JP2009020315A - 液晶装置及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】より多方位の視角特性を切り替え可能な液晶装置及び電子機器を提供すること。
【解決手段】素子基板及び対向基板の平面領域内に、複数の表示画素と複数の第１及び第２視角制御領域Ｔ１、Ｔ２とが平面状に配置され、素子基板が、第１視角制御領域Ｔ１において液晶分子１３ａを第１偏光板の吸収軸方向に沿って配向させるスリット２２ａと、第２視角制御領域Ｔ２において液晶分子１３ａを第２偏光板の吸収軸方向に沿って配向させるスリット２２ｂとを有し、対向基板が、第１視角制御領域Ｔ１において液晶分子１３ａを第１偏光板の吸収軸方向に沿って配向させる帯状凸部４５ｃと、第２視角制御領域Ｔ２において液晶分子１３ａを第２偏光板の吸収軸方向に沿って配向させる帯状凸部４５ｄとを有する。
【選択図】図３

Description

本発明は、液晶装置及び電子機器に関するものである。

現在、携帯電話機や携帯情報端末機、コンピュータディスプレイなどの電子機器において液晶装置が広く用いられている。このような液晶装置には、表示された画像を多くの人がさまざまな方向から見る場合において広い視角特性が求められ、表示された画像を除かれたくない場合において狭い視角特性が求められる。
そこで、視角が広い状態と狭い状態とを切り替え可能な液晶装置が提案されている（例えば、特許文献１及び非特許文献１参照）。
特開２００６−６４８８２号公報 H.S.Jin et al. 「Novel Viewing-Angle Controllable TFT-LCD」、ＳＩＤ（Society for Information Display）06 DIGEST P-139、p.729-731

しかしながら、上記従来の液晶装置においても、よりさまざまな方位の視角特性を切り替え可能とすることが望まれている。

本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされたもので、より多方位の視角特性を切り替え可能な液晶装置及び電子機器を提供することを目的とする。

本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明にかかる液晶装置は、第１電極が設けられた第１基板と第２電極が設けられた第２基板との間に負の誘電異方性を有する液晶層を挟持し、前記第１基板の外面に設けられた第１偏光板と、前記第２基板の外面に設けられた第２偏光板とを有する液晶装置であって、前記第１及び第２基板の平面領域内に、複数の表示画素領域と複数の第１及び第２視角制御領域とが平面状に配置され、前記第１及び第２基板の少なくとも一方が、前記第１及び第２電極間に電圧を印加したときに前記第１視角制御領域において前記液晶層を構成する液晶分子を前記第１偏光板の吸収軸方向に沿って配向させる第１配向制御手段と、前記第１及び第２電極間に電圧を印加したときに前記第２視角制御領域において前記液晶分子を前記第２偏光板の吸収軸方向に沿って配向させる第２配向制御手段とを備えることを特徴とする。

この発明では、第１視角制御領域により第１視角制御領域において液晶分子の配向方向と直交する方向における視角が制御されると共に、第２視角制御領域により第２視角制御領域において液晶分子の配向方向と直交する方向における視角が制御される。これにより、複数の表示画素領域により形成される表示画面に対するさまざまな斜め方向からの視角特性を切り替えることができる。
すなわち、表示画素領域では、適宜の電圧を印加すると、表示画面を正面方向から見たときに最も輝度の高い明表示が行われると共に、表示画面を画面に対する斜め方向から見たときに極角度に応じた明表示が行われる。また、第１視角制御領域では、適宜の電圧を印加すると、液晶分子が第１偏光板の吸収軸方向に沿って配向するため、表示画面を正面方向から見たときに暗表示が行われると共に、表示画面を液晶分子の配向方向と直交する方向である第１偏光板の吸収軸方向における斜め方向から見たときに極角度に応じた明表示が行われる。同様に、第２視角制御領域でも、適宜の電圧を印加すると、液晶分子が第２偏光板の吸収軸方向に沿って配向するため、表示画面を正面方向から見たときに暗表示が行われると共に、表示画面を液晶分子の配向方向と直交する方向である第２偏光板の吸収軸方向における斜め方向から見たときに極角度に応じた明表示が行われる。
このため、第１及び第２視角制御領域による視角制御を行わない場合、表示画素領域で形成される画像は、第１及び第２視角制御領域による規制なく広い視角で視認される。一方、視角制御を行う場合、表示画素領域で形成される画像は、表示画面を正面から見た場合に第１及び第２視角制御領域それぞれが暗表示であることから、高いコントラストが得られるために規制なく視認される。しかし、表示画面を第１視角制御領域における電圧印加時の液晶分子の配向方向における斜め方向から見た場合は、第１視角制御領域が極角度に応じた明表示を行うため、コントラストが低下して画像を視認しにくくなる。同様に、表示画面を第２視角制御領域における電圧印加時の液晶分子の配向方向における斜め方向から見た場合は、第２視角制御領域が極角度に応じた明表示を行うため、コントラストが低下して画像を視認しにくくなる。以上より、第１及び第２視角制御領域により視角制御を行うことで、互いにほぼ直交する第１及び第２視角制御領域それぞれにおける電圧印加時の液晶分子の配向方向を含む面内におけるさまざまな斜め方向から画像を視認しにくくなって狭い視角となる。
したがって、第１及び第２視角制御領域による視角制御の切り替えにより、表示画面に対するさまざまな斜め方向からの視角特性を切り替えることができる。

また、本発明の液晶装置は、前記第１及び第２視角制御領域が、前記複数の表示画素領域それぞれに対応して配置されていることとしてもよい。
この発明では、複数の表示画素領域により形成される画像の輝度が高い場合に斜め方向から見た際のコントラストを有効に低下させることができる。また、視角制御領域の割合を高くするため、解像度が低い場合に有効に斜め方向から見た際のコントラストを低下させることができる。

また、本発明の液晶装置は、前記第１及び第２視角制御領域が、２以上の前記表示画素領域ごとに配置されていることとしてもよい。
この発明では、複数の表示画素領域により形成される画像の輝度が低い場合に斜め方向から見た際のコントラストを有効に低下させることができる。また、視角制御領域の割合を低くするため、解像度が高い場合に有効に斜め方向から見た際のコントラストを低下させることができる。

また、本発明の液晶装置は、前記表示画素領域が、それぞれ異なる色を表示する複数のサブ表示画素領域を有し、前記第１及び第２視角制御領域それぞれが、前記複数のサブ表示画素領域それぞれに対応して配置されていることとしてもよい。
この発明では、各サブ表示画素領域に対応して第１及び第２視角制御領域を配置し、サブ表示画素領域ごとで視角制御を行うことで、第１及び第２視角制御領域による視角制御性能が向上する。

また、本発明の液晶装置は、前記第１及び第２視角制御領域が、一の画素領域内に形成されて同時に駆動可能であることとしてもよい。
この発明では、一の画素領域内に形成された第１及び第２視角制御領域それぞれの駆動状態を同時に切り替えることで、視角制御の切り替えを行う。

また、本発明の液晶装置は、前記第１及び第２視角制御領域それぞれが、異なる画素領域内に形成されて互いに独立して駆動可能であることとしてもよい。
この発明では、第１及び第２視角制御領域それぞれを独立した画素領域内に形成して第１及び第２視角制御領域それぞれの面積を増大させることで、第１及び第２視角制御領域それぞれによる視角制御性能が向上する。また、第１及び第２視角制御領域それぞれの駆動状態を独立して切り替えることで、第１及び第２視角制御領域一方のみによる視角制御が行える。

また、本発明の電子機器は、上記記載の液晶装置を備えることを特徴とする。
この発明では、上述と同様に、表示画面に対するさまざまな斜め方向からの視角特性を切り替えることができる。

以下、本発明における液晶装置及び電子機器の一実施形態を、図面に基づいて説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするために縮尺を適宜変更している。ここで、図１は液晶装置を示す外観斜視図、図２は液晶装置の等価回路図、図３はサブ表示画素と視角制御画素を示す平面図、図４は図３のＡ−Ａ矢視断面図である。

〔液晶装置〕
本実施形態における液晶装置１は、ＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ）を画素スイッチング素子として用いたアクティブマトリックス型の液晶装置である。
液晶装置１は、図１に示すように、素子基板（第１基板）１１と、素子基板１１と対向配置された対向基板（第２基板）１２と、素子基板１１及び対向基板１２の間に挟持されて負の誘電異方性を有する液晶が用いられた液晶層１３とを備えている。また、液晶装置１は、素子基板１１及び対向基板１２が対向する対向領域の外周部に設けられた枠状のシール材（図示略）によって素子基板１１と対向基板１２とを貼り合わせている。そして、液晶装置１におけるシール材の内側に、画像表示領域が形成されている。

また、液晶装置１は、素子基板１１における液晶層１３から離間する外面側に設けられた第１偏光板１４と、対向基板１２における液晶層１３から離間する外面側に設けられた第２偏光板１５とを備えている。そして、液晶装置１は、素子基板１１及び第１偏光板１４や対向基板１２及び第２偏光板１５の間に配置された位相差板（図示略）及び位相差フィルム（図示略）を有している。また、この素子基板１１の外面側には、バックライト（図示略）が設けられている。
そして、液晶装置１は、素子基板１１に設けられたＩＣチップなどの半導体装置であるデータ線駆動回路１６及び走査線駆動回路１７を備えている。

液晶装置１の画像表示領域には、図２に示すように、複数の表示画素（表示画素領域）Ｐａ及び視角制御画素Ｐｂがマトリックス状に配されている。表示画素Ｐａは、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色光を出力する３個のサブ表示画素（サブ表示画素領域）Ｐｃを有している。ここで、表示画素Ｐａを構成する３つのサブ表示画素Ｐｃは、赤色光を出力するサブ表示画素Ｐｃ、緑色光を出力するサブ表示画素Ｐｃ及び青色光を出力するサブ表示画素Ｐｃの順で一方向に沿って配列されている。そして、視角制御画素Ｐｂは、複数の表示画素Ｐａそれぞれに対応して配置されており、対応する表示画素Ｐａの一方向において隣り合うように配置されている。また、各色のサブ表示画素Ｐｃ及び視角制御画素Ｐｂは、一方向とほぼ直交する方向でストライプ状に配列されている。
この複数のサブ表示画素Ｐｃと視角制御画素Ｐｂそれぞれには、画素電極（第１電極）２１、２２と、画素電極をスイッチング制御するためのＴＦＴ素子２３とが形成されている。また、画像表示領域には、複数のデータ線２４、走査線２５及び容量線２６が格子状に配置されている。

ＴＦＴ素子２３は、ソースがデータ線２４に接続され、ゲートが走査線２５に接続されると共に、ドレインが画素電極２１、２２に接続されている。
データ線２４は、データ線駆動回路１６から画像信号Ｓ１〜Ｓｎをサブ表示画素Ｐｃ及び視角制御画素Ｐｂそれぞれに供給する構成となっている。また、走査線２５は、走査線駆動回路１７から走査信号Ｇ１〜Ｇｍをサブ表示画素Ｐｃ及び視角制御画素Ｐｂそれぞれに供給する構成となっている。そして、容量線２６は、画素電極２１、２２それぞれと後述する対向電極（第２電極）４４との間で保持された画像信号Ｓ１〜Ｓｎがリークすることを防止するため、液晶層１３を介して画素電極２１、２２それぞれと対向電極４４との間に形成される液晶容量と並列接続されるように各サブ表示画素Ｐｃ及び視角制御画素Ｐｂそれぞれに形成された蓄積容量２７とを接続している。

次に、液晶装置１の詳細な構成について、図３及び図４を参照しながら説明する。ここで、図３では、表示画素Ｐａを構成する３つのサブ表示画素Ｐｃの配列方向である一方向をＸ軸方向、これと直交する方向をＹ軸方向とする。また、サブ表示画素Ｐｃは、平面視でほぼ矩形状であって短軸方向がＸ軸方向に沿っており、長軸方向がＹ軸方向に沿っている。そして、視角制御画素Ｐｂは、サブ表示画素Ｐｃと同様に平面視でほぼ矩形状であって短軸方向がＸ軸方向に沿っており、長軸方向がＹ軸方向に沿っている。なお、第１偏光板１４の吸収軸はＸ軸方向となっており、第２偏光板１５の吸収軸はＹ軸方向となっている。

素子基板１１は、図３及び図４に示すように、例えばガラスや石英、プラスチックなどの透光性材料で形成された基板本体３１と、基板本体３１の内側（液晶層１３側）の表面に順次積層されたゲート絶縁膜３２、層間絶縁膜３３及び配向膜３４とを備えている。
また、素子基板１１は、基板本体３１の内側の表面に配置された走査線２５と、ゲート絶縁膜３２の内側に配置されたデータ線２４、半導体層３５、ソース電極３６及びドレイン電極３７と、層間絶縁膜３３の内側の表面に配置された画素電極２１、２２とを備えている。

ゲート絶縁膜３２は、例えばＳｉＯ_２（酸化シリコン）などの透光性材料で形成されており、基板本体３１と走査線２５及びゲート電極３５とを覆っている。
層間絶縁膜３３は、例えばＳｉＮ（窒化シリコン）などの透光性材料で形成されており、ゲート絶縁膜３２と、データ線２４、半導体層３５、ソース電極３６及びドレイン電極３７とを覆っている。
配向膜３４は、例えばポリイミドなどの樹脂材料で形成されており、層間絶縁膜３３と画素電極２１、２２とを覆っている。また、配向膜３４の表面には、液晶層１３を構成する液晶分子１３ａの初期配向方向を素子基板１１の基板面に対して垂直とする配向処理が施されている。そして、配向膜３４の表面には、後述するスリット２１ａ、２１ｂ、２２ａ、２２ｂに応じた凹凸形状が形成されている。

走査線２５は、図３に示すように、平面視でサブ表示画素Ｐｃ及び視角制御画素Ｐｂそれぞれの短軸方向（Ｘ軸方向）に沿って配置されている。そして、走査線２５は、図３及び図４に示すように、平面視においてゲート絶縁膜３２を介して半導体層３５のチャネル領域と重なっている。
データ線２４は、図３に示すように、平面視でサブ表示画素Ｐｃ及び視角制御画素Ｐｂそれぞれの長軸方向（Ｙ軸方向）に沿って配置されている。
半導体層３５は、図３及び図４に示すように、アモルファスシリコンなどの半導体で形成されており、不純物を注入しないことで形成されたチャネル領域と不純物を注入することで形成されたソース領域及びドレイン領域と有している。
ソース電極３６は、データ線２４から分岐して形成されており、半導体層３５のソース領域に接続されている。ドレイン電極３７は、半導体層３５のドレイン領域に接続されており、層間絶縁膜３３を貫通するコンタクトホールＨを介して画素電極２１、２２それぞれに接続されている。

画素電極２１、２２それぞれは、例えばＩＴＯ（酸化インジウムスズ）などの透光性導電材料で形成されている。
画素電極２１は、サブ表示画素Ｐｃにおける層間絶縁膜３３上に形成されており、平面視でほぼ矩形状となっている。そして、画素電極２１には、複数のスリット２１ａ、２１ｂが形成されている。
スリット２１ａは、図３に示すように、画素電極２１における走査線２５に近接する側の半分の領域の領域に等間隔をあけて形成されている。このスリット２１ａの延在方向は、第１及び第２偏光板１４、１５それぞれの吸収軸方向に対してほぼ４５°傾いている。
スリット２１ｂは、画素電極２１における走査線２５から離間する側の半分の領域に等間隔をあけて形成されている。このスリット２１ｂの延在方向は、スリット２１ａと同様に第１及び第２偏光板１４、１５それぞれの吸収軸方向に対してほぼ４５°傾いており、スリット２１ａの延在方向に対してほぼ直交している。

画素電極２２は、図３及び図４に示すように、視角制御画素Ｐｂにおける層間絶縁膜３３上に形成されており、平面視でほぼ矩形状となっている。そして、画素電極２２には、複数のスリット２２ａ、２２ｂが形成されている。
スリット２２ａは、図３に示すように、画素電極２２における走査線２５から近接する側の半分の領域である第１視角制御領域Ｔ１に等間隔をあけて形成されている。このスリット２２ａの延在方向は、第１偏光板１４の吸収軸方向に対する直交方向とほぼ平行となっている。
スリット２２ｂは、画素電極２２における走査線２５に離間する側の半分の領域である第２視角制御領域Ｔ２に等間隔をあけて形成されている。このスリット２２ｂの延在方向は、第２偏光板１５の吸収軸方向に対する直交方向とほぼ平行となっており、スリット２２ａの延在方向と直交している。

一方、対向基板１２は、図４に示すように、基板本体４１と、基板本体４１の内側の表面に順次積層された遮光膜４２、カラーフィルタ層４３、対向電極４４、帯状凸部４５ａ、４５ｂ、帯状凸部４５ｃ、帯状凸部４５ｄ及び配向膜４６とを備えている。
遮光膜４２は、基板本体４１の表面において平面視でサブ表示画素Ｐｃ及び視角制御画素Ｐｂと重なる領域に形成されており、サブ表示画素Ｐｃ及び視角制御画素Ｐｂを縁取っている。
カラーフィルタ層４３は、各サブ表示画素Ｐｃに対応して配置されており、例えばアクリル樹脂などで形成されて、各サブ表示画素Ｐｃで表示する色に対応する色材を含有している。ここで、各色のサブ表示画素Ｐｃがそれぞれ長軸方向（Ｙ軸方向）に沿ってストライプ状に配置されているため、各色のカラーフィルタ層４３もストライプ状に配置される。なお、視角制御画素Ｐｂに対応する領域には、カラーフィルタ層４３が設けられていない。
対向電極４４は、カラーフィルタ層４３を覆うように形成されており、例えばＩＴＯなどの透光性導電材料で形成されている。

帯状凸部４５ａ〜４５ｄそれぞれは、例えば感光性のアクリル樹脂などの透光性の樹脂材料で形成されている。
帯状凸部４５ａは、図３に示すように、サブ表示画素Ｐｃにおける対向電極４４上のうち走査線２５に近接する半分の領域に等間隔をあけて形成されている。この帯状凸部４５ａの延在方向は、スリット２１ａと同様に第１及び第２偏光板１４、１５それぞれの吸収軸方向に対してほぼ４５°傾いている。
帯状凸部４５ｂは、サブ表示画素Ｐｃにおける対向電極４４上のうち走査線２５から離間する半分の領域に等間隔をあけて形成されている。この帯状凸部４５ｂの延在方向は、帯状凸部４５ａと同様に第１及び第２偏光板１４、１５それぞれの吸収軸方向に対してほぼ４５°傾いており、帯状凸部４５ａの延在方向に対してほぼ直交している。

帯状凸部４５ｃは、視角制御画素Ｐｂのうち第１視角制御領域Ｔ１における対向電極４４上に等間隔をあけて形成されている。この帯状凸部４５ｃの延在方向は、スリット２２ａと同様に第１偏光板１４の吸収軸方向に対する直交方向とほぼ平行となっている。
帯状凸部４５ｄは、視角制御画素Ｐｂのうち第２視角制御領域Ｔ２における対向電極４４上に等間隔をあけて形成されている。この帯状凸部４５ｄの延在方向は、スリット２２ｂと同様に第２偏光板１５の吸収軸方向に対する直交方向とほぼ平行となっている。

配向膜４６は、図４に示すように、配向膜３４と同様に例えばポリイミドなどの樹脂材料で形成されており、表面に液晶分子１３ａの初期配向方向を対向基板１２の基板面に対して垂直とする配向処理が施されている。また、配向膜４６の表面には、帯状凸部４５ａ〜４５ｄに応じた凹凸形状が形成されている。

〔液晶装置の動作〕
次に、このような構成の液晶装置１の動作について、図３、図５及び図６を参照しながら説明する。ここで、図５はサブ表示画素及び視角制御画素それぞれにおける駆動時の輝度の視角特性を示すグラフ、図６は視角制御画素の駆動時及び非駆動時それぞれにおけるコントラストの視角特性を示すグラフである。

バックライトから照射された光は、第１偏光板１４により直線偏光に変換されて液晶層１３に入射する。
サブ表示画素Ｐｃにおける画素電極２１及び対向電極４４の間に電圧を印加しない非駆動時の場合、液晶分子１３ａは、図３に示すように、配向膜３４、４５の配向方向に沿って素子基板１１や対向基板１２に対する垂直方向に配向する。このとき、液晶分子１３ａには、屈折率異方性がほとんど発生しない。そして、液晶層１３を透過した光は、第２偏光板１５の吸収軸と平行な直線偏光であるため、第２偏光板１５を透過しない。したがって、サブ表示画素Ｐｃでは、非駆動時において暗表示が行われる。なお、サブ表示画素Ｐｃは、画像表示領域を正面から見たときも、画像表示領域面内の斜め方向から見たときも、暗表示となる。

また、サブ表示画素Ｐｃにおける画素電極２１及び対向電極４４の間に電圧を印加する駆動時の場合は、液晶層１３に対して垂直方向に電界が発生する。これにより、サブ表示画素Ｐｃのうち走査線２５に近接する側の半分の領域において、図３に示す矢印Ａ１のように、液晶分子１３ａがスリット２１ａ及び帯状凸部４５ａそれぞれの延在方向に対する直交方向であってスリット２１ａ及び帯状凸部４５ａそれぞれの配列方向に沿って傾いて配向する。また、図３に示す矢印Ａ２のように、液晶分子１３ａは、サブ表示画素Ｐｃのうち走査線２５から離間する側の半分の領域において、スリット２１ｂ及び帯状凸部４５ｂそれぞれの延在方向に対する直交方向であってスリット２１ｂ及び帯状凸部４５ｂそれぞれの配列方向に沿って傾いて配向する。このとき、液晶分子１３ａには、屈折率異方性が発生する。そのため、液晶層１３に入射した直線偏光は、液晶層１３により第２偏光板１５の吸収軸と平行な直線偏光に変換されない。これにより、第２偏光板１５に入射する光は、第２偏光板１５を透過する。したがって、サブ表示画素Ｐｃでは、駆動時において明表示が行われる。

ここで、サブ表示画素Ｐｃでは、図５に示すように、画像表示領域を正面から見たときに最も輝度が高くなり、第１偏光板１４の吸収軸方向における斜め方向から見たときにその極角度が大きくなるにしたがって輝度が低くなる。なお、サブ表示画素Ｐｃは、第２偏光板１５の吸収軸方向における斜め方向から見たときも、図５と同様に、その極角度が大きくなるにしたがって輝度が低くなる。

一方、視角制御画素Ｐｂにおける画素電極２２及び対向電極４４の間に電圧を印加しない非駆動時の場合、上述と同様に、視角制御画素Ｐｂにおける第１及び第２視角制御領域Ｔ１、Ｔ２それぞれでは、暗表示が行われる。なお、視角制御画素Ｐｂにおける第１及び第２視角制御領域Ｔ１、Ｔ２それぞれは、画像表示領域を正面から見たときも、画像表示領域面内の斜め方向から見たときも、暗表示となる。

また、視角制御画素Ｐｂにおける画素電極２２及び対向電極４４の間に電圧を印加する駆動時の場合、上述と同様に、図３に示す矢印Ａ３のように、第１視角制御領域Ｔ１における液晶分子１３ａがスリット２２ａ及び帯状凸部４５ｃそれぞれの延在方向に対する直交方向であってそれぞれの配列方向に沿って傾いて配向する。このときの配向方向は、第１偏光板１４の吸収軸方向とほぼ同方向である。また、第２視角制御領域Ｔ２における液晶分子１３ａは、図３に示す矢印Ａ４のように、スリット２２ｂ及び帯状凸部４５ｄそれぞれの延在方向に対する直交方向であってそれぞれの配列方向に沿って傾いて配向する。このときの配向方向は、第２偏光板１５の吸収軸方向とほぼ同方向である。

ここで、視角制御画素Ｐｂにおける第１視角制御領域Ｔ１は、図５に示すように、画像表示領域を正面から見たときに暗表示となり、画像表示領域面内におけて液晶分子１３ａが傾く方向に対する直交方向である第１偏光板１４の吸収軸方向の斜め方向から見たときにその極角度が大きくなるにしたがって明表示となると共にさらに極角度が大きくなるにしたがって暗表示となる。また、視角制御画素Ｐｂにおける第２視角制御領域Ｔ２は、第１視角制御領域Ｔ１と同様に、画像表示領域を正面から見たときに暗表示となり、画像表示領域面内におけて液晶分子１３ａが傾く方向に対する直交方向である第２偏光板１５の吸収軸方向の斜め方向から見たときにその極角度が大きくなるにしたがって明表示となると共にさらに極角度が大きくなるにしたがって暗表示となる。

したがって、視角制御画素Ｐｂが非駆動時の場合、各サブ表示画素Ｐｃを適宜非駆動、駆動させることにより画像表示領域に形成された画像は、画像表示領域を正面から見たときも、画像表示領域面内の斜め方向から見たときも、視認される。なお、視角制御画素Ｐｂを非駆動としたときのコントラストは、図６に示すように、画像表示領域を正面から見たときに最も高くなり、第１偏光板１４の吸収軸方向における斜め方向から見たときにその極角度が大きくなるにしたがって低くなる。第２偏光板１５の吸収軸方向における斜め方向から見たときも、図６と同様に、その極角度が大きくなるにしたがって低くなる。

また、視角制御画素Ｐｂが駆動時の場合、各サブ表示画素Ｐｃを適宜非駆動、駆動させることにより画像表示領域に形成された画像は、画像表示領域を正面から見たときに視認され、画像表示領域面内の斜め方向から見たときにコントラストが低下して視認されなくなる。なお、視角制御画素Ｐｂを駆動させたときのコントラストは、図６に示すように、画像表示領域を正面から見たときに最も高くなり、第１偏光板１４の吸収軸方向における斜め方向から見たときにその極角度が大きくなるにしたがって急激に低くなる。第２偏光板１５の吸収軸方向における斜め方向から見たときも、図６と同様に、その極角度が大きくなるにしたがって急激に低くなる。

〔電子機器〕
以上のような構成の液晶装置１は、例えば図７に示すような携帯電話機（電子機器）１００の表示部１０１として適用される。この携帯電話機１００は、視角制御画素Ｐｂによる視角制御の切り替えが可能な複数の操作ボタン１０２、受話口１０３、送話口１０４及び上記表示部１０１を有する本体部１０５を備えている。そして、表示部１０１に表示される画像は、視角制御画素Ｐｂの非駆動時において正面方向及び斜め方向から視認され、視角制御画素Ｐｂの駆動時において正面方向から視認されて極角度が大きい斜め方向から視認されなくなる。

以上のように、本実施形態における液晶装置１及び携帯電話機１００によれば、第１視角制御領域Ｔ１により第１偏光板１４の吸収軸方向における視角が制御されると共に、第２視角制御領域Ｔ２により第２偏光板１５の吸収軸方向における視角が制御される。したがって、第１及び第２視角制御領域Ｔ１、Ｔ２の駆動状態を変更することで、複数の表示画素Ｐａにより形成される画像に対するさまざまな斜め方向からの視角特性を切り替えることができる。
また、１つの表示画素Ｐａに対して１つの視角制御画素Ｐｂを設けることで、第１及び第２視角制御領域Ｔ１、Ｔ２の駆動時の輝度が高くなるため、表示画素Ｐａで形成される画像の輝度が高い場合に有効に斜め方向から見た際のコントラストを低下させることができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、表示画素を構成する３つのサブ表示画素が一方向に配列されると共に、視角制御画素を一方向で表示画素と隣接して配列させているが、他の配列であってもよい。例えば、図８に示すように、表示画素Ｐａを構成する３つのサブ表示画素Ｐｃのうち赤色光及び緑色光を出力する２つのサブ表示画素Ｐｃを一方向に隣接して配列すると共に青色光を出力するサブ表示画素Ｐｃを一方向とほぼ直交する方向に隣接して配列し、この青色光を出力するサブ表示画素Ｐｃと一方向に隣接して視角制御画素Ｐｂを配列させてもよい。

また、１つの表示画素に対して１つの視角制御画素を配置しているが、１つの表示画素を構成する３つのサブ表示画素それぞれに視角制御画素を配置してもよい。例えば、図９に示すように、表示画素Ｐａを構成する３つのサブ表示画素Ｐｃの配列方向である一方向と直交する方向に３つのサブ表示画素Ｐｃそれぞれと隣接して視角制御画素Ｐｂを配置させてもよい。このように、複数のサブ表示画素Ｐｃそれぞれに対して視角制御画素Ｐｂを配置することで、サブ表示画素Ｐｃごとに斜め方向から見た際のコントラストを低下させることができる。したがって、視角制御画素Ｐｂによる視角制御性能が向上する。
ここで、サブ表示画素領域Ｐｃと同様に、各視角制御画素Ｐｂに対応するサブ表示画素Ｐｃが表示する色と同等の色を表示するためのカラーフィルタ層を設けてもよい。このとき、例えば視角制御画素Ｐｂにおけるカラーフィルタ層の層厚をサブ表示画素Ｐｃにおけるカラーフィルタ層の層厚よりも薄くしたり、同等の厚さであっても視角制御画素Ｐｂにおけるカラーフィルタ層に開口を形成したりすることなどにより、視角制御画素Ｐｂがサブ表示画素Ｐｃよりも強度の強い光を表示可能とすることが好ましい。これにより、視角制御画素Ｐｂの面積をサブ表示画素Ｐｃの面積よりも小さくしても、視角制御画素Ｐｂとサブ表示画素Ｐｃそれぞれで表示される光の強度を揃えることができる。

また、１つの視角制御画素内に第１及び第２視角制御領域を設けているが、第１及び第２視角制御領域それぞれを独立した画素内に設けてもよい。例えば、図１０に示すように、表示画素Ｐａを構成する３つのサブ表示画素Ｐｃと第１視角制御領域Ｔ１が設けられた第１視角制御画素ＰＢ１及び第２視角制御領域Ｔ２が設けられた第２視角制御画素ＰＢ２とを一方向に配列してもよい。このように、第１視角制御領域が設けられる画素の面積と第２視角制御領域が設けられる画素の面積とをそれぞれサブ表示画素の面積と同等とすると、第１及び第２視角制御領域それぞれの面積が広くなって視角制御の効果を高めることができる。このとき、第１及び第２視角制御領域のいずれか一方のみを駆動させることを可能とする構成としてもよい。

また、第１偏光板の吸収軸方向をサブ表示画素や視角制御画素の短軸方向とし、第２偏光板の吸収軸方向をサブ表示画素や視角制御画素の長軸方向としているが、第１及び第２偏光板それぞれの吸収軸方向が互いにほぼ直交していれば、他の方向としてもよい。
そして、１つの表示画素に対して１つの視角制御画素を設けているが、複数の表示画素に対して１つの視角制御画素を設けてもよい。このような構成とすることで、第１及び第２視角制御領域の駆動時の画像の輝度が低くなるため、複数の表示画素により形成される画像の輝度が低い場合に有効に斜め方向から見た際のコントラストを低下させることができる。
さらに、視角制御を行う際、すべての視角制御画素を駆動させているが、複数の視角制御画素のうち一部のみを駆動させることで画像の一部のみの視角制御を行う構成としてもよい。また、複数の視角制御画素のうち間隔をあけた分散された一部のみを駆動させることで画像を斜め方向から見た際にモザイク状に画像を視認させることで表示されている画像を判別しにくくする構成としてもよい。同様に、複数の視角制御画素のうち一部のみを駆動させることで画像を斜め方向から見た際、駆動した視角制御画素により所定の模様を形成し、これを視認させることで表示されている画像を判別しにくくする構成としてもよい。

また、第１視角制御領域は、駆動時において、液晶分子がスリットや帯状凸部を基準として線対称で第１偏光板の吸収軸方向における双方向に傾く構成となっていているが、液晶分子が吸収軸方向における一方向のみに傾く構成としてもよい。同様に、第２視角制御領域は、駆動時において、液晶分子がスリットや帯状凸部を基準として線対称で第２偏光板の吸収軸方向における双方向に傾く構成となっているが、液晶分子が吸収軸方向における一方向のみに傾く構成としてもよい。

そして、第１視角制御領域は、素子基板に設けられた画素電極にスリットを形成して対向基板に帯状凸部を形成することで液晶分子の配向方向を規制しているが、素子基板及び対向基板の少なくとも一方に液晶分子の配向方向を規制する凹凸形状が付されていればよい。同様に、第２視角制御領域も、素子基板及び対向基板の少なくとも一方に液晶分子の配向方向を規制する凹凸形状が付されていればよい。例えば、第１及び第２視角制御領域それぞれは、素子基板に帯状凸部を形成することや、対向基板に帯状の凹部を設けることなど、他の構造により素子基板及び対向基板のそれぞれの内面に凹凸形状を付与してもよい。

さらに、サブ表示画素は、駆動時において、スリット及び帯状凸部により液晶分子が第１及び第２偏光板それぞれの吸収軸に対して４５°方向に傾く構成となっているが、駆動時において放射状に傾く構成としてもよい。この場合、例えば対向基板に円錐状の凸部を形成することで、駆動時において液晶分子が円錐状の凸部を中心として放射状に配向される。このようにしても、視角制御画素の非駆動時において表示画素により形成される画像を広視角で視認させることができる。

また、液晶装置は、表示画素領域が３色のサブ表示画素領域を有するカラー液晶装置となっているが、カラー液晶装置に限られない。
そして、電子機器は、液晶装置を表示部として備えていれば上述した携帯電話機に限らず、電子ブックやパーソナルコンピュータ、デジタルスチルカメラ、液晶テレビ、ビューファインダ型またはモニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末などの画像表示手段であってもよい。

本発明の液晶装置を示す外観斜視図。 図１の液晶装置を示す等価回路図。 図１のサブ表示画素及び視角制御画素を示す平面図。 図３のＡ−Ａ矢視断面図。 サブ表示画素及び視角制御画素の輝度の視角特性を示すグラフ。 視角制御の有無それぞれでのコントラストの視角特性を示すグラフ。 本発明の液晶装置を備える携帯電話機を示す外観斜視図。 サブ表示画素及び視角制御画素の他の配列状態を示す平面図。 同じくサブ表示画素及び視角制御画素の他の配列状態を示す平面図。 同じくサブ表示画素及び視角制御画素の他の配列状態を示す平面図。

符号の説明

１ 液晶装置、１１ 素子基板（第１基板）、１２ 対向基板（第２基板）、１３ 液晶層、１３ａ 液晶分子、２１，２２ 画素電極（第１電極）、４４ 対向電極（第２電極）、１００ 携帯電話機（電子機器）、Ｐａ 表示画素（表示画素領域）、Ｐｃ サブ表示画素（サブ表示画素領域）、Ｔ１ 第１視角制御領域、Ｔ２ 第２視角制御領域

Claims (7)

1. 第１電極が設けられた第１基板と第２電極が設けられた第２基板との間に負の誘電異方性を有する液晶層を挟持し、前記第１基板の外面に設けられた第１偏光板と、前記第２基板の外面に設けられた第２偏光板とを有する液晶装置であって、
   前記第１及び第２基板の平面領域内に、複数の表示画素領域と複数の第１及び第２視角制御領域とが平面状に配置され、
   前記第１及び第２基板の少なくとも一方が、前記第１及び第２電極間に電圧を印加したときに前記第１視角制御領域において前記液晶層を構成する液晶分子を前記第１偏光板の吸収軸方向に沿って配向させる第１配向制御手段と、前記第１及び第２電極間に電圧を印加したときに前記第２視角制御領域において前記液晶分子を前記第２偏光板の吸収軸方向に沿って配向させる第２配向制御手段とを備えることを特徴とする液晶装置。
2. 前記第１及び第２視角制御領域が、前記複数の表示画素領域それぞれに対応して配置されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶装置。
3. 前記第１及び第２視角制御領域が、２以上の前記表示画素領域ごとに配置されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶装置。
4. 前記表示画素領域が、それぞれ異なる色を表示する複数のサブ表示画素領域を有し、
   前記第１及び第２視角制御領域それぞれが、前記複数のサブ表示画素領域それぞれに対応して配置されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶装置。
5. 前記第１及び第２視角制御領域が、一の画素領域内に形成されて同時に駆動可能であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の液晶装置。
6. 前記第１及び第２視角制御領域それぞれが、異なる画素領域内に形成されて互いに独立して駆動可能であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の液晶装置。
7. 請求項１から６のいずれか１項に記載の液晶装置を備えることを特徴とする電子機器。

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