(57)【要約】【課題】視距離が短い立体表示装置を提供する。【解決手段】多視点画像を表示する電気光学装置であって、該電気光学装置は、電気光学パネル７と、電気光学パネル７の表示面側に略平行に対向配置された第１の偏光板３５と、電気光学パネル７と第１の偏光板３５との間に配置された、長手方向に延伸させた複数の円柱レンズ５０を並列配置して形成されたレンチキュラーレンズ５と、を備え、第１の偏光板３５とレンチキュラーレンズ５との間には、レンチキュラーレンズ５の構成材料よりも屈折率が低い物質が充填されていることを特徴とする電気光学装置。【選択図】図４
2009157301.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多視点画像を表示する電気光学装置であって、
前記電気光学装置は、
電気光学パネルと、
該電気光学パネルの表示面側に略平行に対向配置された第１の偏光板と、
前記電気光学パネルと前記第１の偏光板との間に配置された、長手方向に延伸させた複数の円柱レンズを並列配置して形成されたレンチキュラーレンズと、
を備え、
前記第１の偏光板と前記レンチキュラーレンズとの間には、前記レンチキュラーレンズの構成材料よりも屈折率が低い物質が充填されていることを特徴とする電気光学装置。
【請求項２】
多視点画像を表示する電気光学装置であって、
光源と、
前記光源から照射される光の透過量を調整することにより画像を形成する電気光学パネルと、
該電気光学パネルの表示面側に略平行に対向配置された第１の偏光板と、
前記電気光学パネルと前記第１の偏光板との間に配置された、長手方向に延伸させた複数の円柱レンズを並列配置して形成されたレンチキュラーレンズと、
前記光源と前記電気光学パネルとの間に配置されている第２の偏光板と、
を備える電気光学装置であって、
前記第１の偏光板は前記レンチキュラーレンズに対して所定の距離をおいて配置されており、
前記第１の偏光板と前記レンチキュラーレンズとの間には、前記レンチキュラーレンズの構成材料よりも屈折率が低い物質が充填されていることを特徴とする電気光学装置。
【請求項３】
多視点画像を表示する電気光学装置であって、
光源と、
前記光源から照射される光の透過量を調整することにより第１の画像を形成する第１の画素と前記光源から照射される光の透過量を調整することにより第２の画像を形成する第２の画素とが表示領域に配置されている電気光学パネルと、
該電気光学パネルの表示面側に略平行に対向配置された第１の偏光板と、
前記電気光学パネルと前記第１の偏光板との間に配置された、長手方向に延伸させた複数の円柱レンズを並列配置して形成されたレンチキュラーレンズと、
前記光源と前記電気光学パネルとの間に配置されている第２の偏光板と、
を備える電気光学装置であって、
前記第１の偏光板は前記レンチキュラーレンズに対して所定の距離をおいて配置されており、
前記第１の偏光板と前記レンチキュラーレンズとの間には、前記レンチキュラーレンズの構成材料よりも屈折率が低い物質が充填されていることを特徴とする電気光学装置。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の電気光学装置であって、
前記電気光学パネルは、一対の透光性基板間に挟持した液晶層に、前記画素毎に電圧を印加することにより、前記光源から照射される光の透過量を調整する液晶パネルであることを特徴とする電気光学装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の電気光学装置であって、
前記物質は大気であり、
前記第１の偏光板は、前記レンチキュラーレンズの前記電気光学パネルとは反対側の面上の外周部に形成されている平坦部にスペーサで固定される支持基板の表面に配置されていることを特徴とする電気光学装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の電気光学装置であって、
前記偏光板は、偏光フィルムと位相差フィルムとの積層体であることを特徴とする電気光学装置。
【請求項７】
請求項５又は６に記載の電気光学装置であって、
前記レンチキュラーレンズは平面視略方形であり、前記スペーサは前記レンチキュラーレンズの前記長手方向に平行な２辺に沿って配置されていることを特徴とする電気光学装置。
【請求項８】
請求項５又は６に記載の電気光学装置であって、
前記レンチキュラーレンズは平面視略方形であり、前記スペーサは前記レンチキュラーレンズの４辺に沿って配置されていることを特徴とする電気光学装置。
【請求項９】
請求項８に記載の電気光学装置であって、
前記第１の偏光板は、前記支持基板の前記レンチキュラーレンズと対向する側の面に配置されており、
前記スペーサは平面視枠状であり、該枠の内側と外側とを導通する切り欠きが形成されていることを特徴とする電気光学装置。
【請求項１０】
請求項５〜９のいずれか一項に記載の電気光学装置であって、
前記スペーサが、前記レンチキュラーレンズと一体的に形成されていることを特徴とする電気光学装置。
【請求項１１】
請求項５〜９のいずれか一項に記載の電気光学装置であって、
前記スペーサが、前記支持基板と一体的に形成されていることを特徴とする電気光学装置。
【請求項１２】
請求項５〜１１のいずれか一項に記載の電気光学装置であって、
前記スペーサが黒色に着色されていることを特徴とする電気光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気光学装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気光学装置としての液晶装置には、レンチキュラーレンズを用いることにより第１の画素が構成する第１の画像と第２の画素が構成する第２の画像とを左右方向に異なる方向に射出することにより、立体表示を可能とした立体表示装置がある（例えば特許文献１）。かかる表示装置を、以下、液晶装置と称する。図１１は、図１２に示すレンチキュラーレンズ５を用いて立体表示を可能とした、従来の透過型の液晶装置の模式断面図である。なお、個々の構成要素については、実施形態において後述する。
【０００３】
液晶パネル７は、後述するように、一対の透光性基板としての素子基板と対向基板と、該一対の基板間に封入された液晶層等からなる。上述の画素は、液晶パネルの表示領域を規則的に区画して形成された領域であり、色彩及び強度等が均一の光を射出可能な最小の領域である。
【０００４】
そして液晶装置は、液晶パネル７の観察者６０側に順に配置された第１の偏光板３５とレンチキュラーレンズ５、及び観察者側の反対側に順に配置された第２の偏光板３６と光源としてのバックライトユニット９０等からなっている。レンチキュラーレンズ５は、図１２に示すように、長手方向に延伸させた複数の円柱レンズ５０を並列配置したものであり、両サイドは平坦部５１となっている。
【０００５】
液晶パネル７内には、図示するように、第１の画素である左画素Ｌ及び第２の画素である右画素Ｒとが交互に配置されている。そして、一組の左画素Ｌ及び右画素Ｒに対して１つの円柱レンズ５０が対向するように、上記レンチキュラーレンズ５が形成されている。左画素Ｌ及び右画素Ｒはシャッター機能を有し、バックライトユニット９０から照射される光の透過量を連続的に変化させることができる。なお、円柱レンズ５０は、図示する断面形状を保ったまま紙面に対して垂直の方向に延伸している。また、左画素Ｌ及び右画素Ｒも上記方向に連続するように配置されている。
【０００６】
バックライトユニット９０は液晶パネル７全体（全面）に対して略均一の光を照射しており、照射された光は、画素毎に個別に着色され、かつ個別の透過量となってレンチキュラーレンズ５に到達する。そして、円柱レンズ５０の働きにより左画素Ｌを透過した光は観察者６０の左眼６５のみに到達し、右画素Ｒを透過した光は観察者６０の右眼６６のみに到達する。左右の眼に互いに異なる画像が到達することで立体画像として認識される。
かかる構成の立体ディスプレイは、パララックスバリア等を用いて、光源から照射される光の一部を遮蔽する方式に比べて、上述のバックライトユニット９０から照射される光を有効に利用できるという利点がある。
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−５１６７５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし一方で、かかる構成の立体ディスプレイは、観察者６０との間の距離により、構成部材の厚さが制限されるという問題がある。図示するように、
ｐ＝左画素Ｌの中心と右画素Ｒの中心との距離である画素ピッチ、
Ｔ＝画素とレンチキュラーレンズの節点との間の距離、
Ｄ＝レンチキュラーレンズの節点と観察者の眼の距離、
ｄ＝観察者の左右の眼の間隔、
とすると、
Ｔ：Ｄ＝ｐ：ｄ・・・・・・・・・・・・・（１）
より、
Ｔ＝Ｄ×ｐ／ｄ・・・・・・・・・・・・・（２）
となる。
【０００９】
一般的な画素ピッチ０．０４２ｍｍの４インチのＶＧＡパネルをＤ＝６５０ｍｍの距離から見たときに立体画像を認識するためには、Ｔ＝０．４２ｍｍが必要となる。なお、上述のＴは大気中の光学距離である。
ここで液晶装置の構成要素の厚さを考えると、
対向基板１１＝０．２ｍｍ
第１の偏光板３５＝０．１５ｍｍ
レンチキュラーレンズ（節点までの厚さ）＝０．１５ｍｍ
とした時に、上述の三つの構成要素の平均の屈折率を略１．５とすると、合計の厚さを大気中の光学距離に換算するとおおよそ０．３３ｍｍとなり、上述のＴ＝０．４２ｍｍよりも短い。したがって、立体視に必要な光学設計が成り立つ。しかし、液晶装置と観察者６０との間が４５０ｍｍとなった場合、Ｔ＝０．２９ｍｍとなる。ガラス製である対向基板の厚さは強度上の問題から０．２ｍｍよりも薄くすることは困難であるため、上記の距離（４５０ｍｍ）では、立体視に必要な光学設計が成り立たないこととなる。したがって、偏光板をレンチキュラーレンズの外（観察者側）へ配置して、レンチキュラーレンズと液晶パネルの画素を近づける構成とする必要がある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【００１１】
[適用例１]
多視点画像を表示する電気光学装置であって、上記電気光学装置は、電気光学パネルと、該電気光学パネルの表示面側に略平行に対向配置された第１の偏光板と、上記電気光学パネルと上記第１の偏光板との間に配置された、長手方向に延伸させた複数の円柱レンズを並列配置して形成されたレンチキュラーレンズと、を備え、上記第１の偏光板と上記レンチキュラーレンズとの間には、上記レンチキュラーレンズの構成材料よりも屈折率が低い物質が充填されていることを特徴とする電気光学装置。
【００１２】
このような構成によれば、上記電気光学パネルと上記レンチキュラーレンズとの間を短縮できる。また、上記レンチキュラーレンズと上記偏光板との間に所定の間隔を設けたため、上記偏光板を観察者側に配置した態様で、レンチキュラーレンズの作用を発現させることができる。したがって、多視点画像を表示する電気光学装置において、視距離（電気光学装置と観察者との間の距離）を短縮できる。ここで、「多視点画像を表示する」とは、少なくとも２つの異なる方向に画像を表示することをいい、当該２視点の他、４視点、８視点、１６視点…等の表示を含む。
【００１３】
[適用例２]
多視点画像を表示する電気光学装置であって、光源と、上記光源から照射される光の透過量を調整することにより画像を形成する電気光学パネルと、該電気光学パネルの表示面側に略平行に対向配置された第１の偏光板と、上記電気光学パネルと上記第１の偏光板との間に配置された、長手方向に延伸させた複数の円柱レンズを並列配置して形成されたレンチキュラーレンズと、上記光源と上記電気光学パネルとの間に配置されている第２の偏光板と、を備える電気光学装置であって、上記第１の偏光板は上記レンチキュラーレンズに対して所定の距離をおいて配置されており、上記第１の偏光板と上記レンチキュラーレンズとの間には、上記レンチキュラーレンズの構成材料よりも屈折率が低い物質が充填されていることを特徴とする電気光学装置。
【００１４】
このような構成によれば、上記電気光学パネルと上記レンチキュラーレンズとの間を短縮できる。また、上記レンチキュラーレンズと上記偏光板との間に所定の間隔を設けたため、上記偏光板を観察者側に配置した態様で、レンチキュラーレンズの作用を発現させることができる。したがって、光源から照射される光を用いて多視点画像を透過表示することが可能な電気光学装置において、視距離を短縮できる。
【００１５】
[適用例３]
多視点画像を表示する電気光学装置であって、光源と、上記光源から照射される光の透過量を調整することにより第１の画像を形成する第１の画素と上記光源から照射される光の透過量を調整することにより第２の画像を形成する第２の画素とが表示領域に配置されている電気光学パネルと、該電気光学パネルの表示面側に略平行に対向配置された第１の偏光板と、上記電気光学パネルと上記第１の偏光板との間に配置された、長手方向に延伸させた複数の円柱レンズを並列配置して形成されたレンチキュラーレンズと、上記光源と上記電気光学パネルとの間に配置されている第２の偏光板と、を備える電気光学装置であって、上記第１の偏光板は上記レンチキュラーレンズに対して所定の距離をおいて配置されており、上記第１の偏光板と上記レンチキュラーレンズとの間には、上記レンチキュラーレンズの構成材料よりも屈折率が低い物質が充填されていることを特徴とする電気光学装置。
【００１６】
このような構成によれば、上記電気光学パネルと上記レンチキュラーレンズとの間を短縮できる。また、上記レンチキュラーレンズと上記偏光板との間に所定の間隔を設けたため、上記偏光板を観察者側に配置した態様で、レンチキュラーレンズの作用を発現させることができる。したがって、光源から照射される光を用いて、上記第１の画像と上記第２の画像とによる２視点画像、特に立体画像を透過表示することが可能な電気光学装置において、視距離を短縮できる。
【００１７】
[適用例４]
上述の電気光学装置であって、上記電気光学パネルは、一対の透光性基板間に挟持した液晶層に、上記画素毎に電圧を印加することにより、上記光源から照射される光の透過量を調整する液晶パネルであることを特徴とする電気光学装置。
【００１８】
液晶パネルは上記透過量の制御性が高いため、このような構成であれば、表示品質が向上した電気光学装置を得ることができる。
【００１９】
[適用例５]
上述の電気光学装置であって、上記物質は大気であり、上記第１の偏光板は、上記レンチキュラーレンズの上記電気光学パネルとは反対側の面上の外周部に形成されている平坦部にスペーサで固定される支持基板の表面に配置されていることを特徴とする電気光学装置。
【００２０】
このような構成によれば、上記レンチキュラーレンズ上に透光性を有する層を別途形成することなく、上記第１の偏光板と上記レンチキュラーレンズとを、上記レンチキュラーレンズの構成材料よりも屈折率の低い物質を介して配置できる。したがって、製造コスト等の増加を抑制しつつ上述の視距離を短縮できる。
【００２１】
[適用例６]
上述の電気光学装置であって、上記偏光板は、偏光フィルムと位相差フィルムとの積層体であることを特徴とする電気光学装置。
【００２２】
このような構成であれば、上記液晶層の複屈折性等に起因する着色等を抑制でき、上記電気光学装置を斜め方向から見る際の表示品質を向上できる。
【００２３】
[適用例７]
上述の電気光学装置であって、上記レンチキュラーレンズは平面視略方形であり、上記スペーサは上記レンチキュラーレンズの上記長手方向に平行な２辺に沿って配置されていることを特徴とする電気光学装置。
【００２４】
このような構成であれば、上記レンチキュラーレンズの四方を研削することなしに上記スペーサを上記レンチキュラーレンズ上に配置できるため、電気光学装置を低コストで得ることができる。
【００２５】
[適用例８]
上述の電気光学装置であって、上記レンチキュラーレンズは平面視略方形であり、上記スペーサは上記レンチキュラーレンズの４辺に沿って配置されていることを特徴とする電気光学装置。
【００２６】
このような構成であれば、上記スペーサにより上記支持基板を確実に固定でき、上記電気光学装置の信頼性を向上できる。
【００２７】
[適用例９]
上述の電気光学装置であって、上記第１の偏光板は、上記支持基板の上記レンチキュラーレンズと対向する側の面に配置されており、上記スペーサは平面視枠状であり、該枠の内側と外側とを導通する切り欠きが形成されていることを特徴とする電気光学装置。
【００２８】
このような構成であれば、上記スペーサと上記レンチキュラーレンズと上記支持基板とで囲まれる空間が密閉空間となることを回避できる。したがって、かかる空間における結露等の発生や圧力のアンバランスによる変形、破損を抑制でき、上記電気光学装置の信頼性を向上できる。
【００２９】
[適用例１０]
上述の電気光学装置であって、上記スペーサが、上記レンチキュラーレンズと一体的に形成されていることを特徴とする電気光学装置。
【００３０】
このような構成であれば、上記スペーサと上記レンチキュラーレンズとを結合（接着）する工程を削減でき、電気光学装置を低コストで得ることができる。
【００３１】
[適用例１１]
上述の電気光学装置であって、上記スペーサが、上記支持基板と一体的に形成されていることを特徴とする電気光学装置。
【００３２】
このような構成であれば、上記スペーサと上記支持基板とを結合（接着）する工程を削減でき、電気光学装置を低コストで得ることができる。
【００３３】
[適用例１２]
上述の電気光学装置であって、上記スペーサが黒色に着色されていることを特徴とする電気光学装置。
【００３４】
このような構成であれば、上記スペーサを介して上記電気光学パネル内に迷光が進入することを抑制でき、上記電気光学装置の表示品質を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、図面を参照し、本発明を具体化した電気光学装置としての立体表示型の液晶装置の実施形態について述べる。なお、以下に示す各図においては、各構成要素を図面上で認識され得る程度の大きさとするため、該各構成要素の寸法や比率を実際のものとは適宜に異ならせてある。
【００３６】
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態、及び後述する第２〜４の各実施形態にかかる液晶装置に共通する、液晶パネル７の回路構成を模式的に示す図である。規則的に配置された個々の画素を個別に制御して表示領域７５に画像を形成するアクティブマトリクス型の液晶パネル７の回路図である。
【００３７】
液晶パネルは、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）４０と画素電極２１とを備える画素（Ｒ又はＬ）が規則的に配置されている表示領域７５と、該領域と隣り合う周縁部領域に形成された駆動回路等からなる。表示領域７５は平面視で実際に画像が形成される領域であり、走査線７６とデータ線７７とが格子状に形成されている。走査線７６とデータ線７７とで囲まれる方形の領域が、１つの画素が形成されている領域である。
【００３８】
走査線駆動回路７２は、図示しない外部回路から供給される駆動信号に基づいて形成した走査信号を、走査線７６を介してＴＦＴ４０に供給する。データ線駆動回路７３は、図示しない外部回路から供給される駆動信号に基づいて形成した画像信号を、データ線７７を介して画素電極２１に供給する。画素電極２１に供給された所定レベルの画像信号は、画素電極２１と後述する対向電極２２（図３参照）との間で一定時間保持される。そして、かかる時間中、該一対の電極間に挟持された液晶層１２（図３参照）中の液晶分子の配向方向を一定に保ち、該液晶層の透光性を規定する。各々の画素に個別に画像信号が印加されて、画素毎に光の透過量が制御されることで、表示領域７５に画像が形成される。
【００３９】
図２は、第１の実施形態の液晶装置の、表示領域７５（図１参照）における画素、及びレンチキュラーレンズ５を構成する円柱レンズ５０（図１２参照）の配置の態様を模式的に示す図である。なお本図は表示領域７５の一部を示すものであり、実際の画素の数は、縦方向、横方向共に数百〜数千ある。
【００４０】
画素は、左眼用の画像を形成する第１の画素としての左画素Ｌと、右眼用の画像を形成する第２の画素としての右画素Ｒと、がある。左眼用の画像が第１の画像であり、右眼用の画像が第２の画像である。該双方の画素に付記されている小文字のアルファベットは、各々の画素が射出する光の色を表わしている。
【００４１】
各々の画素にはカラーフィルタ１５（図３参照）が配置されており、後述する光源としてのバックライトユニット９０から照射される白色光から三原色のいずれかの色の光を選択して射出できる。ｒは透過する白色光から赤色光を透過させる赤画素であることを示し、ｇは白色光から緑色光を透過させる緑画素であることを示し、ｂは白色光から青色光を透過させる青画素であることを示している。かかる計六種類の画素（Ｌｒ，Ｌｇ，Ｌｂ，Ｒｒ，Ｒｇ，Ｒｂ）の総称が画素である。
【００４２】
同種の画素は、縦方向に一列に並ぶように配置されている。かかる方向がＹ方向である。そして、右画素Ｒと左画素Ｌとが、ｒ，ｇ，ｂを繰り返すように隣り合う方向がＸ方向である。そして、一列の右画素Ｒと一列の左画素Ｌとを跨ぐように円柱レンズ５０が形成されており、双方の画素が形成する画像を異なる視点に導光している。
【００４３】
図３は、液晶パネル７の表示領域７５内における断面を、バックライトユニット９０等と共に模式的に示す図である。液晶パネル７はバックライトユニット９０からの光を変調して透過することにより、対向基板１１側に光を射出させて表示を行う。したがって、液晶パネル７のうち対向基板１１側が表示面側となる。液晶パネルは、ＴＦＴ４０等が形成された素子基板１０と、カラーフィルタ１５等が形成された対向基板１１と、該双方の基板間に挟持されたＴＮ（Twisted Nematic）モードの液晶層１２等からなる。上記双方の基板は、図示しないシール材により所定の間隔を持って対向するように保持されている。素子基板１０のＴＦＴ４０が形成されている側の反対側の面には第２の偏光板３６が貼付され、対向基板１１のカラーフィルタ１５が形成されている側の反対側の面には所定の間隔をもって第１の偏光板３５が配置されている。かかる配置の態様については後述する。
【００４４】
ＴＦＴ４０は、走査線７６の一部を延伸して形成したゲート電極４１と、ゲート絶縁膜４２と、半導体層４３と、データ線７７の一部を分岐するように延長して形成したソース電極４５と、ドレイン電極４６と、からなる。ゲート絶縁膜４２は酸化シリコンあるいは窒化シリコン等からなり、表示領域７５全域に形成されている。
【００４５】
ＴＦＴ４０の上には、ＴＦＴ４０と画素電極２１とを絶縁する層間絶縁膜２３が形成されている。層間絶縁膜２３は、酸化シリコンあるいは窒化シリコン等の透光性絶縁材料からなる。そして、該層間絶縁膜の一部を選択的にエッチングして、画素電極２１とドレイン電極４６とを接続するコンタクトホール２５が形成されている。
【００４６】
画素電極２１は島状にパターニングされたＩＴＯ（酸化インジウム・すず合金）層からなる。ＩＴＯは透明導電材料であり、バックライトユニット９０から照射される光の透過と液晶層１２への電圧の印加を両立できる。素子基板１０の層間絶縁膜２３の上層（つまり液晶層１２側）には、画素電極２１を覆うように第２の配向膜３２が形成されている。また、対向基板１１の液晶層１２側の面には、カラーフィルタ１５（若しくはブラックマトリクス１６）、オーバーコート層３４、対向電極２２、第１の配向膜３１が順に積層されている。第１の配向膜３１及び第２の配向膜３２は、ポリイミド等の高分子材料からなる薄膜に配向処理を施した膜であり、液晶層１２に含まれる液晶分子の配向方向を揃えることができる。
【００４７】
バックライトユニット９０は、蛍光管９３から照射される光を導光板９２及び反射板９１により上記双方の基板の面に対して均一に照射できる。そして、かかる光を液晶層１２及びカラーフィルタ１５を透過させて液晶装置の外部ヘ射出できる。液晶装置は、液晶層１２の配向状態を画素毎に変化させることにより、バックライトユニット９０から照射される光の透過量を画素毎に変化させて画像を形成している。かかる透過量の変化は、ＴＦＴ４０のＯＮ状態及びＯＦＦ状態を切り替えて、画素電極２１に印加する電圧を変化させることで行われている。
【００４８】
対向電極２２は、少なくとも表示領域７５（図１参照）の全面に形成されたＩＴＯからなる薄膜であり、該領域において、液晶層１２の対向基板側を同電位に保っている。したがって、ＴＦＴ４０を介して画素電極２１に印加された電圧が、該画素電極が形成されている領域の液晶層に印加される電圧となる。
【００４９】
カラーフィルタ１５は、着色された樹脂等で形成された層である。上述したように、入射した光のうちの所定の範囲の波長の光を透過させ、それ以外の波長範囲の光を吸収することにより、バックライトユニット９０が照射する白色光から有色光を取り出すことができる。ブラックマトリクス１６は、黒色に着色され遮光性を付与された樹脂等からなり、表示領域７５内に、個々のカラーフィルタ１５を囲むように格子状に形成されている。走査線７６、データ線７７、及びＴＦＴ４０は、平面視においてブラックマトリクス１６と重なるように形成されている。該走査線等が形成されている領域は液晶層１２に電圧を印加できない領域であり、かかる領域が透光性となる事をブラックマトリクス１６により回避している。
【００５０】
液晶装置における上述の透過量の変化は、以下のように行われる。
第１の配向膜３１の配向方向は、第１の偏光板３５の透過軸の方向と平行であり、第２の配向膜３２の配向方向は、第２の偏光板３６の透過軸の方向と平行である。したがって、液晶層１２に電圧が印加されていない状態において、液晶層１２に含まれる液晶分子の長軸は、液晶層１２内で９０度ねじれた状態となる。
【００５１】
ＴＦＴ４０がＯＦＦ状態、すなわち液晶層１２に電圧が印加されていない状態において、バックライトユニット９０から照射された光は、第２の偏光板３６の透過軸の方向に偏光する直線偏光として、第２の配向膜３２を介して液晶層１２に入射する。そして、液晶層１２を透過する際に、偏光方向が９０度ねじれて、第１の偏光板３５に入射する。上述したように第１の偏光板３５の透過軸の方向は、第２の偏光板３６の透過軸の方向と直交している。したがって、かかる光は第１の偏光板３５を透過して、図示しない観察者に向けて射出される。
【００５２】
一方、ＴＦＴ４０がＯＮ状態、すなわち液晶層１２に電圧が印加されている状態において、液晶層１２に含まれる液晶分子の長軸は素子基板１０等に対して垂直方向を向いている。したがって、第２の偏光板３６を透過した直線偏光は偏光状態を維持したまま第１の偏光板３５に入射する。上述したように第１の偏光板３５の透過軸の方向は、第２の偏光板３６の透過軸の方向と直交している。したがって、かかる光は第１の偏光板３５内で吸収されて、外部すなわち観察者側に射出されることはない。
【００５３】
かかる、ＯＦＦ状態及びＯＮ状態は、画素電極２１に印加される電圧量により段階的に制御される。したがって、バックライトユニット９０から照射される光の透過量は、画素毎に段階的に制御される。このように、本実施形態の液晶パネル７はＴＮモードを採用しているが、これに限定する趣旨ではなく、ＶＡ（Vertical Alignment）ＩＰＳ（In Plain Switching）、ＦＦＳ（Fringe Field Switching）、ＳＴＮ（Super Twisted Nematic）等、種々のモードを採用することができる。
【００５４】
図４及び図５は、本実施形態の液晶装置におけるレンチキュラーレンズ５及び第１の偏光板３５等の各構成要素の配置の態様を模式的に示す図である。図４はＸＺ平面における断面図、図５は各構成要素を分離させて示す斜視図である。図４には、本実施形態の効果を示すために、観察者６０の右眼６６及び左眼６５を図示している。なお、図５では、バックライトユニット９０の図示を省略している。
【００５５】
図示するように、本実施形態の液晶装置は、液晶パネル７の観察者側（バックライトユニット９０が配置されていない方の側）の面にレンチキュラーレンズ５が貼付されており、レンチキュラーレンズ５の観察者側に第１の偏光板３５が位置している。換言すれば、液晶パネル７と第１の偏光板３５との間にレンチキュラーレンズ５が配置されている。つまり、従来の液晶装置とは異なり、液晶パネル７とレンチキュラーレンズ５との間に、第１の偏光板３５は配置されていない。なお、レンチキュラーレンズ５は、樹脂層にレンズ形状を転写した構造のものや、ガラス基板の表面に形成された樹脂層にレンズ形状を転写した構造のものを用いることができる。
【００５６】
第１の偏光板３５は、レンチキュラーレンズ５と間隔を持って配置されている支持基板１３上に貼付されている。つまり、第１の偏光板３５は、該レンチキュラーレンズと観察者６０との間に配置されている。したがって、レンチキュラーレンズ５と第１の偏光板３５との間は、空間となっている。なお、第２の偏光板３６は、従来の液晶装置と同様に液晶パネル７のバックライトユニット９０側の面に直接的に貼付されている。
【００５７】
図４に示すように、液晶パネル７内の表示領域７５には、左画素Ｌと右画素Ｒとが（Ｘ方向に）交互に配置されている。そして、表示領域７５と隣り合う非表示領域７９の外周部にはシール材１９が形成され、液晶層１２（図３参照）を封止している。
【００５８】
レンチキュラーレンズ５は、液晶パネル７の、観察者６０が位置する側の略全域に、レンズ接着層８１により貼付されている。そしてレンチキュラーレンズ５の、（液晶パネル７の）表示領域７５と平面視で重なる領域には、レンチキュラーレンズ５を構成する円柱レンズ５０がＸ方向に配列されている。なお、円柱レンズ５０はレンチキュラーレンズ５のＹ方向の全域に延伸している。
【００５９】
レンチキュラーレンズ５の、液晶パネル７とは反対側の面のうち、（液晶パネル７の）非表示領域７９と平面視で重なる領域は平坦部５１となっている。該平坦部には、円柱レンズ５０の延伸方向と平行に、スペーサ４が配置されている。そして、スペーサ４を介して、支持基板１３が配置されている。スペーサ４とレンチキュラーレンズ５とは下接着層８３で接合され、スペーサ４と支持基板１３とは上接着層８２で接合されている。そして、支持基板１３の観察者６０側の面には、第１の偏光板３５が貼付されている。本実施形態の液晶装置は、かかる構成により、液晶パネル７にレンチキュラーレンズ５を直接的に貼付しつつ、液晶層１２（図３参照）を２枚の偏光板で挟持すると言う構成を得ている。なお、第１の偏光板３５は、少なくとも表示領域７５の全域と、平面視で重なるように形成されている。
【００６０】
スペーサ４の材質としては、アクリルやポリカーボネート等の樹脂が好ましい。そして、かかる樹脂を黒色に着色して用いることが好ましい。黒色に着色することで、液晶パネル７内へ迷光が進入して表示画像のコントラストを低下させることを抑制でき、表示品質を向上できる。なお、スペーサ４の高さ（Ｚ方向の寸法）は、円柱レンズ５０の表面が支持基板１３に触れないように設定され例えば略０．２ｍｍとする。
【００６１】
（本実施形態の効果）
本実施形態の液晶装置は、従来の液晶装置と構成要素自体は変化させず、該構成要素の配置位置を変化させることにより、画素とレンチキュラーレンズ５の節点との間の距離である「Ｔ」（図４参照）を短縮している。すなわち、第１の偏光板３５を、レンチキュラーレンズ５と液晶パネル７との間に配置せずに、レンチキュラーレンズ５と観察者６０との間に配置することにより上記「Ｔ」を第１の偏光板３５の厚さである０．１５ｍｍ分短縮している。
【００６２】
ここで、観察者６０の左右の眼の間隔「ｄ」は変らない。また、左画素Ｌの中心と右画素Ｒの中心との距離である画素ピッチ「ｐ」も一定である。したがって、上述の式の変形、すなわち
Ｄ＝Ｔ×ｐ／ｄ・・・・・・・・・・・（３）
に従い、Ｄを短縮できる。つまり、視距離Ｄを短縮することを可能にしている。
【００６３】
また、上述したように、円柱レンズ５０のレンズ作用を発現させるためには、円柱レンズ５０の凸面側に、円柱レンズ５０を構成する材料よりも屈折率が低い材料で満たされた領域が必要になる。本実施形態の液晶装置は、第１の偏光板３５をレンチキュラーレンズ５上に貼付するのではなく、スペーサ４によりレンチキュラーレンズ５から所定の間隔を持って固定されている支持基板１３に貼付することで、レンチキュラーレンズ５と第１の偏光板３５との間に空間を形成し、上述のレンズ作用の発現を確実にさせている。
【００６４】
図６は、第１の実施形態にかかる液晶装置の第１の変形例としての液晶装置を示す図である。本変形例にかかる液晶装置は、第１の偏光板３５を偏光フィルム３７と位相差フィルム３８との積層体で構成している。液晶パネル７と観察者６０（図４参照）との間に位相差フィルム３８を配置することで色補償等の光学補償が可能となり、例えば斜め方向に観察者６０が位置する場合における表示品質を向上できる。
なお、上記以外の構成については第１の実施形態の液晶装置と共通であるので、説明の記載は省略する。
【００６５】
図７は、第１の実施形態にかかる液晶装置の第２の変形例としての液晶装置を示す図である。本変形例にかかる液晶装置は、支持基板１３の観察者６０（図４参照）に対向している面とは反対側の面（すなわちレンチキュラーレンズ５に対向する面）に第１の偏光板３５を配置している。第１の偏光板３５が観察者６０側に露出していないので、耐擦性等に優れた液晶装置を構成できる。また、支持基板１３の観察者６０（図４参照）に対向している面に反射防止フィルム３９を貼付しているため、明所での表示品質を向上できる。
なお、第１の偏光板３５が偏光フィルム３７と位相差フィルム３８との積層体であることは上記第１の変形例と共通している。その他の構成については第１の実施形態の液晶装置と共通であるので、説明の記載は省略する。
【００６６】
（第２の実施形態）
図８に、第２の実施形態の液晶装置の構成の概略を示す。図５と同様に、各構成要素の配置の態様を模式的に示す斜視図である。本実施形態の液晶装置は、スペーサ４の形状を除き、上述の第１の実施形態の液晶装置と基本的に同様の構成を有している。液晶パネル７の内部の構成も同一である。そのため、共通する構成要素には同一の符号を付与し、説明の記載は省略している。
【００６７】
本実施形態の液晶装置は、スペーサ４の形状が、枠状であるところに特徴がある。すなわち、第１の実施形態の液晶装置のようにレンチキュラーレンズ５の対向する２辺に配置されるのではなく、４辺全てに配置されている。そして（４辺の）角部も接合されているため、平面視で枠状となっている。かかる構成により、支持基板１３の４辺全てを保持可能であり、該支持基板に変形等が発生することを抑制できる。また、レンチキュラーレンズ５上に埃等が付着することを抑制できる。したがって、本実施形態の液晶装置は、表示品質及び信頼性が向上している。
【００６８】
スペーサ４が枠状であるため、レンチキュラーレンズ５は、外縁部の４辺全てに平坦部５１を有している。かかる構成は、Ｙ方向に延伸された円柱レンズ５０の端部を研削して得ている。あるいは、円柱レンズ５０を成型する際に、同時に平坦部５１を形成してもよい。
【００６９】
また、スペーサ４には切り欠き８５が形成されており、枠の内側と外側の間で大気の流動が可能となっている。それにより、スペーサ４とレンチキュラーレンズ５と支持基板１３とで形成される空間が密閉空間となることを回避して、結露の発生や、高所での使用時における圧力のアンバランスによる支持基板１３の変形等を回避できる。
【００７０】
なお、切り欠き８５の個数は１つとは限らず、複数個形成してもよい。また、切り欠き８５の形成位置は支持基板１３とスペーサ４との界面に限定されるものではない。スペーサ４とレンチキュラーレンズ５との界面に形成してもよく、また、スペーサ４の厚さ方向（Ｚ方向の）の中間に形成してもよい。
【００７１】
（第３の実施形態）
図９に、第３の実施形態の液晶装置の構成の概略を示す。図４と同様に、各構成要素の配置の態様を模式的に示す断面図である。本実施形態の液晶装置は、レンチキュラーレンズ５の形状を除き、上述の第１の実施形態の液晶装置と基本的に同様の構成を有している。液晶パネル７の内部の構成も同一である。そのため、共通する構成要素には同一の符号を付与し、説明の記載は省略している。
【００７２】
本実施形態の液晶装置はスペーサ４がレンチキュラーレンズ５と一体化している所に特徴がある。かかる構成は、レンチキュラーレンズ５を成型する際に、スペーサ４も一括して作り込むことで得ることができる。２つの構成要素を一体化したことによりスペーサ４とレンチキュラーレンズ５とを接合する工程を削減でき、液晶装置の製造コストを抑制できる。
【００７３】
なお、スペーサ４は、図５（第１の実施形態）に示すよう２辺に形成してもよく、図８（第２の実施形態）に示すよう４辺に形成してもよい。また、第１の偏光板３５を観察者６０（図４参照）側の面に配置しているが、反対側の面に配置してもよい。さらに、反射防止フィルム３９（図７参照）を観察者６０側の面に貼付してもよい。
【００７４】
（第４の実施形態）
図１０に、第４の実施形態の液晶装置の構成の概略を示す。図４と同様に、各構成要素の配置の態様を模式的に示す断面図である。本実施形態の液晶装置は、支持基板１３の形状を除き、上述の第１の実施形態の液晶装置と基本的に同様の構成を有している。液晶パネル７の内部の構成も同一である。そのため、共通する構成要素には同一の符号を付与し、説明の記載は省略している。
【００７５】
本実施形態の液晶装置はスペーサ４が支持基板１３と一体化している所に特徴がある。かかる構成は、支持基板１３を成型する際に、スペーサ４の形成位置以外の領域を、エッチング等により薄板化することによって得ることができる。２つの構成要素を一体化したことによりスペーサ４と支持基板１３とを接合する工程を削減でき、液晶装置の製造コストを抑制できる。
なお、スペーサ４は、図５（第１の実施形態）に示すよう２辺に形成してもよく、図８（第２の実施形態）に示すよう４辺に形成してもよい。また、第１の偏光板３５を観察者６０（図４参照）側の面に配置してもよい。
【００７６】
本発明の実施形態は上記に限定されず、以下のような形態で実施することもできる。
【００７７】
（変形例１）
上記第１〜４の実施形態においては立体表示装置を例に説明したが、本発明は、Ｘ方向（図２等参照）に並ぶ複数の観察者に対して夫々異なる画像を表示する、（４視点、８視点等の）多視点表示装置にも適用できる。自動車の運転席と助手席とに異なる画像を表示するような２画面（２視点）表示装置の場合は視距離を短縮する必要があり、第１の偏光板３５をレンチキュラーレンズ５と観察者６０との間に配置することの効果を生かすことができる。
【００７８】
（変形例２）
上記第１〜４の実施形態においては表示領域７５の周囲のみにスペーサ４を配置したが、表示領域７５内にもスペーサ４を配置する態様も可能である。表示領域７５の面積が広い場合、スペーサ４を表示領域７５にも配置することにより支持基板１３の撓み等を抑制できる。かかる場合、スペーサ４は平面視形状が小さいものを表示領域７５内に分散するように配置することが好ましい。また、スペーサ４を、ブラックマトリクス１６と平面視で重なるように配置してもよい。かかる構成により表示品質を低下させることなく支持基板１３を表示領域７５内においても保持できる。
【００７９】
（変形例３）
上記第１〜４の実施形態においてはレンチキュラーレンズ５と支持基板１３との間を大気で満たしていたが、大気に代えて低屈折率の液体等を充填することもできる。かかる場合、レンチキュラーレンズ５を屈折率の高い材料で形成することで、上述の大気に代わる充填物質との屈折率の差を大きくして、レンズ作用の発現を確保できる。
【００８０】
（変形例４）
上記第１〜４の実施形態においては、電気光学パネルとして液晶パネル７を用いる透過型の多視点表示装置を例に説明した。しかし、本発明は、有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）パネルのような自発光型の電気光学パネルを用いる多視点表示装置においても適用できる。有機ＥＬパネルを用いる表示装置においては、外光反射を防ぐために、該パネルと観察者との間に偏光板（直線偏光板）と１／４波長板とを積層した円偏光板を配置することが好ましい。かかる場合において、スペーサ４及び支持基板１３を用いてレンチキュラーレンズ５と観察者との間に上記円偏光板を配置することにより、視距離を変化させることなく反射防止機能を付与できる。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】液晶パネルの回路構成を模式的に示す図。
【図２】液晶装置の表示領域における画素及び円柱レンズの配置の態様を模式的に示す図。
【図３】液晶パネルの断面をバックライトユニット等と共に模式的に示す図。
【図４】第１の実施形態の液晶装置の、各構成要素の配置の態様を模式的に示す断面図。
【図５】第１の実施形態各構成要素の配置の態様を模式的に示す斜視図。
【図６】第１の実施形態にかかる液晶装置の第１の変形例を示す図。
【図７】第１の実施形態にかかる液晶装置の第２の変形例を示す図。
【図８】第２の実施形態の液晶装置の、各構成要素の配置の態様を模式的に示す斜視図。
【図９】第３の実施形態の液晶装置の、各構成要素の配置の態様を模式的に示す断面図。
【図１０】第４の実施形態の液晶装置の、各構成要素の配置の態様を模式的に示す断面図。
【図１１】従来の液晶装置の構成要素の配置の態様を模式的に示す断面図。
【図１２】レンチキュラーレンズを示す図。
【符号の説明】
【００８２】
４…スペーサ、５…レンチキュラーレンズ、７…電気光学パネルとしての液晶パネル、１０…透光性基板としての素子基板、１１…透光性基板としての対向基板、１２…液晶層、１３…支持基板、１５…カラーフィルタ、１６…ブラックマトリクス、１９…シール材、２１…画素電極、２２…対向電極、２３…層間絶縁膜、２５…コンタクトホール、３１…第１の配向膜、３２…第２の配向膜、３４…オーバーコート、３５…第１の偏光板、３６…第２の偏光板、３７…偏光フィルム、３８…位相差フィルム、３９…反射防止フィルム、４０…スイッチング素子としてのＴＦＴ、４１…ゲート電極、４２…ゲート絶縁膜、４３…半導体層、４５…ソース電極、４６…ドレイン電極、５０…円柱レンズ、５１…平坦部、６０…観察者、６５…左眼、６６…右眼、７２…走査線駆動回路、７３…データ線駆動回路、７５…表示領域、７６…走査線、７７…データ線、７９…非表示領域、８１…レンズ接着層、８２…上接着層、８３…下接着層、８５…切り欠き、９０…光源としてのバックライトユニット、９１…反射板、９２…導光板、９３…蛍光管、Ｌ…左画素、Ｒ…右画素。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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