(57)【要約】【課題】光の指向方向の分離性能が高い電気光学装置を提供する【解決手段】本発明の液晶表示装置１（電気光学装置）は、照明装置２と表示用液晶パネル３（電気光学素子）とを備え、照明装置２は、単位領域Ｔ１，Ｔ２毎に光を射出するか否かを切換可能な照明装置本体１３と、照明装置本体１３の光射出側に配置された遮光板１４（遮光部材）と、を備え、遮光板１４は、照明装置本体１３から射出される光の一部を遮断する複数の遮光パターン２６を有する複数の遮光領域Ｂと、照明装置本体１３から射出される光の一部を透過させる複数の光透過領域Ｃと、を有し、遮光領域Ｂの少なくとも一部が単位領域Ｔ１，Ｔ２と平面的に重なる位置に配置され、光透過領域Ｃの少なくとも一部が単位領域Ｔ１，Ｔ２と平面的に重なる位置に配置されている。【選択図】図１
2010231011.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を射出する照明装置と、
前記照明装置から射出される光を変調して画像を表示する電気光学素子と、を備え、
前記照明装置は、複数の単位領域を有し、前記単位領域毎に光を射出するか否かを切換
可能な照明装置本体と、
前記照明装置本体の光射出側に配置された遮光部材と、を備え、
前記遮光部材は、前記照明装置本体から射出される光の一部を遮断する複数の遮光パタ
ーンが設けられた複数の遮光領域と、前記遮光領域以外の領域であって前記照明装置本体
から射出される光の一部を透過させる複数の光透過領域と、を有し、
前記遮光領域の少なくとも一部が前記単位領域と平面的に重なる位置に配置されるとと
もに、前記光透過領域の少なくとも一部が前記単位領域と平面的に重なる位置に配置され
たことを特徴とする電気光学装置。
【請求項２】
前記電気光学素子が、画像表示領域を構成する複数の画素と、前記複数の画素間を区画
する遮光パターンと、を有し、
前記照明装置の前記遮光パターンと前記電気光学素子の前記遮光パターンとは略平行な
方向に延在し、
前記照明装置の前記遮光パターンのピッチが、前記電気光学素子の前記遮光パターンの
ピッチよりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
【請求項３】
前記遮光パターンが前記画像表示領域の垂直方向に延在し、前記複数の遮光パターンが
前記画像表示領域の水平方向に所定の間隔をおいて配置されていることを特徴とする請求
項１または２に記載の電気光学装置。
【請求項４】
前記電気光学素子が、第１の画像と第２の画像とを時間順次に表示可能であり、
前記照明装置において前記単位領域毎に光を射出するか否かを切り換えるタイミングと
、前記電気光学素子において前記第１の画像の表示と前記第２の画像の表示を切り換える
タイミングとを同期させることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の電
気光学装置。
【請求項５】
前記照明装置本体の前記単位領域内に、電圧が個別に印加可能な複数の電極が設けられ
ていることを特徴とする請求項４に記載の電気光学装置。
【請求項６】
前記照明装置本体は、光を射出する光源と、
前記光源からの光が入射される前記複数の単位領域を有し、前記単位領域毎に所定の電
圧を液晶に印加可能な電極を有する液晶パネルと、を備えたことを特徴とする請求項１な
いし５のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項７】
前記照明装置本体は、各々が光を射出可能な前記複数の単位領域を有し、前記単位領域
毎に光を射出するか否かを切り換えるための電極を有する自発光パネルを備えたことを特
徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項８】
複数の単位領域を有し、前記単位領域毎に光を射出するか否かを切換可能な照明装置本
体と、
前記照明装置本体の光射出側に配置された遮光部材と、を備え、
前記遮光部材は、前記照明装置本体から射出される光の一部を遮断する複数の遮光パタ
ーンが設けられた複数の遮光領域と、前記遮光領域以外の領域であって前記照明装置本体
から射出される光の一部を透過させる複数の光透過領域と、を有し、
前記遮光領域の少なくとも一部が前記単位領域と平面的に重なる位置に配置されるとと
もに、前記光透過領域の少なくとも一部が前記単位領域と平面的に重なる位置に配置され
たことを特徴とする照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気光学装置および照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶表示装置は、観察者が液晶表示装置に対して異なる角度からでも良質の画像
を視認できるように、視角特性が広くなるように設計されている。これは、複数の観察者
が液晶表示装置から同じ画像を視認する場合を想定して設計されるためである。これに対
して、近年、観察者が一人で表示を見ているときに他人に覗かれたくないという要求もあ
り、その場合は、逆に狭い視角特性が求められている。例えば公共の場で使用するノート
パソコンや携帯電話などを用途とする場合などである。その他、複数の観察者が同じ液晶
表示装置から異なる画像を視認する使用形態（以下、この種の形態のことを２画面表示と
称する）、例えば自動車において、運転者は衛星ナビゲーション画像を視認し、同乗者は
娯楽画像等を見る場合、あるいは観察者が右眼用画像と左眼用画像による立体画像を視認
する使用形態なども求められており、液晶表示装置はより多様な表示が求められている。
【０００３】
上述したように、２画面表示や立体画像表示等、指向性を有する表示を実現する場合、
バックライトからの光の進行方向を特定の２方向に制御する手段を備えた液晶表示装置が
提案されている（例えば、下記の特許文献１、２参照）。例えば、特許文献１の液晶表示
装置は、光の進行方向を２方向に制御して表示用液晶パネルに入射させる手段として、細
分化した電極を有する制御用液晶パネルと、制御用液晶パネルから射出された光を特定の
２方向に偏向させるレンチキュラーレンズと、を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１３３３０２号公報
【特許文献２】特開２００７−１９３１０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
指向性表示が可能な上記従来の液晶表示装置においては、レンチキュラーレンズを用い
て光の指向方向を分離しているが、隣接するレンズ同士の境界の部分で光漏れが生じるこ
とに起因して、光の指向方向の分離が悪い、光の指向方向の乱れが生じる、等の問題があ
った。また、２つの指向方向を大きく分離したい場合には、レンズの曲率を増大させる必
要がある。しかしながら、レンズの曲率の増大には限界があり、実際には指向方向を大き
く分離するのが困難であった。
【０００６】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、光の指向方向の分離性
能を従来よりも向上できる電気光学装置および照明装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明の電気光学装置は、光を射出する照明装置と、前
記照明装置から射出される光を変調して画像を表示する電気光学素子と、を備え、前記照
明装置は、複数の単位領域を有し、前記単位領域毎に光を射出するか否かを切換可能な照
明装置本体と、前記照明装置本体の光射出側に配置された遮光部材と、を備え、前記遮光
部材は、前記照明装置本体から射出される光の一部を遮断する複数の遮光パターンが設け
られた複数の遮光領域と、前記遮光領域以外の領域であって前記照明装置本体から射出さ
れる光の一部を透過させる複数の光透過領域と、を有し、前記遮光領域の少なくとも一部
が前記単位領域と平面的に重なる位置に配置されるとともに、前記光透過領域の少なくと
も一部が前記単位領域と平面的に重なる位置に配置されたことを特徴とする。
【０００８】
本発明の電気光学装置においては、遮光領域の少なくとも一部および光透過領域の少な
くとも一部が単位領域と平面的に重なっているため、照明装置本体によって単位領域毎に
光の射出、非射出が切り換わると、遮光部材の光射出側の外部空間において、光透過領域
を通して表示が明るく見える方向と遮光領域で光が遮断されて表示が暗くなる方向とが変
化する。したがって、観察者の見る角度によっては、電気光学素子が作る表示画像を見え
難くしたり、異なる画像を見せたりすることができる。このようにして、視角制御（広視
角／狭視角の切り換え）、２画面表示、立体画像表示等の機能を実現できる。
【０００９】
本発明の電気光学装置によれば、単位領域毎に光を射出するか否かを切換可能な照明装
置本体と遮光部材のみを用い、遮光領域、光透過領域と単位領域位置との位置関係の調整
で光の指向方向を制御できるため、従来のレンチキュラーレンズのようなレンズを用いる
必要がない。したがって、隣接するレンズの境界で光漏れが生じ、指向方向の分離性能が
低下する、指向方向を大きく分離し難い等、レンズの使用に伴う不具合を解消でき、光の
指向方向の分離性能が高い電気光学装置を実現できる。また、レンズに代えて遮光部材を
用いれば良いので、装置の低コスト化、薄型化を図ることができる。
【００１０】
本発明の電気光学装置において、前記電気光学素子が、画像表示領域を構成する複数の
画素と、前記複数の画素間を区画する遮光パターンと、を有し、前記照明装置の前記遮光
パターンと前記電気光学素子の前記遮光パターンとは略平行な方向に延在し、前記照明装
置の前記遮光パターンのピッチが、前記電気光学素子の前記遮光パターンのピッチよりも
小さいことが望ましい。
【００１１】
照明装置の遮光パターンと電気光学素子の遮光パターンとが略平行な方向に延在してい
る場合、そのピッチが一致していると、遮光パターン同士の僅かな位置ズレでモアレが発
生し、表示品位を著しく低下させる。その点、上記の構成によれば、照明装置の遮光パタ
ーンのピッチが電気光学素子の遮光パターンのピッチよりも小さいので、モアレの発生を
抑えることができる。また、照明装置の遮光パターンのピッチが電気光学素子の遮光パタ
ーンのピッチよりも大きいと、照明光の明るさムラが発生する虞があるが、上記の構成で
あればそのような虞もない。
【００１２】
本発明の電気光学装置において、前記遮光パターンが前記画像表示領域の垂直方向に延
在し、前記複数の遮光パターンが前記画像表示領域の水平方向に所定の間隔をおいて配置
されていることが望ましい。なお、ここで言う「画像表示領域の垂直方向」とは、画像を
構成する複数の走査線が配列された方向であって、観察者が画像表示領域を見る方向にお
ける縦方向であり、「画像表示領域の水平方向」とは、前記走査線が延在する方向であっ
て、観察者が画像表示領域を見る方向における横方向である。
この構成によれば、画像表示領域の水平方向に沿って表示が明るく見える箇所と表示が
暗くなる箇所とができるので、画像に正対したときの横方向での視角制御、横方向での２
画面表示、立体画像表示等の機能を実現できる。具体的には、観察者の横方向からの覗き
見の防止、自動車の運転席と助手席からの２画面表示、立体画像表示（立体画像表示の場
合は横方向であることが必須）等が実現できる。
【００１３】
本発明の電気光学装置において、前記電気光学素子が、第１の画像と第２の画像とを時
間順次に表示可能であり、前記照明装置において前記単位領域毎に光を射出するか否かを
切り換えるタイミングと、前記電気光学素子において前記第１の画像の表示と前記第２の
画像の表示を切り換えるタイミングとを同期させる構成を採用できる。
【００１４】
本発明においては、電気光学素子の画像表示領域を構成する複数の画素のうち、一部の
画素を第１の画像形成用の画素に、残りの画素を第２の画像形成用の画素に割り当て、第
１の画像と第２の画像を異なる画素で同時に表示することによって、２画面表示や立体画
像表示を実現できる。これに対して、上記のように、電気光学素子が第１の画像と第２の
画像とを時間順次に表示する場合、照明装置における単位領域毎の光の射出、非射出の切
り換えと、電気光学素子における第１の画像、第２の画像の切り換えを同期させ、例えば
通常のフレームレートの２倍速で駆動すれば、第１の画像、第２の画像の各々は通常のフ
レームレートで表示され、２画面表示や立体画像表示を通常通り視認できる。この構成で
は、画素を使い分ける必要がないので、全ての画素を使って高い解像度を持つ２画面表示
や立体画像表示が得られる。
【００１５】
本発明の電気光学装置において、前記照明装置本体の前記単位領域内に、電圧が個別に
印加可能な複数の電極が設けられている構成を採用しても良い。
この構成によれば、単位領域の中が複数の電極で分割されており、その分割された小領
域毎に光の射出、非射出を切り換えることができる。そのため、複数の電極に対する電圧
印加、無印加の組み合わせを変えることで、照明装置本体から光が射出する位置と遮光領
域（もしくは光透過領域）の位置との相対関係を変えることができる。これにより、照明
装置全体としての光の指向方向が変えられるので、例えば、２画面表示や立体画像表示等
の指向性表示と視角制御との２つの機能が１台の装置で実現できる。
【００１６】
本発明の電気光学装置において、前記照明装置本体が、光を射出する光源と、前記光源
からの光が入射される前記複数の単位領域を有し、前記単位領域毎に所定の電圧を液晶に
印加可能な電極を有する液晶パネルと、を備えた構成を採用できる。
もしくは、前記照明装置本体が、各々が光を射出可能な前記複数の単位領域を有し、前
記単位領域毎に光を射出するか否かを切り換えるための電極を有する自発光パネルを備え
た構成を採用できる。
この構成によれば、液晶パネルや、例えば有機エレクトロルミネッセンス（Electrolum
inescence, 以下、ＥＬと略記する）パネル等の自発光パネルを用いて照明装置を構成す
ることができる。なお、これらのパネルとしては、高速に駆動でき、応答速度が速いもの
が望ましい。
【００１７】
本発明の照明装置は、複数の単位領域を有し、前記単位領域毎に光を射出するか否かを
切換可能な照明装置本体と、前記照明装置本体の光射出側に配置された遮光部材と、を備
え、前記遮光部材は、前記照明装置本体から射出される光の一部を遮断する複数の遮光パ
ターンが設けられた複数の遮光領域と、前記遮光領域以外の領域であって前記照明装置本
体から射出される光の一部を透過させる複数の光透過領域と、を有し、前記遮光領域の少
なくとも一部が前記単位領域と平面的に重なる位置に配置されるとともに、前記光透過領
域の少なくとも一部が前記単位領域と平面的に重なる位置に配置されたことを特徴とする
。
上述したように、本発明の照明装置においても、電気光学素子と組み合わせて用いるこ
とで、光の指向方向の分離性能が高い電気光学装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態の液晶表示装置を示す断面図である。
【図２】同、液晶表示装置が備える照明装置の電極等を示す平面図である。
【図３】同、液晶表示装置の変形例を示す断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態の液晶表示装置を示す断面図である。
【図５】本発明の第３実施形態の液晶表示装置を示す断面図である。
【図６】本発明の第４実施形態の液晶表示装置を示す断面図である。
【図７】同、液晶表示装置が備える照明装置の電極等を示す平面図である。
【図８】同、照明装置の変形例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について図１〜図３を用いて説明する。
本実施形態の電気光学装置は、電気光学素子として透過型液晶表示素子を用いた液晶表
示装置の例である。
図１（Ａ）、（Ｂ）は本実施形態の液晶表示装置を示す断面図であり、図１（Ａ）と図
１（Ｂ）とは照明装置を構成する液晶パネルにおいて電圧を印加した電極が異なっている
。図２は照明装置の電極等を示す平面図である。
なお、以下の各図面においては、各構成要素を見やすくするため、構成要素によって寸
法や縮尺を変えて示すことがある。
【００２０】
本実施形態の液晶表示装置１は、図１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、照明装置２と、表
示用液晶パネル３（電気光学素子）と、を有している。表示用液晶パネル３は、複数の画
素がマトリクス状に配置された画像表示領域を有し、照明装置２から射出された光を変調
して画像を表示するものである。表示用液晶パネル３は、素子基板４と、カラーフィルタ
ー基板５と、これらの基板間に挟持された液晶層（図示略）と、を有している。図１にお
いて、符号７は、カラーフィルター６を構成する赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各着色
層を区画するブラックマトリクス（遮光パターン）である。表示用液晶パネル３は、透過
型の液晶パネルであれば、特に液晶材料、液晶モード等は限定されるものではなく、例え
ばポジ型液晶／ネガ型液晶、ノーマリーホワイト／ノーマリーブラック、ＴＮ（Twisted 
Nematic）モード／ＶＡ（Vertical Align）モード／横電界モード等のいずれの組み合わ
せを用いても良い。
【００２１】
また、本実施形態の表示用液晶パネル３は、通常のフレームレートである６０Ｈｚの２
倍速である１２０Ｈｚのフレームレートで第１の画像と第２の画像とを時間順次に表示が
可能なものである。「第１の画像」と「第２の画像」とは、例えば、自動車内の運転者が
見る画像と同乗者が見る画像、もしくは立体画像表示時の右眼用画像と左眼用画像のよう
に、表示内容が異なる画像のことである。
【００２２】
照明装置２は、バックライト９（光源）と指向方向制御用液晶パネル１０と一対の偏光
板１１，１２とからなる照明装置本体１３と、遮光板１４（遮光部材）と、を備えている
。バックライト９は、如何なる形態のバックライトを用いても良い。指向方向制御用液晶
パネル１０は、バックライト９の光射出側に配置され、後述する単位領域毎にバックライ
ト９から入射された光を変調するものである。指向方向制御用液晶パネル１０の光入射側
に設けられた偏光板１１は指向方向制御用液晶パネル１０に入射する光の偏光状態を規定
するものであり、指向方向制御用液晶パネル１０の光射出側に設けられた偏光板１２は指
向方向制御用液晶パネル１０によって変調された光の透過、吸収（非透過）を選択するも
のである。指向方向制御用液晶パネル１０としては、液晶の応答時間が短い高速応答が可
能な液晶パネルを用いることが望ましい。
【００２３】
指向方向制御用液晶パネル１０は、ガラス等の透明基板からなる第１基板１６、第２基
板１７と、これら第１基板１６、第２基板１７間に挟持された液晶層１８を備えている。
指向方向制御用液晶パネル１０は、表示用液晶パネル３と同様、透過型の液晶パネルであ
れば良く、特に液晶材料、液晶モード等は限定されるものではない。例えば、ポジ型液晶
／ネガ型液晶、ノーマリーホワイト／ノーマリーブラック、ＴＮモード／ＶＡモード／横
電界モード等のいずれの組み合わせを用いても良いが、本実施形態では、ネガ型液晶、ノ
ーマリーホワイト、ＶＡモードを採用している。
【００２４】
第１基板１６の液晶層１８側の面（以下、この面を「内面」と称し、反対側の面を「外
面」と称する）には、インジウム錫酸化物（Indium Tin Oxide, 以下、ＩＴＯと略記する
）等の透明導電膜からなるセグメント電極２１，２２が形成されている。セグメント電極
２１，２２の平面形状は、図２に示すように、画像表示領域の垂直方向に延在する複数の
電極指２１ａ，２２ａを有する櫛歯状の第１セグメント電極２１および第２セグメント電
極２２を有しており、双方のセグメント電極２１，２２の複数の電極指２１ａ，２２ａが
互いに噛み合うように配置されている。したがって、第１セグメント電極２１、第２セグ
メント電極２２の全ての電極指２１ａ，２２ａに対して１本おきに同一の電圧が印加され
る構成となっている。
【００２５】
一方、第２基板１７の内面には、ＩＴＯ等の透明導電膜からなるベタ状のコモン電極２
３が形成されており、コモン電極２３に一定の電圧が印加される構成となっている。また
、第１基板１６上の第１セグメント電極２１および第２セグメント電極２２、第２基板１
７上のコモン電極２３を覆うように、それぞれ垂直配向膜（図示略）が形成されている。
【００２６】
以上の電極構成により、第１基板１６上の第１セグメント電極２１と第２基板１７上の
コモン電極２３とが対向する領域、第１基板１６上の第２セグメント電極２２と第２基板
１７上のコモン電極２３とが対向する領域の液晶層１８にはそれぞれ電界が印加されるこ
とになる。これらの領域のことを以下、それぞれ「第１単位領域Ｔ１」、「第２単位領域
Ｔ２」と称する。例えば、コモン電極２３の電位をＶ１に固定した状態で第１セグメント
電極２１の電位をＶ１、第２セグメント電極２２の電位をＶ２（Ｖ１≠Ｖ２）とすると、
第１単位領域Ｔ１の液晶層１８は電圧無印加状態、第２単位領域Ｔ２の液晶層１８は電圧
印加状態となる。逆に、コモン電極２３の電位をＶ１に固定した状態で第１セグメント電
極２１の電位をＶ２、第２セグメント電極２２の電位をＶ１とすると、第１単位領域Ｔ１
の液晶層１８は電圧印加状態、第２単位領域Ｔ２の液晶層１８は電圧無印加状態となる。
【００２７】
指向方向制御用液晶パネル１０の光射出側には、複数の遮光パターン２６を有する遮光
板１４が配置されている。遮光板１４は、例えばガラス等の光透過性を有する基板２７の
一面に、クロム等の光透過性の低い金属等からなる複数の遮光パターン２６が形成された
ものである。複数の遮光パターン２６は、図２に示すように、各々の遮光パターン２６が
画像表示領域の垂直方向Ｖに延在し、画像表示領域の水平方向Ｈに所定の間隔をおいて配
置されている。したがって、遮光板１４は、画像表示領域の水平方向Ｈにおいて、遮光パ
ターン２６によって光が遮断される遮光領域Ｂと、２本の遮光パターン２６間を光が透過
する光透過領域Ｃとが交互に配置されたものとなる。本実施形態では、遮光領域Ｂの幅Ｗ
Ｂ（短手方向の寸法）と光透過領域Ｃの幅ＷＣ（短手方向の寸法）は略同一である。
【００２８】
また、図２に示すように、複数の遮光パターン２６の延在方向と第１、第２セグメント
電極２１，２２の複数の電極指２１ａ，２２ａの延在方向とは略平行であり、隣接する遮
光パターン２６のピッチＰ１と各セグメント電極２１，２２の隣接する電極指２１ａ，２
２ａのピッチＰ２，Ｐ３とは略同一である。また、各遮光領域Ｂの一部が第１単位領域Ｔ
１および第２単位領域Ｔ２と平面的に重なる位置に配置されるとともに、各光透過領域Ｃ
の一部が第１単位領域Ｔ１および第２単位領域Ｔ２と平面的に重なる位置に配置されてい
る。
【００２９】
また、図１に示すように、遮光板１４の各遮光パターン２６のピッチＰ１は表示用液晶
パネル３のブラックマトリクス７のピッチＰ４よりも十分に小さく設定されている。例え
ば、表示用液晶パネル３のブラックマトリクス７のピッチＰ４が１００μｍであったとす
ると、遮光板１４の各遮光パターン２６のピッチＰ１は５０μｍ程度に設定されている。
また、第１基板１６の外面側には入射側偏光板１１が設けられ、遮光板１４の光射出側に
は射出側偏光板１２が設けられている。これら偏光板１１，１２の透過軸の方向は平行に
配置されている。
【００３０】
図１（Ａ）には、第１単位領域Ｔ１の液晶層１８を電圧無印加状態とし、第２単位領域
Ｔ２の液晶層１８を電圧印加状態としたときの液晶分子１８Ｂの配向状態を模式的に示し
てある。一方、図１（Ｂ）には、第１単位領域Ｔ１の液晶層１８を電圧印加状態とし、第
２単位領域Ｔ２の液晶層１８を電圧無印加状態としたときの液晶分子１８Ｂの配向状態を
模式的に示してある。
【００３１】
図１（Ａ）の状態では、第１単位領域Ｔ１の液晶分子１８Ｂは基板面に対して長軸が垂
直な方向に立った状態であり、入射側偏光板１１から入射した光は偏光状態を変えずに射
出側偏光板１２から射出されるので、第１単位領域Ｔ１は明表示となる。一方、第２単位
領域Ｔ２の液晶分子１８Ｂは基板面に対して長軸が平行な方向に傾倒した状態であり、入
射側偏光板１１から入射した光は偏光状態を変え、射出側偏光板１２で遮断されるので、
第２単位領域Ｔ２は暗表示となる。
【００３２】
逆に、図１（Ｂ）の状態では、第１単位領域Ｔ１の液晶分子１８Ｂは基板面に対して長
軸が平行な方向に傾倒した状態であり、入射側偏光板１１から入射した光は偏光状態を変
え、射出側偏光板１２で遮断されるので、第１単位領域Ｔ１は暗表示となる。一方、第２
単位領域Ｔ２の液晶分子１８Ｂは基板面に対して長軸が垂直な方向に立った状態であり、
入射側偏光板１１から入射した光は偏光状態を変えずに射出側偏光板１２から射出される
ので、第２単位領域Ｔ２は明表示となる。
【００３３】
本実施形態の指向方向制御用液晶パネル１０は、上述したように、高速応答が可能なも
のが用いられ、各セグメント電極２１，２２の電位の切り換え、および液晶分子１８Ｂの
配向状態の切り換えが１２０Ｈｚで行えるようになっている。さらに、表示用液晶パネル
３の駆動と指向方向制御用液晶パネル１０の駆動を制御する制御部（図示略）を備えてお
り、この制御部によって、表示用液晶パネル３の第１の画像表示／第２の画像表示を切り
換えるタイミングと、指向方向制御用液晶パネル１０の各単位領域Ｔ１，Ｔ２の明表示／
暗表示を切り換えるタイミングを同期させる。
【００３４】
そこで、例えば、図１（Ａ）の状態で表示用液晶パネル３が第１の画像を表示していた
とする。このとき、観察者が図１（Ａ）の右斜め上方向から液晶表示装置１を見ると、こ
の方向からは遮光板１４の光透過領域Ｃを通して指向方向制御用液晶パネル１０の第１単
位領域Ｔ１の明表示が見えるので、表示用液晶パネル３上の第１の画像を視認することが
できる。ところが、この状態で観察者が図１（Ａ）の左斜め上方向から液晶表示装置１を
見ると、この方向からは遮光板１４の遮光領域Ｂに遮断されて第１単位領域Ｔ１の明表示
が見えず、また、光透過領域Ｃを通して第２単位領域Ｔ２の暗表示を見ることになるので
、表示用液晶パネル３上の第１の画像を視認することができない。
【００３５】
次に、図１（Ｂ）の状態で表示用液晶パネル３が第２の画像を表示していたとする。こ
のとき、観察者が図１（Ｂ）の左斜め上方向から液晶表示装置１を見ると、この方向から
は遮光板１４の光透過領域Ｃを通して指向方向制御用液晶パネル１０の第２単位領域Ｔ２
の明表示が見えるので、表示用液晶パネル３上の第２の画像を視認することができる。と
ころが、この状態で観察者が図１（Ｂ）の右斜め上方向から液晶表示装置１を見ると、こ
の方向からは遮光板１４の遮光領域Ｂに遮断されて第２単位領域Ｔ２の明表示が見えず、
また、光透過領域Ｃを通して第１単位領域Ｔ１の暗表示を見ることになるので、表示用液
晶パネル３上の第２の画像を視認することができない。
【００３６】
以上のようにして、本実施形態の液晶表示装置１においては、図１（Ａ）、（Ｂ）の右
斜め上方向からは第１の画像が視認でき、左斜め上方向からは第２の画像が視認できるた
め、２画面表示、立体表示等の指向性表示を実現することができる。２画面表示とするか
、立体表示とするかは、各単位領域Ｔ１，Ｔ２と遮光パターン２６の寸法や距離等を調整
して左右の指向方向の広がりを変えることによって選択が可能である。また、表示用液晶
パネル３、指向方向制御用液晶パネル１０の切り換えが１２０Ｈｚで行われるので、第１
の画像、第２の画像の各々は６０Ｈｚの画像として認識できる。
【００３７】
本発明の液晶表示装置１によれば、第１単位領域Ｔ１、第２単位領域Ｔ２毎に明表示、
暗表示を切換可能な指向方向制御用液晶パネル１０と遮光板１４のみを用いて指向性表示
を実現でき、従来のレンチキュラーレンズのようなレンズを用いる必要がない。したがっ
て、隣接するレンズの境界で光漏れが生じ、指向方向の分離性能が低下する、指向方向を
大きく分離し難い等、レンズの使用に伴う不具合を解消でき、光の指向方向の分離性能が
高い液晶表示装置を実現できる。また、遮光板１４を用いたことで、レンズを用いた場合
に比べてコストの低減、装置の薄型化を図ることができる。
【００３８】
また、場合によっては、遮光板１４の遮光パターン２６と表示用液晶パネル３のブラッ
クマトリクス７とで光の干渉が生じてモアレが発生し、表示品位を著しく低下させる虞が
ある。その点、本実施形態の構成によれば、遮光板１４の遮光パターン２６のピッチＰ１
が表示用液晶パネル３のブラックマトリクス７のピッチＰ４よりも十分に小さいので、モ
アレの発生を抑えることができる。また、遮光板１４の遮光パターン２６のピッチが十分
に小さいため、照明光の明るさムラが発生する虞もない。
【００３９】
なお、本実施形態においては、第１単位領域Ｔ１、第２単位領域Ｔ２を交互に明表示も
しくは暗表示とし、２画面表示、立体表示等の指向性表示を行う構成としたが、例えば第
１単位領域Ｔ１、第２単位領域Ｔ２のいずれか一方を常に暗表示とすれば、片側からは常
に表示が見えないような視角制御を行うこともできる。また、本実施形態では、指向方向
制御用液晶パネル１０をノーマリーホワイトモードとしたが、これとは逆にノーマリーブ
ラックモードを採用しても良い。ノーマリーブラックモードを採用した場合、第１セグメ
ント電極２１−第２セグメント電極２２間の光漏れが生じず、指向性表示の分離性能が低
下しない、という点で有利である。
【００４０】
［変形例１］
上記実施形態では、遮光領域の幅と光透過領域の幅を同一としたが、この構成に代えて
、図３に示すように、遮光パターン２９の幅を上記実施形態の遮光パターン２６の幅より
も大きくし、遮光領域Ｂの幅を光透過領域Ｃの幅よりも大きくしても良い。このように、
遮光領域Ｂの幅を光透過領域Ｃの幅よりも大きくすると、パネルの法線方向からより大き
く傾いた方向からでないと画像が視認できない。したがって、この構成は、第１の画像と
第２の画像のクロストークが改善できる、という点で有利である。
【００４１】
［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態について図４を用いて説明する。
図４は本実施形態の液晶表示装置を示す断面図である。
本実施形態の液晶表示装置の基本構成は第１実施形態と同様であるため、図４において
図１（Ａ）、（Ｂ）と共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００４２】
本実施形態の液晶表示装置３２は、表示用液晶パネル３の遮光板１４に対向する側の面
に、光拡散層３１が設けられている。光拡散層３１は、照明装置２から入射した光を拡散
させて表示用液晶パネル３に入射させるためのものであり、例えば、バックライトに一般
的に用いられている拡散シート等を用いることができる。さらに、光拡散層３１と遮光板
１４との間には１ｍｍ〜数ｍｍ程度の間隙が設けられている。
【００４３】
本実施形態においても、光の指向方向の分離性能が高く、低コスト、薄型の液晶表示装
置が実現できる、といった第１実施形態の同様の効果が得られる。また、第１実施形態で
は、遮光板１４の遮光パターン２６のピッチＰ１を表示用液晶パネル３のブラックマトリ
クス７のピッチＰ４よりも十分に小さくすることでモアレを抑制していたが、本実施形態
では、それに加えて、表示用液晶パネル３と遮光板１４との間に光拡散層３１と間隙を設
けた構成としたため、モアレをより確実に抑制することができる。なお、光拡散層３１の
位置は、遮光板１４の表示用液晶パネル３に対向する側の面でも良いし、表示用液晶パネ
ル３の最表面でも良いが、図４に示した位置が、表示用液晶パネル３の元々の表示品位を
損なわないという意味で最も効果的である。
【００４４】
［第３実施形態］
以下、本発明の第３実施形態について図５を用いて説明する。
図５（Ａ）、（Ｂ）は本実施形態の液晶表示装置を示す断面図である。
本実施形態の液晶表示装置の基本構成は第１実施形態と同様であり、各遮光パターンと
各単位領域との位置関係が異なるのみである。
よって、図５（Ａ）、（Ｂ）において図１（Ａ）、（Ｂ）と共通の構成要素には同一の
符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００４５】
第１実施形態では、各遮光領域Ｂの一部が第１単位領域Ｔ１にも第２単位領域Ｔ２にも
平面的に重なり、各光透過領域Ｃの一部が第１単位領域Ｔ１にも第２単位領域Ｔ２にも平
面的に重なる構成であった。
これに対して、本実施形態の液晶表示装置３５は、図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、
各遮光領域Ｂの全てが第１単位領域Ｔ１、第２単位領域Ｔ２のいずれか一方に平面的に重
なり、各光透過領域Ｃの全てが第１単位領域Ｔ１、第２単位領域Ｔ２の残りの他方に平面
的に重なる構成である。換言すると、本実施形態の液晶表示装置３５は、各遮光領域Ｂの
全てが第１セグメント電極２１、第２セグメント電極２２のいずれか一方に平面的に重な
り、各光透過領域Ｃの全てが第１セグメント電極２１、第２セグメント電極２２の残りの
他方に平面的に重なり、遮光パターン２６と電極とが１：１に対応している構成である。
したがって、本実施形態の遮光パターン２６は、第１実施形態の遮光パターン２６に対し
て遮光パターン２６間のピッチＰ１の１／４分の距離だけずらした構成である。
【００４６】
図５（Ａ）は、図１（Ａ）と同様、第１単位領域Ｔ１は明表示、第２単位領域Ｔ２は暗
表示である場合を示し、図５（Ｂ）は、図１（Ｂ）と同様、第１単位領域Ｔ１は暗表示、
第２単位領域Ｔ２は明表示である場合を示している。第１実施形態は２画面表示、立体表
示等を行うことを目的としていたため、表示用液晶パネル３が互いに異なる第１の画像と
第２の画像とを表示するものとした。これに対して、本実施形態の液晶表示装置３５は、
視角制御を目的としているため、表示用液晶パネル３は一つの画像を表示しているものと
する。
【００４７】
そこで、図５（Ａ）の状態では、観察者が図５（Ａ）の右斜め上方向もしくは左斜め上
方向から液晶表示装置３５を見ると、これらの方向からは遮光板１４の光透過領域Ｃを通
して指向方向制御用液晶パネル１０の第１単位領域Ｔ１の明表示が見えるので、表示用液
晶パネル３上の画像を視認することができる。ところが、観察者が図５（Ａ）の真上方向
（液晶表示装置３５の正面方向）から液晶表示装置３５を見ると、この方向からは遮光板
１４の遮光領域Ｂに遮断されて第１単位領域Ｔ１の明表示が見えず、また、光透過領域Ｃ
を通して第２単位領域Ｔ２の暗表示を見ることになるので、表示用液晶パネル３上の画像
を視認することができない。
【００４８】
次に、図５（Ｂ）の状態では、観察者が図５（Ｂ）の真上方向（液晶表示装置３５の正
面方向）から液晶表示装置３５を見ると、この方向からは遮光板１４の光透過領域Ｃを通
して指向方向制御用液晶パネル１０の第２単位領域Ｔ２の明表示が見えるので、表示用液
晶パネル３上の画像を視認することができる。ところが、観察者が図５（Ｂ）の右斜め上
方向もしくは左斜め上方向から液晶表示装置３５を見ると、この方向からは遮光板１４の
遮光領域Ｂに遮断されて第２単位領域Ｔ２の明表示が見えず、また、光透過領域Ｃを通し
て第１単位領域Ｔ１の暗表示を見ることになるので、表示用液晶パネル３上の画像を視認
することができない。
【００４９】
このように、本実施形態の液晶表示装置３５においては、図５（Ａ）の状態では液晶表
示装置３５の正面以外の斜め方向からのみ表示が視認でき、図５（Ｂ）の状態では液晶表
示装置３５の正面方向からのみ表示が視認できる、という視角制御機能を備えた液晶表示
装置が実現できる。
本実施形態においても、光の指向方向の分離性能が高く、低コスト、薄型の液晶表示装
置が実現できる、といった第１実施形態の同様の効果が得られる。
【００５０】
［第４実施形態］
以下、本発明の第４実施形態について図６、図７を用いて説明する。
図６（Ａ）、（Ｂ）は本実施形態の液晶表示装置を示す断面図である。図７は遮光パタ
ーンと指向方向制御用液晶パネルの電極の配置を示す平面図である。
本実施形態の液晶表示装置の基本構成は第１実施形態と同様であり、指向方向制御用液
晶パネルの電極の構成が異なっている。
よって、図６（Ａ）、（Ｂ）、図７において図１（Ａ）、（Ｂ）、図２と共通の構成要
素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００５１】
第１実施形態では、第１、第２セグメント電極の各々が櫛歯状の電極であり、遮光板上
の隣接する遮光パターンのピッチと各セグメント電極の隣接する電極指のピッチが同一で
あった。
これに対して、本実施形態の液晶表示装置４０では、図６、図７に示すように、指向方
向制御用液晶パネル１０の第１基板１６上のセグメント電極４１は、一対の櫛歯状電極で
はなく、第１実施形態のセグメント電極２１，２２の電極指２１ａ，２２ａよりも細い帯
状の複数の電極からなり、相互には接続されていない。具体的には、本実施形態の各セグ
メント電極４１の幅（短手方向の寸法）は、第１実施形態のセグメント電極２１，２２の
各電極指２１ａ，２２ａの幅（電極指の短手方向の寸法）の１／２に設定されている。ま
た、複数のセグメント電極４１には個別に電圧が印加できる構成となっている。なお、第
２基板１７上のコモン電極２３の構成、遮光板１４の構成等は第１実施形態と同様である
。
【００５２】
本実施形態の場合、セグメント電極４１が細かく分割され、複数のセグメント電極４１
に対して個別に電圧が印加できるため、同一電位によって液晶分子１８Ｂの配向状態が制
御される一つの単位領域を構成するセグメント電極４１と遮光パターン２６との位置関係
を、第１実施形態や第３実施形態のように固定ではなく、変化させることができる。具体
的には、本実施形態では、１つの遮光領域Ｂもしくは光透過領域Ｃに２つのセグメント電
極４１が対応しており、図６（Ａ）では、１つの遮光領域Ｂもしくは光透過領域Ｃの真下
に位置しない２つのセグメント電極４１、すなわち１つの遮光領域Ｂもしくは光透過領域
Ｃから電極１個分ずれた位置にある２つのセグメント電極４１に対して同一の電圧を印加
している。このような電圧印加パターンを採用することにより、図１（Ａ）、（Ｂ）に示
した第１実施形態の液晶表示装置１と等価になり、２画面表示、立体表示等の指向性表示
を実現可能となる。
【００５３】
次に、電極構成は同じであっても電圧印加パターンを変えて、図６（Ｂ）に示すように
、１つの遮光領域Ｂもしくは光透過領域Ｃの真下に位置する２つのセグメント電極４１に
対して同一の電圧を印加する。このような電圧印加パターンを採用することにより、図５
（Ａ）、（Ｂ）に示した第３実施形態の液晶表示装置３５と等価になり、正面／斜めの視
角方向の切り換えが可能な視角制御機能を実現可能となる。
【００５４】
このように、本実施形態によれば、２画面表示、立体表示等の指向性表示機能と視角制
御機能を兼ね備えた液晶表示装置を実現することができる。ただし、上記の機能を実現す
るには、制御部によって、指向方向制御用液晶パネル１０への上記電圧印加パターンの切
り換えと、表示用液晶パネル３の第１、第２の画像表示／通常表示の切り換えとを連動さ
せることが必要である。
本実施形態においても、光の指向方向の分離性能が高く、低コスト、薄型の液晶表示装
置が実現できる、といった第１実施形態の同様の効果が得られる。
【００５５】
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸
脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば上記実施形態では、
遮光板上の遮光パターンの形状と指向方向制御用液晶パネルのセグメント電極の形状をと
もにストライプ状としたが、必ずしもストライプ状にしなくても良い。例えば、図８に示
すように、遮光パターン４２を千鳥状に配置し、複数の矩形状のセグメント電極４３ａ，
４３ｂをマトリクス状に配置した構成としても良い。この場合、複数のセグメント電極の
うち、千鳥状に並ぶ複数のセグメント電極４３ａ，４３ｂ内で同一の電圧を印加し、各セ
グメント電極群４３ａ，４３ｂ間で異なる電圧とすれば良い。
【００５６】
また、上記実施形態では、照明装置をバックライトと指向方向制御用液晶パネルと遮光
板とで構成したが、この構成に代えて、バックライトと指向方向制御用液晶パネルの部分
を、単位領域毎に発光、非発光が制御可能な自発光パネルとしても良い。自発光パネルと
しては、例えば有機ＥＬパネル等を用いることができる。その他、上記実施形態で例示し
た各構成要素の材料、個数、配置等の具体的な構成については適宜変更が可能である。
【符号の説明】
【００５７】
１，３２，３５，４０…液晶表示装置（電気光学装置）、２…照明装置、３…表示用液
晶パネル（電気光学素子）、７…ブラックマトリクス（遮光パターン）、１０…指向方向
制御用液晶パネル、１３…照明装置本体、１４…遮光板（遮光部材）、２１…第１セグメ
ント電極、２２…第２セグメント電極、２３…コモン電極、２６，２９，４２…遮光パタ
ーン、４１…セグメント電極、Ｂ…遮光領域、Ｃ…光透過領域、Ｔ１…第１単位領域、Ｔ
２…第２単位領域。
【図１】
2010231011.tif 000003
【図２】
2010231011.tif 000004
【図３】
2010231011.tif 000005
【図４】
2010231011.tif 000006
【図５】
2010231011.tif 000007
【図６】
2010231011.tif 000008
【図７】
2010231011.tif 000009
【図８】
2010231011.tif 000010