JP5632764B2 - 立体画像表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、表示パネルに表示された画像を立体的に見るためのバリア液晶装置及びこれを用いた立体画像表示装置に関する。特に、表示パネルを回転させて縦画面と横画面の表示に対応可能なバリア液晶装置に関する。

表示画像を立体的に見る方式として、裸眼方式と眼鏡を着用する方式がある。眼鏡を着用する方式としてヘッドマウントディスプレイや偏光メガネを用いた方式が実用化されている。しかし、携帯機器等の表示画像を見るときに、眼鏡等を着用するのは不便である。その点、裸眼方式はそのような不便さはなく、モバイル用途の表示装置に適している。

裸眼方式として視差バリア方式が知られている。視差バリア方式は、表示パネルの表面又は裏面にバリアパネルを設置する。表示パネルは、その表示画面の縦ラインごとに左画像と右画像を表示する。バリアパネルは、表示パネルの縦ラインのピッチにほぼ合った縦ストライプの遮光マスクである。即ち、観察者がバリアパネルを通して表示パネルを見ると、例えば、右眼では表示パネルの奇数番目の縦ラインは見えるが、偶数番目の縦ラインはバリアパネルで遮蔽されて見えない。一方、左眼では表示パネルの偶数番目の縦ラインは見えるが奇数番目の縦ラインはバリアパネルで遮蔽されて見えない。そして、表示パネルの縦ラインに一ラインごとに左眼用の左画像と右眼用の右画像を表示させることにより、観察者は裸眼で１つの表示パネルから左右の画像を同時に見ることができ、立体的な画像として認識することができる。

近年の携帯機器では、表示パネルを回転可能として縦長（ポートレートタイプ）でも横長（ランドスケープタイプ）でも観察できるようになっている。しかし、視差バリア方式では表示パネルにバリアパネルが固定されているため、表示パネルを回転させるとバリアパネルの縦ストライプも回転してしまい、左右の眼の視差を利用した立体画像を見ることができない。そこで、ストライプの方向を切り替え可能とし、表示パネルが回転しても縦方向のストライプが表示できるバリア液晶パネルが提案されている（例えば、特許文献１を参照）。

図１０は特許文献１に開示されたバリア液晶パネル９０の断面図である。第１基板９１と第２基板９２の間に液晶９３が封入されている。第１基板と第２基板の内表面（液晶９３側の表面）に形成された電極の形状を、それぞれ図１１（ａ）、（ｂ）に模式的に示す。図１１（ａ）に示すように、第１基板９１にはｘ方向に細長い帯状の第１電極９４と第２電極９６がかみ合うように形成されている。また、複数の第１電極９４は第１連結電極９５により電気的に接続されている。これを、第１電極セット８１と称す。同様に、複数の第２電極９６は第２連結電極９６により電気的に接続されている。これを、第２電極セット８２と称す。したがって、第１電極セット８１と第２電極セット８２の電極は櫛歯状である。一方、図１１（ｂ）に示すように、第２基板９２にはｙ方向に細長い帯状の第３電極９８と第４電極９９がかみ合うように形成されている。また、複数の第３電極９８は第３連結電極により電気的に接続されている。これを、第３電極セット８３と称す。また、複数の第４電極９９は第４連結電極により電気的に接続されている。これを、第４電極セット８４と称す。第３電極セット８３と第４電極セット８４の電極も櫛歯状である。

バリア液晶パネル９０は電圧無印加時には不透明状態を維持する。即ち、バリア液晶パネル９０はノーマリブラック状態に構成されている。図１１（ｂ）に示すように、第２基板９２の第４電極セット８４のみに交番電圧を印加する。そして、第１基板９１の第１電極セット８１と第２電極セット８２をＧＮＤに接続することにより、縦方向にストライプ状の透過領域が形成される。

バリア液晶パネル９０を表示パネルの上に設置する。右眼で見える表示画素列に右画像を、左眼で見える表示画素列に左画像を表示させることにより、立体画像が認識できる。この表示パネルを９０°回転させて横向きとした時は、第１基板９１の第１電極セット８１のみに交番電圧を印加し、第２基板９２の第３電極セット８３と第４電極セット８４をＧＮＤに接続する。これにより、やはり縦方向にストライプ状の透過領域が形成される。表示パネルの右眼で見える表示画素列に右画像を、左眼で見える表示画素列に左画像を表示させることにより、立体画像が認識される。

特開２００６−２４３７１０号公報

しかしながら、特許文献１に記載のバリア液晶パネル９０は、第１基板９１と第２基板９２のいずれにも電極間に隙間が形成されている。例えば、第１基板９１の第１電極セット８１と第２電極セット８２には間隙が存在する。また、第２基板９２の第３電極セット８３と第４電極セット８４にも間隙が存在する。そのため、外界からバリア液晶パネル９０を通して表示パネルに電磁ノイズや静電気が侵入し、内部素子やＴＦＴ（薄膜トランジスタ）の動作が阻害されたり、破壊されたりする。そこで、本発明は、外界からの電磁ノイズや静電気に対する保護機能を備えたバリア表示装置を提供するものである。

本発明のバリア表示装置は、第一バリア画素と第二バリア画素が縦方向に交互に配置されるとともに、第一バリア画素と第三バリア画素が横方向に交互に配置された基板と、第一バリア画素と第二バリア画素と第三バリア画素のすべてのバリア画素と対向するように対向電極が形成された対向基板と、基板と対向基板を所定の間隙を持って接合するシール材と、この間隙に封入した液晶層と、第一バリア画素、第二バリア画素、第三バリア画素及び対向電極に駆動信号を供給する駆動部を備えている。駆動部は、第三バリア画素と対向電極に同一の駆動信号を供給し、第一バリア画素と第二バリア画素に対向電極との間の液晶層に実効電圧が印加されるような駆動信号を供給して縦ストライプのバリア表示を行う。あるいは、第二バリア画素と対向電極に同一の駆動信号を供給し、第一バリア画素と第三バリア画素に対向電極との間の液晶層に実効電圧が印加されるような駆動信号を供給して横ストライプのバリア表示を行う。このようにして、縦方向のストライプと横方向のストライプを切り替えてバリア表示することができる。

ここで、第三バリア画素と対向電極に供給する同一の駆動信号、あるいは、第二バリア画素と対向電極に供給する同一の駆動信号を一定電圧とした。また、この一定電圧をＧＮＤの電位とした。

また、縦ストライプのバリア表示の場合に、第一バリア画素に供給する駆動信号と第二バリア画素に供給する駆動信号を互いの極性が反対の交番電圧とした。また、横ストライプのバリア表示の場合に、第一バリア画素に供給する駆動信号と第三バリア画素に供給する駆動信号を、互いの極性が反対の交番電圧とした。

また、対向基板の観察者側にタッチパネルを配置することとした。このとき、対向基板の上面にタッチパネルを構成する検出用電極を形成することとした。

さらに、本発明の立体表示装置は、右目用の画像と左目用の画像を同時に表示する表示パネル観察者側に、上述したいずれかの構成のバリア液晶装置を配置することとした。

本発明のバリア表示装置によれば、対向基板に表示領域の全面を覆うようにベタ形状の対向電極を形成したにもかかわらず、縦方向のストライプと横方向のストライプを切り替えてバリア表示することができる。そのため、表示面に入射する電磁ノイズや静電気の遮断と、バリアストライプの方向を可変にすることが、ともに可能になる。

実施例１のバリア液晶装置の説明図である。 実施例１のバリア液晶装置のバリア表示状態を表す模式図である。 実施例２のバリア液晶装置の説明図である。 実施例３の立体画像表示装置の説明図である。 カラー表示パネルの画素とバリア液晶装置のバリアの関係を表す図である。 実施例４のバリア液晶装置の説明図である。 実施例１のバリア液晶パネルを通して観察するカラー表示画素を説明する図である。 実施例４のバリア液晶パネルを通して観察するカラー表示画素を説明する図である。 実施例５のバリア液晶装置の説明図である。 従来公知のバリア液晶パネルの断面図である。 従来公知のバリア液晶パネルの基板に形成された電極形状を模式的に示す平面図である。

本発明のバリア表示装置は、基板と対向基板の間に液晶層が封入されたバリア液晶パネルと、このバリア液晶パネルを駆動する駆動部を備えている。基板には、その液晶層側の表面に、第一バリア画素と第二バリア画素が縦方向に交互に配置されるとともに、第一バリア画素と第三バリア画素が横方向に交互に配置されている。対向基板は、その液晶層側の表面に、第一バリア画素、第二バリア画素及び第三バリア画素のいずれにも対向するように形成された対向電極を有している。すなわち、対向基板には、表示領域の全面を覆うベタ形状の対向電極が形成されている。

駆動部は、第三バリア画素と対向電極に同一の駆動信号を供給し、第一バリア画素と第二バリア画素に対向電極との間の液晶層に実効電圧が印加するような駆動波形を供給して縦ストライプのバリア表示を行う。あるいは、第二バリア画素と対向電極に同一の駆動信号を供給し、第一バリア画素と第三バリア画素に対向電極との間の液晶層に実効電圧が印加するような駆動信号を供給して横ストライプのバリア表示を行う。このように、駆動部は縦方向のストライプと横方向のストライプを切り替えてバリア表示することができる。ここで、対向基板の対向電極がバリア表示領域の全面を覆うように形成されているので、表示面に入射する電磁ノイズを遮蔽して内部素子の誤動作を防ぎ、同時に静電気による素子破壊が防止できる。

また、縦ストライプ時に第三バリア画素と対向電極に供給する同一の駆動信号、あるいは、横ストライプ時に第二バリア画素と対向電極に供給する同一の駆動信号の波形を一定電圧とした。これにより、バリア液晶装置から外部に放射される電磁ノイズが低減する。更に、この定電圧をＧＮＤ電位とすることにより、外部から侵入する電磁ノイズや外部へ放射する電磁ノイズを遮蔽することができる。

また、駆動部は、縦ストライプのバリア表示を行う場合には、第一バリア画素と第二バリア画素に互いに極性が反対の交番電圧を供給し、横ストライプのバリア表示を行う場合には、第一バリア画素と第三バリア画素に互いに極性が反対の交番電圧を供給する。同一平面に形成した隣接するバリア電極に互いに極性が反対の交番電圧が印加されるので、電磁ノイズの発生が抑制される。そのため、近接する表示パネルやタッチパネルに放射される電磁ノイズが減少し、表示パネルやタッチパネルの誤動作を防止する効果がある。

更に、複数の第一バリア画素を縦方向に接続する第一連結配線と、複数の第二バリア画素を縦方向に接続する第二連結配線と、複数の第三バリア画素を縦方向に接続する第三連結配線は、縦方向に並列に設置されている。そして、複数の第一バリア画素と第一連結配線で第一バリア電極を、複数の第二バリア画素と第二連結配線で第二バリア電極を、複数の第三バリア画素と第三連結配線で第三バリア電極を構成している。このとき、対向基板には、対向電極と電気的に分離されたジャンパ電極が形成されており、第一バリア電極と第二バリア電極と第三バリア電極のいずれか一つのバリア電極が、シール材に混入された導電材によりジャンパ電極に電気的に接続されている。

また、第三連結配線を、縦方向に隣接する第三バリア画素間を斜めに結ぶ配線とした。右眼用の画像と左眼用の画像を異なるラインで同時に表示する表示パネルの観察者側にバリア液晶装置を設けた構成の立体画像表示装置では、表示パネルの一つの画素がＲ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）のサブピクセルから構成される場合に、サブピクセルの間にブラックマスクが設置される。そのため、第三バリア画素電極に電圧を印加して横方向のストライプを表示させたときに、第三連結配線はこのストライプに直交する方向に細いストライプが表示される。そのため、見る角度を少し変化させただけで表示パネルのブラックマスクとバリア表示パネルの細いストライプが重なる場合と重ならない場合が生じ、表示の明るさが大きく変化する。そこで、第三連結配線を斜め方向に形成する。その結果、サブピクセル間のブラックマスクとバリア表示パネルの細いストライプとの間の重なりが見る角度に対して均等化され、立体表示の表示品質が向上する。
以下、本発明に係る実施例を、図面を用いて詳細に説明する。

（実施例１）
本実施例のバリア液晶装置１を図１に基づいて説明する。図１（ａ）はバリア液晶パネル２と駆動部９を備えるバリア液晶装置１の断面構成を示す模式図であり、図１（ｂ）は基板５に形成された電極を模式的に示す平面図であり、図１（ｃ）は対向基板６に形成された電極を模式的に示す平面図である。図１（ａ）に示すように、基板５と対向基板６はそれぞれの電極が対向するようにシール材７により接合されている。基板５と対向基板６の間には液晶層８が設けられ、基板５の表面にはバリア電極Ｌが、対向基板６の表面には対向電極４が形成されている。駆動部９はバリア電極Ｌと対向電極４に表示電圧（駆動信号）を供給する。また、基板５の外方に第一偏光板１３が、対向基板６の外方に第二偏光板１４が配置されている。第一偏光板１３と第二偏光板１４は電界無印加で透過状態となるノーマリーホワイトに設定している。なお、バリア液晶装置１の下側に配置した第一偏光板１３と、表示パネルの上偏光板とを兼用することができる。すなわち、本実施例の構成では、第一偏光板１３と下方に設置する表示パネルの偏光板を兼用できる。

図１（ｂ）に示すように、基板５には、第一バリア画素Ｄ１と第二バリア画素Ｄ２が縦方向に交互に配列している。また、第一バリア画素Ｄ１と第三バリア画素Ｄ３が横方向に交互に配列している。第一連結配線Ｗ１は第一バリア画素Ｄ１を縦方向に接続している。第二連結配線Ｗ２は第二バリア画素Ｄ２を縦方向に接続している。第三連結配線Ｗ３は第三バリア画素Ｄ３を縦方向に接続している。従って、第一連結配線Ｗ１と第二連結配線Ｗ２と第三連結配線Ｗ３は縦方向に並列に配線されている。複数の第一バリア画素Ｄ１とこれらを連結する第一連結配線Ｗ１で第一バリア電極Ｌ１が構成されている。同様に、第二バリア電極Ｌ２は複数の第二バリア画素Ｄ２とこれらを連結する第二連結配線Ｗ２で、第三バリア電極Ｌ３は複数の第三バリア画素Ｄ３とこれらを連結する第三連結配線Ｗ３で構成されている。そして、第一バリア電極Ｌ１、第二バリア電極Ｌ２、第三バリア電極が繰り返し複数列設けられている。

図示するように、複数の第一バリア電極Ｌ１は引出電極Ｈ１に接続され、引出電極Ｈ１は端子電極Ｔ１に接続している。すなわち、複数の第一バリア電極Ｌ１は引出電極Ｈ１を介して端子電極Ｔ１に電気的に接続される。同様に、複数の第三バリア電極Ｌ３は引出電極Ｈ３を介して端子電極Ｔ３に電気的に接続される。一方、複数の第二バリア電極Ｌ２は基板５上では互いに接続されておらず、対向基板６に設けられたジャンパ電極Ｊを用いて電気的に接続されている。そして、端子電極Ｔ２と左端の第二バリア電極Ｌ２は引出電極Ｈ２により基板５上で接続されている。

図１（ｃ）は対向基板６に形成された電極形状を模式的に示しており、電極形成面からから見た図面ではなく、第二偏光板１４側から対向基板６を透視して見える電極形状を示している。図示するように、対向基板６には、表示領域全面にわたって対向電極４が形成され、上辺近傍には対向電極４と電気的に分離するジャンパ電極Ｊが形成されている。対向基板６の外周にはシール材７が設けられる。シール材７には図示しない導電材、例えば導電粒子が分散されている。ジャンパ電極Ｊは、シール材７の下に位置するジャンパ端子ＪＴと、シール材７の内側（液晶層８側）に位置するジャンパ連結配線ＪＷから成る。基板５と対向基板６は導電粒子が分散されたシール材７により接合される。基板５上には、引出電極Ｈ２がシール材７内でジャンパ端子ＪＴと対向するように形成されている。そのため、シール材７に含まれる導電粒子を介して引出電極Ｈ２とジャンパ端子ＪＴは電気的に接続する。各引出電極Ｈ２と対向するそれぞれのジャンパ端子ＪＴは、シール材７の内側に位置するジャンパ連結配線ＪＷで接続されている。その結果、端子電極Ｔ２とすべての第二バリア電極Ｌ２がジャンパ電極Ｊにより電気的に接続される。同時に、対向電極４と端子電極ＴＣもシール材７に含まれる導電粒子により電気的に接続される。本実施例では対向する電極の面積を大きくするために引出電極Ｈ２を用いたが、シール材７の位置まで延在する第二バリア電極Ｌ２を用いることもできる。

図２は、本実施例のバリア液晶装置１の表示状態を表す図である。図２（ａ）は第一バリア電極Ｌ１と第二バリア電極Ｌ２を点灯させた状態を示し、縦ストライプ状のバリアが形成される。図２（ｂ）は第一バリア電極Ｌ１と第三バリア電極Ｌ３を点灯させた状態を示し、横ストライプ状のバリアが形成される。図２（ａ）の状態では、駆動部９から端子電極Ｔ１と端子電極Ｔ２に交番電圧が供給され、端子電極Ｔ３と端子電極ＴＣに定電圧が供給される。これにより、第一バリア電極Ｌ１と第二バリア電極Ｌ２が点灯し、非透過状態となる。その結果、縦方向にストライプ状のバリアが形成される。図２（ｂ）の状態では、駆動部９から端子電極Ｔ１と端子電極Ｔ３に交番電圧が供給され、端子電極Ｔ２と端子電極ＴＣに定電圧が供給される。すると、第一バリア電極Ｌ１と第三バリア電極Ｌ３が点灯し、非透過状態となる。その結果、横方向にストライプ状のバリアが形成される。バリア液晶パネル２を回転させて縦長の画面で観察するときの立体画像用のバリアとなる。

この場合に、端子電極ＴＣ、即ち対向電極４には常にＧＮＤ電位を与えるとよい。これにより外部から電磁ノイズが侵入して反対側に抜けることが無い。つまり、外部からの電磁ノイズを遮蔽することができる。また、静電気が印加された場合には対向電極４から端子電極ＴＣを介して外部に放電させることができる。また、点灯させる二種類のバリア電極に、極性が反対の交番電圧をそれぞれに供給するのが好ましい。すなわち、図２（ａ）の場合は端子電極Ｔ１と端子電極Ｔ２に、図２（ｂ）の場合は端子電極Ｔ１と端子電極Ｔ３に与える表示電圧は互いに極性が反対の交番電圧であり、更に、第一バリア電極Ｌ１と第二バリア電極Ｌ２、及び第一バリア電極Ｌ１と第三バリア電極Ｌ３は同一平面上に接近して形成されている。そのため、点灯する二種類のバリア電極から発生する電磁ノイズが相殺される。更に、対向電極４がベタ電極であるから、発生した電磁ノイズを外部に放射させない。これにより、バリア液晶パネル２に近接してタッチパネルや表示パネルを設置しても、電磁ノイズによる誤動作がタッチパネルや表示パネルには発生し難い。

なお、第一〜第三バリア電極Ｌ１〜Ｌ３、及び対向電極４にはＩＴＯ（インジウム・スズ酸化物）などの透明導電膜を使用した。また、バリア画素Ｄの配置やバリア電極Ｌの配列はいろいろなアレンジが可能であり、図面の形態に限定されない。例えば、第一バリア画素Ｄ１と第二バリア画素Ｄ２は縦方向の数を同数としても良いし、第二バリア画素Ｄ２より第一バリア画素Ｄ１の数を１個多く形成しても良い。また、右端部にも第三バリア電極Ｌ３を設置して、第三バリア電極Ｌ３の数を第一、第二バリア電極Ｌ１、Ｌ２の数より多くしても良い。逆に、左右の最外列に第一バリア電極Ｌ１又は第二バリア電極Ｌ２を設置して、第一バリア電極Ｌ１又は第二バリア電極Ｌ２の数を第三バリア電極Ｌ３の数より多くしても良い。また、複数の第二バリア電極Ｌ２を対向基板６に設けたジャンパ電極Ｊを介して電気的に接続したが、本発明はこれに限定されない。複数の第二バリア電極Ｌ２の間に存在する第一バリア電極Ｌ１の連結配線Ｗ１の上に絶縁膜を形成し、その上にジャンパ連結配線ＪＷを形成し、引出電極Ｈ２を介して端子電極Ｔ２に電気的に接続してもよい。

（実施例２）
図３は、本実施例のバリア液晶装置１の説明図である。本実施例はバリア液晶パネル２の上部にタッチパネル１１を設置した点で実施例１と異なり、それ以外は同様である。従って、実施例１と異なる点について以下に説明する。

図３（ａ）に、バリア液晶パネル２の上にタッチパネル１１を設置したタッチパネル付きのバリア液晶装置１の断面を模式的に示す。対向基板６の上面には検出用電極Ｓが形成され、検出用電極Ｓの上面に第二偏光板１４が設置されている。タッチパネル１１は静電容量検出方式であり、検出用電極Ｓに指が接近することにより容量が変化する。この容量変化を駆動部９に内蔵された検出回路が検出し、指の位置を特定する。ここで、バリア電極Ｌと検出用電極Ｓとの間にはベタ電極である対向電極４が存在する。そのため、バリア電極Ｌやその下部に設置される表示パネルの表示面から電磁ノイズが発生しても、対向電極４により遮蔽される。その結果、タッチパネル１１の誤動作が防止される。

図３（ｂ）に、タッチパネル１１をバリア液晶パネル２と切り離して設置したタッチパネル付きのバリア液晶装置１の断面を模式的に示す。タッチパネル１１は、タッチ基板１５とその上面に形成された検出用電極Ｓから成る。タッチパネル１１とバリア液晶パネル２が離間しているので、タッチパネル１１に指等を接触させてもバリア液晶パネル２が押圧されず、バリア液晶パネル２に表示むらが発生することがない。その他の効果は上記図３（ａ）の場合と同様である。なお、タッチパネル１１は静電容量検出方式に限らず、抵抗検出方式であっても良い。

（実施例３）
図４は、本実施例の立体画像表示装置３の説明図である。図４（ａ）に立体画像表示装置３の断面構成を模式的に示す。図４（ｂ）は立体視の原理を説明するための図である。図４（ａ）に示すように、立体画像表示装置３は、タッチパネル１１と、バリア液晶パネル２と、表示パネルとしての液晶表示パネル１６と、これらを駆動する駆動部９を備えている。タッチパネル１１は、バリア液晶パネル２の対向基板６の上面に形成した検出用電極Ｓからなる。バリア液晶パネル２は、基板５と、その上面にシール部７を介して接合した対向基板６と、基板５と対向基板６の間に封入した液晶層８と、基板５と対向基板６の液晶層側に形成したバリア電極Ｌと対向電極４を備える。

液晶表示パネル１６は、下基板１７と上基板１８をシール部２２で接合した構成で、下基板１７と上基板１８の間に液晶層１９が封入されている。下基板１７と上基板１８の液晶層側には画素電極２０と共通電極２１が形成される。下基板１７の各画素電極２０には図示しないＴＦＴが接続され、画像信号に応じて各画素に供給する電流を制御する。下基板１７の下部、上基板１８と基板５の間、及び対向基板６の上部に第一偏光板１３、第三偏光板２５、及び第二偏光板１４を設置し、液晶表示パネル１６が表示する表示画像とバリア液晶パネル２が表示するバリアを可視化している。駆動部９は、バリア液晶パネル２に表示電圧を供給し、液晶表示パネル１６に画像信号を供給し、タッチパネル１１からの検出信号を受信して位置検出を行う。

立体画像表示装置３が９０°回転されると、駆動部９は、液晶表示パネル１６に表示する画像を９０°回転させる画像信号の変換処理を行って、変換された画像信号を液晶表示パネル１６に供給する。更に、駆動部９は、端子電極Ｔ１と端子電極Ｔ２に表示電圧を、端子電極Ｔ３と端子電極ＴＣに非表示電圧を供給することに代えて、端子電極Ｔ１と端子電極Ｔ３に表示電圧を、端子電極Ｔ２と端子電極ＴＣに非表示電圧を供給することに切り替える。これにより、立体画像表示装置３を９０°回転させたときでも正立した立体表示を見ることができる。

なお、バリア液晶パネル２の対向電極４は液晶表示パネル１６の画素電極２０よりも面積が大きく、画素電極２０をカバーしている。すなわち、バリア液晶パネル２の対向電極４は液晶表示パネル１６の表示領域より大きいベタ電極である。そのため、対向電極４は外部から入射する電磁ノイズや静電気を遮蔽して液晶表示パネル１６を保護する機能を有している。同時に、対向電極４は、液晶表示パネル１６やバリア電極Ｌから発生する電磁ノイズを遮蔽してその上に設置されたタッチパネル１１を電磁ノイズから保護する機能を有している。

液晶表示パネル１６として、ＴＮ型液晶表示パネルの他にＩＰＳ方式やＦＦＳ方式などのインプレーン方式の液晶表示パネルを使用することができる。インプレーン方式では対向基板６に共通電極２１が形成されないので外部から入射する電磁ノイズや静電気の影響を受けやすい。本発明のバリア液晶パネル２は、外部から入射する電磁ノイズや静電気を遮蔽する機能を有するとともに、バリア液晶パネル２自体から発生する電磁ノイズが小さい。従って、本発明のバリア液晶装置はインプレーン方式の液晶表示パネルと組み合わせて立体画像表示装置を形成するのに好適である。

図４（ｂ）は、バリア液晶パネル２を介して表示画像Ｆを左右の眼で見ている状態を表す。バリア液晶パネル２は表示画像Ｆを表示する表示パネルの手前側に設置されている。表示画像Ｆは１ラインごとに右眼画像ＦＲと左眼画像ＦＬが配列されている。これを、バリア液晶パネル２のバリアを通して見ると、右眼では右眼画像ＦＲが見え、左眼では左眼画像ＦＬが見える。これにより、表示画像Ｆを立体的に認識することができる。

図５は、表示パネルとしてカラー表示パネルを用いた立体画像表示装置３を説明するための図であり、バリア液晶パネルを介してカラー表示パネルを表示させた状態を表す。カラー表示パネルは赤サブピクセルＲと緑サブピクセルＧと青サブピクセルＢで一つの画素を構成している。各サブピクセルは黒色マスクＢＭにより仕切られている。立体画像表示装置４は、通常は図５に示すように横長（ランドスケープタイプ）で使用するものとし、バリア液晶パネルは、第一バリア電極Ｌ１と第二バリア電極Ｌ２が点灯して縦方向のバリアを表示している。このとき、複数色のサブピクセルは縦方向に異なる色が配列されている。すなわち、各色のサブピクセルの長手方向が横方向になりバリアの方向に対して直交している。

仮に、複数色のサブピクセルが横方向に並んで配列されていると、各色のサブピクセルの長手方向が縦方向のバリアと平行になる。そのため、見る方向が横方向に変化すると、バリアが特定色のサブピクセルのみと重なる場合が生じる虞がある。このとき、観察者の視野に入るサブピクセルの大きさが色によって変わることとなり、正しい色で表示画像を視認できなくなる。これに対して、図５に示すように複数色のサブピクセルをバリアと直交する横方向に配列させれば、見る方向が変化してもバリアは全色のサブピクセルと重なるため、色が大きく変化することがない。そのため、正しい色での観察が実現しやすくなる。

（実施例４）
本実施例のバリア液晶装置を図６に基づいて説明する。本実施例は、複数の第三バリア画素Ｄ３を連結する第三連結配線Ｗ３が斜めに形成された点で実施例１と異なっている。それ以外は基本的に実施例１と同様なので、重複する説明は適宜省略する。図６（ａ）は基板５の表面に形成されたバリア電極Ｌを模式的に表す平面図であり、図６（ｂ）は第一バリア電極Ｌ１と第三バリア電極Ｌ３を点灯させた状態を表し、横ストライプ状のバリアが形成される。

図６（ａ）に示すように、基板５には、第一バリア画素Ｄ１と第二バリア画素Ｄ２が縦方向に交互に配列している。また、第一バリア画素Ｄ１と第三バリア画素Ｄ３が横方向に交互に配列している。第一連結配線Ｗ１は第一バリア画素Ｄ１を縦方向に接続し、第二連結配線Ｗ２は第二バリア画素Ｄ２を縦方向に接続している。第三連結配線Ｗ３は隣接する第三バリア画素Ｄ３を接続するために設けられた斜め方向の配線である。図６（ｂ）は端子電極Ｔ１と端子電極Ｔ３に極性が逆な交番電圧を供給し、端子電極Ｔ２と端子電極ＴＣにＧＮＤ電位を供給して横ストライプ状のバリア表示を行っている状態を示す。観察者は図中の領域Ｒｘを通してカラー表示パネルの画素を見ることになる。このとき、左眼は左眼画像を表示する画素を、右眼は右眼画像を表示する画素を観察するようになっている。

図６（ｂ）のように横ストライプ状のバリア表示を行っている立体画像表示装置は、実際には横長（ランドスケープタイプ）から９０°回転させて縦長（ポートレートタイプ）で観察されている。このとき、領域Ｒｘを通して観察されるカラー表示パネルの一画素を図７、図８に示す。一画素は、赤色サブピクセルＲ、緑色サブピクセルＧ及び青色サブピクセルＢから構成されている。各サブピクセルは黒色マスクＢＭにより囲まれている。図７に実施例１のバリア電極を実施例３に適用した場合を示し、図８に本実施例のバリア電極を実施例３に適用した場合を示す。バリア液晶パネルとカラー表示パネルは重ねて配置されるため、バリア画素Ｄのピッチとカラー表示パネルの画素ピッチは同一ではない。それぞれのピッチは観察者の位置や見る角度を元に決められる。そのため、前提とする角度で観察する場合には、カラー表示パネルの黒色マスクＢＭとバリア液晶パネルの連結配線Ｗが重なって見える。実施例１で示した形状のバリア電極を用いた場合を図７（ａ）に示す。図示するように、図中の横方向の黒色マスクＢＭが第一連結配線Ｗ１や第三連結配線Ｗ３と重なっている。しかしながら、見る角度が少しずれると、画素の位置によって黒色マスクＢＭと第一連結配線Ｗ１及び第三連結配線Ｗ３が重ならない。図７（ｂ）にこの状態を示す。このように、見る角度が最適ポイントからズレると、画素の位置によって、図７（ａ）のように見える画素と、図７（ｂ）のように見える画素の両方を観察することになる。図７（ｂ）の画素は図７（ａ）の画素より実効面積が小さくなるため、画素の位置に応じて、明るさに違いを感じることになる。そのために、見る方向の変化に応じて表示状態、例えば表示の明るさが大きく変化することになる。一方、本実施例では、第一連結配線Ｗ１と黒色マスクＢＭは実施例１と同様であるが、第三連結配線Ｗ３は黒色マスクＢＭに対して斜め方向を向いている。図８（ａ）は見る方向がズレていない場合であるが、このときでも画素は第三連結配線Ｗ３と重なり、実効面積は小さくなっている。図８（ｂ）は見る方向がズレている場合で、第一連結配線Ｗ１も重なっているが実効面積の減少率は図７に比べて小さい。そのために、見る角度が多少ずれても黒色マスクＢＭと連結配線の重なる面積の変化の割合は図７に分比べて小さい。その結果、実施例１の形状のバリア電極よりも見る方向の変化に対して表示状態の変化を小さくすることができる。

なお、図７、図８では各色のサブピクセルを横方向に配列した例を示しているが、各サブピクセルは黒色マスクＢＭにより囲まれている、各色のサブピクセルを縦方向に配列しても黒色マスクＢＭと第三連結配線Ｗ３の重なる面積は見る角度に対してほとんど変わらず、同様の効果を奏することは明らかである。第三連結配線Ｗ３を黒色マスクＢＭに対して斜めに形成したので、立体画像表示装置３を９０°回転させて見る場合に見る方向の変化に対して表示状態の変化を小さくすることができる。

（実施例５）
本実施例のバリア液晶装置を図９に基づいて説明する。本実施例は、第四バリア画素Ｄ４、第四連結配線Ｗ４及びこれに接続する端子電極Ｔ４を有する点で実施例１と異なっている。その他の部分は実施例１と同様なので、重複する説明を適宜省略する。

図９（ａ）は基板５の表面に形成されたバリア電極の形状を示す平面模式図である。第四バリア画素Ｄ４は第三バリア画素Ｄ３と縦方向に交互に配列している。第四連結配線Ｗ４は複数の第四バリア画素Ｄ４を縦方向に接続している。従って、第四連結配線Ｗ４は他の第一〜第三連結配線Ｗ１〜Ｗ３と縦方向に並列して形成されている。第四連結配線Ｗ４は、図示しないジャンパ電極を介して端子電極Ｔ４に電気的に接続している。ジャンパ電極は、端子電極Ｔ２と同様に対向基板６の内表面に形成され、隣接する第四連結配線Ｗ４の間及び端子電極Ｔ４の間を電気的に接続する。

図９（ｂ）は第一バリア電極Ｌ１と第二バリア電極Ｌ２を点灯させた状態を示し、縦ストライプ状のバリアが形成される。このとき、端子電極Ｔ１と端子電極Ｔ２には、互いに極性が反対の交番電圧が駆動部から供給され、端子電極Ｔ３、Ｔ４、ＴＣにはＧＮＤ電位が供給される。これにより、第一バリア電極Ｌ１と第二バリア電極Ｌ２が点灯し、非透過状態となる。第三バリア電極Ｌ３と第四バリア電極Ｌ４には非表示電圧が印加されるために透過状態を維持する。その結果、縦ストライプ状のバリアが形成される。図９（ｃ）は第三バリア電極Ｌ３と第四バリア電極Ｌ４を点灯させた状態を示し、縦ストライプ状のバリアが形成される。この状態では、端子電極Ｔ３と端子電極Ｔ４に互いに極性が反対の交番電圧が供給され、端子電極Ｔ１、Ｔ２、ＴＣにＧＮＤ電位が供給される。図９（ｃ）のバリア（縦ストライプ）は、図９（ｂ）のバリアと一列ずれた関係である。例えば、立体画像の凹凸が逆転する「逆視」の場合に、バリアパターンを図９（ｂ）から図９（ｃ）に切り替えることにより正常な立体画像を認識できる。つまり、見る角度に応じてバリアパターンの位置を変更することができる。

バリア液晶パネル２を９０°回転させた場合も上記と同様にバリアパターンの位置を変更することができる。即ち、端子電極Ｔ１、Ｔ３に表示電圧を供給し、端子電極Ｔ２、Ｔ４、ＴＣに非表示電圧を供給してバリアを表示させる場合と、端子電極Ｔ２、Ｔ４に表示電圧を供給し、端子電極Ｔ１、Ｔ３、ＴＣに非表示電圧を供給してバリアを表示させる場合とを切り替えればよい。

なお、いずれの場合も互いに近接する２つのバリア画素電極に互いに極性が反対の交番電圧からなる表示電圧を印加するので、各交番電圧に基づく電磁ノイズが相殺される。更に、対向基板６には表示パネルの表示領域をカバーするベタ形状の対向電極４が形成されているので、電磁ノイズを上方に放射させず、また外部から入射する電磁ノイズや静電気を遮蔽する。これにより、バリア液晶パネルの上部に設置するタッチパネルや下部に設置する表示パネルを、電磁ノイズによる誤動作や静電気による破壊から保護することができる。

１ バリア液晶装置
２ バリア液晶パネル
３ 立体画像表示装置
４ 対向電極
５ 基板
６ 対向基板
７ シール材
８ 液晶層
９ 駆動部
１１ タッチパネル
Ｌ１ 第一バリア電極
Ｌ２ 第二バリア電極
Ｌ３ 第三バリア電極
Ｌ４ 第四バリア電極
Ｄ１ 第一バリア画素
Ｄ２ 第二バリア画素
Ｄ３ 第三バリア画素
Ｄ４ 第四バリア画素
Ｗ１ 第一連結配線
Ｗ２ 第二連結配線
Ｗ３ 第三連結配線
Ｗ４ 第四連結配線

Claims (12)

1. 表示パネルと、前記表示パネルの観察者側に配置されたバリア液晶パネルを備える立体画像表示装置であって、
   前記表示パネルは、右眼用の画像を表示する画素電極と左眼用の画像を表示する画素電極が交互に形成されており、
   前記バリア液晶パネルは、第一バリア画素と第二バリア画素が縦方向に交互に配置されるとともに、前記第一バリア画素と第三バリア画素が横方向に交互に配置された基板と、前記第一バリア画素と前記第二バリア画素と前記第三バリア画素のすべてと対向する対向電極が形成された対向基板と、前記基板と前記対向基板を所定の間隙を持って接合するシール材と、前記間隙に封入した液晶層と、前記第一バリア画素、前記第二バリア画素、前記第三バリア画素及び前記対向電極に駆動信号を供給する駆動部と、を備え、
   前記バリア液晶パネルが縦ストライプのバリア表示を行うときは、前記第三バリア画素に供給される駆動信号と前記対向電極に供給される駆動信号は同一の駆動信号であり、前記第一バリア画素に供給される駆動信号は前記第一バリア画素と前記対向電極との間の液晶層に実効電圧を印加し、前記第二バリア画素に供給される駆動信号は前記第二バリア画素と前記対向電極との間の液晶層に実効電圧を印加し、
   前記バリア液晶パネルが横ストライプのバリア表示を行うときは、前記第二バリア画素に供給される駆動信号と前記対向電極に供給される駆動信号は同一の駆動信号であり、前記第一バリア画素に供給される駆動信号は前記第一バリア画素と前記対向電極との間の液晶層に実効電圧を印加し、前記第三バリア画素に供給される駆動信号は前記第三バリア画素と前記対向電極との間の液晶層に実効電圧を印加することを特徴とする立体画像表示装置。
2. 前記同一の駆動信号が一定電圧であることを特徴とする請求項１に記載の立体画像表示装置。
3. 前記一定電圧はＧＮＤの電位である請求項２に記載の立体画像表示装置。
4. 前記駆動部は、
   前記縦ストライプのバリア表示のときに、前記第一バリア画素と前記第二バリア画素には互いに極性が反対の交番電圧を供給し、
   前記横ストライプのバリア表示のときに、前記第一バリア画素と前記第三バリア画素には互いに極性が反対の交番電圧を供給することを特徴とする請求項２または３に記載の立体画像表示装置。
5. 複数の前記第一バリア画素を縦方向に接続する第一連結配線と、複数の前記第二バリア画素を縦方向に接続する第二連結配線と、複数の前記第三バリア画素を縦方向に接続する第三連結配線を備え、
   前記複数の第一バリア画素と前記第一連結配線で第一バリア電極を、前記複数の第二バリア画素と前記第二連結配線で第二バリア電極を、前記複数の第三バリア画素と前記第三連結配線で第三バリア電極を構成することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の立体画像表示装置。
6. 前記対向基板は前記対向電極と電気的に分離されたジャンパ電極を備え、前記第一バリア電極と前記第二バリア電極と前記第三バリア電極のいずれか一つのバリア電極が、前記シール材に混入された導電材により前記ジャンパ電極に電気的に接続することを特徴とする請求項５に記載の立体画像表示装置。
7. 前記第三連結配線は、縦方向に隣接する前記第三バリア画素の間で斜めに配線されたことを特徴とする請求項５または６に記載の立体画像表示装置。
8. 前記基板は、前記第三バリア画素と縦方向に交互に配列する第四バリア画素を備えることを特徴とする請求項５または６に記載の立体画像表示装置。
9. 前記対向基板の上面に、タッチパネルを構成する検出用電極が形成されたことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の立体画像表示装置。
10. 前記表示パネルの一つの画素は複数色のサブピクセルから構成され、前記複数色のサブピクセルは縦方向に異なる色が配列し、前記異なる色のサブピクセルの間に形成される間隙は横方向に延在することを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の立体画像表示装置。
11. 前記表示パネルの一つの画素は複数色のサブピクセルから構成され、
    前記第三連結配線は、前記複数色のサブピクセルが配列する方向に対して斜めに設置されたことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の立体画像表示装置。
12. 前記基板は、前記第三バリア画素と縦方向に交互に配列する第四バリア画素を備え、
    前記駆動部は、前記第四バリア画素に駆動信号を供給するとともに、前記第一バリア画素と前記対向電極との間の液晶層及び前記第二バリア画素と前記対向電極との間の液晶層に実効電圧を印加する駆動波形と、前記第三バリア画素と前記対向電極との間の液晶層及び前記第四バリア画素と前記対向電極との間の液晶層に実効電圧を印加する駆動波形と、を切り替えて、表示される縦ストライプの位置を変更することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の立体画像表示装置。