JP5224861B2 - 液晶装置及び電子機器 - Google Patents

Description

本発明は液晶装置及び電子機器に係り、特に、液晶装置において画像表示の視角特性を制御するための構造に関する。

一般に、液晶装置は見る方向（視角）によって表示画像のコントラストが大きく変化するため、用途に応じて所望の視角特性を得るために形式を適宜に選定したり、或いは、光学要素等により視角特性を種々に設計することが行われる。

たとえば、広い視野角範囲において表示画像が良好に視認できるようにするための液晶形式としては、ＩＰＳ（In-Plane Switching）モードやＦＦＳ（Fringe Field Switching）モードの液晶装置が知られている（例えば、以下の特許文献１参照）。また、表示用液晶セルに加えて視角補償用液晶セルを設け、視角補償用液晶セルによって視角特性を制御して広視野角と狭視野角を切り換えるようにした液晶装置も知られている（例えば、以下の特許文献２参照）。なお、この装置では、視角補償用液晶セルの電極パターンの一部を形成しないことで狭視野角制御時における高視角範囲の視認性をより低減している。さらに、ＲＧＢの表示用サブ画素の他に視角補償用画素を設け、この視角補償用画素を切り換えることで表示画像の視角特性を制御するようにした液晶装置も知られている（例えば、以下の特許文献３乃至６参照）。

上記のような視角補償用画素を含む液晶装置では、複数の視角補償用画素を能動素子を介して独立に制御可能とした構造（特許文献３）、視角特性の偏りが上下方向及び左右方向とされた２種類の視角補償用画素を適宜に配列させる方法（特許文献４）、複数の視角補償用画素を一括して駆動することでドライバ回路の負担を軽減した構造（特許文献５）、表示用サブ画素を駆動する表示用ドライバ回路とは反対側に視角補償用画素を駆動する視角補償用ドライバ回路を配置した構造（特許文献６）などが提案されている。
特開２００８−５１８４６号公報 特開２００５−２９２５８６号公報 特開２００７−７９５２５号公報 特開２００７−１７８７３６号公報 特開２００７−１７８７３８号公報 特開２００７−１７８７３９号公報

しかしながら、前述の視角補償用液晶セルの電極パターンの一部を形成しないことで狭視野角制御時の高視角範囲の視認性を低下させる方法では、視角補償用液晶セルを用いる必要があるため、表示画像が全体として暗くなるという問題点がある。

一方、視角補償用画素を含む液晶装置のうち、複数の視角補償用画素を能動素子を介して独立に制御可能とした構造、或いは、表示用サブ画素を駆動する表示用ドライバ回路とは反対側に視角補償用画素を駆動する視角補償用ドライバ回路を配置した構造では、液晶装置を駆動するドライバ回路の負担が大きくなり、画素数が増大した場合と同様に製造コストも増大するという問題点がある。

さらに、視角特性の偏りを上下方向及び左右方向とした２種類の視角補償用画素を適宜に配列させる方法では、上下方向及び左右方向のいずれにおいても狭視野角となるため、広視野角を有する部分を残すことができず、利用者本人にとっても使いにくい装置となってしまうという問題点がある。

そこで、本発明は上記問題点を解決するものであり、その課題は、ドライバ回路の負担及び製造コストの増大を抑制しつつ、良好な視角特性を得ることのできる液晶装置を実現することにある。

上記課題を解決するための本発明の一側面によれば、表示画像を形成するための複数の表示用サブ画素と、該複数の表示用サブ画素にそれぞれ隣接して配置され表示用サブ画素と異なる視角特性を備えた視角補償用サブ画素とを有し、該視角補償用サブ画素が表示用サブ画素とは独立に駆動可能に構成された液晶装置において、第１の視角補償用サブ画素は、液晶に電界を印加するための第１の電極及び第２の電極を含む電界印加構造を有し、第２の視角補償用サブ画素は、電界印加構造のうち第１の電極と第２の電極の少なくとも一方を有せず、視角補償用サブ画素内における電圧印加面積が第１の視角補償用サブ画素と第２の視角補償用サブ画素との間で異なる液晶装置が提供される。

また、上記課題を解決するための本発明の他の一側面によれば、表示画像を形成するための複数の表示用サブ画素と、該複数の表示用サブ画素にそれぞれ隣接して配置され表示用サブ画素と異なる視角特性を備えた視角補償用サブ画素とを有し、該視角補償用サブ画素が表示用サブ画素とは独立に駆動可能に構成された液晶装置において、第１の視角補償用サブ画素は、液晶に電界を印加するための第１の電極及び第２の電極を含む電界印加構造を有し、電界印加構造は、液晶の厚み方向一側に第１の電極及び第２の電極が配置され、第１の電極と第２の電極の間に電位差を設けて横方向の電界を印加する横方向電界印加構造であり、横方向電界印加構造は、第１の電極に対して第２の電極が平面的に重なる第１の平面領域と、第１の電極に対して第２の電極が平面的に重ならない第２の平面領域とを有し、第２の視角補償用サブ画素は、横方向電界印加構造であり、第２の平面領域が存在しないか、或いは、第２の平面領域が第１の視角補償用サブ画素より小面積である液晶装置が提供される。

また、上記課題を解決するための本発明の他の一側面によれば、上記の液晶装置と、該液晶装置の制御手段とを搭載する電子機器が提供される。

かかる構成によれば、サブ画素内における電圧印加面積が相互に異なる視角補償用サブ画素が含まれることで、複数の視角補償用サブ画素を独立に駆動しなくても視角補償用サブ画素の種類ごとに異なる視角制御態様を実現することができるので、ドライバ回路の負担及び製造コストの増大を抑制することができる。また、複数の視角補償用サブ画素を用いることで視角補償用液晶セルを用いる必要がないため、表示画像が暗くなることがなく、しかも、電圧印加面積を異ならせるだけでよいため、必要な方位における高視角範囲に対してのみ視認性を低下させるなどといった視角の制御態様の設定が容易であり、利用者にとって使いやすい良好な視角特性を得ることができる。
また、第１の電極及び第２の電極の双方を有する第１の視角補償用サブ画素と、少なくとも一方の電極を有しない第２の視角補償用サブ画素とを設けることで、複数の視角補償用サブ画素を同様に駆動した場合でも、電圧印加範囲が全範囲となる画素（視角制御を果たすことのできる画素）と、電圧印加範囲のない画素（視角制御を果たすことのできない画素）とを適宜のパターンで設けることができるため、秘匿性を求められる視角範囲（例えば高視角範囲）における視認性を確実に低下させることができる。

次に、添付図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。

［第１実施形態］
最初に、図１乃至図８を参照して本発明に係る液晶装置の第１実施形態について説明する。この実施形態では、液晶装置の基本構成については図示を省略しているが、当該基本構成としては、例えば、ガラス等よりなる２枚の透明基板をシール材で貼り合わせ、その間に液晶を封入したセル構造を有する液晶パネルを有するとともに、当該液晶パネルを駆動するドライバ回路を備える。また、必要に応じてバックライト等を構成する照明ユニットを用いる。なお、液晶パネル、ドライバ回路、及び、照明ユニットについては後に電子機器の説明部分等において簡単に説明する。

図１乃至図４は本実施形態の液晶装置の駆動領域（表示領域）内に配列された画素Ｇの構造を示す拡大平面図、図５乃至図８は同実施形態の駆動領域内に配列された画素Ｇの構造を示す拡大縦断面図である。最初に、図１及び図５を参照して第１の視角補償用サブ画素を備えた画素構成について説明する。図１及び図５に示すように、画素Ｇは図示左側の三つのサブ画素Ｇｒ、Ｇｇ、Ｇｂと、一つのサブ画素Ｇｓを含む。サブ画素Ｇｒ、Ｇｇ、Ｇｂは、例えばＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のフィルタを含むことで構成される通常の表示用のサブ画素（以下、単に「表示用サブ画素Ｇｒ、Ｇｇ、Ｇｂ」という。）であり、これらのサブ画素の画素Ｇ中の数は図示例に限らず任意である。一方、図示右側の一つのサブ画素Ｇｓは視角補償用のサブ画素（以下、単に「視角補償用サブ画素Ｇｓ」という）であり、これも画素Ｇ中の数に制限はない。いずれにしても表示用サブ画素Ｇｒ、Ｇｇ、Ｇｂと視角補償用サブ画素Ｇｓとによって一つの画素Ｇが構成される。また、図示例では四つのサブ画素が図示横方向に一列に配列されるが、縦横に二つずつ配列されるなど画素Ｇ内のサブ画素の配列態様も任意である。なお、視角補償用サブ画素Ｇｓは本発明における上述の第１の視角補償用サブ画素である。さらに、本実施形態では画素ごとに視角補償用サブ画素を設けているが、これとは異なり、二以上の画素に一つの視角補償用サブ画素を設けてもよい。

表示用サブ画素Ｇｒ、Ｇｇ、Ｇｂ及び視角補償用サブ画素Ｇｓは、図５乃至図８に示す基板１１の内面上に形成された走査線１３と、該走査線１３と交差する絶縁膜１２上に形成された信号線１４とでマトリクス状に画成される平面領域にそれぞれ形成される。走査線１３と信号線１４は表示用サブ画素Ｇｒ、Ｇｇ、Ｇｂにおいてそれぞれ形成された半導体層１９によって形成される能動素子であるトランジスタ（図示例ではＴＦＴ；Thin Film Transistor）に接続される。このトランジスタは走査線１３の電位をゲート電位とし、当該ゲート電位に応じて表示データとしての信号線１４の電位を絶縁膜１５上に形成された画素電極１６に供給する。画素電極１６は好ましくはアルミニウム等等の金属よりなり、各表示用サブ画素Ｇｒ、Ｇｇ、Ｇｂ内を線状に延在する。図示例では、視野角特性の偏りを緩和するために異なる二方向に延在する屈折状の画素電極１６となっている。

基板１１の内面上にはさらに共通線１７が設けられ、この共通線１７は、各表示用サブ画素Ｇｒ、Ｇｇ、Ｇｂにそれぞれ形成され、上記画素電極１６と並行して絶縁膜１５上に設けられる金属等よりなる共通電極１８に導電接続される。共通電極１８は画素電極１６に隣接して対向し、画素電極１６と同様に二方向に延在する屈折形状を有している。画素電極１６と共通電極１８は各サブ画素内において相互に隣接して対向する各屈折部同士が平行となるように配置される。

一方、対向するもう一つの基板２１の内面上には上記表示用サブ画素Ｇｒ、Ｇｇ、Ｇｂ及び上記視角補償用サブ画素Ｇｓの各サブ画素間に遮光層２２が形成され、その上には絶縁膜２３を介して表示用サブ画素Ｇｒ、Ｇｇ、Ｇｂに対応する色フィルタ層２４ｆを有するカラーフィルタ２４が形成される。カラーフィルタ２４上にはさらに透明保護膜２５が形成される。なお、本実施形態や後述する他の実施形態のように基板２１上に対向電極が形成されない横方向電界制御型のパネルでは、基板２１の外面等に静電気除去用のＩＴＯその他の透明導電体等よりなる導電層を形成することが好ましい。

なお、上記基板１１と２１の間には所定の誘電異方性を備えた液晶３０が封入配置される。この液晶３０は基板１１及び２１の各内面上に形成された上記の構造の最上層にそれぞれ適宜の配向膜１１Ｉ、２１Ｉを設けることで、各基板１１、２１の内面と平行（すなわち水平）で、かつ、画素電極１６及び共通電極１８の延在方向と直交しない方向に配向される（初期配向状態）。ここで、画素電極１６と共通電極１８の間に所定の電位差が付与され、両電極間に所定の電界が生成されると、液晶３０は水平姿勢のまま回動し画素電極１６及び共通電極１８の延在方向と直交する方向に配向される（駆動時配向状態）。

基板１１と２１の外面上には偏光透過軸が相互に直交する偏光板２８、２９がそれぞれ配置され、上記液晶３０の配向方向と偏光板２８、２９の光透過特性とに応じて各表示用画素Ｇｒ、Ｇｇ、Ｇｂの光透過率が制御され、これらの表示用サブ画素Ｇｒ、Ｇｇ、Ｇｂの光透過率の組み合わせによって画素Ｇごとに所定の明度及び色相を表現することができる。したがって、複数の画素Ｇの配列された駆動領域によって所望の表示画像を形成することができる。

本実施形態では、基板１１の内面上に第１視角制御線３１が形成され、基板２１の内面上に第２視角制御線３３が形成される。そして、視角補償用サブ画素Ｇｓには絶縁膜１５上に第１の電極である画素電極３２が形成され、当該画素電極３２は上記第１視角制御線３１に導電接続される。また、上記画素電極３２に液晶３０を挟んで対向する透明保護膜２５上には第２の電極である対向電極３４が形成され、この対向電極３４は上記第２視角制御線３３に導電接続される。したがって、視角補償用サブ画素Ｇｓにおいては、液晶３０を挟んでその厚み方向両側に相互に対向する画素電極３２と対向電極３４が設けられ、これらの電極３２，３４間に第１視角制御線３１と第２視角制御線３３で一括して所定の電位差を与えることによって液晶３０の厚み方向（縦方向）の電界を形成することが可能になる。視角補償用サブ画素Ｇｓの画素電極３２と対向電極３４の間に電界が形成されていない状態では、液晶３０は上記と同様の初期配向状態とされ、電界が形成されると液晶３０が垂直に配向する。

本実施形態では、表示用サブ画素Ｇｒ、Ｇｇ、ＧｂにおいてはＩＰＳ（In-Plane Switching）モードの画素構造が構成され、視角補償用サブ画素Ｇｓでは縦電界モードの画素構造が形成される。ここで、一例として、正の誘電異方性を有する液晶３０の初期配向方向を、偏光板２８、２９の一方の光透過軸と直交させ、他方の光透過軸と平行にさせるとともに画素電極１６及び共通電極１８の延在方向に対して傾斜した方向（例えば４５度の方向）とすることで、表示用サブ画素Ｇｒ、Ｇｇ、Ｇｂでは、電圧無印加時に図２８の実線Ｙに示すように視角に拘らずブラック状態（光遮断状態）となる。そして、電圧印加時には、画素電極１６及び共通電極１８の延在方向と直交する方向に液晶３０が配向して図２８の実線Ｘに示すようにホワイト状態（光透過状態）となる。そして、この広視野角モードの視角特性（コントラスト比の視角依存性）は、図２９に実線Ｖで示すように広い視野角を有するものとなる。

これに対して、視角補償用サブ画素Ｇｓでは、電圧無印加時では上記と同様にブラック状態（光遮断状態）となる。一方、電圧印加時には液晶３０が垂直電界に沿って垂直に配向するので、図２８の点線Ｚに示すように、低視角範囲（視認側正面方向）ではリタデーションが得られずにブラック状態とされ光透過率が低い。これに対して、垂直配向の液晶３０に対して斜め方向に入射する光にはリタデーションが発生して光漏れが発生するので、高視角範囲の所定の視角でホワイト状態（光透過状態）となる。

広視野角モードでは、視角補償用サブ画素Ｇｓが電圧無印加状態とされてブラック状態（光遮断状態）とされるので、視角特性は表示画像を形成する表示用サブ画素Ｇｒ、Ｇｇ、Ｇｂのみによって決定され、これらがＩＰＳ（横電界）方式であるために、前述のように図２９の実線Ｖで示される広い視野角を有する視角特性が得られる。

一方、狭視野角モードでは視角補償用サブ画素Ｇｓが電圧印加状態とされる。この場合、前述の視角補償用サブ画素Ｇｓの特性により、低視角範囲（視認側正面方向）では影響がないが、高視角範囲（視認側斜め方向）では光漏れが発生してコントラストが低下するので、図２９の破線Ｗに示すように、狭い視野角しか得られなくなる。特に、図２９の破線Ｗの特性を左右方向の視角で得られるように構成すれば、表示画像の秘匿性を実現できる。

上記のようにして、図１及び図５に示す表示用サブ画素Ｇｒ、Ｇｇ、Ｇｂ及び視角補償用サブ画素Ｇｓを備えた画素Ｇを駆動領域内に縦横に配列させた液晶装置では、第１の視角補償用サブ画素Ｇｓのオンオフにより広視野角モードと狭視野角モードを切り換えることができる。しかしながら、これだけでは、狭視野角モードにおける高視角範囲でのコントラストを必ずしも充分に低減することができない場合がある。これは、図２９の実線Ｖに示す視角特性は理想的なものであり、実際には画素Ｇ内の視角補償用サブ画素Ｇｓの光漏れだけでは表示用サブ画素Ｇｒ、Ｇｇ、Ｇｂのコントラストを充分に低下させることができない場合があるからである。

そこで、本実施形態では、図２及び図６に示すように、上記第１の視角補償用サブ画素である視角補償用サブ画素Ｇｓに加えて、これとは異なる電圧印加面積を備えた第２の視角補償用サブ画素である視角補償用サブ画素Ｇｔを設けている。視角補償用サブ画素Ｇｔは、基本的には視角補償用サブ画素Ｇｓと同様の構成を有するが、図示のように画素電極３２が形成されていない点で異なる。画素電極３２が設けられていないことで、複数の視角補償用サブ画素Ｇｓ、Ｇｔに一括して駆動電圧を印加しても視角補償用サブ画素Ｇｔには縦電界が発生しないので、上述の光漏れは発生しない。したがって、視角補償用サブ画素Ｇｓを含む画素Ｇでは高視角範囲でコントラストが低下するが、視角補償用サブ画素Ｇｔを含む画素Ｇでは高視角範囲でもコントラストは低下しない。

上記のような第２の視角補償用サブ画素としては、図３及び図７に示すように、対向電極３４を形成しない視角補償用サブ画素Ｇｕでもよい。この場合でも、対向電極３４が存在しないために縦電界は発生せず、上記と同様になる。また、図４及び図８に示すように、画素電極３２と対向電極３４の双方を形成しない視角補償用サブ画素Ｇｖであっても同様である。なお、画素電極３２と対向電極３４の双方を設けないことで、隣接する表示用サブ画素Ｇｂの電極との間に生ずる横方向の電界が弱くなるため、視角補償用サブ画素Ｇｖの視角特性を視角補償用サブ画素Ｇｓの特性と大きく異ならせることができる。

本実施形態では、視角補償用サブ画素Ｇｓと視角補償用サブ画素Ｇｔ、Ｇｕ、Ｇｖとを設けることで、狭視野角モードにおいて上述の視角制御がなされる画素Ｇと上述の視角制御がなされない画素Ｇとを設けることが可能になる。したがって、視角制御の有無を所定のパターンで予め配列させておくことで、高視角範囲の視認性をさらに低下させることができる。なお、この視認性の低下については後に詳述する。

［第２実施形態］
次に、図９及び図１０を参照して、本発明に係る第２実施形態について説明する。図９は本実施形態の第２の視角補償用サブ画素を含む画素構造を示す拡大平面図、図１０は異なる態様の第２の視角補償用サブ画素を含む画素構造を示す拡大断面図である。本実施形態では基本的に第１実施形態と同一部分には同一符号を付し、それらの説明は省略する。

本実施形態では、図１及び図４に示す第１の視角補償用サブ画素Ｇｓは同様に構成されるが、第２の視角補償用サブ画素Ｇｗでは、図９に示すように、画素電極３２′が視角補償用サブ画素Ｇｓの画素電極３２より小面積とされている。このようにすると、画素電極３２′と対向電極３４の対向面積も小面積となるので、視角補償用サブ画素Ｇｗでは視角補償用サブ画素Ｇｓよりも電圧印加範囲が小面積となり、その結果、上述の視角制御の程度も小さくなる。このように電圧印加範囲が異なる二種類の視角補償用サブ画素Ｇｓ、Ｇｗが設けられるため、視角制御の高低を所定のパターンで予め配列させておくことで、高視角範囲の視認性をさらに低下させることができる。

図１０は異なる態様の視角補償用サブ画素Ｇｗ′を示す。この視角補償用サブ画素Ｇｗ′では、対向電極３４′が視角補償用サブ画素Ｇｓの対向電極３４よりも小面積とされる。この態様でも、上記と同様に画素電極３２と対向電極３４′の対向面積が視角補償用サブ画素Ｇｓの対向面積よりも小面積となるので、視角補償用サブ画素Ｇｗ′における視角制御の程度を小さくすることができる。

なお、画素電極と対向電極の双方の面積を視角補償用サブ画素Ｇｓのそれよりも小面積とすることも可能であり、この場合でも、画素電極と対向電極の対向面積を小さくすることができる。ただし、この場合には、視角制御の程度はあくまでも両電極の対向面積の大小に依存するので、両電極間の形成位置がずれている場合等において個々の電極の面積の大小とは必ずしも視角制御の程度が対応しない態様が存在する。

［第３実施形態］
次に、図１１乃至図２０を参照して本発明に係る第３実施形態について説明する。図１１及び図１７は第１の視角補償用サブ画素を含む画素構造を示す拡大平面図及び拡大縦断面図、図１２乃至図１６及び図１８乃至図２０は第２の視角補償用サブ画素を含む画素構造を示す拡大平面図及び拡大縦断面図である。

最初に図１１及び図１７を参照して第１の視角補償用サブ画素を含む画素構造について説明する。本実施形態においても、先の第１の実施形態と同様に、駆動領域内において配列される複数の画素Ｇは、表示用サブ画素Ｇｒ、Ｇｇ、Ｇｂと視角補償用サブ画素Ｇｓとを含む。

基板４１の内面上には、走査線４２、信号線４３、共通線４４が縦横に形成され、走査線４２及び信号線は半導体層４９を含むトランジスタを介して画素電極４５に接続され、共通線４４は共通電極４６に接続されている。画素電極４５は共通電極４６と平面的に重なる範囲に形成されているが、当該範囲において画素電極４５はスリット状の開口部４５ａを備えた梯子状の平面パターンで構成される。当該梯子状のパターンは、広い視野角方位を得るために屈折した平面形状とされる。基板４１上においては、上記構造が絶縁膜４７、４８等を介して積層され、最上層には配向膜４１Ｉが形成される。

一方、基板５１の内面上には、遮光層５２、絶縁膜５３、カラーフィルタ層５４、透明保護膜５５が順次に積層され、最上層には配向膜５１Ｉが形成される。カラーフィルタ層５４には表示用サブ画素Ｇｒ、Ｇｇ、Ｇｂごとに対応する色フィルタ層５４ｆが配置されてなる。

両基板４１と５１の間には液晶６０が配置され、当該液晶６０は、上記配向膜４１Ｉ、５１Ｉの配向能に応じて水平方向に向いた初期配向状態を有する。

一方、基板４１の内面上には視角制御線６１も形成され、この視角制御線６１は視角補償用サブ画素Ｇｓにおいて形成された画素電極６２に導電接続される。また、視角補償用サブ画素Ｇｓでは共通電極６３が設けられ、この共通電極６３は上記共通線４４に導電接続される。画素電極６２は共通電極６３と平面的に重なる範囲に形成されるが、当該範囲内には画素電極６２のスリット状の開口部６２ａが設けられ、これによって画素電極６２が梯子状の平面パターンとされる。したがって、視角補償用サブ画素Ｇｓでは、画素電極６２が共通電極６３と平面的に重なる第１の平面領域と、画素電極６２が共通電極６３と平面的に重ならない第２の平面領域とが構成される。

本実施形態では、表示用サブ画素Ｇｒ、Ｇｇ、Ｇｂと視角補償用サブ画素ＧｓのいずれにおいてもＦＦＳ（Fringe Field Switching）モードの画素構造が設けられ、画素電極４５、６２と共通電極４６、６３との間にそれぞれ横方向（正確には斜め方向）の電界が形成される構造となっている。ただし、表示用サブ画素Ｇｒ，Ｇｇ、Ｇｂと視角補償用サブ画素Ｇｓとでは画素電極４５のスリット４５ａと画素電極６２のスリット６２ａの延長方向が異なるため、電圧印加時における液晶６０の配向方向が異なることにより、電圧印加時に表示用サブ画素Ｇｒ、Ｇｇ、Ｇｂがホワイト状態（光透過状態）となっても、視角補償用サブ画素Ｇｓでは低視角範囲（視認側正面方向）でブラック状態（光遮断状態）となるように構成できる。一方、視角補償用サブ画素Ｇｓでは、画素電極６２の幅方向（図示上下方向）の中央部及び開口部６２ａの同幅方向の中央部においては斜め電界により液晶６０が垂直方向に立った姿勢となるため、左右方向に斜めに入射した光を透過し、これによって高視角範囲で光漏れを生ずる。したがって、第１実施形態と同様に視角補償用サブ画素Ｇｓによって狭視野角モードを実現することができる。

本実施形態の場合においても、第１の視角補償用サブ画素Ｇｓのほかに、図１２乃至図１６及び図１８乃至図２０に示す第２の視角補償用サブ画素Ｇｔ、Ｇｐ、Ｇｕ、Ｇｗ、Ｇｗ′を設ける。ここで、図１２及び図１８に示す視角補償用サブ画素Ｇｔでは画素電極６２が形成されず、図１４及び図２０に示す視角補償用サブ画素Ｇｕでは共通電極６３が形成されない。また、図示しないが、画素電極６２と共通電極６３の双方を形成しない視角補償用サブ画素を構成してもよい。これらのいずれの構成でも、視角補償用サブ画素Ｇｔ、Ｇｕは視角制御機能を発揮できない。

本実施形態では、図１３及び図１９に示すように、視角補償用サブ画素Ｇｐとして、画素電極６２′に開口部を設けず、共通電極６３がほぼ全面的に画素電極６２′に対向する構造が考えられる。この構造においては、画素電極６２′に開口部が設けられないことで、画素電極６２′の電界遮蔽効果により視角補償用サブ画素Ｇｐ内に横方向の電界が発生しなくなるため、上記のように画素電極６２と共通電極６３の少なくとも一方を形成しない構成と同様に視角制御機能をなくすことができる。ただし、この場合には、隣接する表示用サブ画素との間に形成される横方向の電界の影響を相対的に低減することができ、これによる視角制御機能の部分的劣化を抑制できる。なお、この例において、共通電極６３を全く形成しない構成を採用することも可能である。

図１５に示す視角補償用サブ画素Ｇｗは上記第２実施形態と類似して共通電極６３′の面積を視角補償用サブ画素Ｇｓの共通電極６３に比べて小面積としたもの、図１６に示す視角補償用サブ画素Ｇｗ′は画素電極６２″の面積を視角補償用サブ画素Ｇｓの画素電極６２に比べて小面積としたものである。いずれの構成でも、画素電極と共通電極の間に形成される横方向の電圧印加面積を狭くすることができるので、第２実施形態と同様の作用効果を奏する。

［実施形態の作用効果］
次に、上記第１実施形態乃至第３実施形態の構成の作用効果について説明する。上記各実施形態では基本的に電圧印加面積の異なる第１の視角補償用サブ画素と第２の視角補償用サブ画素とを設けることで同様の作用効果を奏するので、ここでは第１実施形態の作用効果について説明し、他の実施形態については省略する。

図２１は、第１実施形態の液晶装置のドライバ回路と配線構造の関係を模式的に示す概略構成図である。上記の複数の走査線１３は走査線ドライバ回路Ｘｄによって駆動され、上記の複数の信号線１４は信号線ドライバ回路Ｙｄによって駆動される。なお、表示用サブ画素Ｇｒ、Ｇｇ、Ｇｂには画素電極１６と共通線１７に接続された共通電極１８とによって横方向の電界が付与される。

一方、視角補償用サブ画素Ｇｓには第１視角制御線３１に接続された画素電極３２と第２視角制御線３３に接続された対向電極３４とによって縦方向の電界が付与される。ただし、上述のように画素Ｇによっては視角補償用サブ画素Ｇｔ（或いはＧｕ、Ｇｖ）が形成されることで電界は付与されない。一方、その代わりに視角補償用サブ画素Ｇｗ、Ｇｗ′が形成される場合には、制限された電界印加範囲においてのみ縦方向の電界が付与される。

視角補償用サブ画素Ｇｓ、Ｇｔ、Ｇｕ、Ｇｖ、Ｇｗ、Ｇｗ′には共通の上記第１視角制御線３１及び第２視角制御線３３が接続され、全ての視角補償用サブ画素に共通の電位が与えられる。したがって、表示用サブ画素Ｇｒ、Ｇｇ、Ｇｂのようにサブ画素ごとに独立して制御することができないが、その反面、ドライバ回路の負荷を軽減することができ、製造コストも低減できる。

図２２は、液晶装置の駆動領域Ｄ内において、第１の視角補償用サブ画素Ｇｓを含む画素Ｇと、第２の視角補償用サブ画素Ｇｔ（Ｇｕ、Ｇｖ、Ｇｗ、Ｇｗ′）を含む画素Ｇとを所定の配列態様とすることで平面パターンＰを構成した例を示す。ここで、単位パターン部Ｐｕとして文字（欧文字）を用い、この単位パターン部Ｐｕを複数適宜の態様で配列させることで上記平面パターンＰを構成している。単位パターン部Ｐｕは文字のみでなく、文字、図形、記号、或いはこれらの結合したもので構成できる。また、単位パターン部Ｐｕは一種のみでなく、複数種類を用いて適宜に配列させてもよい。図示例の場合には複数種の文字を配列させて意味のある文字列を構成している。ここで、第１の視角補償用サブ画素を含む画素Ｇで図の白地を形成し、第２の視角補償用サブ画素を含む画素Ｇで文字の黒部分を形成しているが、白黒が逆であっても構わない。

図２３は、駆動領域Ｄ内に上記表示用サブ画素Ｇｒ、Ｇｇ、Ｇｂによって形成した所定の表示画像Ｅの例を示す。図示例は、表示画像Ｅを低視角範囲（視認側正面方向）から見た様子、或いは、広視野角モードで高視角範囲（視認側斜め方向）から見た様子を示している。

図２４は、第１の視角補償用サブ画素Ｇｓのみを設けた場合において駆動領域Ｄ内に表示画像Ｅを表示させたときに、狭視野角モードで高視角範囲から見た様子を示す。この場合には、狭視野角モードであるために高視角範囲からは表示画像Ｅのコントラストが低下して見えるが、視角によっては完全に見えない状態とはならない。

図２５は、本実施形態の場合において、駆動領域Ｄ内に表示画像Ｅを表示させたときに、狭視野角モードで高視角範囲から見た様子を示す。本実施形態では、第１の視角補償用サブ画素と第２の視角補償用サブ画素とによって図２２の平面パターンＰを構成したため、視角補償用サブ画素が駆動されている状態では高視角範囲では低コントラストの表示画像Ｅと平面パターンＰとが重なって視認され、これによって表示画像Ｅの秘匿性が大幅に向上することがわかる。特に、単位パターン部Ｐｕや平面パターンＰが何らかの意味のあるパターン構成となっている場合には、高視角範囲から見た者は当該意味のあるパターン構成に気をとられるので、さらに表示画像Ｅの秘匿性が高められる。

なお、上記各実施形態では相互に電圧印加面積の異なる第１の視角補償用サブ画素と第２の視角補償用サブ画素の組み合わせで秘匿性を高めた例を示したが、本発明は上記の各例中から電圧印加面積の異なる３種以上の異なる特性を有する視角補償用サブ画素を選択して設け、それぞれにおいて異なる視角制御の態様を実現するようにしてもよい。例えば、視角補償用サブ画素ＧｓとＧｔとＧｗの３種を適宜に分散させて配列してもよい。

また、上記の各実施形態では表示用サブ画素を横方向電界モードの画素構造とし、視角補償用サブ画素を機能させない場合（広視野角モード）において広い視野角が得られるように構成しているが、本発明はこのような態様に限られず、例えば、縦方向電界モードの画素構造としてもよい。

さらに、上記各実施形態では広視野角モードと狭視野角モードとを視角補償用サブ画素のオンオフによって切り替えるように構成しているが、常時狭視野角モードとなるように、視角補償用サブ画素の視角制御機能を常に発揮するように構成したものであってもよい。

［電子機器］
最後に、上記各実施形態の液晶装置１を搭載した電子機器について説明する。図２６は、本発明に係る電子機器の一実施形態である携帯電話機を示している。ここに示す携帯電話機２００は、複数の操作ボタン、送話口などを備えた操作部２０１と、受話口などを備えた表示部２０２とを有し、表示部２０２の内部に上記の各実施形態に示した液晶装置１００が組み込まれてなる。そして表示部２０２の表面（内面）上において液晶装置１００の表示領域（上記の駆動領域Ｄ）を視認することができるようになっている。この場合、携帯電話機２００の内部には、上記液晶装置１００を制御する後述する表示制御回路が設けられる。この表示制御回路は公知のドライバ回路１２０に対して所定の制御信号を送り、液晶装置１００の表示態様を決定する。

図２７は電子機器における液晶装置１００に対する制御系（表示制御系）の全体構成を示す概略構成図である。ここに示す電子機器（上記携帯電話機２００）は、表示情報出力源２９１と、表示情報処理回路２９２と、電源回路２９３と、タイミングジェネレータ２９４と、照明ユニット１３０への電力供給を行う光源制御回路２９５とを含む表示制御回路２９０を有する。また、液晶装置１００には、上述の構成を有する液晶表示体である液晶パネル１１０と、この液晶パネル１１０を駆動するドライバ回路１２０と、液晶パネル１１０を照明する照明ユニット１３０とが設けられている。

表示情報出力源２９１は、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）等からなるメモリと、磁気記録ディスクや光記録ディスク等からなるストレージユニットと、デジタル画像信号を同調出力する同調回路とを備え、タイミングジェネレータ２９４によって生成された各種のクロック信号に基づいて、所定フォーマットの画像信号等の形で表示情報を表示情報処理回路２９２に供給するように構成されている。

表示情報処理回路２９２は、シリアル−パラレル変換回路、増幅・反転回路、ローテーション回路、ガンマ補正回路、クランプ回路等の周知の各種回路を備え、入力した表示情報の処理を実行して、その画像情報をクロック信号ＣＬＫと共にドライバ回路１２０へ供給する。ドライバ回路１２０は、上述のように走査線駆動回路及び信号線駆動回路を含む。また、電源回路２９３は、上述の各構成要素にそれぞれ所定の電圧を供給する。

光源制御回路２９５は、電源回路２９３から供給される電圧に基づいて照明ユニット１３０の光源に電力を供給し、所定の制御信号に基づいて光源の点灯の有無及びその輝度等を制御するようになっている。

また、本発明に係る電子機器としては、図２６に示す携帯電話機の他に、液晶テレビ、カーナビゲーション装置、電子手帳、電卓、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末機などが挙げられる。そして、これらの各種電子機器の表示部として本発明に係る液晶装置を用いることができる。ただし、本発明は液晶装置１００の表示の秘匿性を高めることができるという特徴を有するため、特に、携帯電話、携帯型情報端末などといった携帯型表示装置、カーナビゲーションや車載モニタ等の車載用表示装置に用いる場合に有効である。

第１実施形態の第１の視角補償用サブ画素を含む画素構造を示す拡大平面図。 第１実施形態の第２の視角補償用サブ画素を含む画素構造を示す拡大平面図。 第１実施形態の別の第２の視角補償用サブ画素を含む画素構造を示す拡大平面図。 第１実施形態のさらに別の第２の視角補償用サブ画素を含む画素構造を示す拡大平面図。 第１実施形態の第１の視角補償用サブ画素を含む画素構造を示す拡大縦断面図（図１のＶ−Ｖ線断面矢視図）。 第１実施形態の第２の視角補償用サブ画素を含む画素構造を示す拡大縦断面図（図２のVI−VI線断面矢視図）。 第１実施形態の別の第２の視角補償用サブ画素を含む画素構造を示す拡大縦断面図（図３のVII−VII線断面矢視図）。 第１実施形態のさらに別の第２の視角補償用サブ画素を含む画素構造を示す拡大縦断面図（図４のVIII−VIII線断面矢視図）。 第２実施形態の第２の視角補償用サブ画素を含む画素構造を示す拡大平面図。 第２実施形態の別の第２の視角補償用サブ画素を含む画素構造を示す拡大平面図。 第３実施形態の第１の視角補償用サブ画素を含む画素構造を示す拡大平面図。 第３実施形態の第２の視角補償用サブ画素を含む画素構造を示す拡大平面図。 第３実施形態の別の第２の視角補償用サブ画素を含む画素構造を示す拡大平面図。 第３実施形態のさらに別の第２の視角補償用サブ画素を含む画素構造を示す拡大平面図。 第３実施形態の異なる第２の視角補償用サブ画素を含む画素構造を示す拡大平面図。 第３実施形態のさらに異なる第２の視角補償用サブ画素を含む画素構造を示す拡大平面図。 第３実施形態の第１の視角補償用サブ画素を含む画素構造を示す拡大縦断面図（図１１のXVII−XVI断面矢視図）。 第３実施形態の第２の視角補償用サブ画素を含む画素構造を示す拡大縦断面図（図１２のXVIII−XVIII線断面矢視図）。 第３実施形態の別の第２の視角補償用サブ画素を含む画素構造を示す拡大縦断面図（図１３のXIX−XIX線断面矢視図）。 第３実施形態のさらに別の第２の視角補償用サブ画素を含む画素構造を示す拡大縦断面図（図１４のXX−XX線断面矢視図）。 第１実施形態のドライバ回路と配線構造の関係を示す構成図。 第１の視角補償用サブ画素と第２の視角補償用サブ画素により構成される平面パターンの例を示す説明図。 表示画像の例を示す説明図。 従来の狭視野角モードでの高視角範囲から見た様子を示す説明図。 実施形態の狭視野角モードでの高視角範囲から見た様子を示す説明図。 電子機器の概略斜視図。 電子機器の表示制御回路を示す概略構成図。 実施形態の各サブ画素における透過率の視角特性を示すグラフ。 実施形態の広視野角モードと狭視野角モードのコントラストの視角特性を示すグラフ。

符号の説明

１１、２１…基板、１３…走査線、１４…信号線、１６…画素電極、１７…共通線、１８…共通電極、２８、２９…偏光板、３０…液晶、３１…第１視角制御線、３２…画素電極、３３…第２視角制御線、３４…対向電極、Ｇ…画素、Ｇｒ、Ｇｇ、Ｇｂ…表示用サブ画素、Ｇｓ…第１の視角補償用サブ画素、Ｇｔ、Ｇｕ、Ｇｖ、Ｇｗ、Ｇｗ′…第２の視角補償用サブ画素

Claims (9)

1. 表示画像を形成するための複数の表示用サブ画素と、該複数の表示用サブ画素にそれぞれ隣接して配置され前記表示用サブ画素と異なる視角特性を備えた視角補償用サブ画素とを有し、該視角補償用サブ画素が前記表示用サブ画素とは独立に駆動可能に構成された液晶装置において、
   第１の前記視角補償用サブ画素は、液晶に電界を印加するための第１の電極及び第２の電極を含む電界印加構造を有し、
   第２の前記視角補償用サブ画素は、前記電界印加構造のうち前記第１の電極と前記第２の電極の少なくとも一方を有せず、
   前記視角補償用サブ画素内における電圧印加面積が前記第１の視角補償用サブ画素と前記第２の視角補償用サブ画素との間で異なる
   液晶装置。
2. 前記第２の視角補償用サブ画素は、前記第１の電極及び前記第２の電極の双方を有しない
   請求項１に記載の液晶装置。
3. 前記電界印加構造は、前記液晶の厚み方向両側に前記第１の電極及び前記第２の電極が配置され、前記第１の電極と前記第２の電極の間に電位差を設けて縦方向の電界を印加する縦方向電界印加構造である
   請求項１又は２に記載の液晶装置。
4. 前記電界印加構造は、前記液晶の厚み方向一側に前記第１の電極及び前記第２の電極が配置され、前記第１の電極と前記第２の電極の間に電位差を設けて横方向の電界を印加する横方向電界印加構造である
   請求項１又は２に記載の液晶装置。
5. 前記横方向電界印加構造は、前記第１の電極に対して前記第２の電極が平面的に重なる第１の平面領域と、前記第１の電極に対して前記第２の電極が平面的に重ならない第２の平面領域とを有する
   請求項４に記載の液晶装置。
6. 表示画像を形成するための複数の表示用サブ画素と、該複数の表示用サブ画素にそれぞれ隣接して配置され前記表示用サブ画素と異なる視角特性を備えた視角補償用サブ画素とを有し、該視角補償用サブ画素が前記表示用サブ画素とは独立に駆動可能に構成された液晶装置において、
   第１の前記視角補償用サブ画素は、液晶に電界を印加するための第１の電極及び第２の電極を含む電界印加構造を有し、
   前記電界印加構造は、前記液晶の厚み方向一側に前記第１の電極及び前記第２の電極が配置され、前記第１の電極と前記第２の電極の間に電位差を設けて横方向の電界を印加する横方向電界印加構造であり、
   前記横方向電界印加構造は、前記第１の電極に対して前記第２の電極が平面的に重なる第１の平面領域と、前記第１の電極に対して前記第２の電極が平面的に重ならない第２の平面領域とを有し、
   第２の前記視角補償用サブ画素は、前記横方向電界印加構造であり、前記第２の平面領域が存在しないか、或いは、前記第２の平面領域が前記第１の視角補償用サブ画素より小面積である
   液晶装置。
7. 前記複数の視角補償用サブ画素により１種若しくは複数種の単位パターン部が分散配置されてなる平面パターンが構成される
   請求項１乃至６のいずれか一項に記載の液晶装置。
8. 前記単位パターン部が文字、図形、記号若しくはこれらの結合である
   請求項７に記載の液晶装置。
9. 請求項１乃至８のいずれか一項に記載の液晶装置と、該液晶装置の制御手段とを搭載する
   電子機器。

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