(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、対向基板と、前記基板と前記対向基板に挟持された液晶層と、前記液晶層を駆動させる駆動手段と、前記基板の上面に形成され、前記駆動手段により液晶駆動用信号が入力されると電圧が印加され前記基板に対してほぼ平行な電界を形成する第一電極と第二電極とを備える液晶表示装置において、
前記対向基板の下面には、体積抵抗率が１０8Ω・ｃｍ以下の遮光層が設けられ、
前記駆動手段により視野角制御信号が入力されると前記遮光層に電圧が印加され、前記遮光層と前記第一電極及び前記第二電極との間に前記基板に対して垂直方向の電界が形成されて視野角が制御され、
前記駆動手段により前記視野角制御信号の入力が停止されると前記遮光層を接地して、視野角制御のための残留電荷を放電させることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記視野角制御信号が入力される際に、前記液晶駆動用信号電圧の設定値が変更されることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記遮光層は顔料分散型樹脂により形成され、カーボンブラックを含むことを特徴とする請求項１または２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記遮光層が金属膜により形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記遮光層が顔料分散型樹脂と金属膜の積層構造により形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記第一電極と前記第二電極との間に形成された絶縁膜を有し、
前記第一電極と前記第二電極とは、前記絶縁膜を介して絶縁されるとともに、前記基板に対して垂直方向において重なって形成され、
前記遮光層は、前記第一電極及び前記第二電極のいずれか一方と対面して形成されることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、視野角の制御が可能な液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は薄型、軽量、低消費電力などの特徴を有する。中でも薄膜トランジスタによりアクティブ駆動させるＩＰＳ（Ｉｎ  Ｐｌａｎｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）型液晶表示装置は、視野角が広く、階調反転などの表示品位の低下がないため、テレビやパーソナルコンピューター、携帯電子機器などに広く用いられている。このように広視野角をもつＩＰＳ型液晶表示装置では、多人数で同一の表示を見ることが可能となる。その一方で、個人的な情報が表示される場合には、プライバシーの保護等、使用目的や環境に応じて視野角を調整できる液晶表示装置が知られている（特許文献１及び特許文献２参照）。これらの液晶表示装置は、電極基板の表面に共通電極と画素電極が設けられ、さらにこれらの電極と対向する対向基板の対向面には第３の電極が設けられている。そして、共通電極と画素電極の間に画像データに応じた駆動電圧が印加されることにより、共通電極と画素電極の間の電界によって、液晶層の配向状態が駆動されて画像が表示される。さらに、この第３の電極と、共通電極と画素電極のいずれか一方の間に電圧が印加されることにより、基板面に対して垂直方向の電界が形成され、液晶層の配向状態が斜め方向に駆動されて、視野角を狭くすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−３０７８３号公報
【特許文献２】特開２００６−３２３２８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の視野角の調整が可能な液晶表示装置では、第３の電極を設けているため、コストが増加し、歩留まりが低下していた。そこで、本発明は、従来の電極構造を変えずに、低コストかつ高い歩留まりで製造可能な液晶表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の液晶表示装置では、第３の電極を設けることなく、遮光層を用いて視野角制御の電界を形成する。すなわち、本発明の液晶表示装置は、共通電極と画素電極からなる電極対を設けた基板と、この電極対と対向して配置された対向基板との間に挟持された液晶層と、この液晶層を駆動する駆動手段を有する。さらに、対向基板の下面（液晶層に近接する面）には、遮光層が設けられる。このような構成により、通常表示では、液晶駆動用信号により共通電極と画素電極に電圧が印加されて、共通電極と画素電極の間に、基板に対して平行な電界が形成される。一方、狭視野角表示では、視野角制御信号により遮光層に電圧が印加されて、遮光層と画素電極および遮光層と共通電極の間に、基板に対して垂直な電界が形成される。
【０００６】
また、遮光層は、顔料分散型樹脂により形成され、カーボンブラックを含んでもよい。
また、遮光層は金属膜により形成されてもよい。
また、遮光膜は顔料分散型樹脂と金属膜の積層構造により形成されてもよい。
また、視野角制御信号が入力された際に、液晶駆動用信号の電圧の設定値を変更してもよい。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の液晶表示装置によれば、狭視野角表示が可能となり、かつ、正面視においても表示内容を認識することができる。また、遮光層の印加電圧を制御することで、コントラスト低下の度合いを調節することができて、ユーザー好みの視野角制御に設定することができる。さらに、遮光層はカラーフィルタを有する基板面に設置され、通常の製造プロセスで作製することができるため、低コストで製造できるとともに、歩留まりを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態に係る液晶表示装置の模式的な平面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る液晶表示装置の模式的な断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る液晶表示装置の模式的な断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る液晶表示装置の模式的な断面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る液晶表示装置の模式的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の液晶表示装置は、第一電極と第二電極が形成された基板と、この基板に対向して配置された対向基板との間に液晶層が挟持され、この液晶層が駆動手段によって駆動され、画像が表示される。さらに対向基板には、基板に対向する下面（液晶層と近接する面）に、体積抵抗率が１０8Ω・ｃｍ以下の遮光層が設けられる。通常の表示では、この駆動手段に液晶駆動用信号が入力されると第一電極と第二電極に電圧が印加され、基板に対してほぼ平行な電界が形成される。一方、狭視野角表示では、駆動手段に視野角制御信号が入力されて遮光層に電圧が印加され、遮光層と第一電極及び第二電極の間に基板に対して垂直方向の電界が形成される。
【００１０】
また、駆動手段には視野角制御スイッチが設けられており、このスイッチを切り替えることにより、第一電極と第二電極の間に基板に対してほぼ平行な電界が形成される通常表示と、遮光層と第一電極及び第二電極の間に基板に対して垂直方向の電界が形成される狭視野角表示を選択することができる。
【００１１】
また、狭視野角表示から通常表示へ切り替える過程で、遮光層を接地して、視野角制御のための残留電荷を放電させてもよい。
以下に本発明の液晶表示装置について、実施例を用いて詳細に説明する。
【実施例】
【００１２】
本実施例の液晶表示装置の構成を、図１及び図２を基に説明する。図１は、本実施例の液晶表示装置１の平面図で、図２は、図１のＡ−Ｂ間の断面図である。
【００１３】
本実施例の液晶表示装置は、図２に示すように、基板８と対向基板７との間に、正の誘電率異方性を持つネマティック液晶層２が挟持された構成である。
【００１４】
対向基板７の下面（液晶層２に近接する面)には、赤、緑、青の３色のカラーフィルタ１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂがストライプ状に繰り返して配列される。さらに、対向基板７の下面には、カラーフィルタ層１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂの各境界部に、体積抵抗率が１０8Ω・ｃｍ以下の遮光層９が形成される。カラーフィルタ層１０の下面に樹脂製の平坦化層１１が、平坦化層１１の下面に上配向膜１２が形成される。上配向膜１２は液晶層２に近接してその配向方向を規定している。
【００１５】
基板８の上面（液晶層２に近接する側）には、第２の絶縁層１８が形成され、その上面に形成された信号配線１７と画素電極１５を絶縁している。画素電極１５は、透明導電膜から形成されており、画素部全体と対応する形状となっている。さらに、第２の絶縁層１８上には、信号配線１７と画素電極１５を覆うように第１の絶縁層１６が形成される。第１の絶縁層１６の上面には、共通電極１４が遮光層９と対面するように形成され、絶縁層１６で絶縁されている。共通電極１４は、３つ穴部を有する形状で、透明導電膜から形成され隣接する画素に接続される。共通電極１４は、ホモジニアス配向した液晶分子の配向角度と主な印加電界方向とのなす角度が７０度〜１１０度の間の値となるように形成される。共通電極１４と画素電極１５からなる電極対は行方向及び列方向にマトリックス状に配列される。共通電極１４の上面には下配光膜１３が形成され、下配光膜１３は液晶層２４に近接してその配向方向を規定している。
【００１６】
さらに、対向基板７の上面には静電気を遮断するための透明導電膜６が設置される。透明導電膜６の上面には上偏光板４が、基板８の下面には下偏光板５が配置される。そして、これら対向基板７と基板８は、ホモジニアス配向処理された上配向膜１２と下配向膜１３が互いに対向するように配置され、液晶層２を挟持するとともに、液晶表示装置の画面領域を囲む枠上のシール材（図示しない）を介して接合される。
【００１７】
また、この液晶表示装置１は、図１に示すように、駆動手段としての薄膜トランジスタ２１を有する。この薄膜トランジスタ２１は逆スタガ型構造であり、チャネル部はアモルファスシリコン層２０で形成され、走査配線１９と信号配線１７が交差する近傍に設置されている。
【００１８】
次に、本実施例の液晶表示装置の視野角制御信号と液晶の動作について説明する。図３〜図５は、本実施例の液晶表示装置の基板の一部分を模式的に示す断面図である。図示するように、液晶表示装置は、遮光膜９が形成された対向基板７と、共通電極１４及び画素電極１５が形成された基板８との間に液晶分子３を含む液晶層２が挟持されている。また、液晶表示装置の駆動手段には、切り替え可能な視野角制御スイッチ２４が設けられる。
【００１９】
図３は、視野角が制御されない通常の表示状態を示す。液晶分子３は共通電極１４と画素電極１５間の電界により駆動される。この電界は、基板８に対して平行な電界であり、液晶分子３は基板８に対してほぼ平行な状態で駆動される。
【００２０】
図４は、視野角が制御された表示状態を示す。視野角制御スイッチ２４を切換えることにより視野角制御信号２３が遮光層９に接続されている。液晶分子３は共通電極１４および画素電極１５と遮光層９の間に形成される電界によって駆動される。この電界は、基板８に対してほぼ垂直な電界となっている。そのため、図示するように、狭視野角表示では、遮光層９と共通電極１４および画素電極１５の間の電界によって液晶分子３が基板に対して立っている。この状態で、液晶表示装置１を斜視するとコントラストが著しく低下し表示を認識することが難しくなり、視野角が制御される。
【００２１】
図５は、視野角が制御された状態から、視野角が制御されない通常の表示状態に戻す前の残留電荷の放電状態を示す。視野角制御スイッチ２４を一時的に切換えることにより、遮光層９を接地して、視野角制御のための残留電荷を放電させている。この後、１０秒以内に視野角制御スイッチ２４を再び切換えることにより、通常の表示状態になる。
【００２２】
このように、液晶表示装置１の外部から視野角制御信号が入力されると、遮光層９に電圧が印加されて、遮光層９と画素電極１５および遮光層９と共通電極１４の間に視野角制御の電界が形成される。このとき、遮光層９の体積抵抗率を１０8Ω・ｃｍ以下にすることで、視野角制御に必要な電界を形成するための電圧が遮光層９の全体に加えられる。遮光層９は、顔料分散型樹脂により形成され、樹脂固形分に対するカーボンブラック含有比率を従来よりも大きくすることで体積抵抗率を下げることができる。また、遮光層９として、クロムやモリブデンやアルミ合金などの金属や、顔料分散型樹脂と金属膜の積層構造を用いてもよい。
【００２３】
また、ドット反転駆動やカラム反転駆動方式を採用してもよい。これにより、共通電極信号と視野角制御信号を直流にして、カラーフィルタ層と平坦化層と上配向膜の体積抵抗率や誘電率の影響をほとんど受けずに、視野角制御の電界を形成することができる。
【００２４】
また、遮光層９の印加電圧を制御することで、コントラスト低下の度合いが調節され、ユーザー好みの視野角制御に設定することができる。
【００２５】
また、液晶表示装置１が、視野角制御された状態で正面視される場合には、視野角制御スイッチ２４に連動して、液晶駆動用信号２２の電圧設定値を変えてもよい。例えば、視野角を制御するときには、液晶駆動用信号２２のガンマ設定値を通常より大きい値に設定して黒側の階調範囲を大きくしてもよい。また、液晶駆動用信号２２の電圧源の昇圧設定値を変更して、液晶表示に係わる電圧を変更してもよい。このように液晶駆動信号の電圧設定値や電圧源の昇圧設定値を変更することにより、視野角が制御された状態で液晶表示装置１を正面視する場合に、コントラストの低下を緩和することができる。
【符号の説明】
【００２６】
１  液晶表示装置
２  液晶層
３  液晶分子
４  上偏光板
５  下偏光板
６  透明導電膜
７  対向基板
８  基板
９  遮光層
１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂ  カラーフィルタ
１１  平坦化層
１２  上配向膜
１３  下配向膜
１４  共通電極
１５  画素電極
１６  第１の絶縁層
１７  信号配線
１８  第２の絶縁層
１９  走査配線
２０  アモルファスシリコン層
２１  薄膜トランジスタ
２２  液晶駆動用信号
２３  視野角制御信号
２４  視野角制御スイッチ
【図１】
0005485742.tif 000002
【図２】
0005485742.tif 000003
【図３】
0005485742.tif 000004
【図４】
0005485742.tif 000005
【図５】
0005485742.tif 000006