ＳＵＢ２２側のポストスペーサＰＳ２とが一致する位置すなわち対峙する位置にそれぞれ形成されている。

また、ポストスペーサＰＳ１，ＰＳ２は、実施形態１と同様に、隣接するくし歯電極ＰＸとの間に形成され、特に、各くし歯電極ＰＸから離れた領域であるＸ方向の中心近傍に形成される。すなわち、ポストスペーサＰＳ１と対峙する位置にポストスペーサＰＳ２が形成され、第１基板ＳＵＢ２１と第２基板ＳＵＢ２２とを貼り合わせた際に、ポストスペーサＰＳ１の上面とポストスペーサＰＳ２の上面とが当接して第１基板ＳＵＢ２１と第２基板ＳＵＢ２２との間隔を所定の間隔に保持する。なお、ポストスペーサＰＳ１，ＰＳ２はそれぞれ屈折率がｎ_ｅの透光性材料からなる。

特に、図１４に示すように、実施形態３のポストスペーサＰＳ１は断面の長手方向がくし歯電極ＰＸの延在方向であるＹ方向すなわちシリンドリカルレンズの長軸方向と略平行となるように形成されている。また、図１５に示すように、実施形態３のポストスペーサＰＳ２は断面の長手方向がポストスペーサＰＳ１の長手方向と直交する方向（９０°回転した方向）すなわちＸ方向となるように形成されている。この構成により、ポストスペーサＰＳ１とポストスペーサＰＳ２とは第１基板ＳＵＢ２１と第２基板ＳＵＢ２２とを貼り合わせたときに、ポストスペーサＰＳ１の上面とポストスペーサＰＳ２の上面とが当接して、第１基板ＳＵＢ２１と第２基板ＳＵＢ２２との間隔を所定の間隔に保持する。

この第１基板ＳＵＢ２１と第２基板ＳＵＢ２２とを貼り合わせた状態を示すのが図１６及び図１７であり、図１６は実施形態３の第２の液晶表示パネルＬＣＤ２の平面図、図１７は図１６のＤ−Ｄ’線での断面図を示す。この図１６及び図１７に示すように、実施形態３の第２の液晶表示パネルＬＣＤ２においては、第１基板ＳＵＢ２１と第２基板ＳＵＢ２２とを貼り合わせた時に、第１基板ＳＵＢ２１のポストスペーサＰＳ１と、第２基板ＳＵＢ２２のポストスペーサＰＳ２とが重なる位置に配置される。すなわち、ポストスペーサＰＳ１の上面側とポストスペーサＰＳ２の上面側とが当接する位置にそれぞれのポストスペーサＰＳ１，ＰＳ２が形成されている。このとき、図１６から明らかなように、第１基板ＳＵＢ２１に形成されるポストスペーサＰＳ１と第２基板ＳＵＢ２２に形成されるポストスペーサＰＳ２との長手方向が直交して重なる構成、すなわちポストスペーサＰＳ１とポストスペーサＰＳ２とが十字状に当接する構成となる。その結果、第１基板ＳＵＢ２１と第２基板ＳＵＢ２２とを貼り合わせる際のＸ方向及びＹ方向の位置合わせ精度を緩く（低減）することが可能となる。また、ポストスペーサＰＳ１，ＰＳ２の形成する際の位置精度も低減することが可能となり、従来の第２の液晶表示パネルＬＣＤ２の位置合わせ精度と同様の精度で、実施形態３の第１基板ＳＵＢ２１と第２基板ＳＵＢ２２とを貼り合わせることが可能となる。

例えば、図１７に示す断面図では、ポストスペーサＰＳ２の長手方向に沿った断面図となるので、第１基板ＳＵＢ２１と第２基板ＳＵＢ２２との位置合わせはポストスペーサＰＳ２のＸ方向幅以内であれが、ポストスペーサＰＳ１の上部側とポストスペーサＰＳ２の上部側とが当接され、第１基板ＳＵＢ２１と第２基板ＳＵＢ２２とを所定のギャップに保持することができる。同様にして、Ｙ方向の位置合わせ精度に関しても、ポストスペーサＰＳ１の長手方向がＹ方向に一致するように形成される。従って、第１基板ＳＵＢ２１と第２基板ＳＵＢ２２との位置合わせがポストスペーサＰＳ１のＹ方向幅以内であれが、ポストスペーサＰＳ１の上部側とポストスペーサＰＳ２の上部側とを当接させるので、第１基板ＳＵＢ２１と第２基板ＳＵＢ２２とを所定のギャップに保持することができる。

このように、実施形態３の第２の液晶表示パネルＬＣＤ２では、第１基板ＳＵＢ２１の側に形成したポストスペーサＰＳ１と、第２基板ＳＵＢ２２の側に形成したポストスペーサＰＳ２との２つのポストスペーサＰＳを用いて、第１基板ＳＵＢ２１と第２基板ＳＵＢ２２との間隔であるギャップを所定の間隔に保持する構成としている。この構成により、第１基板ＳＵＢ２１及び第２基板ＳＵＢ２２に形成するポストスペーサＰＳ１，ＰＳ２の高さをそれぞれギャップの半分の高さで形成することが可能となる。その結果、第１の液晶表示パネルＬＣＤ１のギャップよりも大きい第２の液晶表示パネルＬＣＤ２のギャップに対応する高さが必要となるポストスペーサＰＳ１，ＰＳ２の形成に要する時間を短縮することが可能となる。さらには、ポストスペーサＰＳ１，ＰＳ２の形成後に配向膜ＯＲＩをラビング処理する場合には、ポストスペーサＰＳ１，ＰＳ２に掛かる力を小さくすることが可能となるので、ポストスペーサＰＳ１，ＰＳ２の信頼性を向上させることが可能となる。

さらには、実施形態３の構成では、ポストスペーサＰＳ１，ＰＳ２の側壁面の傾斜角度を実施形態１と同様に形成した場合であっても、２つのポストスペーサＰＳ１，ＰＳ２とを重ねてギャップを保持する構成となっている。従って、ポストスペーサＰＳ１，ＰＳ２の平面の面積を拡大させることなく、ポストスペーサＰＳ１，ＰＳ２の体積も減少させることが可能となる。

すなわち、実施形態１のポストスペーサＰＳと実施形態３のポストスペーサＰＳ１，ＰＳ２とのアスペクト比が同じであれば、ポストスペーサの高さを小さくすることによってポストスペーサの設置面積を小さくすることができる。実施形態３においては、上下基板（第１基板ＳＵＢ２１と第２基板ＳＵＢ２２）にポストスペーサＰＳ１，ＰＳ２を設ける構成となっている。従って、図１８に示す実施形態１の構成よるポストスペーサＰＳの設置面積に比較して、各ポストスペーサＰＳ１，ＰＳ２の高さが実施形態１のポストスペーサＰＳの１/２にできる。その結果、図１８に示す実施形態１のポストスペーサＰＳの角部部分が不要となるので、実施形態３ポストスペーサＰＳ１，ＰＳ２の設置面積は、最小で１/４まで小さくできる。このように，実施形態３の構成では、ポストスペーサＰＳ１，ＰＳ２の設置面積および体積が小さくできるので、光散乱を小さくすることができる。その結果、ポストスペーサＰＳ１，ＰＳ２に起因する光散乱をさらに低減することができ、表示品質をさらに向上できるという格別の効果が得られる。また、各ポストスペーサＰＳ１，ＰＳ２の高さが低くなることで、ポストスペーサＰＳ１，ＰＳ２の作成が容易となる。

ただし、実施形態３の第２の液晶表示パネルＬＣＤ２においても、実施形態１と同様に、第１の液晶表示パネルＬＣＤ１からの表示光の偏光方向（第２の液晶表示パネルＬＣＤ２への入射偏光方向）は、図中の矢印に示すように、各くし歯電極ＰＸとのなす角度が８０〜９０°となるように形成される。すなわち、第１基板ＳＵＢ２１の初期配向の方向も入射偏光方向と同じ向きに形成される。このとき、くし歯電極ＰＸと共通電極ＣＴとの間の電界が０（ゼロ）の場合にも液晶層ＬＣ２の屈折率はｎ_ｅとなり、電界が印加される場合のくし歯電極ＰＸの近傍の屈折率はｎ_ｏとなる。

なお、実施形態３のポストスペーサＰＳ１，ＰＳ２は、上部側よりも底面側の面積が大きく形成されているが、これに限定されることはなく、一方のポストスペーサまたは両方のポストスペーサＰＳ１，ＰＳ２が底面側よりも上部側の面積が大きい構成であってもよい。また、ポストスペーサＰＳ１の高さとポストスペーサＰＳ２の高さとが同じ場合について説明したが、これに限定されることはなく、異なる高さであってもよい。

〈実施形態４〉
図１９は本発明の実施形態４の表示装置における第２の液晶表示パネルを形成する第１基板の概略構成を説明するための平面図であり、図２０は本発明の実施形態４の表示装置における第２の液晶表示パネルを形成する第２基板の概略構成を説明するための平面図である。

図１９から明らかなように、実施形態４の第１基板ＳＵＢ２１は、ＩＴＯ等の透明導電膜からなり、Ｙ方向に延在しＸ方向に並設されるくし歯電極ＰＸ１の一端がＸ方向に伸延する配線部ＷＲ１に電気的に接続される構成となっている。また、実施形態４においては、少なくとも表示領域内においては、各くし歯電極ＰＸ１及び配線部ＷＲ１が形成される領域を除く領域に、所定の距離だけ離れてＩＴＯ等の透明導電膜からなる共通電極ＣＴ１が形成される構成となっている。このとき、後に詳述するように、くし歯電極ＰＸ１及び配線部ＷＲ１と共通電極ＣＴ１とは同層に形成されている。

また、実施形態４の第１基板ＳＵＢ２１においては、隣接するくし歯電極ＰＸ１との間の内で、１つおきの領域に共通電極ＣＴ１が形成される構成となっている。このとき、共通電極ＣＴ１の上層には配向膜ＯＲＩが形成され、該配向膜ＯＲＩの上面にポストスペーサＰＳ１が形成される構成となっている。ただし、実施形態４のポストスペーサＰＳ１の形状等は、実施形態３と同様の構成であり、後述するポストスペーサＰＳ２と対峙する位置に形成されている。

一方、実施形態４の第２基板ＳＵＢ２２には、長手方向すなわちＸ方向に延在し、短手方向すなわちＹ方向に並設されるくし歯電極ＰＸ２と、辺縁部に配置されるＹ方向に伸延する配線部ＷＲ２とが形成され、各くし歯電極ＰＸ２の一端が配線部ＷＲ２に電気的に接続される構成となっている。また、第１基板ＳＵＢ２１と同様に、少なくとも表示領域内においては、各くし歯電極ＰＸ２及び配線部ＷＲ２が形成される領域を除く領域の同層に共通電極ＣＴ２が形成され、該共通電極ＣＴ２はくし歯電極ＰＸ２や配線部ＷＲ２と同層に形成される。すなわち、第１基板ＳＵＢ２１と同様に、隣接するくし歯電極ＰＸ２との間の領域に共通電極ＣＴ２が形成される構成となっている。この第２基板ＳＵＢ２２においても、共通電極ＣＴ２の上層にも配向膜ＯＲＩが形成され、該配向膜ＯＲＩの上面にポストスペーサＰＳ２が形成され、ポストスペーサＰＳ１と対峙する位置に形成される構成となっている。ただし、ポストスペーサＰＳ２の形状等は、実施形態３と同様の構成である。

図２１は図１９及び図２０中にＥ，Ｅ’で示す領域の表示面側からの拡大図であり、特に、第１基板ＳＵＢ２１と第２基板ＳＵＢ２２とを貼り合わせた状態での第２の液晶表示パネルにおける領域Ｅ，Ｅ’の正面拡大図である。

図２１から明らかなように、実施形態４においては、第１基板ＳＵＢ２１と第２基板ＳＵＢ２２とのそれぞれがくし歯電極ＰＸ１，ＰＸ２及び共通電極ＣＴ１，ＣＴ２を備えると共に、ポストスペーサＰＳ１，ＰＳ２を備える構成となっている。また、実施形態４のポストスペーサＰＳ１，ＰＳ２は第１基板ＳＵＢ２１と第２基板ＳＵＢ２２とを貼り合わせ、表示面方向から見た場合に、くし歯電極ＰＸ１とくし歯電極ＰＸ２とで囲まれる領域にポストスペーサＰＳ１，ＰＳ２が配置される構成となる。このように、ポストスペーサＰＳ１，ＰＳ２はくし歯電極ＰＸ１，ＰＸ２から遠い位置に形成されることが望ましいので、実施形態４においても、くし歯電極ＰＸ１，ＰＸ２で囲まれる領域の中心にポストスペーサＰＳ１，ＰＳ２が形成される構成となっている。さらには、実施形態４のポストスペーサＰＳ１，ＰＳ２においても、ポストスペーサＰＳ１はくし歯電極ＰＸ１の延在方向であるＹ方向に長く、ポストスペーサＰＳ２はくし歯電極ＰＸ２の延在方向であるＸ方向に長く形成されるので、第１基板ＳＵＢ２１と第２基板ＳＵＢ２２との貼り合わせにおいて、ポストスペーサＰＳ１とポストスペーサＰＳ２とは十字状に当接して配置される。

さらには、実施形態４の第２の液晶表示パネルＬＣＤ２では、図１９及び図２０に示すように、第１基板ＳＵＢ２１と第２基板ＳＵＢ２２においても、配向膜ＯＲＩのラビング方向はくし歯電極ＰＸ１，ＰＸ２に対して傾斜するように形成されている。このとき、実施形態４においても、第１基板ＳＵＢ２１のラビング方向と第２基板ＳＵＢ２２のラビング方向とが互いに直交する構成となっている。これらの構成により、Ｘ方向に伸延するシリンドリカルレンズを形成する場合と、Ｙ方向に伸延するシリンドリカルレンズを形成する場合における液晶層ＬＣ２の液晶分子の初期配向を制御している。

次に、図２２に図２１に示すＦ−Ｆ’線での断面図、図２３に図２１に示すＧ−Ｇ’線での断面図を示し、以下、図２１〜図２３に基づいて、実施形態４の第２の液晶表示パネルＬＣＤ２の詳細構成について説明する。

図２２及び図２３から明らかなように、実施形態４の第２の液晶表示パネルＬＣＤ２は、Ｘ方向に延在しＹ方向に並設される第１のシリンドリカルレンズと、Ｙ方向に延在しＸ方向に並設される第２のシリンドリカルレンズとをそれぞれ形成可能な構成となっている。すなわち、第２の液晶表示パネルＬＣＤ２の長手方向であるＸ方向に観察者の左右の目が並列される横位置での３Ｄ表示が可能な場合と、第２の液晶表示パネルＬＣＤ２の短手方向であるＹ方向に観察者の左右の目が並列される縦位置での３Ｄ表示が可能な場合とを切り替え可能な構成となっている。

この切り替えを実現するために、実施形態４の第２の液晶表示パネルＬＣＤ２では、第１基板ＳＵＢ２１に形成されるポストスペーサＰＳ１の短手方向（Ｘ方向）にくし歯電極ＰＸ１が並設され、当該ポストスペーサＰＳ１の長手方向（Ｙ方向）にくし歯電極ＰＸ１が伸延される構成となる。一方、第２基板ＳＵＢ２２に形成されるポストスペーサＰＳ２の短手方向（Ｙ方向）にくし歯電極ＰＸ２が並設され、当該ポストスペーサＰＳ２の長手方向（Ｘ方向）にくし歯電極ＰＸ２が伸延される構成となる。さらには、第１基板ＳＵＢ２１及び第２基板ＳＵＢ２２にそれぞれ共通電極ＣＴ１，ＣＴ２が形成される構成となる。この構成からなる第１基板ＳＵＢ２１と第２基板ＳＵＢ２２とを液晶層ＬＣ２を介して対向配置させることによって、長手方向と短手方向での３Ｄ表示を可能としている。

例えば、長手方向（横位置）の３Ｄ表示時では、第２基板ＳＵＢ２２に形成される共通電極ＣＴ２とくし歯電極ＰＸ２に基準となる共通信号が供給されると共に、第１基板ＳＵＢ２１に形成されるくし歯電極ＰＸ１に駆動信号が供給される。この駆動により、前述する実施形態１〜３と同様にして、隣接するくし歯電極ＰＸ１との間に当該くし歯電極ＰＸ１に伸延方向（Ｙ方向）に延在し、Ｘ方向に並設されるシリンドリカルレンズが形成される。このとき、第１基板ＳＵＢ２１に形成される共通電極ＣＴ１には、共通信号及び駆動信号の何れも供給されない構成となる。

一方、短手方向（縦位置）の３Ｄ表示時では、第１基板ＳＵＢ２１に形成される共通電極ＣＴ１とくし歯電極ＰＸ１に基準となる共通信号が供給されると共に、第１基板ＳＵＢ２１のくし歯電極ＰＸ１に駆動信号が供給される。この駆動により、隣接するくし歯電極ＰＸ２との間に当該くし歯電極ＰＸ２に伸延方向（Ｙ方向）に延在し、Ｙ方向に並設されるシリンドリカルレンズが形成される。このとき、第２基板ＳＵＢ２２に形成される共通電極ＣＴ２には、共通信号及び駆動信号の何れも供給されない構成となる。

このように、実施形態４の第２の液晶表示パネルＬＣＤ２においても、実施形態３の第２の液晶表示パネルＬＣＤ２と同様に、隣接するくし歯電極ＰＸ１，ＰＸ２から離れた位置として中間位置にポストスペーサＰＳ１，ＰＳ２が形成される構成となっているので、実施形態３と同様の効果を得ることができると共に、第１基板ＳＵＢ２１及び第２基板ＳＵＢ２２にもくし歯電極ＰＸ１，ＰＸ２が形成される構成となっているので、表示装置の長手方向及び短手方向の何れにおいても３Ｄ表示ができるという格別の効果を得られる。

なお、実施形態４においては、くし歯電極ＰＸ１及び配線部ＷＲ１並びに共通電極ＣＴ１が同層に形成される場合について説明したが、この構成に限定されることはない。例えば、くし歯電極ＰＸ１及び配線部ＷＲ１と共通電極ＣＴ１とを絶縁膜を介して異なる層に形成すると共に、共通電極ＣＴ１より液晶層ＬＣ２に近い側にくし歯電極ＰＸ１及び配線部ＷＲ１を形成する構成であってもよい。この構成では、共通電極ＣＴ１を第１基板ＳＵＢ２１の表示領域内の全面に形成することも可能である。

〈実施形態５〉
図２４及び図２５は本発明の表示装置を備える情報機器の概略構成を説明するための図であり、特に、図２４は本発明の表示装置を携帯情報端末に使用した場合を示しており、図２５は本発明の表示装置である実施形態４の表示装置を携帯情報端末である携帯電話に使用した場合を示している。

図２４に示すように、スマートフォンや携帯ゲームや等の携帯情報端末ＳＰＨに本願発明の表示装置ＤＩＳを適用することにより、長手方向が左右位置となる横位置で３Ｄ表示を行った場合であっても、ポストスペーサが観察者に認識されてしまうことを防止することができる。その結果、３Ｄ表示時の画質を向上させることが可能となる。

また、図２５（ａ）に示すように、携帯電話ＭＰに本願発明を適用して表示装置ＤＩＳの長手方向が上下方向となる縦位置で３Ｄ表示を行った場合であっても、図２５（ｂ）に示すように、表示装置ＤＩＳの長手方向が左右方向となる横位置で３Ｄ表示を行った場合であっても、ポストスペーサが観察者に認識されてしまうことを防止することができる。その結果、３Ｄ表示時の画質を向上させることが可能となる。

なお、本実施形態５においては、本願発明の表示装置を情報機器に適用する場合について説明したが、これに限定されることはなく、３次元映像を撮影する撮影装置の表示装置やテレビ装置等の表示装置を備える他の機器に本願発明の表示装置を適用可能である。

以上、本発明者によってなされた発明を、前記発明の実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記発明の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。

ＬＣＤ１……第１の液晶表示パネル、ＬＣＤ２……第２の液晶表示パネル
ＳＵＢ１１，ＳＵＢ２１……第１基板、ＳＵＢ１２，ＳＵＢ２２……第２基板
ＢＬＵ……バックライトユニット、ＬＣ１，ＬＣ２……液晶層、ＡＤＨ……接着部材
ＰＯＬ１，ＰＯＬ２……偏光板、ＧＬ……ゲート線、ＤＬ……ドレイン線
ＰＸＬ……画素、ＳＰＬ……副画素、ＰＸ，ＰＸ１，ＰＸ２……くし歯電極
ＣＴ，ＣＴ１，ＣＴ２……共通電極、ＰＳ，ＰＳ１，ＰＳ２……ポストスペーサ
ＷＲ……配線部、ＯＲＩ……配向膜、ＳＢ……スペーサビーズ、ＤＩＳ……表示装置
ＳＰＨ……携帯情報端末、ＭＰ……携帯電話

Claims (11)

1. 画像表示を行う表示パネルと、前記表示パネルの表示面側に配置され、シリンドリカルレンズ状に屈折率を制御して視差障壁を形成し、２Ｄ表示と３Ｄ表示とを切り替える液晶レンズパネルとを備える表示装置であって、
   前記液晶レンズパネルは、液晶層を介して対向配置される一対の透明基板と、
   一方の前記透明基板の前記液晶層側に形成され、Ｘ方向に延在しＹ方向に並設されるくし歯電極と、
   他方の前記透明基板の前記液晶層側に形成される面状の共通電極と、
   前記一対の透明基板を所定間隔に保持する透光性を有するポストスペーサとを備え、
   前記ポストスペーサは、前記一対の透明基板の内、何れか一方の透明基板の前記液晶面側に固定されると共に、前記透明基板の面内方向に対して前記くし歯電極から離れた領域に配置されることを特徴とする表示装置。
2. 前記ポストスペーサは、隣接する前記くし歯電極の略中心位置に形成されることを特徴とする請求項１乃至３の内の何れかに記載の表示装置。
3. 前記一対の透明基板は、前記液晶層の液晶分子の初期配向を制限する配向膜を備え、
   前記初期配向が、前記くし歯電極の延在方向に対して、８０〜９０°の範囲となることを特徴とする請求項１又は２に記載の表示装置。
4. 前記ポストスペーサは角柱状の柱状体からなり、当該ポストスペーサの各側壁面が前記初期配向方向と傾斜して配置されることを特徴とする請求項３に記載の表示装置。
5. 前記ポストスペーサは、前記一方の透明基板に形成される第１のポストスペーサと、前記他方の透明基板に形成され、前記第１のポストスペーサと対峙する位置に配置される第２のポストスペーサとからなり、前記第１のポストスペーサと前記第２のポストスペーサとが当接して、前記一対の透明基板を所定間隔に保持することを特徴とする請求項１乃至４の内の何れかに記載の表示装置。
6. 前記第１及び第２のポストスペーサは平板状をなし、前記第１のポストスペーサは長手方向が前記Ｘ方向となるように配置され、前記第２のポストスペーサは長手方向が前記Ｙ方向となるように配置されることを特徴とする請求項５に記載の表示装置。
7. 前記一方の透明基板はＹ方向に並設される前記しく歯電極と共に、該くし歯電極間の領域に形成される平板状の第２の共通電極を備え、前記他方の透明基板はＹ方向に延在しＸ方向に並設される第２のくし歯電極を備え、該第２のくし歯電極間の領域に平板状の前記共通電極が配置されることを特徴とする請求項１乃至６の内の何れかに記載の表示装置。
8. 前記ポストスペーサの屈折率は、２Ｄ表示時における前記液晶層の屈折率とほぼ同じ屈折率であることを特徴とする請求項１乃至７の内の何れかに記載の表示装置。
9. 前記ポストスペーサは、前記透明基板に固定される底面側よりも上面側が小さい柱状体からなり、当該ポストスペーサの屈折率ｎ_ｐｓが前記液晶層の屈折率ｎ_ｅ以下であることを特徴とする請求項１乃至７の内の何れかに記載の表示装置。
10. 前記ポストスペーサは、前記透明基板に固定される底面側よりも上面側が大きい柱状体からなり、当該ポストスペーサの屈折率ｎ_ｐｓが前記液晶層の屈折率ｎ_ｅ以上であることを特徴とする請求項１乃至７の内の何れかに記載の表示装置。
11. 前記表示パネルは、液晶層を介して対向配置される一対の透明基板を有する液晶表示パネルと、該液晶表示パネルの裏面側に配置されるバックライトユニットとからなることを特徴とする請求項１乃至１０の内の何れかに記載の表示装置。

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