JP5893424B2

JP5893424B2 - 表示装置

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Publication number: JP5893424B2
Application number: JP2012025709A
Authority: JP
Inventors: 山崎　舜平; 舜平山崎; 小山　潤; 潤小山
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 2011-02-16
Filing date: 2012-02-09
Publication date: 2016-03-23
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Description

本発明は、表示装置に関する。特に、３次元表示が可能な表示装置に関する。

テレビ受像機などの大型表示装置から携帯電話などの小型表示装置に至るまで表示装置の普及が進んでいる。今後は、より付加価値の高い製品が求められており開発が進められている。近年では、より臨場感のある画像を再現するため、３次元表示が可能な表示装置の開発が進められている。

３次元表示を行う表示方式としては、左目で見る画像と右目で見る画像とを分離するための眼鏡を用いる方式（画像分離方式ともいう）と、表示部において左目で見る画像と右目で見る画像を分離するための構成を追加し裸眼での３次元表示を可能にする裸眼方式と、がある。裸眼方式による３次元表示は、眼鏡を別途準備する必要がなく、利便性に優れている。裸眼方式による３次元表示は、携帯電話や携帯型遊技機等で普及しつつある。

裸眼方式による３次元表示としては、表示部に視差バリアを追加する、所謂視差バリア方式（パララックスバリア方式とも言う）が知られている。視差バリア方式における視差バリアはストライプ状の遮光部であり、３次元表示から２次元表示に切り替えた際に解像度を低下させる原因になる。そのため視差バリア方式では、２次元表示と３次元表示とを切り替える場合に、パターニングされた透明電極を有する液晶パネルを用い、当該透明電極に印加する電圧を制御することで液晶層による透光または遮光を制御し、視差バリアの有無を切り替える構成が提案されている（特許文献１を参照）。

特開２００５−２５８０１３号公報

しかしながら、視差バリア方式にて３次元表示を行うには、表示画面と視認者の目とが特定の距離にある必要がある。

そこで、本発明の一態様は、視認者にとって裸眼での３次元表示を可能とする距離（表示画面と視認者の目との距離）範囲を拡大することを課題の一とする。

本発明の一形態は、表示パネルと、表示パネルの視認側に設けられ、第１の液晶素子及び第１の液晶素子と隣り合う第２の液晶素子を含むシャッターパネルと、を有し、第１の表示状態においては、第１の液晶素子によって、シャッターパネルに第１の遮光領域と、第１の透光領域と、を形成し、表示パネルからの光は、第１の透光領域から放出され、第２の表示状態においては、第１の液晶素子及び第２の液晶素子によって、シャッターパネルに第１の遮光領域よりも大きい第２の遮光領域と、第１の透光領域よりも小さい第２の透光領域と、を形成し、表示パネルからの光は、第２の透光領域から放出される表示装置である。

本発明の一形態は、表示パネルと、表示パネルの視認側に設けられ、第１の液晶素子及び第１の液晶素子と隣り合う第２の液晶素子を含むシャッターパネルと、シャッターパネルと視認者との距離及び角度を検出するセンサと、を有し、第１の表示状態においては、第１の液晶素子によって、シャッターパネルに第１の遮光領域と、第１の透光領域と、を形成し、表示パネルからの光は、第１の透光領域から放出され、第２の表示状態においては、第１の液晶素子及び第２の液晶素子によって、シャッターパネルに第１の遮光領域よりも大きい第２の遮光領域と、第１の透光領域よりも小さい第２の透光領域と、を形成し、表示パネルからの光は、第２の透光領域から放出され、センサによって検出した距離及び角度に応じて、第１の表示状態または第２の表示状態を選択する表示装置である。

上記表示装置において、第１の液晶素子の両側に第２の液晶素子が配置された構成をすることができる。また、表示パネルは、互いに隣り合う第１の画素及び第２の画素を含む画素ユニットを有し、第１の遮光領域のピッチは、画素ユニットのピッチよりも広い構成とすることができる。

本発明の一態様により、視認者にとって裸眼での３次元表示を可能とする距離範囲を拡大することができる。そのため、利便性に優れた表示装置を提供することができる。

表示装置の模式図。遮光部と表示パネルと視認者の関係を説明するための図。表示装置の利用形態図及びブロック図。シャッターパネルの一態様を説明する図。シャッターパネルの一態様を説明する図。表示パネルの一態様を説明する図。表示パネルの一態様を説明する図。シャッターパネルの一態様を説明する図。電子機器の一態様を説明する図。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。但し、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、以下に説明する本発明の構成において、同じものを指し示す符号は異なる図面間において共通とする。

なお、各実施の形態の図面等において示す各構成の、大きさ、層の厚さ、信号波形、又は領域は、明瞭化のために誇張されて表記している場合がある。よって、必ずしもそのスケールに限定されない。

なお、本明細書等にて用いる第１、第２、第３、乃至第Ｎ（Ｎは自然数）という用語は、構成要素の混同を避けるために付したものであり、数的に限定するものではないことを付記する。なお自然数は特に断りのない限り、１以上として説明する。

（実施の形態１）
まず、本発明の一態様の表示装置について図１乃至３を参照して説明する。

図１（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の一態様の表示装置を示す模式図である。図１（Ａ）に示す表示装置は、複数の画素１００がマトリクス状に配設された表示パネル１０と、互いに隣り合う第１の液晶素子２００Ａ及び第２の液晶素子２００Ｂがストライプ状に配設されたシャッターパネル２０と、を有する。図１（Ｂ）に示す表示装置は、複数の画素１００がマトリクス状に配設された表示パネル１０と、互いに隣り合う第１の液晶素子２００Ａ及び第２の液晶素子２００Ｂがマトリクス状に配設されたシャッターパネル２０と、を有する。また、図１（Ａ）、（Ｂ）では、視認者による視認の状況を表すため、視認者の左目３１及び右目３２を示している。

なおシャッターパネル２０は、表示パネル１０から光が放出される方向、すなわち表示装置を視認者が視認する側に設けられている。そして、シャッターパネル２０は、複数の第１の液晶素子２００Ａ及び／または第２の液晶素子２００Ｂによって、視認者に視認される表示を遮ることが可能である。具体的には、第１の液晶素子２００Ａ及び／または第２の液晶素子２００Ｂの透光状態または遮光状態によって、シャッターパネル２０は第１の表示状態または第２の表示状態をとることができる。なお、シャッターパネル２０においては、複数の第１の液晶素子２００Ａ及び／または第２の液晶素子２００Ｂ以外の領域で視認者に視認される表示が遮られることはないこととする。なお前述のシャッターパネル２０は、第１の表示状態では、第１の液晶素子２００Ａによる第１の遮光領域及び当該第１の遮光領域以外の領域による第１の透光領域を形成する。また第２の表示状態では、第１の液晶素子２００Ａ及び第２の液晶素子２００Ｂによる第２の遮光領域及び当該第２の遮光領域以外の領域による第２の透光領域を形成する。なお第１の液晶素子２００Ａ及び／または第２の液晶素子２００Ｂで形成される遮光領域の数は、一例であって、数を増やすことも可能である。

本実施の形態で説明する第１の液晶素子２００Ａ及び第２の液晶素子２００Ｂは、当該第１の液晶素子２００Ａ及び第２の液晶素子２００Ｂが組み合わさった光学シャッタ領域２００とすると、当該光学シャッタ領域２００を視差バリアとして機能させることができる。そして本発明の一形態において視差バリアとして機能する光学シャッタ領域２００は、図１（Ａ）または図１（Ｂ）に示すように、ストライプ状またはマトリクス状に配置して、ストライプ状の光学シャッタの幅またはマトリクス状の光学シャッタの幅を調節する機能を有する。具体的には、例えば、初期状態では第１の液晶素子２００Ａのみを視差バリアとして機能させておき、視認者の視認の状態に応じて、第１の液晶素子２００Ａ及び／または第２の液晶素子２００Ｂを視差バリアとして機能させることができる。言い換えれば、本実施の形態で説明する光学シャッタ領域２００を有するシャッターパネル２０は、視差バリアの幅を視認者の視認の状態に応じて可変にできるものである。

なお本実施の形態で説明する第１の液晶素子２００Ａ及び第２の液晶素子２００Ｂの幅（ストライプ状を形成する際の短軸方向の長さ）は、画素１００の繰り返し単位のピッチより短く設計することが好ましい。こうして設計される本実施の形態で説明する光学シャッタ領域２００は、当該光学シャッタ領域２００を構成する第１の液晶素子２００Ａ及び第２の液晶素子２００Ｂでの透光または遮光を個別に制御することで、視差バリアとなる光学シャッタ領域２００の幅の調整を容易に行うことができる。なお、第２の液晶素子２００Ｂによる遮光領域の大きさは、第１の液晶素子２００Ａによる遮光領域の大きさより大きいことが好ましい。当該構成とすることで、３次元表示が可能な視認範囲を拡大することができる。

なお画素とは、明るさを制御できる要素である複数の副画素を組み合わせた表示単位に相当するものとする。なお複数の副画素（サブ画素ともいう）としては、カラー画像を表示するための組み合わせとなるＲ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）の色要素の明るさを制御できる表示単位となる。ただし、カラー画像を表示するための色要素は、ＲＧＢの三色に限定されず、三色以上を用いても良いし、ＲＧＢ以外の色を用いても良い。

次いで図２（Ａ）乃至（Ｃ）では、図１（Ａ）、（Ｂ）に示す表示装置の破線Ａ−Ｂにおける構造を、視認者の左目３１及び右目３２と表示パネル１０との距離毎に分けて示す模式図である。なお図２（Ａ）乃至（Ｃ）では、図２（Ａ）での視認者の左目３１及び右目３２と表示パネル１０との距離を基準にして、図２（Ｂ）では視認者の左目３１及び右目３２が表示パネル１０から離れた距離にある場合、図２（Ｃ）では視認者の左目３１及び右目３２が表示パネル１０により近い距離にある場合、について表したものである。

図２（Ａ）乃至（Ｃ）を比較すると、光学シャッタ領域２００は、視認者が表示装置を図２（Ａ）の距離から見る場合に、左目３１及び右目３２の一方には特定の画素１００の表示が直接（光学シャッタ領域２００を介さずに）視認され、左目３１及び右目３２の他方には当該特定の画素１００の表示が光学シャッタ領域２００を介して視認されるように配設される。

視認者が表示装置を図２（Ａ）の距離から見る場合、左目３１においては画素１００ａの表示が直接視認される（図２（Ａ）中、一点鎖線参照）のに対して右目３２においては光学シャッタ領域２００を介しているので画素１００ａの表示が視認されない（図２（Ａ）中、実線参照）。また左目３１においては画素１００ｂの表示が視認されない（図２（Ａ）中、一点鎖線参照）のに対して右目３２においては光学シャッタ領域２００を介していないので画素１００ｂの表示が視認される（図２（Ａ）中、実線参照）。よって、左目３１及び右目３２の両眼視差を生じさせることで、視認者に３次元表示を知覚させることができる。

また視認者が表示装置を図２（Ｂ）の距離から見る場合、すなわち視認者が表示装置を離れた距離から見る場合、図２（Ａ）と同じように配設された光学シャッタ領域２００では、画素１００ａ及び画素１００ｂでの表示を左目３１及び右目３２に別々に視認させることが、画素１００ａ及び画素１００ｂでの表示が混ざって見えてしまうために、できない。そこで、本実施の形態で説明する光学シャッタ領域２００を有するシャッターパネル２０は、視差バリアの幅を視認者の視認の状態に応じて可変にする。

図２（Ｂ）の場合、光学シャッタ領域２００による視差バリアの幅は、図２（Ａ）での視差バリアの幅よりも広くなるように、光学シャッタ領域２００の液晶素子による遮光領域を大きくする。こうして、図２（Ｂ）においても、左目３１においては画素１００ａの表示が直接視認される（図２（Ｂ）中、一点鎖線参照）のに対して右目３２においては光学シャッタ領域２００を介しているので画素１００ａの表示が視認されない（図２（Ｂ）中、実線参照）。また左目３１においては画素１００ｂの表示が視認されない（図２（Ｂ）中、一点鎖線参照）のに対して右目３２においては光学シャッタ領域２００を介していないので画素１００ｂの表示が視認される（図２（Ｂ）中、実線参照）。よって視認者が表示装置を離れた距離から見る場合も、左目３１及び右目３２の両眼視差を生じさせることで、視認者に３次元表示を知覚させることができる。

また視認者が表示装置を図２（Ｃ）の距離から見る場合、すなわち視認者が表示装置に近い距離から見る場合、図２（Ａ）と同じように配設された光学シャッタ領域２００では、画素１００ａ及び画素１００ｂでの表示を左目３１及び右目３２に別々に視認させることが、画素１００ａ及び画素１００ｂでの表示が混ざって見えてしまうために、できない。そこで、本実施の形態で説明する光学シャッタ領域２００を有するシャッターパネル２０は、視差バリアの幅を視認者の視認の状態に応じて可変にする。

図２（Ｃ）の場合、光学シャッタ領域２００による視差バリアの幅は、図２（Ａ）での視差バリアの幅よりも広くなるように、光学シャッタ領域２００の液晶素子による遮光領域を大きくする。こうして、図２（Ｃ）においても、左目３１においては画素１００ａの表示が直接視認される（図２（Ｃ）中、一点鎖線参照）のに対して右目３２においては光学シャッタ領域２００を介しているので画素１００ａの表示が視認されない（図２（Ｃ）中、実線参照）。また左目３１においては画素１００ｂの表示が視認されない（図２（Ｃ）中、一点鎖線参照）のに対して右目３２においては光学シャッタ領域２００を介していないので画素１００ｂの表示が視認される（図２（Ｃ）中、実線参照）。よって視認者が表示装置に近い距離から見る場合も、左目３１及び右目３２の両眼視差を生じさせることで、視認者に３次元表示を知覚させることができる。

なお２次元表示の際には、光学シャッタ領域２００によって、左目３１または右目３２で視認される画素１００ａまたは画素１００ｂの表示を遮らないことで、視認者の両目に画素１００ａ及び画素１００ｂの表示を視認させることが可能となる。従って、シャッターパネル２０による３次元表示と２次元表示の切り替えを、解像度を下げることなく、容易に行うことができる。

次いで図３（Ａ）に、上記説明した本実施の形態における表示装置を視認者が用いる際の利用形態に関する模式図について示す。

図３（Ａ）には、表示装置３００及び視認者３０１を示している。表示装置３００には、上記説明した表示パネル及びシャッターパネルを具備する表示部３０２の他、距離センサ３０３及び角度センサ３０４を有する。距離センサ３０３及び角度センサ３０４は、表示装置３００と視認者３０１との距離を測定するための手段として設けられるものであり、ここでは距離測定のための一構成例として示したものである。

測定手段である距離センサ３０３及び角度センサ３０４は、表示装置３００と視認者３０１との距離を測定する。なお距離の測定は、一例として、距離センサ３０３である赤外線センサ等による距離検出と、角度センサ３０４であるジャイロセンサ等による角度検出等と、を併せて、表示装置３００と視認者３０１との精度の高い距離の測定をすることが好ましい。表示装置３００は、前述の距離に応じて上述したシャッターパネル２０での第１の液晶素子２００Ａ及び第２の液晶素子２００Ｂによる視差バリアの幅を可変する構成とする。具体的にいえば上述の第１の表示状態または第２の表示状態を、表示装置３００と視認者３０１との距離に応じて選択的に切り替えて動作させることができる。そのため、本実施の形態における表示装置は、視認者３０１が表示装置３００からの距離が一定とすることなく表示部３０２を視認したとしても、視認者の左目及び右目の両眼視差を生じさせることにより、視認者に３次元表示を知覚させることができる。

次いで図３（Ｂ）には、図３（Ａ）で説明した距離センサ３０３及び角度センサ３０４を具備する表示装置３００のブロック図を示す。図３（Ｂ）に示す表示装置３００のブロック図は、図３（Ａ）で説明した表示部３０２、距離センサ３０３及び角度センサ３０４の他に、表示パネル３１１、シャッターパネル３１２、アプリケーションプロセッサ３１３、表示パネル制御回路３１４、シャッターパネル制御回路３１５、センサ制御回路３１６を有する。

表示部３０２が有する表示パネル３１１及びシャッターパネル３１２は、上記図１（Ａ）、（Ｂ）で説明した表示パネル及びシャッターパネルである。そのため、上述した視認者との距離が変化しても３次元表示をすることができる。

またセンサ制御回路３１６は、距離センサ３０３及び角度センサ３０４により視認者との距離の測定を行うことができる。センサ制御回路３１６で取得された表示装置と視認者との距離に関するデータは、アプリケーションプロセッサ３１３に出力される。

アプリケーションプロセッサ３１３は、２次元表示または３次元表示をするための画像データが外部より供給される。アプリケーションプロセッサ３１３は、外部より供給される画像データに応じて表示パネル制御回路３１４の制御をする。そして表示パネル制御回路３１４は、表示パネル３１１の画像の表示制御をする。またアプリケーションプロセッサ３１３は、センサ制御回路３１６より供給される表示装置と視認者との距離に関するデータに応じてシャッターパネル制御回路３１５の制御をする。そしてシャッターパネル制御回路３１５は、シャッターパネル３１２の制御をする。

以上説明した本実施の形態の構成により、視認者にとって裸眼での３次元表示を可能とする距離範囲を拡大することができる。そのため、利便性に優れた表示装置を実現できる。

本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能である。

（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置におけるシャッターパネルの具体例について図４及び図５を用いて説明する。本実施の形態で示すシャッターパネルは、実施の形態１におけるシャッターパネル２０の具体例である。

シャッターパネルは遮光又は透光を切りかえる複数の光学素子を用いて構成される。光学素子としては一対の電極間に液晶を含む液晶素子を好適に用いることができる。液晶素子に電圧を印加することによって液晶の配向を制御し、遮光又は透光を選択的に制御する。

図４（Ａ１）（Ａ２）にシャッターパネル５００ａを示す。なお、図４（Ａ１）は、シャッターパネル５００ａを示す平面図、図４（Ａ２）は図４（Ａ１）をＹ１−Ｙ２で切断した断面図である。

シャッターパネル５００ａは、基板５０１に設けられた電極５０６（５０６ａ、５０６ｂ、５０６ｃ）と、基板５０２に設けられた電極５０５とが液晶５０３を挟持して構成されている。電極５０６は、ストライプ状に電極５０６ａ、５０６ｂ、５０６ｃと形成されており、さらに、電極５０６ａ、５０６ｂ、５０６ｃは、それぞれ電極５０６ａ１、５０６ａ２、５０６ｂ１、５０６ｂ２、５０６ｃ１、５０６ｃ２と分割されている。本実施の形態においては、電極５０６ａ１（５０６ｂ１、５０６ｃ１）を挟むように両側に電極５０６ａ２（５０６ｂ２、５０６ｃ２）が配置されており、電極５０６ａ１（５０６ｂ１、５０６ｃ１）と、電極５０６ａ２（５０６ｂ２、５０６ｃ２）とは電気的に独立しており、異なる電位を供給し、制御することができる。

なお、図４（Ａ１）（Ａ２）においては、電極５０５は連続した平板状の導電膜であるが、図４（Ｂ１）（Ｂ２）に示すように電極５０５も電極５０６ａ、５０６ｂ、５０６ｃと同様に、ストライプ状に電極５０５ａ、５０５ｂ、５０５ｃと形成されており、さらに、電極５０５ａ、５０５ｂ、５０５ｃは、それぞれ電極５０５ａ１と５０５ａ２、５０５ｂ１と５０５ｂ２、又は５０５ｃ１と５０５ｃ２に分割されている構成としてもよい。本実施の形態においては、電極５０５ａ１（５０５ｂ１、５０５ｃ１）を挟むように両側に電極５０５ａ２（５０５ｂ２、５０５ｃ２）が配置されており、電極５０５ａ１（５０５ｂ１、５０５ｃ１）と、電極５０５ａ２（５０５ｂ２、５０５ｃ２）とは電気的に独立しており、異なる電位を供給し、制御することができる。なお、図４（Ｂ１）は、シャッターパネル５００ｂを示す平面図、図４（Ｂ２）は図４（Ｂ１）をＹ３−Ｙ４で切断した断面図である。ストライプ形状の電極５０６ａ、５０６ｂ、５０６ｃと電極５０５ａ、５０５ｂ、５０５ｃとを格子状に液晶を介して重ね合わせることで、ドット状に液晶素子を形成することができ、より精細な遮光領域又は透光領域の制御が可能となる。

なお、電極５０５ａ、５０５ｂ、５０５ｃ、電極５０６ａ、５０６ｂ、５０６ｃは３つ以上に分割してもよく、該線幅もそれぞれ異なっていてもよい。

図４（Ｃ１）（Ｃ２）に電極５０６ａ、５０６ｂ、５０６ｃ、電極５０５ａ、５０５ｂ、５０５ｃに適用することのできる他の形状を、電極５０６ｂを例として示す。図４（Ｃ１）は、電極５０６ｂを示す平面図、図４（Ｃ２）は図４（Ｃ１）をＹ５−Ｙ６で切断した断面図である。

図４（Ｃ１）（Ｃ２）に示す電極５０６ｂは、第１の液晶素子５０７ｂ１の電極である電極５０６ｂ１の両側に複数の線幅の細い第２の液晶素子５０７ｂ２の電極５０６ｂ２が設けられる例である。このように、第２の液晶素子の電極が複数あり、かつ第１の液晶素子の電極より線幅が細い形状であってもよい。

電極５０６ａ１、５０６ｂ１、５０６ｃ１、電極５０６ａ２、５０６ｂ２、５０６ｃ２は、それぞれ液晶５０３を電極５０５と挟持して、電気的に独立して制御することができる第１の液晶素子５０７ａ１、５０７ｂ１、５０７ｃ１、第１の液晶素子５０７ａ１、５０７ｂ１、５０７ｃ１に隣り合う第２の液晶素子５０７ａ２、５０７ｂ２、５０７ｃ２を形成している。

３次元表示を行う際、第１の液晶素子５０７ａ１、５０７ｂ１、５０７ｃ１、及び第２の液晶素子５０７ａ２、５０７ｂ２、５０７ｃ２を制御することによって、選択的に遮光領域を決定することができる。例えば、視認者がシャッターパネル５００ａから比較的遠い場合、第１の液晶素子５０７ａ１、５０７ｂ１、５０７ｃ１のみを駆動して第１の遮光領域を形成して、視認者に３次元表示として第１の表示状態を提供し、視認者がシャッターパネル５００ａに近い場合、第１の液晶素子５０７ａ１、５０７ｂ１、５０７ｃ１、及び第２の液晶素子５０７ａ２、５０７ｂ２、５０７ｃ２両方を駆動して第１の遮光領域より広い第２の遮光領域を形成して、視認者に３次元表示として第２の表示状態を提供することができる。

また、液晶素子に電気的に接続するスイッチとして機能する素子を設け、それぞれの液晶素子をスイッチとして機能する素子によって制御することもできる。図５（Ａ）（Ｂ）にスイッチとして機能する素子としてトランジスタを設け、液晶素子を駆動する例を示す。

図５（Ａ）のシャッターパネルには、トランジスタ５２０ａ１と電気的に接続する電極５１６ａ１を含む第１の液晶素子、該第１の液晶素子に隣接し、トランジスタ５２０ａ２と電気的に接続する電極５１６ａ２を含む第２の液晶素子、容量配線５２４が設けられている。図示しないが、電極５１６ａ１、５１６ａ２上には液晶を介して対となる電極が設けられている。

トランジスタ５２０ａ１及びトランジスタ５２０ａ２は、配線５２１ａと電気的に接続し、配線５２２ａ１、又は５２２ａ２とそれぞれ電気的に接続している。電極５１６ａ１を挟んで設けられた第２の液晶素子を構成する電極５１６ａ２は配線５２３により電気的に接続している。

図５（Ｂ）のシャッターパネルには、さらに該第２の液晶素子に隣接し、トランジスタ５２０ａ３と電気的に接続する電極５１６ａ３を含む第３の液晶素子が設けられている例である。電極５１６ａ１を挟んで設けられた第２の液晶素子を構成する電極５１６ａ２は配線５２５により電気的に接続し、電極５１６ａ１と電極５１６ａ２を挟んで設けられた第３の液晶素子を構成する電極５１６ａ３は配線５２６により電気的に接続している。

図５（Ｂ）ではトランジスタ５２０ａ１、５２０ａ２、５２０ａ３は半導体層、ゲート絶縁層、ゲート電極層、層間絶縁層、及びソース電極層が順に積層するトップゲート構造のプレーナ型のトランジスタの例を示す。配線５２３、５２５、５２６、容量配線５２４は配線５２１ａと同工程で形成することができる。

なお図５（Ａ）（Ｂ）において、電極５１６ａ１、電極５１６ａ２、電極５１６ａ３の大きさ（面積）はほぼ同じ例を示すが、特に限定されず電極５１６ａ１、電極５１６ａ２、電極５１６ａ３の大きさはそれぞれ異なっていてもよい。また、電極５１６ａを含む液晶素子の両側に配置される液晶素子はより多数（３つ以上）でもよい。

３次元表示を行う際、第１の液晶素子、第２の液晶素子、及び第３の液晶素子を制御することによって、選択的に遮光領域を決定することができる。例えば、第１の液晶素子のみ駆動して形成する第１の遮光領域、第１の液晶素子及び第２の液晶素子を駆動して形成する第２の遮光領域、あるいは第１の液晶素子、第２の液晶素子、及び第３の液晶素子を駆動して形成する第３の遮光領域と、同一のシャッターパネルにおいて広さの異なる遮光領域を形成することができる。第１の液晶素子、第２の液晶素子、及び第３の液晶素子に電圧印加時に黒表示となる液晶素子を用いると、駆動する液晶素子を増加させるのに伴ってシャッターパネルにおいて遮光領域を拡大することができる。

また、本実施の形態では図示しないが、シャッターパネルに偏光板、位相差板、反射防止膜などの光学フィルムなどは適宜設ける。シャッターパネルは、様々な構成の透過型の液晶素子、及び様々な液晶モードを用いることができる。

例えば、図４のように、一対の電極が液晶を挟持する構成であると、基板に概略垂直な電界を生じさせて、基板と垂直な面内で液晶分子を動かして、階調を制御する方式を用いることができる。また、図５において、液晶素子の電極をＩＰＳモードやＦＦＳモードで用いる構成とし、基板に概略平行（すなわち水平な方向）な電界を生じさせて、基板と平行な面内で液晶分子を動かして、階調を制御する方式を用いることができる。

シャッターパネルに用いるトランジスタの構造は特に限定されず、例えばトップゲート構造、又はボトムゲート構造のスタガ型及びプレーナ型などを用いることができる。また、トランジスタはチャネル形成領域が一つ形成されるシングルゲート構造でも、２つ形成されるダブルゲート構造もしくは３つ形成されるトリプルゲート構造であっても良い。また、チャネル形成領域の上下にゲート絶縁層を介して配置された２つのゲート電極層を有する、デュアルゲート型でもよい。

（実施の形態３）
本実施の形態では、実施の形態１で示した表示パネルに適用可能な表示パネルの構成例について図６及び図７を用いて説明する。

表示パネルに設けられる表示素子としては、発光素子（発光表示素子ともいう）、液晶素子（液晶表示素子ともいう）を用いることができる。発光素子は、電流または電圧によって輝度が制御される素子をその範疇に含んでおり、具体的には無機ＥＬ（ＥｌｅｃｔｒｏＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子、有機ＥＬ素子等が含まれる。

図６に、表示素子として有機ＥＬ素子を適用した表示パネルの構成例を示す。図６（Ａ）は表示パネルの平面図であり、図６（Ｂ）は、図６（Ａ）のＡ−Ｂ及びＣ−Ｄにおける断面図である。素子基板４１０は、シール材４０５によって封止基板４０４と固着されており、駆動回路部（ソース側駆動回路４０１、ゲート側駆動回路４０３）、複数の画素を含む画素部４０２を有している。

なお、配線４０８はソース側駆動回路４０１及びゲート側駆動回路４０３に入力される信号を伝送するための配線であり、外部入力端子となるＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）４０９からビデオ信号、クロック信号、スタート信号、リセット信号等を受け取る。なお、ここではＦＰＣしか図示されていないが、このＦＰＣにはプリント配線基板（ＰＷＢ）が取り付けられていても良い。本明細書における表示パネルには、表示パネル本体だけでなく、それにＦＰＣ又はＰＷＢが取り付けられた状態をも含むものとする。

素子基板４１０上には駆動回路部（ソース側駆動回路４０１、ゲート側駆動回路４０３）及び画素部４０２が形成されている。図６（Ｂ）では、駆動回路部であるソース側駆動回路４０１と、画素部４０２中の３つの画素を示す。

本実施の形態では、青（Ｂ）の画素４２０ａ、緑（Ｇ）の画素４２０ｂ、赤（Ｒ）の画素４２０ｃ、３色の画素を有する例を示す。なお、本実施の形態はこれに限られず、画素部４０２に少なくとも２色以上の画素を含むことで、多色表示を行う表示パネルとすることができる。または、単色表示を行う表示パネルとしてもよい。

画素４２０ａ、４２０ｂ、４２０ｃはそれぞれ、カラーフィルタ層４３４ａ、４３４ｂ、４３４ｃと、発光素子４１８ａ、４１８ｂ、４１８ｃと、該発光素子４１８ａ、４１８ｂ、４１８ｃと電気的に接続し、スイッチング用トランジスタとして機能するトランジスタ４１２ａ、４１２ｂ、４１２ｃと、を有している。

カラーフィルタ層はそれぞれ各画素の色に対応して、遮光層４３５に設けられた開口を埋めるように設ければよい。例えば、青（Ｂ）の画素４２０ａのカラーフィルタ層４３４ａを青色とし、緑（Ｇ）の画素４２０ｂのカラーフィルタ層４３４ｂを緑色とし、赤（Ｒ）の画素４２０ｃのカラーフィルタ層４３４ｃを赤色とすればよい。

また、発光素子４１８ａ、４１８ｂ、４１８ｃはそれぞれ反射性を有する電極４１３ａ、４１３ｂ、４１３ｃと、ＥＬ層４３１と、透光性を有する電極４３３と、を有する。反射性を有する電極４１３ａ、４１３ｂ、４１３ｃ及び透光性を有する電極４３３は、一方が陽極として用いられ、他方が陰極として用いられる。

ＥＬ層４３１は、少なくとも発光層を有する。また、ＥＬ層４３１は、発光層の他に正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層等を有する積層構造とすることもできる。また、ＥＬ層を複数層積層させてもよく、ＥＬ層の一と他のＥＬ層との間に電荷発生層を設けてもよい。なお、陽極と陰極の間に発光層を複数層積層することで、例えば白色発光を呈する発光素子とすることができる。

なお、反射性を有する電極４１３ａ、４１３ｂ、４１３ｃとＥＬ層４３１との間に、透光性を有する導電層４１５ａ、４１５ｂ、４１５ｃをそれぞれ設けてもよい。該透光性を有する導電層４１５ａ、４１５ｂ、４１５ｃは、それぞれの画素において反射性を有する電極４１３ａ、４１３ｂ、４１３ｃと透光性を有する電極４３３との光学距離を調整する機能を有する。各発光素子でマイクロキャビティにより所望のスペクトルを増強させることで、色純度の高い表示パネルを実現できる。

なお、図６（Ｂ）では、白色発光する発光素子及びカラーフィルタを組み合わせたトップエミッション構造の表示パネルについて説明したが、当該表示パネルとして、塗り分け方式により形成した発光素子のトップエミッション構造の表示パネルを適用することも可能である。なお、塗りわけ方式とは、各画素にＲＧＢの材料を蒸着法などにより塗り分ける方式である。

ただし、発光層を画素毎にメタルマスクにより塗り分けせず、連続膜で形成することにより、メタルマスクを用いることによる歩留まりの低下や工程の複雑化を回避することができる。よって高精細で色再現性の高い表示パネルを実現することが可能となる。

なお、ソース側駆動回路４０１はｎチャネル型トランジスタ４２３とｐチャネル型トランジスタ４２４とを組み合わせたＣＭＯＳ回路が形成される。また、駆動回路は、トランジスタで形成される種々のＣＭＯＳ回路、ＰＭＯＳ回路又はＮＭＯＳ回路で形成しても良い。また、本実施の形態では、基板上にソース側駆動回路及びゲート側駆動回路を形成する例を示すが、必ずしもその必要はなく、ソース側駆動回路及びゲート側駆動回路の一部、又は全部を基板上ではなく外部に形成することもできる。

なお、反射性を有する電極４１３ａ、４１３ｂ、４１３ｃ及び透光性を有する導電層４１５ａ、４１５ｂ、４１５ｃの端部を覆って絶縁物４１４が形成されている。ここでは、ポジ型の感光性アクリル樹脂膜を用いることにより形成する。

また、被覆性を良好なものとするため、絶縁物４１４の上端部又は下端部に曲率を有する曲面が形成されるようにする。例えば、絶縁物４１４の材料としてポジ型の感光性アクリルを用いた場合、絶縁物４１４の上端部のみに曲率半径（０．２μｍ〜３μｍ）を有する曲面を持たせることが好ましい。また、絶縁物４１４として、光の照射によってエッチャントに不溶解性となるネガ型、或いは光の照射によってエッチャントに溶解性となるポジ型のいずれも使用することができる。

さらにシール材４０５で封止基板４０４を素子基板４１０と貼り合わせることにより、素子基板４１０、封止基板４０４、及びシール材４０５で囲まれた空間４０７に発光素子４１８ａ、４１８ｂ、４１８ｃが備えられた構造になっている。なお、空間４０７には、充填材が充填されており、不活性気体（窒素やアルゴン等）が充填される場合の他、有機樹脂、シール材４０５で充填される場合もある。有機樹脂及びシール材４０５には吸湿性を有する物質を含む材料を用いてもよい。

なお、シール材４０５にはエポキシ系樹脂を用いるのが好ましい。また、これらの材料はできるだけ水分や酸素を透過しない材料であることが望ましい。また、封止基板４０４に用いる材料としてガラス基板や石英基板の他、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ−ＲｅｉｎｆｏｒｃｅｄＰｌａｓｔｉｃｓ）、ＰＶＦ（ポリビニルフロライド）、ポリエステル又はアクリル等からなるプラスチック基板を用いることができる。

本実施の形態のように、下地膜となる絶縁膜４１１を素子基板４１０とトランジスタの半導体層の間に設けてもよい。絶縁膜は、素子基板４１０からの不純物元素の拡散を防止する機能があり、窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜、又は酸化窒化シリコン膜から選ばれた一又は複数の膜による単層、又は積層構造により形成することができる。

本実施の形態において、表示パネルに適用できるトランジスタの構造は特に限定されず、例えばトップゲート構造、又はボトムゲート構造のスタガ型及びプレーナ型などを用いることができる。また、トランジスタはチャネル形成領域が一つ形成されるシングルゲート構造でも、２つ形成されるダブルゲート構造もしくは３つ形成されるトリプルゲート構造であっても良い。また、チャネル形成領域の上下にゲート絶縁層を介して配置された２つのゲート電極層を有する、デュアルゲート型でもよい。

ゲート電極層の材料は、モリブデン、チタン、クロム、タンタル、タングステン、アルミニウム、銅、ネオジム、スカンジウム等の金属材料又はこれらを主成分とする合金材料を用いて、単層で又は積層して形成することができる。

例えば、ゲート電極層の２層の積層構造としては、アルミニウム層上にモリブデン層が積層された２層の積層構造、または銅層上にモリブデン層を積層した２層構造、または銅層上に窒化チタン層若しくは窒化タンタル層を積層した２層構造、窒化チタン層とモリブデン層とを積層した２層構造とすることが好ましい。３層の積層構造としては、タングステン層または窒化タングステン層と、アルミニウムとシリコンの合金層またはアルミニウムとチタンの合金層と、窒化チタン層またはチタン層とを積層した積層構造とすることが好ましい。

ゲート絶縁層は、プラズマＣＶＤ法又はスパッタリング法等を用いて、酸化シリコン層、窒化シリコン層、酸化窒化シリコン層又は窒化酸化シリコン層を単層で又は積層して形成することができる。また、ゲート絶縁層として、有機シランガスを用いたＣＶＤ法により酸化シリコン層を形成することも可能である。有機シランガスとしては、珪酸エチル（ＴＥＯＳ：化学式Ｓｉ（ＯＣ_２Ｈ_５）_４）、テトラメチルシラン（ＴＭＳ：化学式Ｓｉ（ＣＨ_３）_４）、テトラメチルシクロテトラシロキサン（ＴＭＣＴＳ）、オクタメチルシクロテトラシロキサン（ＯＭＣＴＳ）、ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）、トリエトキシシラン（ＳｉＨ（ＯＣ_２Ｈ_５）_３）、トリスジメチルアミノシラン（ＳｉＨ（Ｎ（ＣＨ_３）_２）_３）等のシリコン含有化合物を用いることができる。

半導体層に用いる材料は特に限定されず、トランジスタ４１２ａ、４１２ｂ、４１２ｃ、４２３、４２４に要求される特性に応じて適宜設定すればよい。半導体層に用いることのできる材料の例を説明する。

半導体層を形成する材料としては、シランやゲルマンに代表される半導体材料ガスを用いて気相成長法やスパッタリング法で作製される非晶質（アモルファスともいう。）半導体、該非晶質半導体を光エネルギーや熱エネルギーを利用して結晶化させた多結晶半導体、或いは微結晶半導体などを用いることができる。半導体層はスパッタリング法、ＬＰＣＶＤ法、またはプラズマＣＶＤ法等により成膜することができる。

半導体層として、シリコンや炭化シリコンなどの単結晶半導体を用いることができる。半導体層として単結晶半導体を用いると、トランジスタサイズを微細化することが可能となるため、表示部において画素をさらに高精細化することができる。半導体層として単結晶半導体を用いる場合には、単結晶半導体層が設けられたＳＯＩ基板を適用することができる。または、シリコンウエハ等の半導体基板を用いてもよい。

アモルファス半導体としては、代表的には水素化アモルファスシリコン、結晶性半導体としては代表的にはポリシリコンなどがあげられる。ポリシリコン（多結晶シリコン）には、８００℃以上のプロセス温度を経て形成されるポリシリコンを主材料として用いた所謂高温ポリシリコンや、６００℃以下のプロセス温度で形成されるポリシリコンを主材料として用いた所謂低温ポリシリコン、また結晶化を促進する元素などを用いて、非晶質シリコンを結晶化させたポリシリコンなどを含んでいる。もちろん、前述したように、微結晶半導体又は半導体層の一部に結晶相を含む半導体を用いることもできる。

また、酸化物半導体を用いてもよく、酸化物半導体としては、四元系金属酸化物であるＩｎ−Ｓｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系や、三元系金属酸化物であるＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｚｎ−Ｏ系、Ｉｎ−Ａｌ−Ｚｎ−Ｏ系、Ｓｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系、Ａｌ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系、Ｓｎ−Ａｌ−Ｚｎ−Ｏ系や、二元系金属酸化物であるＩｎ−Ｚｎ−Ｏ系、Ｓｎ−Ｚｎ−Ｏ系、Ａｌ−Ｚｎ−Ｏ系、Ｚｎ−Ｍｇ−Ｏ系、Ｓｎ−Ｍｇ−Ｏ系、Ｉｎ−Ｍｇ−Ｏ系、Ｉｎ−Ｇａ−Ｏ系や、Ｉｎ−Ｏ系、Ｓｎ−Ｏ系、Ｚｎ−Ｏ系などを用いることができる。また、上記酸化物半導体にＳｉＯ_２を含んでもよい。ここで、例えば、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系酸化物半導体とは、少なくともＩｎとＧａとＺｎを含む酸化物であり、その組成比に特に制限はない。また、ＩｎとＧａとＺｎ以外の元素を含んでもよい。

また、酸化物半導体層は、化学式ＩｎＭＯ_３（ＺｎＯ）_ｍ（ｍ＞０）で表記される薄膜を用いることができる。ここで、Ｍは、Ｇａ、Ａｌ、ＭｎおよびＣｏから選ばれた一または複数の金属元素を示す。例えばＭとして、Ｇａ、Ｇａ及びＡｌ、Ｇａ及びＭｎ、またはＧａ及びＣｏなどがある。

また、酸化物半導体としてＩｎ−Ｚｎ−Ｏ系の材料を用いる場合、原子数比で、Ｉｎ／Ｚｎ＝０．５〜５０、好ましくはＩｎ／Ｚｎ＝１〜２０、さらに好ましくはＩｎ／Ｚｎ＝１．５〜１５とする。Ｚｎの原子数比を好ましい前記範囲とすることで、トランジスタの電界効果移動度を向上させることができる。ここで、化合物の原子数比がＩｎ：Ｚｎ：Ｏ＝Ｘ：Ｙ：Ｚのとき、Ｚ＞１．５Ｘ＋Ｙとする。

酸化物半導体層として、単結晶構造ではなく、非晶質構造でもない構造であり、Ｃ軸配向を有した結晶性酸化物半導体（ＣＡｘｉｓＡｌｉｇｎｅｄＣｒｙｓｔａｌｌｉｎｅＯｘｉｄｅＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ；ＣＡＡＣ−ＯＳとも呼ぶ）を用いることができる。

ソース電極層又はドレイン電極層として機能する配線層の材料としては、Ａｌ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｗから選ばれた元素、または上述した元素を成分とする合金か、上述した元素を組み合わせた合金膜等が挙げられる。また、熱処理を行う場合には、この熱処理に耐える耐熱性を導電膜に持たせることが好ましい。例えば、Ａｌ単体では耐熱性が劣り、また腐蝕しやすい等の問題点があるので耐熱性導電性材料と組み合わせて形成する。Ａｌと組み合わせる耐熱性導電性材料としては、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、スカンジウム（Ｓｃ）から選ばれた元素、または上述した元素を成分とする合金か、上述した元素を組み合わせた合金膜、または上述した元素を成分とする窒化物で形成する。

トランジスタを覆う絶縁膜４１９は、乾式法や湿式法で形成される無機絶縁膜、有機絶縁膜を用いることができる。例えば、ＣＶＤ法やスパッタリング法などを用いて得られる窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、酸化タンタル膜、酸化ガリウム膜などを用いることができる。また、ポリイミド、アクリル、ベンゾシクロブテン、ポリアミド、エポキシ等の有機材料を用いることができる。また上記有機材料の他に、低誘電率材料（ｌｏｗ−ｋ材料）、シロキサン系樹脂、ＰＳＧ（リンガラス）、ＢＰＳＧ（リンボロンガラス）等を用いることができる。

なおシロキサン系樹脂とは、シロキサン系材料を出発材料として形成されたＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を含む樹脂に相当する。シロキサン系樹脂は置換基としては有機基（例えばアルキル基やアリール基）やフルオロ基を用いても良い。また、有機基はフルオロ基を有していても良い。シロキサン系樹脂は塗布法により成膜し、焼成することによって絶縁膜４１９として用いることができる。

なお、これらの材料で形成される絶縁膜を複数積層させることで、絶縁膜４１９を形成してもよい。例えば、無機絶縁膜上に有機樹脂膜を積層する構造としてもよい。

図７に表示素子として液晶素子を用いた表示パネルの例を示す。図７（Ａ）は表示パネルの平面図であり、図７（Ｂ）は、図７（Ａ）のＥ−Ｆにおける断面図である。なお、本実施の形態で示す液晶素子を含むパネルはシャッターパネルの構成に適宜用いることができる。

図７（Ａ）及び図７（Ｂ）において、第１の基板６０１上に設けられた画素部６０２と、走査線駆動回路６０４とを囲むようにして、シール材６０５が設けられている。また画素部６０２と、走査線駆動回路６０４の上に第２の基板６０６が設けられている。よって画素部６０２と、走査線駆動回路６０４とは、第１の基板６０１とシール材６０５と第２の基板６０６とによって、液晶層６０８と共に封止されている。

図７（Ａ）においては、第１の基板６０１上のシール材６０５によって囲まれている領域とは異なる領域に、別途用意された基板上に単結晶半導体膜又は多結晶半導体膜で形成された信号線駆動回路６０３が実装されている。信号線駆動回路６０３と、走査線駆動回路６０４または画素部６０２に与えられる各種信号及び電位は、ＦＰＣ６１８から供給されている。

図７において、表示パネルは、接続端子電極６１５及び端子電極６１６を有しており、接続端子電極６１５及び端子電極６１６はＦＰＣ６１８が有する端子と異方性導電膜６１９を介して、電気的に接続されている。接続端子電極６１５は、液晶素子の第１の電極層６３０と同じ導電膜から形成され、端子電極６１６は、トランジスタ６１０、トランジスタ６１１のソース電極及びドレイン電極と同じ導電膜で形成されている。

また、第１の基板６０１上に設けられた画素部６０２と、走査線駆動回路６０４は、トランジスタを複数有しており、図７（Ｂ）では、画素部６０２に含まれるトランジスタ６１０と、走査線駆動回路６０４に含まれるトランジスタ６１１とを例示している。

図７（Ｂ）において、表示素子である液晶素子６１３は、第１の電極層６３０、第２の電極層６３１、及び液晶層６０８を含む。なお、液晶層６０８を挟持するように配向膜として機能する絶縁膜６３２、６３３が設けられている。第２の電極層６３１は第２の基板６０６側に設けられ、第１の電極層６３０と第２の電極層６３１とは液晶層６０８を介して積層する構成となっている。

また、柱状のスペーサ６３５は絶縁膜を選択的にエッチングすることで得られる。液晶層６０８の膜厚（セルギャップ）を制御するために設けられている。なお球状のスペーサを用いていても良い。

表示素子として、液晶素子を用いる場合、サーモトロピック液晶、低分子液晶、高分子液晶、高分子分散型液晶、強誘電性液晶、反強誘電性液晶等を用いることができる。これらの液晶材料は、条件により、コレステリック相、スメクチック相、キュービック相、カイラルネマチック相、等方相等を示す。

また、配向膜を用いないブルー相を示す液晶を用いてもよい。ブルー相は液晶相の一つであり、コレステリック液晶を昇温していくと、コレステリック相から等方相へ転移する直前に発現する相である。ブルー相は狭い温度範囲でしか発現しないため、温度範囲を改善するために数重量％以上のカイラル剤を混合させた液晶組成物を用いて液晶層に用いる。ブルー相を示す液晶とカイラル剤とを含む液晶組成物は、応答速度が１ｍｓｅｃ以下と短く、光学的等方性であるため配向処理が不要であり、視野角依存性が小さい。また配向膜を設けなくてもよいのでラビング処理も不要となるため、ラビング処理によって引き起こされる静電破壊を防止することができ、作製工程中の表示パネルの不良や破損を軽減することができる。よって表示パネルの生産性を向上させることが可能となる。

また、液晶材料の固有抵抗率は、１×１０^９Ω・ｃｍ以上であり、好ましくは１×１０^１１Ω・ｃｍ以上であり、さらに好ましくは１×１０^１２Ω・ｃｍ以上である。なお、本明細書における固有抵抗率の値は、２０℃で測定した値とする。

液晶素子を有する表示パネル（液晶表示パネル）には、ＴＮ（ＴｗｉｓｔｅｄＮｅｍａｔｉｃ）モード、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ−Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＦＦＳ（ＦｒｉｎｇｅＦｉｅｌｄＳｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＡＳＭ（ＡｘｉａｌｌｙＳｙｍｍｅｔｒｉｃａｌｉｇｎｅｄＭｉｃｒｏ−ｃｅｌｌ）モード、ＯＣＢ（ＯｐｔｉｃａｌＣｏｍｐｅｎｓａｔｅｄＢｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード、ＦＬＣ（ＦｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌ）モード、ＡＦＬＣ（ＡｎｔｉＦｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌ）モードなどを用いることができる。

また、ノーマリーブラック型の液晶表示パネル、例えば垂直配向（ＶＡ）モードを採用した透過型の液晶表示パネルとしてもよい。ここで、垂直配向モードとは、液晶表示パネルの液晶分子の配列を制御する方式の一種であり、電圧が印加されていないときにパネル面に対して液晶分子が垂直方向を向く方式である。垂直配向モードとしては、いくつか挙げられるが、例えば、ＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉ−ＤｏｍａｉｎＶｅｒｔｉｃａｌＡｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＰＶＡ（ＰａｔｔｅｒｎｅｄＶｅｒｔｉｃａｌＡｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＡＳＶ（ＡｄｖａｎｃｅｄＳｕｐｅｒＶｉｅｗ）モードなどを用いることができる。また、画素（ピクセル）をいくつかの領域（サブピクセル）に分け、それぞれ別の方向に分子を倒すよう工夫されているマルチドメイン化あるいはマルチドメイン設計といわれる方法を用いることができる。

また、本実施の形態で示す表示パネルにおいて、ブラックマトリクス（遮光層）、偏光部材、位相差部材、反射防止部材などの光学部材（光学基板）などは適宜設ける。例えば、偏光基板及び位相差基板による円偏光を用いてもよい。また、液晶表示パネルの光源としてバックライト、サイドライトなどを用いてもよい。

また、画素部における表示方式は、プログレッシブ方式やインターレース方式等を用いることができる。また、カラー表示する際に画素で制御する色要素としては、ＲＧＢ（Ｒは赤、Ｇは緑、Ｂは青を表す）の三色に限定されない。例えば、ＲＧＢＷ（Ｗは白を表す）、又はＲＧＢに、イエロー、シアン、マゼンタ等を一色以上追加したものがある。なお、色要素のドット毎にその表示領域の大きさが異なっていてもよい。ただし、本実施の形態はカラー表示の表示パネルに限定されるものではなく、モノクロ表示の表示パネルに適用することもできる。

以上で示した本実施の形態の表示パネルを、実施の形態１で示した表示パネルとして適用することで、本発明の一態様の表示装置を得ることができる。

なお、本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能である。

（実施の形態４）
本発明の一態様の表示装置は、タッチパネルと呼ばれる位置入力装置を有していてもよい。本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置に適用可能なシャッターパネルであって、タッチパネルを具備するシャッターパネルの構成例を、図８を用いて説明する。

図８（Ａ）に本実施の形態で示すシャッターパネルの斜視図を示す。また、図８（Ｂ）に図８（Ａ）のＭ−Ｎにおける断面図を示す。なお、図８（Ａ）では図面の煩雑を避けるために、構成要素の一部（例えば、偏光板など）を省略して図示している。

図８に示すシャッターパネル６４０は、第１の偏光板６４２と、液晶素子ユニット６５０と、液晶素子ユニット６５０に重畳して設けられたタッチパネルユニット６６０と、第２の偏光板６４８と、第２の偏光板６４８に接して設けられた基板６５２と、を有する。

液晶素子ユニット６５０は、複数の液晶素子を有し、当該複数の液晶素子は、基板６４４と基板６４６との間に設けられている。複数の液晶素子の構成は、上記実施の形態２に示した構成を適用することができる。

図８（Ｂ）において、矢印は光が放出される方向を示している。したがって、本発明の一態様の表示装置においては、第１の偏光板６４２側に表示パネルが配置される。

タッチパネルユニット６６０としては、例えば静電容量方式を適用することができる。図８では、静電容量方式のうち、投影静電容量方式を用いる構成例を示す。タッチパネルユニット６６０は、複数の第１電極６６２と、第１電極６６２を覆う絶縁層６６６と、複数の第２電極６６４と、第２電極６６４を覆う絶縁層６６８とを有する。

各第１電極６６２は、矩形状の導電膜６６１が複数接続された構成を有しており、各第２電極６６４は、矩形状の導電膜６６３が複数接続された構成を有している。また、複数の第１電極６６２と複数の第２電極６６４は、矩形状の導電膜６６１と矩形状の導電膜６６３の位置が互いにずれるように重なりあっている。なお、第１電極６６２と第２電極６６４の形状はこの構成に限定されない。

第１電極６６２と第２電極６６４は、透光性を有する導電材料、例えば、酸化珪素を含む酸化インジウムスズ、酸化インジウムスズ、酸化亜鉛、酸化インジウム亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛などで、形成することができる。

本実施の形態で示すタッチパネルユニットを有するシャッターパネルの一例は、シャッターパネルを構成する第１の偏光板６４２と第２の偏光板６４８との間にタッチパネルユニット６６０を積層させた構造である。該構造にすることにより、表示装置においてシャッターパネルと、タッチパネルとを、別々に作製して配置する場合と比較して部品点数を削減することができる。よって表示装置の製造コストを削減することができる。また、表示装置の軽量化及び薄型化を図ることができる。

（実施の形態５）
本発明の一態様に係る表示装置は、ノート型パーソナルコンピュータ、記録媒体を備えた画像再生装置（代表的にはＤＶＤ：ＤｉｇｉｔａｌＶｅｒｓａｔｉｌｅＤｉｓｃ等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうるディスプレイを有する装置）に用いることができる。その他に、本発明の一態様に係る表示装置を用いることができる電子機器として、携帯電話、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、電子書籍、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレイ）、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カーオーディオ、デジタルオーディオプレイヤー等）、複写機、ファクシミリ、プリンター、プリンター複合機、現金自動預け入れ払い機（ＡＴＭ）、自動販売機などが挙げられる。本実施の形態においては、これら電子機器の具体例について図９を参照して説明する。

図９（Ａ）は携帯型ゲーム機であり、筐体５００１、筐体５００２、表示部５００３、表示部５００４、マイクロホン５００５、スピーカー５００６、操作キー５００７、スタイラス５００８等を有する。本発明の一態様に係る表示装置は、表示部５００３または表示部５００４に用いることができる。表示部５００３または表示部５００４に本発明の一態様に係る表示装置を用いることで、利便性に優れた３次元画像の表示を行うことができる携帯型ゲーム機を提供することができる。なお、図９（Ａ）に示した携帯型ゲーム機は、２つの表示部５００３と表示部５００４とを有しているが、携帯型ゲーム機が有する表示部の数は、これに限定されない。

図９（Ｂ）はノート型パーソナルコンピュータであり、筐体５２０１、表示部５２０２、キーボード５２０３、ポインティングデバイス５２０４等を有する。本発明の一態様に係る表示装置は、表示部５２０２に用いることができる。表示部５２０２に本発明の一態様に係る表示装置を用いることで、利便性に優れた３次元画像の表示を行うことができるノート型パーソナルコンピュータを提供することができる。

図９（Ｃ）は携帯情報端末であり、筐体５４０１、表示部５４０２、操作キー５４０３等を有する。本発明の一態様に係る表示装置は、表示部５４０２に用いることができる。表示部５４０２に本発明の一態様に係る表示装置を用いることで、利便性に優れた３次元画像の表示を行うことができる携帯情報端末を提供することができる。

１０表示パネル
２０シャッターパネル
３１左目
３２右目
１００画素
２００光学シャッタ領域
３００表示装置
３０１視認者
３０２表示部
３０３距離センサ
３０４角度センサ
３１１表示パネル
３１２シャッターパネル
３１３アプリケーションプロセッサ
３１４表示パネル制御回路
３１５シャッターパネル制御回路
３１６センサ制御回路
４０１ソース側駆動回路
４０２画素部
４０３ゲート側駆動回路
４０４封止基板
４０５シール材
４０７空間
４０８配線
４０９ＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）
４１０素子基板
４１１絶縁膜
４１４絶縁物
４１９絶縁膜
４２３ｎチャネル型トランジスタ
４２４ｐチャネル型トランジスタ
４３１ＥＬ層
４３３電極
５０１基板
５０２基板
５０３液晶
５０５電極
５０６電極
５２３配線
５２４容量配線
５２５配線
５２６配線
６０１基板
６０２画素部
６０３信号線駆動回路
６０４走査線駆動回路
６０５シール材
６０６基板
６０８液晶層
６１０トランジスタ
６１１トランジスタ
６１３液晶素子
６１５接続端子電極
６１６端子電極
６１８ＦＰＣ
６１９異方性導電膜
６３０電極層
６３１電極層
６３２絶縁膜
６３５スペーサ
６４０シャッターパネル
６４２偏光板
６４４基板
６４６基板
６４８偏光板
６５０液晶素子ユニット
６５２基板
６６０タッチパネルユニット
６６１導電膜
６６２第１電極
６６３導電膜
６６４第２電極
６６６絶縁層
６６８絶縁層
１００ａ画素
１００ｂ画素
２００Ａ第１の液晶素子
２００Ｂ第２の液晶素子
４１２ａトランジスタ
４１３ａ電極
４１５ａ導電層
４１８ａ発光素子
４２０ａ画素
４２０ｂ画素
４２０ｃ画素
４３４ａカラーフィルタ層
４３４ｂカラーフィルタ層
４３４ｃカラーフィルタ層
５００１筐体
５００２筐体
５００３表示部
５００４表示部
５００５マイクロホン
５００６スピーカー
５００７操作キー
５００８スタイラス
５２０１筐体
５２０２表示部
５２０３キーボード
５２０４ポインティングデバイス
５４０１筐体
５４０２表示部
５４０３操作キー
５００ａシャッターパネル
５０５ａ電極
５０５ａ１電極
５０６ａ電極
５０６ａ１電極
５０６ａ２電極
５０７ａ１液晶素子
５０７ａ２液晶素子
５１６ａ１電極
５１６ａ２電極
５１６ａ３電極
５２０ａ１トランジスタ
５２０ａ２トランジスタ
５２０ａ３トランジスタ
５２１ａ配線
５２２ａ１配線

Claims

表示パネルと、シャッターパネルと、センサと、を有し、
前記シャッターパネルは、第１の液晶素子が設けられる第１の領域と、第２の液晶素子が設けられる第２の領域と、視認者に視認される表示が遮られることがない第３の領域と、を有し、
前記センサは、視認者との距離及び角度を検出することができる機能を有する表示装置であって、
前記センサによって検出された前記距離及び前記角度に応じて、複数の表示状態のいずれかを選択することができる機能を有し、
前記複数の表示状態は、遮光領域が前記第１の領域を含み且つ透過領域が前記第２の領域を含む第１の表示状態と、遮光領域が前記第１の領域及び前記第２の領域を含む第２の表示状態と、を有し、
前記第１の液晶素子は、第１の電極を有し、
前記第２の液晶素子は、第２の電極と、配線を介して前記第２の電極と電気的に接続される第３の電極と、を有し、
前記第１の電極は、前記第２の電極と前記第３の電極との間の領域を有し、
前記第１の電極は、前記配線と重なる領域を有することを特徴とする表示装置。
請求項１において、
前記シャッターパネルは、第１のトランジスタと、第２のトランジスタと、を有し、
前記第１のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第１の電極と電気的に接続され、
前記第２のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第２の電極と電気的に接続され、
前記第１のトランジスタのソース又はドレインの他方は、第１の配線と電気的に接続され、
前記第２のトランジスタのソース又はドレインの他方は、第２の配線と電気的に接続され、
前記第１のトランジスタのゲートは、第３の配線と電気的に接続され、
前記第２のトランジスタのゲートは、前記第３の配線と電気的に接続されることを特徴とする表示装置。
請求項１又は請求項２において、
前記表示パネルは、酸化物半導体層を用いたトランジスタを有することを特徴とする表示装置。