JP2013171102A - 表示装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】２Ｄ表示と３Ｄ表示とを切り替え可能な表示装置における３Ｄ表示時の表示品質を向上させた表示装置を提供することである。
【解決手段】
画像表示を行う第１の表示パネルと、第１の方向に延在し、前記第１の方向と交差する第２の方向に並設されるシリンドリカルレンズ状に屈折率を制御し視差障壁を形成する第２の表示パネルとを備え、２次元表示と３次元表示とを切り替えて画像表示させる表示装置であって、前記第２の表示パネルは、透明導電膜からなる面状の第１の電極を有する前記第１基板と、前記第１の方向に延在し前記第２の方向に並設される線状の第２の電極を有する記第２基板とを備え、前記第１基板と前記第２基板とが液晶層を介して対向配置される液晶表示パネルからなり、前記液晶層の厚さは、３次元表示時における前記液晶層の液晶分子の極角方向の回転角が９０°となる厚さ以下である表示装置である。
【選択図】 図６

Description

本発明は、表示装置に係わり、特に、表示パネルの表示面側に配置される液晶レンズに関する。
近年、液晶表示パネルや有機ＥＬ表示パネルの表示面側にレンズ効果を生じる液晶パネル（以下、液晶レンズと記す）が配置され、平面表示（２Ｄ表示）と立体表示（３Ｄ表示）とが切り替え可能な表示装置が知られている。この表示装置では、３Ｄ表示には液晶レンズのレンズ作用によって、表示パネルに表示される右目用の画像と左目用の画像とがそれぞれ観察者の左右の目に振り分けて入射される構成となっている。
このような２Ｄ表示と３Ｄ表示とを切り替え可能な表示装置は、例えば、特許文献１に記載の立体表示装置がある。この特許文献１に記載の立体表示装置では、画像表示を行う表示パネルと、該表示パネルの表示面側に配置される複屈折レンズと、表示パネルと複屈折レンズとの間に配置される液晶レンズを備える構成となっている。該液晶レンズは液晶層を介して対向配置される一対の透明基板のそれぞれにくし歯状の電極が配置されている。さらには、各透明基板には２つのくし歯状電極が形成されており、表示領域内では２つのくし歯状電極が交互に配置される構成となっている。
特に、特許文献１の液晶レンズにおいては、２つのくし歯状電極には異なる電圧又は同じ電圧が印加される構成となっており、各くし歯状電極に印加する電圧を制御することにより、２Ｄ表示及び３Ｄ表示の切り替え、並びに３Ｄ表示時の視差数を切り替え可能な構成となっている。すなわち、特許文献１に記載の立体表示装置では、偶数番目のくし歯状電極と液晶層を介して対向配置される透明基板の電極とに第１の電圧を印加すると共に、奇数番目のくし歯状電極に第２の電圧を印加する場合には、奇数番目のくし歯状電極を端部とする屈折率分布型(GRIN：Gradient Index)レンズが形成される。また、偶数番目のくし歯状電極と奇数番目のくし歯状電極とに第１の電圧を印加すると共に、このくし歯状電極と液晶層を介して対向配置される透明基板の電極に第２の電圧を印加する場合には、各くし歯状電極を端部とするＧＲＩＮレンズが形成される。
また、非特許文献１にも、２Ｄ表示と３Ｄ表示とを切り替え可能な表示装置が記載されている。この非特許文献１に記載の表示装置は、表示パネルの表示面側にレンズ効果を生じる液晶レンズのみが配置される構成となっている。このとき、液晶レンズは液晶層を介して対向配置される一方の透明基板にくし歯状電極が形成され、他方の透明基板に平板状の電極が形成されている。この構成からなる液晶レンズでは、くし歯状電極に第１の電圧が印加されると共に、平板状の電極に第２の電圧が印加される構成となっており、該くし歯状電極を端部とするＧＲＩＮレンズを形成している。また、非特許文献１には、前述する特許文献１と同様に、一方の透明基板に２つのくし歯状電極が対をなすように形成されると共に、他方の透明基板に平板状の電極が形成される液晶レンズも記載されている。
特開２０１０−２２４１９１号公報
液晶レンズを用いた表示装置では、液晶分子の配向を制御することによって液晶レンズに屈折率分布を形成し、レンズ効果を生じさせる構成となっているので、液晶分子の配向を制御することが重要な項目の一つである。しかしながら、特許文献1にも記載されるように、液晶レンズを形成する液晶層厚が薄い（小さい）場合には十分なレンズ性能を得ることができないという問題があった。
また、液晶層厚が厚い（大きい）場合には、液晶分子の配向欠陥が生じてしまうので、この場合にも十分なレンズ性能が得られないという問題があった。特に、液晶レンズに十分なレンズ性能が得られない場合、３Ｄ表示時において右目用の画像が観察者の左目で認識されてしまう等のクロストークが生じてしまい、３Ｄ画像の表示品質が大幅に低下してしまうという問題があり、その解決方法が切望されている。
本発明はこれらの問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、３Ｄ表示時における表示品質を向上させることが可能な表示装置を提供することにある。
前記課題を解決すべく、本発明の表示装置は、画像表示を行う第１の表示パネルと、前記第１の表示パネルの表示面側に配置され、第１の方向に延在し、前記第１の方向と交差する第２の方向に並設されるシリンドリカルレンズ状に屈折率を制御し視差障壁を形成する第２の表示パネルとを備え、
２次元表示と３次元表示とを切り替えて画像表示させる表示装置であって、
前記第２の表示パネルは、透明導電膜からなる面状の第１の電極を有する前記第１基板と、前記第１の方向に延在し前記第２の方向に並設される線状の第２の電極を有する記第２基板とを備え、
前記第１基板と前記第２基板とが液晶層を介して対向配置される液晶表示パネルからなり、
前記液晶層の厚さは、３次元表示時における前記液晶層の液晶分子の極角方向の回転角が９０°となる厚さ以下である。
本発明によれば、２Ｄ表示と３Ｄ表示とを切り替え可能な表示装置における３Ｄ表示時の表示品質を向上させることができる。
本発明のその他の効果については、明細書全体の記載から明らかにされる。
本発明の実施形態１の表示装置である液晶表示装置の全体構成を説明するための断面図である。 図２は本発明の表示装置における第２の液晶表示パネルの詳細構成を説明するための平面図である。 図２に示すＡ−Ａ’線での断面図である。 本発明の実施形態１の第２の液晶表示パネルにおける液晶分子の配向状態を説明するための図である。 本発明の実施形態１の第２の液晶表示パネルにアンチパラレルラビングを行った場合におけるラビング方向と液晶分子の配向方向とを説明するための図である。 本発明の実施形態１の第２の液晶表示パネルにパラレルラビングを行った場合におけるラビング方向と液晶分子の配向方向とを説明するための図である。 液晶レンズを用いた３Ｄ表示時の観察者と第１の液晶表示パネルとの関係を説明するため図である。 本発明の実施形態１の第２の液晶表示パネル（液晶レンズ）における液晶層の厚さと第２の電極の上部領域での液晶分子の配向角度との計測値を示す図である。 本発明の実施形態１の第２の液晶表示パネル（液晶レンズ）における液晶層の厚さと印加電圧とに対応した配向欠陥の有無を示す図である。 本発明の実施形態２の表示装置における第２の液晶表示パネルの概略構成を説明するための図である。 本発明の実施形態２の第２の液晶表示パネルにおける電極間距離ｓを液晶層厚ｄで規格化した値（ｓ／ｄ）に対するクロストークの発生割合を示す図である。 本発明の実施形態２の第２の液晶表示パネルにおける電極間距離を大きく形成した場合を説明するための図である。 本発明の実施形態２の第２の液晶表示パネルにおける電極間距離を小さく形成した場合を説明するための図である。 本発明の第２の液晶表示パネルにおける第２の電極ＰＸの電極幅Ｗを液晶層厚ｄで規格化した値（Ｗ／ｄ）に対するクロストークの発生割合を示す図である。 第２の電極の電極幅が規格値（Ｗ／ｄ）の上限値よりも大きく形成される第２の液晶表示パネルの概略構成を説明するための図である。 第２の電極の電極幅が規格値（Ｗ／ｄ）の下限値よりも大きく形成される第２の液晶表示パネルの概略構成を説明するための図である。 本発明の表示装置を備える実施形態４の情報機器の概略構成を説明するための図である。
以下、本発明が適用された実施形態について、図面を用いて説明する。ただし、以下の説明において、同一構成要素には同一符号を付し繰り返しの説明は省略する。
〈実施形態１〉
〈全体構成〉
図１は本発明の実施形態１の表示装置である液晶表示装置の全体構成を説明するための断面図であり、以下、図１に基づいて、実施形態１の表示装置の全体構成を説明する。ただし、以下の説明では、画像表示を行う表示パネルとして非発光型の第１の液晶表示パネルＬＣＤ１を用いる場合について説明するが、該表示パネルとして有機発光表示パネル（有機ＥＬ表示パネル）等の自発光型の表示パネルを用いる構成であってもよい。また、図中に示すＸ，Ｙ，Ｚは、それぞれＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸を示す。
実施形態１の液晶表示装置は、画像表示用の液晶表示パネルである第１の液晶表示パネル（第１の表示パネル）ＬＣＤ１と、透過光の屈折率を制御してレンズ（レンチキュラレンズ、シリンドリカルレンズアレイ）として機能する第２の液晶表示パネル（液晶レンズパネル、第２の表示パネル）ＬＣＤ２とを備える構成となっている。この構成からなる実施形態１の液晶表示装置は、図１に示すように、バックライトユニット（バックライト装置）ＢＬＵから順番に、第１の液晶表示パネルＬＣＤ１、及び第２の液晶表示パネルＬＣＤ２がそれぞれ重ねて配置されている。すなわち、第１の液晶表示パネルＬＣＤ１の表示面側（観察者側）に第２の液晶表示パネルＬＣＤ２が配置されている。このとき、第１の液晶表示パネルＬＣＤ１と第２の液晶表示パネルＬＣＤ２との位置合わせがずれるのを防止するために、第１の液晶表示パネルＬＣＤ１と第２の液晶表示パネルＬＣＤ２とは接着部材ＡＤＨにより固定されている。なお、接着部材ＡＤＨは周知の紫外線硬化樹脂（ＵＶ硬化樹脂）等の樹脂部材等からなり、第１の液晶表示パネルＬＣＤ１及び第２の液晶表示パネルＬＣＤ２を形成する透明基板（例えば、ガラス基板や樹脂基板等で形成される）と略同等の屈折率を有する部材を用いることが好ましい。
一方、実施形態１の第２の液晶表示パネルＬＣＤ２は、例えば、液晶分子の長軸が当該液晶表示パネルＬＣＤ２を構成する透明基板とほぼ平行に配向されるホモジニアス配向の液晶表示パネルで形成されている。実施形態１の第２の液晶表示パネルＬＣＤ２では、各電極（短冊状の第２の電極）に電圧を印加しない状態で第１の液晶表示パネルＬＣＤ１からの出射光（表示画像）をそのままで透過（通過）させる２次元表示（２Ｄ表示、平面表示）となり、電圧の印加により第１の液晶表示パネルＬＣＤ１からの出射光（表示画像）を観察者の左右眼に別々に入射させる両眼視差を与えるための視差障壁となるレンズ作用を行う３次元表示（３Ｄ表示、立体表示）となる。このように、実施形態１の第２の液晶表示パネルＬＣＤ２は、液晶に電界を印加しない状態においては入射光をそのまま透過させる液晶表示パネルであり、その詳細については後に詳述する。
また、第１の液晶表示パネルＬＣＤ１は、ＴＮ方式の液晶表示パネル、ＶＡ（Vertical Alignment）方式の液晶表示パネル、及びＩＰＳ（In-Plane Switching）方式の液晶表示パネル等の何れの方式の液晶表示パネルを用いる構成であってもよい。なお、第１の液晶表示パネルＬＣＤ１は周知の液晶表示パネルとなるので、拡散板等の光学シートや偏光板等は省略し、その詳細な説明も省略する。
〈第１の液晶表示パネルの構成〉
第１の液晶表示パネルＬＣＤ１としてＩＰＳ方式の液晶表示パネルを用いる場合、第１の液晶表示パネルＬＣＤ１は液晶層を介して、ガラス基板等の周知の一対の透明基板が対向配置される構成となっている。該一対の透明基板の内で一方の透明基板（第１の透明基板）には周知の薄膜トランジスタや画素電極等が形成され、他方の透明基板（第２の透明基板）にはカラーフィルタや周知のブラックマトリクス等が形成されている。この構成からなる第１の液晶表示パネルＬＣＤ１では、例えば、第１の透明基板は第２の透明基板よりも大きな透明基板で形成され、周辺部に外部との接続のための接続端子等が形成されている。また、第１の透明基板と第２の透明基板との固定及び液晶の封止は、第２の透明基板の周辺部に沿って環状に塗布される周知のシール材で固定され、液晶も封止される。この液晶が封入された領域の内で、カラー表示用の赤色（Ｒ），緑色（Ｇ），青色（Ｂ）の各副画素からなる画素領域（以下、画素と略記する）の形成される領域が表示領域となる。従って、液晶が封入されている領域内であっても、画素が形成されておらず表示に係わらない領域は表示領域とはならない。
実施形態１の液晶表示パネルＬＣＤ１を構成する第１の透明基板の液晶側の面であって表示領域内には、図中Ｘ方向に延在しＹ方向に並設されるゲート線が形成されると共に、図中Ｙ方向に延在しＸ方向に並設されるドレイン線が形成されている。ドレイン線とゲート線とで囲まれる矩形状の領域は、第２の透明基板に形成される赤色（Ｒ），緑色（Ｇ），青色（Ｂ）のカラーフィルタに対応しており、このＲＧＢの３つの副画素からなる各画素が、表示領域内においてマトリックス状に配置されている。この各副画素は、ゲート線からの走査信号によってオンされる薄膜トランジスタと、このオンされた薄膜トランジスタ及び該薄膜トランジスタのソース線に接続されドレイン線からの階調信号（階調電圧）が供給される画素電極と、階調信号の電位に対して基準となる電位を有する共通信号が供給される共通電極とを備えている。なお、ＶＡ方式やＴＮ方式の液晶表示パネルでは、カラーフィルタ等と共に第２基板の側に共通電極が形成されている。
〈第２の液晶表示パネルの構成〉
図２は本発明の表示装置における第２の液晶表示パネルの詳細構成を説明するための平面図、図３は図２に示すＡ−Ａ’線での断面図であり、以下、図２及び図３に基づいて、実施形態１の第２の液晶表示パネルについて詳細に説明する。
図２に示すように、実施形態１の第２の液晶表示パネルＬＣＤ２は、Ｙ方向に延在しＸ方向に並設される複数の短冊状（くし歯状）の電極である第２の電極ＰＸと、各第２の電極ＰＸの一端が接続され、第２の液晶表示パネルＬＣＤ２の長辺側の一方の辺縁部に沿ってＸ方向に延在して形成される配線部ＷＲとが形成される第２基板ＳＵＢ２を備える構成となっている。また、第２の液晶表示パネルＬＣＤ２は、液晶層を介して第２基板ＳＵＢ２と対向配置される第１基板ＳＵＢ１を備えており、該第１基板ＳＵＢ１の液晶側の面には少なくとも表示領域を覆うようにして形成される平板状の第１の電極ＣＴを備えている。このとき、第１の電極ＣＴ及び第２の電極ＰＸは、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）やＺｎＯ（酸化亜鉛）系等の透明導電膜で形成され、配線部ＷＲは透明導電膜に限定されない。また、第２基板ＳＵＢ２に形成される配線部ＷＲは、第２の液晶表示パネルＬＣＤ２の長辺側の両方の辺縁部に沿って形成される構成であってもよい。
この構成により、後に詳述するように、隣接して配置される一対の短冊状電極ＰＸの間の領域毎に、Ｙ方向に延在しＸ方向に並設される屈折率分布型(GRIN：Gradient Index)レンズであるレンチキュラル状のシリンドリカルレンズアレイが形成される。このとき、第２の液晶表示パネルＬＣＤ２のシリンドリカルレンズアレイが形成される領域は、第１の液晶表示パネルＬＣＤ１の表示領域に対応する位置である。その結果、実施形態１の液晶表示装置では、観察者の左右両眼がＸ方向に並んでいる場合に、異なる画素の光すなわち異なる視点の画像を観察者の左右両眼にそれぞれ振り分けることが可能となり、立体視が可能となる。なお、実施形態１の第１の電極ＣＴの形状は平板状に限定されることはない。例えば、第１基板ＳＵＢ１及び第２基板ＳＵＢ２に延在方向が直交するくし歯状の電極を設けると共に、該くし歯状の電極の形成されない基板表面部分（領域）を覆うようにして他の電極を設ける構成であってもよい。また、本願明細書中においては、液晶は正の誘電率異方性を有するものを用いる場合について説明するが、負の誘電率異方性を有する液晶を用いることも可能である。
前述する構成からなる第２の液晶表示パネルＬＣＤ２では、図３のＡ−Ａ’線での断面図に示すように、液晶（液晶層）ＬＣを介して一対の透明基板（第１基板ＳＵＢ１，第２基板ＳＵＢ２）が対向配置される構成となっている。図中下側に配置される第２基板ＳＵＢ２の対向面側（液晶面側）には、Ｙ方向に延在しＸ方向に並設される第２の電極ＰＸが形成されている。また、第２の電極ＰＸの上層には、当該第２の電極ＰＸ及び第２基板ＳＵＢ２の露出面を覆うようにして、周知の配向膜材料からなる配向膜ＯＲＩが形成されている。一方、第１基板ＳＵＢ１の対向面側（液晶側の面）には、少なくとも表示領域を覆うようにして第１の電極ＣＴが形成され、該第１の電極ＣＴの液晶側の面を覆うようにして配向膜ＯＲＩが形成されている。
〈第２の液晶表示パネルの詳細説明〉
次に、図４に実施形態１の第２の液晶表示パネルにおける液晶分子の配向状態を説明するための図、図５に第２の液晶表示パネルにアンチパラレルラビングを行った場合におけるラビング方向と液晶分子の配向方向とを説明するための図、図６に第２の液晶表示パネルにパラレルラビングを行った場合におけるラビング方向と液晶分子の配向方向とを説明するための図を示し、以下、図４〜図６に基づいて、実施形態１の液晶表示装置による３Ｄ表示について説明する。なお、実施形態１の第２の液晶表示パネルでは、ラビング法を用いた配向膜により液晶分子の初期配向を制御する場合について説明するが、これに限定されることはなく、例えば、光配向等の他の配向方法であってもよい。
ただし、図４（ａ）は第１の電極ＣＴと第２の電極ＰＸとにそれぞれ異なる電圧を印加した３Ｄ表示時における液晶レンズの形成部分での電界の状態を示す図、図４（ｂ）は第１の電極ＣＴと第２の電極ＰＸとの間に電界を印加しない２Ｄ表示時における液晶レンズの形成部分での液晶分子の状態を示す図、図４（ｃ）は第１の電極ＣＴと第２の電極ＰＸとの間に電界を印加する３Ｄ表示時における液晶レンズの形成部分での液晶分子の状態を示す図である。また、図５（ａ）及び図６（ａ）は第１の電極ＣＴと第２の電極ＰＸとの間に電界が印加されない場合すなわち初期配向状態における液晶分子の状態を示している。図５（ｂ）及び図６（ｂ）は第１の電極ＣＴと第２の電極ＰＸとの間に電界が印加されている場合における液晶分子の状態を示している。さらには、図４〜図６においては、第１基板ＳＵＢ１及び第２基板ＳＵＢ２の液晶面側に配置される配向膜ＯＲＩについては省略する。
図４（ａ）に示すように、第２の液晶表示パネルＬＣＤ３は、観察者側に配置される第２基板ＳＵＢ３２の対向面側に透明導電材料からなる第２の電極ＰＸが形成され、液晶層ＬＣを介して対向配置される第１基板ＳＵＢ３１の対向面側に透明導電材料からなる平板状の第１の電極ＣＴが形成されている。この構成からなる第２の液晶表示パネルＬＣＤ３を用いた液晶表示装置において、２Ｄ表示を行う場合には、第１の液晶表示パネルＬＣＤ１には２Ｄ表示に対応した画像、すなわち従来の２Ｄ表示と同じ画像が表示される。このときは、第１の液晶表示パネルＬＣＤ１の観察者側に配置される第２の液晶表示パネルＬＣＤ２では、第１の電極ＣＴと第２の電極ＰＸとには同じ電圧が印加され、その間には電界が生じない構成となる。その結果、図４（ｂ）に示すように、液晶分子ＬＣは初期配向状態のままとなり、第１の液晶表示パネルＬＣＤ１の全ての画素からの表示光が観察者の左右の目に到達し、２Ｄ表示の画像が認識されることとなる。
一方、３Ｄ表示を行う場合には、図４（ａ）に示すように、第１の電極ＣＴと第２の電極ＰＸとの間に矢印で示す電気力線ＥＦを発生させることによって、隣接配置される各第２の電極ＰＸとの間にＹ方向に延在しＸ方向に並設される屈折率分布型レンズであるレンチキュラル状のシリンドリカルレンズを形成する構成としている。すなわち、図４（ｃ）に示すように、第１の電極ＣＴと第２の電極ＰＸとの間に生じる電気力線ＥＦにより、液晶分子の配向方向を制御し、その屈折率を隣接する２つの第２の電極ＰＸとの間で変化させ、屈折率分布型レンズ（シリンドリカルレンズ）を形成している。
ここで、本願発明者は、まず、第１基板ＳＵＢ１及び第２基板ＳＵＢ２にそれぞれ形成される配向膜ＯＲＩのラビング方向が平行（同一方向）の場合と反平行（逆方向）の場合において生じる配向欠陥について検討を行った。
図５に示すように、第１基板ＳＵＢ１に形成される図示しない配向膜ＯＲＩのラビング方向（図５中に白抜きの矢印ＡＷ１で示す）と、第２の基板ＳＵＢ２に形成される図示しない配向膜ＯＲＩのラビング方向（図５中に白抜きの矢印ＡＷ２で示す）とが反平行であいわゆるアンチパラレルラビングの場合について説明する。図５（ａ）に示すように、初期状態すなわち第１の電極ＣＴと第２の電極ＰＸとの間に電界が印加されない（電気力線ＥＦが生じていない）場合、第１基板ＳＵＢ１の近傍に配置される液晶分子ＬＣは、その長軸方向が白抜きの矢印ＡＷ１で示す方向に配向される。このとき、ラビング方向に沿って、液晶分子ＬＣの長軸方向のＸ１側が第１基板ＳＵＢ１の基板面よりプレチルト角分だけ起き上がった状態となる。同様にして、第２基板ＳＵＢ２の近傍に配置される液晶分子ＬＣは、その長軸方向が白抜きの矢印ＡＷ２で示す方向に配向される。したがって、この第２基板ＳＵＢ２の近傍の液晶分子ＬＣは、その長軸方向のＸ２側が第２基板ＳＵＢ２の基板面よりプレチルト角分だけ起き上がった状態となる。
一方、図５（ｂ）に示すように、第１の電極ＣＴから第２の電極ＰＸの方向となる電界が印加される（電気力線ＥＦを発生させた）場合には、液晶分子ＬＣはその長軸方向が図４（ａ）に示す電気力線ＥＦに沿って配向される。このとき、第１の電極ＣＴと第２の電極ＰＸとが液晶層ＬＣを介して重畳して配置される領域の近傍では、図５（ｂ）中に点線の矢印で示すように、液晶層の厚さ方向であるＺ方向に対して斜め方向の電気力線ＥＦが生じることとなる。その結果、液晶分子の長軸方向も電気力線ＥＦに沿って斜めに配向されることとなる。
このとき、第２の電極ＰＸのＸ２側の領域の近傍では、図５（ｂ）中に点線の矢印で示す電気力線ＥＦはＺ方向に対してＸ２側に傾斜する。その結果、第２の電極ＰＸのＸ２側の近傍領域における液晶分子ＬＣの長軸方向は配向膜ＯＲＩのラビング方向と一致することとなり、配向欠陥は生じないこととなる。
一方、第２の電極ＰＸのＸ１側の領域の近傍では、図５（ｂ）中に点線の矢印で示す電気力線ＥＦはＺ方向に対してＸ１側に傾斜している。このために、第２の電極ＰＸのＸ２側の領域における液晶分子ＬＣの長軸方向は配向膜ＯＲＩのラビング方向と反対方向となり、配向欠陥が生じることとなる。すなわち、第２の電極ＰＸのＸ１側の液晶分子ＬＣは、例えば、図５（ａ）中のＸＺ平面内で反時計回りに配向して、電気力線ＥＦに沿った配向とならなければならないが、時計回りに配向して電気力線ＥＦに沿った配向となってしまうので、配向欠陥が生じることとなる。特に、図５（ｂ）に示すように、第１基板ＳＵＢ１の近傍においても矢印ＡＷ１で示すラビング方向と反対となる。したがって、第２基板ＳＵＢ２の近傍においても矢印ＡＷ２で示すラビング方向と反対となるので、液晶層の厚さ方向であるＺ方向に対しては、図中に「×」で示すように、第１基板ＳＵＢ１から第２基板ＳＵＢ２の側にかけての広い（大きい）領域で配向欠陥が生じることとなる。さらには、広い範囲で液晶欠陥が生じた場合、その配向欠陥が隣接する領域へも影響を及ぼしてしまう配向欠陥の成長が生じ、さらに配向欠陥の領域が拡大することも懸念される。
次に、図６に示すように、第１基板ＳＵＢ１の配向膜ＯＲＩのラビング方向（図６中に白抜きの矢印ＡＷ１で示す）と、第２の基板ＳＵＢ２の配向膜ＯＲＩのラビング方向（図６中に白抜きの矢印ＡＷ２で示す）とが平行（同一方向）であるいわゆるパラレルラビングの場合について説明する。
図６（ａ）に示すように、初期状態では、第１基板ＳＵＢ１及び第２基板ＳＵＢ２の近傍に配置される液晶分子ＬＣは、その長軸方向が白抜きの矢印ＡＷ１，ＡＷ２で示す方向に配向される。このとき、ラビング方向に沿って、液晶分子ＬＣの長軸方向のＸ２側が基板面（第１基板ＳＵＢ１及び第２基板ＳＵＢ２の基板面）よりプレチルト角分だけ起き上がった状態となる。すなわち、第１基板ＳＵＢ１の近接する側の液晶分子ＬＣは矢印ＡＷ１で示す配向方向である図中のＸ２側が起き上がった状態となり、第２基板ＳＵＢ２の近接する側の液晶分子ＬＣは矢印ＡＷ２で示す配向方向である図中のＸ２側が起き上がった状態となる。
第１の電極ＣＴから第２の電極ＰＸへの方向となる電界が印加される（電気力線ＥＦを発生させた）場合は、液晶分子ＬＣの長軸方向が図４（ａ）に示す電気力線ＥＦに沿って配向されるので、図６（ｂ）に示す配向となる。このとき、第１の電極ＣＴと第２の電極ＰＸとが液晶層ＬＣを介して重畳して配置される領域の近傍の内で、図中のＸ２側の領域では、第１基板ＳＵＢ１に近い領域の液晶分子ＬＣに配向欠陥が生じることとなる。また、図中のＸ１側の領域では、第２基板ＳＵＢ２に近い領域の液晶分子ＬＣに配向欠陥が生じることとなる。この配向欠陥が生じる領域を示したのが図中に「×」で示す領域であり、第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２に近接する領域によって、配向欠陥の発生する領域がＸ１側とＸ２側とに分かれることとなるので、配向欠陥が生じる領域が小さく抑えられる。すなわち、第１基板ＳＵＢ１又は第２基板ＳＵＢ２の近傍であり、かつ第１の電極ＣＴと第２の電極ＰＸとが液晶層ＬＣを介して重畳して配置される領域の近傍のみに配向欠陥が発生するので、この配向欠陥が隣接する領域へ及ぼす影響も抑えられる。
したがって、配向欠陥の発生する領域を小さくするためには、アンチパラレルラビングよりもパラレルラビングが好適である。よって、実施形態１の第２の液晶表示パネルにおいても、パラレルラビングとすることが好ましく、さらには、液晶分子ＬＣの初期配向が所定のプレチルト角で基板の面内方向と略平行に配置されるスプレイ配向とすることが好ましい。ただし、第１基板ＳＵＢ１及び第２基板ＳＵＢ２にそれぞれ形成される配向膜ＯＲＩのラビング方向と第２の電極ＰＸの延在方向とがなす角度をθとした場合、角度θの範囲は０（ゼロ）＜θ≦１０°を満たす範囲であることが好ましい。すなわち、第１基板ＳＵＢ１及び第２基板ＳＵＢ２にそれぞれ形成される配向膜ＯＲＩのラビング方向と第２の電極ＰＸの延在方向とが、略平行であることが好ましい。
次に、図７に液晶レンズを用いた３Ｄ表示時の観察者と第１の液晶表示パネルと液晶レンズとの関係を説明するため図、図８に実施形態１の第２の液晶表示パネル（液晶レンズ）における液晶層の厚さに対する第２の電極の上部領域での液晶分子の配向角度の計測値を示す図、図９に実施形態１の第２の液晶表示パネル（液晶レンズ）における液晶層の厚さと印加電圧とに対応した配向欠陥の有無を示す図を示し、以下、図７〜図９に基づいて、実施形態１の第２の液晶表示パネルについて詳細に説明する。ただし、図８に示す計測値は、第１の電極ＣＴと第２の電極ＰＸとの間に十分な電界を生じさせることが可能な電圧すなわち液晶が動く閾値電圧よりも十分に高い電圧をそれぞれの電極に印加した場合の図である。また、図８に示す図では、液晶欠陥が生じやすい領域である第２の電極ＰＸの上部領域（図６に示す液晶欠陥の発生領域）を代表領域として計測した場合の平均の配向角度を示しており、特に、液晶層の厚さ方向の中心部での配向角度を示している。さらには、第２の電極ＰＸの上部領域を除く他の領域においても液晶欠陥が生じることがある。
図７に示すように、実施形態１の表示装置では、観察者の両眼に視差を与えることによって裸眼３Ｄ表示を可能としている。したがって、第２の電極ＰＸの間隔は、例えば、図７に示すように、観察者の右目ＲＥには第１の液晶表示パネルＬＣＤ１に表示される右目用画像Ｒが入射され、左目ＬＥには左目用画像Ｌが入射されるように形成されている。このとき、第１の電極ＰＸの間隔は、観察者の視点位置に応じて変化することとなるので、左右の目の間隔Ｂと、第１の液晶表示パネルＬＣＤ１の画素ピッチＰと、第２の液晶表示パネルＬＣＤ２に形成される液晶レンズＬＺのピッチ（レンズピッチ）Ｑとの間には、下記の式（１）に示す関係がある。
（数１）
Ｑ＝２Ｐ／（１＋Ｐ／Ｂ） ・・・(１)
従って、実施形態１の液晶表示装置を構成する第１の液晶表示パネルＬＣＤ１と第２の液晶表示パネルＬＣＤ２とは、予め設定した視点に対して、式（１）に従った画素ピッチＰ及びレンズピッチＱを有する構成となっている。なお、実施形態１の液晶表示装置は２視点に限定されることはなく、２視点以上の多視点方式にも応用できるものである。
ここで、観察者の左右の目の間隔ＢをＢ＝６５ｍｍ、液晶の物性値である複屈折率ΔｎをΔｎ＝０．２、誘電率異方性ΔεをΔε＝７．３、実施形態１の表示装置のサイズすなわち表示領域のサイズを３．２インチ、画素数を４８０×８５４、画素ピッチＰ＝７９．５μｍ、レンズピッチＱ＝１５８．８０５８・・・μｍ、第２の電極幅Ｗ＝１０μｍとした場合における液晶層の厚さと第２の電極の上部領域での液晶分子の配向角度（基板面から立ち上がる回転方向である極角方向の角度）との関係を示す計測値の図８から明らかなように、液晶層の厚さが概ね５０μｍ以下の範囲においては、液晶分子ＬＣの配向角度を９０°することができる。すなわち、液晶層の厚さが５０μｍ以下となる第２の液晶表示パネルＬＣＤ２を形成することにより、液晶分子ＬＣの配向欠陥の発生を防止することができる。
さらには、図９に示す印加電圧と液晶層厚との関係から明らかなように、第１の電極ＣＴと第２の電極ＰＸとの間に印加する電圧（印加電圧）が０（ゼロ）Ｖの場合すなわち２Ｄ表示時には、液晶層厚に係わらずに配向欠陥は生じないこととなる。一方、第１の電極ＣＴと第２の電極ＰＸとの間に印加する電圧が６Ｖの場合すなわち３Ｄ表示時には、液晶層厚が５０μｍ以下では液晶欠陥が生じないが、５０μｍよりも大きい場合には液晶欠陥が生じることとなる。また、印加する電圧を１０Ｖとした場合にも、液晶層厚が５０μｍ以下では液晶欠陥が生じないが、５０μｍよりも大きい場合には液晶欠陥が生じることとなる。したがって、実施形態１では、液晶層厚が５０μｍ以下となるように第２の液晶表示パネルＬＣＤ２を形成する。そして、該第２の液晶表示パネルＬＣＤ２を駆動する際には、第１の電極ＣＴと第２の電極ＰＸとの間に印加する電圧（印加電圧）が６Ｖ以上となるように駆動することによって、レンズ領域に形成される配向欠陥を大幅に低減することが可能となる。その結果、配向欠陥の発生に起因する３Ｄ表示時におけるクロストークを大幅に低減することができるので、３Ｄ画像の表示品質を大幅に向上させることが可能となる。
以上説明したように、実施形態１の表示装置を形成する第２の液晶表示パネルＬＣＤ２においては、当該第２の液晶表示パネルＬＣＤ２を構成する第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２に形成される配向膜が同一方向となるパラレルラビングで形成されている。さらには、第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２との間隔、すなわち第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２との間に封入される液晶層厚が５０μｍ以下となるように形成されている。その結果、３Ｄ表示時における駆動電圧を６Ｖとした場合であっても、第１の電極ＣＴと第２の電極ＰＸとが重畳する部分とその近傍での配向欠陥を大幅に低減させることが可能となり、特に、３Ｄ表示時における表示品質を大幅に向上させることができる。また、液晶層厚を最適化することによって、３Ｄ表示における駆動電圧を低減させることも可能となるので、３Ｄ表示における電力消費量を低減させることができるという格別の効果を得ることもできる。
〈実施形態２〉
図１０は本発明の実施形態２の表示装置における第２の液晶表示パネルの概略構成を説明するための図である。特に、図１０（ａ）は３Ｄ表示時における液晶分子の配向状態を示した図であり、図１０（ｂ）は図１０（ａ）に示す第２の液晶表示パネルＬＣＤ２のＸ方向位置に対する厚さ方向（Ｚ方向）の平均屈折率の分布を示す図であり、実施形態２の液晶表示装置は、３Ｄ表示時のレンズピッチすなわちＸ方向に並設される第２の電極ＰＸの配列ピッチを最適化した第２の液晶表示パネルＬＣＤ２である。ただし、図１０（ａ）に示す第２の液晶表示パネルＬＣＤ２は液晶層厚が５０μｍで形成され、第１の電極ＣＴ及び第２の電極ＰＸ等の基本的な構成は実施形態１の液晶表示パネルＬＣＤ２と同様の構成である。また、図１０（ｂ）に示す平均屈折率は第１の電極ＣＴと第２の電極ＰＸとの間に６Ｖの駆動電圧が印加される場合の平均屈折率を示す。
３Ｄ表示時における液晶分子ＬＣの配向は、前述する図４（ａ）に示す電気力線ＥＦに沿った配向となる。したがって、第１の電極ＣＴと第２の電極ＰＸとが液晶層ＬＣを介して重畳する領域においては、図１０（ａ）に示すように、液晶分子ＬＣの長軸方向であるダイレクタは第１及び第２基板ＳＵＢ１，ＳＵ２の面内方向と直交する方向すなわちＺ方向となる。これに対して、この重畳領域から離れるにつれて電気力線ＥＦは第２の液晶表示パネルＬＣＤ２の基板面に平行となるので、液晶分子ＬＣの長軸方向も第２の液晶表示パネルＬＣＤ２の基板面に平行となる。このとき、液晶分子ＬＣの長軸方向すなわち配向方向の屈折率ｎｅと、液晶分子ＬＣの長軸方向に対して垂直な方向の屈折率はｎｏとによって、通過光の屈折率は変化することとなる。よって、平均屈折率は第２の電極ＰＸの上部すなわち第１の電極ＣＴと第２の電極ＰＸとが液晶層ＬＣを介して重畳する部分で最小となり、２つの第２の電極ＰＸ間の中心部分で最高となる。その結果、第１の電極ＣＴと第２の電極ＰＸとが液晶層ＬＣを介して重畳する領域のＸ方向の中心位置をそれぞれ位置Ｃ，Ｅ、隣接する一対の第２の電極ＰＸとの中心位置を位置Ｄとした場合に、図１０（ｂ）に示すグラフＧ２に示すように、３Ｄ表示時の位置Ｃ−Ｅ間においてレンズ状の屈折率分布がＸ方向に対して形成される。すなわち、Ｘ方向に並設される屈折率分布型レンズ（シリンドリカルレンズ）が第２の液晶表示パネルＬＣＤ２に形成される。
この構成からなる第２の液晶表示パネルＬＣＤ２では、屈折率分布が２次曲線になるときにレンズの焦点距離での集光度が高まる。したがって、図１０（ｂ）に示すグラフＧ２においても、Ｃ−Ｄ間およびＤ−Ｅ間において、２次曲線となることが好ましい。
したがって、第２の液晶表示パネルＬＣＤ２における第２の電極ＰＸの並設方向に対する屈折率分布について、検討する。図１０（ｂ）に示すように、平均屈折率の最小値と最高値の差をΔｎｅｆｆと定義する。液晶レンズの屈折率分布が２次曲線となったとき、すなわちグラフＧ２が２次曲線となったときのレンズの焦点距離Ｆは、下記の式（２）で求めることができる。
（数２）
Ｆ＝ｎ×Ｑ２／（８×Δｎｅｆｆ×ｄ） ・・・（２）
ただし、ｎは液晶レンズの基板である第２の液晶表示パネルＬＣＤ２の屈折率、ｄは液晶レンズの液晶層厚である。
この場合、焦点距離Ｆは液晶レンズから表示画素までの距離となることが望ましいため、Δｎｅｆｆは大きい方が液晶層厚ｄを薄くできるため有利である。すなわち、Δｎｅｆｆは大きい方が液晶レンズを形成する第２の液晶表示パネルＬＣＤ２の厚さを小さくすることができる。
ここで、図１１に実施形態２の第２の液晶表示パネルにおける電極間距離ｓを液晶層厚ｄで規格化した値（ｓ／ｄ）に対するクロストークの発生割合の図を示し、以下、図１１に基づいて、電極間距離ｓと液晶層厚ｄについて説明する。ただし、図１１に示すクロストークは液晶配向をシミュレータ（Shintech社製のLCD-Master）で計算し、その結果を用いて光線追跡シミュレータ（BRO社製のASAP）によりクロストークを計算したものである。また、光線追跡シミュレータでは液晶配向から厚さ方向（Ｚ方向）の屈折率を平均化した値を用いた。
図１１に示すグラフＧ３から明らかなように、第２の電極ＰＸの端部から隣接する第２の電極ＰＸの端部までの距離を電極間距離ｓとし、第２の液晶表示パネルＬＣＤ２における液晶層厚ｄとした場合における規格化した値（ｓ／ｄ）に対して、クロストークの発生率が大きく変化することが分かる。すなわち、規格値（ｓ／ｄ）が４．５＜ｓ／ｄ＜５．５を満たす範囲においては、クロストークの発生割合が０（ゼロ）％となり、非常に良好な３Ｄ表示が可能となる。
一方、クロストークの発生率が概ね１．２％程度である場合においても、クロストークの発生に伴う３Ｄ表示品質の低下もほとんど感じられず、特に、クロストークの発生率が概ね１．０％程度である場合においてはクロストークの発生自体も人間の目には非常に認識しづらくなることが知られている。したがって、クロストークの発生割合が１．２％以下となる３．５＜ｓ／ｄ＜７の範囲となるように、第２の電極ＰＸの端部から隣接する第２の電極ＰＸの端部までの電極間距離ｓと第２の液晶表示パネルＬＣＤ２における液晶層厚ｄとを形成することによって、３Ｄ表示品質を向上させた表示装置を提供できる。このとき、クロストークが１％以下であると人間の目には認識しづらくなるため、さらに表示品質を向上させることが可能となるクロストークが１％以下である３．７＜ｓ／ｄ＜６．８とすることが望ましい。さらに好適には、クロストークの発生割合がほぼ０（ゼロ）％となる４．３＜ｓ／ｄ＜５．６が成り立つ範囲が望ましい。
次に、図１２に実施形態２の第２の液晶表示パネルにおける電極間距離を大きく形成した場合を説明するための図、図１３に実施形態２の第２の液晶表示パネルにおける電極間距離を小さく形成した場合を説明するための図を示し、前述する規格値（ｓ／ｄ）の範囲よりも大きい場合及び小さい場合についての液晶レンズについて説明する。ただし、図１２（ａ）は第２の液晶表示パネルＬＣＤ２における規格値（ｓ／ｄ）が７の場合の３Ｄ表示時での液晶分子の配向状態を示した図であり、図１２（ｂ）はその時のＸ方向位置に対する厚さ方向（Ｚ方向）の平均屈折率の分布を示す図である。また、図１３（ａ）は第２の液晶表示パネルＬＣＤ２における規格値（ｓ／ｄ）が４の場合の３Ｄ表示時での液晶分子の配向状態を示した図であり、図１３（ｂ）はその時のＸ方向位置に対する厚さ方向（Ｚ方向）の平均屈折率の分布を示す図である。また、図１２（ａ）及び図１３（ａ）に示す第２の液晶表示パネルＬＣＤ２は、第２の電極ＰＸの電極間距離ｓが異なるのみで、液晶層厚ｄ等の他の構成は実施形態２の第２の液晶表示パネルＬＣＤ２と同様の構成である。
図１２（ａ），（ｂ）に示すように、規格値（ｓ／ｄ）が７の場合すなわち液晶層厚ｄに対する第２の電極ＰＸの電極間距離ｓが大きい場合、該第２の電極ＰＸに近い液晶分子ＬＣに対しては、図１０に示す実施形態２の第２の液晶表示パネルＬＣＤ２と同様に、十分な電界が印加されることとなる。すなわち、図１２（ｂ）に示すように、位置Ｃ，Ｅの近傍であるＣ−Ｄ１間及びＤ２−Ｅ間の屈折率分布は２次曲線となる。これに対して、第２の電極ＰＸからの距離が大きくなるに伴い液晶分子ＬＣに対する電界が小さくなるので、図１２（ａ）に示すように、２つの第２の電極ＰＸとの中間である位置Ｄの近傍における液晶分子ＬＣには十分な電界が印加されないこととなる。すなわち、図１２（ｂ）に示すように、位置Ｄの近傍であるＤ１−Ｄ２間の屈折率分布は２次曲線とならない。その結果、図１２に示す第２の液晶表示パネルＬＣＤ２で形成される液晶レンズでは、３Ｄ表示時に形成される液晶レンズの平均屈折率の最小値と最高値の差がΔｎｅｆｆとなった場合であっても、第２の電極ＰＸの近傍と第２の電極ＣＴの中心付近とでは焦点位置が異なることとなる。すなわち、グラフＧ４で示す屈折率分布が２次曲線にならないために、クロストークが発生することとなる。このときのクロストークの発生割合は、前述するグラフＧ３から明らかなように１．２％程度となるので、３Ｄ表示品質は向上させることができる。しかしながら、さらに第２の電極ＰＸの電極間距離を大きくした場合には、クロストークの発生割合が１．２％よりも大きくなってしまうので、３Ｄ表示時の表示品質が大幅に低下してしまうこととなる。
ただし、第２の電極ＰＸの間の距離が大きい場合には、当該第２電極ＰＸに印加する電圧を大きくし、Ｄ１−Ｄ２間の液晶分子ＬＣの長軸方向であるダイレクタも動かしてグラフＧ４で示す屈折率分布を２次曲線とすることも考えられる。しかしながら、前述する実施形態１から明らかなように、第２の電極ＰＸに印加する電圧を大きくした場合には、第１の電極ＣＴと第２の電極ＰＸとの間の印加電圧が大きくなってしまうので、３Ｄ表示時における表示品質が低下してしまうこととなる。したがって、規格値（ｓ／ｄ）の上限値は７．０とすることが好ましい。
また、図１３（ａ），（ｂ）に示すように、規格値（ｓ／ｄ）が４の場合すなわち液晶層厚ｄに対する第２の電極ＰＸの電極間距離ｓが小さい場合、第２の電極ＰＸと該第２の電極ＰＸに隣り合う第２の電極ＰＸまでの距離が短くなる。その結果、図１０（ａ）に示す実施形態２の第２の液晶表示パネルＬＣＤ２が備える第２の電極ＰＸに印加する電圧よりも小さな印加電圧（駆動電圧）によって、図１３（ｂ）のグラフＧ５で示す屈折率分布が２次曲線となってしまう。このとき、第２の電極ＰＸの上部やその近傍領域の液晶分子ＬＣには、十分な電界が印加されないこととなる。すなわち、図１３（ａ）に示すように、平面的に見て第１の電極ＣＴと第２の電極ＰＸとが重なって配置される領域及びその近傍領域における液晶分子ＬＣのダイレクタをＺ方向すなわち液晶層の厚さ方向に十分に配向させることが困難となり、この領域の平均屈折率は液晶分子ＬＣの屈折率ｎｅと大きく異なることとなる。その結果、図１３（ｂ）に示すように、第２の液晶表示パネルＬＣＤ２における液晶レンズの平均屈折率の最小値と最高値の差Δｎｅｆｆが小さくなり、所望の焦点距離を有する液晶レンズを形成することができなくなり、クロストークが発生することとなる。このときのクロストークの発生割合は、前述するグラフＧ３から明らかなように０．２５％程度となるので、３Ｄ画像の表示品質は向上できる。しかしながら、さらに隣接する第２の電極ＰＸとの距離を小さくして規格値（ｓ／ｄ）の下限値である３．５よりも小さく形成した場合、クロストークの発生割合が１．２％よりも大きくなってしまうので、３Ｄ表示時の表示品質が大幅に低下してしまうこととなる。したがって、規格値（ｓ／ｄ）の下限値は３．５とすることが好ましい。
ただし、前述の問題を解決する方法として、例えば、第１の電極ＣＴと第２の電極ＰＸとの間に印加する駆動電圧を大きくすることも考えられる。しかしながら、駆動電圧を大きくした場合には、平均屈折率分布を示すグラフＧ５が２次曲線とならなくなり、液晶レンズの焦点位置が位置Ｃ，Ｅと中央部の位置Ｄの近傍とでずれてしまうこととなる。その結果、クロストークが増大し、３Ｄ表示時の表示品質が大幅に低下してしまうこととなる。
また、Δｎｅｆｆが低下することを補償するために、複屈折率Δｎもしくは液晶層厚ｄを増大することも考えられるが、複屈折率Δｎは液晶材料の制限からΔｎ＝０．２２以上とすることが困難であり、液晶層厚ｄをｄ＝５０μｍ以上に大きく形成することも前述する実施形態１に示すように、非常に困難である。
〈実施形態３〉
実施形態３の表示装置は第２の液晶表示パネルに配置される第２の電極の電極幅を最適化した表示装置であり、第２の電極ＰＸの電極幅を除く他の構成は実施形態１の表示装置と同様の構成となる。図１４に第２の液晶表示パネルにおける第２の電極ＰＸの電極幅Ｗを液晶層厚ｄで規格化した値（Ｗ／ｄ）に対するクロストークの発生割合を示す図を示し、以下、図１４に基づいて、第２の電極幅Ｗと液晶層厚ｄについて説明する。ただし、図１４に示すクロストークは、実施形態２に示す図１１と同様の方法で計算したものであり、規格値（ｓ／ｄ）は５．０で計算したものである。
図１４に示すグラフＧ６から明らかなように、規格化した値（Ｗ／ｄ）に対して、クロストークの発生率が大きく変化することが分かる。すなわち、規格値（Ｗ／ｄ）が０．１９＜Ｗ／ｄ＜０．５７を満たす範囲においては、クロストークの発生割合がほぼ０（ゼロ）％となり、非常に良好な３Ｄ表示が可能となる。
一方、クロストークの発生率が概ね１．２％程度である場合においても、前述するように、クロストークの発生に伴う３Ｄ表示品質の低下もほとんど感じられず、特に、クロストークの発生率が概ね１．０％程度である場合においてはクロストークの発生自体も人間の目には非常に認識しづらくなることが知られている。したがって、クロストークの発生割合が１．２％以下となる０．０８＜Ｗ／ｄ＜０．６７の範囲となるように、第２の電極ＰＸの電極幅Ｗと第２の液晶表示パネルＬＣＤ２における液晶層厚ｄとを形成することによって、３Ｄ表示品質を向上させた実施形態３の表示装置を構成できる。このとき、クロストークが１％以下であると人間の目には認識しづらくなるため、さらに表示品質を向上させることが可能となるクロストークが１％以下である０．１０＜Ｗ／ｄ＜０．６５とすることが望ましい。さらに好適には、クロストークの発生割合がほぼ０（ゼロ）％となる０．１９＜Ｗ／ｄ＜０．５７が成り立つ範囲が望ましい。
次に、図１５に第２の電極ＰＸの電極幅が規格値（Ｗ／ｄ）の上限値よりも大きく形成される第２の液晶表示パネルの概略構成を説明するための図、図１６に第２の電極ＰＸの電極幅が規格値（Ｗ／ｄ）の下限値よりも大きく形成される第２の液晶表示パネルの概略構成を説明するための図を示し、以下、図１５及び図１６に基づいて、第２の電極ＰＸの電極幅とクロストークについて説明する。ただし、図１５（ａ）及び図１６（ａ）は３Ｄ表示時における液晶分子の配向状態を示した図であり、図１５（ｂ）及び図１６（ｂ）は図１４（ａ）に示す第２の液晶表示パネルＬＣＤ２のＸ方向位置に対する厚さ方向（Ｚ方向）の平均屈折率の分布を示す図である。また、図１５（ａ）及び図１６（ａ）に示す第２の液晶表示パネルＬＣＤ２は、第２の電極ＰＸの電極幅が異なるのみで、他の構成は実施形態１の第２の液晶表示パネルＬＣＤ２と同様の構成である。さらには、図１５（ｂ）及び図１６（ｂ）に示す平均屈折率は、第１の電極ＣＴと第２の電極ＰＸとの間に６Ｖの駆動電圧が印加される場合の平均屈折率を示す。
図１５（ａ）に示すように、第２の電極ＰＸの電極幅Ｗ２が前述する規格値（Ｗ／ｄ）の上限値である０．６７μｍよりも大きく形成される場合であっても、前述する実施形態１と同様に、第２の電極ＰＸの電極幅方向の辺縁部に近い領域では、電気力線ＥＦがＺ方向（厚さ方向）に対して傾斜して形成される。その結果、第２の電極ＰＸの上部領域すなわち第１の電極ＣＴと第２の電極ＰＸとが重なる領域の液晶分子ＬＣであってもダイレクタがＺ方向（厚さ方向）に対して傾斜して配向され、図１４（ｂ）に示すようにレンズ効果が生じる。すなわち、図１４（ａ）に示す第２の液晶表示パネルＬＣＤ２においても、規格値（ｓ／ｄ）は最適値になっているので、２つの第２の電極ＰＸの間の領域では平均屈折率分布は二次曲線となる。
これに対して、第２の電極ＰＸの電極幅方向の中心部を含む領域すなわち第２の電極ＰＸの辺縁部から離れた領域では、Ｚ方向の電気力線ＥＦが形成されることとなる。このために、液晶分子ＬＣもダイレクタがＺ方向（厚さ方向）に配向されることとなる。その結果、図１４（ｂ）の位置Ｃ１〜Ｃ２及び位置Ｅ１〜Ｅ２の範囲に示すように、レンズ効果が生じない領域が形成されることとなる。特に、第２の電極ＰＸの電極幅Ｗ１が大きい（太い）場合、平均屈折率が低くなる領域（図１４（ｂ）中に示す位置Ｃ１〜Ｃ２及び位置Ｅ１〜Ｅ２の領域）が大きく（広く）なる。そのために、このレンズ効果が生じない領域では、第１の液晶表示パネルＬＣＤ１から出射される右目用の画像と左目用の画像とを分離することができず、第２の液晶表示パネルＬＣＤ２の屈折率分布全体で見ると２次曲線にはならない。その結果、クロストークが大きくなり、３Ｄ表示時における表示品質が低下することとなる。
一方、図１６（ａ）に示すように、第２の電極ＰＸの電極幅Ｗ２が規格値（Ｗ／ｄ）の下限値である３．５よりも小さい場合、平面的に見て第１の電極ＣＴと第２の電極ＰＸとが重なる領域のＸ方向の幅が小さくなる。このために、第１の電極ＣＴと第２の電極ＰＸとが重なる領域において十分に液晶分子ＬＣを立ち上げることができなくなり、液晶分子ＬＣのダイレクタがＺ方向（厚さ方向）に配向される領域を設けることとが困難となる。その結果、第２の電極ＰＸのＸ１側の辺縁部の液晶分子とＸ２側の辺縁部の液晶分子とが相互に他方の液晶分子に影響を与えてしまい、第２の電極ＰＸのＸ１側とＸ２側とで液晶分子ＬＣのダイレクタの配向を十分に分離することができなくなる。よって、３Ｄ表示時に形成される液晶レンズの平均屈折率の最小値と最高値の差Δｎｅｆｆを十分な大きさにすることができなくなり、クロストークが増大してしまうこととなる。すなわち、３Ｄ表示時における表示品質が低下してしまう。
なお、実施形態３では実施形態１の第２の液晶表示パネルＬＣＤ２に対する第２の電極ＰＸの電極幅の規格値（Ｗ／ｄ）について説明したが、実施形態２の第２の液晶表示パネルＬＣＤ２にも同様に適用可能である。
〈実施形態４〉
図１７は本発明の表示装置を備える実施形態４の情報機器の概略構成を説明するための図であり、図１７（ａ）は本願発明の表示装置ＤＩＳを携帯情報端末ＭＰに応用した場合を示しており、図１７（ｂ）は本願発明の表示装置ＤＩＳをテレビ装置ＴＶに応用した場合を示している。
図１７（ａ）に示すように、携帯ゲームや携帯電話等の携帯情報端末ＭＰに本願発明の表示装置ＤＩＳを適用することにより、３Ｄ表示時のクロストークを低減させ、画質（表示品質）を向上させることができる。同様にして、テレビ装置ＴＶに本願発明の表示装置ＤＩＳを適用した場合であっても、３Ｄ表示時のクロストークも低減させることができ、３Ｄ表示時の画質（表示品質）を向上させることが可能となる。
以上、本発明者によってなされた発明を、前記発明の実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記発明の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。
ＢＬＵ……バックライトユニット、ＬＣＤ１……第１の液晶表示パネル、ＬＣ……液晶
ＡＤＨ……接着部材、ＬＣＤ２……第２の液晶表示パネル、ＣＴ……第１の電極
ＰＸ……第２の電極、ＷＲ……配線部、ＳＵＢ１……第１基板、ＳＵＢ２……第２基板
ＯＲＩ……配向膜、ＬＺ……レンズ、ＭＰ……携帯情報端末、ＴＶ……テレビ装置
ＤＩＳ……表示装置

Claims (9)

  1. 画像表示を行う第１の表示パネルと、前記第１の表示パネルの表示面側に配置され、第１の方向に延在し、前記第１の方向と交差する第２の方向に並設されるシリンドリカルレンズ状に屈折率を制御し視差障壁を形成する第２の表示パネルとを備え、
    ２次元表示と３次元表示とを切り替えて画像表示させる表示装置であって、
    前記第２の表示パネルは、透明導電膜からなる面状の第１の電極を有する前記第１基板と、前記第１の方向に延在し前記第２の方向に並設される線状の第２の電極を有する記第２基板とを備え、
    前記第１基板と前記第２基板とが液晶層を介して対向配置される液晶表示パネルからなり、
    前記液晶層の厚さは、３次元表示時における前記液晶層の厚さ方向の中心部における液晶分子の極角方向の回転角が９０°となる厚さ以下であることを特徴とする表示装置。
  2. 前記第１基板及び前記第２基板の前記液晶層側に形成され、前記液晶層の液晶分子を所定の配向方向に制御する配向膜を備え、
    前記第１基板の配向方向と前記第２基板の配向方向とが同一方向に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
  3. 前記配向膜はラビング法を用いた配向処理がなされた配向膜からなり、前記第１基板のラビング方向と前記第２基板のラビング方向とが同一方向に形成されるパラレルラビングであることを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
  4. 前記液晶層の厚さは５０μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至３の内の何れかに記載の表示装置。
  5. 前記第１基板及び前記第２基板の配向方向と、前記第２の電極の延在方向とのなす角度をθとした場合、前記角度θは、０（ゼロ）＜θ≦１０°を満たし、
    前記第１基板及び前記第２基板の配向方向と、前記第２の電極の延在方向とが略平行であることを特徴とする請求項１乃至４の内の何れかに記載の表示装置。
  6. 前記第２の方向に並設される前記第２の電極間の間隔をｓ、前記液晶層の厚さをｄとした場合、
    前記第２の電極間の間隔ｓと前記液晶層の厚さｄとは、３．５≦（ｓ／ｄ）≦７を満たすことを特徴とする請求項１乃至５の内の何れかに記載の表示装置。
  7. 前記第２の電極の幅をＷ、前記液晶層の厚さをｄとした場合、
    前記第２の電極間の幅Ｗと前記液晶層の厚さｄとは、０．０８≦（Ｗ／ｄ）≦０．６７を満たすことを特徴とする請求項１乃至６の内の何れかに記載の表示装置。
  8. 前記第２の表示パネルの液晶層は、液晶分子の長軸が当該第２の表示パネルと略平行に配向されるホモジニアス配向の液晶からなることを特徴とする請求項１乃至７の内の何れかに記載の表示装置。
  9. 前記第１の表示パネルは、液晶表示パネルであることを特徴とする請求項１乃至８の内の何れかに記載の表示装置。
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