JP2015052624A - 立体表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】２Ｄ表示状態と、３Ｄ表示状態と、鏡状態とを切り替えることができる立体表示装置において、鏡状態を維持しながら、２Ｄ表示も同時に実現することができる立体表示装置を提供することを、目的とする。
【解決手段】表示パネル１２と、スイッチ液晶パネル１４と、吸収型偏光板１６と、反射型偏光板２２とを備える。スイッチ液晶パネル１４は、表示パネル１２よりも観察者側に配置される。吸収型偏光板１６は、スイッチ液晶パネル１４よりも観察者側に配置される。反射型偏光板２２は、表示パネル１２とスイッチ液晶パネル１４との間に配置される。反射型偏光板２２は、反射型偏光板２２に入射する光のうち、透過軸Ｌ６と平行な方向の成分を透過する一方、透過軸Ｌ６に垂直な方向の成分を反射する。一対の基板３２，３４の少なくとも一方は、表示パネル１２側からの光を透過する透過領域５８を有する。
【選択図】図３

Description

本発明は、スイッチ液晶パネルを備えた立体表示装置に関し、特に鏡機能を付加した立体表示装置に関する。

近年、表示装置には、様々な付加価値が求められている。その一つとして、特殊なメガネを使用せずに、立体表示を観察可能な立体表示装置がある。これを実現する方法として、視差バリア方式が知られている。

視差バリア方式の立体表示装置は、例えば、表示パネルと、スイッチ液晶パネルとを備える構成からなり、表示パネルは、立体視用画像を表示し、スイッチ液晶パネルは、立体視用画像を分離する視差バリアを実現する。視差バリアは、光を透過させる開口と、光を遮断する遮光部とを有する。視差バリアにおいては、開口と遮光部とが交互に並んでいる。

上記スイッチ液晶パネルを備える視差バリア方式の立体表示装置には、更なる付加価値として、表示装置の表示画面に鏡機能を付与することができる。

特許第３４１９７６６号公報には、鏡機能を有する表示装置が開示されている。この表示装置は、２Ｄ画像表示状態と鏡状態とを切り替えることができるが、３Ｄ表示は実現できない。また、鏡状態を維持しながら、２Ｄ表示をする点については、何ら記載されていない。

特許第３４１９７６６号公報

本発明の目的は、２Ｄ表示状態と、３Ｄ表示状態と、鏡状態とを切り替えることができる立体表示装置において、鏡状態を維持しながら、２Ｄ表示も同時に実現することができる立体表示装置を提供することにある。

本発明の立体表示装置は、表示パネルと、前記表示パネルよりも観察者側に配置されるスイッチ液晶パネルと、前記スイッチ液晶パネルよりも観察者側に配置される吸収型偏光板と、前記表示パネルと前記スイッチ液晶パネルとの間に配置される反射型偏光板とを備え、前記表示パネルは、平面画像と立体視用画像をそれぞれ表示可能であり、前記スイッチ液晶パネルは、透過部と遮光部とが交互に並ぶ視差バリアを実現可能であり、前記吸収型偏光板は、前記吸収型偏光板に入射する光のうち、前記吸収型偏光板が有する透過軸と平行な方向の成分を透過する一方、前記吸収型偏光板が有する透過軸に垂直な方向の成分を吸収し、前記反射型偏光板は、前記吸収型偏光板が有する透過軸に対して垂直な透過軸を有し、前記反射型偏光板に入射する光のうち、前記反射型偏光板が有する透過軸に平行な方向の成分を透過する一方、前記反射型偏光板が有する透過軸に対して垂直な方向の成分を反射し、前記スイッチ液晶パネルは、一対の基板と、前記一対の基板間に封入された液晶層と、前記一対の基板のうち一方の基板に形成された共通電極と、前記一対の基板のうち他方の基板に複数形成され、電圧が印加されたときに前記共通電極とともに前記遮光部を実現する第１駆動電極と、前記他方の基板に複数形成され、前記駆動電極と交互に配置される第１補助電極とを備え、前記一対の基板の少なくとも一方は、前記表示パネル側からの光を透過する透過領域を有する。

本発明の立体表示装置においては、２Ｄ表示状態と、３Ｄ表示状態と、鏡状態とを切り替えることができる立体表示装置において、鏡状態を維持しながら、２Ｄ表示も同時に実現することができる。

図１は、本発明の第１の実施形態としての立体表示装置の概略構成の一例を示す模式図である。 図２は、スイッチ液晶パネルの概略構成の一例を示す断面図である。 図３は、配向膜のラビング軸、吸収型偏光板の透過軸及び反射型偏光板の透過軸の関係を示す説明図である。 図４は、スイッチ液晶パネルが備える他方の基板に形成された駆動電極と補助電極を示す平面図である。 図５は、スイッチ液晶パネルに視差バリアが実現された状態を示す断面図である。 図６は、立体表示装置が２Ｄ表示状態である場合の光の進み方を示す説明図である。 図７は、立体表示装置が３Ｄ表示状態である場合の透過部における光の進み方を示す説明図である。 図８は、立体表示装置が３Ｄ表示状態である場合の遮光部における光の進み方を示す説明図である。 図９は、立体表示装置が鏡状態である場合の線間領域以外の部分における光の進み方を示す説明図である。 図１０は、立体表示装置が鏡状態である場合の線間領域における光の進み方を示す説明図である。 図１１は、立体表示装置が鏡状態である場合のスイッチ液晶パネルを示す断面図である。 図１２は、立体表示装置に実現された鏡状態を維持しながら、２Ｄ表示（模様付）を実現させた場合のイメージ図である。 図１３は、本発明の第２の実施形態で採用される補助電極を示す平面図である。 図１４は、本発明の第２の実施形態で採用される他の補助電極を示す平面図である。 図１５は、本発明の第３の実施形態において、スイッチ液晶パネルが備える一方の基板に形成された駆動電極と補助電極を示す平面図である。 図１６は、スイッチ液晶パネルに視差バリアが実現された状態を示す断面図である。 図１７は、スイッチ液晶パネルに他の視差バリアが実現された状態を示す断面図である。

本発明の一実施形態に係る立体表示装置は、表示パネルと、前記表示パネルよりも観察者側に配置されるスイッチ液晶パネルと、前記スイッチ液晶パネルよりも観察者側に配置される吸収型偏光板と、前記表示パネルと前記スイッチ液晶パネルとの間に配置される反射型偏光板とを備え、前記表示パネルは、平面画像と立体視用画像をそれぞれ表示可能であり、前記スイッチ液晶パネルは、透過部と遮光部とが交互に並ぶ視差バリアを実現可能であり、前記吸収型偏光板は、前記吸収型偏光板に入射する光のうち、前記吸収型偏光板が有する透過軸と平行な方向の成分を透過する一方、前記吸収型偏光板が有する透過軸に垂直な方向の成分を吸収し、前記反射型偏光板は、前記吸収型偏光板が有する透過軸に対して垂直な透過軸を有し、前記反射型偏光板に入射する光のうち、前記反射型偏光板が有する透過軸に平行な方向の成分を透過する一方、前記反射型偏光板が有する透過軸に対して垂直な方向の成分を反射し、前記スイッチ液晶パネルは、一対の基板と、前記一対の基板間に封入された液晶層と、前記一対の基板のうち一方の基板に形成された共通電極と、前記一対の基板のうち他方の基板に複数形成され、電圧が印加されたときに前記共通電極とともに前記遮光部を実現する第１駆動電極と、前記他方の基板に複数形成され、前記駆動電極と交互に配置される第１補助電極とを備え、前記一対の基板の少なくとも一方は、前記表示パネル側からの光を透過する透過領域を有する（第１の構成）。

第１の構成においては、スイッチ液晶パネルに視差バリアを実現していない状態で、表示パネルに平面画像（２Ｄ画像）を表示することにより、２Ｄ表示状態になる。スイッチ液晶パネルに視差バリアを実現した状態で、表示パネルに立体視用画像を表示することにより、３Ｄ表示状態になる。駆動電極と共通電極との間および補助電極と共通電極との間に電圧を印加し、観察者側から入射した光を反射型偏光板で反射させることにより、鏡状態になる。

第１の構成においては、スイッチ液晶パネルの液晶層に電圧を印加する電極を切り替えることにより、２Ｄ表示状態と、３Ｄ表示状態と、鏡状態とを切り替えることができる。

第１の構成においては、一対の基板の少なくとも一方が、表示パネル側からの光を透過する透過領域を有する。そのため、駆動電極と共通電極との間および補助電極と共通電極との間に印加する電圧（鏡状態を実現するための電圧）の大きさを調整しなくても、鏡状態が実現しているときに、表示パネルに平面画像を表示することにより、鏡状態を実現しながら、平面画像を観察者に見せることができる。

第２の構成は、前記第１の構成において、前記透過領域が、前記第１補助電極に形成された開口である。第２の構成においては、透過領域を容易に実現することができる。

第３の構成は、前記第２の構成において、前記開口が、前記第１補助電極の長手方向に複数形成されている。第３の構成においては、表示パネル側からの光が透過し易い。

第４の構成は、前記第１の構成において、前記透過領域が、前記第１駆動電極と前記第１補助電極との間に形成された隙間である。第４の構成においては、例えば、第１駆動電極と第１補助電極との間に形成された隙間の大きさを適当に設定することにより、３Ｄ表示状態で集光効果を発揮できる。その結果、３Ｄ表示状態における輝度を向上させることができる。

第５の構成は、前記第１の構成において、前記共通電極は、前記一方の基板に複数形成された第２駆動電極と、前記一方の基板に複数形成され、前記第２駆動電極と交互に配置される第２補助電極とを含み、前記スイッチ液晶パネルを正面から見たときに、前記第２駆動電極及び前記第２補助電極が、前記第１駆動電極及び前記第１補助電極に対して直交している。第５の構成においては、ランドスケープ表示及びポートレート表示のそれぞれにおいて、立体表示を実現できる。

第６の構成は、前記第１〜第５の構成の何れか１つにおいて、前記スイッチ液晶パネルを正面から見たときに、前記透過領域の面積が、前記スイッチ液晶パネルにおけるアクティブエリアの面積の２０％以下である。第６の構成においては、２Ｄ画像表示と良好な鏡特性とを同時に実現することができる。なお、スイッチ液晶パネルにおけるアクティブエリアとは、立体表示装置において本来鏡が実現される領域であり、例えば、共通電極が形成された領域である。

以下、本発明のより具体的な実施形態について、図面を参照しながら説明する。図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。なお、以下で参照する図面においては、説明を分かりやすくするために、構成が簡略化または模式化して示されたり、一部の構成部材が省略されたりしている。また、各図に示された構成部材間の寸法比は、必ずしも実際の寸法比を示すものではない。

［第１の実施形態］
図１には、本発明の第１の実施形態としての立体表示装置１０が示されている。立体表示装置１０は、表示パネル１２と、スイッチ液晶パネル１４と、吸収型偏光板１６，１８，２０と、反射型偏光板２２と、バックライト２４とを備える。

表示パネル１２は、液晶パネルである。表示パネル１２は、アクティブマトリクス基板２６と、対向基板２８と、これらの基板２６，２８の間に封入された液晶層３０とを備える。表示パネル１２において、液晶の動作モードは任意である。

表示パネル１２は、複数の画素を有する。複数の画素は、例えば、マトリクス状に配置されている。複数の画素が形成された領域が、表示パネル１２の表示領域になる。

画素は、複数のサブ画素を有してもよい。複数のサブ画素は、例えば、赤色画素、緑色画素及び青色画素である。なお、複数のサブ画素は、その他の色の画素をさらに含んでもよい。

表示パネル１２においては、観察者の右眼に映る画像（右眼用画像）を表示する画素の列と、観察者の左眼に映る画像（左眼用画像）を表示する画素の列とが、表示パネル１２の横方向に交互に配置されている。換言すれば、右眼用画像と左眼用画像が、それぞれ、画素列毎に（ストライプ状に）分割される。そして、これらストライプ状に分割された右眼用画像及び左眼用画像を交互に並べた合成画像が、液晶表示パネル１２の表示領域に表示される。

表示パネル１２の厚さ方向における一方側には、スイッチ液晶パネル１４が配置されている。図２に示すように、スイッチ液晶パネル１４は、一対の基板３２，３４と、液晶層３６とを備える。

基板３２は、例えば、低アルカリガラス基板等である。基板３２には、共通電極３８が形成されている。

共通電極３８は、例えば、インジウム酸化錫膜（ＩＴＯ膜）等の透明な導電膜である。共通電極３８は、基板３２の略全面に形成されている。

共通電極３８は、配向膜４０で覆われている。配向膜４０は、例えば、ポリイミド樹脂膜である。図３に示すように、本実施形態では、配向膜４０のラビング軸Ｌ１と、表示パネル１２の表示領域の縦方向（基板３２，３４の縦方向）に延びる基準線ＬＳとが為す角度δ１は、６３度である。

基板３４は、例えば、低アルカリガラス基板等である。基板３４においては、図４に示すように、駆動電極（第１駆動電極）４２と補助電極（第１補助電極）４４が交互に並んで配置されている。各電極４２，４４は、例えば、インジウム酸化錫膜（ＩＴＯ膜）等の透明な導電膜である。

各電極４２，４４は、基板３４の縦方向（表示パネル１２の表示領域の縦方向）に略一定の幅寸法で延びている。換言すれば、駆動電極４２と補助電極４４は、基板３４の横方向（表示パネル１２の表示領域の横方向）に交互に並んでいる。

駆動電極４２と補助電極４４の間には、透過領域としての隙間Ｓ（図２、４参照）が形成されている。この隙間Ｓの大きさ（基板３４の横方向における幅寸法）は、例えば、２５μｍ以下である。隙間Ｓが狭ければ狭いほど、鏡機能としては優位となるが、トレードオフとして、同時に表示を行う２Ｄ画像の輝度が低下する。良好な鏡特性を維持しながら、２Ｄ画像の輝度を向上させる必要があるため、駆動電極４２と補助電極４４との幅寸法の合計が、駆動電極４２の配設ピッチの８０％以上になるように、隙間Ｓの大きさを設定することが望ましい。

各電極４２，４４は、配向膜４６で覆われている。配向膜４６は、例えば、ポリイミド樹脂膜である。図３に示すように、配向膜４６のラビング軸Ｌ２と、基準線ＬＳとが為す角度δ２は、１５３度である。

液晶層３６は、一対の基板３２，３４間に封入されている。スイッチ液晶パネル１４において、液晶の動作モードは、ＴＮモードである。

吸収型偏光板１６は、スイッチ液晶パネル１４の厚さ方向における一方側に配置されている。図３に示すように、本実施形態では、吸収型偏光板１６の透過軸（透過軸）Ｌ３と、基準線ＬＳとが為す角度δ３は、６３度である。

吸収型偏光板１８は、スイッチ液晶パネル１４と表示パネル１２との間に配置されている。図３に示すように、本実施形態では、吸収型偏光板１８の透過軸（透過軸）Ｌ４と、基準線ＬＳとが為す角度δ４は、１５３度である。

吸収型偏光板２０は、表示パネル１２の厚さ方向における他方側に配置されている。図３に示すように、本実施形態では、吸収型偏光板２０の透過軸（透過軸）Ｌ５と、基準線ＬＳとが為す角度δ５は、６３度である。

反射型偏光板２２は、スイッチ液晶パネル１４と吸収型偏光板１８との間に配置されている。反射型偏光板２２は、例えば、輝度向上フィルムである。反射型偏光板２２は、透過軸Ｌ６（図３参照）を有する。反射型偏光板２２は、反射型偏光板２２に入射する光のうち、透過軸Ｌ６に平行な方向の成分を透過し、透過軸Ｌ６に垂直な方向の成分を反射する。反射型偏光板２２の透過軸Ｌ６は、図３に示すように、吸収型偏光板１８の透過軸Ｌ４及び配向膜４６のラビング軸Ｌ２に平行である。なお、反射型偏光板２２の透過軸Ｌ６は、透過軸Ｌ４及びラビング軸Ｌ２に対して厳密に平行である必要はなく、略平行であればよい。反射型偏光板２２は、例えば、誘電体の薄膜を複数積層したフィルム、屈折率異方性が異なる薄膜を複数積層したフィルム、または、コレステリック液晶層と位相差板を積層したフィルム等である。反射型偏光板としては、例えば、３Ｍ社製のＤＢＥＦシリーズ等を採用することができる。

反射型偏光板２２は、吸収型偏光板１８を備えていても良い。この場合、反射型偏光板２２と吸収型偏光板１８とを一体的に取り扱うことができる。なお、吸収型偏光板１８を備える反射型偏光板２２としては、例えば、日東電工社製の輝度向上フィルム付偏光板（ＮＩＰＯＣＳ）等を採用することができる。

バックライト２４は、表示パネル１２の後方（観察者とは反対側）に配置される。バックライト２４は、表示パネル１２の表示領域に光を照射する。バックライト２４の種類は、特に限定されない。バックライト２４の光源は、特に限定されない。

立体表示装置１０においては、視差バリアがスイッチ液晶パネル１４に実現される。図５を参照しながら、視差バリア４８について説明する。

視差バリア４８を実現する場合、駆動電極４２と共通電極３８とを異なる電位にするとともに、補助電極４４と共通電極３８とを同じ電位にする。これにより、駆動電極４２と共通電極３８との間に存在する液晶分子５０の向きが変化する。そのため、液晶層３６において、駆動電極４２と共通電極３８との間に位置する部分が遮光部５２として機能し、隣り合う２つの遮光部５２の間が透過部５４として機能する。その結果、液晶層３６において、遮光部５２と透過部５４とが交互に並ぶ視差バリア４８が実現される。

スイッチ液晶パネル１４において視差バリア４８を実現するときに、各電極３８，４２，４４に電圧を印加する方法としては、例えば、駆動電極４２に印加する電圧と、共通電極３８及び補助電極４４に印加する電圧とを逆位相にする方法であってもよいし、駆動電極４２に電圧を印加するとともに、共通電極３８及び補助電極４４を接地する方法であってもよいし、駆動電極４２を接地し、共通電極３８及び補助電極４４に電圧を印加してもよい。印加する電圧は、例えば、５Ｖの矩形波等である。

立体表示装置１０においては、２Ｄ表示状態と、３Ｄ表示状態と、鏡状態とを切り替えることができる。これらの状態について、以下に説明する。

（１）２Ｄ表示状態
図６は、立体表示装置１０が２Ｄ表示状態である場合の光（バックライト光及び外光）の進み方を示す。２Ｄ表示状態は、表示パネル１２が２Ｄ画像を表示し、且つ、スイッチ液晶パネル１４において視差バリア４８が実現されていない状態である。

（１．１）２Ｄ表示状態におけるスイッチ液晶パネル
２Ｄ表示状態では、図２に示すように、駆動電極４２と共通電極３８との間および補助電極４４と共通電極３８との間に、電圧が印加されていない。つまり、液晶層３６において、液晶分子５０の向きが変化していない。

（１．２）外光の進み方
外光は、吸収型偏光板１６に入射する。吸収型偏光板１６は、入射する外光のうち、透過軸Ｌ３に垂直な方向の成分を吸収し、透過軸Ｌ３に平行な方向の成分を透過する。そのため、スイッチ液晶パネル１４に入射する外光は、透過軸Ｌ３に平行な方向の成分だけを有する。

配向膜４０のラビング軸Ｌ１は、吸収型偏光板１６の透過軸Ｌ３に平行である。ここで、スイッチ液晶パネル１４においては、液晶の動作モードがＴＮモードであり、且つ、液晶分子５０の向きが変化していない。換言すれば、スイッチ液晶パネル１４においては、図２に示すように、液晶分子５０が９０度ツイストしている。また、配向膜４６のラビング軸Ｌ２は、配向膜４０のラビング軸Ｌ１に垂直である。したがって、スイッチ液晶パネル１４に入射した外光の偏光軸は、スイッチ液晶パネル１４を通過するときに、９０度回転する。

ここで、配向膜４０のラビング軸Ｌ１は、反射型偏光板２２の透過軸Ｌ６に平行である。従って、スイッチ液晶パネル１４を通過した外光は、反射型偏光板２２の透過軸Ｌ６に平行な方向の成分だけを有する。その結果、スイッチ液晶パネル１４を通過した外光が、反射型偏光板２２で反射されることはない。

（１．３）バックライト光の進み方
バックライト光は、吸収型偏光板２０に入射する。吸収型偏光板２０は、バックライト光のうち、透過軸Ｌ５に平行な方向の成分だけを透過する。そのため、表示パネル１２に入射するバックライト光は、透過軸Ｌ５に平行な方向の成分だけを有する。

ここで、表示パネル１２が、例えば、液晶パネルであって、液晶の動作モードがノーマリーホワイトのＴＮモードである場合を考える。この表示パネル１２において、例えば、白色表示する場合、表示パネル１２が備える液晶層３０の液晶分子は９０度ツイストしている。そのため、表示パネル１２を通過したバックライト光は、吸収型偏光板１８の透過軸Ｌ４に平行な方向の成分だけを有する。したがって、表示パネル１２を通過したバックライト光は、吸収型偏光板１８を通過する。

吸収型偏光板１８を通過したバックライト光は、反射型偏光板２２に入射する。反射型偏光板２２は、透過軸Ｌ４と平行な透過軸Ｌ６を有する。そのため、吸収型偏光板１８を通過したバックライト光は、反射型偏光板２２を通過する。反射型偏光板２２を通過したバックライト光は、スイッチ液晶パネル１４に入射する。つまり、スイッチ液晶パネル１４に入射するバックライト光は、反射型偏光板２２の透過軸Ｌ６に平行な方向の成分だけを有する。

配向膜４０のラビング軸Ｌ１は、反射型偏光板２２の透過軸Ｌ６と平行である。ここで、スイッチ液晶パネル１４においては、液晶の動作モードがＴＮモードであり、且つ、液晶分子５０の向きが変化していない。換言すれば、スイッチ液晶パネル１４においては、図２に示すように、液晶分子５０が９０度ツイストしている。また、配向膜４６のラビング軸Ｌ２は、配向膜４０のラビング軸Ｌ１に垂直である。したがって、スイッチ液晶パネル１４に入射したバックライト光の偏光軸は、スイッチ液晶パネル１４を通過するときに、９０度回転する。

吸収型偏光板１６の透過軸Ｌ３は、配向膜４６のラビング軸２に平行である。つまり、スイッチ液晶パネル１４を通過したバックライト光は、吸収型偏光板１６の透過軸Ｌ３に平行な方向の成分だけを有する。その結果、スイッチ液晶パネル１４を通過したバックライト光は、吸収型偏光板１６を通過する。従って、表示パネル１２が表示する２Ｄ画像を、観察者に見せることができる。

（２）３Ｄ表示状態
図７は、立体表示装置１０が３Ｄ表示状態である場合の透過部５４における光（バックライト光及び外光）の進み方を示す。図８は、立体表示装置１０が３Ｄ表示状態である場合の遮光部５２における光（バックライト光及び外光）の進み方を示す。３Ｄ表示状態は、表示パネル１２が立体視用画像（左眼用画像及び右眼用画像）を表示し、且つ、スイッチ液晶パネル１４に視差バリア４８が実現されている状態である。

（２．１）３Ｄ表示状態におけるスイッチ液晶パネル
３Ｄ表示状態では、図５に示すように、駆動電極４２と共通電極３８との間に電圧が印加される一方、補助電極４４と共通電極３８との間に電圧が印加されない。つまり、液晶層３６において、駆動電極４２と共通電極３８との間に位置する部分（スイッチ液晶パネル１４を正面から見たときに、駆動電極４２と重なる部分）では液晶分子５０の向きが変化し、補助電極４４と共通電極３８との間に位置する部分（スイッチ液晶パネル１４を正面から見たときに、補助電極３８と重なる部分）では液晶分子５０の向きが変化しない。液晶層３６において、駆動電極４２と共通電極３８との間に位置する部分が遮光部５２になり、隣り合う２つの遮光部５２の間が透過部５４になる。

（２．２）外光の進み方
図５に示すように、透過部５４と遮光部５２とでは、液晶分子５０の向きが異なる。そのため、スイッチ液晶パネル１４に入射する外光は、透過部５４を通過する場合と、遮光部５２を通過する場合とで、その挙動が異なる。以下、透過部５４を通過する場合と、遮光部５２を通過する場合のそれぞれについて説明する。

（２．２．１）透過部を通過する外光
外光は、吸収型偏光板１６に入射する。吸収型偏光板１６は、入射する外光のうち、透過軸Ｌ３に垂直な方向の成分を吸収し、透過軸Ｌ３に平行な方向の成分を透過する。そのため、スイッチ液晶パネル１４に入射する外光は、透過軸Ｌ３に平行な方向の成分だけを有する。

配向膜４０のラビング軸Ｌ１は、吸収型偏光板１６の透過軸Ｌ３に平行である。ここで、透過部５４においては、図５に示すように、液晶分子５０が立ちあがっていない。また、配向膜４６のラビング軸Ｌ２は、配向膜４０のラビング軸Ｌ１に垂直である。したがって、透過部５４に入射した外光の偏光軸は、スイッチ液晶パネル１４を通過するときに、９０度回転する。

ここで、配向膜４６のラビング軸Ｌ２は、反射型偏光板２２の透過軸Ｌ６に平行である。従って、透過部５４を通過した外光は、反射型偏光板２２の透過軸Ｌ６に平行な方向の成分だけを有する。その結果、透過部５４を通過した外光が、反射型偏光板２２で反射されることはない。

（２．２．２）遮光部を通過する外光
外光は、吸収型偏光板１６に入射する。吸収型偏光板１６は、入射する外光のうち、透過軸Ｌ３に垂直な方向の成分を吸収し、透過軸Ｌ３に平行な方向の成分を透過する。そのため、スイッチ液晶パネル１４に入射する外光は、透過軸Ｌ３に平行な方向の成分だけを有する。

配向膜４０のラビング軸Ｌ１は、吸収型偏光板１６の透過軸Ｌ３に平行である。ここで、遮光部５２においては、図５に示すように、液晶分子５０が立ちあがっている。したがって、遮光部５２に入射した外光の偏光軸は、スイッチ液晶パネル１４を通過するときに、回転しない。換言すれば、遮光部５２に通過した外光は、吸収型偏光板１６の透過軸Ｌ３に平行な成分だけを有する。

ここで、吸収型偏光板１６の透過軸Ｌ３は、反射型偏光板２２の透過軸Ｌ６に垂直である。従って、遮光部５２を通過した外光は、反射型偏光板２２で反射される。

（２．３）バックライト光の進み方
バックライト光は、吸収型偏光板２０に入射する。吸収型偏光板２０は、バックライト光のうち、透過軸Ｌ５に平行な方向の成分だけを透過する。そのため、表示パネル１２に入射するバックライト光は、透過軸Ｌ５に平行な方向の成分だけを有する。

ここで、表示パネル１２が、例えば、液晶パネルであって、液晶の動作モードがノーマリーホワイトのＴＮモードである場合を考える。この表示パネル１２において、例えば、白色表示する場合、表示パネル１２が備える液晶層３０の液晶分子は９０度ツイストしている。そのため、表示パネル１２を通過したバックライト光は、吸収型偏光板１８の透過軸Ｌ４に平行な方向の成分だけを有する。したがって、表示パネル１２を通過したバックライト光は、吸収型偏光板１８を通過する。

吸収型偏光板１８を通過したバックライト光は、反射型偏光板２２に入射する。反射型偏光板２２は、透過軸Ｌ４と平行な透過軸Ｌ６を有する。そのため、吸収型偏光板１８を通過したバックライト光は、反射型偏光板２２を通過する。反射型偏光板２２を通過したバックライト光は、スイッチ液晶パネル１４に入射する。つまり、スイッチ液晶パネル１４に入射するバックライト光は、反射型偏光板２２の透過軸Ｌ６に平行な方向の成分だけを有する。

ここで、図５に示すように、透過部５４と遮光部５２とでは、液晶分子５０の向きが異なる。そのため、スイッチ液晶パネル１４に入射するバックライト光は、透過部５４を通過する場合と、遮光部５２を通過する場合とで、その挙動が異なる。以下、透過部５４を通過する場合と、遮光部５２を通過する場合のそれぞれについて説明する。

（２．３．１）透過部を通過するバックライト光
配向膜４６のラビング軸Ｌ２は、反射型偏光板２２の透過軸Ｌ６と平行である。ここで、透過部５４においては、図５に示すように、液晶分子５０が立ちあがっていない。また、配向膜４０のラビング軸Ｌ１は、配向膜４６のラビング軸Ｌ２に垂直である。したがって、透過部５４に入射したバックライト光の偏光軸は、スイッチ液晶パネル１４を通過するときに、９０度回転する。

吸収型偏光板１６の透過軸Ｌ３は、配向膜４０のラビング軸Ｌ１に平行である。つまり、スイッチ液晶パネル１４を通過したバックライト光は、吸収型偏光板１６の透過軸Ｌ３に平行な方向の成分だけを有する。その結果、スイッチ液晶パネル１４を通過したバックライト光は、吸収型偏光板１６を通過する。つまり、透過部５４は、表示パネル１２が表示する立体視用画像を、観察者に見せることができる。

（２．３．２）遮光部を通過するバックライト光
配向膜４６のラビング軸Ｌ２は、反射型偏光板２２の透過軸Ｌ６と平行である。ここで、遮光部５２においては、図５に示すように、液晶分子５０が立ちあがっている。したがって、遮光部５２に入射したバックライト光の偏光軸は、スイッチ液晶パネル１４を通過するときに、回転しない。換言すれば、遮光部５２を通過したバックライト光は、吸収型偏光板１６の透過軸Ｌ３に垂直な成分だけを有する。したがって、遮光部５２を通過したバックライト光は、吸収型偏光板１６を通過しない。つまり、遮光部５２は、表示パネル１２が表示する立体視用画像を、観察者に見せないようにすることができる。

表示パネル１２には、ストライプ状に分割された右眼用画像及び左眼用画像を交互に並べた合成画像が表示される。このとき、視差バリア４８がスイッチ液晶パネル１４に実現されていれば、観察者の右眼には右眼用画像のみが届き、観察者の左眼には左眼用画像のみが届く。その結果、観察者は、特殊なメガネを使用せずに、３Ｄ画像を見ることができる。

ここで、駆動電極４２と補助電極４４との間の隙間Ｓの大きさは、１０μｍ以上であることが好ましい。これにより、３Ｄ表示状態において、透過部５４に集光効果を発揮させることができる。その結果、３Ｄ表示状態における輝度を向上させることができる。

（３）鏡状態
図９は、立体表示装置１０が鏡状態である場合の線間領域以外の部分における光（バックライト光及び外光）の進み方を示す。図１０は、立体表示装置１０が鏡状態である場合の線間領域における光（バックライト及び外光）の進み方を示す。鏡状態は、スイッチ液晶パネル１４が鏡として機能する状態である。ここで、線間領域とは、液晶層３６のうち、スイッチ液晶パネル１４を正面から見たときに、駆動電極４２と補助領域４４との間に位置する部分である。換言すれば、線間領域とは、液晶層３６のうち、スイッチ液晶パネル１４を正面から見たときに、隙間Ｓ（図２参照）に対応する部分である。

（３．１）鏡状態におけるスイッチ液晶パネル
鏡状態では、図１１に示すように、駆動電極４２と共通電極３８との間および補助電極４４と共通電極３８との間に、電圧が印加される。つまり、液晶層３６において、駆動電極４２と共通電極３８との間および補助電極４４と共通電極３８との間に位置する部分では、液晶分子５０が立ちあがっている。これらの部分において、鏡領域５６が実現される。一方、液晶層３６のうち、スイッチ液晶パネル１４を正面から見たときに、駆動電極４２と補助領域４４との間に位置する部分（線間領域５８）においては、液晶分子５０が立ちあがっていない。

（３．２）外光の進み方
図１１に示すように、鏡領域５６と線間領域５８とでは、液晶分子５０の向きが異なる。そのため、スイッチ液晶パネル１４に入射する外光は、鏡領域５６を通過する場合と、線間領域５８を通過する場合とで、その挙動が異なる。以下、鏡領域５６を通過する場合と、線間領域５８を通過する場合のそれぞれについて説明する。

（３．２．１）鏡領域を通過する外光
外光は、吸収型偏光板１６に入射する。吸収型偏光板１６は、入射する外光のうち、透過軸Ｌ３に垂直な方向の成分を吸収し、透過軸Ｌ３に平行な方向の成分を透過する。そのため、スイッチ液晶パネル１４に入射する外光は、透過軸Ｌ３に平行な方向の成分だけを有する。

配向膜４０のラビング軸Ｌ１は、吸収型偏光板１６の透過軸Ｌ３に平行である。ここで、鏡領域５６においては、図１１に示すように、液晶分子５０が立ちあがっている。したがって、鏡領域５６に入射した外光の偏光軸は、スイッチ液晶パネル１４を通過するときに、回転しない。換言すれば、鏡領域５６を通過した外光は、吸収型偏光板１６の透過軸Ｌ３に平行な成分だけを有する。

ここで、吸収型偏光板１６の透過軸Ｌ３は、反射型偏光板２２の透過軸Ｌ６に垂直である。従って、鏡領域５６を通過した外光は、反射型偏光板２２で反射される。

（３．２．２）線間領域を通過する外光
外光は、吸収型偏光板１６に入射する。吸収型偏光板１６は、入射する外光のうち、透過軸Ｌ３に垂直な方向の成分を吸収し、透過軸Ｌ３に平行な方向の成分を透過する。そのため、スイッチ液晶パネル１４に入射する外光は、透過軸Ｌ３に平行な方向の成分だけを有する。

配向膜４０のラビング軸Ｌ１は、吸収型偏光板１６の透過軸Ｌ３に平行である。ここで、線間領域５８においては、図１１に示すように、液晶分子５０が立ちあがっていない。また、配向膜４６のラビング軸Ｌ２は、配向膜４０のラビング軸Ｌ１に垂直である。したがって、透過部５４に入射した外光の偏光軸は、スイッチ液晶パネル１４を通過するときに、９０度回転する。

ここで、配向膜４６のラビング軸Ｌ２は、反射型偏光板２２の透過軸Ｌ６に平行である。従って、線間領域５８を通過した外光は、反射型偏光板２２の透過軸Ｌ６に平行な方向の成分だけを有する。その結果、線間領域５８を通過した外光が、反射型偏光板２２で反射されることはない。

（３．３）バックライト光の進み方
バックライト光は、吸収型偏光板２０に入射する。吸収型偏光板２０は、バックライト光のうち、透過軸Ｌ５に平行な方向の成分だけを透過する。そのため、表示パネル１２に入射するバックライト光は、透過軸Ｌ５に平行な方向の成分だけを有する。

ここで、表示パネル１２が、例えば、液晶パネルであって、液晶の動作モードがノーマリーホワイトのＴＮモードである場合を考える。この表示パネル１２において、例えば、白色表示する場合、表示パネル１２が備える液晶層３０の液晶分子は９０度ツイストしている。そのため、表示パネル１２を通過したバックライト光は、吸収型偏光板１８の透過軸Ｌ４に平行な方向の成分だけを有する。したがって、表示パネル１２を通過したバックライト光は、吸収型偏光板１８を通過する。

吸収型偏光板１８を通過したバックライト光は、反射型偏光板２２に入射する。反射型偏光板２２は、透過軸Ｌ４と平行な透過軸Ｌ６を有する。そのため、吸収型偏光板１８を通過したバックライト光は、反射型偏光板２２を通過する。反射型偏光板２２を通過したバックライト光は、スイッチ液晶パネル１４に入射する。つまり、スイッチ液晶パネル１４に入射するバックライト光は、反射型偏光板２２の透過軸Ｌ６に平行な方向の成分だけを有する。

ここで、図１１に示すように、鏡領域５６と線間領域５８とでは、液晶分子５０の向きが異なる。そのため、スイッチ液晶パネル１４に入射するバックライト光は、鏡領域５６を通過する場合と、線間領域５８を通過する場合とで、その挙動が異なる。以下、鏡領域５６を通過する場合と、線間領域５８を通過する場合のそれぞれについて説明する。

（３．３．１）鏡領域を通過するバックライト光
配向膜４６のラビング軸Ｌ２は、反射型偏光板２２の透過軸Ｌ６と平行である。ここで、鏡領域５６においては、図１１に示すように、液晶分子５０が立ちあがっている。したがって、鏡領域５６に入射したバックライト光の偏光軸は、スイッチ液晶パネル１４を通過するときに、回転しない。換言すれば、鏡領域５６を通過したバックライト光は、吸収型偏光板１６の透過軸Ｌ３に垂直な成分だけを有する。したがって、鏡領域５６を通過したバックライト光は、吸収型偏光板１６を通過しない。

（３．３．２）線間領域を通過するバックライト光
配向膜４６のラビング軸Ｌ２は、反射型偏光板２２の透過軸Ｌ６と平行である。ここで、線間領域５８においては、図１１に示すように、液晶分子５０が立ちあがっていない。また、配向膜４０のラビング軸Ｌ１は、配向膜４６のラビング軸Ｌ２に垂直である。したがって、線間領域５８に入射したバックライト光の偏光軸は、スイッチ液晶パネル１４を通過するときに、９０度回転する。

吸収型偏光板１６の透過軸Ｌ３は、配向膜４０のラビング軸Ｌ１に平行である。つまり、スイッチ液晶パネル１４を通過したバックライト光は、吸収型偏光板１６の透過軸Ｌ３に平行な方向の成分だけを有する。その結果、スイッチ液晶パネル１４を通過したバックライト光は、吸収型偏光板１６を通過する。

ここで、鏡状態において、表示パネル１２に２Ｄ画像を表示する場合を考える。この場合、表示パネル１２が表示する２Ｄ画像は、線間領域５８を通じて、観察者に視認される。つまり、観察者は、例えば図１２に示すような模様６０が付いた鏡６２を見ることができる。換言すれば、観察者は、表示パネル１２が表示する２Ｄ画像と、鏡とを同時に認識することができる。

なお、駆動電極４２と補助電極４４との間の隙間Ｓの大きさは、上記の範囲に限定されるものではない。例えば、隙間Ｓの大きさを１０μｍ以下に設定することにより、３Ｄ表示状態における透過部５４の集光効果は低下するが、鏡の反射特性は向上する。

［第２の実施形態］
本実施形態では、図１３に示すように、補助電極４４に複数の開口（透過領域）６４が形成されている。複数の開口６４は、補助電極４４の長手方向に並んでいる。複数の開口６４は、等間隔に並んでいることが望ましい。図１３に示す例では、開口６４は円形であるが、開口６４の形状は特に限定されない。開口６０の大きさ（幅寸法）は、例えば、１０μｍ〜５０μｍである。開口６０と隙間Ｓの面積の合計は、スイッチ液晶パネル１４におけるアクティブエリア（本実施形態では、共通電極３８が形成された領域）の面積の２０％以下であることが好ましい。これにより、２Ｄ画像表示と良好な鏡特性とを同時に実現することができる。

このような補助電極４４を採用すれば、バックライト光を透過するために、バックライトを駆動電極４２と補助電極４４との間の隙間Ｓを大きくする必要がなくなる。

［第２の実施形態の応用例］
本応用例では、図１４に示すように、１つの開口６６が補助電極４４に形成されている。このような開口６６であっても、目的とする効果を得ることができる。

［第３の実施形態］
本実施形態では、共通電極３８が基板３２に形成されていない。その代わりに、図１４に示すように、駆動電極（第２駆動電極）６８と補助電極（第２補助電極）７０が交互に並んで配置されている。各電極６８，７０は、例えば、インジウム酸化錫膜（ＩＴＯ膜）等の透明な導電膜である。

各電極６８，７０は、基板３２の横方向（表示パネル１２の表示領域の横方向）に略一定の幅寸法で延びている。換言すれば、駆動電極６８と補助電極７０は、基板３２の縦方向（表示パネル１２の表示領域の縦方向）に交互に並んでいる。

本実施形態では、２種類の視差バリアがスイッチ液晶パネル１４に実現される。図１５を参照しながら、視差バリア７２について説明する。視差バリア７２を実現する場合、補助電極４４と、駆動電極６８と、補助電極７０とを同じ電位（例えば、０Ｖ）にし、駆動電極４２をこれらの電極４４，６８，７０とは異なる電位（例えば、５Ｖ）にする。これにより、駆動電極４２と共通電極（駆動電極６８と補助電極７０）との間に存在する液晶分子５０の向きが変化する。そのため、液晶層３６において、駆動電極４２と共通電極（駆動電極６８と補助電極７０）との間に位置する部分が遮光部７４として機能し、隣り合う２つの遮光部７４の間が透過部７６として機能する。その結果、遮光部７４と透過部７６とが交互に並ぶ視差バリア７２が実現される。遮光部７４と透過部７６とが交互に並ぶ方向は、表示パネル１２の表示領域の横方向である。

本実施形態では、視差バリア７２の他にも、視差バリア７８をスイッチ液晶パネル１４に実現できる。図１６を参照しながら、視差バリア７８について説明する。視差バリア７８を実現する場合、駆動電極４２と、補助電極４４と、補助電極７０とを同じ電位（例えば、０Ｖ）にし、駆動電極６８をこれらの電極４２，４４，７０とは異なる電位（例えば、５Ｖ）にする。これにより、駆動電極６８と共通電極（駆動電極４２と補助電極４４）との間に存在する液晶分子５０の向きが変化する。そのため、液晶層３６において、駆動電極６８と共通電極（駆動電極４２と補助電極４４）との間に位置する部分が遮光部８０として機能し、隣り合う２つの遮光部８０の間が透過部８２として機能する。その結果、遮光部８０と透過部８２とが交互に並ぶ視差バリア７８が実現される。遮光部８０と透過部８２とが交互に並ぶ方向は、表示パネル１２の表示領域の縦方向である。

本実施形態において、鏡状態は、駆動電極４２と、補助電極４４とを同じ電位にし、駆動電極６８と、補助電極７０とを、これらの電極４２，４４と異なる電位にすることで実現できる。本実施形態においては、隙間Ｓを透過領域とし、その幅寸法を広く設定すると、３Ｄ特性の悪化を招くため、隙間Ｓは狭くする必要がある。そのため、透過領域は、スイッチ液晶パネル１４を正面から見た場合において、補助電極４４と補助電極７０とが重なる領域（ランドスケープ表示とポートレート表示のそれぞれにおいて、３Ｄ表示状態で遮光部とならない領域（透過部となる領域））に開口を形成し、この開口を透過領域とする必要がある。

以上、本発明の実施形態について、詳述してきたが、これらはあくまでも例示であって、本発明は、上述の実施形態によって、何等、限定されない。

例えば、第１及び第２の実施形態において、表示パネル１２は、プラズマディスプレイパネル、有機ＥＬ（Electro Luminescence）パネル、無機ＥＬパネル等であっても良い。

第１〜第３の実施形態において、配向膜４０のラビング軸Ｌ１が偏光板１６の透過軸Ｌ３に対して垂直であるとともに、配向膜４６のラビング軸Ｌ２が反射型偏光板２２の透過軸Ｌ６に対して垂直であってもよい。

１０：立体表示装置、１２：表示パネル、１４：スイッチ液晶パネル、１６：吸収型偏光板、１８：吸収型偏光板、２０：吸収型偏光板、２２：反射型偏光板、３２：基板（他方の基板）、３４：基板（一方の基板）、３６：液晶層、３８：共通電極、４２：駆動電極、４４：補助電極、４８：視差バリア、５２：遮光部、５４：透過部、５８：線間領域、６４：開口、６６：開口、ＬＳ：基準線、Ｌ１：ラビング軸、Ｌ２：ラビング軸、Ｌ３：透過軸、Ｌ４：透過軸、Ｌ５：透過軸、Ｌ６：透過軸

Claims (6)

1. 表示パネルと、
   前記表示パネルよりも観察者側に配置されるスイッチ液晶パネルと、
   前記スイッチ液晶パネルよりも観察者側に配置される吸収型偏光板と、
   前記表示パネルと前記スイッチ液晶パネルとの間に配置される反射型偏光板とを備え、
   前記表示パネルは、平面画像と立体視用画像をそれぞれ表示可能であり、
   前記スイッチ液晶パネルは、透過部と遮光部とが交互に並ぶ視差バリアを実現可能であり、
   前記吸収型偏光板は、前記吸収型偏光板に入射する光のうち、前記吸収型偏光板が有する透過軸と平行な方向の成分を透過する一方、前記吸収型偏光板が有する透過軸に垂直な方向の成分を吸収し、
   前記反射型偏光板は、前記吸収型偏光板が有する透過軸に対して垂直な透過軸を有し、前記反射型偏光板に入射する光のうち、前記反射型偏光板が有する透過軸に平行な方向の成分を透過する一方、前記反射型偏光板が有する透過軸に対して垂直な方向の成分を反射し、
   前記スイッチ液晶パネルは、
   一対の基板と、
   前記一対の基板間に封入された液晶層と、
   前記一対の基板のうち一方の基板に形成された共通電極と、
   前記一対の基板のうち他方の基板に複数形成され、電圧が印加されたときに前記共通電極とともに前記遮光部を実現する第１駆動電極と、
   前記他方の基板に複数形成され、前記駆動電極と交互に配置される第１補助電極とを備え、
   前記一対の基板の少なくとも一方は、前記表示パネル側からの光を透過する透過領域を有する、立体表示装置。
2. 請求項１に記載の立体表示装置であって、
   前記透過領域が、前記第１補助電極に形成された開口である、立体表示装置。
3. 請求項２に記載の立体表示装置であって、
   前記開口が、前記第１補助電極の長手方向に複数形成されている、立体表示装置。
4. 請求項１に記載の立体表示装置であって、
   前記透過領域が、前記第１駆動電極と前記第１補助電極との間に形成された隙間である、立体表示装置。
5. 請求項１に記載の立体表示装置であって、
   前記共通電極は、
   前記一方の基板に複数形成された第２駆動電極と、
   前記一方の基板に複数形成され、前記第２駆動電極と交互に配置される第２補助電極とを含み、
   前記スイッチ液晶パネルを正面から見たときに、前記第２駆動電極及び前記第２補助電極が、前記第１駆動電極及び前記第１補助電極に対して直交している、立体表示装置。
6. 請求項１〜５の何れか１項に記載の立体表示装置であって、
   前記スイッチ液晶パネルを正面から見たときに、前記透過領域の面積が、前記スイッチ液晶パネルにおけるアクティブエリアの面積の２０％以下である、立体表示装置。

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