電気光学装置及び電子機器
【課題】回折光の混合によるコントラスト低下を抑制可能な電気光学装置及び電子機器を提供すること。
【解決手段】液晶装置は、第１の画像を構成する光を射出する画素４Ｌと、第２の画像を構成する光を射出する画素４Ｒとを有する。画素４の光射出部７の観察側には、開口部５４Ａを有する光学素子５４が配置されている。開口部５４Ａは、画素４Ｌからの光を第１の表示角度範囲に通過させ、画素４Ｒからの光を第１の表示角度範囲と異なる範囲を含む第２の表示角度範囲に通過させる。画素４の光学素子５４側には、平面視で光学素子５４の開口部５４Ａの縁に沿う領域の少なくとも一部に形成された位相差層５２が配置されている。位相差層５２の、画素４とは反対側には、偏光板４７が配置されている。
【解決手段】液晶装置は、第１の画像を構成する光を射出する画素４Ｌと、第２の画像を構成する光を射出する画素４Ｒとを有する。画素４の光射出部７の観察側には、開口部５４Ａを有する光学素子５４が配置されている。開口部５４Ａは、画素４Ｌからの光を第１の表示角度範囲に通過させ、画素４Ｒからの光を第１の表示角度範囲と異なる範囲を含む第２の表示角度範囲に通過させる。画素４の光学素子５４側には、平面視で光学素子５４の開口部５４Ａの縁に沿う領域の少なくとも一部に形成された位相差層５２が配置されている。位相差層５２の、画素４とは反対側には、偏光板４７が配置されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明に係る一態様は、電気光学装置及び電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気光学パネルに、開口部を有する遮光性の光学素子を重ねることで、２以上の異なる方向に異なる画像を指向性表示できることが知られている（例えば特許文献１）。図２０は、指向性表示が可能な電気光学装置の模式断面図である。電気光学パネルとしての液晶パネル２の画素４Ｌ，４Ｒからは、それぞれ異なる画像の表示に寄与する光が射出される。以下では、画素４Ｌにより表示される画像を第１の画像、画素４Ｒにより表示される画像を第２の画像とも呼ぶ。液晶パネル２に対向する位置には、開口部５４Ａを有する光学素子５４が配置されている。画素４Ｌから射出され、開口部５４Ａを通過した光は、図中左寄りに偏在する表示角度範囲３Ｌにおいて視認される。同様に、画素４Ｒから射出され、開口部５４Ａを通過した光は、図中右寄りに偏在する表示角度範囲３Ｒにおいて視認される。そして、表示角度範囲３Ｌのうち表示角度範囲ＶＬでは、画素４Ｌからの光のみが視認され、表示角度範囲３Ｒのうち表示角度範囲ＶＲでは、画素４Ｒからの光のみが視認される。よって、表示角度範囲ＶＬでは第１の画像のみが視認され、表示角度範囲ＶＲでは第２の画像のみが視認される。
【０００３】
こうした指向性表示が可能な電気光学装置によれば、例えば、表示角度範囲ＶＬ，ＶＲに異なる人物を位置させることにより、第１の画像と第２の画像とを当該異なる人物に同時に視認させることができる。あるいは、表示角度範囲ＶＬ，ＶＲにそれぞれ左目、右目が位置するように構成すれば、第１の画像が左目に、第２の画像が右目に入射することとなるため、立体表示を行うことができる。
【０００４】
【特許文献１】特許第３０９６６１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記構成においては、液晶パネル２から射出された光の一部が、光学素子５４の開口部５４Ａを通過する際に回折し、適視範囲が狭まるという課題がある。すなわち、図２０において、画素４Ｌから射出された光の一部は、開口部５４Ａの縁で回折して回折光９Ｌｄとなり、本来の表示角度範囲３Ｌからはずれた位置に入射してしまう。同様に、画素４Ｒから射出された光の一部は、開口部５４Ａの縁で回折して回折光９Ｒｄとなり、本来の表示角度範囲３Ｒからはずれた位置に入射してしまう。この結果、第１の画像のみ、又は第２の画像のみを視認できる表示角度範囲ＶＬ，ＶＲが狭まってしまうという課題がある。また、第１の画像又は第２の画像の一方が暗表示、他方が明表示のとき、暗表示であるべき画像に他方の明表示画像の回折光が混合されて、表示のコントラストが低下するという問題点がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記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。
【０００７】
［適用例１］第１の画像を構成する光を射出する第１の画素と、第２の画像を構成する光を射出する第２の画素とを有する電気光学パネルと、前記第１の画素からの光を第１の表示角度範囲に通過させ、前記第２の画素からの光を前記第１の表示角度範囲と異なる範囲を含む第２の表示角度範囲に通過させる開口部を有する、前記第１の画素及び前記第２の画素の光射出側に配置された遮光性の光学素子と、前記第１の画素及び前記第２の画素の前記光学素子側に、平面視で前記光学素子の前記開口部の縁に沿う領域の少なくとも一部に形成された第１の位相差層と、前記第１の位相差層の、前記第１の画素及び前記第２の画素とは反対側に配置された第１の偏光板と、を備える電気光学装置。
【０００８】
このような構成の電気光学装置によれば、第１の画像と第２の画像とを互いに異なる表示角度範囲に指向性表示することができる。ここで、第１の画素からの光の一部は、光学素子の開口部の縁において回折し、第２の画素からの光のみが視認されるべき表示角度範囲に進行する。同様に、第２の画素からの光の一部は、光学素子の開口部の縁において回折し、第１の画素からの光のみが視認されるべき表示角度範囲に進行する。これらの回折光は、光学素子の開口部の縁に沿う領域に形成された第１の位相差層を透過することにより、偏光状態が変化する。そして、第１の偏光板によれば、偏光状態が変化した当該回折光の少なくとも一部を遮光することができる。よって、上記構成によれば、不要な回折光を遮光することにより、第１の画像及び第２の画像の適視範囲が狭まる不具合を抑制することができる。また、不要な回折光によるコントラストの低下を抑制することができる。
【０００９】
［適用例２］上記電気光学装置であって、前記第１の画素及び前記第２の画素は、少なくとも明表示を行う場合には、前記第１の画素及び前記第２の画素から直線偏光を射出する電気光学装置。
【００１０】
このような構成によれば、明表示を行っている第１の画素又は第２の画素から射出され、第１の位相差層に入射する回折光が、直線偏光となる。このため、第１の位相差層によって、回折光の偏光状態を、第１の偏光板によって遮光される偏光状態に容易に変化させることができる。よって、より多くの回折光を遮光することができる。特に、明表示を行っている第１の画素又は第２の画素からの回折光が、暗表示を行っている表示角度範囲に入射してコントラストを低下させる不具合を、効果的に抑制することができる。
【００１１】
［適用例３］上記電気光学装置であって、前記第１の偏光板の透過軸は、明表示の際に前記第１の画素及び前記第２の画素から射出される直線偏光の偏光軸に沿った方向に配置されており、前記第１の位相差層は、遅相軸が前記第１の偏光板の透過軸に対して平面視で略４５度の角度をなす１／２波長板である電気光学装置。
【００１２】
このような構成によれば、第１の画素又は第２の画素から射出され、第１の位相差層を透過せずに第１の偏光板に入射する直線偏光（すなわち回折光でない光）を、第１の偏光板からそのまま射出することができる。一方、第１の画素又は第２の画素から射出され、第１の位相差層に入射する回折光（直線偏光）は、第１の位相差層によって入射時と直交する偏光軸を有する直線偏光に変換され、第１の偏光板に吸収される。これにより、表示光を高効率で第１の偏光板から射出できるとともに、回折光を効果的に遮光することができる。
【００１３】
［適用例４］上記電気光学装置であって、前記第１の位相差層は、前記光学素子の前記第１の画素及び前記第２の画素とは反対側の層、及び前記光学素子と同一の層の少なくとも一方に形成されている電気光学装置。
【００１４】
このような構成によれば、回折光が入射する位置に第１の位相差層を配置することができる。
【００１５】
［適用例５］上記電気光学装置であって、前記第１の位相差層は、前記光学素子の前記開口部の縁の全周に沿う領域に形成されている電気光学装置。
【００１６】
このような構成によれば、開口部において回折する全ての回折光を第１の位相差層に入射させることができる。
【００１７】
［適用例６］上記電気光学装置であって、前記第１の位相差層は、平面視で前記光学素子の前記開口部の縁をまたぐ領域に形成されている電気光学装置。
【００１８】
このような構成によれば、平面視で開口部の縁の近傍の一定範囲に第１の位相差層が形成されることとなるため、回折光をより確実に第１の位相差層に入射させることができる。
【００１９】
［適用例７］上記電気光学装置であって、前記第１の位相差層と同一の層の、平面視で前記開口部の少なくとも一部に重なる領域に、遅相軸が前記第１の位相差層とは異なる第２の位相差層が形成されている電気光学装置。
【００２０】
このようにすれば、第２の位相差層によって、第１の画素又は第２の画素から射出され、光学素子の開口部を通過する光に対して光学補償を行うことができる。これにより、第１の画像及び第２の画像の表示品位を向上させることができる。
【００２１】
［適用例８］上記電気光学装置であって、前記第２の位相差層の遅相軸は、前記第１の偏光板の透過軸に対して略平行又は略垂直である電気光学装置。
【００２２】
このようにすれば、第２の位相差層によって、第１の画素又は第２の画素から射出され、光学素子の開口部を通過する光に対して好適な光学補償を行うことができる。
【００２３】
［適用例９］上記電気光学装置であって、前記第１の画素及び前記第２の画素は、第２の偏光板を介して光を射出する電気光学装置。
【００２４】
このような構成によれば、第１の画素及び第２の画素から射出される光を直線偏光とすることができる。このため、第１の位相差層によって、回折光の偏光状態を、第１の偏光板によって遮光される偏光状態に容易に変化させることができる。よって、より多くの回折光を遮光することができる。
【００２５】
［適用例１０］上記電気光学装置であって、前記第１の画素と前記第２の画素とが交互に配列された画素行を複数有し、前記開口部は、平面視で前記画素行のうち前記第１の画素と前記第２の画素との境界領域の少なくとも一部を含む領域に形成されるとともに、前記画素行に沿った一の方向について、前記第１の画素、前記開口部、前記第２の画素がこの順に並ぶ位置に配置されている電気光学装置。
【００２６】
このような構成によれば、開口部は、第１の画素からの光を第１の表示角度範囲に通過させ、第２の画素からの光を第１の表示角度範囲と異なる範囲を含む第２の表示角度範囲に通過させることができる。よって、２つの画像を、互いに異なる２つの表示角度範囲に指向性表示することができる。
【００２７】
［適用例１１］上記電気光学装置であって、前記第１の位相差層は、前記光学素子の前記開口部の、前記画素行の延在方向に交差する縁に沿う領域に形成されている電気光学装置。
【００２８】
このような構成によれば、画素行の延在方向に沿った進行方向成分を有する回折光を、第１の位相差層に入射させることができ、当該回折光の少なくとも一部を第１の偏光板によって遮光することができる。また、上記構成では、指向性表示される２つの画像の表示角度範囲は、画素行の延在方向に沿って分離される。こうした構成においては、回折光の混合は、光学素子の開口部の、画素行の延在方向に交差する縁において回折した回折光の影響が大きいため、上記構成によれば回折光の混合によるコントラストの低下や適視範囲の減少を効率的に抑制することができる。
【００２９】
［適用例１２］上記電気光学装置であって、前記画素行と交差する方向に配置され、前記第１の画素と前記第２の画素とが交互に配列された画素列を複数有する電気光学装置。
【００３０】
このような構成によれば、第１の画素と第２の画素とが市松模様をなすように配置される。よって、光学素子の開口部も市松模様をなすように配置される。こうした配置によれば、第１の画像及び第２の画像の解像度の低下を抑制することができる。
【００３１】
［適用例１３］上記電気光学装置を搭載する電子機器。
【００３２】
このような構成によれば、適視範囲が広く高コントラストな表示が可能な電子機器が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、図面を参照し、電気光学装置及び電子機器の実施形態について説明する。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、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。
【００３４】
（第１の実施形態）
＜Ａ．電気光学装置の構成＞
図１は、電気光学装置としての液晶装置１の構成を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）中のＡ−Ａ線における断面図である。液晶装置１は、電気光学パネルとしての液晶パネル２と、液晶パネル２に対向して配置されたマスク基板５０とを有している。以下では、液晶パネル２のマスク基板５０側の方向を「観察側」とも呼び、マスク基板５０とは反対側の方向を「背面側」とも呼ぶ。マスク基板５０には、開口部５４Ａを有する遮光性の光学素子５４（図２、図５）が形成されている。マスク基板５０の観察側には偏光板４７が配置され、液晶パネル２の背面側には偏光板４６が配置されている。液晶パネル２は、素子基板１０と、素子基板１０の観察側に配置された対向基板３０とを有している。素子基板１０と対向基板３０とは、枠状のシール剤４１を介して貼り合わされている。素子基板１０、対向基板３０、シール剤４１によって囲まれた空間には、液晶層４０が配置されている。素子基板１０上には、液晶層４０を駆動するためのドライバＩＣ４２が配置されている。偏光板４６の背面側には、バックライト４９が配置されている。液晶装置１は、バックライト４９から入射した光を変調し、観察側に透過させることによって、表示領域４３において表示を行う。
【００３５】
図２は、液晶装置１の表示領域４３の拡大平面図である。この図は、液晶装置１を観察側から、より詳しくはマスク基板５０の法線方向から見た図である。本明細書では、マスク基板５０の法線方向から見ることを「平面視」とも呼ぶ。マスク基板５０の法線方向をＺ軸と定義する。また、図３（ａ）は、液晶パネル２の拡大平面図であり、図３（ｂ）は、マスク基板５０の拡大平面図である。図２は、図３（ａ）の液晶パネル２に図３（ｂ）のマスク基板５０を重ねた状態の平面図でもある。
【００３６】
液晶パネル２は、マトリクス状に配置された、平面視で矩形の画素４ｒ，４ｇ，４ｂを有しており、これらはそれぞれ赤、緑、青の表示に寄与する（以下では、対応する色を区別しない場合には単に「画素４」とも呼ぶ）。画素４ｒ，４ｇ，４ｂは、一の方向にこの順に繰り返し配置されて、画素行５を構成している。画素４は、画素行５に直交する方向については、同一の色に対応する画素４が一列にストライプ状に並ぶように配置されて、画素列６を構成している。隣り合う画素４の間には、遮光性の樹脂からなる遮光層３４が配置されている。平面視での画素４の領域は、遮光層３４に囲まれた領域である。また、本明細書では、画素行５の延在方向をＸ軸、画素列６の延在方向をＹ軸と定義する。
【００３７】
各画素４から射出される光は、第１の画像又は第２の画像のいずれかを構成する。第１の画像を構成する光を射出する画素４を画素４Ｌ、第２の画像を構成する光を射出する画素４を画素４Ｒとも呼ぶ。画素４Ｌ，４Ｒは、それぞれ第１の画素、第２の画素に対応する。画素４Ｌ，４Ｒは、画素行５に沿って交互に繰り返し配置されており、また画素列６に沿って交互に繰り返し配置されている。
【００３８】
画素４の観察側には、マスク基板５０に形成された光学素子５４が位置している。光学素子５４は遮光性を有しており、光学素子５４に設けられた開口部５４Ａにおいては、光が通過するようになっている。図２、図３（ｂ）中の網掛け部は、光学素子５４の配置領域を表している。開口部５４Ａは、平面視で画素行５のうち画素４Ｌと画素４Ｒとの境界領域の少なくとも一部を含む領域に形成されている。ここで、画素４Ｌと画素４Ｒとの境界領域とは、本実施形態では画素４Ｌと画素４Ｒとの間に配置された遮光層３４の形成領域である。開口部５４Ａの画素行５方向の幅は、遮光層３４の幅より大きくなっている。また、開口部５４Ａは、−Ｘ方向に沿って、画素４Ｌ、開口部５４Ａ、画素４Ｒがこの順に並ぶような位置に配置されている。したがって、ある開口部５４Ａの＋Ｘ方向には画素４Ｌが配置され、−Ｘ方向には画素４Ｒが配置されている。なお、−Ｘ方向に沿って画素４Ｒ，４Ｌがこの順に並んでいる部位には開口部５４Ａは設けられていない。
【００３９】
画素４Ｌ，４Ｒは、画素行５に沿って交互に配置されているので、画素行５に沿った開口部５４Ａの配置ピッチは、画素４の配置ピッチの２倍となる。すなわち、開口部５４Ａは、画素行５に沿った方向については、１つおきの遮光層３４に対応して配置されている。また、画素４Ｌ，４Ｒは、画素列６に沿って交互に配置されているので、画素列６に沿った開口部５４Ａの配置ピッチも、画素４の配置ピッチの２倍となる。すなわち、開口部５４Ａは、画素列６に沿った方向については、１つおきの画素行５に配置されている。したがって、画素行５、画素列６のいずれの方向についても、開口部５４Ａのなす列は、隣り合う列が互いに半ピッチずつずれるように配置されている。換言すれば、開口部５４Ａは、市松模様をなすように、チェック状に、又はモザイク状に配置されている。開口部５４Ａがこのような配置となることにより、第１の画像及び第２の画像の解像度の低下を抑制することができる。
【００４０】
こうした構成によれば、図２０に示すように、画素４Ｌから射出され、開口部５４Ａを通過した光は、−Ｘ方向に偏在する表示角度範囲３Ｌにおいて視認される。同様に、画素４Ｒから射出され、開口部５４Ａを通過した光は、＋Ｘ方向に偏在する表示角度範囲３Ｒにおいて視認される。ここで、表示角度範囲３Ｒは、表示角度範囲３Ｌと異なる範囲を含む。したがって、開口部５４Ａは、第１の画素からの光を第１の表示角度範囲に通過させ、第２の画素からの光を第１の表示角度範囲とは異なる第２の表示角度範囲に通過させる。そして、表示角度範囲３Ｌのうち表示角度範囲ＶＬでは、画素４Ｌからの光のみが視認され、表示角度範囲３Ｒのうち表示角度範囲ＶＲでは、画素４Ｒからの光のみが視認される。よって、表示角度範囲ＶＬでは第１の画像のみが視認され、表示角度範囲ＶＲでは第２の画像のみが視認される。ただし、画素４Ｌから射出された光の一部は、開口部５４Ａの縁において回折して回折光９Ｌｄとなり、表示角度範囲３Ｌを＋Ｘ方向にはずれた位置に入射する。同様に、画素４Ｒから射出された光の一部は、開口部５４Ａの縁において回折して回折光９Ｒｄとなり、表示角度範囲３Ｒを−Ｘ方向にはずれた位置に入射する。本実施形態の液晶装置１によれば、回折光９Ｌｄ，９Ｒｄの一部を遮光することができるが、その詳細については後述する。このように、液晶装置１は、第１の画像及び第２の画像を互いに異なる表示角度範囲に指向性表示することができる。
【００４１】
図４は、画素４の近傍の構成要素を拡大して示した平面図である。図５は、図４中のＢ−Ｂ線における断面図である。図４に示すように、画素４の行方向に沿ってゲート線１２が形成されており、画素４の列方向に沿って、ソース線１４が形成されている。ゲート線１２とソース線１４との交差に対応する位置には、半導体層２０ａを含む、スイッチング素子としてのＴＦＴ（Thin Film Transistor）素子２０が形成されている。
【００４２】
ゲート線１２、ソース線１４に囲まれた矩形の領域には、共通電極１７、画素電極１６が形成されている。共通電極１７は、この矩形領域の略全面にわたって形成されている。共通電極１７は、液晶パネル２の略全面に形成されていてもよい。画素電極１６は、ゲート線１２、ソース線１４に囲まれた矩形の領域に形成されており、細長いくの字形状のスリット１６Ａが平行に多数設けられている。共通電極１７は、図示しない定電位線に接続されており、画素電極１６は、コンタクトホール２５を介してＴＦＴ素子２０のドレイン電極２０ｄに接続されている。
【００４３】
ゲート線１２が選択電位となると、当該ゲート線１２に接続されたＴＦＴ素子２０がオン状態となる。ＴＦＴ素子２０がオン状態となっている期間においては、ソース線１４に供給された画像信号が、ＴＦＴ素子２０を介して画素電極１６に印加される。画素電極１６に印加された所定のレベルの画像信号と、共通電極１７の共通電位とで定まる電圧が駆動電圧となる。
【００４４】
図５に示すように、素子基板１０は、基板１１を基体として構成される。基板１１としては、ガラス基板や石英基板等を用いることができる。基板１１の液晶層４０側には、ゲート線１２が形成されている。基板１１と、ゲート線１２との間には、さらに酸化シリコン（ＳｉＯ2）、窒化シリコン（ＳｉＮ）等からなる絶縁層が設けられていてもよい。ゲート線１２の上層には、酸化シリコン（ＳｉＯ2）、窒化シリコン（ＳｉＮ）等からなるゲート絶縁層２１を挟んで半導体層２０ａが形成されている。半導体層２０ａは、例えばアモルファスシリコンやポリシリコン等から構成することができる。また、半導体層２０ａに一部が重なる状態で、ソース電極２０ｓとドレイン電極２０ｄが形成されている。ソース電極２０ｓは、ソース線１４（図４）と一体で形成することができる。半導体層２０ａ、ソース電極２０ｓ、ドレイン電極２０ｄ、ゲート線１２等からＴＦＴ素子２０が構成される。ゲート線１２は、ＴＦＴ素子２０のゲート電極２０ｇの役割を兼ねる。ゲート線１２（ゲート電極２０ｇ）、ソース電極２０ｓ、ドレイン電極２０ｄ、ソース線１４は、例えば、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）等の高融点金属のうちの少なくとも一つを含む、金属単体、合金、金属シリサイド、ポリシリサイド、これらを積層したもの、あるいは導電性ポリシリコン等から構成することができる。なお、スイッチング素子としては、３端子のＴＦＴ素子２０に代えて、２端子のＴＦＤ（Thin Film Diode）素子等を用いてもよい。
【００４５】
ＴＦＴ素子２０の上層には、酸化シリコン（ＳｉＯ2）、窒化シリコン（ＳｉＮ）等からなる層間絶縁層２２を挟んで、透光性を有するＩＴＯ（Indium Tin Oxide）からなる共通電極１７が形成されている。
【００４６】
共通電極１７上には、酸化シリコン（ＳｉＯ2）、窒化シリコン（ＳｉＮ）等からなる層間絶縁層２３を挟んで、ＩＴＯからなる画素電極１６が形成されている。画素電極１６は、層間絶縁層２２，２３を貫通して形成されたコンタクトホール２５を介してＴＦＴ素子２０のドレイン電極２０ｄに接続されている。また、画素電極１６上には、ポリイミドからなる配向膜（不図示）が形成されている。素子基板１０は、基板１１から当該配向膜までの要素により構成される。
【００４７】
共通電極１７と画素電極１６との間に駆動電圧が印加されると、画素電極１６の上面から出て共通電極１７の上面に至る（又は共通電極１７の上面から出て画素電極１６の上面に至る）電気力線を有する電界が発生する。このとき、液晶層４０には、基板１１に平行な成分を有する電界、すなわち横電界が生じる。液晶層４０中の液晶分子４０Ａは、この横電界に従って基板１１に平行な平面内で配向方向を変える。その結果、偏光板４６，４７の透過軸との相対角度が変化し、その相対角度に応じた偏光変換機能に基づいて表示が行われる。こうした液晶モードはＦＦＳ（Fringe Field Switching）モードと呼ばれ、液晶分子４０Ａが常に基板１１に対して平行な状態で駆動されることに起因して、広い視野角が得られる。
【００４８】
対向基板３０は、基板３１を基体として構成される。基板３１は、基板１１に対向して配置されている。基板３１としては、ガラス基板や石英基板等を用いることができる。基板３１の液晶層４０側には、カラーフィルタ３２が形成されている。カラーフィルタ３２は、入射した光のうち特定の波長の光を吸収する部材であり、カラーフィルタ３２によって透過光を所定の色（例えば赤、緑、又は青）とすることができる。カラーフィルタ３２は、赤、緑、青の各色に対応する３種の色要素を含んで構成され、これらの色要素はそれぞれ画素４ｒ，４ｇ，４ｂに配置されている。ここで、カラーフィルタ３２の上面は、各画素４において光が射出される、光射出部７となる。すなわち、図５の断面における画素４の占有領域は、光射出部７を観察側表面とする直方体である。
【００４９】
カラーフィルタ３２と同一の層には遮光層３４が形成されている。遮光層３４は、画素間領域からの光漏れを防止して表示のコントラストを向上させる役割を果たす。カラーフィルタ３２及び遮光層３４の表層には、ポリイミドからなる配向膜（不図示）が形成されている。なお、カラーフィルタ３２及び遮光層３４の上に、透光性を有する樹脂からなるオーバーコートを積層し、その上に配向膜を形成してもよい。対向基板３０は、基板３１から当該配向膜までの要素により構成される。
【００５０】
素子基板１０と対向基板３０との間には、上述のように液晶層４０が配置されている。素子基板１０、対向基板３０に形成された配向膜は、いずれもＸ方向（図４）に沿ってラビング処理がなされている。これにより、液晶分子４０Ａは、電圧非印加時にはＸ方向に沿って配向する。したがって、液晶層４０は電圧非印加時には平行配向となっている。
【００５１】
対向基板３０の、液晶層４０とは反対側の表面には、接着剤５６を介してマスク基板５０が貼り付けられている。マスク基板５０は、ガラスや石英等からなる基板５１を基体として構成される。基板５１の液晶層４０側の面には、第１の位相差層としての位相差層５２、光学素子５４がこの順に積層されている。よって、光学素子５４は、画素４の光射出側に位置している。また、位相差層５２は、画素４の光学素子５４側に位置している。また、位相差層５２は、光学素子５４の画素４とは反対側の層に形成されている。
【００５２】
位相差層５２の平面視での配置領域は、図１８（ｇ）に示すように、光学素子５４の開口部５４Ａの縁に沿う領域を含んでいる。詳しくは、位相差層５２は、光学素子５４に重なる領域と、開口部５４Ａの縁をまたぐ領域とに形成されている。したがって、位相差層５２は、開口部５４Ａの内部に一部がかかるように配置されている。また、位相差層５２は、光学素子５４の開口部５４Ａの縁の全周に沿う領域に形成されている。
【００５３】
位相差層５２は、画素４から射出される光のうち少なくとも１つの波長の光に対して、リタデーションが１／２波長となるように設定されている。すなわち、位相差層５２は１／２波長板である。位相差層５２としては、例えば液晶ポリマーを基板５１上に配列させて固形化させた液晶フィルムを、フォトリソグラフィー等によりパターニングしたものを用いることができる。又は、ポリカーボネート等からなる位相差フィルムを基板５１上に貼り付け、当該位相差フィルムをフォトリソグラフィー等によりパターニングしたものを用いてもよい。
【００５４】
なお、対向基板３０に含まれる基板３１は、ケミカルエッチング又はＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）等により約５０μｍの厚さに加工されている。この加工によって、画素４の光射出部７と、光学素子５４の開口部５４Ａとの距離が調節され、その結果、光射出部７から開口部５４Ａに至る光路の角度が調節される。これにより、液晶装置１によって第１の画像及び第２の画像が指向性表示される表示角度範囲３Ｌ，３Ｒ，ＶＬ，ＶＲ（図２０）を調節することができる。本実施形態のように、基板３１の厚さを約５０μｍとした場合、第１の画像が表示される表示角度範囲３Ｌ，ＶＬと第２の画像が表示される表示角度範囲３Ｒ，ＶＲとが大きく異なるため、第１の画像と第２の画像とを異なる人物に同時に視認させることができる。基板３１の厚さをより大きくすれば、第１の画像が表示される表示角度範囲３Ｌ，ＶＬと第２の画像が表示される表示角度範囲３Ｒ，ＶＲとが接近していく。この場合は、第１の画像を左目に、第２の画像を右目に入射させることが可能となり、立体表示を行うことができる。
【００５５】
上述したように、素子基板１０の背面側には偏光板４６が、マスク基板５０の観察側には偏光板４７が、それぞれ配置されている。すなわち、偏光板４７は、位相差層５２の、画素４とは反対側に配置されている。また、偏光板４６の背面側には、偏光板４６に向けて光を照射するバックライト４９が配置されている。
【００５６】
図６は、偏光板４６，４７、位相差層５２、液晶層４０の光学的な配置を示す模式図である。偏光板４６，４７に付された矢印は、透過軸を示す。位相差層５２に付された矢印は、遅相軸を示す。液晶層４０に付された実線の矢印は、対向基板３０側の配向方向を示し、破線の矢印は、素子基板１０側の配向方向を示す。上記したように、液晶層４０の配向方向は、いずれもＸ軸に沿った方向となっている。偏光板４６の透過軸はＸ軸方向に沿って配置されており、偏光板４７の透過軸はＹ軸方向に沿って配置されている。したがって、偏光板４６，４７の透過軸は、相互に直交するように配置されるとともに、液晶層４０の配向方向と平行又は垂直となるように配置されている。位相差層５２の遅相軸は、偏光板４６，４７の透過軸に対して略４５度の角度をなすように配置されている。上記したように位相差層５２は１／２波長板なので、Ｘ軸（Ｙ軸）に沿った偏光軸を有する直線偏光が位相差層５２に入射した場合には、Ｙ軸（Ｘ軸）に沿った偏光軸を有する直線偏光に変換されて透過する。位相差層５２の開口領域５２Ａと光学素子５４の開口部５４Ａとの平面視での位置関係は、上記の通りであり、図１８（ｇ）に示されている。
【００５７】
＜Ｂ．回折光遮光効果＞
続いて、上記構成の液晶装置１による回折光の遮光効果について、図７、図８を用いて説明する。図７は、画素４Ｒからの光９Ｒ、及び画素４Ｌからの回折光９Ｌｄの振る舞いを示す模式図である。図８は、図７と同じ構成において、画素４Ｌからの光９Ｌ、及び画素４Ｒからの回折光９Ｒｄの振る舞いを示す模式図である。図７、図８では、光路の説明の便宜上、光学的作用をもたない（又は光学的作用が少ない）構成要素は省略されている。図７、図８においては、画素４Ｒは暗表示を行う構成となっており、画素４Ｌは明表示を行う構成となっている。したがって、液晶装置１は、表示角度範囲ＶＲにおいては、画素４Ｒによる、第２の画像を構成する暗表示が行われる（図７）。また、液晶装置１は、表示角度範囲ＶＬにおいては、画素４Ｌによる、第１の画像を構成する明表示が行われる（図８）。
【００５８】
詳しくは、このとき画素４Ｒでは、液晶層４０の液晶分子４０ＡはＸ軸に沿って配列している。この液晶層４０には、図７に示すように、偏光板４６を透過したＸ方向の偏光軸を有する直線偏光が入射する。この光の偏光軸は液晶分子４０Ａと平行であるため、直線偏光のまま液晶層４０及びカラーフィルタ３２を透過し、画素４Ｒの光射出部７から射出される。画素４Ｒから射出された光９Ｒは、光学素子５４の開口部５４Ａを通過して偏光板４７によって吸収される。このように、画素４Ｒからの光９Ｒは、偏光板４７により吸収されるため、表示角度範囲ＶＲでは暗表示となる。
【００５９】
一方、画素４Ｌでは、液晶分子４０ＡはＸ軸に対して所定の角度を有する方向に沿って配列しており、偏光板４６を透過した直線偏光に対して略１／２波長の位相差を与える状態となっている。この液晶層４０には、図８に示すように、偏光板４６を透過したＸ方向の偏光軸を有する直線偏光が入射する。この光は、液晶層４０によって１／２波長分の位相差を受けて、Ｙ方向の偏光軸を有する直線偏光に変換されて液晶層４０及びカラーフィルタ３２を透過し、画素４Ｌの光射出部７から射出される。画素４Ｌから射出された光９Ｌは、光学素子５４の開口部５４Ａ、偏光板４７を順に透過する。このように、画素４Ｌからの光９Ｌは、偏光板４７を透過するため、表示角度範囲ＶＬでは明表示となる。
【００６０】
ところで、上記したように、図７の表示角度範囲ＶＲにおいては、画素４Ｌによる、第１の画像を構成する明表示は基本的に視認されない。しかしながら、画素４Ｌから射出される光の一部は、開口部５４Ａの縁において回折し、回折光９Ｌｄとなって表示角度範囲ＶＲに向けて進行する。以下この回折光９Ｌｄの振る舞いについて説明する。画素４Ｌでは、偏光板４６を透過して液晶層４０に入射した直線偏光は、Ｙ方向の偏光軸を有する直線偏光に変換されて画素４の光射出部７から射出される。画素４Ｌから射出されたこの光は、開口部５４Ａの縁において回折して回折光９Ｌｄとなる。回折光９Ｌｄは、光学素子５４の観察側に配置された位相差層５２に入射する。位相差層５２は１／２波長板であり、遅相軸が、入射する回折光９Ｌｄの偏光軸に対して略４５度の角度をなしているので、回折光９Ｌｄは１／２波長分の位相差を受け、Ｘ方向の偏光軸を有する直線偏光に変換されて位相差層５２を透過する。そして、回折光９Ｌｄは、偏光板４７によって吸収される。
【００６１】
このように、画素４Ｌからの回折光９Ｌｄは、偏光板４７によって吸収され、観察者には視認されない。すなわち、明表示を行う構成となっている画素４Ｌから射出された回折光９Ｌｄであっても、位相差層５２を透過させることによって偏光状態を変化させることができ、偏光板４７によって吸収することができる。画素４Ｒが暗表示状態、画素４Ｌが明表示状態である場合、位相差層５２がない従来の構成では、画素４Ｒによる暗表示に、画素４Ｌからの明表示の回折光９Ｌｄが混合してコントラストを低下させるという問題点があるが、本実施形態の構成によれば、画素４Ｌからの回折光９Ｌｄが遮光されるため、高コントラストの表示を行うことができる。ひいては、画素４Ｒからの光のみによる表示が行われる表示角度範囲ＶＲを広げることが可能となる。
【００６２】
一方、図８に示すように、画素４Ｒからの、第１の画像を構成する光の一部は、開口部５４Ａの縁において回折し、回折光９Ｒｄとなって表示角度範囲ＶＬに向けて進行する。以下この回折光９Ｒｄの振る舞いについて説明する。画素４Ｒでは、偏光板４６を透過して液晶層４０に入射した直線偏光は、位相差を受けずに液晶層４０を透過する。この透過光は、開口部５４Ａの縁において回折して回折光９Ｒｄとなる。回折光９Ｒｄは、光学素子５４の観察側に配置された位相差層５２に入射する。位相差層５２は１／２波長板であるので、回折光９Ｒｄは１／２波長分の位相差を受け、Ｙ方向の偏光軸を有する直線偏光に変換されて位相差層５２を透過する。そして、回折光９Ｒｄは、偏光板４７を透過して表示角度範囲ＶＬに向けて射出される。
【００６３】
このように、暗表示状態である画素４Ｒからの回折光９Ｒｄは、偏光板４７を透過し、観察者に視認されうる。しかしながら、表示角度範囲ＶＬにおいては、画素４Ｌからの光９Ｌによる明表示が行われているため、若干の回折光９Ｒｄが混合されても表示に大きな影響を与えない。
【００６４】
なお、図８において画素４Ｒが明表示状態となっている場合には、図７と同様の作用により画素４Ｒからの回折光９Ｒｄを偏光板４７によって遮光することができる。また、図７、図８において画素４Ｌ，４Ｒの表示状態を反転させた場合にも、上記と同様の効果が得られる。
【００６５】
以上のように、本実施形態の液晶装置１によれば、暗表示を行っている表示角度範囲ＶＲ（ＶＬ）においては、明表示状態の画素４Ｌ（４Ｒ）からの回折光９Ｌｄ（９Ｒｄ）を遮光することにより、コントラストの向上及び表示角度範囲ＶＲ（ＶＬ）の拡大を図ることができる。
【００６６】
（第２の実施形態）
続いて、第２の実施形態について説明する。第２の実施形態の液晶装置１は、位相差層の配置が第１の実施形態と異なっており、その他の点は第１の実施形態と同様である。
【００６７】
図９は、本実施形態の液晶装置１の断面図である。断面の位置は、第１の実施形態の図４におけるＢ−Ｂ線に相当する。マスク基板５０に含まれる基板５１の背面側の面、すなわち光学素子５４の観察側の面には、位相差層５２が形成されている。そして、位相差層５２と同一の層の、平面視で開口部５４Ａの少なくとも一部に重なる領域に、遅相軸が位相差層５２とは異なる第２の位相差層としての位相差層５３が形成されている。本実施形態では、位相差層５３は、平面視で開口部５４Ａのうち位相差層５２が形成されていない領域の全域に形成されている。したがって、光学素子５４の観察側の面には、位相差層５２，５３が排他的に隙間なく形成されている。ここで、平面視での位相差層５２の配置位置は、第１の実施形態と同様である。この結果、平面視で開口部５４Ａと重なる領域の大部分に位相差層５３が形成されることとなる。
【００６８】
図１０は、偏光板４６，４７、位相差層５２，５３、液晶層４０の光学的な配置を示す模式図である。偏光板４６，４７の透過軸、位相差層５２の遅相軸、液晶層４０の配向方向は、第１の実施形態と同様である。位相差層５３の遅相軸は、位相差層５２の遅相軸とは異なっている。より詳しくは、位相差層５３の遅相軸は、平面視で位相差層５２の遅相軸に対して略４５度の角度をなすように、かつ偏光板４７の透過軸に対して平行となるように配置されている。なお、位相差層５３の遅相軸は、偏光板４７の透過軸に垂直となるように配置してもよい。
【００６９】
適切なリタデーションを有する位相差層５３を上記のような構成で配置することにより、画素４Ｌ，４Ｒから射出され、光学素子５４の開口部５４Ａを通過した光に対して光学補償を行うことができる。これにより、画素４Ｌによる第１の画像、及び画素４Ｒによる第２の画像の表示品位を向上させることができる。
【００７０】
遅相軸が互いに異なる位相差層５２，５３を同一層に形成するためには、例えば以下のような方法を用いることができる。すなわち、まず基板５１上に光配向膜を形成する。次に、当該光配向膜に対して、位相差層５２，５３の形成領域ごとに異なる偏光を照射する。この状態で、光配向膜上に液晶ポリマーを塗布すると、液晶ポリマーは、上記形成領域ごとに異なる方向に配向する。この状態で紫外線を照射する等の処理を行って液晶ポリマーを固形化させることにより、位相差層５２，５３が得られる。本実施形態の構成によれば、位相差層５２を形成するために、位相差層５２の開口部に相当する部位の材料を除去する必要がなくなる。このため、より容易に位相差層５２，５３を形成することができる。
【００７１】
（第３の実施形態）
続いて、第３の実施形態について説明する。第３の実施形態の液晶装置１は、位相差層５２の配置が第１の実施形態と異なっており、その他の点は第１の実施形態と同様である。
【００７２】
図１１は、本実施形態の液晶装置１の断面図である。断面の位置は、第１の実施形態の図４におけるＢ−Ｂ線に相当する。マスク基板５０に含まれる基板５１の背面側の面には、光学素子５４が直接形成されている。そして、光学素子５４と同一の層の、平面視で光学素子５４の開口部５４Ａの縁に沿う領域には、位相差層５２が形成されている。位相差層５２の平面視での配置位置は、図１８（ｄ）に示されている。このように位相差層５２は、光学素子５４の開口部５４Ａの縁に沿う領域のうち、開口部５４Ａの内側の領域に形成されている。また、位相差層５２は、開口部５４Ａの縁の全周に沿う領域に形成されている。こうした構成によっても、開口部５４Ａの縁で回折する回折光９Ｌｄ，９Ｒｄは位相差層５２を通る。このため、位相差層５２によって回折光９Ｌｄ，９Ｒｄの偏光状態を変化させることができ、偏光板４７によって吸収することができる。よって、暗表示を行っている表示角度範囲ＶＲ（ＶＬ）においては、明表示状態の画素４Ｌ（４Ｒ）からの回折光９Ｌｄ（９Ｒｄ）を遮光することにより、コントラストの向上及び表示角度範囲ＶＲ（ＶＬ）の拡大を図ることができる。
【００７３】
本実施形態の実施にあたっては、第１の実施形態と組み合わせた構成としてもよい。すなわち、位相差層５２が、光学素子５４の画素４とは反対側の層と、光学素子５４と同一の層とのいずれにも形成されている構成としてもよい。このようにすれば、回折光９Ｌｄ，９Ｒｄがより確実に位相差層５２を透過するようになる。
【００７４】
また、本実施形態は、第２の実施形態と組み合わせてもよい。すなわち、図１２の断面図に示すように、位相差層５２と同一の層の、平面視で光学素子５４の開口部５４Ａのうち位相差層５２が形成されていない領域に、さらに位相差層５３が形成されていてもよい。すなわち、開口部５４Ａに、平面視で位相差層５２，５３が排他的に隙間なく形成されていてもよい。このような構成によれば、画素４Ｌによる第１の画像、及び画素４Ｒによる第２の画像の表示品位を向上させることができる。また、より容易に位相差層５２，５３を形成することができる。
【００７５】
（第４の実施形態）
続いて、第４の実施形態について説明する。第４の実施形態の液晶装置１は、位相差層５２の配置が第１の実施形態と異なっており、その他の点は第１の実施形態と同様である。
【００７６】
図１３は、本実施形態の液晶装置１の断面図である。断面の位置は、第１の実施形態の図４におけるＢ−Ｂ線に相当する。マスク基板５０に含まれる基板５１の背面側の面、すなわち光学素子５４の観察側の面には、位相差層５２が形成されている。ここで、位相差層５２は、平面視で光学素子５４の開口部５４Ａと重なる開口領域を有するように形成されている。すなわち、位相差層５２は、図１８（ａ）に示すように、平面視で光学素子５４の形成領域に重なる領域にのみ形成され、光学素子５４の開口部５４Ａには形成されていない。
【００７７】
このような構成においても、図１４に示すように、画素４Ｌから射出され、光学素子５４の開口部５４Ａの縁で回折した回折光９Ｌｄは、位相差層５２を透過する。したがって、明表示を行う構成となっている画素４Ｌから射出された回折光９Ｌｄであっても、位相差層５２を透過させることによって偏光状態を変化させることができ、偏光板４７によって吸収することができる。
【００７８】
本実施形態の位相差層５２は、基板５１上の全面に位相差層５２と光学素子５４の形成材料とを順に積層した後に、開口部５４Ａに相当する領域の位相差層５２と、光学素子５４の形成材料とを一度にエッチング等で除去することにより形成することができる。このような方法によれば、位相差層５２と光学素子５４とを一度に形成することができるため、液晶装置１の製造工程を簡略化することが可能である。
【００７９】
また、本実施形態は、第２の実施形態と組み合わせてもよい。すなわち、位相差層５２と同一の層の、平面視で光学素子５４の開口部５４Ａに相当する領域に、さらに位相差層５３が形成されていてもよい。このような構成によれば、画素４Ｌによる第１の画像、及び画素４Ｒによる第２の画像の表示品位を向上させることができる。また、より容易に位相差層５２，５３を形成することができる。
【００８０】
（第５の実施形態）
続いて、第５の実施形態について説明する。第５の実施形態の液晶装置１は、新たに偏光板４８が追加された点が第１の実施形態と異なっており、その他の点は第１の実施形態と同様である。
【００８１】
図１５は、本実施形態の液晶装置１の断面図である。断面の位置は、第１の実施形態の図４におけるＢ−Ｂ線に相当する。液晶パネル２の対向基板３０の観察側には、第２の偏光板としての偏光板４８が配置されている。偏光板４８の透過軸は、平面視で偏光板４７の透過軸と平行になっている。このような構成によれば、画素４Ｌ，４Ｒは、偏光板４８
を介して光を射出することとなる。このため、画素４の光射出部７から射出され、光学素子５４の開口部５４Ａで回折する光を、事前に偏光板４８によって直線偏光に変換することができる。このため、画素４の光射出部７から射出される光が完全な直線偏光でない場合であっても、開口部５４Ａにおいて回折する段階では直線偏光とすることができ、１／２波長板である位相差層５２と偏光板４７との作用により、より効果的に回折光を遮光することが可能となる。
【００８２】
偏光板４８の位置は上記に限られず、画素４と光学素子５４との間であれば位置は問わない。例えば、対向基板３０の基板３１とカラーフィルタ３２との間に配置してもよい。なお、本実施形態は、第１の実施形態の他にも、第２、第３、第４の実施形態のいずれと組み合わせてもよい。
【００８３】
（第６の実施形態）
続いて、第６の実施形態について説明する。第６の実施形態の液晶装置１は、光学素子５４の開口部５４Ａがストライプ状となっている点と、画素４Ｌ，４Ｒの配置とが第１の実施形態と異なっており、その他の点は第１の実施形態と同様である。
【００８４】
図１６は、本実施形態に係る液晶装置１の表示領域４３の拡大平面図である。また、図１７（ａ）は、液晶パネル２の拡大平面図であり、図１７（ｂ）は、マスク基板５０の拡大平面図である。図１６は、図１７（ａ）の液晶パネル２に図１７（ｂ）のマスク基板５０を重ねた状態の平面図でもある。
【００８５】
画素４ｒ，４ｇ，４ｂは、Ｘ方向にこの順に繰り返し配置されて、画素行５を構成している。画素４は、Ｙ方向については、同一の色に対応する画素４が一列にストライプ状に並ぶように配置されている。画素４Ｌ，４Ｒは、Ｘ方向に沿って交互に繰り返し配置されており、またＹ方向には、画素４Ｌ又は画素４Ｒがストライプ状に配置されている。
【００８６】
光学素子５４の開口部５４Ａは、平面視で画素行５のうち画素４Ｌと画素４Ｒとの境界領域の少なくとも一部を含む領域に、ストライプ状に形成されている。また、開口部５４Ａは、−Ｘ方向に沿って、画素４Ｌ、開口部５４Ａ、画素４Ｒがこの順に並ぶような位置に配置されている。したがって、ある開口部５４Ａの＋Ｘ方向には画素４Ｌが配置され、−Ｘ方向には画素４Ｒが配置されている。なお、−Ｘ方向に沿って画素４Ｒ，４Ｌがこの順に並んでいる部位には開口部５４Ａは設けられていない。
【００８７】
画素４Ｌ，４Ｒは、画素行５に沿って交互に配置されているので、画素行５に沿った開口部５４Ａの配置ピッチは、画素４の配置ピッチの２倍となる。すなわち、開口部５４Ａは、画素行５に沿った方向については、１つおきの遮光層３４に対応して配置されている。
【００８８】
こうした構成によっても、図２０に示すように、画素４Ｌから射出され、開口部５４Ａを通過した光は、−Ｘ方向に偏在する表示角度範囲３Ｌにおいて視認される。同様に、画素４Ｒから射出され、開口部５４Ａを通過した光は、＋Ｘ方向に偏在する表示角度範囲３Ｒにおいて視認される。そして、表示角度範囲３Ｌのうち表示角度範囲ＶＬでは、画素４Ｌからの光のみが視認され、表示角度範囲３Ｒのうち表示角度範囲ＶＲでは、画素４Ｒからの光のみが視認される。よって、表示角度範囲ＶＬでは第１の画像のみが視認され、表示角度範囲ＶＲでは第２の画像のみが視認される。
【００８９】
本実施形態における位相差層５２の平面視での配置領域は、図１８（ｉ）に示されている。すなわち、位相差層５２は、光学素子５４に重なる領域と、ストライプ状の開口部５４Ａの縁をまたいで開口部５４Ａの内部に一部がかかるような領域に配置されている。こうした構成によっても、開口部５４Ａの縁で回折する回折光は位相差層５２を通る。このため、位相差層５２によって回折光の偏光状態を変化させることができ、偏光板４７によって吸収することができる。
【００９０】
また、本実施形態は、第２の実施形態と組み合わせてもよい。すなわち、位相差層５２と同一の層の、平面視で光学素子５４の開口部５４Ａのうち位相差層５２が形成されていない領域に、さらに位相差層５３が形成されていてもよい。このような構成によれば、画素４Ｌによる第１の画像、及び画素４Ｒによる第２の画像の表示品位を向上させることができる。また、より容易に位相差層５２，５３を形成することができる。
【００９１】
また、本実施形態は、第３の実施形態と組み合わせてもよい。すなわち、光学素子５４と位相差層５２とを同一の層に形成し、位相差層５２は、図１８（ｆ）に示すように、平面視で光学素子５４のストライプ状の開口部５４Ａの縁に沿う領域のうち、開口部５４Ａの内側の領域に形成してもよい。
【００９２】
また、本実施形態は、第４の実施形態と組み合わせてもよい。すなわち、図１８（ｃ）に示すように、位相差層５２を、光学素子５４の形成領域に重なる領域にのみ形成し、ストライプ状の開口部５４Ａには形成しない構成としてもよい。
【００９３】
また、本実施形態は、第５の実施形態と組み合わせてもよい。すなわち、画素４と光学素子５４との間に第２の偏光板としての偏光板４８を配置してもよい。
【００９４】
（電子機器）
上述した液晶装置１は、例えば、図１９に示すような電子機器としてのカーナビゲーションシステム用の表示装置１００に搭載して用いることができる。この表示装置１００は、表示部１１０に組み込まれた液晶装置１によって、２つの画像を異なる表示角度範囲に指向性表示することができる。例えば、運転席側に地図の画像を表示するとともに、助手席側に映画の画像を表示することができる。その際、回折光の混合によるコントラスト低下等の少ない、高品位な表示を行うことができる。
【００９５】
なお、本発明を適用した液晶装置１は、上記表示装置１００の他、モバイルコンピュータ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、車載機器、オーディオ機器等の各種電子機器に用いることができる。
【００９６】
上記実施形態に対しては、様々な変形を加えることが可能である。変形例としては、例えば以下のようなものが考えられる。
【００９７】
（変形例１）
位相差層５２の平面視での配置位置は、上記実施形態に限定されず、例えば光学素子５４の開口部５４Ａの、画素行５の延在方向（Ｘ方向）に交差する縁に沿う領域に形成してもよい。回折光の混合は、光学素子５４の開口部５４Ａの、画素行５の延在方向（Ｘ方向）に交差する縁において回折した回折光の影響が大きいため、こうした構成によれば回折光の混合によるコントラストの低下を効率的に抑制することができる。
【００９８】
開口部５４Ａが図１８（ｂ）等に示すようなＹ方向に長い矩形の場合には、光学素子５４の開口部５４Ａの、画素行５の延在方向（Ｘ方向）に交差する縁は、開口部５４Ａの矩形の長辺に沿った縁に相当する。したがって、例えば図１８（ｂ），（ｅ），（ｈ）に示すように、矩形の開口部５４Ａの長辺に沿う領域に位相差層５２を形成してもよい。このうち図１８（ｂ）は、位相差層５２を、光学素子５４の形成領域に重なる領域にのみ形成し、開口部５４Ａには形成しない構成である。また、図１８（ｅ）は、位相差層５２を、平面視で光学素子５４の開口部５４Ａの長辺の縁に沿う領域のうち、開口部５４Ａの内側の領域に形成する構成である。また、図１８（ｈ）は、位相差層５２を、光学素子５４に重なる領域と、ストライプ状の開口部５４Ａの長辺の縁をまたいで開口部５４Ａの内部に一部がかかるような領域とに配置する構成である。
【００９９】
（変形例２）
上記実施形態は、電気光学パネルとしてＦＦＳモードの液晶パネル２を用いたものであるが、液晶モードはこれに限定されず、例えばＴＮ（Twisted Nematic）、ＶＡ（Vertical Alignment：垂直配向）、ＩＰＳ（In Plain Switching）、ＳＴＮ（Super Twisted Nematic）等、種々のモードを採用することができる。
【０１００】
（変形例３）
電気光学パネルとしては、液晶パネル２の他、有機ＥＬ（Electro Luminescence）装置、ＰＤＰ（Plasma Display Panel）、ＳＥＤ（Surface-conduction Electron-emitter Display）、ＦＥＤ（Field Emission Display）、電気泳動表示装置等の種々の電気光学パネルを用いることができる。これらのうち、画素から射出される光が直線偏光とならない電気光学パネルにおいては、画素と光学素子との間に第２の偏光板を配置し、画素が第２の偏光板を介して光を射出する構成とすることが好ましい。
【０１０１】
（変形例４）
光学素子５４は、画素４の光射出側に配置されていればよい。例えば、光学素子５４は、対向基板３０の液晶層４０側であってカラーフィルタ３２の観察側に形成されていてもよい。また、光学素子５４は、対向基板３０の観察側の面に形成されていてもよい。
【０１０２】
（変形例５）
第１の偏光板としての偏光板４７は、位相差層５２（第１の位相差層）の、画素４とは反対側に配置されていればよい。したがって、例えばマスク基板５０に含まれる基板５１の背面側に、偏光板４７、位相差層５２がこの順に積層される構成としてもよい。
【０１０３】
（変形例６）
上記実施形態の液晶装置１は、第１の画像と第２の画像とを異なる表示角度範囲に指向性表示するものであるが、これに限定する趣旨ではない。すなわち、光学素子の開口部が、第１の画素からの光を第１の表示角度範囲に通過させ、第２の画素からの光を第１の表示角度範囲と異なる範囲を含む第２の表示角度範囲に通過させる構成であればよい。したがって、例えばさらに第３の画像を構成する光を射出する第３の画素を設け、第３の画像を第３の表示角度範囲に表示させるように構成してもよく、この場合は３画面の指向性表示が可能な電気光学装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】液晶装置の構成を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）中のＡ−Ａ線における断面図。
【図２】液晶装置の表示領域の拡大平面図。
【図３】（ａ）は液晶パネルの拡大平面図、（ｂ）はマスク基板の拡大平面図。
【図４】画素の近傍の構成要素を拡大して示した平面図。
【図５】図４中のＢ−Ｂ線における断面図。
【図６】偏光板、位相差層、液晶層の光学的な配置を示す模式図。
【図７】画素からの光及び回折光の振る舞いを示す模式図。
【図８】画素からの光及び回折光の振る舞いを示す模式図。
【図９】第２の実施形態の液晶装置の断面図。
【図１０】偏光板、位相差層、液晶層の光学的な配置を示す模式図。
【図１１】第３の実施形態の液晶装置の断面図。
【図１２】第３の実施形態の液晶装置の断面図。
【図１３】第４の実施形態の液晶装置の断面図。
【図１４】偏光板、位相差層、液晶層の光学的な配置を示す模式図。
【図１５】第５の実施形態の液晶装置の断面図。
【図１６】第６の実施形態の液晶装置の表示領域の拡大平面図。
【図１７】（ａ）は液晶パネルの拡大平面図、（ｂ）はマスク基板の拡大平面図。
【図１８】（ａ）から（ｉ）は、光学素子の開口部及び位相差層の配置領域のバリエーションを示す平面図。
【図１９】電子機器としての表示装置の斜視図。
【図２０】指向性表示が可能な電気光学装置の模式断面図。
【符号の説明】
【０１０５】
１…電気光学装置としての液晶装置、２…電気光学パネルとしての液晶パネル、３Ｌ，３Ｒ，ＶＬ，ＶＲ…表示角度範囲、４…画素、４Ｌ…第１の画素、４Ｒ…第２の画素、５…画素行、６…画素列、７…光射出部、９Ｌｄ，９Ｒｄ…回折光、１０…素子基板、１１…基板、１２…ゲート線、１４…ソース線、１６…画素電極、１７…共通電極、２０…ＴＦＴ素子、３０…対向基板、３１…基板、３２…カラーフィルタ、３４…遮光層、４０…液晶層、４０Ａ…液晶分子、４３…表示領域、４６…偏光板、４７…第１の偏光板、４８…第２の偏光板、４９…バックライト、５０…マスク基板、５１…基板、５２…第１の位相差層、５３…第２の位相差層、５４…光学素子、５４Ａ…開口部、５６…接着剤、１００…電子機器としての表示装置。
【技術分野】
【０００１】
本発明に係る一態様は、電気光学装置及び電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気光学パネルに、開口部を有する遮光性の光学素子を重ねることで、２以上の異なる方向に異なる画像を指向性表示できることが知られている（例えば特許文献１）。図２０は、指向性表示が可能な電気光学装置の模式断面図である。電気光学パネルとしての液晶パネル２の画素４Ｌ，４Ｒからは、それぞれ異なる画像の表示に寄与する光が射出される。以下では、画素４Ｌにより表示される画像を第１の画像、画素４Ｒにより表示される画像を第２の画像とも呼ぶ。液晶パネル２に対向する位置には、開口部５４Ａを有する光学素子５４が配置されている。画素４Ｌから射出され、開口部５４Ａを通過した光は、図中左寄りに偏在する表示角度範囲３Ｌにおいて視認される。同様に、画素４Ｒから射出され、開口部５４Ａを通過した光は、図中右寄りに偏在する表示角度範囲３Ｒにおいて視認される。そして、表示角度範囲３Ｌのうち表示角度範囲ＶＬでは、画素４Ｌからの光のみが視認され、表示角度範囲３Ｒのうち表示角度範囲ＶＲでは、画素４Ｒからの光のみが視認される。よって、表示角度範囲ＶＬでは第１の画像のみが視認され、表示角度範囲ＶＲでは第２の画像のみが視認される。
【０００３】
こうした指向性表示が可能な電気光学装置によれば、例えば、表示角度範囲ＶＬ，ＶＲに異なる人物を位置させることにより、第１の画像と第２の画像とを当該異なる人物に同時に視認させることができる。あるいは、表示角度範囲ＶＬ，ＶＲにそれぞれ左目、右目が位置するように構成すれば、第１の画像が左目に、第２の画像が右目に入射することとなるため、立体表示を行うことができる。
【０００４】
【特許文献１】特許第３０９６６１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記構成においては、液晶パネル２から射出された光の一部が、光学素子５４の開口部５４Ａを通過する際に回折し、適視範囲が狭まるという課題がある。すなわち、図２０において、画素４Ｌから射出された光の一部は、開口部５４Ａの縁で回折して回折光９Ｌｄとなり、本来の表示角度範囲３Ｌからはずれた位置に入射してしまう。同様に、画素４Ｒから射出された光の一部は、開口部５４Ａの縁で回折して回折光９Ｒｄとなり、本来の表示角度範囲３Ｒからはずれた位置に入射してしまう。この結果、第１の画像のみ、又は第２の画像のみを視認できる表示角度範囲ＶＬ，ＶＲが狭まってしまうという課題がある。また、第１の画像又は第２の画像の一方が暗表示、他方が明表示のとき、暗表示であるべき画像に他方の明表示画像の回折光が混合されて、表示のコントラストが低下するという問題点がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記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。
【０００７】
［適用例１］第１の画像を構成する光を射出する第１の画素と、第２の画像を構成する光を射出する第２の画素とを有する電気光学パネルと、前記第１の画素からの光を第１の表示角度範囲に通過させ、前記第２の画素からの光を前記第１の表示角度範囲と異なる範囲を含む第２の表示角度範囲に通過させる開口部を有する、前記第１の画素及び前記第２の画素の光射出側に配置された遮光性の光学素子と、前記第１の画素及び前記第２の画素の前記光学素子側に、平面視で前記光学素子の前記開口部の縁に沿う領域の少なくとも一部に形成された第１の位相差層と、前記第１の位相差層の、前記第１の画素及び前記第２の画素とは反対側に配置された第１の偏光板と、を備える電気光学装置。
【０００８】
このような構成の電気光学装置によれば、第１の画像と第２の画像とを互いに異なる表示角度範囲に指向性表示することができる。ここで、第１の画素からの光の一部は、光学素子の開口部の縁において回折し、第２の画素からの光のみが視認されるべき表示角度範囲に進行する。同様に、第２の画素からの光の一部は、光学素子の開口部の縁において回折し、第１の画素からの光のみが視認されるべき表示角度範囲に進行する。これらの回折光は、光学素子の開口部の縁に沿う領域に形成された第１の位相差層を透過することにより、偏光状態が変化する。そして、第１の偏光板によれば、偏光状態が変化した当該回折光の少なくとも一部を遮光することができる。よって、上記構成によれば、不要な回折光を遮光することにより、第１の画像及び第２の画像の適視範囲が狭まる不具合を抑制することができる。また、不要な回折光によるコントラストの低下を抑制することができる。
【０００９】
［適用例２］上記電気光学装置であって、前記第１の画素及び前記第２の画素は、少なくとも明表示を行う場合には、前記第１の画素及び前記第２の画素から直線偏光を射出する電気光学装置。
【００１０】
このような構成によれば、明表示を行っている第１の画素又は第２の画素から射出され、第１の位相差層に入射する回折光が、直線偏光となる。このため、第１の位相差層によって、回折光の偏光状態を、第１の偏光板によって遮光される偏光状態に容易に変化させることができる。よって、より多くの回折光を遮光することができる。特に、明表示を行っている第１の画素又は第２の画素からの回折光が、暗表示を行っている表示角度範囲に入射してコントラストを低下させる不具合を、効果的に抑制することができる。
【００１１】
［適用例３］上記電気光学装置であって、前記第１の偏光板の透過軸は、明表示の際に前記第１の画素及び前記第２の画素から射出される直線偏光の偏光軸に沿った方向に配置されており、前記第１の位相差層は、遅相軸が前記第１の偏光板の透過軸に対して平面視で略４５度の角度をなす１／２波長板である電気光学装置。
【００１２】
このような構成によれば、第１の画素又は第２の画素から射出され、第１の位相差層を透過せずに第１の偏光板に入射する直線偏光（すなわち回折光でない光）を、第１の偏光板からそのまま射出することができる。一方、第１の画素又は第２の画素から射出され、第１の位相差層に入射する回折光（直線偏光）は、第１の位相差層によって入射時と直交する偏光軸を有する直線偏光に変換され、第１の偏光板に吸収される。これにより、表示光を高効率で第１の偏光板から射出できるとともに、回折光を効果的に遮光することができる。
【００１３】
［適用例４］上記電気光学装置であって、前記第１の位相差層は、前記光学素子の前記第１の画素及び前記第２の画素とは反対側の層、及び前記光学素子と同一の層の少なくとも一方に形成されている電気光学装置。
【００１４】
このような構成によれば、回折光が入射する位置に第１の位相差層を配置することができる。
【００１５】
［適用例５］上記電気光学装置であって、前記第１の位相差層は、前記光学素子の前記開口部の縁の全周に沿う領域に形成されている電気光学装置。
【００１６】
このような構成によれば、開口部において回折する全ての回折光を第１の位相差層に入射させることができる。
【００１７】
［適用例６］上記電気光学装置であって、前記第１の位相差層は、平面視で前記光学素子の前記開口部の縁をまたぐ領域に形成されている電気光学装置。
【００１８】
このような構成によれば、平面視で開口部の縁の近傍の一定範囲に第１の位相差層が形成されることとなるため、回折光をより確実に第１の位相差層に入射させることができる。
【００１９】
［適用例７］上記電気光学装置であって、前記第１の位相差層と同一の層の、平面視で前記開口部の少なくとも一部に重なる領域に、遅相軸が前記第１の位相差層とは異なる第２の位相差層が形成されている電気光学装置。
【００２０】
このようにすれば、第２の位相差層によって、第１の画素又は第２の画素から射出され、光学素子の開口部を通過する光に対して光学補償を行うことができる。これにより、第１の画像及び第２の画像の表示品位を向上させることができる。
【００２１】
［適用例８］上記電気光学装置であって、前記第２の位相差層の遅相軸は、前記第１の偏光板の透過軸に対して略平行又は略垂直である電気光学装置。
【００２２】
このようにすれば、第２の位相差層によって、第１の画素又は第２の画素から射出され、光学素子の開口部を通過する光に対して好適な光学補償を行うことができる。
【００２３】
［適用例９］上記電気光学装置であって、前記第１の画素及び前記第２の画素は、第２の偏光板を介して光を射出する電気光学装置。
【００２４】
このような構成によれば、第１の画素及び第２の画素から射出される光を直線偏光とすることができる。このため、第１の位相差層によって、回折光の偏光状態を、第１の偏光板によって遮光される偏光状態に容易に変化させることができる。よって、より多くの回折光を遮光することができる。
【００２５】
［適用例１０］上記電気光学装置であって、前記第１の画素と前記第２の画素とが交互に配列された画素行を複数有し、前記開口部は、平面視で前記画素行のうち前記第１の画素と前記第２の画素との境界領域の少なくとも一部を含む領域に形成されるとともに、前記画素行に沿った一の方向について、前記第１の画素、前記開口部、前記第２の画素がこの順に並ぶ位置に配置されている電気光学装置。
【００２６】
このような構成によれば、開口部は、第１の画素からの光を第１の表示角度範囲に通過させ、第２の画素からの光を第１の表示角度範囲と異なる範囲を含む第２の表示角度範囲に通過させることができる。よって、２つの画像を、互いに異なる２つの表示角度範囲に指向性表示することができる。
【００２７】
［適用例１１］上記電気光学装置であって、前記第１の位相差層は、前記光学素子の前記開口部の、前記画素行の延在方向に交差する縁に沿う領域に形成されている電気光学装置。
【００２８】
このような構成によれば、画素行の延在方向に沿った進行方向成分を有する回折光を、第１の位相差層に入射させることができ、当該回折光の少なくとも一部を第１の偏光板によって遮光することができる。また、上記構成では、指向性表示される２つの画像の表示角度範囲は、画素行の延在方向に沿って分離される。こうした構成においては、回折光の混合は、光学素子の開口部の、画素行の延在方向に交差する縁において回折した回折光の影響が大きいため、上記構成によれば回折光の混合によるコントラストの低下や適視範囲の減少を効率的に抑制することができる。
【００２９】
［適用例１２］上記電気光学装置であって、前記画素行と交差する方向に配置され、前記第１の画素と前記第２の画素とが交互に配列された画素列を複数有する電気光学装置。
【００３０】
このような構成によれば、第１の画素と第２の画素とが市松模様をなすように配置される。よって、光学素子の開口部も市松模様をなすように配置される。こうした配置によれば、第１の画像及び第２の画像の解像度の低下を抑制することができる。
【００３１】
［適用例１３］上記電気光学装置を搭載する電子機器。
【００３２】
このような構成によれば、適視範囲が広く高コントラストな表示が可能な電子機器が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、図面を参照し、電気光学装置及び電子機器の実施形態について説明する。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、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。
【００３４】
（第１の実施形態）
＜Ａ．電気光学装置の構成＞
図１は、電気光学装置としての液晶装置１の構成を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）中のＡ−Ａ線における断面図である。液晶装置１は、電気光学パネルとしての液晶パネル２と、液晶パネル２に対向して配置されたマスク基板５０とを有している。以下では、液晶パネル２のマスク基板５０側の方向を「観察側」とも呼び、マスク基板５０とは反対側の方向を「背面側」とも呼ぶ。マスク基板５０には、開口部５４Ａを有する遮光性の光学素子５４（図２、図５）が形成されている。マスク基板５０の観察側には偏光板４７が配置され、液晶パネル２の背面側には偏光板４６が配置されている。液晶パネル２は、素子基板１０と、素子基板１０の観察側に配置された対向基板３０とを有している。素子基板１０と対向基板３０とは、枠状のシール剤４１を介して貼り合わされている。素子基板１０、対向基板３０、シール剤４１によって囲まれた空間には、液晶層４０が配置されている。素子基板１０上には、液晶層４０を駆動するためのドライバＩＣ４２が配置されている。偏光板４６の背面側には、バックライト４９が配置されている。液晶装置１は、バックライト４９から入射した光を変調し、観察側に透過させることによって、表示領域４３において表示を行う。
【００３５】
図２は、液晶装置１の表示領域４３の拡大平面図である。この図は、液晶装置１を観察側から、より詳しくはマスク基板５０の法線方向から見た図である。本明細書では、マスク基板５０の法線方向から見ることを「平面視」とも呼ぶ。マスク基板５０の法線方向をＺ軸と定義する。また、図３（ａ）は、液晶パネル２の拡大平面図であり、図３（ｂ）は、マスク基板５０の拡大平面図である。図２は、図３（ａ）の液晶パネル２に図３（ｂ）のマスク基板５０を重ねた状態の平面図でもある。
【００３６】
液晶パネル２は、マトリクス状に配置された、平面視で矩形の画素４ｒ，４ｇ，４ｂを有しており、これらはそれぞれ赤、緑、青の表示に寄与する（以下では、対応する色を区別しない場合には単に「画素４」とも呼ぶ）。画素４ｒ，４ｇ，４ｂは、一の方向にこの順に繰り返し配置されて、画素行５を構成している。画素４は、画素行５に直交する方向については、同一の色に対応する画素４が一列にストライプ状に並ぶように配置されて、画素列６を構成している。隣り合う画素４の間には、遮光性の樹脂からなる遮光層３４が配置されている。平面視での画素４の領域は、遮光層３４に囲まれた領域である。また、本明細書では、画素行５の延在方向をＸ軸、画素列６の延在方向をＹ軸と定義する。
【００３７】
各画素４から射出される光は、第１の画像又は第２の画像のいずれかを構成する。第１の画像を構成する光を射出する画素４を画素４Ｌ、第２の画像を構成する光を射出する画素４を画素４Ｒとも呼ぶ。画素４Ｌ，４Ｒは、それぞれ第１の画素、第２の画素に対応する。画素４Ｌ，４Ｒは、画素行５に沿って交互に繰り返し配置されており、また画素列６に沿って交互に繰り返し配置されている。
【００３８】
画素４の観察側には、マスク基板５０に形成された光学素子５４が位置している。光学素子５４は遮光性を有しており、光学素子５４に設けられた開口部５４Ａにおいては、光が通過するようになっている。図２、図３（ｂ）中の網掛け部は、光学素子５４の配置領域を表している。開口部５４Ａは、平面視で画素行５のうち画素４Ｌと画素４Ｒとの境界領域の少なくとも一部を含む領域に形成されている。ここで、画素４Ｌと画素４Ｒとの境界領域とは、本実施形態では画素４Ｌと画素４Ｒとの間に配置された遮光層３４の形成領域である。開口部５４Ａの画素行５方向の幅は、遮光層３４の幅より大きくなっている。また、開口部５４Ａは、−Ｘ方向に沿って、画素４Ｌ、開口部５４Ａ、画素４Ｒがこの順に並ぶような位置に配置されている。したがって、ある開口部５４Ａの＋Ｘ方向には画素４Ｌが配置され、−Ｘ方向には画素４Ｒが配置されている。なお、−Ｘ方向に沿って画素４Ｒ，４Ｌがこの順に並んでいる部位には開口部５４Ａは設けられていない。
【００３９】
画素４Ｌ，４Ｒは、画素行５に沿って交互に配置されているので、画素行５に沿った開口部５４Ａの配置ピッチは、画素４の配置ピッチの２倍となる。すなわち、開口部５４Ａは、画素行５に沿った方向については、１つおきの遮光層３４に対応して配置されている。また、画素４Ｌ，４Ｒは、画素列６に沿って交互に配置されているので、画素列６に沿った開口部５４Ａの配置ピッチも、画素４の配置ピッチの２倍となる。すなわち、開口部５４Ａは、画素列６に沿った方向については、１つおきの画素行５に配置されている。したがって、画素行５、画素列６のいずれの方向についても、開口部５４Ａのなす列は、隣り合う列が互いに半ピッチずつずれるように配置されている。換言すれば、開口部５４Ａは、市松模様をなすように、チェック状に、又はモザイク状に配置されている。開口部５４Ａがこのような配置となることにより、第１の画像及び第２の画像の解像度の低下を抑制することができる。
【００４０】
こうした構成によれば、図２０に示すように、画素４Ｌから射出され、開口部５４Ａを通過した光は、−Ｘ方向に偏在する表示角度範囲３Ｌにおいて視認される。同様に、画素４Ｒから射出され、開口部５４Ａを通過した光は、＋Ｘ方向に偏在する表示角度範囲３Ｒにおいて視認される。ここで、表示角度範囲３Ｒは、表示角度範囲３Ｌと異なる範囲を含む。したがって、開口部５４Ａは、第１の画素からの光を第１の表示角度範囲に通過させ、第２の画素からの光を第１の表示角度範囲とは異なる第２の表示角度範囲に通過させる。そして、表示角度範囲３Ｌのうち表示角度範囲ＶＬでは、画素４Ｌからの光のみが視認され、表示角度範囲３Ｒのうち表示角度範囲ＶＲでは、画素４Ｒからの光のみが視認される。よって、表示角度範囲ＶＬでは第１の画像のみが視認され、表示角度範囲ＶＲでは第２の画像のみが視認される。ただし、画素４Ｌから射出された光の一部は、開口部５４Ａの縁において回折して回折光９Ｌｄとなり、表示角度範囲３Ｌを＋Ｘ方向にはずれた位置に入射する。同様に、画素４Ｒから射出された光の一部は、開口部５４Ａの縁において回折して回折光９Ｒｄとなり、表示角度範囲３Ｒを−Ｘ方向にはずれた位置に入射する。本実施形態の液晶装置１によれば、回折光９Ｌｄ，９Ｒｄの一部を遮光することができるが、その詳細については後述する。このように、液晶装置１は、第１の画像及び第２の画像を互いに異なる表示角度範囲に指向性表示することができる。
【００４１】
図４は、画素４の近傍の構成要素を拡大して示した平面図である。図５は、図４中のＢ−Ｂ線における断面図である。図４に示すように、画素４の行方向に沿ってゲート線１２が形成されており、画素４の列方向に沿って、ソース線１４が形成されている。ゲート線１２とソース線１４との交差に対応する位置には、半導体層２０ａを含む、スイッチング素子としてのＴＦＴ（Thin Film Transistor）素子２０が形成されている。
【００４２】
ゲート線１２、ソース線１４に囲まれた矩形の領域には、共通電極１７、画素電極１６が形成されている。共通電極１７は、この矩形領域の略全面にわたって形成されている。共通電極１７は、液晶パネル２の略全面に形成されていてもよい。画素電極１６は、ゲート線１２、ソース線１４に囲まれた矩形の領域に形成されており、細長いくの字形状のスリット１６Ａが平行に多数設けられている。共通電極１７は、図示しない定電位線に接続されており、画素電極１６は、コンタクトホール２５を介してＴＦＴ素子２０のドレイン電極２０ｄに接続されている。
【００４３】
ゲート線１２が選択電位となると、当該ゲート線１２に接続されたＴＦＴ素子２０がオン状態となる。ＴＦＴ素子２０がオン状態となっている期間においては、ソース線１４に供給された画像信号が、ＴＦＴ素子２０を介して画素電極１６に印加される。画素電極１６に印加された所定のレベルの画像信号と、共通電極１７の共通電位とで定まる電圧が駆動電圧となる。
【００４４】
図５に示すように、素子基板１０は、基板１１を基体として構成される。基板１１としては、ガラス基板や石英基板等を用いることができる。基板１１の液晶層４０側には、ゲート線１２が形成されている。基板１１と、ゲート線１２との間には、さらに酸化シリコン（ＳｉＯ2）、窒化シリコン（ＳｉＮ）等からなる絶縁層が設けられていてもよい。ゲート線１２の上層には、酸化シリコン（ＳｉＯ2）、窒化シリコン（ＳｉＮ）等からなるゲート絶縁層２１を挟んで半導体層２０ａが形成されている。半導体層２０ａは、例えばアモルファスシリコンやポリシリコン等から構成することができる。また、半導体層２０ａに一部が重なる状態で、ソース電極２０ｓとドレイン電極２０ｄが形成されている。ソース電極２０ｓは、ソース線１４（図４）と一体で形成することができる。半導体層２０ａ、ソース電極２０ｓ、ドレイン電極２０ｄ、ゲート線１２等からＴＦＴ素子２０が構成される。ゲート線１２は、ＴＦＴ素子２０のゲート電極２０ｇの役割を兼ねる。ゲート線１２（ゲート電極２０ｇ）、ソース電極２０ｓ、ドレイン電極２０ｄ、ソース線１４は、例えば、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）等の高融点金属のうちの少なくとも一つを含む、金属単体、合金、金属シリサイド、ポリシリサイド、これらを積層したもの、あるいは導電性ポリシリコン等から構成することができる。なお、スイッチング素子としては、３端子のＴＦＴ素子２０に代えて、２端子のＴＦＤ（Thin Film Diode）素子等を用いてもよい。
【００４５】
ＴＦＴ素子２０の上層には、酸化シリコン（ＳｉＯ2）、窒化シリコン（ＳｉＮ）等からなる層間絶縁層２２を挟んで、透光性を有するＩＴＯ（Indium Tin Oxide）からなる共通電極１７が形成されている。
【００４６】
共通電極１７上には、酸化シリコン（ＳｉＯ2）、窒化シリコン（ＳｉＮ）等からなる層間絶縁層２３を挟んで、ＩＴＯからなる画素電極１６が形成されている。画素電極１６は、層間絶縁層２２，２３を貫通して形成されたコンタクトホール２５を介してＴＦＴ素子２０のドレイン電極２０ｄに接続されている。また、画素電極１６上には、ポリイミドからなる配向膜（不図示）が形成されている。素子基板１０は、基板１１から当該配向膜までの要素により構成される。
【００４７】
共通電極１７と画素電極１６との間に駆動電圧が印加されると、画素電極１６の上面から出て共通電極１７の上面に至る（又は共通電極１７の上面から出て画素電極１６の上面に至る）電気力線を有する電界が発生する。このとき、液晶層４０には、基板１１に平行な成分を有する電界、すなわち横電界が生じる。液晶層４０中の液晶分子４０Ａは、この横電界に従って基板１１に平行な平面内で配向方向を変える。その結果、偏光板４６，４７の透過軸との相対角度が変化し、その相対角度に応じた偏光変換機能に基づいて表示が行われる。こうした液晶モードはＦＦＳ（Fringe Field Switching）モードと呼ばれ、液晶分子４０Ａが常に基板１１に対して平行な状態で駆動されることに起因して、広い視野角が得られる。
【００４８】
対向基板３０は、基板３１を基体として構成される。基板３１は、基板１１に対向して配置されている。基板３１としては、ガラス基板や石英基板等を用いることができる。基板３１の液晶層４０側には、カラーフィルタ３２が形成されている。カラーフィルタ３２は、入射した光のうち特定の波長の光を吸収する部材であり、カラーフィルタ３２によって透過光を所定の色（例えば赤、緑、又は青）とすることができる。カラーフィルタ３２は、赤、緑、青の各色に対応する３種の色要素を含んで構成され、これらの色要素はそれぞれ画素４ｒ，４ｇ，４ｂに配置されている。ここで、カラーフィルタ３２の上面は、各画素４において光が射出される、光射出部７となる。すなわち、図５の断面における画素４の占有領域は、光射出部７を観察側表面とする直方体である。
【００４９】
カラーフィルタ３２と同一の層には遮光層３４が形成されている。遮光層３４は、画素間領域からの光漏れを防止して表示のコントラストを向上させる役割を果たす。カラーフィルタ３２及び遮光層３４の表層には、ポリイミドからなる配向膜（不図示）が形成されている。なお、カラーフィルタ３２及び遮光層３４の上に、透光性を有する樹脂からなるオーバーコートを積層し、その上に配向膜を形成してもよい。対向基板３０は、基板３１から当該配向膜までの要素により構成される。
【００５０】
素子基板１０と対向基板３０との間には、上述のように液晶層４０が配置されている。素子基板１０、対向基板３０に形成された配向膜は、いずれもＸ方向（図４）に沿ってラビング処理がなされている。これにより、液晶分子４０Ａは、電圧非印加時にはＸ方向に沿って配向する。したがって、液晶層４０は電圧非印加時には平行配向となっている。
【００５１】
対向基板３０の、液晶層４０とは反対側の表面には、接着剤５６を介してマスク基板５０が貼り付けられている。マスク基板５０は、ガラスや石英等からなる基板５１を基体として構成される。基板５１の液晶層４０側の面には、第１の位相差層としての位相差層５２、光学素子５４がこの順に積層されている。よって、光学素子５４は、画素４の光射出側に位置している。また、位相差層５２は、画素４の光学素子５４側に位置している。また、位相差層５２は、光学素子５４の画素４とは反対側の層に形成されている。
【００５２】
位相差層５２の平面視での配置領域は、図１８（ｇ）に示すように、光学素子５４の開口部５４Ａの縁に沿う領域を含んでいる。詳しくは、位相差層５２は、光学素子５４に重なる領域と、開口部５４Ａの縁をまたぐ領域とに形成されている。したがって、位相差層５２は、開口部５４Ａの内部に一部がかかるように配置されている。また、位相差層５２は、光学素子５４の開口部５４Ａの縁の全周に沿う領域に形成されている。
【００５３】
位相差層５２は、画素４から射出される光のうち少なくとも１つの波長の光に対して、リタデーションが１／２波長となるように設定されている。すなわち、位相差層５２は１／２波長板である。位相差層５２としては、例えば液晶ポリマーを基板５１上に配列させて固形化させた液晶フィルムを、フォトリソグラフィー等によりパターニングしたものを用いることができる。又は、ポリカーボネート等からなる位相差フィルムを基板５１上に貼り付け、当該位相差フィルムをフォトリソグラフィー等によりパターニングしたものを用いてもよい。
【００５４】
なお、対向基板３０に含まれる基板３１は、ケミカルエッチング又はＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）等により約５０μｍの厚さに加工されている。この加工によって、画素４の光射出部７と、光学素子５４の開口部５４Ａとの距離が調節され、その結果、光射出部７から開口部５４Ａに至る光路の角度が調節される。これにより、液晶装置１によって第１の画像及び第２の画像が指向性表示される表示角度範囲３Ｌ，３Ｒ，ＶＬ，ＶＲ（図２０）を調節することができる。本実施形態のように、基板３１の厚さを約５０μｍとした場合、第１の画像が表示される表示角度範囲３Ｌ，ＶＬと第２の画像が表示される表示角度範囲３Ｒ，ＶＲとが大きく異なるため、第１の画像と第２の画像とを異なる人物に同時に視認させることができる。基板３１の厚さをより大きくすれば、第１の画像が表示される表示角度範囲３Ｌ，ＶＬと第２の画像が表示される表示角度範囲３Ｒ，ＶＲとが接近していく。この場合は、第１の画像を左目に、第２の画像を右目に入射させることが可能となり、立体表示を行うことができる。
【００５５】
上述したように、素子基板１０の背面側には偏光板４６が、マスク基板５０の観察側には偏光板４７が、それぞれ配置されている。すなわち、偏光板４７は、位相差層５２の、画素４とは反対側に配置されている。また、偏光板４６の背面側には、偏光板４６に向けて光を照射するバックライト４９が配置されている。
【００５６】
図６は、偏光板４６，４７、位相差層５２、液晶層４０の光学的な配置を示す模式図である。偏光板４６，４７に付された矢印は、透過軸を示す。位相差層５２に付された矢印は、遅相軸を示す。液晶層４０に付された実線の矢印は、対向基板３０側の配向方向を示し、破線の矢印は、素子基板１０側の配向方向を示す。上記したように、液晶層４０の配向方向は、いずれもＸ軸に沿った方向となっている。偏光板４６の透過軸はＸ軸方向に沿って配置されており、偏光板４７の透過軸はＹ軸方向に沿って配置されている。したがって、偏光板４６，４７の透過軸は、相互に直交するように配置されるとともに、液晶層４０の配向方向と平行又は垂直となるように配置されている。位相差層５２の遅相軸は、偏光板４６，４７の透過軸に対して略４５度の角度をなすように配置されている。上記したように位相差層５２は１／２波長板なので、Ｘ軸（Ｙ軸）に沿った偏光軸を有する直線偏光が位相差層５２に入射した場合には、Ｙ軸（Ｘ軸）に沿った偏光軸を有する直線偏光に変換されて透過する。位相差層５２の開口領域５２Ａと光学素子５４の開口部５４Ａとの平面視での位置関係は、上記の通りであり、図１８（ｇ）に示されている。
【００５７】
＜Ｂ．回折光遮光効果＞
続いて、上記構成の液晶装置１による回折光の遮光効果について、図７、図８を用いて説明する。図７は、画素４Ｒからの光９Ｒ、及び画素４Ｌからの回折光９Ｌｄの振る舞いを示す模式図である。図８は、図７と同じ構成において、画素４Ｌからの光９Ｌ、及び画素４Ｒからの回折光９Ｒｄの振る舞いを示す模式図である。図７、図８では、光路の説明の便宜上、光学的作用をもたない（又は光学的作用が少ない）構成要素は省略されている。図７、図８においては、画素４Ｒは暗表示を行う構成となっており、画素４Ｌは明表示を行う構成となっている。したがって、液晶装置１は、表示角度範囲ＶＲにおいては、画素４Ｒによる、第２の画像を構成する暗表示が行われる（図７）。また、液晶装置１は、表示角度範囲ＶＬにおいては、画素４Ｌによる、第１の画像を構成する明表示が行われる（図８）。
【００５８】
詳しくは、このとき画素４Ｒでは、液晶層４０の液晶分子４０ＡはＸ軸に沿って配列している。この液晶層４０には、図７に示すように、偏光板４６を透過したＸ方向の偏光軸を有する直線偏光が入射する。この光の偏光軸は液晶分子４０Ａと平行であるため、直線偏光のまま液晶層４０及びカラーフィルタ３２を透過し、画素４Ｒの光射出部７から射出される。画素４Ｒから射出された光９Ｒは、光学素子５４の開口部５４Ａを通過して偏光板４７によって吸収される。このように、画素４Ｒからの光９Ｒは、偏光板４７により吸収されるため、表示角度範囲ＶＲでは暗表示となる。
【００５９】
一方、画素４Ｌでは、液晶分子４０ＡはＸ軸に対して所定の角度を有する方向に沿って配列しており、偏光板４６を透過した直線偏光に対して略１／２波長の位相差を与える状態となっている。この液晶層４０には、図８に示すように、偏光板４６を透過したＸ方向の偏光軸を有する直線偏光が入射する。この光は、液晶層４０によって１／２波長分の位相差を受けて、Ｙ方向の偏光軸を有する直線偏光に変換されて液晶層４０及びカラーフィルタ３２を透過し、画素４Ｌの光射出部７から射出される。画素４Ｌから射出された光９Ｌは、光学素子５４の開口部５４Ａ、偏光板４７を順に透過する。このように、画素４Ｌからの光９Ｌは、偏光板４７を透過するため、表示角度範囲ＶＬでは明表示となる。
【００６０】
ところで、上記したように、図７の表示角度範囲ＶＲにおいては、画素４Ｌによる、第１の画像を構成する明表示は基本的に視認されない。しかしながら、画素４Ｌから射出される光の一部は、開口部５４Ａの縁において回折し、回折光９Ｌｄとなって表示角度範囲ＶＲに向けて進行する。以下この回折光９Ｌｄの振る舞いについて説明する。画素４Ｌでは、偏光板４６を透過して液晶層４０に入射した直線偏光は、Ｙ方向の偏光軸を有する直線偏光に変換されて画素４の光射出部７から射出される。画素４Ｌから射出されたこの光は、開口部５４Ａの縁において回折して回折光９Ｌｄとなる。回折光９Ｌｄは、光学素子５４の観察側に配置された位相差層５２に入射する。位相差層５２は１／２波長板であり、遅相軸が、入射する回折光９Ｌｄの偏光軸に対して略４５度の角度をなしているので、回折光９Ｌｄは１／２波長分の位相差を受け、Ｘ方向の偏光軸を有する直線偏光に変換されて位相差層５２を透過する。そして、回折光９Ｌｄは、偏光板４７によって吸収される。
【００６１】
このように、画素４Ｌからの回折光９Ｌｄは、偏光板４７によって吸収され、観察者には視認されない。すなわち、明表示を行う構成となっている画素４Ｌから射出された回折光９Ｌｄであっても、位相差層５２を透過させることによって偏光状態を変化させることができ、偏光板４７によって吸収することができる。画素４Ｒが暗表示状態、画素４Ｌが明表示状態である場合、位相差層５２がない従来の構成では、画素４Ｒによる暗表示に、画素４Ｌからの明表示の回折光９Ｌｄが混合してコントラストを低下させるという問題点があるが、本実施形態の構成によれば、画素４Ｌからの回折光９Ｌｄが遮光されるため、高コントラストの表示を行うことができる。ひいては、画素４Ｒからの光のみによる表示が行われる表示角度範囲ＶＲを広げることが可能となる。
【００６２】
一方、図８に示すように、画素４Ｒからの、第１の画像を構成する光の一部は、開口部５４Ａの縁において回折し、回折光９Ｒｄとなって表示角度範囲ＶＬに向けて進行する。以下この回折光９Ｒｄの振る舞いについて説明する。画素４Ｒでは、偏光板４６を透過して液晶層４０に入射した直線偏光は、位相差を受けずに液晶層４０を透過する。この透過光は、開口部５４Ａの縁において回折して回折光９Ｒｄとなる。回折光９Ｒｄは、光学素子５４の観察側に配置された位相差層５２に入射する。位相差層５２は１／２波長板であるので、回折光９Ｒｄは１／２波長分の位相差を受け、Ｙ方向の偏光軸を有する直線偏光に変換されて位相差層５２を透過する。そして、回折光９Ｒｄは、偏光板４７を透過して表示角度範囲ＶＬに向けて射出される。
【００６３】
このように、暗表示状態である画素４Ｒからの回折光９Ｒｄは、偏光板４７を透過し、観察者に視認されうる。しかしながら、表示角度範囲ＶＬにおいては、画素４Ｌからの光９Ｌによる明表示が行われているため、若干の回折光９Ｒｄが混合されても表示に大きな影響を与えない。
【００６４】
なお、図８において画素４Ｒが明表示状態となっている場合には、図７と同様の作用により画素４Ｒからの回折光９Ｒｄを偏光板４７によって遮光することができる。また、図７、図８において画素４Ｌ，４Ｒの表示状態を反転させた場合にも、上記と同様の効果が得られる。
【００６５】
以上のように、本実施形態の液晶装置１によれば、暗表示を行っている表示角度範囲ＶＲ（ＶＬ）においては、明表示状態の画素４Ｌ（４Ｒ）からの回折光９Ｌｄ（９Ｒｄ）を遮光することにより、コントラストの向上及び表示角度範囲ＶＲ（ＶＬ）の拡大を図ることができる。
【００６６】
（第２の実施形態）
続いて、第２の実施形態について説明する。第２の実施形態の液晶装置１は、位相差層の配置が第１の実施形態と異なっており、その他の点は第１の実施形態と同様である。
【００６７】
図９は、本実施形態の液晶装置１の断面図である。断面の位置は、第１の実施形態の図４におけるＢ−Ｂ線に相当する。マスク基板５０に含まれる基板５１の背面側の面、すなわち光学素子５４の観察側の面には、位相差層５２が形成されている。そして、位相差層５２と同一の層の、平面視で開口部５４Ａの少なくとも一部に重なる領域に、遅相軸が位相差層５２とは異なる第２の位相差層としての位相差層５３が形成されている。本実施形態では、位相差層５３は、平面視で開口部５４Ａのうち位相差層５２が形成されていない領域の全域に形成されている。したがって、光学素子５４の観察側の面には、位相差層５２，５３が排他的に隙間なく形成されている。ここで、平面視での位相差層５２の配置位置は、第１の実施形態と同様である。この結果、平面視で開口部５４Ａと重なる領域の大部分に位相差層５３が形成されることとなる。
【００６８】
図１０は、偏光板４６，４７、位相差層５２，５３、液晶層４０の光学的な配置を示す模式図である。偏光板４６，４７の透過軸、位相差層５２の遅相軸、液晶層４０の配向方向は、第１の実施形態と同様である。位相差層５３の遅相軸は、位相差層５２の遅相軸とは異なっている。より詳しくは、位相差層５３の遅相軸は、平面視で位相差層５２の遅相軸に対して略４５度の角度をなすように、かつ偏光板４７の透過軸に対して平行となるように配置されている。なお、位相差層５３の遅相軸は、偏光板４７の透過軸に垂直となるように配置してもよい。
【００６９】
適切なリタデーションを有する位相差層５３を上記のような構成で配置することにより、画素４Ｌ，４Ｒから射出され、光学素子５４の開口部５４Ａを通過した光に対して光学補償を行うことができる。これにより、画素４Ｌによる第１の画像、及び画素４Ｒによる第２の画像の表示品位を向上させることができる。
【００７０】
遅相軸が互いに異なる位相差層５２，５３を同一層に形成するためには、例えば以下のような方法を用いることができる。すなわち、まず基板５１上に光配向膜を形成する。次に、当該光配向膜に対して、位相差層５２，５３の形成領域ごとに異なる偏光を照射する。この状態で、光配向膜上に液晶ポリマーを塗布すると、液晶ポリマーは、上記形成領域ごとに異なる方向に配向する。この状態で紫外線を照射する等の処理を行って液晶ポリマーを固形化させることにより、位相差層５２，５３が得られる。本実施形態の構成によれば、位相差層５２を形成するために、位相差層５２の開口部に相当する部位の材料を除去する必要がなくなる。このため、より容易に位相差層５２，５３を形成することができる。
【００７１】
（第３の実施形態）
続いて、第３の実施形態について説明する。第３の実施形態の液晶装置１は、位相差層５２の配置が第１の実施形態と異なっており、その他の点は第１の実施形態と同様である。
【００７２】
図１１は、本実施形態の液晶装置１の断面図である。断面の位置は、第１の実施形態の図４におけるＢ−Ｂ線に相当する。マスク基板５０に含まれる基板５１の背面側の面には、光学素子５４が直接形成されている。そして、光学素子５４と同一の層の、平面視で光学素子５４の開口部５４Ａの縁に沿う領域には、位相差層５２が形成されている。位相差層５２の平面視での配置位置は、図１８（ｄ）に示されている。このように位相差層５２は、光学素子５４の開口部５４Ａの縁に沿う領域のうち、開口部５４Ａの内側の領域に形成されている。また、位相差層５２は、開口部５４Ａの縁の全周に沿う領域に形成されている。こうした構成によっても、開口部５４Ａの縁で回折する回折光９Ｌｄ，９Ｒｄは位相差層５２を通る。このため、位相差層５２によって回折光９Ｌｄ，９Ｒｄの偏光状態を変化させることができ、偏光板４７によって吸収することができる。よって、暗表示を行っている表示角度範囲ＶＲ（ＶＬ）においては、明表示状態の画素４Ｌ（４Ｒ）からの回折光９Ｌｄ（９Ｒｄ）を遮光することにより、コントラストの向上及び表示角度範囲ＶＲ（ＶＬ）の拡大を図ることができる。
【００７３】
本実施形態の実施にあたっては、第１の実施形態と組み合わせた構成としてもよい。すなわち、位相差層５２が、光学素子５４の画素４とは反対側の層と、光学素子５４と同一の層とのいずれにも形成されている構成としてもよい。このようにすれば、回折光９Ｌｄ，９Ｒｄがより確実に位相差層５２を透過するようになる。
【００７４】
また、本実施形態は、第２の実施形態と組み合わせてもよい。すなわち、図１２の断面図に示すように、位相差層５２と同一の層の、平面視で光学素子５４の開口部５４Ａのうち位相差層５２が形成されていない領域に、さらに位相差層５３が形成されていてもよい。すなわち、開口部５４Ａに、平面視で位相差層５２，５３が排他的に隙間なく形成されていてもよい。このような構成によれば、画素４Ｌによる第１の画像、及び画素４Ｒによる第２の画像の表示品位を向上させることができる。また、より容易に位相差層５２，５３を形成することができる。
【００７５】
（第４の実施形態）
続いて、第４の実施形態について説明する。第４の実施形態の液晶装置１は、位相差層５２の配置が第１の実施形態と異なっており、その他の点は第１の実施形態と同様である。
【００７６】
図１３は、本実施形態の液晶装置１の断面図である。断面の位置は、第１の実施形態の図４におけるＢ−Ｂ線に相当する。マスク基板５０に含まれる基板５１の背面側の面、すなわち光学素子５４の観察側の面には、位相差層５２が形成されている。ここで、位相差層５２は、平面視で光学素子５４の開口部５４Ａと重なる開口領域を有するように形成されている。すなわち、位相差層５２は、図１８（ａ）に示すように、平面視で光学素子５４の形成領域に重なる領域にのみ形成され、光学素子５４の開口部５４Ａには形成されていない。
【００７７】
このような構成においても、図１４に示すように、画素４Ｌから射出され、光学素子５４の開口部５４Ａの縁で回折した回折光９Ｌｄは、位相差層５２を透過する。したがって、明表示を行う構成となっている画素４Ｌから射出された回折光９Ｌｄであっても、位相差層５２を透過させることによって偏光状態を変化させることができ、偏光板４７によって吸収することができる。
【００７８】
本実施形態の位相差層５２は、基板５１上の全面に位相差層５２と光学素子５４の形成材料とを順に積層した後に、開口部５４Ａに相当する領域の位相差層５２と、光学素子５４の形成材料とを一度にエッチング等で除去することにより形成することができる。このような方法によれば、位相差層５２と光学素子５４とを一度に形成することができるため、液晶装置１の製造工程を簡略化することが可能である。
【００７９】
また、本実施形態は、第２の実施形態と組み合わせてもよい。すなわち、位相差層５２と同一の層の、平面視で光学素子５４の開口部５４Ａに相当する領域に、さらに位相差層５３が形成されていてもよい。このような構成によれば、画素４Ｌによる第１の画像、及び画素４Ｒによる第２の画像の表示品位を向上させることができる。また、より容易に位相差層５２，５３を形成することができる。
【００８０】
（第５の実施形態）
続いて、第５の実施形態について説明する。第５の実施形態の液晶装置１は、新たに偏光板４８が追加された点が第１の実施形態と異なっており、その他の点は第１の実施形態と同様である。
【００８１】
図１５は、本実施形態の液晶装置１の断面図である。断面の位置は、第１の実施形態の図４におけるＢ−Ｂ線に相当する。液晶パネル２の対向基板３０の観察側には、第２の偏光板としての偏光板４８が配置されている。偏光板４８の透過軸は、平面視で偏光板４７の透過軸と平行になっている。このような構成によれば、画素４Ｌ，４Ｒは、偏光板４８
を介して光を射出することとなる。このため、画素４の光射出部７から射出され、光学素子５４の開口部５４Ａで回折する光を、事前に偏光板４８によって直線偏光に変換することができる。このため、画素４の光射出部７から射出される光が完全な直線偏光でない場合であっても、開口部５４Ａにおいて回折する段階では直線偏光とすることができ、１／２波長板である位相差層５２と偏光板４７との作用により、より効果的に回折光を遮光することが可能となる。
【００８２】
偏光板４８の位置は上記に限られず、画素４と光学素子５４との間であれば位置は問わない。例えば、対向基板３０の基板３１とカラーフィルタ３２との間に配置してもよい。なお、本実施形態は、第１の実施形態の他にも、第２、第３、第４の実施形態のいずれと組み合わせてもよい。
【００８３】
（第６の実施形態）
続いて、第６の実施形態について説明する。第６の実施形態の液晶装置１は、光学素子５４の開口部５４Ａがストライプ状となっている点と、画素４Ｌ，４Ｒの配置とが第１の実施形態と異なっており、その他の点は第１の実施形態と同様である。
【００８４】
図１６は、本実施形態に係る液晶装置１の表示領域４３の拡大平面図である。また、図１７（ａ）は、液晶パネル２の拡大平面図であり、図１７（ｂ）は、マスク基板５０の拡大平面図である。図１６は、図１７（ａ）の液晶パネル２に図１７（ｂ）のマスク基板５０を重ねた状態の平面図でもある。
【００８５】
画素４ｒ，４ｇ，４ｂは、Ｘ方向にこの順に繰り返し配置されて、画素行５を構成している。画素４は、Ｙ方向については、同一の色に対応する画素４が一列にストライプ状に並ぶように配置されている。画素４Ｌ，４Ｒは、Ｘ方向に沿って交互に繰り返し配置されており、またＹ方向には、画素４Ｌ又は画素４Ｒがストライプ状に配置されている。
【００８６】
光学素子５４の開口部５４Ａは、平面視で画素行５のうち画素４Ｌと画素４Ｒとの境界領域の少なくとも一部を含む領域に、ストライプ状に形成されている。また、開口部５４Ａは、−Ｘ方向に沿って、画素４Ｌ、開口部５４Ａ、画素４Ｒがこの順に並ぶような位置に配置されている。したがって、ある開口部５４Ａの＋Ｘ方向には画素４Ｌが配置され、−Ｘ方向には画素４Ｒが配置されている。なお、−Ｘ方向に沿って画素４Ｒ，４Ｌがこの順に並んでいる部位には開口部５４Ａは設けられていない。
【００８７】
画素４Ｌ，４Ｒは、画素行５に沿って交互に配置されているので、画素行５に沿った開口部５４Ａの配置ピッチは、画素４の配置ピッチの２倍となる。すなわち、開口部５４Ａは、画素行５に沿った方向については、１つおきの遮光層３４に対応して配置されている。
【００８８】
こうした構成によっても、図２０に示すように、画素４Ｌから射出され、開口部５４Ａを通過した光は、−Ｘ方向に偏在する表示角度範囲３Ｌにおいて視認される。同様に、画素４Ｒから射出され、開口部５４Ａを通過した光は、＋Ｘ方向に偏在する表示角度範囲３Ｒにおいて視認される。そして、表示角度範囲３Ｌのうち表示角度範囲ＶＬでは、画素４Ｌからの光のみが視認され、表示角度範囲３Ｒのうち表示角度範囲ＶＲでは、画素４Ｒからの光のみが視認される。よって、表示角度範囲ＶＬでは第１の画像のみが視認され、表示角度範囲ＶＲでは第２の画像のみが視認される。
【００８９】
本実施形態における位相差層５２の平面視での配置領域は、図１８（ｉ）に示されている。すなわち、位相差層５２は、光学素子５４に重なる領域と、ストライプ状の開口部５４Ａの縁をまたいで開口部５４Ａの内部に一部がかかるような領域に配置されている。こうした構成によっても、開口部５４Ａの縁で回折する回折光は位相差層５２を通る。このため、位相差層５２によって回折光の偏光状態を変化させることができ、偏光板４７によって吸収することができる。
【００９０】
また、本実施形態は、第２の実施形態と組み合わせてもよい。すなわち、位相差層５２と同一の層の、平面視で光学素子５４の開口部５４Ａのうち位相差層５２が形成されていない領域に、さらに位相差層５３が形成されていてもよい。このような構成によれば、画素４Ｌによる第１の画像、及び画素４Ｒによる第２の画像の表示品位を向上させることができる。また、より容易に位相差層５２，５３を形成することができる。
【００９１】
また、本実施形態は、第３の実施形態と組み合わせてもよい。すなわち、光学素子５４と位相差層５２とを同一の層に形成し、位相差層５２は、図１８（ｆ）に示すように、平面視で光学素子５４のストライプ状の開口部５４Ａの縁に沿う領域のうち、開口部５４Ａの内側の領域に形成してもよい。
【００９２】
また、本実施形態は、第４の実施形態と組み合わせてもよい。すなわち、図１８（ｃ）に示すように、位相差層５２を、光学素子５４の形成領域に重なる領域にのみ形成し、ストライプ状の開口部５４Ａには形成しない構成としてもよい。
【００９３】
また、本実施形態は、第５の実施形態と組み合わせてもよい。すなわち、画素４と光学素子５４との間に第２の偏光板としての偏光板４８を配置してもよい。
【００９４】
（電子機器）
上述した液晶装置１は、例えば、図１９に示すような電子機器としてのカーナビゲーションシステム用の表示装置１００に搭載して用いることができる。この表示装置１００は、表示部１１０に組み込まれた液晶装置１によって、２つの画像を異なる表示角度範囲に指向性表示することができる。例えば、運転席側に地図の画像を表示するとともに、助手席側に映画の画像を表示することができる。その際、回折光の混合によるコントラスト低下等の少ない、高品位な表示を行うことができる。
【００９５】
なお、本発明を適用した液晶装置１は、上記表示装置１００の他、モバイルコンピュータ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、車載機器、オーディオ機器等の各種電子機器に用いることができる。
【００９６】
上記実施形態に対しては、様々な変形を加えることが可能である。変形例としては、例えば以下のようなものが考えられる。
【００９７】
（変形例１）
位相差層５２の平面視での配置位置は、上記実施形態に限定されず、例えば光学素子５４の開口部５４Ａの、画素行５の延在方向（Ｘ方向）に交差する縁に沿う領域に形成してもよい。回折光の混合は、光学素子５４の開口部５４Ａの、画素行５の延在方向（Ｘ方向）に交差する縁において回折した回折光の影響が大きいため、こうした構成によれば回折光の混合によるコントラストの低下を効率的に抑制することができる。
【００９８】
開口部５４Ａが図１８（ｂ）等に示すようなＹ方向に長い矩形の場合には、光学素子５４の開口部５４Ａの、画素行５の延在方向（Ｘ方向）に交差する縁は、開口部５４Ａの矩形の長辺に沿った縁に相当する。したがって、例えば図１８（ｂ），（ｅ），（ｈ）に示すように、矩形の開口部５４Ａの長辺に沿う領域に位相差層５２を形成してもよい。このうち図１８（ｂ）は、位相差層５２を、光学素子５４の形成領域に重なる領域にのみ形成し、開口部５４Ａには形成しない構成である。また、図１８（ｅ）は、位相差層５２を、平面視で光学素子５４の開口部５４Ａの長辺の縁に沿う領域のうち、開口部５４Ａの内側の領域に形成する構成である。また、図１８（ｈ）は、位相差層５２を、光学素子５４に重なる領域と、ストライプ状の開口部５４Ａの長辺の縁をまたいで開口部５４Ａの内部に一部がかかるような領域とに配置する構成である。
【００９９】
（変形例２）
上記実施形態は、電気光学パネルとしてＦＦＳモードの液晶パネル２を用いたものであるが、液晶モードはこれに限定されず、例えばＴＮ（Twisted Nematic）、ＶＡ（Vertical Alignment：垂直配向）、ＩＰＳ（In Plain Switching）、ＳＴＮ（Super Twisted Nematic）等、種々のモードを採用することができる。
【０１００】
（変形例３）
電気光学パネルとしては、液晶パネル２の他、有機ＥＬ（Electro Luminescence）装置、ＰＤＰ（Plasma Display Panel）、ＳＥＤ（Surface-conduction Electron-emitter Display）、ＦＥＤ（Field Emission Display）、電気泳動表示装置等の種々の電気光学パネルを用いることができる。これらのうち、画素から射出される光が直線偏光とならない電気光学パネルにおいては、画素と光学素子との間に第２の偏光板を配置し、画素が第２の偏光板を介して光を射出する構成とすることが好ましい。
【０１０１】
（変形例４）
光学素子５４は、画素４の光射出側に配置されていればよい。例えば、光学素子５４は、対向基板３０の液晶層４０側であってカラーフィルタ３２の観察側に形成されていてもよい。また、光学素子５４は、対向基板３０の観察側の面に形成されていてもよい。
【０１０２】
（変形例５）
第１の偏光板としての偏光板４７は、位相差層５２（第１の位相差層）の、画素４とは反対側に配置されていればよい。したがって、例えばマスク基板５０に含まれる基板５１の背面側に、偏光板４７、位相差層５２がこの順に積層される構成としてもよい。
【０１０３】
（変形例６）
上記実施形態の液晶装置１は、第１の画像と第２の画像とを異なる表示角度範囲に指向性表示するものであるが、これに限定する趣旨ではない。すなわち、光学素子の開口部が、第１の画素からの光を第１の表示角度範囲に通過させ、第２の画素からの光を第１の表示角度範囲と異なる範囲を含む第２の表示角度範囲に通過させる構成であればよい。したがって、例えばさらに第３の画像を構成する光を射出する第３の画素を設け、第３の画像を第３の表示角度範囲に表示させるように構成してもよく、この場合は３画面の指向性表示が可能な電気光学装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】液晶装置の構成を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）中のＡ−Ａ線における断面図。
【図２】液晶装置の表示領域の拡大平面図。
【図３】（ａ）は液晶パネルの拡大平面図、（ｂ）はマスク基板の拡大平面図。
【図４】画素の近傍の構成要素を拡大して示した平面図。
【図５】図４中のＢ−Ｂ線における断面図。
【図６】偏光板、位相差層、液晶層の光学的な配置を示す模式図。
【図７】画素からの光及び回折光の振る舞いを示す模式図。
【図８】画素からの光及び回折光の振る舞いを示す模式図。
【図９】第２の実施形態の液晶装置の断面図。
【図１０】偏光板、位相差層、液晶層の光学的な配置を示す模式図。
【図１１】第３の実施形態の液晶装置の断面図。
【図１２】第３の実施形態の液晶装置の断面図。
【図１３】第４の実施形態の液晶装置の断面図。
【図１４】偏光板、位相差層、液晶層の光学的な配置を示す模式図。
【図１５】第５の実施形態の液晶装置の断面図。
【図１６】第６の実施形態の液晶装置の表示領域の拡大平面図。
【図１７】（ａ）は液晶パネルの拡大平面図、（ｂ）はマスク基板の拡大平面図。
【図１８】（ａ）から（ｉ）は、光学素子の開口部及び位相差層の配置領域のバリエーションを示す平面図。
【図１９】電子機器としての表示装置の斜視図。
【図２０】指向性表示が可能な電気光学装置の模式断面図。
【符号の説明】
【０１０５】
１…電気光学装置としての液晶装置、２…電気光学パネルとしての液晶パネル、３Ｌ，３Ｒ，ＶＬ，ＶＲ…表示角度範囲、４…画素、４Ｌ…第１の画素、４Ｒ…第２の画素、５…画素行、６…画素列、７…光射出部、９Ｌｄ，９Ｒｄ…回折光、１０…素子基板、１１…基板、１２…ゲート線、１４…ソース線、１６…画素電極、１７…共通電極、２０…ＴＦＴ素子、３０…対向基板、３１…基板、３２…カラーフィルタ、３４…遮光層、４０…液晶層、４０Ａ…液晶分子、４３…表示領域、４６…偏光板、４７…第１の偏光板、４８…第２の偏光板、４９…バックライト、５０…マスク基板、５１…基板、５２…第１の位相差層、５３…第２の位相差層、５４…光学素子、５４Ａ…開口部、５６…接着剤、１００…電子機器としての表示装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の画像を構成する光を射出する第１の画素と、第２の画像を構成する光を射出する第２の画素とを有する電気光学パネルと、
前記第１の画素からの光を第１の表示角度範囲に通過させ、前記第２の画素からの光を前記第１の表示角度範囲と異なる範囲を含む第２の表示角度範囲に通過させる開口部を有する、前記第１の画素及び前記第２の画素の光射出側に配置された遮光性の光学素子と、
前記第１の画素及び前記第２の画素の前記光学素子側に、平面視で前記光学素子の前記開口部の縁に沿う領域の少なくとも一部に形成された第１の位相差層と、
前記第１の位相差層の、前記第１の画素及び前記第２の画素とは反対側に配置された第１の偏光板と、を備えることを特徴とする電気光学装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電気光学装置であって、
前記第１の画素及び前記第２の画素は、少なくとも明表示を行う場合には、前記第１の画素及び前記第２の画素から直線偏光を射出することを特徴とする電気光学装置。
【請求項３】
請求項２に記載の電気光学装置であって、
前記第１の偏光板の透過軸は、明表示の際に前記第１の画素及び前記第２の画素から射出される直線偏光の偏光軸に沿った方向に配置されており、
前記第１の位相差層は、遅相軸が前記第１の偏光板の透過軸に対して平面視で略４５度の角度をなす１／２波長板であることを特徴とする電気光学装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の電気光学装置であって、
前記第１の位相差層は、前記光学素子の前記第１の画素及び前記第２の画素とは反対側の層、及び前記光学素子と同一の層の少なくとも一方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５】
請求項４に記載の電気光学装置であって、
前記第１の位相差層は、前記光学素子の前記開口部の縁の全周に沿う領域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６】
請求項１から５のいずれか一項に記載の電気光学装置であって、
前記第１の位相差層は、平面視で前記光学素子の前記開口部の縁をまたぐ領域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７】
請求項１から６のいずれか一項に記載の電気光学装置であって、
前記第１の位相差層と同一の層の、平面視で前記開口部の少なくとも一部に重なる領域に、遅相軸が前記第１の位相差層とは異なる第２の位相差層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８】
請求項７に記載の電気光学装置であって、
前記第２の位相差層の遅相軸は、前記第１の偏光板の透過軸に対して略平行又は略垂直であることを特徴とする電気光学装置。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか一項に記載の電気光学装置であって、
前記第１の画素及び前記第２の画素は、第２の偏光板を介して光を射出することを特徴とする電気光学装置。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか一項に記載の電気光学装置であって、
前記第１の画素と前記第２の画素とが交互に配列された画素行を複数有し、
前記開口部は、平面視で前記画素行のうち前記第１の画素と前記第２の画素との境界領域の少なくとも一部を含む領域に形成されるとともに、前記画素行に沿った一の方向について、前記第１の画素、前記開口部、前記第２の画素がこの順に並ぶ位置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１１】
請求項１０に記載の電気光学装置であって、
前記第１の位相差層は、前記光学素子の前記開口部の、前記画素行の延在方向に交差する縁に沿う領域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１０又は１１に記載の電気光学装置であって、
前記画素行と交差する方向に配置され、前記第１の画素と前記第２の画素とが交互に配列された画素列を複数有することを特徴とする電気光学装置。
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれか一項に記載の電気光学装置を搭載することを特徴とする電子機器。
【請求項１】
第１の画像を構成する光を射出する第１の画素と、第２の画像を構成する光を射出する第２の画素とを有する電気光学パネルと、
前記第１の画素からの光を第１の表示角度範囲に通過させ、前記第２の画素からの光を前記第１の表示角度範囲と異なる範囲を含む第２の表示角度範囲に通過させる開口部を有する、前記第１の画素及び前記第２の画素の光射出側に配置された遮光性の光学素子と、
前記第１の画素及び前記第２の画素の前記光学素子側に、平面視で前記光学素子の前記開口部の縁に沿う領域の少なくとも一部に形成された第１の位相差層と、
前記第１の位相差層の、前記第１の画素及び前記第２の画素とは反対側に配置された第１の偏光板と、を備えることを特徴とする電気光学装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電気光学装置であって、
前記第１の画素及び前記第２の画素は、少なくとも明表示を行う場合には、前記第１の画素及び前記第２の画素から直線偏光を射出することを特徴とする電気光学装置。
【請求項３】
請求項２に記載の電気光学装置であって、
前記第１の偏光板の透過軸は、明表示の際に前記第１の画素及び前記第２の画素から射出される直線偏光の偏光軸に沿った方向に配置されており、
前記第１の位相差層は、遅相軸が前記第１の偏光板の透過軸に対して平面視で略４５度の角度をなす１／２波長板であることを特徴とする電気光学装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の電気光学装置であって、
前記第１の位相差層は、前記光学素子の前記第１の画素及び前記第２の画素とは反対側の層、及び前記光学素子と同一の層の少なくとも一方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５】
請求項４に記載の電気光学装置であって、
前記第１の位相差層は、前記光学素子の前記開口部の縁の全周に沿う領域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６】
請求項１から５のいずれか一項に記載の電気光学装置であって、
前記第１の位相差層は、平面視で前記光学素子の前記開口部の縁をまたぐ領域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７】
請求項１から６のいずれか一項に記載の電気光学装置であって、
前記第１の位相差層と同一の層の、平面視で前記開口部の少なくとも一部に重なる領域に、遅相軸が前記第１の位相差層とは異なる第２の位相差層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８】
請求項７に記載の電気光学装置であって、
前記第２の位相差層の遅相軸は、前記第１の偏光板の透過軸に対して略平行又は略垂直であることを特徴とする電気光学装置。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか一項に記載の電気光学装置であって、
前記第１の画素及び前記第２の画素は、第２の偏光板を介して光を射出することを特徴とする電気光学装置。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか一項に記載の電気光学装置であって、
前記第１の画素と前記第２の画素とが交互に配列された画素行を複数有し、
前記開口部は、平面視で前記画素行のうち前記第１の画素と前記第２の画素との境界領域の少なくとも一部を含む領域に形成されるとともに、前記画素行に沿った一の方向について、前記第１の画素、前記開口部、前記第２の画素がこの順に並ぶ位置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１１】
請求項１０に記載の電気光学装置であって、
前記第１の位相差層は、前記光学素子の前記開口部の、前記画素行の延在方向に交差する縁に沿う領域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１０又は１１に記載の電気光学装置であって、
前記画素行と交差する方向に配置され、前記第１の画素と前記第２の画素とが交互に配列された画素列を複数有することを特徴とする電気光学装置。
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれか一項に記載の電気光学装置を搭載することを特徴とする電子機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２００９−５３４７４（Ｐ２００９−５３４７４Ａ）
【公開日】平成２１年３月１２日（２００９．３．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２２０６８２（Ｐ２００７−２２０６８２）
【出願日】平成１９年８月２８日（２００７．８．２８）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年３月１２日（２００９．３．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月２８日（２００７．８．２８）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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