JP2009053585A - 電気光学装置及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】異なる画像同士が重畳する領域を軽減することが困難である。
【解決手段】マトリクス状に配列する複数の画素は、前記マトリクスの行方向及び列方向のいずれか一方の方向に、第１の画像を形成する第１の前記画素と、第２の画像を形成する第２の前記画素とが交互に並んでいるとともに、前記一方の方向に隣り合う前記第１の画素及び前記第２の画素の２つの前記画素ごとに、前記２つの画素を１組とする複数組の画素群４３にわけられており、遮光膜１１３には、画素群４３ごとに、前記２つの画素に重なる領域が開口された開口部１１７が設けられており、開口部１１７の輪郭は、１組の画素群４３において前記一方の方向に向き合う２つの縁部１１８ａ及び１１８ｂが、それぞれ、前記輪郭の外側に向かって凸となる１つの極大部１１９を有することを特徴とする電気光学装置。
【選択図】図８

Description

本発明は、電気光学装置及び電子機器に関する。

従来、電気光学装置の１つとして、複数の方向から見たときに、それぞれの視方向ごとに異なる画像を表示（以下、指向性表示と呼ぶ）することができる表示装置が知られている。このような表示装置としては、開口部と遮光部とを有するバリアを介して複数の視点のそれぞれに、互いに異なる画像を表示することができるものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−１０８５０１号公報（第４頁〜第５頁、図１８）

ここで、画像を形成する表示パネルと上記のバリアとを有する表示装置で、２つの方向に指向性表示を行う仕組みについて、断面図を用いて説明する。表示パネル３００は、図２１（ａ）に示すように、第１の画像を表示する第１の画素３０１と、第２の画像を表示する第２の画素３０３とを有している。バリア３０５の遮光部３０７は、第１の画素３０１の一部３０１ａと、第２の画素３０３の一部３０３ａとに重なっている。つまり、遮光部３０７同士間に位置する開口部３０９は、第１の画素３０１の他部３０１ｂと、第２の画素３０３の他部３０３ｂとに重なる領域に設けられている。

そして、開口部３０９を介して第１の画素３０１を視認できる領域３１１に第１の画像が表示される。また、図２１（ｂ）に示すように、開口部３０９を介して第２の画素３０３を視認できる領域３１３に第２の画像が表示される。つまり、領域３１１内に視点がある場合、その視点から第１の画像が視認され得る。また、領域３１３内に視点がある場合、その視点から第２の画像が視認され得る。なお、図２１（ｃ）に示すように、領域３１１と領域３１３とが重なる領域３１５は、第１の画像と第２の画像とが重畳する領域である。領域３１５内に視点がある場合、その視点からは、第１の画像と第２の画像とが重畳した状態で視認される。

ところで、遮光部３０７同士間の開口部３０９を通過する光は、遮光部３０７と開口部３０９との境界部で回折現象を生じる。回折現象を生じた光は、図２１（ｃ）に示すように、回折光３１７となって領域３１５よりも外側に広がってしまう。このことは、第１の画像と第２の画像とが重畳する領域が広がることを意味する。この結果、領域３１１から領域３１５を除いた適視領域３１９ａと、領域３１３から領域３１５を除いた適視領域３１９ｂとのそれぞれが狭くなってしまう。
つまり、従来の表示装置では、異なる画像同士が重畳する領域を軽減することが困難であるという未解決の課題がある。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現され得る。

［適用例１］マトリクス状に配列する複数の画素と、平面視で前記複数の画素に重なる遮光素子と、を有し、前記複数の画素は、前記マトリクスの行方向及び列方向のいずれか一方の方向に、第１の画像を形成する第１の前記画素と、第２の画像を形成する第２の前記画素とが交互に並んでいるとともに、前記一方の方向に隣り合う前記第１の画素及び前記第２の画素の２つの前記画素ごとに、前記２つの画素を１組とする複数組の画素群にわけられており、前記複数組の画素群は、各前記画素群における前記第１の画素及び前記第２の画素の並び順が、前記複数組の画素群の間で統一されており、前記遮光素子には、前記画素群ごとに、前記２つの画素に重なる領域が開口された開口部が設けられており、前記開口部の輪郭は、１組の前記画素群において前記一方の方向に向き合う２つの縁部が、それぞれ、平面視で前記輪郭の外側に向かって凸となる１つの極大部を有することを特徴とする電気光学装置。

適用例１の電気光学装置は、マトリクス状に配列する複数の画素と、平面視で複数の画素に重ねられた遮光素子とを有している。マトリクスの行方向及び列方向のいずれか一方の方向には、第１の画像を形成する第１の画素と、第２の画像を形成する第２の画素とが交互に並んでいる。複数の画素は、一方の方向に隣り合う第１の画素及び第２の画素の２つの画素ごとに、これらの２つの画素を１組とする複数組の画素群にわけられている。遮光素子には、画素群ごとに、画素群を構成する２つの画素に重なる領域が開口された開口部が設けられている。適用例１の電気光学装置では、遮光素子に設けられた開口部によって、画素群を構成する各画素を視認できる範囲が規定され得る。ここで、各画素群における第１の画素及び第２の画素の並び順は、複数組の画素群の間で統一されている。従って、第１の画素を視認できる範囲で第１の画像が視認され、第２の画素を視認できる範囲で第２の画像が視認され得る。つまり、適用例１の電気光学装置では、遮光素子に設けられた開口部を介して、２つの方向に指向性表示を行うことができる。

ここで、開口部を透過した光は、開口部の縁部で回折して、開口部の外側に広がる。このとき、開口部の輪郭が曲線を含む場合、光の回折方向は、平面視で曲線の法線方向となる。また、開口部の輪郭が直線を含む場合、光の回折方向は、平面視で直線に対して垂直方向となる。適用例１の電気光学装置では、遮光素子に設けられた開口部の輪郭は、１組の画素群において一方の方向すなわち画素群を構成する２つの画素が並ぶ方向に向き合う２つの縁部が、それぞれ、平面視で輪郭の外側に向かって凸となる１つの極大部を有している。極大部を有する縁部は、極大部を境に、法線方向や縁部に対する垂直方向が、画素群を構成する２つの画素が並ぶ方向と交差する。よって、光の回折方向は、画素群を構成する２つの画素が並ぶ方向とは交差する方向となる。つまり、適用例１の電気光学装置では、画素群を構成する２つの画素が並ぶ方向に一致する方向に回折する光を軽減することができる。この結果、第１の画像と第２の画像とが重畳する領域を軽減することができる。

［適用例２］上記の電気光学装置であって、前記複数の画素は、前記マトリクスの前記行方向及び前記列方向の他方の方向にも、前記第１の画素と前記第２の画素とが交互に並んでいることを特徴とする電気光学装置。

適用例２では、マトリクスの行方向及び列方向のそれぞれの方向に、第１の画素と第２の画素とが交互に並んでいる。また、各画素群における第１の画素及び第２の画素の並び順は、複数組の画素群の間で統一されている。つまり、複数組の画素群の配列に着目すると、複数組の画素群は、行方向及び列方向の一方の方向においては、一方の方向に沿って配列しており、他方の方向においては、ジグザグに並んでいる。従って、画素群ごとに画素群に重なる領域が開口された開口部は、他方の方向においてジグザグに並ぶ。ジグザグに隣り合う開口部同士を結ぶ方向は、他方の方向に対して斜め方向である。

斜め方向に隣り合う２つの開口部において干渉しあう回折光が射出される位置同士間の距離すなわち波源同士間の距離は、マトリクスの行方向及び列方向に沿った辺で構成される矩形の輪郭を有する複数の開口部が一方の方向に配列する場合の一方の方向における波源同士間の距離よりも長い。従って、遮光素子の法線方向と干渉縞が発生する方向との角度を低減することができるので、干渉縞が発生する間隔を狭めることができる。この結果、斜め方向において第１の画像と第２の画像とが重畳する領域を軽減することができる。

［適用例３］上記の電気光学装置であって、前記開口部は、前記輪郭の形状が前記マトリクスの行単位又は列単位で異なることを特徴とする電気光学装置。

適用例３では、斜め方向に隣り合う２つの開口部の輪郭を互いに異なる形状にすることができる。これにより、斜め方向に並ぶ複数の開口部の周期性を解消しやすくすることができる。この結果、斜め方向における干渉縞の発生を軽減することができ、斜め方向において第１の画像と第２の画像とが重畳する領域を一層軽減することができる。

［適用例４］上記の電気光学装置であって、前記開口部は、前記輪郭の形状がひし形であることを特徴とする電気光学装置。

［適用例５］上記の電気光学装置であって、前記開口部は、前記輪郭の形状が楕円形であることを特徴とする電気光学装置。

［適用例６］上記の電気光学装置を表示部として備えたことを特徴とする電子機器。

適用例６の電子機器は、第１の画像と第２の画像とが重畳する領域の軽減が図られた電気光学装置を表示部として備えている。従って、適用例６では、第１の画像と第２の画像とが重畳する領域の軽減が図られた表示部を有する電子機器が提供され得る。

実施形態について、電気光学装置の１つである表示装置を例に、図面を参照しながら説明する。
実施形態における表示装置１は、図１に示すように、表示パネル３と、照明装置５とを有している。

ここで、表示パネル３には、複数の画素７が設定されている。複数の画素７は、表示領域８内で、図中のＸ方向及びＹ方向に配列しており、Ｘ方向を行方向とし、Ｙ方向を列方向とするマトリクスＭを構成している。表示装置１は、照明装置５から表示パネル３に入射された光を、表示パネル３に設定されている複数の画素７から選択的に表示面９を介して表示パネル３の外に射出することで、表示面９に画像を表示することができる。なお、表示領域８とは、画像が表示され得る領域である。

表示パネル３は、図１中のＡ−Ａ線における断面図である図２に示すように、液晶パネル６と、バリア基板１４と、偏光板１７ａ及び１７ｂとを有している。
液晶パネル６は、素子基板１１と、対向基板１３と、液晶１５とを有している。
素子基板１１には、表示面９側に、複数の画素７のそれぞれに対応して、後述するスイッチング素子などが設けられている。

対向基板１３は、素子基板１１よりも表示面９側で素子基板１１に対向し、且つ素子基板１１との間に隙間を有した状態で設けられている。対向基板１３には、表示パネル３における表示面９の裏面に相当する面である底面２０側に、後述するカラーフィルタなどが設けられている。
液晶１５は、素子基板１１及び対向基板１３の間に介在しており、表示パネル３の周縁よりも内側で表示領域８を囲むシール材１９によって、素子基板１１及び対向基板１３の間に封止されている。なお、本実施形態では、液晶１５として、ＦＦＳ（Fringe Field Switching）型の液晶１５が採用されている。

バリア基板１４は、対向基板１３よりも表示面９側で対向基板１３に重ねられている。このバリア基板１４には、底面２０側すなわち対向基板１３側に、後述する遮光膜などが設けられている。
偏光板１７ａは、素子基板１１よりも底面２０側に設けられている。偏光板１７ｂは、バリア基板１４よりも表示面９側に設けられている。本実施形態では、偏光板１７ａ及び１７ｂは、偏光板１７ａにおける光の透過軸の方向と、偏光板１７ｂにおける光の透過軸の方向とが、互いに直交する方向に設定されている。偏光板１７ａ及び１７ｂは、それぞれ、透過軸の方向に偏光軸を有する光を透過させることができる。

照明装置５は、表示パネル３の底面２０側に設けられており、導光板３１と、光源３３とを有している。導光板３１は、図２で見て表示パネル３の下側に設けられており、表示パネル３の底面２０に対向する光射出面３５ｂを有している。
光源３３は、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）や冷陰極管などが採用され、図２で見て導光板３１の側面３５ａの左方に設けられている。

光源３３からの光は、導光板３１の側面３５ａに入射される。導光板３１に入射された光は、導光板３１の中で反射を繰り返しながら光射出面３５ｂから射出される。光射出面３５ｂから射出された光は、表示パネル３の底面２０から、偏光板１７ａを介して表示パネル３に入射される。なお、導光板３１には、必要に応じて、光射出面３５ｂに拡散板が設けられ、底面３５ｃに反射板が設けられる。

表示パネル３に設定されている複数の画素７は、それぞれ、表示面９から射出する光の色が、図３に示すように、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）のうちの１つに設定されている。つまり、マトリクスＭを構成する複数の画素７は、Ｒの光を射出する画素７ｒと、Ｇの光を射出する画素７ｇと、Ｂの光を射出する画素７ｂとを含んでいる。

マトリクスＭでは、Ｙ方向に沿って並ぶ複数の画素７が、１つの画素列４１を構成している。１つの画素列４１内の各画素７は、光の色がＲ、Ｇ及びＢのうちの１つに設定されている。つまり、マトリクスＭは、複数の画素７ｒがＹ方向に配列した画素列４１ｒと、複数の画素７ｇがＹ方向に配列した画素列４１ｇと、複数の画素７ｂがＹ方向に配列した画素列４１ｂとを有している。そして、マトリクスＭでは、画素列４１ｒ、画素列４１ｇ及び画素列４１ｂが、この順でＸ方向に沿って反復して並んでいる。

また、表示装置１では、マトリクスＭを構成する複数の画素７は、図４に示すように、複数の第１の画素７₁と、複数の第２の画素７₂とにわけられている。表示装置１は、照明装置５から表示パネル３に入射された光を、複数の第１の画素７₁から選択的に表示面９を介して表示パネル３の外に射出することで、表示面９に第１の画像を表示することができる。また、表示装置１は、照明装置５から表示パネル３に入射された光を、複数の第２の画素７₂から選択的に表示面９を介して表示パネル３の外に射出することで、表示面９に第２の画像を表示することができる。

なお、第１の画像と第２の画像とは、互いに異なる画像であることと、互いに同じ画像であることとが問われない。また、以下においては、画素７という表記と、画素７ｒ、７ｇ及び７ｂという表記と、第１の画素７₁及び第２の画素７₂という表記とが、適宜、使いわけられる。

本実施形態では、第１の画素７₁と第２の画素７₂とが、Ｘ方向に交互に並んでいる。１つの画素列４１は、複数の第１の画素７₁又は複数の第２の画素７₂によって構成されている。つまり、マトリクスＭは、複数の第１の画素７₁がＹ方向に沿って配列した画素列４１₁と、複数の第２の画素７₂がＹ方向に沿って配列した画素列４１₂とを有している。なお、以下においては、画素列４１という表記と、画素列４１ｒ、画素列４１ｇ及び画素列４１ｂという表記と、画素列４１₁及び画素列４１₂という表記とが、適宜、使いわけられる。

また、本実施形態では、マトリクスＭを構成する複数の画素７は、Ｘ方向に隣り合う第１の画素７₁及び第２の画素７₂の２つの画素７ごとに、これらの２つの画素７を１組とする複数組の画素群４３にわけられている。各画素群４３での第１の画素７₁及び第２の画素７₂の並び順は、複数組の画素群４３間で統一している。本実施形態では、第１の画素７₁と第２の画素７₂とが、図４で見て、Ｘ方向に左側から右側に向かってこの順で並んでいる。なお、第１の画素７₁及び第２の画素７₂の並び順は、複数組の画素群４３間で統一していれば、いずれが左側でも右側でもよい。
マトリクスＭにおいて、複数組の画素群４３は、図５に示すように、Ｘ方向及びＹ方向のそれぞれの方向に沿って並んでいる。つまり、複数組の画素群４３は、マトリクス状に配列している。

ここで、液晶パネル６の素子基板１１及び対向基板１３、並びにバリア基板１４のそれぞれの構成について、詳細を説明する。
素子基板１１は、図３中のＣ−Ｃ線における断面図である図６に示すように、第１基板５１を有している。第１基板５１は、例えばガラスなどの光透過性を有する材料で構成されており、表示面９側に向けられた第１面５３ａと、底面２０側に向けられた第２面５３ｂとを有している。第１基板５１の第１面５３ａには、ゲート絶縁層５７と、絶縁層５９と、配向膜６１とが設けられている。

また、素子基板１１には、各画素７に対応して、スイッチング素子の１つであるＴＦＴ（Thin Film Transistor）素子６５と、共通電極６８と、画素電極６９とが、第１基板５１の第１面５３ａ側に設けられている。
ＴＦＴ素子６５は、ゲート電極７１と、半導体層７３と、ソース電極７５と、ドレイン電極７７とを有している。

共通電極６８は、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などの光透過性を有する材料で構成され、第１基板５１の画素７領域を第１面５３ａ側から覆っている。共通電極６８は、ゲート絶縁層５７によって表示面９側すなわち液晶１５側から覆われている。なお、共通電極６８は、後述する共通線につながっている。

ゲート電極７１は、第１基板５１の第１面５３ａに、共通電極６８から独立して設けられており、ゲート絶縁層５７によって表示面９側から覆われている。なお、ゲート電極７１は、後述するゲート線につながっている。また、ゲート絶縁層５７の材料としては、例えば、ＳｉＯやＳｉＮなどの光透過性を有する材料が採用され得る。
半導体層７３は、例えばアモルファスシリコンで構成されており、ゲート絶縁層５７を挟んでゲート電極７１に対向する位置に設けられている。半導体層７３には、図示しないソース領域と、ドレイン領域とが設けられている。

ソース電極７５は、ゲート絶縁層５７の表示面９側に設けられており、一部が半導体層７３のソース領域に重なっている。なお、ソース電極７５は、後述するデータ線につながっている。
ドレイン電極７７は、ゲート絶縁層５７の表示面９側に設けられており、一部が半導体層７３のドレイン領域に重なっている。
上記の構成を有するＴＦＴ素子６５は、絶縁層５９によって表示面９側から覆われている。なお、絶縁層５９の材料としては、例えば、ＳｉＯ、ＳｉＮ、アクリル系の樹脂などの光透過性を有する材料が採用され得る。

画素電極６９は、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などの光透過性を有する材料で構成され、絶縁層５９の表示面９側に設けられている。画素電極６９は、絶縁層５９に設けられたコンタクトホール７９を介してドレイン電極７７につながっている。
配向膜６１は、例えばポリイミドなどの光透過性を有する材料で構成されており、絶縁層５９及び画素電極６９を表示面９側から覆っている。なお、配向膜６１には、配向処理が施されている。

対向基板１３は、第２基板８１を有している。第２基板８１は、例えばガラスなどの光透過性を有する材料で構成されており、表示面９側に向けられた外向面８３ａと、底面２０側に向けられた対向面８３ｂとを有している。
第２基板８１の対向面８３ｂには、各画素７を区画する光吸収層８５が領域ＢＭにわたって設けられている。各画素７は、光吸収層８５によって囲まれた領域であると定義され得る。光吸収層８５は、光吸収性を有する材料で構成され、第２基板８１の対向面８３ｂに、平面視で格子状に設けられている。

第２基板８１の対向面８３ｂには、光吸収層８５によって囲まれた各領域、すなわち各画素７の領域を底面２０側から覆うカラーフィルタ８７が設けられている。
ここで、カラーフィルタ８７は、入射された光のうち所定の波長域の光を透過させることができる。カラーフィルタ８７は、画素７ｒ、画素７ｇ及び画素７ｂごとに異なる色に着色された樹脂などで構成されている。画素７ｒに対応するカラーフィルタ８７は、Ｒの光を透過させることができる。画素７ｇに対応するカラーフィルタ８７はＧの光を透過させ、画素７ｂに対応するカラーフィルタ８７はＢの光を透過させることができる。

また、対向基板１３には、対向面８３ｂ側に、オーバーコート層９１と、配向膜９５とが設けられている。
オーバーコート層９１は、光透過性を有する樹脂などで構成されており、光吸収層８５及びカラーフィルタ８７を底面２０側から覆っている。
配向膜９５は、例えばポリイミドなどの光透過性を有する材料で構成されており、オーバーコート層９１を底面２０側から覆っている。なお、配向膜９５には、配向処理が施されている。

ここで、各画素７におけるＴＦＴ素子６５、共通電極６８及び画素電極６９の配置について説明する。
画素電極６９は、図７に示すように、画素７の領域にわたって設けられており、複数のスリット部１０１を有している。図７では、構成をわかりやすく示すため、画素電極６９にハッチングが施されている。複数のスリット部１０１は、各スリット部１０１がＹ方向に交差する方向に沿って延びており、Ｙ方向に沿って所定間隔で並んでいる。なお、各スリット部１０１が延びる方向は、Ｘ方向から傾斜している。

共通電極６８は、画素電極６９を覆う領域に設けられている。Ｘ方向に隣り合う画素７間において、共通電極６８同士は、共通線１０３によって接続されている。
各画素７において、共通電極６８及び画素電極６９は、それぞれの周縁部が領域ＢＭに重なっている。

ＴＦＴ素子６５は、図７で見て左側の領域ＢＭ内に設けられており、ドレイン電極７７が領域ＢＭ内から画素７領域内に延長されている。Ｘ方向に隣り合う画素７間において、ゲート電極７１同士は、ゲート線１０７によって接続されている。また、Ｙ方向に隣り合う画素７間において、ソース電極７５同士は、データ線１０９によって接続されている。
なお、図６におけるＴＦＴ素子６５、共通電極６８及び画素電極６９の断面は、図７中のＤ−Ｄ線における断面に相当している。

素子基板１１及び対向基板１３の間に介在する液晶１５は、図６に示すように、配向膜６１と配向膜９５との間に介在している。配向膜６１及び配向膜９５のそれぞれは、配向処理が施されている。配向処理が施された配向膜６１及び配向膜９５によって、液晶１５の初期的な配向状態が制御される。

バリア基板１４は、図６に示すように、第３基板１１１を有している。第３基板１１１は、例えばガラスなどの光透過性を有する材料で構成されている。
第３基板１１１の底面２０側すなわち対向基板１３側には、遮光膜１１３が表示領域８にわたって設けられている。
バリア基板１４は、遮光膜１１３が対向基板１３側に向けられた状態で、第２基板８１の外向面８３ａに、光透過性を有する接着剤１１５を介して貼り付けられている。

遮光膜１１３は、平面図である図８（ａ）に示すように、複数組の画素群４３に対応する複数の開口部１１７が設けられている。複数の開口部１１７は、１つの画素群４３に１つの開口部１１７が対応している。
各開口部１１７は、遮光膜１１３の１つの画素群４３に対応する部位を拡大した図である図８（ｂ）に示すように、１つの画素群４３を構成する第１の画素７₁及び第２の画素７₂に重なる領域に設けられている。

各開口部１１７の輪郭は、Ｘ方向に向き合う縁部１１８ａと縁部１１８ｂとのそれぞれが、輪郭の外側に向かって凸となる極大部１１９を有している。本実施形態では、縁部１１８ａ及び縁部１１８ｂのそれぞれが、極大部１１９を有する直線で構成されており、開口部１１７の輪郭がひし形を呈している。

上記の構成を有する表示装置１では、ＴＦＴ素子６５のＯＦＦ状態及びＯＮ状態の切り替えにより、表示が制御される。
本実施形態では、液晶パネル６における液晶１５の初期的な配向方向１２１は、ＴＦＴ素子６５がＯＦＦ状態のときの偏光状態を示す図である図９（ａ）に示すように、偏光板１７ａの透過軸１２３ａに沿った方向に設定されている。

そして、ＴＦＴ素子６５がＯＮ状態のときに、共通電極６８と画素電極６９とによって電界が形成される。
このとき、液晶１５の配向方向１２１は、ＴＦＴ素子６５がＯＮ状態のときの偏光状態を示す図である図９（ｂ）に示すように、平面視で偏光板１７ａの透過軸１２３ａに対してこの図で見て反時計方向に４５度の傾きを有する方向に変化する。

なお、図９（ａ）及び図９（ｂ）において、Ｘ’方向及びＹ’方向は、Ｘ’方向が偏光板１７ａの透過軸１２３ａに沿った方向を示し、Ｙ’方向が偏光板１７ｂの透過軸１２３ｂに沿った方向を示している。Ｘ’方向及びＹ’方向は、ＸＹ平面内で互いに直交する任意の２方向である。

底面２０側から偏光板１７ａを経て入射された入射光は、図９（ａ）及び図９（ｂ）に示すように、偏光板１７ａの透過軸１２３ａに沿った偏光軸を有する直線偏光１２５として液晶１５に入射される。
液晶１５に入射された直線偏光１２５は、ＴＦＴ素子６５がＯＦＦ状態のときに、図９（ａ）に示すように、偏光軸が液晶１５の配向方向１２１に沿っているため、偏光状態が維持されたまま直線偏光１２５として偏光板１７ｂに向けて射出される。偏光板１７ｂに向けて射出された直線偏光１２５は、偏光軸が偏光板１７ｂの透過軸１２３ｂに対して直交しているため、偏光板１７ｂによって吸収される。

他方で、ＴＦＴ素子６５がＯＮ状態のときに、直線偏光１２５は、図９（ｂ）に示すように、液晶１５によって１／２波長の位相差が与えられ、直線偏光１２５の偏光軸に直交する偏光軸を有する直線偏光１２７として偏光板１７ｂに入射される。偏光板１７ｂに入射された直線偏光１２７は、偏光軸が偏光板１７ｂの透過軸１２３ｂの方向に沿っているため、偏光板１７ｂを透過する。
本実施形態では、ＴＦＴ素子６５がＯＮ状態のときに表示面９から光が射出され、ＴＦＴ素子６５がＯＦＦ状態のときに表示面９からの光の射出が遮断される所謂ノーマリブラックの表示モードが採用されている。

ここで、表示装置１では、液晶パネル６と偏光板１７ｂとの間に、遮光膜１１３が設けられている。液晶パネル６を透過した光は、遮光膜１１３に設けられている複数の開口部１１７を経て偏光板１７ｂに向かう。このとき、各画素群４３を構成する第１の画素７₁及び第２の画素７₂から射出された光１３１及び１３３は、液晶パネル６及び遮光膜１１３を模式的に示す断面図である図１０に示すように、それぞれ、各画素群４３に対応する開口部１１７を経る。そして、第１の画素７₁からの光１３１が第１の範囲１３５に及び、第２の画素７₂からの光１３３が第２の範囲１３７に及ぶ。なお、図１０に示す断面は、図８（ｂ）中のＥ−Ｅ線における断面に相当している。

第１の範囲１３５からは、開口部１１７を介して第１の画素７₁が視認され得る。第２の範囲１３７からは、開口部１１７を介して第２の画素７₂が視認され得る。第１の範囲１３５内に視点があれば、複数の第１の画素７₁からの光１３１によって形成される第１の画像が視認され得る。第２の範囲１３７内に視点があれば、複数の第２の画素７₂からの光１３３によって形成される第２の画像が視認され得る。つまり、表示装置１では、第１の画像を第１の範囲１３５に表示し、第２の画像を、第１の範囲１３５とは異なる第２の範囲１３７に表示する所謂指向性表示を行うことができる。

本実施形態では、図１０に示す第１の範囲１３５及び第２の範囲１３７に、互いに重複する範囲１３９がある。この範囲１３９からは、第１の画像と第２の画像とが重畳した状態で視認される。第１の範囲１３５から範囲１３９を除いた範囲１４１ａ（以下、適視範囲１４１ａと呼ぶ）からは、第１の画像だけが視認され得る。また、第２の範囲１３７から範囲１３９を除いた範囲１４１ｂ（以下、適視範囲１４１ｂと呼ぶ）からは、第２の画像だけが視認され得る。

ここで、第１の画素７₁からの光１３１が縁部１１８ａで回折して回折光１３１ａが発生し、第２の画素７₂からの光１３３が縁部１１８ｂで回折して回折光１３３ａが発生することがある。回折光１３１ａや回折光１３３ａが発生すると、範囲１３９が外側に広がってしまう。つまり、適視範囲１４１ａや適視範囲１４１ｂが狭まってしまう。回折の方向は、平面視で縁部１１８ａや縁部１１８ｂの法線方向である。従って、矩形の開口部１４３の例を示す平面図である図１１（ａ）に示すように、Ｙ方向に沿って延びる縁部１１８ａや縁部１１８ｂを有する輪郭の場合、回折光１３３ａや回折光１３１ａの回折方向がＸ方向に一致してしまう。

本実施形態では、開口部１１７の輪郭における縁部１１８ａと縁部１１８ｂとが、図１１（ｂ）に示すように、それぞれ極大部１１９を有している。各縁部１１８ａ及び１１８ｂの法線方向は、Ｘ方向に交差する方向となる。従って、Ｘ方向に回折する回折光１３１ａや回折光１３３ａの発生が極めて低く抑えられる。これにより、図１１（ａ）に示す開口部１４３に比較して、範囲１３９を軽減することができる。

なお、本実施形態において、遮光膜１１３が遮光素子に対応している。
本実施形態では、画素群４３ごとに独立した開口部１１７が設けられた遮光膜１１３を例に説明したが、遮光膜１１３はこれに限定されず、図１２に示すように、Ｙ方向に隣り合う画素群４３間で連接した開口部１１７を設けた構成も採用され得る。開口部１１７の輪郭は、１つの画素群４３に重なる領域内で、Ｘ方向に向き合う縁部１１８ａと縁部１１８ｂとのそれぞれが、輪郭の外側に向かって凸となる極大部１１９を有していればよい。

また、開口部１１７の輪郭形状は、ひし形に限定されず、例えば、図１３（ａ）に示すように、Ｙ方向に向き合う縁部１１８ｃを有する６角形や、図１３（ｂ）に示す楕円形など、種々の形状が採用され得る。
図１３（ａ）に示す開口部１１７の輪郭形状の場合、Ｘ方向に沿って延びる各縁部１１８ｃが領域ＢＭ内にあれば、Ｙ方向への回折の発生を抑えつつ、開口部１１７の開口面積を広くすることができる観点で好ましい。これにより、開口部１１７を経る光１３１及び１３３の量を多くすることができ、画像を明るく表示することができる。

また、本実施形態では、ＦＦＳ型の液晶１５を例に説明したが、液晶１５はこれに限定されず、ＴＮ（Twisted Nematic）型、ＩＰＳ（In Plane Switching）型、ＶＡ（Vertical Alignment）型等の種々の型が採用され得る。

また、本実施形態では、ノーマリブラックの表示モードの場合を例に説明したが、表示モードはこれに限定されず、ノーマリホワイトも採用され得る。

また、本実施形態では、複数組の画素群４３が、図５に示すように、Ｘ方向及びＹ方向のそれぞれの方向に沿ってマトリクス状に配列した場合を例に説明したが、複数組の画素群４３の配列はこれに限定されない。複数組の画素群４３の配列は、例えば、図１４に示すように、Ｙ方向にシグザグに並んだ配列も採用され得る。図１４に示す配列の場合、図４に示す第１の画素７₁と第２の画素７₂とは、Ｘ方向に交互に並んでいるとともに、Ｙ方向にも交互に並んでいる。

この場合、複数組の画素群４３がＹ方向にシグザグに並んでいるので、各画素群４３に対応して設けられる複数の開口部１１７も、図１５に示すように、Ｙ方向にジグザグに並ぶ。
ここで、縁部１１８ａや縁部１１８ｂが極大部１１９を有する場合、これらの縁部１１８ａや縁部１１８ｂで光１３１や光１３３が回折する方向は、前述したように縁部１１８ａや縁部１１８ｂの法線方向である。

複数の開口部１１７がＸ方向及びＹ方向のそれぞれの方向に沿って配列する場合、斜め方向に隣り合う２つの縁部１１８ａが、図１６に示すように、共通の法線１５１を有しやすくなる。この場合、法線１５１の２つの起点１５３のそれぞれで回折した回折光１３３ａ同士が干渉して、干渉縞が発生することが考えられる。つまり、２つの起点１５３は、それぞれ、干渉し合う２つの回折光１３３ａが射出される位置すなわち波源となる。

他方で、複数の開口部１１７がＹ方向にジグザグに並ぶ場合、斜め方向に隣り合う２つの縁部１１８ａが共通の法線１５１を共有することを避けやすくすることができる。これにより、斜め方向に発生する干渉縞を極めて低く抑えることができ、斜め方向において第１の画像と第２の画像とが重畳する範囲を軽減することができる。

複数の開口部１１７がＹ方向にジグザグに並ぶ構成では、図１７に示すように、共通の法線１５１を共有する２つの縁部１１８ａが斜め方向に並ぶことが発生し得る。しかしながら、図１７に示す法線１５１の起点１５３同士間の距離は、図１６に示す法線１５１の起点１５３同士間の距離よりも長い。これは、干渉し合う２つの回折光１３３ａが射出される位置同士間の距離が、図１６に示す構成の場合よりも図１７に示す構成の場合の方が長いことを意味する。

つまり、図１７に示す構成では、波源同士間の距離を長くすることができる。これにより、図１に示す表示面９の法線方向と、干渉縞が発生する方向との角度を低減することができるので、干渉縞が発生する間隔を狭めることができる。従って、共通の法線１５１を共有する２つの縁部１１８ａが斜め方向に並んでいても、斜め方向において第１の画像と第２の画像とが重畳する範囲を狭く抑えることができる。

また、本実施形態では、複数の開口部１１７の各輪郭形状が、複数の開口部１１７のすべてにわたって同一形状である場合を例に説明したが、複数の開口部１１７の各輪郭形状はこれに限定されない。複数の開口部１１７の各輪郭形状は、例えば、図１８に示すように、マトリクス状に配列する複数組の画素群４３の行単位又は列単位で異なる輪郭形状が採用され得る。図１８に示す構成では、斜め方向に、同一形状の輪郭を有する開口部１１７が連続して出現する周期性を解消しやすくすることができる。

これにより、斜め方向に発生する干渉縞を軽減することができ、斜め方向において第１の画像と第２の画像とが重畳する範囲を軽減することができる。なお、図１８に示す構成では、ひし形の輪郭形状と楕円形の輪郭形状とが行単位で設定されているが、ひし形の輪郭形状と楕円形の輪郭形状とは、列単位で設定されていてもよい。

また、図１９に示すように、複数の開口部１１７がＹ方向にジグザグに並ぶ構成に対して行単位又は列単位で異なる輪郭形状を採用すれば、斜め方向において第１の画像と第２の画像とが重畳する範囲を一層軽減することができる。
図１８及び図１９のそれぞれに示す構成では、行単位又は列単位で異なる輪郭形状としてひし形及び楕円形が図示されているが、異なる輪郭形状はこれに限定されない。行単位又は列単位で異なる輪郭形状は、Ｘ方向に向き合う縁部１１８ａと縁部１１８ｂとのそれぞれが極大部１１９を有していれば、種々の形状が採用され得る。

上述した表示装置１は、例えば、図２０に示す電子機器２００の表示部２１０に適用され得る。この電子機器２００は、カーナビゲーションシステム用の表示機器である。電子機器２００では、表示装置１が適用された表示部２１０によって、例えば、運転席側から第１の画像として地図などの画像が視認され、助手席側から第２の画像として映画などの画像が視認され得る。さらに、電子機器２００では、第１の画像と第２の画像とが重畳する範囲１３９の軽減が図られ、広い適視範囲１４１ａから第１の画像が視認され、広い適視範囲１４１ｂから第２の画像が視認され得る。
なお、電子機器２００としては、カーナビゲーションシステム用の表示機器に限られず、携帯電話機、モバイルコンピュータ、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、車載機器、オーディオ機器等の種々の電子機器が挙げられる。

本発明の実施形態における表示装置の主要構成を示す分解斜視図。 図１中のＡ−Ａ線における断面図。 実施形態における複数の画素の一部を示す平面図。 実施形態における複数の画素の一部を示す平面図。 実施形態における複数組の画素群の配列を説明する平面図。 図３中のＣ−Ｃ線における断面図。 実施形態におけるＴＦＴ素子、共通電極及び画素電極の配置を示す平面図。 実施形態における遮光膜の平面図。 実施形態における表示装置の偏光状態を説明する図。 図８（ｂ）中のＥ−Ｅ線で切断したときの液晶パネル及び遮光膜を模式的に示す断面図。 実施形態における表示装置の効果の１つを説明する図。 実施形態における遮光膜の他の例を示す平面図。 実施形態における遮光膜に設けられる開口部の輪郭形状の他の例を説明する平面図。 実施形態における複数組の画素群の配列の他の例を説明する平面図。 実施形態における遮光膜のさらに他の例を示す平面図。 実施形態における遮光膜の平面図。 実施形態における表示装置の効果の１つを説明する図。 実施形態における遮光膜の別の例を示す平面図。 実施形態における遮光膜のさらに別の例を示す平面図。 実施形態における表示装置を適用した電子機器の斜視図。 従来技術の課題を説明する断面図。

符号の説明

１…表示装置、３…表示パネル、６、液晶パネル、７…画素、７₁…第１の画素、７₂…第２の画素、９…表示面、１１…素子基板、１３…対向基板、１４…バリア基板、１５…液晶、２０…底面、４３…画素群、５１…第１基板、６５…ＴＦＴ素子、６８…共通電極、６９…画素電極、８１…第２基板、１１１…第３基板、１１３…遮光膜、１１７…開口部、１１８ａ，１１８ｂ…縁部、１１９…極大部、１３１，１３３…光、１３１ａ，１３３ａ…回折光、１３５…第１の範囲、１３７…第２の範囲、１４１ａ，１４１ｂ…適視範囲、２００…電子機器、２１０…表示部、Ｍ…マトリクス。

Claims (6)

1. マトリクス状に配列する複数の画素と、平面視で前記複数の画素に重なる遮光素子と、を有し、
   前記複数の画素は、前記マトリクスの行方向及び列方向のいずれか一方の方向に、第１の画像を形成する第１の前記画素と、第２の画像を形成する第２の前記画素とが交互に並んでいるとともに、前記一方の方向に隣り合う前記第１の画素及び前記第２の画素の２つの前記画素ごとに、前記２つの画素を１組とする複数組の画素群にわけられており、
   前記複数組の画素群は、各前記画素群における前記第１の画素及び前記第２の画素の並び順が、前記複数組の画素群の間で統一されており、
   前記遮光素子には、前記画素群ごとに、前記２つの画素に重なる領域が開口された開口部が設けられており、
   前記開口部の輪郭は、１組の前記画素群において前記一方の方向に向き合う２つの縁部が、それぞれ、平面視で前記輪郭の外側に向かって凸となる１つの極大部を有することを特徴とする電気光学装置。
2. 前記複数の画素は、前記マトリクスの前記行方向及び前記列方向の他方の方向にも、前記第１の画素と前記第２の画素とが交互に並んでいることを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
3. 前記開口部は、前記輪郭の形状が前記マトリクスの行単位又は列単位で異なることを特徴とする請求項２に記載の電気光学装置。
4. 前記開口部は、前記輪郭の形状がひし形であることを特徴とする請求項１又は２に記載の電気光学装置。
5. 前記開口部は、前記輪郭の形状が楕円形であることを特徴とする請求項１又は２に記載の電気光学装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか一項に記載の電気光学装置を表示部として備えたことを特徴とする電子機器。

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