WO2013099793A1

WO2013099793A1 - 立体表示装置

Info

Publication number: WO2013099793A1
Application number: PCT/JP2012/083232
Authority: WO
Inventors: 岳洋村尾; 亮菊地; 拓人吉野; 福島　浩; 知男高谷
Original assignee: シャープ株式会社
Priority date: 2011-12-28
Filing date: 2012-12-21
Publication date: 2013-07-04
Also published as: US9599832B2; US20140375914A1; JP2015045665A

Abstract

　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を提供することを、目的とする。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、吸収型偏光板（１６）の透過軸（Ｌ３）に垂直な透過軸（Ｌ６）を有し、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。

Description

立体表示装置

　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。

　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、前記第１駆動電極と交互に配置される第１補助電極とを備える。

　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。

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光の進み方を示す説明図である。図１０は、好適条件を満たさない場合であって、且つ、鏡状態が実現された場合に、線間領域の液晶分子の状態を概略的に示す説明図である。図１１は、図１０に示す状態における鏡の様子を示すモデル図である。図１２は、好適条件を満たす場合であって、且つ、鏡状態が実現された場合に、線間領域の液晶分子の状態を概略的に示す説明図である。図１３は、図１２に示す状態における鏡の様子を示すモデル図である。図１４は、第２の実施形態において、駆動電極と補助電極とに接続される配線を示す平面図である。図１５は、第２の実施形態における立体表示装置の使用状態の一例を示す平面図である。図１６は、第２の実施形態における立体表示装置の使用状態の他の一例を示す平面図である。図１７は、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１８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１９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。図２０は、第４の実施形態における駆動電極の端縁と境界部の端縁との関係を示す平面図である。図２１は、駆動電極を示す平面図である。

　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、前記第１駆動電極と交互に配置される第１補助電極とを備える（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。第１駆動電極と共通電極との間および第１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２の構成は、前記第１の構成において、前記スイッチ液晶パネルにおける液晶のリタデーションがファーストミニマム設定であり、前記スイッチ液晶パネルにおける液晶の誘電率異方性が４以上である。第２の構成においては、スイッチ液晶パネルの液晶層のうち、スイッチ液晶パネルを正面から見たときに、第１駆動電極と第１補助電極との間に位置する部分（線間領域）においても、液晶分子が応答し易い。その結果、線間領域も偏光軸を変化させることができるため、線間領域を通過する光であっても、反射型偏光板で反射される。換言すれば、線間領域の反射特性を向上させることができる。

　第３の構成は、前記第１又は第２の構成において、前記スイッチ液晶パネルは、前記一対の基板のそれぞれに形成された配向膜をさらに備え、前記配向膜の配向軸と前記第１駆動電極の長手方向に延びる基準線との為す角度が３５度以上である。第３の構成においては、電極（第１駆動電極又は第１補助電極）が形成された領域とそうでない領域との境界（段差部分）において、ラビングが不十分になる。ラビングが不十分な領域では、液晶分子が不安定になり、電界が低くても、液晶分子が応答しやすくなるため、線間領域においても偏光軸を変化させることができ、反射特性を向上させることができる。

　第４の構成は、前記第１～第３の構成の何れか１つにおいて、前記スイッチ液晶パネルにおける液晶の動作モードがＴＮモードである。第４の構成においては、スイッチ液晶パネルの構成が簡略になる。

　第５の構成は、前記第１～第４の構成の何れか１つにおいて、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、前記表示パネルは、複数の画素を有し、前記複数の画素は、マトリクス状に配置されており、前記遮光部と前記透過部とが交互に並ぶ方向を第１方向とし、前記遮光部の長手方向を第２方向とした場合に、前記第１方向で隣り合う２つの前記画素の間には、前記第２方向に延びる境界部が存在し、前記遮光部における前記第１方向の端縁が、前記第２方向に延びる基準線に対して交差する部分を有するとともに、前記第２方向において特定の周期で変化する。第６の構成においては、境界部における第１方向の端縁と、遮光部における第１方向の端縁とが、非平行になる。そのため、立体視用画像を見るのに最適な位置から観察者がずれた場合に発生するモアレの印象を低減させることができる。

　第７の構成は、前記第１～第６の構成の何れか１つにおいて、複数の前記第１駆動電極の幾つかに接続される第１配線と、複数の前記第１補助電極の幾つかに接続される第２配線とを、それぞれ、少なくとも２つ備える。第７の構成においては、画像を表示する領域と、鏡として機能する領域とを、表示パネルに実現することができる。

　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、本発明の一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、１５３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。

　複数の駆動電極４２は、配線４６により、電気的に接続されている。そのため、複数の駆動電極４２に対して、同時に電圧を印加することができる。配線４６は、駆動電極４２に接続される接続配線４８と、複数の接続配線４８を連結する連結配線５０とを備える。

　複数の補助電極４４は、配線５２により、電気的に接続されている。そのため、複数の補助電極４４に対して、同時に電圧を印加することができる。配線５２は、補助電極４４に接続される接続配線５４と、複数の接続配線５４を連結する連結配線５６とを備える。

　各電極４２，４４は、配向膜５８で覆われている。配向膜５８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５８のラビング軸Ｌ２と、基準線ＬＳとが為す角度δ２は、例えば、３５度～９０度の範囲で設定される。本実施形態では、角度δ２は６３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。

　液晶層３６のリタデーション（Δｎ・ｄ）は、例えば、ファーストミニマムに設定されている。ここで、ファーストミニマムとは、ノーマリーブラックモードのリタデーションと光透過率との関係を示すグラフにおける最初の極小値をいう。Δｎは屈折率異方性であり、液晶分子の長軸の屈折率と短軸の屈折率との差を示す。ｄは液晶層３６の厚さであり、セルギャップを示す。

　液晶層３６の誘電率異方性Δεは、例えば、４以上に設定されている。ここで、Δεは液晶分子の長軸の誘電率と短軸の誘電率との差である。

　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４０のラビング軸Ｌ１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Ｌ１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、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は、例えば、エッジ型である。バックライト２４の光源は、例えば、発光ダイオードである。

　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６０について説明する。

　視差バリア６０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６２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６４として機能し、隣り合う２つの遮光部６４の間が透過部６６として機能する。その結果、遮光部６４と透過部６６とが交互に並ぶ視差バリア６０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６０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６０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６２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４６のラビング軸Ｌ２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６２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６２が９０度ツイストしている。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、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６２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６２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Ｌ２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６６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６４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６０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６２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６２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６４になり、隣り合う２つの遮光部６４の間が透過部６６になる。

　（２．２）外光の進み方
　図５に示すように、透過部６６と遮光部６４とでは、液晶分子６２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６６を通過する場合と、遮光部６４を通過する場合とで、その挙動が異なる。以下、透過部６６を通過する場合と、遮光部６４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４６のラビング軸Ｌ２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６６においては、図５に示すように、液晶分子６２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６６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、透過部６６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６６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４６のラビング軸Ｌ２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６４においては、図５に示すように、液晶分子６２が立ちあがっている。したがって、遮光部６４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６４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６４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、図５に示すように、透過部６６と遮光部６４とでは、液晶分子６２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６６を通過する場合と、遮光部６４を通過する場合とで、その挙動が異なる。以下、透過部６６を通過する場合と、遮光部６４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、透過部６６においては、図５に示すように、液晶分子６２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６６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Ｌ２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６６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、遮光部６４においては、図５に示すように、液晶分子６２が立ちあがっている。したがって、遮光部６４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６４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６４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６４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６０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。

　（３）鏡状態
　図９は、立体表示装置１０が鏡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。鏡状態は、立体表示装置１０が鏡として機能する状態である。

　（３．１）鏡状態におけるスイッチ液晶パネル
　鏡状態では、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６２が立ちあがっている。換言すれば、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と重なる部分だけでなく、補助電極４４と重なる部分においても、遮光部が実現されている。

　（３．２）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。

　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、液晶分子６２が立ちあがっている。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、回転しない。換言すれば、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に垂直な成分だけを有する。したがって、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を通過しない。

　（３．３）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４６のラビング軸Ｌ２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、液晶分子６２が立ちあがっている。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、回転しない。換言すれば、スイッチ液晶パネル１４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。

　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、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で反射される。

　ここで、スイッチ液晶パネル１４においては、液晶のリタデーションがファーストミニマム設定であり、且つ、液晶の誘電率異方性が４以上である。そのため、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と補助電極４４との間に位置する部分（線間領域）においても、液晶分子６２が応答し易い。その結果、線間領域も偏光軸を変化させることができるため、線間領域を通過する外光であっても、反射型偏光板２２で反射される。

　ここで、図１０～図１３を参照しながら、液晶のリタデーションΔｎ・ｄがファーストミニマム設定であり、且つ、液晶の誘電率異方性Δεが４以上である場合（以下、「好適な条件」と称する）に、線間領域を通過する外光であっても、反射型偏光板２２で反射される理由について説明する。

　液晶が好適な条件を満たさない場合、線間領域の液晶分子６２は、電界の影響を受け難い。そのため、図１０に示すように、線間領域の液晶分子６２の向きは、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との間に位置する液晶分子６２の向きとは程遠い。その結果、線間領域を通過する光が、反射型偏光板２２で反射され難くなる。換言すれば、鏡において線間領域に対応する部分の反射特性が低下する。図１１は、このときの鏡６８の様子を示すモデル図である。なお、図１１では、理解を容易にするために、鏡６８が横方向に分断された状態を示しているが、実際には、この分断部分（線間領域）が他の部分よりも反射特性が悪くなっている。

　一方、液晶が好適な条件を満たす場合、線間領域の液晶分子６２は、電界の影響を受け易い。そのため、図１２に示すように、線間領域の液晶分子の向きは、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との間に位置する液晶分子６２の向きに近くなる。これにより、鏡６８において線間領域に対応する部分にも、光を反射する領域を広げることができる。換言すれば、鏡６８において線間領域に対応する部分の反射特性を向上させることができる。図１３は、このときの鏡６８の状態を示すモデル図である。なお、図１３では、理解を容易にするために、図１１に示すような分断領域が存在しない状態が示されているが、実際には、図１１に示すような分断領域が完全になくなっている必要はない。

　上述のように、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。従って、立体表示装置１０に更なる付加価値を与えることができる。

　［第２の実施形態］
　本実施形態では、図１４に示すように、複数の駆動電極４２の幾つかに配線（第１配線）４６ａが接続されているとともに、残りの駆動電極４２に配線（第２配線）４６ｂが接続されている。これにより、配線４６ａに接続された幾つかの駆動電極４２と、配線４６ｂに接続された残りの駆動電極４２とに、別々に電圧を印加することができる。配線４６ａは、駆動電極４２に接続される接続配線４８ａと、これらの接続配線４８ａを連結する連結配線５０ａとを備える。配線４６ｂは、駆動電極４２に接続される接続配線４８ｂと、これらの接続配線４８ｂを連結する連結配線５０ｂとを備える。

　本実施形態では、図１４に示すように、複数の補助電極４４の幾つかに配線（第３配線）５２ａが接続されているとともに、残りの補助電極４４に配線（第４配線）５２ｂが接続されている。これにより、配線５２ａに接続された幾つかの補助電極４４と、配線５２ｂに接続された残りの補助電極４４とに、別々に電圧を印加することができる。配線５２ａは、補助電極４４に接続される接続配線５４ａと、これらの接続配線５４ａを連結する連結配線５６ａとを備える。配線５２ｂは、補助電極４４に接続される接続配線５４ｂと、これらの接続配線５４ｂを連結する連結配線５６ｂとを備える。

　本実施形態では、図１５に示すように、２Ｄ表示領域７０と鏡６８とを同時に実現したり、図１６に示すように、３Ｄ表示領域７２と鏡６８とを同時に実現することができる。

　［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１７に示すように、駆動電極（第２駆動電極）７４と補助電極（第２補助電極）７６が交互に並んで配置されている。各電極７４，７６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７４，７６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７４と補助電極７６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。

　図１７に示すように、配向膜４０のラビング軸Ｌ１と、各電極７４，７６の長手方向（表示パネル１２の表示領域の横方向）に延びる基準線ＬＳＷとが為す角度δ７は、例えば、３５度～９０度の範囲で設定される。本実施形態では、角度δ７は６３度である。

　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１８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、補助電極４４と、駆動電極７４と、補助電極７６とを同じ電位（例えば、０Ｖ）にし、駆動電極４２をこれらの電極４４，７４，７６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７４と補助電極７６）との間に存在する液晶分子６２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７４と補助電極７６）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の表示領域の横方向である。

　本実施形態では、視差バリア７８の他にも、視差バリア８４をスイッチ液晶パネル１４に実現できる。図１９を参照しながら、視差バリア８４について説明する。視差バリア８４を実現する場合、駆動電極４２と、補助電極４４と、補助電極７６とを同じ電位（例えば、０Ｖ）にし、駆動電極７４をこれらの電極４２，４４，７６とは異なる電位（例えば、５Ｖ）にする。これにより、駆動電極７４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６２の向きが変化する。そのため、液晶層３６において、駆動電極７４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８６として機能し、隣り合う２つの遮光部８６の間が透過部８８として機能する。その結果、遮光部８６と透過部８８とが交互に並ぶ視差バリア８４が実現される。遮光部８６と透過部８８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。

　［第４の実施形態］
　本実施形態では、図２０に示すように、駆動電極４２の各端縁４２１，４２２と、境界部９０の各端縁９０１，９０２とが、非平行である。なお、以下の説明では、表示パネル１２の横方向を第１方向とし、表示パネル１２の縦方向を第２方向とする。

　図２０に示すように、表示パネル１２には、複数の画素９２がマトリクス状に配置されている。画素９２は、３つのサブ画素９２Ｒ，９２Ｇ，９２Ｂを備える。３つのサブ画素９２Ｒ，９２Ｇ，９２Ｂは、第２方向（表示パネル１２の縦方向）に並んでいる。

　第１方向（表示パネル１２の横方向）で隣り合う２つの画素９２の間には、境界部９０が存在する。境界部９０は、例えば、ブラックマトリクスである。

　境界部９０は、第２方向に略一定の幅寸法で延びている。境界部９０における第１方向の各端縁９０１，９０２は、第２方向に延びる直線である。

　なお、第２方向で隣り合う２つのサブ画素の間には、境界部９４が存在する。境界部９４は、例えば、ブラックマトリクスである。境界部９４は、境界部９０と連続して形成されている。

　駆動電極４２の各端縁４２１，４２２は、第１傾斜辺９６と、第２傾斜辺９８とを有する。

　図２１に示すように、第１傾斜辺９６は、第２方向に延びる基準線ＬＳに対して傾斜した直線である。第１傾斜辺９６の基準線ＬＳに対する傾斜角度α１は、例えば、５°～２０°である。第１傾斜辺９６における第２方向の長さは、第２方向におけるサブ画素の配設ピッチと同じである。

　第２傾斜辺９８は、基準線ＬＳに対して第１傾斜辺９６とは異なる方向に傾斜した直線である。第２傾斜辺９８は、第１傾斜辺９６とは反対側に傾斜している。第２傾斜辺９８の基準線ＬＳに対する傾斜角度α２は、例えば、５°～２０°である。図２１に示す例では、傾斜角度α１と傾斜角度α２は同じ大きさである。第２傾斜辺９８における第２方向の長さは、第２方向におけるサブ画素の配設ピッチと同じである。

　第１傾斜辺９６と第２傾斜辺９８は、第２方向において交互に並んでいる。これにより、駆動電極４２の各端縁４２１，４２２は、第２方向において特定の周期で変化する。このように、駆動電極４２は、各端縁４２１，４２２が第２方向において特定の周期で変化しているが、巨視的に見ると、第２方向に延びる基準線ＬＳに平行である。

　駆動電極４２の端縁４２１，４２２は、第２方向において周期的に変化するが、駆動電極４２の幅（第１方向の長さ）は、第２方向において略一定になる。換言すれば、隣り合う２つの駆動電極４２の間（透過部６６に相当する部分）の寸法が、第２方向において略一定になる。その結果、第２方向において輝度が変化し難くなる。また、遮光部６４が第２方向に略一定の幅寸法で延びているので、従来のストライプ形状の視差バリアが有する遮光特性を維持できる。

　補助電極４４の各端縁４４１，４４２は、駆動電極４２の各端縁４２１，４２２に対応した形状を有する。つまり、補助電極４４における第１方向の各端縁４４１，４４２は、第１傾斜辺１００と、第２傾斜辺１０２とを有する。第１傾斜辺１００と、第２傾斜辺１０２は、第２方向において交互に並んでいる。これにより、補助電極４４の各端縁４４１，４４２は、第２方向において特定の周期で変化する。補助電極４４は、各端縁４４１，４４２が第２方向において特定の周期で変化しているが、巨視的に見ると、第２方向に延びる基準線ＬＳに平行である。

　本実施形態では、境界部９０の端縁９０１，９０２と、駆動電極４２の端縁４２１，４２２とが平行でない。そのため、３Ｄ表示のときに、最適な視認位置から観察者がずれた場合に視認されるモアレの印象を抑えることができる。

　なお、駆動電極４２の各端縁４２１，４２２が第２方向で変化する周期は、図２０，２１に示す周期（サブ画素２つ分）に限定されない。

　また、駆動電極４２の各端縁４２１，４２２は、例えば、第２方向に延びる波線等であってもよい。つまり、駆動電極４２の各端縁４２１，４２２は、第２方向に延びる基準線ＬＳに対して非平行であればよい。

　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～第４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４の実施形態において、配向膜５８のラビング軸Ｌ２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４０のラビング軸Ｌ１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。

Claims

　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、前記第１駆動電極と交互に配置される第１補助電極とを備える、立体表示装置。
　請求項１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における液晶のリタデーションがファーストミニマム設定であり、
　前記スイッチ液晶パネルにおける液晶の誘電率異方性が４以上である、立体表示装置。
　請求項１又は２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は、前記一対の基板のそれぞれに形成された配向膜をさらに備え、
　前記配向膜の配向軸と前記第１駆動電極の長手方向に延びる基準線との為す角度が３５度以上である、立体表示装置。
　請求項１～３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における液晶の動作モードがＴＮモードである、立体表示装置。
　請求項１～４の何れか１項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。
　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、
　前記表示パネルは、複数の画素を有し、
　前記複数の画素は、マトリクス状に配置されており、
　前記遮光部と前記透過部とが交互に並ぶ方向を第１方向とし、
　前記遮光部の長手方向を第２方向とした場合に、
　前記第１方向で隣り合う２つの前記画素の間には、前記第２方向に延びる境界部が存在し、
　前記遮光部における前記第１方向の端縁が、前記第２方向に延びる基準線に対して交差する部分を有するとともに、前記第２方向において特定の周期で変化する、立体表示装置。
　請求項１～６の何れか１項に記載の立体表示装置であって、
　複数の前記第１駆動電極の幾つかに接続される第１配線と、
　複数の前記第１補助電極の幾つかに接続される第２配線とを、それぞれ、少なくとも２つ備える、立体表示装置。