WO2015049929A1 - 立体表示装置 - Google Patents

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亮 菊地
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福島　浩
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    • H04N2213/001—Constructional or mechanical details

Definitions

  • the present invention relates to an autostereoscopic display device.
  • a parallax barrier method and a lenticular lens method are known. These stereoscopic display devices separate light with a barrier or a lens, project different images to the left and right eyes, and give the viewer a stereoscopic effect. 2. Description of the Related Art In recent years, autostereoscopic display devices that are on the market are mainly two-view parallax barrier systems and lenticular lens systems.
  • a good stereoscopic display can be obtained in the set region.
  • the image to be projected on the right eye and the image to be projected on the left eye are mixed and doubled.
  • a multi-viewpoint technique and a tracking technique for detecting the position of the observer's head and displaying an image in accordance with the position have been proposed.
  • SW-LCD barrier division switch liquid crystal display
  • Japanese Patent Laid-Open No. 2013-24957 includes a display panel in which subpixel pairs are arranged in the horizontal direction, and a parallax barrier shutter panel in which sub-openings capable of switching between a light transmission state and a light shielding state are arranged in the horizontal direction.
  • a display device is described. In this display device, among a plurality of sub-openings belonging to the reference parallax barrier pitch, an arbitrary number of sub-openings adjacent to each other are set in a light-transmitting state, and the remaining sub-openings are set in a light-shielding state. Formed on a parallax barrier shutter panel.
  • the sub opening pitch is equal to or smaller than the difference between the sub pixel width and the total opening width.
  • the subpixel aperture pitch In order to satisfy the conditions described in Japanese Patent Laid-Open No. 2013-24957, the subpixel aperture pitch must be reduced. In order to reduce the sub-pixel opening pitch, it is necessary to increase the number of electrodes of the parallax barrier shutter panel. However, when the number of electrodes of the parallax barrier shutter panel is increased, another problem may be caused thereby, which is limited.
  • An object of the present invention is to obtain a configuration of a stereoscopic display device that can maintain crosstalk in a low state even when an observer moves.
  • a stereoscopic display device disclosed herein includes a display panel that displays an image, a switch liquid crystal panel that is arranged on the display panel, a position sensor that acquires position information of an observer, and a predetermined alignment direction.
  • a control unit configured to move a parallax barrier in which a transmissive region and a non-transmissive region are periodically formed along the alignment direction according to the position information and to display the parallax barrier on the switch liquid crystal panel.
  • the switch liquid crystal panel includes a liquid crystal layer having a refractive index anisotropy ⁇ n of liquid crystal molecules of 0.14 or less, a first substrate and a second substrate facing each other with the liquid crystal layer interposed therebetween, and the first substrate and the first substrate. And an electrode group including a plurality of electrodes formed on at least one of the two substrates and arranged along the alignment direction.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a configuration of a stereoscopic display device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a functional configuration of the stereoscopic display device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a flowchart of a process performed by the stereoscopic display device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4A is a diagram for explaining the principle of stereoscopic display by the stereoscopic display device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4B is a diagram for explaining the principle of stereoscopic display by the stereoscopic display device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4A is a diagram for explaining the principle of stereoscopic display by the stereoscopic display device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4B is a diagram for explaining the principle of stereoscopic display by the stereoscopic display device according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 4C is a diagram for explaining the principle of stereoscopic display by the stereoscopic display device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5A is a diagram for explaining the principle of stereoscopic display by the stereoscopic display device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5B is a diagram for explaining the principle of stereoscopic display by the stereoscopic display device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5C is a view for explaining the principle of stereoscopic display by the stereoscopic display device according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 6A is a plan view showing the configuration of the first substrate of the switch liquid crystal panel.
  • FIG. 6B is a plan view showing the configuration of the second substrate of the switch liquid crystal panel.
  • FIG. 6A is a plan view showing the configuration of the first substrate of the switch liquid crystal panel.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of the stereoscopic display device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is an enlarged sectional view showing a part of the switch liquid crystal panel.
  • FIG. 9 is a graph showing the relationship between the retardation ⁇ n ⁇ d of the liquid crystal layer and the transmittance of the liquid crystal layer.
  • FIG. 10A shows that retardation ⁇ n ⁇ d is 1 st -min. Or 2 nd -min. Is a table showing the relationship between the cell thickness d and the refractive index anisotropy ⁇ n.
  • FIG. 10B shows that retardation ⁇ n ⁇ d is 1 st ⁇ min. Or 2 nd -min.
  • FIG. 11A is a diagram for explaining an example of a method of manufacturing the first substrate.
  • FIG. 11B is a diagram for explaining an example of a method of manufacturing the first substrate.
  • FIG. 11C is a diagram for explaining an example of a method of manufacturing the first substrate.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view schematically showing one of the barrier lighting states of the switch liquid crystal panel.
  • FIG. 13A is an example of a waveform diagram of signals V A to V L supplied to each electrode in order to set the switch liquid crystal panel to the barrier lighting state of FIG. FIG.
  • FIG. 13B is another example of a waveform diagram of signals V A to V L supplied to the respective electrodes to bring the switch liquid crystal panel into the barrier lighting state of FIG.
  • FIG. 13C is still another example of a waveform diagram of signals V A to V L supplied to each electrode in order to set the switch liquid crystal panel to the barrier lighting state of FIG.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view schematically showing another one of the barrier lighting states of the switch liquid crystal panel.
  • FIG. 15A is an example of a waveform diagram of signals V A to V L supplied to each electrode in order to set the switch liquid crystal panel to the barrier lighting state of FIG.
  • FIG. 15B is another example of a waveform diagram of signals V A to V L supplied to the respective electrodes to bring the switch liquid crystal panel into the barrier lighting state of FIG.
  • FIG. 15C is still another example of a waveform diagram of signals V A to V L supplied to the respective electrodes to bring the switch liquid crystal panel into the barrier lighting state of FIG.
  • FIG. 16A is a cross-sectional view schematically showing one of the barrier lighting states of the switch liquid crystal panel when the refractive index anisotropy ⁇ n of the liquid crystal molecules is large.
  • FIG. 16B is a cross-sectional view schematically showing one of the barrier lighting states of the switch liquid crystal panel when the refractive index anisotropy ⁇ n of the liquid crystal molecules is small.
  • FIG. 16C is a graph simulating the distribution of the orientation of liquid crystal molecules and the distribution of retardation ⁇ n ⁇ d.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a stereoscopic display device according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 18 is an enlarged sectional view showing a part of the switch liquid crystal panel.
  • FIG. 19 is a cross-sectional view schematically showing another one of the barrier lighting states of the switch liquid crystal panel.
  • FIG. 20A is an example of a waveform diagram of signals V COM and V A to V L supplied to each electrode in order to set the switch liquid crystal panel to the barrier lighting state of FIG.
  • FIG. 20B is another example of waveform diagrams of signals V COM and V A to V L supplied to the respective electrodes to bring the switch liquid crystal panel into the barrier lighting state of FIG.
  • FIG. 20C is still another example of waveform diagrams of signals V COM and V A to V L supplied to the respective electrodes for setting the switch liquid crystal panel to the barrier lighting state of FIG.
  • FIG. 21A is a cross-sectional view schematically showing one of the barrier lighting states of the switch liquid crystal panel when the refractive index anisotropy ⁇ n of the liquid crystal molecules is large.
  • FIG. 21B is a cross-sectional view schematically showing one of the barrier lighting states of the switch liquid crystal panel when the refractive index anisotropy ⁇ n of the liquid crystal molecules is small.
  • FIG. 22 is a diagram illustrating the angular characteristics of the luminance of the stereoscopic display device when the barrier lighting state is fixed.
  • FIG. 21A is a cross-sectional view schematically showing one of the barrier lighting states of the switch liquid crystal panel when the refractive index anisotropy ⁇ n of the liquid crystal molecules is large.
  • FIG. 21B is a cross-sectional view schematically showing one of the
  • FIG. 23 is a diagram illustrating angular characteristics of the left-eye crosstalk XT (L) and the right-eye crosstalk XT (R).
  • FIG. 24 is a table showing the relationship between the parameters of the five types of stereoscopic display devices and the crosstalk XT (%).
  • FIG. 25 is a graph showing the relationship between the refractive index anisotropy ⁇ n and the crosstalk XT.
  • FIG. 26 is a table showing the relationship among parameters of six types of stereoscopic display devices, crosstalk XT (%), and followability.
  • FIG. 27 is a table showing the relationship between the parameters of the five types of stereoscopic display devices and the crosstalk XT (%).
  • a stereoscopic display device includes a display panel that displays an image, a switch liquid crystal panel that is placed on the display panel, a position sensor that acquires position information of an observer, and a predetermined alignment direction. And a control unit that moves the parallax barrier in which the transmissive region and the non-transmissive region are periodically formed along the alignment direction according to the position information and displays the parallax barrier on the switch liquid crystal panel.
  • the switch liquid crystal panel includes a liquid crystal layer having a refractive index anisotropy ⁇ n of 0.14 or less, a first substrate and a second substrate facing each other with the liquid crystal layer interposed therebetween, and at least one of the first substrate and the second substrate. And an electrode group including a plurality of electrodes arranged along the alignment direction (first configuration).
  • the switch liquid crystal panel is arranged so as to overlap the display panel.
  • a parallax barrier in which a transmissive region and a non-transmissive region are periodically formed along a predetermined alignment direction is displayed.
  • control unit moves the parallax barrier along the alignment direction and displays the parallax barrier on the switch liquid crystal panel according to the position information of the observer acquired by the position sensor.
  • the crosstalk can be kept low.
  • the switch liquid crystal panel moves the parallax barrier by controlling the orientation of the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer by changing the potentials of the plurality of electrodes included in the electrode group. Therefore, the electrode group is preferably composed of many electrodes.
  • the refractive index anisotropy ⁇ n of the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer is set to 0.14 or less. As a result, even when the proportion of voids is large, the influence can be reduced. As a result, the crosstalk can be kept low.
  • the switch liquid crystal panel is preferably normally white (second configuration).
  • the retardation of the liquid crystal layer is preferably set to the first minimum (third configuration).
  • the thickness of the liquid crystal layer is preferably 5.5 ⁇ m or less (fourth configuration).
  • the alignment direction of the liquid crystal molecules on the first substrate side and the alignment direction of the liquid crystal molecules on the second substrate side are mutually different. It is preferable that the angle differs by 90 ° (fifth configuration).
  • the transmittance of the switch liquid crystal panel can be improved.
  • the electrode group is formed on the first substrate and includes a first electrode group including a plurality of electrodes arranged at predetermined intervals along the alignment direction, and the second substrate. And a second electrode group including a plurality of electrodes arranged at the predetermined interval along the alignment direction, wherein the first electrode group and the second electrode group have the predetermined interval from each other in the alignment direction. It is preferable that they are shifted by half (sixth configuration).
  • the parallax barrier can be moved with the half interval between the electrodes as a minimum unit.
  • the electrode group is formed on the first substrate, and includes a first electrode group including a plurality of electrodes arranged at predetermined intervals along the alignment direction, and the second substrate. It may be configured to include a common electrode formed on the entire surface (seventh configuration).
  • the switch liquid crystal panel may be disposed closer to the observer than the display panel (eighth configuration).
  • the light from the display panel is separated by the switch liquid crystal panel.
  • This configuration is superior in separation characteristics compared to the following ninth configuration.
  • the display panel may be arranged closer to the viewer than the switch liquid crystal panel (9th configuration).
  • the light separated by the switch liquid crystal panel passes through the display panel.
  • the light separated by the switch liquid crystal panel is scattered or diffracted by the display panel.
  • the crosstalk is worse than the configuration in which the switch liquid crystal panel is arranged closer to the viewer than the display panel, but the angle change of the brightness becomes gentle.
  • the display panel may be a liquid crystal display panel (tenth configuration).
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a configuration of a stereoscopic display device 1 according to the first embodiment of the present invention.
  • the stereoscopic display device 1 includes a display panel 10, a switch liquid crystal panel 20, and an adhesive resin 30.
  • the display panel 10 and the switch liquid crystal panel 20 are arranged so that the switch liquid crystal panel 20 is on the viewer 90 side, and are bonded together by an adhesive resin 30.
  • the display panel 10 includes a TFT (Thin Film Transistor) substrate 11, a CF (Color Filter) substrate 12, a liquid crystal layer 13, and polarizing plates 14 and 15.
  • the display panel 10 controls the TFT substrate 11 and the CF substrate 12 to manipulate the orientation of the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer 13 to display an image.
  • the switch liquid crystal panel 20 includes a first substrate 21, a second substrate 22, a liquid crystal layer 23, and a polarizing plate 24.
  • the first substrate 21 and the second substrate 22 are arranged so as to face each other.
  • the liquid crystal layer 23 is sandwiched between the first substrate 21 and the second substrate 22.
  • the polarizing plate 24 is disposed on the viewer 90 side.
  • the switch liquid crystal panel 20 controls the potential of these electrodes, manipulates the orientation of the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer 23, and changes the behavior of light passing through the liquid crystal layer 23. More specifically, the switch liquid crystal panel 23 includes a non-transmissive region (barrier) that blocks light from the backlight by the alignment of the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 23 and the action of the polarizing plate 15 and the polarizing plate 24, and the backlight. And a transmissive region (slit) that transmits light from the light. Detailed structures and operations of the first substrate 21 and the second substrate 22 will be described later.
  • the thickness of the TFT substrate 11 and the CF substrate 12 is, for example, 200 ⁇ m.
  • the thickness of the polarizing plate 14 is, for example, 137 ⁇ m.
  • the thickness of the polarizing plate 15 is 170 ⁇ m, for example.
  • the thickness of the first substrate 21 and the second substrate 22 is, for example, 225 ⁇ m.
  • the thickness of the adhesive resin 30 is, for example, 50 ⁇ m.
  • the polarizing plate 15 may be disposed on the switch liquid crystal panel 20. That is, the polarizing plate 15 may be disposed on the surface of the switch liquid crystal panel 20 on the display panel 10 side of the first substrate 21, and the adhesive resin 30 may be disposed between the polarizing plate 15 and the CF substrate 12.
  • the direction parallel to the line segment connecting the left eye 90L and the right eye 90R of the observer 90 when the observer 90 and the stereoscopic display device 1 face each other (the x direction in FIG. 1) is referred to as a horizontal direction.
  • a direction (y direction in FIG. 1) perpendicular to the horizontal direction in the plane of the display panel 10 is referred to as a vertical direction.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a functional configuration of the stereoscopic display device 1.
  • FIG. 3 is a flowchart of processing by the stereoscopic display device 1.
  • the stereoscopic display device 1 further includes a control unit 40 and a position sensor 41.
  • the control unit 40 includes a calculation unit 42, a switch liquid crystal panel drive unit 43, and a display panel drive unit 44.
  • the display panel drive unit 44 drives the display panel 10 based on a video signal input from the outside, and causes the display panel 10 to display an image.
  • the position sensor 41 acquires the position information of the observer 90 (step S1).
  • the position sensor 41 is, for example, a camera or an infrared sensor.
  • the position sensor 41 supplies the acquired position information to the calculation unit 42 of the control unit 40.
  • the calculation unit 42 analyzes the position information of the observer 90 supplied from the position sensor 41, and calculates the position coordinates (x, y, z) of the observer 90 (step S2).
  • the position coordinates can be calculated by, for example, an eye tracking system that detects the position of the eyes of the observer 90 by image processing.
  • the calculation of the position coordinates may be performed by a head tracking system that detects the position of the head of the observer 90 using infrared rays.
  • the calculation unit 42 further determines the barrier lighting state of the switch liquid crystal panel 20 according to the position coordinates of the observer 90 (step S3). That is, the position of the barrier of the switch liquid crystal panel 20 and the position of the slit are determined according to the position coordinates of the observer 90.
  • the calculation unit 42 supplies the information on the determined barrier lighting state to the switch liquid crystal panel drive unit 43.
  • the switch liquid crystal panel drive unit 43 drives the switch liquid crystal panel 20 based on the information supplied from the calculation unit 42 (step S4). Thereafter, steps S1 to S4 are repeated.
  • the display panel 10 includes a plurality of pixels 110. On the pixel 110, the right-eye image (R) and the left-eye image (L) are alternately displayed in the horizontal direction.
  • the switch liquid crystal panel 20 is formed with a barrier BR that blocks light from the display panel 10 and a slit SL that transmits light from the display panel 10 at predetermined intervals.
  • a barrier BR that blocks light from the display panel 10
  • a slit SL that transmits light from the display panel 10 at predetermined intervals.
  • interval PP between the pixels 110 and the interval ⁇ between the barrier BRs are defined such that the distance from the display surface of the display panel 10 to the barrier BR is S1, the distance from the barrier BR to the observer 90 is S2, and S2 is relative to S1.
  • S1 the distance from the barrier BR to the observer 90 is S2
  • S2 is relative to S1.
  • FIG. 4B is a diagram illustrating a state in which the observer 90 has moved from FIG. 4A in the horizontal direction.
  • both the right-eye image (R) and the left-eye image (L) appear in the right eye 90R of the observer 90.
  • both the right-eye image (R) and the left-eye image (L) appear in the left eye 90L. That is, crosstalk occurs, and the observer 90 cannot feel a stereoscopic effect.
  • FIG. 4C is a diagram showing a state where the observer 90 has moved further in the horizontal direction from FIG. 4B.
  • the left-eye image (L) appears in the right eye 90R of the observer 90
  • the right-eye image (R) appears in the left eye 90L.
  • the viewer 90 since the video image that should be in the back is observed in the foreground and the video image that should be in the foreground is observed in the back, the viewer 90 cannot feel the correct stereoscopic effect and feels uncomfortable. Will be given.
  • the control unit 40 changes the barrier lighting state of the switch liquid crystal panel 20 according to the position information (position coordinates) of the observer 90. Accordingly, the observer 90 can always feel a three-dimensional effect, and crosstalk and a reverse viewing state can be prevented from occurring.
  • FIG. 6A is a plan view showing the configuration of the first substrate 21 of the switch liquid crystal panel 20.
  • a first electrode group 211 is formed on the first substrate 21.
  • the first electrode group 211 includes a plurality of electrodes arranged at an electrode interval BP along the x direction. Each of the plurality of electrodes extends in the y direction and is arranged in parallel to each other.
  • a wiring group 212 electrically connected to the first electrode group 211 is formed on the first substrate 21.
  • the wiring group 212 is preferably formed outside a portion (active area AA) that overlaps the display area of the display panel 10 when the switch liquid crystal panel 20 is overlapped with the display panel 10.
  • FIG. 6B is a plan view showing the configuration of the second substrate 22 of the switch liquid crystal panel 20.
  • a second electrode group 221 is formed on the second substrate 22.
  • the second electrode group 221 includes a plurality of electrodes arranged at the electrode interval BP along the x direction. Each of the plurality of electrodes extends in the y direction and is arranged in parallel to each other.
  • a wiring group 222 electrically connected to the second electrode group 221 is formed on the second substrate 22. Similar to the wiring group 212, the wiring group 222 is preferably formed outside the active area AA.
  • Twelve systems of signals V A to V L are supplied from the control unit 40 to the first electrode group 211 and the second electrode group 221. More specifically, six signals V B , V D , V F , V H , V J , and V L are supplied to the first electrode group 211 through the wiring group 212. Six systems of signals V A , V C , V E , V G , V I , and V K are supplied to the second electrode group 221 through the wiring group 222.
  • the electrodes each electrode 211B that V L is supplied 211D, 211F, 211H, 211J, 211L
  • wirings electrically connected to the electrodes 211B, 211D, 211F, 211H, 211J, and 211L are referred to as wirings 212B, 212D, 212F, 212H, 212J, and 212L for reference.
  • electrodes to which signals V A , V C , V E , V G , V I , and V K are supplied are electrodes 221A, 221C, 221E, 221G, 221I, and 221K, respectively. Call and refer.
  • the wirings electrically connected to the electrodes 221A, 221C, 221E, 221G, 221I, and 221K are referred to as wirings 222A, 222C, 222E, 222G, 222I, and 222K.
  • the electrodes 211B, 211D, 211F, 211H, 211J, and 211L are periodically arranged in this order in the x direction. In other words, six electrodes adjacent to a certain electrode are arranged so as to be supplied with the same signal as that electrode. Similarly, the electrodes 221A, 221C, 221E, 221G, 221I, and 221K are periodically arranged in the x direction in this order.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the stereoscopic display device 1.
  • FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view showing a part of the switch liquid crystal panel 20.
  • the first electrode group 211 and the second electrode group 221 are arranged so as to be shifted from each other in the x direction.
  • the first electrode group 211 and the second electrode group 221 are preferably arranged so as to be shifted from each other by half the electrode interval BP in the x direction, as in the example of FIG.
  • the electrode interval BP is the sum of the electrode width W and the gap S between the electrodes.
  • BP ⁇ / 6 ⁇ PP / 3.
  • alignment films are formed on the first substrate 21 and the second substrate 22, respectively.
  • the alignment film formed on the first substrate 21 and the alignment film formed on the second substrate 22 are rubbed in directions intersecting each other.
  • the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 23 are in a so-called twisted nematic alignment in which the alignment direction rotates from the first substrate 21 toward the second substrate 22 in the absence of voltage.
  • the switch liquid crystal panel 20 is a so-called normally white liquid crystal in which the transmittance is maximized when no voltage is applied to the liquid crystal layer 23.
  • the switch liquid crystal panel 20 it is preferable to employ a twisted nematic having a high transmittance as the alignment film. Moreover, it is preferable to employ normally white as the arrangement of the polarizing plates. This is because the normally white liquid crystal is in a state in which no voltage is applied in the two-dimensional display mode in which stereoscopic display is not performed, and thus power consumption can be reduced.
  • FIG. 9 is a graph showing the relationship between the retardation ⁇ n ⁇ d of the liquid crystal layer 23 and the transmittance of the liquid crystal layer 23.
  • the calculation is made assuming that the twist angle ⁇ of the liquid crystal layer 23 is 90 ° and the wavelength of light ⁇ is 589.
  • the twist angle is ⁇
  • the thickness (cell thickness) of the liquid crystal layer 23 is d
  • the wavelength of light is ⁇
  • the retardation ⁇ n ⁇ d is expressed by the following formula:
  • the transmittance is maximized.
  • m is an integer.
  • ⁇ n ⁇ d (m 2 ⁇ ( ⁇ / ⁇ ) 2 ) 1/2 ⁇ ⁇
  • FIG. 10A shows that retardation ⁇ n ⁇ d is 1 st -min. Or 2 nd -min. Is a table showing the relationship between the cell thickness d (first row) and the refractive index anisotropy ⁇ n (second and third rows).
  • FIG. 10B shows that retardation ⁇ n ⁇ d is 1 st ⁇ min. Or 2 nd -min. Is a table showing the relationship between the cell thickness d and the refractive index anisotropy ⁇ n.
  • the refractive index anisotropy ⁇ n exceeds 0.2, the light resistance and reliability of liquid crystal molecules deteriorate. If the refractive index anisotropy ⁇ n exceeds 0.2, the transmittance of the liquid crystal itself is lowered. Therefore, the refractive index anisotropy ⁇ n is preferably 0.2 or less.
  • the cell thickness d is increased, the response speed of the switch liquid crystal panel 20 is decreased, and the followability during tracking is deteriorated. As a result, luminance changes and crosstalk can be easily seen. Therefore, it is preferable that the cell thickness d is small.
  • a preferable cell thickness d is 5.5 ⁇ m or less.
  • the refractive index anisotropy ⁇ n is preferably 0.2 or less and the cell thickness d is preferably 5.5 ⁇ m or less.
  • FIG. 10 schematically shows this range with hatching.
  • the retardation ⁇ n ⁇ d is 1 st ⁇ min. It is preferable to set to.
  • the retardation ⁇ n ⁇ d in the case of a twisted nematic liquid crystal is preferably 330 to 650 nm, more preferably 380 to 650 nm, and further preferably 440 to 580 nm.
  • the second substrate 22 can have the same configuration as the first substrate 21 and can be manufactured in the same manner as the first substrate 21.
  • a first electrode group 211 and a relay electrode 213 are formed on a substrate 210.
  • the relay electrode 213 is an electrode for relaying the wiring group 212 formed in a later process.
  • the substrate 210 is a substrate having translucency and insulating properties, for example, a glass substrate.
  • the first electrode group 211 preferably has translucency.
  • the relay electrode 213 is formed in the active area, it is preferable that the relay electrode 213 also has translucency.
  • the relay electrode 213 is not required to have translucency.
  • the first electrode group 211 and the relay electrode 213 are, for example, ITO (Indium Tin Oxide).
  • the relay electrode 213 When the relay electrode 213 is formed outside the active area, the relay electrode 213 may be aluminum, for example.
  • the first electrode group 211 and the relay electrode 213 are formed by sputtering or CVD (Chemical Vapor Deposition), for example, and patterned by photolithography.
  • an insulating film 214 is formed to cover the substrate 210, the first electrode group 211, and the relay electrode 213.
  • a contact hole 214a and a contact hole 214b are formed in the insulating film 214.
  • the contact hole 214a is formed at a position where the first electrode group 211 and the wiring group 212 formed in the next step are connected.
  • the contact hole 214b is formed at a position where the relay electrode 213 and the wiring group 212 are connected.
  • the insulating film 214 preferably has translucency, for example, SiN.
  • the insulating film 214 is formed by, for example, CVD, and the contact hole 214a and the contact hole 214b are formed by photolithography. In the case where the wiring group 212 is formed outside the active area, patterning may be performed so that the insulating film 214 is formed only outside the active area.
  • a wiring group 212 is formed.
  • the wiring group 212 is connected to the first electrode group 211 through the contact hole 214a, and is connected to the relay electrode 213 through the contact hole 214b.
  • the wiring group 212 preferably has high conductivity, for example, aluminum.
  • the wiring group 212 may be ITO.
  • the wiring group 212 is formed by sputtering and patterned by photolithography.
  • the wirings 212B, 212D, 212F, 212H, 212J, and 212L are connected to the electrodes 211B, 211D, 211F, 211H, 211J, and 211L, respectively.
  • the first electrode group 211 and the wiring group 212 can be crossed in a plan view.
  • one end portion of the wiring group 212 is gathered in the vicinity of the peripheral portion of the substrate 21 to form a terminal portion 212a.
  • An FPC (Flexible Printed Circuit) or the like is connected to the terminal portion 212a.
  • wirings are connected to both sides of each electrode of the electrode group 211 in the y direction.
  • a set of wirings connected to both sides of each electrode in the electrode group 211 in the y direction are connected to each other by a relay electrode 213.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view schematically showing one of the barrier lighting states of the switch liquid crystal panel 20.
  • FIG. 13A is an example of a waveform diagram of signals V A to V L supplied to each electrode in order to place the switch liquid crystal panel 20 in the barrier lighting state of FIG.
  • the control unit 40 drives some of the electrodes included in one of the electrode groups selected from the first electrode group 211 and the second electrode group 221 in the first phase, and the other electrodes have the opposite polarity to the first phase. Drive in the second phase.
  • the electrode driven in the first phase is schematically shown with a sand pattern. The same applies to FIGS. 14, 16A, and 16B described later.
  • the controller 40 includes the electrodes 211B, 211D, and 211L included in the first electrode group 211 in the first phase, and the other electrodes (electrodes 211F, 211H, 211J, and electrodes 221A to 221K) as the second phase.
  • a rectangular AC voltage having a phase is applied.
  • the amplitudes of the signals V A to V L are all equal.
  • the signals V A to V L are either a predetermined high level potential (V high , for example, 5 V) or a predetermined low level potential (V low , for example, 0 V).
  • the switch liquid crystal panel 20 is a normally white liquid crystal. Therefore, the barrier BR is formed in a portion where the electrode 221A and the electrode 211B overlap in plan view (xy plan view).
  • a barrier BR is formed in a portion where the electrode 211B, the electrode 221C, the electrode 221C, the electrode 211D, the electrode 211D, the electrode 221E, the electrode 221K, the electrode 211L, and the electrode 211L, the electrode 221A overlap in plan view. Is done.
  • the switch liquid crystal panel 20 is a normally white liquid crystal. Therefore, the slit SL is formed in a portion where the electrode 221E and the electrode 211F overlap in plan view.
  • a slit SL is formed at a portion where the electrode 211F and the electrode 221G, the electrode 221G and the electrode 211H, the electrode 211H and the electrode 221I, the electrode 221I and the electrode 211J, and the electrode 211J and the electrode 221K overlap in plan view. Is done.
  • a barrier BR is formed in a portion that overlaps the electrodes 211B, 211D, and 211L driven in the first phase in a plan view
  • a slit SL is formed in a portion that overlaps the electrodes 211F, 211H, and 211J in a plan view.
  • FIG. 13B is another example of a waveform diagram of signals V A to V L supplied to each electrode in order to place the switch liquid crystal panel 20 in the barrier lighting state of FIG.
  • the control unit 40 sets the electrodes 211B, 211D, and 211L included in the first electrode group 211 to a constant potential V 0 (for example, GND), and other electrodes (the electrodes 211F, 211H, 211J, and the electrode 221A).
  • V 0 for example, GND
  • other electrodes the electrodes 211F, 211H, 211J, and the electrode 221A.
  • V a 5 V
  • is generated in a portion overlapping the electrodes 211B, 211D, and 211L in plan view, and a barrier BR is formed.
  • a potential difference does not occur in a portion overlapping the electrodes 211F, 211H, and 211J in plan view, so that a slit SL is formed.
  • FIG. 13C is still another example of a waveform diagram of signals V A to V L supplied to each electrode in order to bring the switch liquid crystal panel 20 into the barrier lighting state of FIG.
  • V a 5 V
  • is generated in a portion overlapping the electrodes 211B, 211D, and 211L in plan view, and a barrier BR is formed.
  • a potential difference does not occur in a portion overlapping the electrodes 211F, 211H, and 211J in plan view, so that a slit SL is formed.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view schematically showing another one of the barrier lighting states of the switch liquid crystal panel 20.
  • 15A to 15C are examples of waveform diagrams of signals V A to V L supplied to the respective electrodes in order to set the switch liquid crystal panel 20 to the barrier lighting state of FIG.
  • the description of FIGS. 15A to 15C is the same as FIGS. 13A to 13C, and will not be repeated.
  • the barrier lighting state can be controlled with half of the electrode interval BP as a minimum unit.
  • the characteristics of the switch liquid crystal panel 20 differ depending on the refractive index anisotropy ⁇ n. Specifically, crosstalk can be reduced as ⁇ n is smaller.
  • FIG. 16A is a cross-sectional view schematically showing one of the barrier lighting states of the switch liquid crystal panel 20 when the refractive index anisotropy ⁇ n of the liquid crystal molecules is large.
  • the electrode 221E, the electrode 221G, and the electrode 221I are driven in the first phase.
  • an electric field parallel to the z direction is formed in a portion overlapping the electrodes 221E, 221G, and 221I in plan view.
  • the electric field is not parallel to the z direction and has an in-plane direction component. This disturbs the alignment of the liquid crystal molecules. This disorder of orientation is greatest at the substrate interface of the liquid crystal layer, and the closer to the middle part of the liquid crystal layer, the closer the orientation is to the normal orientation as on the electrode.
  • FIG. 16B is a cross-sectional view schematically showing one of the barrier lighting states of the switch liquid crystal panel 20 when the refractive index anisotropy ⁇ n of the liquid crystal molecules is small.
  • the refractive index anisotropy ⁇ n of the liquid crystal molecules is small, the residual retardation ⁇ n ⁇ d due to the liquid crystal molecules not normally aligned near the substrate interface becomes relatively small. For this reason, a decrease in the light shielding property of the barrier region is suppressed.
  • a preferable ⁇ n is 0.14 or less.
  • the retardation ⁇ n ⁇ d in the interelectrode region is about 90 nm.
  • the transmittance is 10% or less, and a comparatively good light-shielding property is obtained even in the inter-electrode region.
  • the stereoscopic display device 1 according to the first embodiment of the present invention has been described above.
  • the example in which the first electrode group 211 includes six types of electrodes has been described. This configuration is an example, and the number of electrodes constituting the first electrode group 211 is arbitrary.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the stereoscopic display device 2 according to the second embodiment of the present invention.
  • the stereoscopic display device 2 includes a switch liquid crystal panel 60 instead of the switch liquid crystal panel 20.
  • the switch liquid crystal panel 60 includes a first substrate 61 instead of the first substrate 21 of the switch liquid crystal panel 20, and includes a second substrate 62 instead of the second substrate 22.
  • electrodes 611A to 611L to which 12 systems of signals V A to V L are supplied are formed on the first substrate 61.
  • the electrodes 611A to 611L are periodically formed in the x direction, like the electrodes 211B to 211K of the first substrate 21.
  • a common electrode 621 COM is formed so as to cover substantially the entire active area of the second substrate 62.
  • the common electrode 621COM, signal V COM is supplied.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view showing a part of the switch liquid crystal panel 60 in an enlarged manner.
  • BP ⁇ / 12 ⁇ PP / 6.
  • the switch liquid crystal panel 60 like the switch liquid crystal panel 20, is a twisted nematic liquid crystal and is a normally white liquid crystal.
  • FIG. 19 is a cross-sectional view schematically showing one of the barrier lighting states of the switch liquid crystal panel 60.
  • FIG. 20A is an example of a waveform diagram of signals V COM and V A to V L supplied to each electrode in order to place the switch liquid crystal panel 60 in the barrier lighting state of FIG.
  • the control unit 40 drives the common electrode 621COM and the electrodes 611D to 611I with the same phase, and drives the other electrodes with a phase opposite to these.
  • the electrode driven with the phase opposite in polarity to the common electrode 621COM is schematically shown with a sand pattern. The same applies to FIGS. 21A and 21B described later.
  • control unit 40 applies rectangular AC voltages having opposite polarities to the common electrode 621COM, the electrodes 611D to 611I, and the other electrodes.
  • the amplitudes of the signals V COM and V A to V L are all preferably equal.
  • the signals V COM and V A to V L are either a predetermined high level potential (V high , for example, 5 V) or a predetermined low level potential (V low , for example, 0 V).
  • the switch liquid crystal panel 60 is a normally white liquid crystal. Therefore, the barrier BR is formed in a portion where the common electrode 621COM and the electrode 611A overlap in plan view (xy plan view).
  • the common electrode 621COM and the electrode 611B, the common electrode 621COM and the electrode 611C, the common electrode 621COM and the electrode 611J, the common electrode 621COM and the electrode 611K, and the common electrode 621COM and the electrode 611L overlap in a plan view.
  • a barrier BR is formed.
  • the switch liquid crystal panel 20 is a normally white liquid crystal. Therefore, the slit SL is formed in a portion where the common electrode 621COM and the electrodes 611D to 611I overlap in a plan view.
  • the slit SL is formed at a position overlapping with the electrode driven in the same phase as the common electrode 621COM in plan view, and the barrier BR is formed at a position overlapping with other electrodes in plan view.
  • FIG. 20B is another example of a waveform diagram of signals V COM and V A to V L supplied to each electrode in order to bring the switch liquid crystal panel 60 into the barrier lighting state of FIG.
  • the control unit 40 sets the common electrode 621COM and the electrodes 611D to 611I to a constant potential V 0 (for example, GND), and the electrodes 611A, 611B, 611C, 611J, 611K, and 611L.
  • V 0 for example, GND
  • is generated in a portion overlapping the electrodes 611A, 611B, 611C, 611J, 611K, and 611L in plan view, and a barrier BR is formed.
  • a potential difference does not occur in a portion that overlaps with the electrodes 611D to 611I in plan view, so that a slit SL is formed.
  • FIG. 20C is still another example of waveform diagrams of signals V COM and V A to V L supplied to the respective electrodes in order to bring the switch liquid crystal panel 60 into the barrier lighting state of FIG.
  • V a half width
  • the electrode 611B, the electrode 611C, the electrode 611J, the electrode 611K, and the electrode 611L are set to a constant potential V 0 (for example, GND).
  • is generated in a portion overlapping the electrodes 611A, 611B, 611C, 611J, 611K, and 611L in plan view, and a barrier BR is formed.
  • a potential difference does not occur in the portion overlapping with the electrodes 611D, 611F, and 611H in plan view, so that a slit SL is formed.
  • the barrier lighting state can be controlled in units of the electrodes 611A to 611L.
  • the barrier lighting state can be controlled with the electrode interval BP as the minimum unit.
  • the characteristics of the switch liquid crystal panel 60 differ depending on the refractive index anisotropy ⁇ n. Specifically, crosstalk can be reduced as ⁇ n is smaller.
  • FIG. 21A is a cross-sectional view schematically showing one of the barrier lighting states of the switch liquid crystal panel 60 when the refractive index anisotropy ⁇ n of the liquid crystal molecules is large.
  • a signal having a polarity opposite to that of the common electrode 621COM is applied to the electrodes 611D to 211I.
  • FIG. 21B is a cross-sectional view schematically showing one of the barrier lighting states of the switch liquid crystal panel 60 when the refractive index anisotropy ⁇ n of the liquid crystal molecules is small.
  • the refractive index anisotropy ⁇ n of the liquid crystal molecules is small, the residual retardation ⁇ n ⁇ d due to the liquid crystal molecules not normally aligned near the substrate interface becomes relatively small. For this reason, a decrease in the light shielding property of the barrier region is suppressed.
  • a preferable ⁇ n is 0.14 or less.
  • the second embodiment of the present invention has been described above.
  • an example in which 12 types of electrodes are formed on the first substrate 61 has been described.
  • This configuration is an example, and the number of electrodes formed on the first substrate 61 is arbitrary.
  • FIG. 22 is a diagram illustrating the angular characteristics of the luminance of the stereoscopic display device when the barrier lighting state is fixed.
  • the luminance AL is a luminance observed at an angle ⁇ ⁇ 0 when the right-eye image is displayed in black and the left-eye image is displayed in white.
  • Brightness A R in the same screen, a luminance observed at an angle theta> 0.
  • the luminance BL is a luminance observed at an angle ⁇ ⁇ 0 when the right-eye image is displayed in white and the left-eye image is displayed in black.
  • Luminance B R in the same screen, a luminance observed at an angle theta> 0.
  • the luminance CL is a luminance observed at an angle ⁇ ⁇ 0 when both the right-eye image and the left-eye image are displayed in black.
  • Luminance C R is the same screen, a luminance observed at an angle theta> 0.
  • the left-eye crosstalk XT (L) is defined by the following equation.
  • right-eye crosstalk XT (R) is defined by the following equation.
  • FIG. 23 is a diagram illustrating angular characteristics of the left-eye crosstalk XT (L) and the right-eye crosstalk XT (R).
  • Left-eye crosstalk XT (L) takes a minimum value at the angle - [theta] 0, increases as deviated from the angle - [theta] 0.
  • the right-eye crosstalk XT (R) is at an angle + theta 0 takes a minimum value, increases as deviated from the angle + theta 0.
  • the minimum value of XT (R) and XT (L) is defined as crosstalk XT.
  • a stereoscopic display device according to the configuration of the stereoscopic display device 1 according to the first embodiment (FIGS. 7 and 8) was produced.
  • the electrode pitch PP 53.7 ⁇ m
  • the barrier pitch BP 17.89 ⁇ m
  • the electrode width W 13.89 ⁇ m
  • the gap S between the electrodes S 4 ⁇ m.
  • FIG. 25 is a graph showing the relationship between the refractive index anisotropy ⁇ n and the crosstalk XT. As shown in FIG. 25, it was confirmed that the crosstalk XT depends on the refractive index anisotropy ⁇ n, and the crosstalk XT tends to decrease as the refractive index anisotropy ⁇ n decreases.
  • one criterion is to reduce the crosstalk XT to 1.5% or less. From FIG. 25, it was found that if the refractive index anisotropy ⁇ n is 0.14 or less, the crosstalk XT can be 1.5% or less.
  • followability is an indicator of how the 3D display looks when the barrier is moved according to the position of the observer's head while actually tracking, while varying the frame rate of the camera used as a position sensor, Changes in brightness and changes in crosstalk were evaluated visually.
  • the frame rate of the camera is 60 fps
  • the case where the change in luminance and the change in crosstalk cannot be confirmed is “ ⁇ ”
  • the case where the change cannot be confirmed at 60 to 120 fps is indicated as“ ⁇ ”.
  • “ ⁇ ” is indicated when a slight luminance change or crosstalk change is visible at 120 fps
  • “X” is indicated when the luminance change and crosstalk change are large even at 120 fps.
  • the crosstalk XT exceeded 1.5%. This is probably because the refractive index anisotropy ⁇ n was high.
  • the three-dimensional display device 3 had a crosstalk XT of 1.5% or less and good followability. Also, 1st-min. Since the setting was satisfied, the transmittance in the two-dimensional display mode was high.
  • the 3D display device 4 had a low crosstalk XT, the followability was slightly inferior. This is presumably because the cell thickness d was slightly thick.
  • the 3D display device 5 had low crosstalk XT, the followability was poor. This is presumably because the cell thickness d was thick.
  • the stereoscopic display device of No. 6 had a crosstalk XT of 1.5% or less and good followability. However, 1st-min. Since it was out of the setting, the transmittance in the two-dimensional display mode was low.
  • a stereoscopic display device according to the configuration of the stereoscopic display device 2 according to the second embodiment (FIGS. 17 and 18) was produced.
  • the electrode pitch PP 53.7 ⁇ m
  • the barrier pitch BP 8.95 ⁇ m
  • the electrode width W 4.95 ⁇ m
  • the gap S between the electrodes S 4 ⁇ m.
  • the example in which the display panel 10 and the switch liquid crystal panel 20 are arranged so that the switch liquid crystal panel 20 is on the viewer 90 side has been described.
  • the display panel 10 and the switch liquid crystal panel 20 may be overlapped so that the display panel 10 is on the viewer 90 side.
  • the light separated by the switch liquid crystal panel 20 passes through the display panel 10.
  • the light separated by the switch liquid crystal panel 20 is scattered or diffracted by the display panel 10.
  • the crosstalk is worse than the configuration in which the switch liquid crystal panel 20 is arranged closer to the viewer 90 than the display panel 10, but the luminance angle change becomes gentle.
  • the switch liquid crystal panel 20 is arranged on the viewer side, the light from the display panel 10 is separated by the switch liquid crystal panel 20. This configuration is superior in separation characteristics as compared with the configuration in which the display panel 10 is disposed on the viewer side.
  • liquid crystal display panel is used as the display panel 10
  • an organic EL (ElectroLuminescence) panel may be used.
  • MEMS Micro Electric Mechanical System
  • plasma display panel may be used.
  • the present invention can be used industrially as a stereoscopic display device.

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Abstract

　観察者が移動しても、クロストークを低い状態に維持することができる立体表示装置の構成を得る。立体表示装置（１）は、画像を表示する表示パネル（１０）と、表示パネル（１０）に重ねて配置されるスイッチ液晶パネル（２０）と、観察者の位置情報を取得する位置センサと、所定の整列方向に沿って透過領域と非透過領域とが周期的に形成された視差バリアを、位置情報に応じて整列方向に沿って移動させてスイッチ液晶パネル（２０）に表示させる制御部とを備える。スイッチ液晶パネル（２０）は、液晶分子の屈折率異方性Δｎが０．１４以下である液晶層（２３）と、液晶層（２３）を挟んで対向する第１基板（２１）および第２基板（２２）と、第１基板（２１）および第２基板（２２）の少なくとも一方に形成され、整列方向に沿って配置された複数の電極を含む電極群とを含む。

Description

立体表示装置
　本発明は、裸眼立体表示装置に関する。
　裸眼で観賞できる立体表示装置として、視差バリア方式とレンチキュラーレンズ方式とが知られている。これらの立体表示装置は、バリアまたはレンズによって光を分離して、左右の目に異なる画像を映し、観察者に立体感を与える。近年、市場に出ている裸眼立体表示装置は２視点の視差バリア方式とレンチキュラーレンズ方式が主流となっている。
　このような２視点の立体表示装置では、設定された領域では良好な立体表示が得られるが、観察者が頭を動かすと、右目に映るべき画像と左目に映るべき画像とが混ざって二重に映る、クロストーク（ｃｒｏｓｓｔａｌｋ）と呼ばれる現象や、右目に映るべき画像が左目に映ってしまう、いわゆる逆視状態が発生する領域が存在する。そのため、観察者は、限られた領域からしか立体画像を観察することができない。この課題に対して多視点化技術や、観察者の頭の位置を検出し、その位置に合わせて画像を表示させるトラッキング技術が提案されている。
　また、視差バリアを液晶パネルで形成し、観察者の位置に合わせて視差バリアを移動させるバリア分割スイッチ液晶ディスプレイ（ＳＷ－ＬＣＤ）方式が提案されている。ＳＷ－ＬＣＤ方式では、視差バリアの形成条件等が適切でない場合、視差バリアが切り替わる際に輝度の変化およびクロストークの悪化が起こる場合がある。
　特開２０１３－２４９５７号公報には、サブ画素ペアが横方向に配列された表示パネルと、光透過状態および遮光状態を切り替え可能なサブ開口が横方向に配列された視差バリアシャッタパネルとを備える表示装置が記載されている。この表示装置では、基準視差バリアピッチに属する複数のサブ開口のうち、互いに隣り合う任意の数のサブ開口を光透過状態にするとともに、残りのサブ開口を遮光状態にすることによって、総合開口が視差バリアシャッタパネルに形成される。そして、サブ開口ピッチが、サブ画素幅と総合開口幅との差以下である。
　特開２０１３－２４９５７号公報に記載された条件を満たすためには、サブ画素開口ピッチを小さくしなければならない。サブ画素開口ピッチを小さくするためには、視差バリアシャッタパネルの電極数を増やす必要がある。しかしながら、視差バリアシャッタパネルの電極数を増やすと、それによって別の問題が生じる場合があり、限界がある。
　本発明の目的は、観察者が移動しても、クロストークを低い状態に維持することができる立体表示装置の構成を得ることである。
　ここに開示する立体表示装置は、画像を表示する表示パネルと、前記表示パネルに重ねて配置されるスイッチ液晶パネルと、観察者の位置情報を取得する位置センサと、所定の整列方向に沿って透過領域と非透過領域とが周期的に形成された視差バリアを、前記位置情報に応じて前記整列方向に沿って移動させて前記スイッチ液晶パネルに表示させる制御部とを備える。前記スイッチ液晶パネルは、液晶分子の屈折率異方性Δｎが０．１４以下である液晶層と、前記液晶層を挟んで対向する第１基板および第２基板と、前記第１基板および前記第２基板の少なくとも一方に形成され、前記整列方向に沿って配置された複数の電極を含む電極群とを含む。
　本発明によれば、観察者が移動しても、クロストークを低い状態に維持することができる立体表示装置の構成が得られる。
図１は、本発明の第１の実施形態にかかる立体表示装置の構成を示す模式的断面図である。 図２は、本発明の第１の実施形態にかかる立体表示装置の機能的構成を示すブロック図である。 図３は、本発明の第１の実施形態にかかる立体表示装置による処理のフローチャートである。 図４Ａは、本発明の第１の実施形態にかかる立体表示装置による立体表示の原理を説明するための図である。 図４Ｂは、本発明の第１の実施形態にかかる立体表示装置による立体表示の原理を説明するための図である。 図４Ｃは、本発明の第１の実施形態にかかる立体表示装置による立体表示の原理を説明するための図である。 図５Ａは、本発明の第１の実施形態にかかる立体表示装置による立体表示の原理を説明するための図である。 図５Ｂは、本発明の第１の実施形態にかかる立体表示装置による立体表示の原理を説明するための図である。 図５Ｃは、本発明の第１の実施形態にかかる立体表示装置による立体表示の原理を説明するための図である。 図６Ａは、スイッチ液晶パネルの第１基板の構成を示す平面図である。 図６Ｂは、スイッチ液晶パネルの第２基板の構成を示す平面図である。 図７は、本発明の第１の実施形態にかかる立体表示装置の概略構成を示す断面図である。 図８は、スイッチ液晶パネルの一部を拡大して示す断面図である。 図９は、液晶層のリタデーションΔｎ・ｄと、液晶層の透過率との関係を示すグラフである。 図１０Ａは、リタデーションΔｎ・ｄを１ｓｔ－ｍｉｎ．または２ｎｄ－ｍｉｎ．に設定したときの、セル厚ｄと屈折率異方性Δｎとの関係を示す表である。 図１０Ｂは、リタデーションΔｎ・ｄを１ｓｔ－ｍｉｎ．または２ｎｄ－ｍｉｎ．に設定したときの、セル厚ｄと屈折率異方性Δｎとの関係を示す表である。 図１１Ａは、第１基板の製造方法の一例を説明するための図である。 図１１Ｂは、第１基板の製造方法の一例を説明するための図である。 図１１Ｃは、第１基板の製造方法の一例を説明するための図である。 図１２は、スイッチ液晶パネルのバリア点灯状態の一つを模式的に示す断面図である。 図１３Ａは、スイッチ液晶パネルを図１２のバリア点灯状態にするために各電極に供給する信号ＶＡ～ＶＬの波形図の一例である。 図１３Ｂは、スイッチ液晶パネルを図１２のバリア点灯状態にするために各電極に供給する信号ＶＡ～ＶＬの波形図の他の例である。 図１３Ｃは、スイッチ液晶パネルを図１２のバリア点灯状態にするために各電極に供給する信号ＶＡ～ＶＬの波形図のさらに他の例である。 図１４は、スイッチ液晶パネルのバリア点灯状態の他の一つを模式的に示す断面図である。 図１５Ａは、スイッチ液晶パネルを図１４のバリア点灯状態にするために各電極に供給する信号ＶＡ～ＶＬの波形図の一例である。 図１５Ｂは、スイッチ液晶パネルを図１４のバリア点灯状態にするために各電極に供給する信号ＶＡ～ＶＬの波形図の他の例である。 図１５Ｃは、スイッチ液晶パネルを図１４のバリア点灯状態にするために各電極に供給する信号ＶＡ～ＶＬの波形図のさらに他の例である。 図１６Ａは、液晶分子の屈折率異方性Δｎが大きい場合の、スイッチ液晶パネルのバリア点灯状態の一つを模式的に示す断面図である。 図１６Ｂは、液晶分子の屈折率異方性Δｎが小さい場合の、スイッチ液晶パネルのバリア点灯状態の一つを模式的に示す断面図である。 図１６Ｃは、液晶分子の配向とリタデーションΔｎ・ｄの値の分布をシミュレーションしたグラフである。 図１７は、本発明の第２の実施形態にかかる立体表示装置の概略構成を示す断面図である。 図１８は、スイッチ液晶パネルの一部を拡大して示す断面図である。 図１９は、スイッチ液晶パネルのバリア点灯状態の他の一つを模式的に示す断面図である。 図２０Ａは、スイッチ液晶パネルを図１９のバリア点灯状態にするために各電極に供給する信号ＶＣＯＭおよびＶＡ～ＶＬの波形図の一例である。 図２０Ｂは、スイッチ液晶パネルを図１９のバリア点灯状態にするために各電極に供給する信号ＶＣＯＭおよびＶＡ～ＶＬの波形図の他の例である。 図２０Ｃは、スイッチ液晶パネルを図１９のバリア点灯状態にするために各電極に供給する信号ＶＣＯＭおよびＶＡ～ＶＬの波形図のさらに他の例である。 図２１Ａは、液晶分子の屈折率異方性Δｎが大きい場合の、スイッチ液晶パネルのバリア点灯状態の一つを模式的に示す断面図である。 図２１Ｂは、液晶分子の屈折率異方性Δｎが小さい場合の、スイッチ液晶パネルのバリア点灯状態の一つを模式的に示す断面図である。 図２２は、バリア点灯状態を固定した場合の立体表示装置の輝度の角度特性を示す図である。 図２３は、左目のクロストークＸＴ（Ｌ）および右目のクロストークＸＴ（Ｒ）の角度特性を示す図である。 図２４は、５種類の立体表示装置のパラメータとクロストークＸＴ（％）との関係を示す表である。 図２５は、屈折率異方性ΔｎとクロストークＸＴの間の関係を示すグラフである。 図２６は、６種類の立体表示装置のパラメータと、クロストークＸＴ（％）および追従性との関係を示す表である。 図２７は、５種類の立体表示装置のパラメータとクロストークＸＴ（％）との関係を示す表である。
　本発明の一実施形態にかかる立体表示装置は、画像を表示する表示パネルと、表示パネルに重ねて配置されるスイッチ液晶パネルと、観察者の位置情報を取得する位置センサと、所定の整列方向に沿って透過領域と非透過領域とが周期的に形成された視差バリアを、位置情報に応じて整列方向に沿って移動させてスイッチ液晶パネルに表示させる制御部とを備える。スイッチ液晶パネルは、液晶分子の屈折率異方性Δｎが０．１４以下である液晶層と、液晶層を挟んで対向する第１基板および第２基板と、第１基板および第２基板の少なくとも一方に形成され、整列方向に沿って配置された複数の電極を含む電極群とを含む（第１の構成）。
　上記の構成によれば、表示パネルと重ねてスイッチ液晶パネルが配置される。スイッチ液晶パネルには、所定の整列方向に沿って透過領域と非透過領域とが周期的に形成された視差バリアが表示される。これによって、観察者が立体表示装置を適切な位置で観察すると、表示パネルの一部の画像が右目に映り、表示パネルの他の一部の画像が左目に映る。これによって、観察者は、立体感を感じることができる。
　上記の構成によれば、制御部は、位置センサによって取得された観察者の位置情報に応じて、視差バリアを整列方向に沿って移動させてスイッチ液晶パネルに表示させる。これによって、クロストークを低い状態に維持することができる。
　ここで、視差バリアを細かく移動できるほど、クロストークをより低い状態に維持することができる。スイッチ液晶パネルは、電極群に含まれる複数の電極の電位を変化させることによって、液晶層の液晶分子の配向を制御して、視差バリアを移動させる。したがって、電極群は多くの電極から構成されていることが好ましい。
　一方、隣接する電極同士が短絡しないように、電極間には所定の空隙を設ける必要がある。そのため、単位長さあたりの電極数を増やすと、電極の面積に対し、空隙の面積の割合が増加する。空隙の面積の割合が増加すると、空隙と重なる部分の液晶層の液晶分子の配向を十分に制御できない場合がある。そのため、視差バリアを十分に形成することができず、クロストークが悪化する場合がある。
　上記の構成によれば、液晶層の液晶分子の屈折率異方性Δｎを０．１４以下にする。これによって、空隙の割合が多い場合でも、その影響を低減することができる。これによって、クロストークを低い状態に維持することができる。
　上記第１の構成において、スイッチ液晶パネルは、ノーマリーホワイトであることが好ましい（第２の構成）。
　上記の構成によれば、立体表示を行わない２次元表示モードでは電圧無印加状態となるため、消費電力を削減できる。
　上記第１または第２の構成において、液晶層のリタデーションは、ファーストミニマムに設定されていることが好ましい（第３の構成）。
　上記第１～第３のいずれかの構成において、液晶層の厚さは、５．５μｍ以下であることが好ましい（第４の構成）。
　上記第１～第４のいずれかの構成において、液晶層に電圧が印加されていないとき、第１基板側の液晶分子の配向方向と、第２基板側の液晶分子の配向方向とが、互いに９０°異なることが好ましい（第５の構成）。
　上記の構成によれば、スイッチ液晶パネルの透過率を向上させることができる。
　上記第１～第５のいずれかの構成において、電極群は、第１基板に形成され、整列方向に沿って所定間隔で配置された複数の電極を含む第１電極群と、第２基板に形成され、整列方向に沿って上記の所定間隔で配置された複数の電極を含む第２電極群とを含み、第１電極群と第２電極群とは、整列方向において互いに上記の所定間隔の半分だけずれて配置されることが好ましい（第６の構成）。
　上記の構成によれば、視差バリアを、電極の間隔の半分を最小単位として移動させることができる。
　上記第１～第５のいずれかの構成において、電極群は、第１基板に形成され、整列方向に沿って所定間隔で配置された複数の電極を含む第１電極群と、第２基板の概略全面に形成される共通電極とを含む構成としても良い（第７の構成）。
　上記第１～第７のいずれかの構成において、スイッチ液晶パネルは、表示パネルよりも観察者側に配置される構成としても良い（第８の構成）。
　上記の構成によれば、表示パネルからの光をスイッチ液晶パネルによって分離する。この構成は、次の第９の構成と比較して、分離特性が優れる。
　上記第１～第７のいずれかの構成において、表示パネルは、スイッチ液晶パネルよりも観察者側に配置される構成としても良い（第９の構成）。
　上記の構成によれば、スイッチ液晶パネルによって分離された光が表示パネルを通過する。この構成では、スイッチ液晶パネルによって分離された光が、表示パネルによって散乱または回折される。これによって、クロストークはスイッチ液晶パネルが表示パネルよりも観察者側に配置される構成よりも悪化するが、輝度の角度変化が穏やかになる。
　上記第１～第９のいずれかの構成において、表示パネルは、液晶表示パネルであっても良い（第１０の構成）。
　［実施の形態］
　以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。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、説明を分かりやすくするために、以下で参照する図面においては、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]
　［全体の構成］
　図１は、本発明の第１の実施形態にかかる立体表示装置１の構成を示す模式的断面図である。立体表示装置１は、表示パネル１０と、スイッチ液晶パネル２０と、接着樹脂３０と備えている。表示パネル１０とスイッチ液晶パネル２０とは、スイッチ液晶パネル２０が観察者９０側になるように重ねて配置され、接着樹脂３０によって貼り合わされている。
　表示パネル１０は、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ　Ｆｉｌｍ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）基板１１と、ＣＦ（Ｃｏｌｏｒ　Ｆｉｌｔｅｒ）基板１２と、液晶層１３と、偏光板１４および１５とを備えている。表示パネル１０は、ＴＦＴ基板１１およびＣＦ基板１２を制御して、液晶層１３の液晶分子の配向を操作して、画像を表示する。
　スイッチ液晶パネル２０は、第１基板２１と、第２基板２２と、液晶層２３と、偏光板２４とを備えている。第１基板２１と第２基板２２とは、互いに対向するように配置されている。液晶層２３は、第１基板２１および第２基板２２に挟持されている。偏光板２４は、観察者９０側に配置されている。
　図１には詳しい構成を図示していないが、第１基板２１および第２基板２２には、それぞれ電極が形成されている。スイッチ液晶パネル２０は、これらの電極の電位を制御して、液晶層２３の液晶分子の配向を操作し、液晶層２３を通る光の挙動を変化させる。より具体的には、スイッチ液晶パネル２３は、液晶層２３の液晶分子の配向と偏光板１５および偏光板２４との作用によって、バックライトからの光を遮る非透過領域（バリア）と、バックライトからの光を透過させる透過領域（スリット）とを形成する。第１基板２１および第２基板２２の詳しい構造、ならびに動作については後述する。
　ＴＦＴ基板１１およびＣＦ基板１２の厚さは、例えば、２００μｍである。偏光板１４の厚さは、例えば１３７μｍである。偏光板１５の厚さは、例えば、１７０μｍである。第１基板２１および第２基板２２の厚さは、例えば、２２５μｍである。接着樹脂３０の厚さは、例えば、５０μｍである。
　なお、偏光板１５は、スイッチ液晶パネル２０に配置されていても良い。すなわち、偏光板１５がスイッチ液晶パネル２０の第１基板２１の表示パネル１０側の表面に配置され、偏光板１５とＣＦ基板１２との間に接着樹脂３０が配置されていても良い。
　以下、観察者９０と立体表示装置１とが真っ直ぐに向かい合ったときの、観察者９０の左目９０Ｌと右目９０Ｒとを結ぶ線分に平行な方向（図１のｘ方向）を、水平方向と呼ぶ。また、表示パネル１０の面内において水平方向と直交する方向（図１のｙ方向）を垂直方向と呼ぶ。
　図２は、立体表示装置１の機能的構成を示すブロック図である。図３は、立体表示装置１による処理のフローチャートである。立体表示装置１は、制御部４０と、位置センサ４１とをさらに備えている。制御部４０は、演算部４２、スイッチ液晶パネル駆動部４３、および表示パネル駆動部４４を含んでいる。
　表示パネル駆動部４４は、外部から入力される映像信号に基づいて表示パネル１０を駆動し、表示パネル１０に画像を表示させる。
　位置センサ４１は、観察者９０の位置情報を取得する（ステップＳ１）。位置センサ４１は例えば、カメラまたは赤外線センサである。位置センサ４１は、取得した位置情報を制御部４０の演算部４２に供給する。
　演算部４２は、位置センサ４１から供給される観察者９０の位置情報を解析し、観察者９０の位置座標（ｘ，ｙ，ｚ）を算出する（ステップＳ２）。位置座標の算出は、例えば、画像処理によって観察者９０の目の位置を検出するアイトラッキングシステムによって行うことができる。位置座標の算出は、あるいは、赤外線によって観察者９０の頭の位置を検出するヘッドトラッキングシステムによって行っても良い。
　演算部４２はさらに、観察者９０の位置座標に応じて、スイッチ液晶パネル２０のバリア点灯状態を決定する（ステップＳ３）。すなわち、観察者９０の位置座標に応じて、スイッチ液晶パネル２０のバリアの位置とスリットの位置とを決定する。演算部４２は、決定したバリア点灯状態の情報を、スイッチ液晶パネル駆動部４３に供給する。
　スイッチ液晶パネル駆動部４３は、演算部４２から供給される情報に基づいて、スイッチ液晶パネル２０を駆動する（ステップＳ４）。以下、ステップＳ１～ステップＳ４を繰り返す。
　次に、図４Ａ～図４Ｃおよび図５Ａ～図５Ｃを用いて、立体表示装置１による立体表示の原理を説明する。
　まず、図４Ａ～図４Ｃを参照して、バリア点灯状態が固定されている場合について説明する。表示パネル１０は、複数の画素１１０を備えている。画素１１０には、右目用画像（Ｒ）と左目用画像（Ｌ）とが、水平方向に交互に表示される。スイッチ液晶パネル２０には、所定の間隔で、表示パネル１０からの光を遮るバリアＢＲと、表示パネル１０からの光を透過させるスリットＳＬとが形成される。これによって、図４Ａに示すように、観察者９０の右目９０Ｒには右目用画像（Ｒ）だけが映り、左目９０Ｌには左目用画像（Ｌ）だけが映る。これによって、観察者９０は、立体感を感じることができる。
　なお、画素１１０の間隔ＰＰとバリアＢＲの間隔φとは、表示パネル１０の表示面からバリアＢＲまでの距離をＳ１、バリアＢＲから観察者９０までの距離をＳ２として、Ｓ２がＳ１に対して十分に大きいとき、φ≒２×ＰＰである。
　図４Ｂは、観察者９０が図４Ａから水平方向に移動した状態を示す図である。この場合、観察者９０の右目９０Ｒには、右目用画像（Ｒ）と左目用画像（Ｌ）との両方が映る。同様に、左目９０Ｌにも、右目用画像（Ｒ）と左目用画像（Ｌ）との両方が映る。すなわち、クロストークが発生し、観察者９０は、立体感を感じることができない。
　図４Ｃは、観察者９０が図４Ｂからさらに水平方向に移動した状態を示す図である。この場合、観察者９０の右目９０Ｒに左目用画像（Ｌ）が映り、左目９０Ｌに右目用画像（Ｒ）が映る。この場合は奥にあるべき映像が手前に観察され、反対に手前にあるべき映像が奥に観察される逆視状態となるため、観察者９０は、正しい立体感を感じることができず、違和感を与えてしまう。
　このように、観察者９０が移動すると、立体感を感じられる正常領域、クロストークが発生するクロストーク領域、および逆視状態となる逆視領域が繰り返しあらわれる。そのためバリア点灯状態が固定されている場合、観察者９０は、限られた領域でしか、立体感を感じることができない。
　本実施形態では、図５Ａ～図５Ｃに示すように、観察者９０の位置情報（位置座標）に応じて、制御部４０がスイッチ液晶パネル２０のバリア点灯状態を変更する。これによって、観察者９０が常に立体感を感じられるようにすることができ、クロストークおよび逆視状態が生じないようにすることができる。
　［スイッチ液晶パネル２０の構成］
　図６Ａは、スイッチ液晶パネル２０の第１基板２１の構成を示す平面図である。第１基板２１には、第１電極群２１１が形成されている。第１電極群２１１は、ｘ方向に沿って電極間隔ＢＰで配置された複数の電極を含んでいる。複数の電極のそれぞれは、ｙ方向に延びて、互いに平行に配置されている。
　第１基板２１には、さらに、第１電極群２１１と電気的に接続された配線群２１２が形成されている。配線群２１２は、スイッチ液晶パネル２０を表示パネル１０と重ね合わせたとき、表示パネル１０の表示領域と重なる部分（アクティブエリア（Ａｃｔｉｖｅ　Ａｒｅａ）ＡＡ）の外側に形成されていることが好ましい。
　図６Ｂは、スイッチ液晶パネル２０の第２基板２２の構成を示す平面図である。第２基板２２には、第２電極群２２１が形成されている。第２電極群２２１は、ｘ方向に沿って電極間隔ＢＰで配置された複数の電極を含んでいる。複数の電極のそれぞれは、ｙ方向に延びて、互いに平行に配置されている。
　第２基板２２には、さらに、第２電極群２２１と電気的に接続された配線群２２２が形成されている。配線群２２２は、配線群２１２と同様に、アクティブエリアＡＡの外側に形成されていることが好ましい。
　第１電極群２１１および第２電極群２２１には、制御部４０から、１２系統の信号ＶＡ～ＶＬが供給される。より具体的には、第１電極群２１１には、配線群２１２を通じて、６系統の信号ＶＢ，ＶＤ，ＶＦ，ＶＨ，ＶＪ，ＶＬが供給される。第２電極群２２１には、配線群２２２を通じて、６系統の信号ＶＡ，ＶＣ，ＶＥ，ＶＧ，ＶＩ，ＶＫが供給される。
　以下では、第１電極群２１１の電極のうち、信号ＶＢ，ＶＤ，ＶＦ，ＶＨ，ＶＪ，ＶＬが供給される電極をそれぞれ電極２１１Ｂ，２１１Ｄ，２１１Ｆ，２１１Ｈ，２１１Ｊ，２１１Ｌと呼んで参照する。また、電極２１１Ｂ，２１１Ｄ，２１１Ｆ，２１１Ｈ，２１１Ｊ，２１１Ｌと電気的に接続された配線を配線２１２Ｂ，２１２Ｄ，２１２Ｆ，２１２Ｈ，２１２Ｊ，２１２Ｌと呼んで参照する。
　第２電極群２２１の電極についても同様に、信号ＶＡ，ＶＣ，ＶＥ，ＶＧ，ＶＩ，ＶＫが供給される電極をそれぞれ電極２２１Ａ，２２１Ｃ，２２１Ｅ，２２１Ｇ，２２１Ｉ，２２１Ｋと呼んで参照する。また、電極２２１Ａ，２２１Ｃ，２２１Ｅ，２２１Ｇ，２２１Ｉ，２２１Ｋと電気的に接続された配線を配線２２２Ａ，２２２Ｃ，２２２Ｅ，２２２Ｇ，２２２Ｉ，２２２Ｋと呼んで参照する。
　電極２１１Ｂ，２１１Ｄ，２１１Ｆ，２１１Ｈ，２１１Ｊ，２１１Ｌは、この順番で、ｘ方向に周期的に配置されている。すなわち、ある電極の６つ隣の電極には、当該電極と同じ信号が供給されるように配置されている。同様に、電極２２１Ａ，２２１Ｃ，２２１Ｅ，２２１Ｇ，２２１Ｉ，２２１Ｋは、この順番で、ｘ方向に周期的に配置されている。
　図７は、立体表示装置１の概略構成を示す断面図である。図８は、スイッチ液晶パネル２０の一部を拡大して示す断面図である。図７および図８に示すように、第１電極群２１１と第２電極群２２１とは、互いにｘ方向にずれて配置されている。第１電極群２１１と第２電極群２２１とは、図８の例のように、互いにｘ方向に電極間隔ＢＰの半分だけずれて配置されていることが好ましい。
　なお、電極間隔ＢＰは、電極の幅Ｗと、電極間の隙間Ｓとの和である。本実施形態では、ＢＰ＝φ／６≒ＰＰ／３となるように構成されている。
　図７および図８には図示していないが、第１基板２１および第２基板２２には、それぞれ配向膜が形成されている。第１基板２１に形成された配向膜と第２基板２２に形成された配向膜とは、互いに交差する方向にラビング（ｒｕｂｂｉｎｇ）されている。これによって、液晶層２３の液晶分子は、電圧無印加状態では、第１基板２１から第２基板２２に向かって配向方向が回転する、いわゆるツイステッドネマチック（Ｔｗｉｓｔｅｄ　Ｎｅｍａｔｉｃ）配向となる。
　また、偏光板１５と偏光板２４とは、光透過軸が互いに直交するように配置されている。すなわち、本実施形態にかかるスイッチ液晶パネル２０は、液晶層２３に電圧がかかっていないときに透過率が最大になる、いわゆるノーマリーホワイト（Ｎｏｒｍａｌｌｙ　Ｗｈｉｔｅ）液晶である。
　本実施形態にかかるスイッチ液晶パネル２０のように、配向膜の配置としては、透過率の高いツイステッドネマチックを採用することが好ましい。また、偏光板の配置としては、ノーマリーホワイトを採用することが好ましい。ノーマリーホワイト液晶は、立体表示を行わない２次元表示モードでは電圧無印加状態となるため、消費電力を削減できるからである。
　図９は、液晶層２３のリタデーションΔｎ・ｄと、液晶層２３の透過率との関係を示すグラフである。図９は、液晶層２３のツイスト角Φ＝９０°、光の波長λ＝５８９として計算している。液晶層２３の液晶分子の屈折率異方性をΔｎ、ツイスト角をΦ、液晶層２３の厚さ（セル厚）をｄ、光の波長をλとすると、リタデーションΔｎ・ｄが下記の式を満たすとき、透過率が最大になる。ただし、ｍは整数である。
　　　Δｎ・ｄ＝（ｍ２－（Φ／π）２）１／２・λ
　透過率が最大になるリタデーションΔｎ・ｄの値を、小さい方から、ファーストミニマム（１ｓｔ－ｍｉｎｉｍｕｍ）、セカンドミニマム（２ｎｄ－ｍｉｎｉｍｕｍ）、・・・と呼ぶ。具体的には、ツイスト角Φ＝９０°、λ＝５８９ｎｍとすると、上記の式から、１ｓｔ－ｍｉｎ．はΔｎ・ｄ＝３１／２・λ／２＝５１０ｎｍ、２ｎｄ－ｍｉｎ．は１５１／２・λ／２＝１１４１ｎｍとなる。
　図１０Ａは、リタデーションΔｎ・ｄを１ｓｔ－ｍｉｎ．または２ｎｄ－ｍｉｎ．に設定したときの、セル厚ｄ（１行目）と屈折率異方性Δｎ（２行目および３行目）との関係を示す表である。図１０Ｂは、リタデーションΔｎ・ｄを１ｓｔ－ｍｉｎ．または２ｎｄ－ｍｉｎ．に設定したときの、セル厚ｄと屈折率異方性Δｎとの関係を示す表である。
　液晶分子は、屈折率異方性Δｎが０．２を超えると、耐光性や信頼性が悪化する。また、屈折率異方性Δｎが０．２を超えると、液晶自体の透過率が低下する。そのため、屈折率異方性Δｎは０．２以下であることが好ましい。
　セル厚ｄが大きくなると、スイッチ液晶パネル２０の応答速度が遅くなり、トラッキング時の追従性が悪くなる。その結果、輝度変化やクロストークが見えやすくなる。そのため、セル厚ｄは小さい方が好ましい。好ましいセル厚ｄは、５．５μｍ以下である。
　以上のように、屈折率異方性Δｎは０．２以下であって、セル厚ｄは５．５μｍ以下であることが好ましい。図１０に、この範囲にハッチングを付して模式的に示す。図１０に示すように、上記の条件を満たすためには、リタデーションΔｎ・ｄは、１ｓｔ－ｍｉｎ．に設定することが好ましい。具体的には、ツイステッドネマチック液晶の場合のリタデーションΔｎ・ｄは、好ましくは３３０～６５０ｎｍであり、より好ましくは３８０～６５０ｎｍであり、さらに好ましくは４４０～５８０ｎｍである。
　以下、図１１Ａ～図１１Ｃを参照して、第１基板２１の具体的な構成の一例、および製造方法を説明する。なお、第２基板２２は第１基板２１と同様の構成とすることができ、第１基板２１と同様にして製造することができる。
　まず、図１１Ａに示すように、基板２１０上に、第１電極群２１１および中継電極２１３を形成する。中継電極２１３は、後の工程で形成する配線群２１２を中継するための電極である。基板２１０は、透光性と絶縁性とを有する基板であり、例えばガラス基板である。第１電極群２１１は、透光性を有することが好ましい。中継電極２１３をアクティブエリア内に形成する場合には、中継電極２１３も透光性を有していることが好ましい。一方、中継電極２１３をアクティブエリア外に形成する場合には、中継電極２１３には透光性は要求されない。第１電極群２１１および中継電極２１３は、例えばＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　Ｏｘｉｄｅ）である。中継電極２１３をアクティブエリア外に形成する場合、中継電極２１３は、例えばアルミニウムであっても良い。第１電極群２１１および中継電極２１３は、例えば、スパッタリングまたはＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）によって成膜され、フォトリソグラフィによってパターニングされる。
　次に、図１１Ｂに示すように、基板２１０、第１電極群２１１、および中継電極２１３を覆って、絶縁膜２１４を形成する。絶縁膜２１４には、コンタクトホール２１４ａおよびコンタクトホール２１４ｂが形成される。コンタクトホール２１４ａは、第１電極群２１１と、次の工程で形成する配線群２１２とを接続する位置に形成される。コンタクトホール２１４ｂは、中継電極２１３と配線群２１２とを接続する位置に形成される。
　絶縁膜２１４は、透光性を有することが好ましく、例えばＳｉＮである。絶縁膜２１４は、例えばＣＶＤによって成膜され、フォトリソグラフィによってコンタクトホール２１４ａおよびコンタクトホール２１４ｂが形成される。なお、配線群２１２をアクティブエリアの外側に形成する場合には、絶縁膜２１４がアクティブエリアの外側だけに形成されるようにパターニングしても良い。
　次に、図１１Ｃに示すように、配線群２１２を形成する。配線群２１２は、コンタクトホール２１４ａを介して第１電極群２１１に接続され、コンタクトホール２１４ｂを介して中継電極２１３に接続される。配線群２１２は、高い導電性を有することが好ましく、例えばアルミニウムである。配線群２１２は、ＩＴＯであっても良い。配線群２１２は、例えば、スパッタリングによって製膜され、フォトリソグラフィによってパターニングされる。
　既述のように、電極２１１Ｂ，２１１Ｄ，２１１Ｆ，２１１Ｈ，２１１Ｊ，２１１Ｌにはそれぞれ、配線２１２Ｂ，２１２Ｄ，２１２Ｆ，２１２Ｈ，２１２Ｊ，２１２Ｌが接続される。第１電極群２１１、絶縁層２１４、および配線群２１２の３層構造とすることによって、第１電極群２１１と配線群２１２とを平面視で交差させることができる。
　図１１Ｃに示す例では、配線群２１２の一方の端部は基板２１の周縁部近傍に集められ、端子部２１２ａを形成している。この端子部２１２ａには、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ　Ｐｒｉｎｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）等が接続される。
　図１１Ｃに示す例では、電極群２１１の各電極のｙ方向の両側に配線が接続されている。電極群２１１の各電極のｙ方向の両側に接続された一組の配線は、中継電極２１３によって互いに接続されている。電極群２１１の各電極のｙ方向の両側から信号を印加することによって、各電極の内部の電位差を小さくすることができる。
　［スイッチ液晶パネル２０の駆動方法］
　図１２は、スイッチ液晶パネル２０のバリア点灯状態の一つを模式的に示す断面図である。図１３Ａは、スイッチ液晶パネル２０を図１２のバリア点灯状態にするために各電極に供給する信号ＶＡ～ＶＬの波形図の一例である。
　制御部４０は、第１電極群２１１および第２電極群２２１から選択される一方の電極群に含まれる一部の電極を第１位相で駆動し、他の電極を第１位相と反対極性の第２位相で駆動する。図１２では、第１位相で駆動される電極に砂地模様を付して模式的に示している。後述する図１４、図１６Ａ、および図１６Ｂにおいても同様である。
　図１３Ａに示す例では、制御部４０は、第１電極群２１１に含まれる電極２１１Ｂ，２１１Ｄ，２１１Ｌを第１位相、その他の電極（電極２１１Ｆ，２１１Ｈ，２１１Ｊおよび電極２２１Ａ～２２１Ｋ）を第２位相とする矩形交流電圧を印加している。
　なお、図１３Ａに示すように、信号ＶＡ～ＶＬの振幅は、すべて等しいことが好ましい。図１３Ａに示す例では、信号ＶＡ～ＶＬは、所定のハイレベル電位（Ｖｈｉｇｈ、例えば５Ｖ）および所定のローレベル電位（Ｖｌｏｗ、例えば０Ｖ）のいずれかになる。
　これによって、電極２２１Ａと電極２１１Ｂとの間には、｜Ｖｈｉｇｈ－Ｖｌｏｗ｜の電位差が生じ、電極２２１Ａと電極２１１Ｂとの間の液晶層２３の液晶分子は、ｚ方向に配向する。スイッチ液晶パネル２０は、ノーマリーホワイト液晶である。そのため、電極２２１Ａと電極２１１Ｂとが平面視（ｘｙ平面視）において重なる部分に、バリアＢＲが形成される。
　同様に、電極２１１Ｂと電極２２１Ｃと、電極２２１Ｃと電極２１１Ｄと、電極２１１Ｄと電極２２１Ｅと、電極２２１Ｋと電極２１１Ｌと、および電極２１１Ｌと電極２２１Ａとが平面視で重なる部分に、バリアＢＲが形成される。
　一方、電極２２１Ｅと電極２１１Ｆとの間には、電位差が生じない。既述のように、スイッチ液晶パネル２０は、ノーマリーホワイト液晶である。そのため、電極２２１Ｅと電極２１１Ｆとが平面視において重なる部分に、スリットＳＬが形成される。
　同様に、電極２１１Ｆと電極２２１Ｇと、電極２２１Ｇと電極２１１Ｈと、および電極２１１Ｈと電極２２１Ｉと、電極２２１Ｉと電極２１１Ｊと、電極２１１Ｊと電極２２１Ｋとが平面視で重なる部分に、スリットＳＬが形成される。
　結果として、第１位相で駆動した電極２１１Ｂ，２１１Ｄ，２１１Ｌと平面視において重なる部分にバリアＢＲが形成され、電極２１１Ｆ，２１１Ｈ，２１１Ｊと平面視で重なる部分にスリットＳＬが形成される。
　図１３Ｂは、スイッチ液晶パネル２０を図１２のバリア点灯状態にするために各電極に供給する信号ＶＡ～ＶＬの波形図の他の例である。
　図１３Ｂに示す例では、制御部４０は、第１電極群２１１に含まれる電極２１１Ｂ，２１１Ｄ，２１１Ｌを定電位Ｖ０（例えばＧＮＤ）にし、その他の電極（電極２１１Ｆ，２１１Ｈ，２１１Ｊおよび電極２２１Ａ～２２１Ｋ）に、電位Ｖ０を中心として半幅Ｖａ（例えばＶａ＝５Ｖ）で振動する矩形交流電圧を印加している。
　これによって、電極２１１Ｂ，２１１Ｄ，２１１Ｌと平面視において重なる部分には電位差｜Ｖａ｜が生じ、バリアＢＲが形成される。一方、電極２１１Ｆ，２１１Ｈ，２１１Ｊと平面視で重なる部分には電位差が生じないので、スリットＳＬが形成される。
　図１３Ｃは、スイッチ液晶パネル２０を図１２のバリア点灯状態にするために各電極に供給する信号ＶＡ～ＶＬの波形図のさらに他の例である。
　図１３Ｃに示す例では、制御部４０は、第１電極群２１１に含まれる電極２１１Ｂ，２１１Ｄ，２１１Ｌに、電位Ｖ０を中心として半幅Ｖａ（例えばＶａ＝５Ｖ）で振動する矩形交流電圧を印加し、その他の電極（電極２１１Ｆ，２１１Ｈ，２１１Ｊおよび電極２２１Ａ～２２１Ｋ）を定電位Ｖ０（例えばＧＮＤ）にしている。
　これによって、電極２１１Ｂ，２１１Ｄ，２１１Ｌと平面視において重なる部分には電位差｜Ｖａ｜が生じ、バリアＢＲが形成される。一方、電極２１１Ｆ，２１１Ｈ，２１１Ｊと平面視で重なる部分には電位差が生じないので、スリットＳＬが形成される。
　図１４は、スイッチ液晶パネル２０のバリア点灯状態の他の一つを模式的に示す断面図である。図１５Ａ～図１５Ｃは、スイッチ液晶パネル２０を図１４のバリア点灯状態にするために各電極に供給する信号ＶＡ～ＶＬの波形図の例である。図１５Ａ～図１５Ｃについての説明は、図１３Ａ～図１３Ｃと同様であるので省略する。
　図１２と図１４とを比較すれば分かるように、スイッチ液晶パネル２０の構成によれば、電極間隔ＢＰの半分を最小の単位として、バリア点灯状態を制御することができる。
　ここで、リタデーションΔｎ・ｄが同じでも、屈折率異方性Δｎによって、スイッチ液晶パネル２０の特性が異なる。具体的には、Δｎが小さいほど、クロストークを低減することができる。
　図１６Ａは、液晶分子の屈折率異方性Δｎが大きい場合の、スイッチ液晶パネル２０のバリア点灯状態の一つを模式的に示す断面図である。図１６Ａでは、電極２２１Ｅ、電極２２１Ｇ、および電極２２１Ｉが第１位相で駆動されている。これによって、電極２２１Ｅ、電極２２１Ｇ、および電極２２１Ｉと平面視で重なる部分に、ｚ方向と平行な電界が形成される。
　ここで、電極２１１Ｄと電極２１１Ｆとの間、電極２２１Ｅと電極２２１Ｇとの間、電極２１１Ｆと電極２１１Ｈとの間、電極２２１Ｇと電極２２１Ｉとの間、および電極２１１Ｈと電極２１１Ｊとの間には、電極が存在しない。そのため、電極が存在しない部分（電極間領域）では、電界はｚ方向と平行にならず、面内方向の成分を持っている。これによって、液晶分子の配向も乱れる。この配向の乱れは液晶層の基板界面で最も大きく、液晶層の中間部分に近づくほど、配向は電極上と同様に正常配向に近づく。屈折率異方性Δｎが大きい場合、この基板界面付近の正常配向しない液晶分子による残留リタデーションΔｎ・ｄが、相対的に大きくなる。そのため、バリア領域の一部で十分な遮光性が得られなくなり、右目に左目用画像の一部が混入したり、左目に右目用画像の一部が混入したりする。すなわち、電極間領域から光が漏れることによって、クロストークが悪化する。
　なお、液晶表示装置の場合は、電極間領域はブラックマトリックスで遮蔽されるため、電極間領域における液晶分子の配向の乱れは問題とならない。一方、スイッチ液晶パネル２０の場合には、電極と電極との間にブラックマトリクスを配置することはできないため、電極間領域の遮光性を向上させることが課題となる。
　図１６Ｂは、液晶分子の屈折率異方性Δｎが小さい場合の、スイッチ液晶パネル２０のバリア点灯状態の一つを模式的に示す断面図である。液晶分子の屈折率異方性Δｎが小さい場合、基板界面付近の正常配向しない液晶分子による残留リタデーションΔｎ・ｄが、相対的に小さくなる。そのため、バリア領域の遮光性の低下が抑制される。好ましいΔｎは、０．１４以下である。
　図１６Ｃは、屈折率異方性Δｎ＝０．１１、セル厚ｄ＝４．６ｍ、バリアピッチＢＰ＝２５μｍとしたときの、液晶分子の配向とリタデーションΔｎ・ｄの値（右軸）の分布をシミュレーションしたグラフである。図１６Ｃに示すように、電極間領域のリタデーションΔｎ・ｄは約９０ｎｍとなっている。図９を参照すると、リタデーションΔｎ・ｄが約９０ｎｍのとき透過率は１０％以下であり、電極間領域であっても比較的な良好遮光性が得られていることが分かる。
　以上、本発明の第1の実施形態にかかる立体表示装置１について説明した。なお、上記では、第１電極群２１１が、６種類の電極から構成されている例を説明した。この構成は例示であり、第１電極群２１１を構成する電極の数は任意である。
　［第２の実施形態］
　図１７は、本発明の第２の実施形態にかかる立体表示装置２の概略構成を示す断面図である。立体表示装置２は、スイッチ液晶パネル２０に代えてスイッチ液晶パネル６０を備えている。
　スイッチ液晶パネル６０は、スイッチ液晶パネル２０の第１基板２１に代えて第１基板６１を備え、第２基板２２に代えて第２基板６２を備えている。
　第１基板６１には、１２系統の信号ＶＡ～ＶＬが供給される電極６１１Ａ～６１１Ｌが形成されている。電極６１１Ａ～６１１Ｌは、第１基板２１の電極２１１Ｂ～２１１Ｋと同様に、ｘ方向に周期的に形成されている。
　第２基板６２には、共通電極６２１ＣＯＭが、第２基板６２のアクティブエリアの概略全面を覆って形成されている。共通電極６２１ＣＯＭには、信号ＶＣＯＭが供給される。
　図１８は、スイッチ液晶パネル６０の一部を拡大して示す断面図である。本実施形態では、ＢＰ＝φ／１２≒ＰＰ／６となるように構成されている。
　スイッチ液晶パネル６０は、スイッチ液晶パネル２０と同様に、ツイステッドネマチック液晶であって、ノーマリーホワイト液晶である。
　［スイッチ液晶パネル６０の駆動方法］
　次に、図１９および図２０Ａ～図２０Ｃを参照して、スイッチ液晶パネル６０の駆動方法を説明する。
　図１９は、スイッチ液晶パネル６０のバリア点灯状態の一つを模式的に示す断面図である。図２０Ａは、スイッチ液晶パネル６０を図１９のバリア点灯状態にするために各電極に供給する信号ＶＣＯＭおよびＶＡ～ＶＬの波形図の一例である。
　制御部４０は、共通電極６２１ＣＯＭ、電極６１１Ｄ～電極６１１Ｉを同位相で駆動し、他の電極をこれらと反対極性の位相で駆動する。図９では、共通電極６２１ＣＯＭと反対極性の位相で駆動される電極に砂地模様を付して模式的に示している。後述する図２１Ａ、および図２１Ｂにおいても同様である。
　図２０Ａに示す例では、制御部４０は、共通電極６２１ＣＯＭ、電極６１１Ｄ～電極６１１Ｉと、その他の電極とに、互いに反対極性の矩形交流電圧を印加している。
　なお、図２０Ａに示すように、信号ＶＣＯＭ，ＶＡ～ＶＬの振幅は、すべて等しいことが好ましい。図２０Ａに示す例では、信号ＶＣＯＭ，ＶＡ～ＶＬは、所定のハイレベル電位（Ｖｈｉｇｈ、例えば５Ｖ）および所定のローレベル電位（Ｖｌｏｗ、例えば０Ｖ）のいずれかになる。
　これによって、共通電極６２１ＣＯＭと電極６１１Ａとの間には、｜Ｖｈｉｇｈ－Ｖｌｏｗ｜の電位差が生じ、共通電極６２１ＣＯＭと電極６１１Ａとの間の液晶層２３の液晶分子は、ｚ方向に配向する。既述のように、スイッチ液晶パネル６０は、ノーマリーホワイト液晶である。そのため、共通電極６２１ＣＯＭと電極６１１Ａとが平面視（ｘｙ平面視）において重なる部分に、バリアＢＲが形成される。
　同様に、共通電極６２１ＣＯＭと電極６１１Ｂと、共通電極６２１ＣＯＭと電極６１１Ｃと、共通電極６２１ＣＯＭと電極６１１Ｊと，共通電極６２１ＣＯＭと電極６１１Ｋと、および共通電極６２１ＣＯＭと電極６１１Ｌとが平面視で重なる部分にバリアＢＲが形成される。
　一方、共通電極６２１ＣＯＭと電極６１１Ｄ～電極６１１Ｉとの間には、電位差が生じない。既述のように、スイッチ液晶パネル２０は、ノーマリーホワイト液晶である。そのため、共通電極６２１ＣＯＭと電極６１１Ｄ～電極６１１Ｉとが平面視において重なる部分に、スリットＳＬが形成される。
　このように、この例では、共通電極６２１ＣＯＭと同位相で駆動した電極と平面視において重なる位置にスリットＳＬが形成され、他の電極と平面視において重なる位置にバリアＢＲが形成される。
　図２０Ｂは、スイッチ液晶パネル６０を図１９のバリア点灯状態にするために各電極に供給する信号ＶＣＯＭ，ＶＡ～ＶＬの波形図の他の例である。
　図２０Ｂに示す例では、制御部４０は、共通電極６２１ＣＯＭ、電極６１１Ｄ～電極６１１Ｉを定電位Ｖ０（例えばＧＮＤ）にし、電極６１１Ａ、電極６１１Ｂ、電極６１１Ｃ、電極６１１Ｊ、電極６１１Ｋ、および電極６１１Ｌに、電位Ｖ０を中心として半幅Ｖａ（例えばＶａ＝５Ｖ）で振動する矩形交流電圧を印加している。
　これによって、電極６１１Ａ、電極６１１Ｂ、電極６１１Ｃ、電極６１１Ｊ、電極６１１Ｋ、および電極６１１Ｌと平面視において重なる部分には電位差｜Ｖａ｜が生じ、バリアＢＲが形成される。一方、電極６１１Ｄ～電極６１１Ｉと平面視で重なる部分には電位差が生じないので、スリットＳＬが形成される。
　図２０Ｃは、スイッチ液晶パネル６０を図１９のバリア点灯状態にするために各電極に供給する信号ＶＣＯＭ，ＶＡ～ＶＬの波形図のさらに他の例である。
　図２０Ｃに示す例では、制御部４０は、共通電極６２１ＣＯＭ、電極６１１Ｄ～電極６１１Ｉに電位Ｖ０を中心として半幅Ｖａ（例えばＶａ＝５Ｖ）で振動する矩形交流電圧を印加し、電極６１１Ａ、電極６１１Ｂ、電極６１１Ｃ、電極６１１Ｊ、電極６１１Ｋ、および電極６１１Ｌを定電位Ｖ０（例えばＧＮＤ）にしている。
　これによって、電極６１１Ａ、電極６１１Ｂ、電極６１１Ｃ、電極６１１Ｊ、電極６１１Ｋ、および電極６１１Ｌと平面視において重なる部分には電位差｜Ｖａ｜が生じ、バリアＢＲが形成される。一方、電極６１１Ｄ，６１１Ｆ，６１１Ｈと平面視で重なる部分には電位差が生じないので、スリットＳＬが形成される。
　以上のように、本実施形態によれば、電極６１１Ａ～６１１Ｌを単位として、バリア点灯状態を制御することができる。換言すれば、電極間隔ＢＰを最小の単位として、バリア点灯状態を制御することができる。
　本実施形態においても、屈折率異方性Δｎによって、スイッチ液晶パネル６０の特性が異なる。具体的には、Δｎが小さいほど、クロストークを低減することができる。
　図２１Ａは、液晶分子の屈折率異方性Δｎが大きい場合の、スイッチ液晶パネル６０のバリア点灯状態の一つを模式的に示す断面図である。図２１Ａでは、電極６１１Ｄ～電極２１１Ｉに、共通電極６２１ＣＯＭとは反対極性の信号を印加している。
　このとき、電極６１１Ｄと電極６１１Ｅとの間、電極６１１Ｅと電極６１１Ｆとの間、電極６１１Ｆと電極６１１Ｇとの間、電極６１１Ｇと電極６１１Ｈとの間、および電極６１１Ｈと電極６１１Ｉとの間には、電極が存在しない。そのため、電極が存在しない部分（電極間領域）では、電界はｚ方向と平行にならず、面内方向の成分を持っている。これによって、液晶分子の配向も乱れる。この配向の乱れは液晶層の基板界面で最も大きく、液晶層の中間部分に近づくほど、配向は電極上と同様に正常配向に近づく。屈折率異方性Δｎが大きい場合、この基板界面付近の正常配向しない液晶分子による残留リタデーションΔｎ・ｄが、相対的に大きくなる。そのため、バリア領域の一部で十分な遮光性が得られなくなり、クロストークが悪化する。
　図２１Ｂは、液晶分子の屈折率異方性Δｎが小さい場合の、スイッチ液晶パネル６０のバリア点灯状態の一つを模式的に示す断面図である。液晶分子の屈折率異方性Δｎが小さい場合、基板界面付近の正常配向しない液晶分子による残留リタデーションΔｎ・ｄが、相対的に小さくなる。そのため、バリア領域の遮光性の低下が抑制される。第１の実施形態と同様に、好ましいΔｎは、０．１４以下である。
　以上、本発明の第２の実施形態について説明した。なお、上記では、第１基板６１に、１２種類の電極が形成された例を説明した。この構成は例示であり、第１基板６１に形成する電極の数は任意である。
　［構成例］
　以下、本発明にかかる立体表示装置のより具体的な構成例を説明する。この構成例は、本発明を限定するものではない。
　まず、以下で説明する構成例の効果を説明するため、図２２を用いてクロストークを定量的に定義する。
　図２２は、バリア点灯状態を固定した場合の立体表示装置の輝度の角度特性を示す図である。輝度ＡＬは、右目用画像を黒表示、左目用画像を白表示にしたとき、角度θ＜０において観測される輝度である。輝度ＡＲは、同じ画面において、角度θ＞０において観測される輝度である。輝度ＢＬは、右目用画像を白表示、左目用画像を黒表示にしたとき、角度θ＜０において観測される輝度である。輝度ＢＲは、同じ画面において、角度θ＞０において観測される輝度である。輝度ＣＬは、右目用画像および左目用画像の両方を黒表示にしたとき、角度θ＜０において観測される輝度である。輝度ＣＲは、同じ画面において、角度θ＞０において観察される輝度である。
　このとき、左目のクロストークＸＴ（Ｌ）を、次の式で定義する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 　　　　　　　　　
　同様に、右目のクロストークＸＴ（Ｒ）を、次の式で定義する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　図２３は、左目のクロストークＸＴ（Ｌ）および右目のクロストークＸＴ（Ｒ）の角度特性を示す図である。左目用クロストークＸＴ（Ｌ）は、角度－θ０において極小値を取り、角度－θ０からずれるにしたがって大きくなる。同様に、右目用クロストークＸＴ（Ｒ）は、角度＋θ０において極小値を取り、角度＋θ０からずれるにしたがって大きくなる。以下では、ＸＴ（Ｒ）およびＸＴ（Ｌ）の極小値を、クロストークＸＴと定義する。
　［構成例１］
　第１の実施形態にかかる立体表示装置１の構成（図７、図８）に準じた立体表示装置を作製した。なお、電極ピッチＰＰ＝５３．７μｍ、バリアピッチＢＰ＝１７．８９μｍ、電極の幅Ｗ＝１３．８９μｍ、電極間の隙間Ｓ＝４μｍとした。バリア移動ピッチはＢＰ／２＝８．９５μｍである。
　１ｓｔ－ｍｉｎ．設定（Δｎ・ｄ≒５１０ｎｍ）において、屈折率異方性Δｎおよびセル厚ｄを変化させて５種類の立体表示装置を作製し、それぞれの立体表示装置のクロストークＸＴ（％）を測定した。結果を図２４に示す。
　図２５は、屈折率異方性ΔｎとクロストークＸＴの間の関係を示すグラフである。図２５に示すように、クロストークＸＴは屈折率異方性Δｎに依存し、屈折率異方性Δｎが小さいほどクロストークＸＴが小さくなる傾向があることが確認された。
　良好な３Ｄ品位を得るためには、クロストークＸＴを１．５％以下にすることがひとつの基準とされる。図２５から、屈折率異方性Δｎを０．１４以下にすれば、クロストークＸＴを１．５％以下にできることが分かった。
　続いて、上記の立体表示装置に加えて、リタデーションΔｎ・ｄの異なる立体表示装置を作製し、これらの立体表示装置のクロストークＸＴおよび追従性を測定した。結果を図２６に示す。
　なお、追従性は、実際にトラッキングを動作させ、観察者の頭の位置によりバリアを動かした場合の立体表示の見え方の指標であり、位置センサとして使用するカメラのフレームレートを可変させながら、輝度の変化およびクロストークの変化を目視によって評価した。カメラのフレームレートを６０ｆｐｓとした場合において、輝度変化およびクロストークの変化が確認できない場合を『◎』とし、６０～１２０ｆｐｓで確認できない場合には「○」とした。１２０ｆｐｓでわずかに輝度変化またはクロストークの変化が見える場合には「△」とし、１２０ｆｐｓでも輝度変化およびクロストークの変化が大きい場合を「×」とした。
　図２６に示すように、Ｎｏ．１の立体表示装置は、追従性は良好であったものの、クロストークＸＴが１．５％を超えた。屈折率異方性Δｎが高かったためと考えられる。
　Ｎｏ．２およびＮｏ．３の立体表示装置は、クロストークＸＴが１．５％以下であり、追従性も良好であった。また、１ｓｔ－ｍｉｎ．設定を満たしているため、２次元表示モードでの透過率が高かった。
　Ｎｏ．４の立体表示装置は、クロストークＸＴは低かったものの、追従性がやや劣っていた。これは、セル厚ｄがやや厚かったためと考えられる。
　Ｎｏ．５の立体表示装置は、クロストークＸＴは低かったものの、追従性が劣っていた。これは、セル厚ｄが厚かったためと考えられる。
　Ｎｏ．６の立体表示装置は、クロストークＸＴが１．５％以下であり、追従性も良好であった。しかし、１ｓｔ－ｍｉｎ．設定から外れているため、２次元表示モードでの透過率が低かった。
　［構成例２］
　第２の実施形態にかかる立体表示装置２の構成（図１７、図１８）に準じた立体表示装置を作製した。なお、電極ピッチＰＰ＝５３．７μｍ、バリアピッチＢＰ＝８．９５μｍ、電極の幅Ｗ＝４．９５μｍ、電極間の隙間Ｓ＝４μｍとした。バリア移動ピッチは、ＢＰ＝８．９５μｍである。
　構成例１と同様に、１ｓｔ－ｍｉｎ．設定（Δｎ・ｄ≒５１０ｎｍ）において、屈折率異方性Δｎおよびセル厚ｄを変化させて５種類の立体表示装置を作製し、それぞれの立体表示装置のクロストークＸＴ（％）を測定した。結果を図２７に示す。
　図２７に示すように、この構成例の場合にも、屈折率異方性Δｎが小さいほどクロストークＸＴが小さくなる傾向があることが確認された。
　［その他の実施形態］
　以上、本発明についての実施形態を説明したが、本発明は上述の各実施形態のみに限定されず、発明の範囲内で種々の変更が可能である。また、各実施形態は、適宜組み合わせて実施することが可能である。
　上述の各実施形態では、表示パネル１０とスイッチ液晶パネル２０とは、スイッチ液晶パネル２０が観察者９０側になるように重ねて配置された例を説明した。しかし、表示パネル１０とスイッチ液晶パネル２０とは、表示パネル１０が観察者９０側になるように重ねて配置されていても良い。スイッチ液晶パネル６０についても同様である。
　なお、表示パネル１０を観察者側に配置した構成では、スイッチ液晶パネル２０によって分離された光が表示パネル１０を通過する。この構成では、スイッチ液晶パネル２０によって分離された光が、表示パネル１０によって散乱または回折される。これによって、クロストークはスイッチ液晶パネル２０が表示パネル１０よりも観察者９０側に配置される構成よりも悪化するが、輝度の角度変化が緩やかになる。一方、スイッチ液晶パネル２０を観察者側に配置した構成では、表示パネル１０からの光がスイッチ液晶パネル２０によって分離される。この構成は、表示パネル１０を観察者側に配置した構成と比較して、分離特性に優れる。
　上述の各実施形態では、表示パネル１０として液晶表示パネルを用いた例を説明した。しかし、液晶表示パネルに代えて、有機ＥＬ（ＥｌｅｃｔｒｏＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）パネルや、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｓｙｓｔｅｍ）パネル、プラズマ表示パネルを用いても良い。
　本発明は、立体表示装置として産業上の利用が可能である。

Claims (10)

  1. 　画像を表示する表示パネルと、
    　前記表示パネルに重ねて配置されるスイッチ液晶パネルと、
    　観察者の位置情報を取得する位置センサと、
    　所定の整列方向に沿って透過領域と非透過領域とが周期的に形成された視差バリアを、前記位置情報に応じて前記整列方向に沿って移動させて前記スイッチ液晶パネルに表示させる制御部とを備え、
    　前記スイッチ液晶パネルは、
    　液晶分子の屈折率異方性Δｎが０．１４以下である液晶層と、
    　前記液晶層を挟んで対向する第１基板および第２基板と、
    　前記第１基板および前記第２基板の少なくとも一方に形成され、前記整列方向に沿って配置された複数の電極を含む電極群とを含む、立体表示装置。
  2. 　前記スイッチ液晶パネルは、ノーマリーホワイトである、請求項１に記載の立体表示装置。
  3. 　前記液晶層のリタデーションは、ファーストミニマムに設定されている、請求項１または２に記載の立体表示装置。
  4. 　前記液晶層の厚さは、５．５μｍ以下である、請求項１～３のいずれか一項に記載の立体表示装置。
  5. 　前記液晶層に電圧が印加されていないとき、前記第１基板側の液晶分子の配向方向と、前記第２基板側の液晶分子の配向方向とが、互いに９０°異なる、請求項１～４のいずれか一項に記載の立体表示装置。
  6. 　前記電極群は、
    　前記第１基板に形成され、前記整列方向に沿って所定間隔で配置された複数の電極を含む第１電極群と、
    　前記第２基板に形成され、前記整列方向に沿って前記所定間隔で配置された複数の電極を含む第２電極群とを含み、
    　前記第１電極群と前記第２電極群とは、前記整列方向において互いに前記所定間隔の半分だけずれて配置される、請求項１～５のいずれか一項に記載の立体表示装置。
  7. 　前記電極群は、
    　前記第１基板に形成され、前記整列方向に沿って所定間隔で配置された複数の電極を含む第１電極群と、
    　前記第２基板の概略全面に形成される共通電極とを含む、請求項１～５に記載の立体表示装置。
  8. 　前記スイッチ液晶パネルは、前記表示パネルよりも前記観察者側に配置される、請求項１～７のいずれか一項に記載の立体表示装置。
  9. 　前記表示パネルは、前記スイッチ液晶パネルよりも前記観察者側に配置される、請求項１～７のいずれか一項に記載の立体表示装置。
  10. 　前記表示パネルは、液晶表示パネルである、請求項１～９のいずれか一項に記載の立体表示装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019148621A (ja) * 2018-02-26 2019-09-05 三菱電機株式会社 表示装置、および、表示装置の駆動方法
JP2021021951A (ja) * 2015-11-09 2021-02-18 ソニー株式会社 表示装置

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104104934B (zh) * 2012-10-04 2019-02-19 陈笛 无眼镜多观众三维显示的组件与方法
US9872013B2 (en) * 2013-10-25 2018-01-16 Sharp Kabushiki Kaisha Stereoscopic display device
KR102436564B1 (ko) * 2017-12-29 2022-08-26 엘지디스플레이 주식회사 배리어 패널을 포함하는 입체 영상 표시 장치

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07287196A (ja) * 1994-02-25 1995-10-31 Sanyo Electric Co Ltd 立体表示装置
JPH0876139A (ja) * 1994-07-07 1996-03-22 Sanyo Electric Co Ltd 液晶表示装置
JPH11352454A (ja) * 1998-06-11 1999-12-24 Asahi Glass Co Ltd アレイシート、その製造方法、３次元表示装置および３次元像表示システム
WO2012035806A1 (ja) * 2010-09-13 2012-03-22 株式会社有沢製作所 立体画像表示装置
JP2013024957A (ja) * 2011-07-19 2013-02-04 Mitsubishi Electric Corp 表示装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3852935B2 (ja) * 2003-05-30 2006-12-06 株式会社東芝 立体画像表示装置
WO2013061458A1 (ja) * 2011-10-28 2013-05-02 株式会社東芝 画像表示装置
KR20130106217A (ko) * 2012-03-19 2013-09-27 삼성디스플레이 주식회사 3차원 영상 표시 방법 및 이를 수행하기 위한 표시 장치
US9677003B2 (en) * 2012-03-30 2017-06-13 Dic Corporation Liquid crystal display device and method for producing the same

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07287196A (ja) * 1994-02-25 1995-10-31 Sanyo Electric Co Ltd 立体表示装置
JPH0876139A (ja) * 1994-07-07 1996-03-22 Sanyo Electric Co Ltd 液晶表示装置
JPH11352454A (ja) * 1998-06-11 1999-12-24 Asahi Glass Co Ltd アレイシート、その製造方法、３次元表示装置および３次元像表示システム
WO2012035806A1 (ja) * 2010-09-13 2012-03-22 株式会社有沢製作所 立体画像表示装置
JP2013024957A (ja) * 2011-07-19 2013-02-04 Mitsubishi Electric Corp 表示装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021021951A (ja) * 2015-11-09 2021-02-18 ソニー株式会社 表示装置
JP7026186B2 (ja) 2015-11-09 2022-02-25 ソニーグループ株式会社 表示装置、表示ユニット、および透明板ユニット
JP2019148621A (ja) * 2018-02-26 2019-09-05 三菱電機株式会社 表示装置、および、表示装置の駆動方法

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