JP5121434B2 - 電気光学装置 - Google Patents

Description

本発明は、電気光学装置に関する。

電気光学装置の１つとして、電圧の印加による液晶分子の配列の変化を利用して画像を表示する液晶装置がある。液晶装置としては、平面的な画像を正面方向を中心に表示する一般的なディスプレイの他に、見る方向によって異なる画像を表示する２画面ディスプレイ、あるいは左右の眼に異なる画像を表示する立体ディスプレイのような指向性ディスプレイがある。液晶自体は光の透過量を制御するシャッターとしての機能を有するのみなので、かかる指向性ディスプレイは、パララックスバリア等の構造を液晶パネルの表示面側に配置して、表示光を限定された方向に向けて射出している。

特開２００２−１４９１１５号公報

しかし上述の技術は、構造を複雑化させて製造コストを上昇させるという問題がある。また、表示光の一部を遮蔽するため、画像の表示に要する電力を増大させるという問題もある。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。

［適用例１］
第１の透光性基板と、上記第１の透光性基板に対向する第２の透光性基板と、該一対の透光性基板間に挟持された液晶層と、上記液晶層に画素毎に駆動電圧を印加して、上記液晶層の透光性を上記駆動電圧の印加量に応じて画素毎に変化させて、上記一対の透光性基板のいずれかの基板の上記液晶層の側と反対側の面に形成される表示面に画像を形成する一対の電極と、上記印加量を制御するスイッチング素子と、を備える液晶パネルと、上記液晶パネルの表示面の反対側の面に対向する位置に配置されており、上記表示面側から入射して上記液晶パネルを透過してきた光を上記表示面側に反射する反射手段と、上記液晶パネルに第１〜第ｎ（ｎは２以上の整数）の画像を所定の周期で時分割的に表示させることが可能な制御部と、上記表示面に光を照射可能であり、上記第１〜第ｎの画像に１対１で対応する第１〜第ｎの光源と、を備える電気光学装置であって、上記反射手段が再帰反射シートであり、上記制御部は、上記第１〜第ｎの画像のうちのいずれかの画像が形成されている間に、該画像に対応する光源を点灯させる電気光学装置。

このような構造であれば、１台の電気光学装置を用いて複数の観察者に夫々異なる画像を表示できる。

［適用例２］
上述の電気光学装置であって、上記ｎは２であり、上記第１の画像は左眼用の画像であり、上記第２の画像は右眼用の画像であり、上記第１の光源は上記電気光学装置の観察者の左眼の近傍に配置可能であり、上記第２の光源は上記電気光学装置の観察者の右眼の近傍に配置可能である電気光学装置。

このような構成によれば、パララックスバリア等を用いずに、左眼用画像と右眼用画像とを分割して表示することが可能となり、立体表示ディスプレイを低コストで得ることができる。

［適用例３］
上述の電気光学装置であって、上記所定の周期は１／１２０秒以下である電気光学装置。

このような周期で画像を時分割的に表示すれば、同一の画像を連続的に表示する場合と略同等の画像を表示できる。したがって、１台の電気光学装置を用いて、上記の複数の観察者の各々に高品質の画像を表示できる。

［適用例４］
上述の電気光学装置であって、上記スイッチング素子は薄膜トランジスタである電気光学装置。

薄膜トランジスタはスイッチング速度が速いため、画像の切り替えを高い速度で行う事ができる。したがって、このような構成であれば、複数の画像を時分割的に表示する場合における表示品質を向上できる。

以下、図面を参照し、本発明の関連技術を先に述べてから具体化した電気光学装置としての液晶装置の実施形態について述べる。なお、以下に示す各図においては、各構成要素を図面上で認識され得る程度の大きさとするため、該各構成要素の寸法や比率を実際のものとは適宜に異ならせてある。

（本発明の関連技術）
図１は、本発明の関連技術の反射型液晶装置（以下、「液晶装置」と称する。）における反射光の概略を示す図である。この液晶装置２は、液晶パネル７と、偏光板６と、反射手段としての再帰反射シート５を備えている。再帰反射とは、入射してきた光が反射されて、再び入射方向へ向けて射出される反射現象のことである。再帰反射シートとは、上述の反射現象を可能とするシート状、若しくは板状の部材である。

図１において、図示しない光源から射出され表示面１４に入射した照射光８４は、偏光板６と液晶パネル７とを透過して再帰反射シート５に入射する。再帰反射シートによる反射光は指向性を有し、光が入射してきた方向にのみ射出される。したがって、液晶装置２の反射光８８は、照射光８４の光源（図示せず）の方向に向かって射出される。液晶装置２は、かかる特性を利用して、屋内で一人のみの観察者に画像を表示する場合の、光源で消費される電力を抑制している。

液晶パネル７と、偏光板６と、反射手段としての再帰反射シート５を備える構成により、観察者に対する指向性を持たせることができる。よって、観察者と液晶パネル７との間に液晶パネル７の画素に対応したバリアやレンズを形成する場合に比べて、構造を簡略化することができる。

ここで、観察者がいる環境の明るさに対して、再帰反射シート５からの反射光８８を観察者が認識できる程度の光を光源から照射すればいい。特に、暗所で用いると光源で消費される電力を抑制できる。

図２は、液晶装置２の、表示面１４における画素８の配置を模式的に示す図である。偏光板６は表示面１４全域に渡って同一なので、具体的には液晶パネル７内の画素の配置ということになる。各々の画素８は、スイッチング素子としての薄膜トランジスタ（以下、「ＴＦＴ」と称する。）４０（図５等参照）を備えており、画素８毎に光源から照射される光の反射量を制御することで、画像を形成している。なお本図は表示面１４内の一部領域を示すものであり、実際の画素８の数は、縦方向、横方向共に数百〜数千ある。

画素８は、赤色光を射出する赤画素８ｒ、緑色光を射出する緑画素８ｇ、青色光を射出する青画素８ｂ、の３種類がある。かかる３種類の画素（８ｒ，８ｇ，８ｂ）の総称が画素８である。同種の画素８は、縦方向に一列に並ぶように配置されており、３原色光を射出することでカラー画像の表示を可能にしている。したがって、外光（光源の光）は白色光であることが前提である。上述の変換はカラーフィルタ１５（図５参照）によって行われている。画素８の構造は、射出する光の色にかかわらず、（カラーフィルタ１５の色を除いて）基本的に同一である。

なお、図２において画素８の形状は方形であるが、かかる形状に限定されるものではない。また画素８の配置も、同一の色の画素８を横方向に並べてもよく、千鳥状に配置することも可能である。

図３は、液晶パネル７の回路構成を模式的に示す図である。規則的に配置された個々の画素を個別に制御して表示領域７５に画像を形成するアクティブマトリクス型の液晶パネル７の回路図である。

液晶パネル７は、画素８が規則的に配置されている表示領域７５と、該領域と隣り合う周縁部領域に形成された駆動回路等からなる。該駆動回路は液晶パネル駆動部７１から駆動信号Ｓを供給される。なお、この液晶装置２において、液晶パネル駆動部７１は、液晶パネル７と共に液晶装置２の構成要素であり、液晶パネル７の構成要素ではない。

表示領域７５は、平面視で実際に画像が形成される領域であり、液晶パネル７の双方の面（表示面１４側と、その反対側の面）に適用できる概念である。図示するように、表示領域７５には、走査線７６とデータ線７７とが格子状に形成されている。走査線７６とデータ線７７とで囲まれる方形の領域が、１つの画素８（図２参照）が形成されている領域である。

走査線駆動回路７２は、液晶パネル駆動部７１から供給される駆動信号Ｓに基いて形成した走査信号を、走査線７６を介してＴＦＴ４０に供給する。データ線駆動回路７３は、液晶パネル駆動部７１から供給される駆動信号Ｓに基いて形成した画像信号を、データ線７７を介して画素電極２１に供給する。

画素電極２１に供給された所定レベルの画像信号は、画素電極２１と後述する対向電極２２（図５参照）との間で一定時間保持される。そして、かかる時間中、該一対の電極間に挟持された液晶層１２（図５参照）中の液晶分子の配向方向を一定に保ち、該液晶層の透光性を規定する。各々の画素８に個別に画像信号が印加されて、画素８毎に光の透過量が制御されることで、表示領域７５に画像が形成される。

図４は、液晶装置が備える再帰反射シート５の概要を示す図である。再帰反射シートは、ガラス球体（ガラスからなる球体）５１と該ガラス球体の下半分の部分を焦点層５３を介して覆う反射層５２とからなる微細な反射球が、結合樹脂層５６上に平面状に敷き詰められて形成されている。ガラス球体５１の上半分の部分は表面フィルム５４で覆われており、該表面フィルム上には接着層５５が形成されている。接着層５５により所定の領域に貼付することが可能である。液晶装置２においては、再帰反射シート５は、液晶パネル７の裏面（表示面１４とは反対側の面）の少なくとも表示領域７５（図３参照）を含む領域に貼付されている。なお、結合樹脂層５６上には、保護フィルム５７が形成されている。

液晶パネル７の表示面１４に照射され、該液晶パネルを透過してきた照射光８４は、接着層５５及び表面フィルム５４を透過してガラス球体５１に入射する。ガラス球体５１はレンズとして機能している。したがって、平行に入射してきた照射光８４を反射層５２の一点に集めて反射させることができる。そして反射層５２により所定の範囲の角度を持つように反射された光を屈折させて、平行な反射光８８として、入射してきた方向、すなわち照射光８４の光源の方向に向けて射出させることができる。

したがってガラス球体５１が平面状に敷き詰められた再帰反射シート５は、通常の平滑な表面を持つ平板状の反射板（反射シート）と異なり、光源から照射された光を該光源の位置する方向にのみ反射することができる。また、互いに離れた位置に置かれた複数の光源から照射された場合、各々の光源に向けて夫々反射できる。

図５は、液晶パネル７の断面を、再帰反射シート５等と共に模式的に示す図である。１つの画素８が含まれるように図示している。液晶パネル７は、ＴＦＴ４０等が形成された第１の透光性基板としての素子基板１０と、カラーフィルタ１５等形成された第２の透光性基板としての対向基板１１と、該双方の基板間に挟持された液晶層１２等、及び図示しない（走査線駆動回路７２等の）外部回路からなる。上記双方の基板は、図示しないシール材により所定の間隔を持って対向するように保持されている。素子基板１０のＴＦＴ４０が形成されている側の反対側の面には偏光板６が貼付され、対向基板１１のカラーフィルタ１５が形成されている側の反対側の面には再帰反射シート５が貼付されている。偏光板６の表面（素子基板１０と接していない側の面）が、表示面１４である。液晶パネル７に、偏光板６及び再帰反射シート５が加わって液晶装置２となる。

ＴＦＴ４０は、走査線７６の一部を延伸して形成したゲート電極４１と、ゲート絶縁膜４２と、アモルファスシリコンの真性半導体層４３と、データ線７７の一部を分岐するように延長して形成したソース電極４５と、ドレイン電極４６と、真性半導体層４３とソース電極４５及びドレイン電極４６間に形成されたｎ⁺シリコン層４４と、からなる。

ゲート絶縁膜４２は酸化シリコンあるいは窒化シリコン等からなり、表示領域７５全域に形成されている。また、ｎ⁺シリコン層４４は、真性半導体層４３とソース電極４５との間のコンタクト抵抗、及び真性半導体層４３とドレイン電極４６との間のコンタクト抵抗を低減して、ＴＦＴ４０の信頼性を向上させる機能を果たしている。

ＴＦＴ４０の上には、ＴＦＴ４０と画素電極２１とを絶縁する層間絶縁膜２３が形成されている。層間絶縁膜２３は、酸化シリコンあるいは窒化シリコン等の透光性絶縁材料からなる。そして、該層間絶縁膜の一部を選択的にエッチングして、画素電極２１とドレイン電極４６とを接続するコンタクトホール２５が形成されている。

画素電極２１は島状にパターニングされたＩＴＯ（酸化インジウム・すず合金）層からなる。ＩＴＯは透明導電材料であり、照射光８４及び反射光８８の透過と液晶層１２への電圧の印加を両立できる。素子基板１０の層間絶縁膜２３の上層（つまり液晶層１２側）には、画素電極２１を覆うように第１の配向膜３１が形成されている。また、対向基板１１の液晶層１２側の面には、カラーフィルタ１５（若しくはブラックマトリクス１６）、オーバーコート層３４、位相差膜３３、対向電極２２、第２の配向膜３２が順に積層されている。第１の配向膜３１及び第２の配向膜３２は、ポリイミド等の高分子材料からなる薄膜に配向処理を施した膜であり、液晶層１２に含まれる液晶分子の配向方向を揃えることができる。

液晶装置２では、液晶層１２の配向状態を画素８毎に変化させることにより、表示が制御される。上記の配向状態は、ＴＦＴ４０のＯＮ状態及びＯＦＦ状態を切り替えて、画素電極２１に印加する電圧を変化させることで行われている。

対向電極２２は、少なくとも表示領域７５（図３参照）の全面に形成されたＩＴＯからなる薄膜であり、該領域において、液晶層１２の対向基板１１側を同電位に保っている。したがって、ＴＦＴ４０を介して画素電極２１に印加された電圧が、該画素電極が形成されている領域の液晶層１２に印加される電圧となる。

カラーフィルタ１５は着色された樹脂等で形成された層である。入射した光のうちの所定の範囲の波長の光を透過させ、それ以外の波長範囲の光を吸収することにより、白色光を有色光に変換する層である。カラーフィルタ１５は、画素８毎に異なる色に着色されており、画素８毎に異なる範囲の波長の光を透過させることができる。具体的には、赤画素８ｒに対応するカラーフィルタ１５は赤色光を透過させることができ、緑画素８ｇに対応するカラーフィルタ１５は緑色光を透過させることができ、青画素８ｂに対応するカラーフィルタ１５は青色光を透過させることができる。

ブラックマトリクス１６は、黒色に着色され遮光性を付与された樹脂等からなり、表示領域７５（図３参照）内に、個々のカラーフィルタ１５を囲むように格子状に形成されている。走査線７６、データ線７７、及びＴＦＴ４０は、平面視によってブラックマトリクス１６と重なるように形成されている。該走査線等が形成されている領域は液晶層１２に電圧を印加できない領域であり、かかる領域が透光性となる事を、ブラックマトリクス１６により回避している。

位相差膜３３は、液晶ポリマ等で形成されており、透過する光に１／４波長の位相差を付与することができる。また、遅相軸の方向は偏光板６の透過軸方向に直交している。オーバーコート層３４は、透光性を有する樹脂等で形成されており、カラーフィルタ１５及びブラックマトリクス１６を保護している。

再帰反射シート５は、上述したように照射された光を光源の位置する方向に向けて指向的に反射できる。図示しない光源から表示面１４に向けて照射された光が、液晶パネル７を透過してきた場合に、該光を該光源の方向に向けて指向的に反射できる。照射された光はカラーフィルタ１５を２回透過して充分に着色される。
なお、液晶装置２において再帰反射シート５は対向基板１１に接着層５５（図４参照）で接着されているが、かかる態様に限定されるものではない。再帰反射シートを対向基板１１から若干の間隔を開けて保持してもよく、また、接着層５５を用いずに、他の部材で押し付けて固定してもよい。

上述したように、位相差膜３３は偏光板６の透過軸の方向に直交する遅相軸を有しており、透過する光に１／４波長の位相差を付与することができる。また、第１の配向膜３１の配向方向は、偏光板６の透過軸の方向と平行であり、第２の配向膜３２の配向方向は、偏光板６の透過軸の方向と直交している。したがって、液晶層１２に電圧が印加されていない状態において、液晶層１２に含まれる液晶分子の長軸は、液晶層１２内で９０度ねじれた状態となる。そして液晶層１２は、入射された光に１／４波長の位相差を付与する。これは、液晶層１２の屈折率異方性及び厚みの設定によって達成され得る。
表示面１４側から偏光板６を経て液晶パネル７内に入射された照射光８４は、偏光板６の透過軸の方向と平行方向の偏光軸を有する直線偏光光として液晶層１２に入射される。

ＴＦＴ４０がＯＦＦ状態、すなわち液晶層１２に電圧が印加されていない状態において、液晶層１２に入射された該直線偏光光は、１／４波長の位相差が付与されて円偏光光となり、位相差膜３３に入射する。位相差膜３３に入射した円偏光光は、該位相差膜により１／４波長の位相差が付与されて偏光板６の透過軸方向から時計周りに４５度の方向の偏光軸を有する直線偏光光として再帰反射シート５に向けて射出される。そして再帰反射シート５よって偏光状態が維持されたまま位相差膜３３に向けて反射される。

位相差膜３３に向けて反射された該直線偏光光は、該位相差膜により１／４波長の位相差が付与されて円偏光光となり、液晶層１２に向けて射出される。液晶層１２に入射した円偏光光は１／４波長の位相差が付与されて偏光板６の透過軸方向の偏光軸を有する直線偏光光となって表示面１４の方向に射出される。そして同様の方向の変更軸をもつ偏光板６を透過して表示面１４から射出される。

一方、ＴＦＴ４０がＯＮ状態、すなわち液晶層１２に電圧が印加されている状態において、液晶層１２に含まれる液晶分子の長軸は素子基板１０等に対して垂直方向を向いている。したがって、偏光板６を透過した直線偏光光は偏光状態を維持したままで位相差膜３３に入射される。位相差膜３３に入射された直線偏光光は１／４波長の位相差が与えられ、円偏光光となって再帰反射シート５に向けて射出される。そして再帰反射シート５によって反射され反時計周りの円偏光光となって位相差膜３３に入射される。

位相差膜３３に入射された円偏光光は、１／４波長の位相差が付与され偏光板６の透過軸方向と直交する方向の偏光軸を有する直線偏光光として液晶層１２内に入射される。液晶層１２内に入射された直線偏光光は該偏光状態を維持したまま液晶層１２を透過して偏光板６に入射される。そして、偏光軸が直交しているため、略全てが偏光板６に吸収される。このように、液晶装置２の画素８は、ＴＦＴ４０のＯＮ／ＯＦＦの切り替えにより光の反射が制御される。上述したように表示領域７５には３原色のうちのいずれかの色のカラーフィルタ１５を備える画素８が規則的に配置されており、かかる画素８の反射を画素毎に制御することでカラー表示を行っている。

図６は、反射手段に再帰反射シート５を用いた液晶装置の使用の態様を示す図である。液晶装置２と、該液晶装置の観察者Ｖｒ及び光源８０と、の位置関係、及び液晶装置２の効果を示す図でもある。

図６（ａ）において、液晶装置２は、正面方向、すなわち本図が描かれている紙面の法線方向を向くように配置されている。一方、観察者Ｖｒは、正面方向ではなくではなく向かって左寄りに位置しており、光源８０は該観察者の近傍に配置されている。なお、光源８０は指向的に光を照射できる型のものが好ましい。

液晶装置２の表示面１４には、画像６０が形成されている。すなわち、反射した光が画像６０を構成するように、表示領域７５に規則的に配置されている各々の画素８の画素電極２１に電圧が印加されている。なお、画像６０は静止画像と動画像とのどちらも含まれる。表示面１４に画像６０が形成された状態で光源８０が点灯し、照射光８４が表示面１４から液晶装置２内に入射すると、再帰反射シート５により該照射光が反射されて、観察者Ｖｒが位置する方向に指向的に、反射光８８として反射される。したがって、観察者Ｖｒは画像６０を観察できる。この場合、観察者Ｖｒから離れた位置では画像６０を観察することは困難である。

図６（ｂ）は、観察者Ｖｒ及び光源８０が正面方向を挟んで反対側の位置、すなわち表示面１４と床面（液晶装置２及び観察者Ｖｒが位置する平面）の双方に垂直な面を挟んで対称となる位置に移動した場合を示している。

再帰反射シート５は、照射光８４を該照射光の光源８０が位置する方向に反射するため、観察者Ｖｒの近傍に光源８０が配置されていれば、反射光８８は、観察者Ｖｒが位置する方向に指向的に反射される。したがって、光源８０の移動に合わせて反射光８８の反射方向も変り、観察者は図６（ａ）に示す位置にいたときと同様の画像６０を観察できる。

ここで、反射手段として一般的な反射板、例えば平滑な表面を有する金属板等を用いた場合を仮定すると、照射光８４は乱反射されて、反射光８８はあらゆる方向に向かう。特に、図６（ａ）、図６（ｂ）に示すように観察者Ｖｒが液晶装置２の正面ではなく斜め方向に位置し、光源８０が観察者Ｖｒの近傍に配置されている場合には、反射光８８は上述の反対側の位置の方向に多くの割合で戻り、観察者Ｖｒの方向に照射される（戻ってくる）反射光８８の割合は極僅かとなる。したがって、外光（太陽光等）を利用できない暗所において良好な画像６０を観察するためには、非常に強い光源８０が必要になる。

それに比べて、この液晶装置２は反射手段に再帰反射シート５を用いているため、観察者Ｖｒの近傍に光源８０が配置されていれば、光源８０から照射される光を常に高い割合で観察者Ｖｒがいる方向に向けて指向的に反射できる。したがって、同一の構造の液晶パネル７を用いているにもかかわらず、室内等の暗所で光源８０を用いて画像６０を表示する場合に照射光８４を有効に利用でき、画像表示に要するコストを低減できる。
なお、本図において、観察者Ｖｒが液晶装置２の正面ではなく斜め方向に位置する様に図示したが、観察者Ｖｒが正面に位置している場合においても光源８０が該観察者の近傍に配置されていれば、上述のコスト低減効果を得ることができる。

（第１の実施形態）
図７に、第１の実施形態の液晶装置の構成の概略を示す。本実施形態の液晶装置は、液晶パネル７、液晶パネル駆動部７１に加えて、第１の光源８１と第２の光源８２、及び該双方の光源の点灯を制御する制御部３を、構成要素として含んでいる。関連技術における液晶装置との混同を避けるため、「液晶装置」としての符号は付与していない。

本実施形態の液晶装置は、表示すべき２つの画像のデータを第１の画像ソースＤＳ１と第２の画像ソースＤＳ２とに夫々記録している。制御部３は、第１の画像ソースＤＳ１及び第２の画像ソースＤＳ２の双方の画像ソースから同時に伝送される２つの画像データを交互に、すなわち時分割的にいずれか一方の画像データを液晶パネル駆動部７１に伝送する。なお、上記関連技術と同様に、上記２つの画像には、静止画像と動画像とのどちらも含まれる。

液晶パネル駆動部７１は、伝送された画像データを画像駆動信号Ｓとして液晶パネル７の駆動回路（走査線駆動回路７２等）に伝送し、液晶パネル７の表示面１４に画像を形成している。上記双方の光源は、図示するように液晶パネル７の正面ではなく斜め方向の位置に、互いに間隔が生じるように配置されている。そして、制御部３は、上述の画像データの伝送にタイミングを合わせて、上記双方の光源の点灯のタイミングを制御している。なお、双方の光源（８１及び８２）は照射光（８５及び８６）を指向的に照射できることが好ましい。

図７（ａ）は、制御部３が第１の画像データＤＴ１を液晶パネル駆動部７１に伝送し、同時に第１の光源８１を点灯させている第１の状態を示している。液晶パネル駆動部７１は、第１の画像データＤＴ１に基く第１の画像駆動信号Ｓ１を液晶パネル７に伝送している。液晶パネル７の表示領域７５（図３参照）に規則的に配置されている画素８の画素電極２１（図５参照）には、第１の画像駆動信号Ｓ１に基き、第１の画像が形成されるように駆動電圧が印加される。そして、かかる印加がなされている間、液晶パネル７の表示面１４には、第１の光源８１からの第１の照射光８５が照射される。

図７（ｂ）は、制御部３が第２の画像データＤＴ２を液晶パネル駆動部７１に伝送し、同時に第２の光源８２を点灯させている第２の状態を示している。液晶パネル駆動部７１は、第２の画像データＤＴ２に基く第２の画像駆動信号Ｓ２を液晶パネル７に伝送している。液晶パネル７の表示領域７５に規則的に配置されている画素８の画素電極２１（図５参照）には、第２の画像駆動信号Ｓ２に基き、第２の画像が形成されるように駆動電圧が印加される。そして、かかる印加がなされている間、液晶パネル７の表示面１４には、第２の光源８２からの第２の照射光８６が照射される。
上記第１の状態と上記第２の状態とは、１／１２０秒以下の周期で切り替えられる。したがって、表示面１４は同じ画像が少なくとも１／１２０秒おきに表示される。

図８は、液晶装置の表示面１４を正面から見た図である。配線等は図示を省略している。第１の観察者Ｖｒ１と第２の観察者Ｖｒ２とは、表示面１４の正面ではなく斜め方向に、互いに間隔をおいて位置している。第１の光源８１は第１の観察者Ｖｒ１の近傍に配置され、第２の光源は８２第２の観察者Ｖｒ２の近傍に配置されている。

図８（ａ）は、液晶装置が図７（ａ）に示す状態の時の反射光８８の態様を、双方の観察者と共に示している。表示面１４には第１の画像駆動信号Ｓ１（図７参照）に基く第１の画像６１が表示されている。同時に、表示面１４には、第１の光源８１が発光する第１の照射光８５が照射されている。液晶パネル７の裏面には反射手段として再帰反射シート５が貼付されているため、反射光８８は第１の光源８１が位置する方向に指向的に反射される。したがって、第１の光源の近傍に位置する第１の観察者Ｖｒ１は第１の画像６１を観察できるが、第２の観察者Ｖｒ２は第１の画像６１を観察できない。

図８（ｂ）は、液晶装置が図７（ｂ）に示す状態の時の反射光８８の態様を、双方の観察者と共に示している。表示面１４には第２の画像駆動信号Ｓ２（図７参照）に基く第２の画像６２が表示されている。同時に、表示面１４には、第２の光源８２が発光する第２の照射光８６が照射されている。反射光８８は第２の光源８２が位置する方向に指向的に反射される。したがって、第２の観察者Ｖｒ２は第２の画像６２を観察できるが、第１の観察者Ｖｒ１は第２の画像６２を観察できない。

図８（ａ）に示す状態と図８（ｂ）に示す状態とは、周期的に切り替えられる。したがって、双方の観察者Ｖｒ１，Ｖｒ２は対応する画像のみを、すなわち、第１の観察者Ｖｒ１は第１の画像６１のみを、第２の観察者Ｖｒ２は第２の画像６２のみを、間欠的（周期的）に観察する。そして、上述の周期は１／１２０秒以下という非常に短い周期に設定されている。したがって、双方の観察者Ｖｒ１，Ｖｒ２は、表示面１４に画像が表示されている時間帯と暗表示となる時間帯とが切り替わる事を殆んど認識することなく、表示面１４に画像が連続して表示されている場合と略同等に、夫々の画像６１，６２を観察できる。

以上の結果、本実施形態の液晶装置は、レンチキュラーレンズ等の振り分け手段を用いることなく、２画面表示、すなわち１つの表示面１４を用いて２人の観察者Ｖｒ１，Ｖｒ２の各々に異なる画像６１，６２を表示することが可能となる。また、照射された光を観察者の位置する方向に指向的に反射させるため、関連技術の液晶装置２と同様に画像表示に要するコストを低減できる。

なお、第１の画像６１が表示されている時間帯と第１の照射光８５が照射されている時間帯とは完全に一致している事が好ましいが、完全に一致していなくても、上記双方の時間帯が重なっている時間帯があれば、該時間帯には観察者は対応する画像を観察できる。第２の画像６２が表示されている時間帯と第２の照射光８６が照射されている時間帯との関係についても同様である。ただし、第１の画像６１が表示されている時間帯と第２の照射光８６が照射されている時間帯とが重なる事、及び、第２の画像６２が表示されている時間帯と第１の照射光８５が照射されている時間帯とが重なる事、は完全に回避する必要がある。

また、本実施形態では液晶装置が画像ソースを備えており、画像データが画像ソースに記憶されている場合について述べたが、本発明の実施形態はかかる態様に限定されるものではない。画像データはディスク等の再生機器から得てもよく、カメラ等から入力される画像データを用いてもよい。また、テレビ画像等の電波を受信して画像データとしてもよい。

（第２の実施形態）
図９（ａ）〜（ｄ）は、第２の実施形態の液晶装置の構成の概略を、使用の態様等と合わせて示す図である。本実施形態の液晶装置は、２画面ディスプレイである上記第１の実施形態の液晶装置とは異なり、一人の観察者Ｖｒに立体画像を表示する液晶装置である。第１の画像は左画像６３、第２の画像は右画像６４であり、双方の画像を交互に表示して立体表示を行っている。かかる画像は、１つの被写体を、該被写体から所定の距離を持って、互いに間隔を開けて位置する２台のカメラで同時に撮影する方法で得ることができる。なお、第１の実施形態と同様に、「液晶装置」としての符号は付与していない。

本実施形態の液晶装置は、２つの画像を交互に表示する点で上記第１の実施形態の液晶装置と共通している。したがって、上記第１の実施形態の液晶装置と類似した構成を有している。液晶パネル７の裏面には反射手段として再帰反射シート５が貼付されており、照射された光を光源の位置する方向に指向的に反射できる。制御部３（図示は省略）は、左画像６３のデータと右画像６４のデータ２つの画像のデータを、時分割的に液晶パネル駆動部７１に伝送する。表示面１４には該２つの画像が交互に表示され、かかる表示に合わせて光源が発光する。左画像６３と右画像６４との表示の周期は第１の実施形態の液晶装置と同様に１／１２０秒以下である。

図９（ａ）は左画像６３が表示されているときの状態を（観察者Ｖｒが位置する面に対して）垂直方向から見た図であり、図９（ｂ）は同様の状態を水平方向から見た図である。同じく、図９（ｃ）は右画像６４が表示されているときの状態を垂直方向から見た図であり、図９（ｄ）は同様の状態を水平方向から見た図である。

観察者Ｖｒは表示面１４の略正面に位置している。第１の光源８１は観察者Ｖｒの左眼６５の近傍に配置され、第２の光源８２は観察者Ｖｒの右眼６６の近傍に配置されている。左画像６３が表示されている間は第１の光源８１からの第１の照射光８５が表示面１４に向けて照射され、右画像６４が表示されている間は第２の光源８２からの第２の照射光８６が表示面１４に向けて照射される。

第１の光源８１と第２の光源８２との間隔はあまり離れていないが、観察者Ｖｒと表示面１４との間の距離がさほど離れていない場合、双方の光源は表示面１４に対して角度をつけて、照射光を照射できる。したがって、第１の照射光８５の反射光８８は左眼６５に向かって指向的に反射され、第２の照射光８６の反射光８８は右眼６６に向かって指向的に反射される。そのため、左画像６３すなわち左眼用の画像は左眼６５で観察され、右画像６４すなわち右眼用の画像は右眼６６で観察される。

上述したように、図９（ａ）及び図９（ｂ）に示す状態と図９（ｃ）及び図９（ｄ）に示す状態とは１／１２０秒以下の周期で切り替えられるため、左眼６５は表示面１４に左画像６３が連続して表示されているように観察し、右眼６６は表示面１４に右画像６４が連続して表示されているように観察する。その結果、観察者Ｖｒは、表示面１４に立体画像が表示されているように認識する。

以上の結果、本実施形態の液晶装置は、レンチキュラーレンズ等の振り分け手段を用いることなく立体表示が可能となる。また、観察者Ｖｒの位置する方向に指向的に反射光８８を反射させるため、関連技術の液晶装置２と同様に、画像表示に要するコストを低減できる。

（変形例１）
第１の実施形態では、観察者が２人の場合について述べている。しかし、第１の実施形態に示す液晶装置の観察者は、３人以上とすることも可能である。制御部３が３以上の画像データを周期的に液晶パネル駆動部７１に供給可能であり、３以上の光源を周期的に点灯させる事が可能であれば、３人以上の観察者に同時に夫々異なる画像を表示できる。

（変形例２）
上述の第１、２の実施形態に示す液晶装置では、スイッチング素子にＴＦＴ４０を用いている。しかしスイッチング素子はＴＦＴに限定されるものではなく、単純マトリクス方式のスイッチング素子を用いてもよい。かかる構成であれば液晶パネルを低コストで製造でき、画像表示に要するコストをより一層低減できる。

（変形例３）
上述の第２の実施形態に示す液晶装置では、表示する画像の切り替えは制御部３により行われている。しかし、かかる切り替えを制御部ではなく光センサーを用いて行うこともできる。表示面１４の周縁部に照射光（８５及び８６）が照射される角度を検出可能な光センサーを配置すれば、点灯している光源（８１及び８２）の位置により表示する画像を切り替えることができる。

本発明の関連技術の反射型液晶装置における反射光の概略を示す図。 液晶装置の表示面における画素の配置を示す図。 液晶パネルの回路構成を示す図。 液晶装置が備える再帰反射シートの概要を示す図。 液晶パネルに配置された画素の断面を模式的に示す図。 液晶装置の使用の態様を示す図。 第１の実施形態の液晶装置の構成の概略を示す図。 第１の実施形態の液晶装置の使用の態様を示す図。 第２の実施形態の液晶装置の構成の概略を示す図。

符号の説明

２…液晶装置、３…制御部、５…反射手段としての再帰反射シート、６…偏光板、７…液晶パネル、８…画素、１０…第１の透光性基板としての素子基板、１１…第２の透光性基板としての対向基板、１２…液晶層、１４…表示面、１５…カラーフィルタ、１６…ブラックマトリクス、２１…画素電極、２２…対向電極、２３…層間絶縁膜、２５…コンタクトホール、３１…第１の配向膜、３２…第２の配向膜、３３…位相差膜、３４…オーバーコート層、４０…スイッチング素子としてのＴＦＴ、４１…ゲート電極、４２…ゲート絶縁膜、４３…真性半導体層、４４…ｎ⁺シリコン層、４５…ソース電極、４６…ドレイン電極、５１…ガラス球体、５２…反射層、５３…焦点層、５４…表面フィルム、５５…接着層、５６…結合樹脂層、５７…保護フィルム、６０…画像、６１…第１の画像、６２…第２の画像、６３…左画像、６４…右画像、６５…左眼、６６…右眼、７１…液晶パネル駆動部、７２…走査線駆動回路、７３…データ線駆動回路、７５…表示領域、７６…走査線、７７…データ線、８０…光源、８１…第１の光源、８２…第２の光源、８４…照射光、８５…第１の照射光、８６…第２の照射光、８８…反射光、ＤＳ１…第１の画像ソース、ＤＳ２…第２の画像ソース、ＤＴ１…第１の画像データ、ＤＴ２…第２の画像データ、Ｓ…画像駆動信号、Ｓ１…第１の画像駆動信号、Ｓ２…第２の画像駆動信号、Ｖｒ…観察者、Ｖｒ１…第１の観察者、Ｖｒ２…第２の観察者。

Claims (4)

1. 第１の透光性基板と、前記第１の透光性基板に対向する第２の透光性基板と、該一対の透光性基板間に挟持された液晶層と、前記液晶層に画素毎に駆動電圧を印加して、前記液晶層の透光性を前記駆動電圧の印加量に応じて画素毎に変化させて、前記一対の透光性基板のいずれかの基板の前記液晶層の側と反対側の面に形成される表示面に画像を形成する一対の電極と、前記印加量を制御するスイッチング素子と、を備える液晶パネルと、
   前記液晶パネルの表示面の反対側の面に対向する位置に配置されており、前記表示面側から入射して前記液晶パネルを透過してきた光を前記表示面側に反射する反射手段と、
   前記液晶パネルに第１〜第ｎ（ｎは２以上の整数）の画像を所定の周期で時分割的に表示させることが可能な制御部と、
   前記表示面に光を照射可能であり、前記第１〜第ｎの画像に１対１で対応する第１〜第ｎの光源と、
   を備える電気光学装置であって、
   前記反射手段が再帰反射シートであり、
   前記制御部は、前記第１〜第ｎの画像のうちのいずれかの画像が形成されている間に、該画像に対応する光源を点灯させる電気光学装置。
2. 請求項１に記載の電気光学装置であって、
   前記ｎは２であり、前記第１の画像は左眼用の画像であり、前記第２の画像は右眼用の画像であり、
   前記第１の光源は前記電気光学装置の観察者の左眼の近傍に配置可能であり、前記第２の光源は前記電気光学装置の観察者の右眼の近傍に配置可能である電気光学装置。
3. 請求項１又は２に記載の電気光学装置であって、前記所定の周期は１／１２０秒以下である電気光学装置。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の電気光学装置であって、前記スイッチング素子は薄膜トランジスタである電気光学装置。

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