(57)【要約】【課題】  広い視線方向範囲で（即ち視線方向がずれても）表示内容を見難くできる液晶表示素子を提供する。【解決手段】この液晶表示素子では、制御部２３ｂ内の液晶分子は、電圧の無印加時は、符号７ａの様に基板法線方向に配向され、電圧印加時は、符号７ｂの様に透過軸方向Ｐに平行な方向または直交する方向を向いて倒れ、表示部２３ａ内の液晶分子は、電圧の無印加時は、符号７ｃの様に基板法線方向に配向され、電圧印加時は、符号７ｄの様に、そのうちの特定のものが透過軸方向Ｐから略４５°ずれた方向を向いて倒れ、そのうちの残りのものが透過軸方向Ｐから略−４５°ずれた方向を向いて倒れる様になっている。【選択図】図１
2008122577.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画素領域が第１副領域および第２副領域に分割された液晶表示素子であって、
互いに離間配置した第１透明基板および第２透明基板と、
前記第１透明基板と前記第２透明基板との間に封止された液晶層と、
前記第１透明基板に配設された共通透明電極と、
前記第２透明基板に配設され、前記液晶層における前記第１副領域内の液晶部分および前記第２副領域内の液晶部分に個別に電圧印加するための第１透明電極および第２透明電極と、
前記第１透明基板側に配設された第１偏光板と、
前記第２透明基板側に配設され、その透過軸が前記第１偏光板の透過軸と直交する第２偏光板とを備え、
前記第１副領域内の液晶分子は、電圧の無印加時は、基板法線方向に配向され、電圧印加時は、そのうちの特定のものが前記透過軸方向から略４５°ずれた方向を向いて倒れ、そのうちの残りのものが前記透過軸方向から略−４５°ずれた方向を向いて倒れ、
前記第２副領域内の液晶分子は、電圧の無印加時は、基板法線方向に配向され、電圧印加時は、前記透過軸方向に平行な方向または直交する方向を向いて倒れることを特徴とする液晶表示素子。
【請求項２】
前記第２副領域内の液晶部分の厚さを前記第１副領域内の液晶部分の厚さより厚くすることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示素子。
【請求項３】
カラーフィルタを更に備え、前記カラーフィルタにおける前記第１副領域に対応する部分にのみ色材が配設され、前記第２副領域に対応する部分には色材が配設されないことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示素子。
【請求項４】
前記第１副領域と前記第２副領域との合成透過率が一定となる様に、前記第１副領域に印加される信号電圧と増減の反転した信号電圧が前記第２副領域に印加されることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示素子。
【請求項５】
前記第１副領域と前記第２副領域との各透過率の増減が同調する様に、前記第１副領域に印加される信号電圧と増減が同調した信号電圧が前記第２副領域に印加されることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示素子。
【請求項６】
請求項１〜請求項３の何れかに記載の液晶表示素子と、
前記液晶表示素子の各画素領域の前記第１副領域および前記第２副領域への電圧印加をオンオフするゲートドライバと、
前記液晶表示素子の各画素領域の前記第１副領域および前記第２副領域に信号電圧を供給するデータドライバと、
前記信号電圧の基準電圧を前記データドライバに供給する階調電源と、
入力される映像信号に基づき前記ゲートドライバ、前記データドライバおよび前記階調電源を制御して前記液晶表示素子の表示を制御するコントローラと、
を備えることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項７】
前記コントローラは、前記データドライバを制御して、選択的に、
前記第１副領域と前記第２副領域との合成透過率が一定となる様に、前記第１副領域に印加される信号電圧と増減の反転した信号電圧を前記第２副領域に印加させ、
または、前記第１副領域と前記第２副領域との各透過率の増減が同調する様に、前記第１副領域に印加される信号電圧と増減が同調した信号電圧を前記第２副領域に印加させ、
または、前記第１副領域に印加される信号電圧に拘わらず常に暗表示に対応する信号電圧を前記第２副領域に印加させることを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記コントローラは、
前記映像信号を一時記憶する第１記憶部と、
前記第１記憶部に記憶された前記映像信号に含まれる第１副領域用の画像データを読み出して第２副領域用の画像データに変換する信号変換部と、
前記信号変換部により変換された前記第２副領域用の画像データを一時記憶する第２記憶部と、
前記第１記憶部に記憶された前記第１副領域用の画像データと前記第２記憶部に記憶された前記第２副領域用の画像データとを選択的に前記データドライバに出力する選択部と、
を備えることを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記階調電源は、前記第１副領域に印加する信号電圧用の基準電圧と、前記第２副領域に印加する信号電圧用の基準電圧とを選択的に発生することを特徴とする請求項８に記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
前記データドライバは、
前記第１副領域に信号電圧を供給する第１データドライバと、
前記第２副領域に信号電圧を供給する第２データドライバとを有し、
前記コントローラは、
前記映像信号に含まれる第１副領域用の画像データを前記第１データドライバに送出する信号経路と、
前記映像信号に含まれる第１副領域用の画像データを第２副領域用の画像データに変換して前記第２データドライバに出力する信号変換部と、
を備えることを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
前記階調電源は、
前記第１副領域に印加する信号電圧用の基準電圧を前記第１データドライバに供給する第１階調電源と、
前記第２副領域に印加する信号電圧用の基準電圧を前記第２データドライバに供給する第２階調電源と、
を有することを特徴とする請求項１０に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、斜めから見た時に表示内容が見難くなる視野角制御型と呼ばれる液晶表示素子及び液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示素子やそれを使用した液晶表示装置は、薄型、軽量、低消費電力という特徴から種々の機器にディスプレイとして使用されている。これらの中には、例えば携帯電話による電子メールの閲覧画面や銀行のATM の画面など、使用者以外には見せたくない画像を表示する用途がある。
【０００３】
一般的な液晶表示素子は、広い視線方向範囲で画像が高い表示品位で表示できるようになっており、上記のような用途には適さない。しかし、液晶表示素子を上記の用途にも用いることができるよう、画像が見やすい視線方向範囲を制限する方法や、画像が見やすい視線方向範囲の広い／狭いを切換える（視野角制御）方法が公開されている（特許文献１、非特許文献１）。
【０００４】
【特許文献１】特開平９−６２８９号公報
【非特許文献１】H. S. Jinら、SID 06 DIGEST、Society of Information Display、２００６年、７２９ページ
【０００５】
例えば特許文献１では、液晶表示素子の画素領域を、配向の異なる２つの領域（具体的には視角方向（画像が見やすい方向）が右に向いている領域と左に向いている領域の２つの領域）に分割する構成が開示されている。両方の領域を駆動し表示を行えば、右からも左からも画像が見える広視野角表示となり、他方、一方の領域を暗表示にすれば、暗表示にした領域に対応する視角方向からは画像が見難くなる。
【０００６】
また非特許文献１には、以下のような視野角制御型の液晶表示素子を作製したことが報告されている。その液晶表示素子１１０は、図５および図６の様に、上側透明基板１００および下側透明基板１０１と、各透明基板１００，１０１間に封止された液晶層１０２と、各透明基板１００，１０１の外側面に設けられた上側偏光板１０３および下側偏光板１０４と、各透明基板１００，１０１の内側面に設けられた透明電極１０５ａ，１０５ｂ，１０６ａ，１０６ｂと、下側透明基板１０１と下側偏光板１０４との間に介装された下側位相差板１０７を備えている。
【０００７】
尚、この液晶表示素子１１０では、バックライト光は、下側透明基板１０１の背面側から照射される様になっている。
【０００８】
そして、各画素領域１０９は２つの領域１０９ａ，１０９ｂに分割されており、一方の領域１０９ａは、下側透明基板１０１のみに透明電極１０５ａ，１０５ｂ（櫛歯電極）が設けられ、それら各透明電極１０５ａ，１０５ｂ間で発生する横方向の電界により、液晶分子１０２ａが下側透明基板１０１に平行な面で回転するように動く、いわゆるIPS（In-Plane Switching）と呼ばれ、広い視線方向範囲で良好な画質の表示が可能な構造となっている。この領域１０９ａは、画像を表示する役割を担うので、以降、表示部と呼ぶ。
【０００９】
また他方の領域１０９ｂは、上側透明基板１００および下側透明基板１０１にそれぞれ平面状の透明電極１０６ａ，１０６ｂが設けられ、それら各透明電極１０６ａ，１０６ｂ間に発生する縦方向の電界により、液晶分子１０２ｃが下側透明基板１０１に平行な面から立ち上がるように動く、いわゆるECB（Electrically Controlled Birefringence）と呼ばれる構造となっている。この領域は、視野角制御の役割を担うので、以降、制御部と呼ぶ。
【００１０】
尚、液晶層１０２中の液晶分子１０２ａ（１０２ｃ）は、表示部１０９ａ（制御部１０９ｂ）内の液晶分子における電圧印加時の配向状態を示したものであり、液晶分子１０２ｂ（１０２ｄ）は、表示部１０９ａ（制御部１０９ｂ）内の液晶分子における電圧の無印加時の配向状態を示したものである。
【００１１】
また、各偏光板の一方（ここでは下側偏光板１０４）は、その透過軸Ｐが液晶分子１０２ｂ，１０２ｄの初期配向方向に平行に合わされ、各偏光板の他方（ここでは上側偏光板１０３）は、その透過軸Ｑが前記一方の偏光板１０４の透過軸Ｐに直交する様に合わされている（つまり各偏光板１０３，１０４の透過軸Ｑ，Ｐは互いに直交している）。
【００１２】
また制御部１０９ｂおよび表示部１０９ａにはそれぞれ、透明電極１０５ａ，１０５ｂ，１０６ａ，１０６ｂへの電圧印加を制御するスイッチング素子が設けられており、それらスイッチング素子を介して各透明電極１０５ａ，１０５ｂ，１０６ａ，１０６ｂへの電圧印加を独立に制御できる様になっている。
【００１３】
この液晶表示素子１１０では、制御部１０９ｂへの電圧印加時には、制御部１０９ｂ内の液晶分子１０２ｃは下側透明基板１０１に平行な面から立ち上がるように動く。そして、その電圧印加時に制御部１０９ｂを正面から見ると、下側偏光板１０４を透過して当該正面方向（即ち液晶分子１０２ｃの配向方向）に進行する光（バックライト光）は、液晶分子１０２ｃからの複屈折作用を受けないので上側偏光板１０３で遮光され、その結果、制御部１０９ｂは暗表示となる。
【００１４】
また、その電圧印加時に制御部１０９ｂを斜め（例えば上側偏光板１０３の透過軸Ｑ方向）から見ると、下側偏光板１０４を透過して当該斜め方向に進行する光（バックライト光）は、その進行方向と液晶分子１０２ｃの配向方向とを含む面に対して下側偏光板１０４の透過軸Ｐ方向が非平行となるために液晶分子１０２ｃからの複屈折作用を受けるので上側偏向板１０３を透過し、その結果、制御部１０９ｂは明表示となる。
【００１５】
また制御部１０９ｂへの電圧の無印加時には、制御部１０９ｂ内の液晶分子１０２ｄは、基板面に平行となり且つ下側偏光板１０４の透過軸Ｐ方向に配向する。そのため、その電圧の無印加時には、制御部１０９ｂを正面から見ても斜めから見ても、下側偏光板１０４を透過して当該正面方向または当該斜め方向に進行する光（バックライト光）は、その進行方向と液晶分子１０２ｄの配向方向とを含む面に対して下側偏光板１０４の透過軸方向Ｐが平行となるために液晶分子１０２ｄからの複屈折作用を受けないので上側偏向板１０３で遮光され、その結果、制御部１０９ｂは暗表示となる。
【００１６】
この様に制御部１０９ｂは、印加電圧を調整することで、正面方向に対しては常に暗表示となり、斜め方向に対しては明度の調整が可能となる。
【００１７】
また表示部１０９ａへの電圧印加時には、表示部１０９ａ内の液晶分子１０２ａは基板面内で回転して下側偏光板１０４の透過軸Ｐ方向からずれた方向に配向する。そのためその電圧印加時には、表示部１０９ａを正面から見ても斜めから見ても、下側偏光板１０４を透過して当該正面方向または当該斜め方向に進行する光（バックライト光）は、その進行方向と液晶分子１０２ａの配向方向とを含む面に対して下側偏光板１０４の透過軸Ｐ方向が非平行となるために液晶分子１０２ａからの複屈折作用を受けるので上側偏向板１０３を透過し、その結果、表示部１０９ａは明表示となる。
【００１８】
また表示部１０９ａへの電圧の無印加時には、表示部１０９ａ内の液晶分子１０２ｂは、制御部１０９ｂへの電圧の無印加時と同じ配向状態となるので、正面から見ても斜めから見ても、表示部１０９ａは暗表示となる。
【００１９】
この様に表示部１０９ａは、印加電圧を調整することで、正面方向および斜め方向に対して（即ち広い視線方向範囲に対して）明度の調整が可能となる。
【００２０】
この様な液晶表示素子１１０では、制御部１０９ｂには電圧を印加せず、表示部１０９ａだけに信号電圧を印加することで、広い視線方向範囲で高品位の画像を表示することができる。この様に広い視線方向範囲で高品位の画像を表示する状態は「広視野角表示」と呼ばれる。
【００２１】
この様な液晶表示素子１１０において、同一画素領域１０９内の表示部１０９ａと制御部１０９ｂに対し、表示部１０９ａに信号電圧を印加して表示部１０９ａを表示駆動すると共に、斜めから見た場合の表示部１０９ａと制御部１０９ｂとの透過率の和（合成透過率）が、表示部１０９ａへの印加電圧の大きさに関係なく常に一定になるように、制御部１０９ｂへの印加電圧の大きさを制御すると、当該斜めからは表示部１０９ａには何も表示されていないように見える。
【００２２】
この方法により、正面からは画像が見えるが、特定の視線方向からは画像が見えないという液晶表示素子が実現できる。以降、このように特定の視線方向からは画像が見えない、または見え難くい表示を行う状態を、「視認阻害表示」と呼ぶことにする。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
本技術分野では「使用者以外には見せない」という状況の実現を目的としているが、この目的の実現には、特許文献１では問題がある。即ち、特許文献１では、暗表示している領域の視線方向からは画像が見難くなるが、もう一方の領域の視線方向からは画像が見えてしまうため、右または左の一方にしか画像が見難くなる方向を設定できない、つまり左右同時に画像を見難くする事ができないという問題がある。
【００２４】
また、液晶表示素子は、その原理上視線方向を変えると透過率が変化するという特性をもつ。特に非特許文献１の様に、表示部１０９ａと制御部１０９ｂとで、電圧の有無による液晶分子の動き方（即ち表示部１０９ａでは基板面に平行な面内での回転動作、他方、制御部１０９ｂでは基板法線方向に対する起倒動作）が大きく異なると、表示部１０９ａと制御部１０９ｂとで、視線方向の変化による透過率の変化を抑える事が困難になる事が容易に予想される。そのため、特定の視線方向からは画像を見えなくしても、そこから視線を少しずらせば画像が見えてしまい、本来の目的である「使用者以外には見せない」という状況の実現に問題が生じる。
【００２５】
そこで、この発明の課題は、広い視線方向範囲で（即ち視線方向がずれても）表示内容を見難くできる液晶表示素子及び液晶表示装置を提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
上記課題を解決する為に、請求項１に記載の発明は、画素領域が第１副領域および第２副領域に分割された液晶表示素子であって、互いに離間配置した第１透明基板および第２透明基板と、前記第１透明基板と前記第２透明基板との間に封止された液晶層と、前記第１透明基板に配設された共通透明電極と、前記第２透明基板に配設され、前記液晶層における前記第１副領域内の液晶部分および前記第２副領域内の液晶部分に個別に電圧印加するための第１透明電極および第２透明電極と、前記第１透明基板側に配設された第１偏光板と、前記第２透明基板側に配設され、その透過軸が前記第１偏光板の透過軸と直交する第２偏光板とを備え、前記第１副領域内の液晶分子は、電圧の無印加時は、基板法線方向に配向され、電圧印加時は、そのうちの特定のものが前記透過軸方向から略４５°ずれた方向を向いて倒れ、そのうちの残りのものが前記透過軸方向から略−４５°ずれた方向を向いて倒れ、前記第２副領域内の液晶分子は、電圧の無印加時は、基板法線方向に配向され、電圧印加時は、前記透過軸方向に平行な方向または直交する方向を向いて倒れることを特徴とする液晶表示素子である。
【発明の効果】
【００２７】
請求項１に記載の発明によれば、第１副領域と第２副領域との液晶分子の電圧の有無による動き方の違いは、傾斜する方向が違うだけである。そのため、本発明の液晶表示素子は、表示部１０９ａと制御部１０９ｂとで液晶分子の動き方（即ち表示部１０９ａでは基板面に平行な面内での回転動作、他方、制御部１０９ｂでは基板法線方向に対する起倒動作）が大きく異なる先行技術（非特許文献１）の液晶表示素子１１０より、広い視線方向範囲で（即ち斜めから見た時に視線方向がずれても）表示画像を見え難くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
実施の形態１．
この実施の形態に係る液晶表示素子１は、図１および図２の様に、互いに離間配置した上側透明基板（第１透明基板）３および下側透明基板（第２透明基板）５と、各透明基板３，５間に封止された液晶層７と、各透明基板３，５の内側面に設けられた上側透明電極（共通電極）１３および下側透明電極１５と、各透明基板３，５の外側面に設けられた上側位相差板１７および下側位相差板１９と、各位相差板１７，１９の外側面に設けられた上側偏光板（第１偏光板）９および下側偏光板（第２偏光板）１１とを備えている。
【００２９】
尚、この液晶表示素子１では、バックライト光は、下側透明基板５の背面側から照射される様になっている。
【００３０】
液晶層７は、複数の画素領域２３に区分され、それら各画素領域２３は更に複数（ここでは２つ）の副領域２３ａ，２３ｂ（第１副領域，第２副領域）に区分されている。後述する様に、一方の副領域２３ａは表示部となり、他方の副領域２３ｂは制御部となる。
【００３１】
尚、液晶層７中の液晶分子７ａ（７ｃ）は、副領域２３ａ（２３ｂ）内の液晶分子における電圧の無印加時の配向状態を示したものであり、液晶分子７ｂ（７ｄ）は、副領域２３ａ（２３ｂ）内の液晶分子における電圧印加時の配向状態を示したものである。
【００３２】
尚、液晶分子の存在する場所と電圧の印加状況の違いにより、説明の便宜上液晶分子７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄと分けているが、液晶分子は同一材料で負の誘電異方性を有するものを使用している。
【００３３】
各透明基板３，５は、平板状に形成されており、一方の透明基板（ここでは下側透明基板５）の内側面には、副領域２３ａに対応する部分が副領域２３ｂに対応する部分よりも内側に一段出る様に（即ち液晶層７における副領域２３ｂ内の液晶部分の厚さが副領域２３ａ内の液晶部分の厚さよりも厚くなる様に）、段差が設けられている。副領域２３ｂ内の液晶部分が必要な厚さを確保できるのであれば、段差は両方の基板に設けても構わない。
【００３４】
各透明基板３，５としては、通常の液晶表示素子に使用されるようなガラス基板、または、可視域の波長範囲で透明であれば、ガラス基板に限らず、例えばプラスチック基板等が用いられる。
【００３５】
上側偏光板９の偏光軸Ｑおよび下側偏光板１１の偏光軸Ｐは、互いに直交する様に設定されている。
【００３６】
上側透明電極１３は、上側透明基板３の内側面全体に形成されている。また下側透明電極１５は、下側透明基板５の内側面上に、各副領域２３ａ，２３ｂ毎に分離して形成されている（以後、下側透明電極１５のうち、各副領域２３ａ，２３ｂに対応する部分をそれぞれ下側透明基板１５ａ，１５ｂ（第１透明電極，第２透明電極）と呼ぶ）。
【００３７】
副領域２３ａ（２３ｂ）には、図３の様に、個別のスイッチング素子２１ａ（２１ｂ）と、スイッチング素子２１ａ（２１ｂ）のオンオフを制御するための制御信号を供給するゲート配線２５と、スイッチング素子２１ａ（２１ｂ）を介して下側透明電極１５ａ（１５ｂ）に信号電圧を供給する信号配線２６ａ（２６ｂ）とが配設されている。
【００３８】
スイッチング素子２１ａ，２１ｂには、通常の液晶表示素子と同様に薄膜トランジスタ（アモルファスシリコン製トランジスタやポリシリコン製トランジスタ等）を用いてもよい。各配線２５，２６ａ，２６ｂは、電気抵抗の低い金属や合金などにより形成されている。ゲート配線２５と信号配線２６ａ，２６ｂとの交差部分２７は、SiN等の誘電体により互いに絶縁されている。
【００３９】
この液晶表示素子１では、ゲート配線２５にオンオフ信号を供給することで、各スイッチング素子２１ａ，２１ｂが同時にオンオフにされる。そしてそれら各スイッチング素子２１ａ，２１ｂのオンタイミングに合わせて、信号配線２６ａに表示部２３ａ用の信号電圧を供給し、信号配線２６ｂに下側透明電極１５ｂ用の信号電圧を供給することで、各下側透明電極１５ａ，１５ｂに個別に信号電圧が印加される。即ち、上側透明電極１３を一定の電位に維持しておき、上記の様にして各下側透明電極１５ａ，１５ｂに個別に信号電圧を印加することで、各副領域２３ａ，２３ｂに個別に信号電圧が印加されて、各副領域２３ａ，２３ｂが個別に表示駆動される。
【００４０】
尚、図３では、ゲート配線２５を各副領域２３ａ，２３ｂで共通とし、各信号配線２６ａ，２６ｂを各副領域２３ａ，２３ｂ毎に個別としたが、図４の様に、各ゲート配線２５ａ，２５ｂを各副領域２３ａ，２３ｂ毎に個別とし、信号配線２６を各副領域２３ａ，２３ｂで共通としてもよい。その様にした場合、ゲート配線２５ａにオン信号（オフ信号）を印加しゲート配線２５ｂにオフ信号（オン信号）を印加した状態で信号配線２６に信号電圧を印加すると、下側透明電極１５ｂ（１５ａ）には信号電圧は印加されず下側透明電極１５ａ（１５ｂ）だけに信号電圧が印加されて、副領域２３ａ（２３ｂ）だけが表示駆動される。
【００４１】
また上側透明電極１３における副領域２３ａに対応する部分上および下側透明電極１５ａ上には、電圧印加時の、副領域２３ａ内の液晶分子の基板法線方向からの傾斜方向を制御するための畝２９が配設されている。
【００４２】
また上側透明電極１３の副領域２３ｂ部分および下側透明電極１５ｂ上には、電圧印加時における副領域２３ｂ内の液晶分子に関する基板法線方向からの傾斜方向を制御するための例えば樹脂製で断面三角形状の畝３１が配設されている。畝２９，３１に接する液晶分子は、電圧の無印加時でも畝２９，３１の斜面に沿ってわずかに基板法線方向から傾斜しているので、電圧印加時には畝２９，３１の近傍の液晶分子は畝２９，３１の斜面方向に優先的に傾斜する。
【００４３】
より詳細には、各畝２９は、例えば樹脂で形成され、正面視「く」の字状（換言すれば、その一側の半直線部（他側の半直線部）が上側偏光板９の透過軸Ｑ方向に対して４５°（−４５°）傾斜した屈曲線状）に形成され（図１）、その長手方向に直交する断面が三角形状またはかまぼこ状に形成され（図２）、上側透明電極１３側および下側透明電極１５側で互い違いに配設され（図２）、且つ互いに定間隔空けて平行に配設されている（図１）。この様に畝２９を形成することで、電圧印加時には、副領域２３ａ内の各液晶分子７ｂは、側面視ではその近傍の畝２９の斜面方向に傾斜し（図２）、正面視では上側偏光板９の透過軸Ｑ方向に略＋４５°方向または略−４５°方向を向いた配向状態となる（図１）。
【００４４】
また、各畝３１は、例えば樹脂で形成され、その長手方向に直交する断面が三角形状に形成され（図２）、上側偏光板９の透過軸Ｑ方向に平行に形成され（図１）、上側透明電極１３側および下側透明電極１５側で互い違いに配設され（図２）、且つ互いに定間隔空けて平行に配設されている（図１）。この様に畝３１を形成することで、電圧印加時には、副領域２３ｂ内の各液晶分子７ｄは、側面視ではその近傍の畝３１の斜面方向に傾斜し（図２）、正面視では下側偏光板１１の透過軸Ｐ方向に平行な方向を向いた配向状態となる（図１）。
【００４５】
尚、これまでの説明では下側偏光板１１の透過軸方向Ｐが制御部２３ｂに電圧を印加した時の液晶分子７ｄの傾斜方向に平行としてきたが、下側偏光板１１の透過軸方向Ｐが制御部２３ｂに電圧を印加した時の液晶分子７ｄの傾斜方向に直交し、上側偏光板９の透過軸方向Ｑと下側偏光板１１の透過軸方向Ｐも直交するようにしてもよい。そのようにする場合は，以降の説明の上側偏光板９の透過軸方向Ｑと下側偏光板１１の透過軸方向Ｐを読み替えればよい。
【００４６】
この液晶表示素子１では、副領域２３ａへの電圧の無印加時には、副領域２３ａ内の液晶分子７ａは基板法線方向に配向する。そのため、その電圧の無印加時に副領域２３ａを正面から見ると、下側偏光板１１を透過して当該正面方向（即ち液晶分子７ａの配向方向）に進行する光（バックライト光）は、液晶分子７ａからの複屈折作用を受けないので上側偏光板９で遮光され、その結果、副領域２３ａは暗表示となる。
【００４７】
また、その電圧の無印加時に副領域２３ａを斜め（例えば上側偏光板９の透過軸Ｑ方向）から見ると、下側偏光板１１を透過して当該斜め方向に進行する光（バックライト光）は、その進行方向と液晶分子７ａの配向方向とを含む面に対して下側偏光板１１の透過軸Ｐ方向が直交するために液晶分子１０２ｃからの複屈折作用を受けないので上側偏向板１０３で遮光され、その結果、副領域２３ａは暗表示となる。
【００４８】
他方、副領域２３ａへの電圧印加時には、副領域２３ａ内の液晶分子７ｂは、下側偏光板１１の透過軸Ｐに対して略＋４５°方向または略−４５°方向を向いて傾斜する。そのため、その電圧印加時に副領域２３ａを正面から見ると、下側偏光板１１を透過して当該正面方向に進行する光（バックライト光）は、その進行方向と液晶分子７ｂの配向方向とを含む面に対して下側偏光板１１の透過軸Ｐ方向が略＋４５°方向または略−４５°方向となる（即ち非平行且つ非直交となる）ために液晶分子７ｂからの複屈折作用を受けるので上側偏向板９を透過し、その結果、副領域２３ａは明表示となる。
【００４９】
また、その電圧印加時に副領域２３ａを斜めから見ると、下側偏光板１１を透過して当該斜め方向に進行する光（バックライト光）は、その進行方向と液晶分子７ｂの配向方向とを含む面に対して下側偏光板１１の透過軸Ｐ方向が非平行且つ非直交となるために液晶分子７ｂからの複屈折作用を受けるので上側偏向板１０３を透過され、その結果、副領域２３ａは明表示となる。
【００５０】
一般に液晶表示素子の光の透過率（明度）は、光が感じる複屈折性の大きさ（つまり液晶分子７ｂの傾斜の度合い）に依存するので、印加電圧の大きさを変えて液晶分子７ｂの傾斜の度合いを変えることで、液晶表示素子１の明度を調整することができる。
【００５１】
そして上記の様に副領域２３ａは、印加電圧を調整することで、正面方向および斜め方向に対して明度の調整が可能となっている。この副領域２３ａは、従来技術の表示部１０９ａと同様、視認阻害表示を実現するための表示部に適した表示動作をするので、以降、表示部２３ａと呼ぶ。
【００５２】
尚、図１では、表示部２３ａを示すアイガイド（開口）として矩形の点線が描画されているが、表示部２３ａの開口は矩形に限らず、例えば畝２９の「く」の字に合わせて、「く」の字にしても構わない。
【００５３】
また、副領域２３ｂへの電圧の無印加時には、副領域２３ｂ内の液晶分子７ｃは基板法線方向に配向する。そのため、その電圧の無印加時に副領域２３ｂを正面から見ると、下側偏光板１１を透過して当該正面方向（即ち液晶分子７ｃの配向方向）に進行する光（バックライト光）は、液晶分子７ｃからの複屈折作用を受けないので上側偏光板９で遮光され、その結果、副領域２３ｂは暗表示となる。
【００５４】
また、その電圧の無印加時に副領域２３ｂを斜め（例えば上側偏光板９の透過軸Ｑ方向）から見ると、下側偏光板１１を透過して当該斜め方向に進行する光（バックライト光）は、その進行方向と液晶分子７ｃの配向方向とを含む面に対して下側偏光板１１の透過軸Ｐ方向が直交するために液晶分子７ｂからの複屈折作用を受けないので上側偏向板９で遮光され、その結果、副領域２３ｂは暗表示となる。
【００５５】
他方、副領域２３ｂへの電圧印加時には、副領域２３ｂ内の液晶分子７ｄは下側偏光板１１の透過軸Ｐに平行な方向に傾斜する。そのため、その電圧印加時に副領域２３ｂを正面から見ると、下側偏光板１１を透過して当該正面方向に進行する光（バックライト光）は、その進行方向と液晶分子７ｄの配向方向とを含む面に対して下側偏光板１１の透過軸Ｐ方向が平行となるめに液晶分子７ｂからの複屈折作用を受けないので上側偏向板１０３で遮光され、その結果、副領域２３ｂは暗表示となる。
【００５６】
またその電圧印加時に副領域２３ｂを斜めから見ると、下側偏光板１１を透過して当該斜め方向に進行する光（バックライト光）は、その進行方向と液晶分子７ｄの配向方向とを含む面に対して下側偏光板１１の透過軸Ｐ方向が非平行且つ非直交となるるめに液晶分子７ｄからの複屈折作用を受けるので上側偏向板９を透過し、その結果、副領域２３ｂは明表示となる。
【００５７】
この様に副領域２３ｂは、印加電圧を調整することで、正面方向に対しては常に暗表示となり、斜め方向に対しては明度の調整が可能となっている。この副領域２３ｂは、従来技術の制御部１０９ｂと同様、視認阻害表示を実現するための制御部に適した表示動作をするので、以降、制御部２３ｂと呼ぶ。
【００５８】
これら表示部２３ａおよび制御部２３ｂの構造は、配向分割VA（Vertical Alignment, 垂直配向）として知られている。視野角補償板と呼ばれる特別な位相差板１７，１９を使用することで、暗表示している制御部２３ｂを斜め（例えば上側偏光板９の透過軸Ｑ方向に平行な方向）から見た時の明度（光の透過率）を非常に小さくすることができ、視野角の広い表示が可能となる。
【００５９】
尚、本説明では、畝２９，３１を液晶分子７ｂ，７ｄの傾斜方向を制御するための構造（以後、傾斜方向制御構造と呼ぶ。）として用いたが、畝２９，３１の代わりに、その部分の透明電極１３，１５ａ，１５ｂを例えば矩形状に取り除き、その取り除いた部分のエッジで電気力線を曲がらせることによっても、同様の効果を得られる。
【００６０】
位相差板１７，１９としては、例えば厚さ方向にのみ負の光学的異方性を持つ負の c-plate と呼ばれる位相差板や、Nz = (nx-nz)/(nx-ny) > 1 なる二軸性位相差板が知られている。ここで、nx, ny は位相差板面内の屈折率の主値で nx > ny となるようにとった値、nz は位相差板厚さ方向の屈折率の値である。尚、図２では、位相差板１７，１９は両方の透明基板３，５の外面側に配置されているが、片方の透明基板３または５の外側面だけに配設しても良い。
【００６１】
この様に構成された液晶表示素子１において、広視野角表示させる場合は、表示部２３ａに信号電圧を印加すると共に、表示部２３ａに印加する信号電圧に拘わらず常に暗表示に対応する信号電圧を制御部２３ｂに印加すればよい。これにより、正面方向および斜め方向に対して、制御部２３ｂからの透過光が殆ど無くなり、表示部２３ａからの透過光のみを視認することになるので、広視野角表示となる。
【００６２】
また、視認阻害表示させる場合は、同一画素領域２３内の表示部２３ａと制御部２３ｂに対し、表示部２３ａに信号電圧を印加すると共に、特定の斜め方向から見た時の表示部２３ａと制御部２３ｂとの透過率の和（合成透過率）が、表示部２３ａに印加される印加電圧の大きさに関係なく常に一定となる様に、表示部２３ａに印加される信号電圧と増減の反転した信号電圧を制御部２３ｂに印加すればよい。これにより、正面方向に対しては、制御部２３ｂからの透過光が殆ど無くなり、表示部２３ａからの透過光のみを視認することになるので、表示部２３ａの表示が視認可能となり、他方、特定の斜め方向に対しては、表示部２３ａからの透過光と制御部２３ｂからの透過光を一緒に視認するため、表示部２３ａの表示に関係なく均一な明るさの画面となり、表示部２３ａの表示が視認され難くなり、視認阻害表示となる。
【００６３】
尚、液晶分子には、ある有限の閾値電圧以下の電圧を印加しても動かないという閾値特性を有することが知られている。本説明では「電圧の無印加時」「電圧印加時」という表現を使用しているが、それぞれ「電圧を印加しない、または閾値電圧以下の電圧が印加されているが、液晶分子が動いていない状態」「閾値以上の電圧が印加されており、液晶分子が傾斜している状態」を指している。
【００６４】
本発明の液晶表示素子１では、表示部２３ａと制御部２３ｂとの液晶分子の電圧の有無による動き方の違いは、傾斜する方向が違うだけである。そのため、本発明の液晶表示素子１は、表示部１０９ａと制御部１０９ｂとで液晶分子の動き方（即ち表示部１０９ａでは基板面に平行な面内での回転動作、他方、制御部１０９ｂでは基板法線方向に対する起倒動作）が大きく異なる先行技術（非特許文献１）の液晶表示素子１１０より、広い視線方向範囲で（即ち斜めから見た時に視線方向がずれても）表示画像を見え難くすることができる。その詳細および本発明の液晶表示素子１の他の利点を以下に説明する。
【００６５】
本発明の液晶表示素子１の表示特性を先行技術（非特許文献１）の液晶表示素子１１０と比較するため、光学特性シミュレーションを行った。シミュレーションには市販の液晶パネル光学特性シミュレータ（ LCD Master, シンテック製）を使用した。
【００６６】
先行技術の液晶表示素子１１０は、既述の通り図５および図６の様に構成されている。
【００６７】
本発明の液晶表示素子１と先行技術の液晶表示素子１１０との違いは、本発明の表示部２３ａおよび制御部２３ｂはともに配向分割（以後、VAと呼ぶ）構造であるのに対し、先行技術の表示部１０９ａは IPS 構造であり制御部１０９ｂは ECB 構造である点、および本発明では、位相差板１７，１９は両方の透明基板３，５の外側面に配設されるのに対し、先行技術では、位相差板１０７は下側透明基板１０１の外側面だけに配設される点であり、他の構成は同様に構成されている。
【００６８】
また先行技術の表示部１０９ａは IPS 構造であり、電圧を印加すると液晶分子１０２ａが基板表面に平行な面内で回転するように動くので、右に回転する場合と左に回転する場合の両方を計算し、それらの平均を取った。
【００６９】
これは、図７の様に、櫛歯電極１０５ａ，１０５ｂを電圧の無印加時の液晶分子１０２ｂの配向方向Ｐに沿ってジクザグ状に形成し、その右傾斜部分と左傾斜部分とを一画素内に含む様に形成する技術に対応している。この電極構造において、櫛歯電極１０５ａに信号電圧を印加し櫛歯電極１０５ｂ（共通電圧）に電圧を印加して各櫛歯電極１０５ａ，１０５ｂ間に横方向の電界を発生させると、その電界により、櫛歯電極１０５ａ，１０５ｂの右傾斜部分を含む領域Ａでは液晶分子１０２ａは左に回転し、櫛歯電極１０５ａ，１０５ｂの左傾斜部分を含む領域Ｂでは液晶１０２ａは右に回転する。
【００７０】
この技術を採用すると、電圧を印加しても液晶層１０２を含めた構成が完全に左右対称になり、斜めから見ても良好な光学特性が得られることが知られているので、本説明では、先行技術の表示部１０９ａの電極構造としてこの技術を用いた。
【００７１】
ここでは、本発明の表示部２３ａはVA構造であり、先行技術の表示部１０９ａは IPS 構造であり、双方ともよく知られた構造なので、それらの液晶層７，１０２の厚さd は代表的な条件の範囲内の値（具体的には本発明はd = 4.5 μｍ、先行技術はd = 3.0 μｍ）で設定した。
【００７２】
また液晶層の厚さd と液晶分子の複屈折率Δｎの積Δｎｄは液晶層のリタデーションと呼ばれ、この値が一定であれば、液晶材料が変更されても、光学的には似たような特性が得られることが知られている。シミュレーションで使用した液晶分子の複屈折率Δｎは本発明では 0.0856 なので、本発明の液晶層７のリタデーションΔｎｄは385 nmとなる。他方、先行技術では複屈折率Δｎは0.0988なので、先行技術の液晶層１０２のリタデーションΔｎｄは297 nmとなる。尚、上記の数値は説明上採用した値であり、限定的なものではなく、実際には表示特性などの詳細な要求から、例えばVAではΔｎｄ= 350〜450 nm、IPSではΔｎｄ= 250〜350 nm程度の範囲が適当とされている。
【００７３】
また本発明に対するシミュレーションでは、表示部２３ａを広視野角化するため、位相差板（視野角補償板）１７，１９として、厚さ方向の複屈折率と位相差板の厚さの積（位相差板の厚さ方向のリタデーションと呼ばれる）が113 nmのc-plateを使用した。他方、先行技術に対するシミュレーションでは、位相差板（視野角補償板）１０７として、位相差板面内の複屈折率と位相差板の厚さの積（位相差板の面内リタデーションと呼ばれる）が130 nm、Nz = 0.4 の二軸性位相差板を使用した。この二軸性位相差板の遅相軸（位相差板面内での屈折率の最も大きい方向）は、下側偏光板１０４の透過軸方向Ｐと平行とした。
【００７４】
カラー表示を行う場合には、カラーフィルタ（通常、赤・緑・青の３色タイプ）を使用するのが一般的だが、シミュレーションではカラーフィルタは省いて、モノクロ表示のパネルを想定した。ただし、本説明の「画素（画素領域）」を「各色の画素（画素領域）」と読み替えることで、カラーフィルタ付き液晶表示素子にも本説明は適用できる。つまり、３色タイプのカラーフィルタであれば、赤・緑・青の各画素（画素領域）に、表示部と制御部がそれぞれ設置されていればよい。
【００７５】
図８に、本説明で使用する座標系の模式図を示す。液晶表示素子１，１１０の表面に平行な面をxy面とし、液晶表示素子１，１１０の表面の法線方向をz軸とする。x軸は上側偏光板９，１０３の透過軸Ｑ方向と平行であり、y軸は下側偏光板１１，１０４の透過軸Ｐ方向と平行にとる。観察者の視線のxy面への射影とx軸の成す角φを方位角と呼び、視線とz軸の成す角θを極角と呼ぶ。
【００７６】
図９に、本発明の液晶表示素子１を方位角φ＝0゜、極角θ ＝ 40°から見たときの表示部２３ａの透過率の信号電圧依存性の計算結果を示す。尚、各偏光板９，１１が無い場合の透過率を1（100%）としている。尚、これは図１で正面から右に視線を40゜倒して観察する場合に相当するが、本発明の構成は信号電圧の印加状況によらず左右対称なので、視線を左に40゜倒しても同じ結果が得られる。
【００７７】
図９から、信号電圧が４Vのときに、表示部２３ａの透過率は最も高くなる（即ち最も明るい明表示となる）事が分かる。他方、約 2 V 以下で、表示部２３ａの透過率が最低でほぼ０になる（即ち暗表示となる）事が分かる。
【００７８】
尚、表示部２３ａと制御部２３ｂとの開口部の面積（開口率）が等しい場合、表示部２３ａが最も明るい明表示の時の透過率と暗表示の時の透過率との差（即ち表示部２３ａの透過率の変調幅）（図９では約0.2）が、制御部２３ｂの透過率に必要な変調幅となる。それは、表示部２３ａが最も明るい明表示の時と暗表示の時とで、斜めから見た時の表示部２３ａの透過率と制御部２３ｂの合成透過率を一定にする必要があるからである。
【００７９】
表示部２３ａと制御部２３ｂとの開口部の面積（開口率）が等しくない場合でも、その面積比を考慮して制御部２３ｂに必要な透過率の変調幅を決定することができる。具体的には、表示部２３ａの最も明るい明表示と暗表示での透過率の差をΔＴｄ、制御部２３ｂに必要な透過率の変調幅をΔＴｖ、表示部２３ａの開口部の面積をSd、制御部２３ｂの開口部の面積をSv とすると、変調幅ΔＴｖは、ΔＴｖ=ΔＴｄ×Sd / Sv となる。本実施の形態では説明を簡単にするため、断らない限り、Sd = Sv とする。
【００８０】
図１０に、本発明の液晶表示素子１を方位角φ = 0゜、極角θ = 40°から見たときの制御部２３ｂの透過率の信号電圧依存性の計算結果を示す。
【００８１】
ここでは、制御部２３ｂの液晶層７の厚さdは6 μｍ（従って液晶層７のリタデーションΔｎｄ= 514 nm）とした。
【００８２】
図１０から、信号電圧が約 2.7 V のときに、制御部２３ｂの透過率は最も高くなって（即ち最も明るい明表示となって）約0.21となり、上記で述べた条件である、制御部２３ｂの透過率に必要な変調幅ΔＴｖ= 0.2 が確保されている事が分かる。
【００８３】
制御部２３ｂは、正面から見ると信号電圧によらず常に暗表示となるので、制御部２３ｂにどの様な値の信号電圧を印加しても、正面から見た時の表示部２３ａの表示画像を阻害する事はない。そこで、表示部２３ａに印加する信号電圧が図９の「a」の電圧のときには、制御部２３ｂに印加する信号電圧として図１０の「A」の電圧を印加し、表示部２３ａに印加する信号電圧が図９の「b」の電圧のときには、制御部２３ｂに印加する信号電圧として図８で「B」の電圧を印加し、表示部２３ａに印加する信号電圧が図９の「c」の電圧のときには、制御部２３ｂに印加する信号電圧として図１０の「C」の電圧を印加するというように、表示部２３ａに印加する信号電圧と増減の反転した信号電圧を制御部２３ｂに印加することで、同一画素領域２３内の表示部２３ａと制御部２３ｂに対し、表示部２３ａと制御部２３ｂとの合成透過率を、表示部２３ａに印加する信号電圧の大きさに関係無く常に一定にする事ができ、視認阻害表示を実現できる。
【００８４】
図１１に、視線方向の方位角φが0゜のときの本発明の合成透過率の極角(θ)依存性の計算結果を示す。図１１中の曲線E+eは、表示部２３ａに印加する信号電圧が図９の「e」の電圧で、制御部２３ｂに印加する信号電圧が図１０の「E」の電圧のときの合成透過率を示す。各曲線E+e，D+d，C+c，B+b，A+a も同様である。
【００８５】
図１１から、正面（極角θ = 0゜）では、表示部２３ａに印加する信号電圧に応じて合成透過率が変化しているが、極角θ = 40゜では、表示部２３ａに印加する信号電圧の大きさによらず合成透過率は一定となっている事が分かる。つまり、本発明の液晶表示素子１を方位角φ = 0゜、極角θ = 40゜の右斜めから見たときに、表示部２３ａの表示内容が全く視認できなくなる事が分かる。
【００８６】
本説明では、表示部２３ａの表示内容を全く視認できなくなる視線方向を方位角φ = 0゜、極角θ = 40゜とした場合で説明したが、他の視線方向を、表示部２３ａの表示内容を全く視認できなくなる視線方向に設定することもできる。そうする場合は、希望する視線方向で合成透過率が一定になるように、制御部２３ｂの液晶層７の厚さ及び信号電圧を決定すればよい。本説明では、以降も、方位角φ = 0゜、極角θ = 40゜の方向を、表示部２３ａの表示内容が全く視認できなくなる視線方向とする。
【００８７】
ここまで説明してきた基本的な概念は、先行技術（非特許文献１）に記載されている。以下では、先行技術と比較しながら、本発明の優位性および進歩性を説明する。
【００８８】
図１２に、先行技術の液晶表示素子１１０を方位角φ = 0゜、極角θ = 40°から見たときの表示部１０９ａの透過率の信号電圧依存性の計算結果を示す。
【００８９】
図１２から、信号電圧が５Vのときに、表示部１０９ａの透過率が最も高くなり（即ち最も明るい明表示となり）、制御部１０９ｂに必要な透過率の変調幅ΔＴｖが約 0.3 となる事が分かる。そして、表示部１０９ａと制御部１０９ｂとの開口部が同面積であるとして、変調幅ΔＴｖ= 約0.3を得るのに必要な制御部１０９ｂの厚さdを求めると、d = 6.5 μｍ（従って液晶層１０２のリタデーションΔｎｄ= 642 nm）となった。
【００９０】
図１３に、先行技術の液晶表示素子１１０を方位角φ = 0゜、極角θ = 40°から見たときの制御部１０９ｂの透過率の信号電圧依存性の計算結果を示す。
【００９１】
図１３から、信号電圧が約3.1 Vのときに、制御部１０９ｂの透過率は最も高くなって約0.3となり、上記で述べた条件である、制御部１０９ｂの透過率に必要な変調幅ΔＴｖ=約0.3が確保されている事が分かる。尚、制御部１０９ｂの最大透過率が多少足りないが、制御部１０９ｂの液晶層１０２の厚さdを薄めに選択した理由は後に述べる。
【００９２】
図１４に、視線方向の方位角φ が0゜のときの先行技術の合成透過率の極角(θ)依存性の計算結果を示す。
【００９３】
図１４中の曲線E+eは、表示部１０９ａに印加する信号電圧が図９の「e」の電圧で、制御部１０９ｂに印加する信号電圧が図１３の「E」の電圧のときの合成透過率を示す。各曲線E+e，D+d，C+c，B+b，A+a も同様である。
【００９４】
図１４から、正面（極角θ = 0゜）では、表示部１０９ａに印加する信号電圧に応じて合成透過率が変化しているが、極角θ = 40゜では、表示部１０９ａに印加する信号電圧の大きさによらず、合成透過率は一定となっている事が分かる。つまり、ある特定の視線方向（本説明では方位角φ = 0゜、極角θ = 40°）から見たときに、表示部１０９ａの表示内容を全く視認できなくするという点においては、先行技術も本発明も同様の効果を示す事が分かる。
【００９５】
しかし、一般に液晶表示素子は、その原理上視線方向を変えると透過率が変化するという特性をもつ。位相差板等の部材により透過率の変化を極力抑えて、いわゆる広視野角表示が実現されており、IPS構造もそのひとつであるが、先行技術（非特許文献１）のように表示部１０９ａと制御部１０９ｂとで液晶分子の動き方が大きく異なると、表示部１０９ａと制御部１０９ｂの双方で視線方向の変化による透過率の変化を抑えることが困難となり、視線方向の変化に対して表示部１０９ａと制御部１０９ｂの合成透過率を一定にできなくなることが容易に予想される。
【００９６】
図１５および図１６に、方位角φ = 0゜、極角θ = 40゜の方向を表示部の表示内容を視認できなくなる視線方向とした場合の、方位角φ = 30゜のときの合成透過率の極角(θ)依存性の計算結果を示す。図１５は本発明の場合で、図１６は先行技術の場合である。
【００９７】
図１５および図１６から、視線方向の極角θが同じ場合、本発明（図１５）よりも先行技術（図１６）の方が、透過率の最大値と最小値の差が大きい事が分かる。つまり、同じ画像を表示した場合、画像のコントラストは先行技術の方が大きくなるので、視認されやすくなる。
【００９８】
図１５では、透過率の最大値と最小値の差（つまり画像のコントラスト）を定量的に把握するのは難しいため、画像の最大コントラストを、透過率の最大値と最小値の差と、それらの平均値との比で定義する。
【００９９】
図１７および図１８に、画像の最大コントラストの極角(θ)依存性の計算結果を示す。図１７は視線方向の方位角φが30゜の場合で、図１８は視線方向の方位角φが40゜の場合である。
【０１００】
図１７および図１８から、どちらの場合も、表示内容を視認し難くなってほしい高角側（具体的にはθ = 37°以上の範囲）で、本発明の方が最大コントラストは小さく、表示内容を視認し難くなっている事が分かる。この事から、最大コントラストがどの程度小さくなれば、表示内容が視認できなくなるのかは、周囲の照明条件や画像の平均輝度など依存するので、絶対的な基準は無いが、表示内容を視認し難くなってほしい高角側（θ = 37°以上の範囲）では、本発明の最大コントラストは先行技術の半分以下なので、先行技術よりも本発明の方が表示内容をより視認し難くなっている（即ち良好な視認阻害表示が可能となっている）事が分かる。
【０１０１】
次に、本発明の方が先行技術よりも広い視線方向の範囲で（即ち視線方向がずれても）表示内容を視認し難くなっている原因ついて述べる。
【０１０２】
表示部は広視野角表示であること（換言すると、見る方向によらず同じように画像が表示できること、つまり異なる視線方向から見た時の表示部の透過率が等しくなること）が理想である。一般的な液晶表示素子では、液晶層の配向分割や位相差板等の部材の最適化により上記のような広視野角表示を実現している。
【０１０３】
先行技術や本発明のように、表示部と制御部の合成透過率を一定にすることで表示部の表示内容を特定の視線方向から視認し難くする場合、表示部と制御部の合成透過率は、それらの透過率をその開口部の面積で重みをつけた平均なので、表示部が広視野角表示を実現しているなら（即ち、表示部が、異なる視線方向から見た時の透過率が一定になっているなら）、制御部も異なる視線方向から見た時の透過率は一定であることが望ましい。
【０１０４】
しかし、先行技術では、表示部１０９ａは、横電界で液晶分子を面内で回転するように駆動するIPS構造により広視野角表示を実現しているのに対し、制御部１０９ｂは、縦電界により液晶分子が基板に平行な面から立ち上がるように動くECB構造であり、表示部１０９ａと比べて液晶分子の動き方が大きく異なる。そのため、異なる視線方向から見た時の制御部１０９ｂの透過率の変化が大きくなってしまう（即ち透過率が一定にならない）。
【０１０５】
図１９は、先行技術と本発明について、信号電圧が「C+c」、φ1 = 0゜、φ2 = 30゜の時の表示部の透過率比 Rd(θ; φ1, φ2) = Td(θ, φ1) / Td(θ, φ2) の計算結果を示す。尚、Td(θ, φ) は、極角θ、方位角φから見たときの表示部の透過率である。
【０１０６】
図１９から、本発明も先行技術も、表示部は透過率比がほぼ1（即ち透過率がほぼ一定）であり、見る方向によらず同じように画像が表示できるほぼ理想的な広視野角表示が実現されている事が分かる。
【０１０７】
図２０は、先行技術と本発明について、図１９の場合と同条件での制御部の透過率比 Rv(θ; φ1, φ2) = Tv(θ, φ1) / Tv(θ, φ2) の計算結果を示す。尚、Tv(θ, φ)は、極角θ、方位角φ から見たときの制御部の透過率である。
【０１０８】
図２０から、先行技術では、視線方向の変化による透過率比の変化（即ち透過率の変化）が大きいため、表示部１０９ａと制御部１０９ｂとの合成透過率を一定にできないが、本発明では、視線方向の変化による透過率比の変化（即ち透過率の変化）が小さいため、表示部２３ａと制御部２３ｂの合成透過率を一定にできる（即ち広い視野範囲で（即ち視線方向がずれても）表示部２３ａの表示内容を見難くできる）事が分かる。
【０１０９】
これは、本発明では、表示部２３ａも制御部２３ｂも、縦電界により液晶分子が基板法線方向から倒れるという同じ液晶の駆動方法を用いているためである。正確には、制御部２３ｂには、信号電圧によらず正面から見ると暗表示し、且つ表示部２３ａと制御部２３ｂの合成透過率を一定にすることで表示部２３ａの表示内容をある特定の視線方向から視認し難くするという、表示部２３ａとは異なる特性が求められる。そのため、液晶分子が傾斜する方向や傾斜の度合い、液晶層７の厚さ等が表示部２３ａと制御部２３ｂでは異なるので、理想である「異なる視線方向から見た時の透過率が等しい（透過率の比が１）」は実現できていないが、表示部２３ａと制御部２３ｂとで、どちらも信号電圧により液晶分子が倒れるという似たような駆動を採用することにより、上記の理想的な状態に近い状態が実現されているわけである。
【０１１０】
他にも、先行技術と比べて本発明の方が優位な点がある。以下その優位な点について説明する。
【０１１１】
前述したように、制御部に必要な透過率の変調幅（即ち最大透過率）は、表示部の透過率の変調幅と、表示部と制御部との開口部の面積（開口率）比で決まる。
【０１１２】
図２１に、先行技術と本発明について、表示部が正面から見た時に明表示している時の、表示部の透過率の視線方向の極角(θ)依存性の計算結果を示す。尚、透過率は、正面から見た時の透過率（極角θ =０゜）で規格化している。
【０１１３】
図２１を見ると、本発明よりも先行技術の方が、視線方向の変化による表示部の透過率の変化が少ない事が分かる。広視野角表示をする場合には、表示部の透過率の変化が少ない方が有利であるが、視野角制御を行う場合には、以下に説明するような問題が発生して必ずしも有利でない。
【０１１４】
広視野角表示を行うには、斜めから見た時の表示部の透過率が大きいことが必要であるが、この条件で視野角制御を行うには、制御部に必要な透過率の変調幅（即ち制御部の最大透過率）も大きくする必要がある。制御部の最大透過率は制御部の液晶層の厚さに依存し、基本的には制御部の液晶層が厚い方が制御部の最大透過率は大きくなる。
【０１１５】
図２２および図２３に、極角θ＝４０゜、方位角φ＝０゜から見た時の制御部の最大透過率の制御部の液晶層の厚さに対する依存性の計算結果を示す。尚、図２２は本発明の場合で、図２３は先行技術の場合である。この制御部最大透過率と制御部液晶層の厚さとの関係と、制御部に必要な透過率の変調幅（即ち制御部の最大透過率）（本発明では約 0.2 、先行技術では約 0.3）から、本発明の制御部２３ｂの液晶層７の厚さを6.0 μｍと決め、先行技術の制御部１０９ｂの液晶層１０２の厚さを6.5 μｍと決めたわけである。
【０１１６】
制御部の液晶層の厚さを厚くして最大透過率を上げれば、制御部の面積を小さくしても、表示部が明表示の時と暗表示の時とで、斜めから見た時の表示部と制御部との合成透過率を常に一定にすることができる。
【０１１７】
ただし、制御部の液晶層の厚さを厚くすると制御部２３ｂの電圧印加に対する応答が遅くなるという問題や、表示部と制御部との液晶分子の配向状態（動き方）の違いが拡大するという問題が発生する（これらの問題が上記の視野角制御を行う場合に発生する問題である）。そのため、制御部の液晶層は可能な限り薄いほうが望ましい。これが、先行技術の制御部の液晶層の厚さを薄めに選択した理由である。また、表示部と制御部とで液晶層の厚さの差が大きい場合、アクリルなどの有機材料でその差を調整するのが一般的であるが、有機材料の厚さの制御性が良くないため、製造上制御部の液晶層の厚さの制御が困難になる。
【０１１８】
特に先行技術の場合、制御部１０９ｂの暗表示の時に制御部１０９ｂの液晶分子は基板面に略平行に配向しているため、液晶分子の配向方向が下側偏光板透過軸Ｐ方向からわずかにずれていると、透過光（バックライト光）が感じる液晶層１０２の複屈折性が大きくなるため、透過光が制御部１０９ｂから漏れてくる。製造プロセスにはばらつきがあるため、常に液晶分子を下側偏光板透過軸Ｐ方向に対して完全に平行に配向させることはできないので、ある程度の光漏れは必ず発生するが、制御部１０９ｂの液晶層１０２の厚さに不均一があると、漏れてくる光の量が変化するのでムラになりやすい。
【０１１９】
他方、本発明の場合は、制御部２３ｂの暗表示の時に制御部２３ｂの液晶分子は基板法線方向に配向しているため、液晶分子が多少傾いたり、下側偏光板透過軸Ｐ方向からずれたとしても、透過光（バックライト光）が感じる液晶層７の複屈折性は小さく、制御部２３ｂから漏れてくる光の量は小さい。これにより制御部２３ｂの液晶層７の厚さに対する依存性も相対的に小さくなるので、制御部２３ｂの液晶層７の厚さに不均一があっても、ムラとしては視認し難く、高い表示品位を提供できる。
【０１２０】
本説明では表示部と制御部は等面積と仮定した結果、本発明の液晶層７の厚さは表示部２３ａで 4.5 μｍ、制御部２３ｂで 6.0 μｍ となった。図２２に示すように、制御部２３ｂの液晶層７が厚いほど制御部２３ｂの最大透過率は大きくなるので制御部２３ｂの面積を小さく、表示部２３ａの面積を大きくできる。表示部２３ａと制御部２３ｂとで液晶層７の厚さを同じとすると、製造上は液晶層７の厚さの差の調整というプロセスが省ける利点があり、他方、制御部２３ｂの液晶層７を表示部２３ａよりも厚くすることで表示部２３ａの面積を大きくすると、同じバックライト輝度であれば、より明るい表示が可能となるという利点がある。
【０１２１】
表示部２３ａの表示内容を斜めから見た時に全く視認できなくするには、既述のとおり、同一画素領域２３内の表示部２３ａと制御部２３ｂに対し、それらの合成透過率が、表示部２３ａへの信号電圧の大きさに関係無く常に一定となる様に、表示部２３ａへの信号電圧と増減の反転した信号電圧を制御部２３ｂへ印加して液晶を駆動すればよい。
【０１２２】
例えば図１１では、表示部２３ａと制御部２３ｂの信号電圧の組み合わせを「A+a」「B+b」のように、表示部２３ａへの信号電圧と増減の反転した信号電圧を制御部２３ｂへ印加して液晶層７を駆動して表示部２３ａの表示内容を斜めから見た時に全く視認できなくすることを示した。
【０１２３】
制御部２３ｂを常に暗表示にしておけば、制御部２３ｂからの光の透過は小さいので、主に表示部２３ａの表示内容のみを見ることになる。
【０１２４】
本発明や先行技術では、表示部は広視野角表示を行うので、広い視線方向範囲で高い表示品位を提供できる。ただし、図２１を見ると、本発明よりも先行技術の方が視線方向の変化による表示部の透過率の変化が少ない事が分かる。
【０１２５】
広視野角表示をする場合には、表示部の透過率の変化が少ない（暗くならない）方が有利であることを前に述べたが、本発明ではこの問題の解決方法（即ち先行技術よりも表示部の透過率の変化を小さくする方法）も提供する。つまり、同一画素領域２３内の表示部２３ａと制御部２３ｂに対し、表示部２３ａへの信号電圧と増減の同調した信号電圧を制御部２３ｂへ印加して液晶層７を駆動すればよい。
【０１２６】
例えば、表示部２３ａの信号電圧と制御部２３ｂの信号電圧との組み合わせを「A+e」「B+d」「C+c」「D+b」「E+a」のように、表示部２３ａへの信号電圧と増減の同調した信号電圧を制御部２３ｂへ印加して液晶層７を駆動すれば、「A+e」では表示部２３ａは明表示、制御部２３ｂは斜めから見た時に透過率が高い状態となるので、図２１に比べて、制御部２３ｂからの透過光が加わる分、合成透過率は高くなる。また「E+a」では表示部２３ａおよび制御部２３ｂともに暗表示になり、画素領域２３としては、その透過率の印加電圧依存性が単調（極大、極小を持たない）なので中間調表示も可能である。
【０１２７】
図２４に、本発明の表示部２３ａと制御部２３ｂの信号電圧の組み合わせを「A+e」とした時と、先行技術の表示部１０９ａと制御部１０９ｂの信号電圧の組み合わせを「E+e」とした時の、合成透過率の視線方向の極角(θ)依存性の計算結果を示す。
【０１２８】
表示部２３ａと制御部２３ｂの信号電圧の組み合わせを「A+e」とするように、表示部２３ａへの信号電圧と増減の同調した信号電圧を制御部２３ｂへ印加して液晶層７を駆動すれば、正面から視線方向をずらしても暗くなることを防ぐことができる。このような表示方法を、「超広視野角表示」と呼ぶことにする。
【０１２９】
即ち、この超広視野角表示では、表示部２３ａに信号電圧を印加すると共に制御部２３ｂに上記の様な信号電圧を印加することで、正面方向に対しては、制御部２３ｂからの透過光が殆ど無くなり、表示部２３ａからの透過光のみを視認することになるので、表示部２３ａの表示が視認可能となり、他方、斜め方向に対しては、表示部２３ａからの透過光と、表示部２３ａからの透過光と光強度に関して同調した制御部２３ｂからの透過光を一緒に視認するため、表示部２３ａの表示がより明るくなって視認可能となる。
【０１３０】
この超広視野角表示は、先行技術（非特許文献１）でも示されておらず、表示部２３ａと制御部２３ｂを用いて視野角制御を行う液晶表示素子を駆動する新規な方法である。
【０１３１】
ちなみに、一般的な面光源（バックライト装置）では、正面から視線方向を倒すと光強度が小さくなるので、バックライト装置の配光分布と組み合わせて適切な制御部２３ｂの信号電圧設定を行うべきである。
【０１３２】
以上で説明したように、本発明の液晶表示素子１により、先行技術（非特許文献１）よりも広い視線方向範囲で（即ち視線方向がずれても）表示部２３ａの表示内容を視認し難くできる。また暗表示の時の制御部２３ｂからの漏光による表示画質のムラも改善できる。
【０１３３】
また、広視野角表示時に、表示部２３ａと制御部２３ｂとの各透過率が同調する様に、表示部２３ａへの信号電圧と増減の同調した信号電圧を制御部２３ｂへ印加して液晶層７を駆動することで、正面から視線方向を倒しても暗くなることを防ぐことができる。
【０１３４】
また、本説明では右（方位角 φ ＝ ０゜）から見た時を例にしてきたが、図１に示すように本発明は構成が信号電圧の印加状況によらず左右対称である。従って、特許文献１とは異なり、表示特性は常に左右対称であり、左右同時に画像を見難くする事ができる。
【０１３５】
また、本説明では表示部２３ａと制御部２３ｂは等面積と仮定した結果、液晶層７の厚さは表示部２３ａで 4.5 μｍ、制御部２３ｂで 6.0 μｍ となった。
【０１３６】
また図２２に示すように、制御部２３ｂの液晶層７が厚いほど制御部２３ｂの最大透過率は大きくなるので、制御部２３ｂの液晶層７を厚くして透過率を上げることで、制御部２３ｂの開口部の面積を小さくして表示部２３ａの開口部の面積を大きくできる。
【０１３７】
また、表示部２３ａと制御部２３ｂとで液晶層７の厚さを同じとした場合には、表示部２３ａと制御部２３ｂの開口部の面積比を適当に取ることで視認阻害表示は可能であり、製造上は液晶層７の厚さの差の調整というプロセスが省ける利点がある。
【０１３８】
また、制御部２３ｂの液晶層７の厚さを表示部２３ａの液晶層７の厚さよりも厚くすることで、制御部２３ｂの開口部の面積を小さくして表示部２３ａの開口部の面積を大きくした場合は、同じバックライト輝度であれば、より明るい表示ができる利点がある。
【０１３９】
実施の形態２．
この実施の形態の液晶表示素子１Ｂは、上記の実施の形態１の液晶表示素子１の例えば上側透明電極１３の内側面上にカラーフィルタを配設してカラー表示を行う様にした液晶表示素子に関するものである。
【０１４０】
上記の実施の形態１では、カラーフィルタ無し、表示部２３ａと制御部２３ｂは等面積として説明した。実際にはカラーフィルタを用いてカラー表示を行うことが多いが、カラーフィルタの透過率はあまり高くない。そのため、カラーフィルタを用いてカラー表示を行う場合は、開口率を大きくして表示可能な最大輝度を大きくする対策を取ることが望ましい。
【０１４１】
しかし、上記の実施の形態１の様に制御部２３ｂにより視野角制御を行う場合、制御部２３ｂは正面から見ると常に暗表示であるため、上記の実施の形態１の説明のように表示部２３ａと制御部２３ｂとの開口部を等面積とすると、単純に最大輝度は半減する。
【０１４２】
ところが、制御部２３ａの最大透過率を大きくできれば制御部２３ｂの開口部の面積を小さくできるので、表示部２３ａの開口部の面積を大きくでき、表示可能な最大輝度を大きくとることが可能となる。
【０１４３】
しかし、制御部２３ｂの液晶層７を厚くして最大透過率を大きくすると、上記の実施の形態１で指摘したように、制御部２３ｂの電圧印加に対する応答が遅くなるという問題や、表示部２３ａと制御部２３ｂとで、電圧の有無による液晶分子の動き方の違いが拡大するという問題が発生する。
【０１４４】
これらの問題を回避して制御部２３ｂの最大透過率を大きくするには、カラーフィルタにおける制御部２３ｂに対応する部分の色材を除けばよい。制御部２３ｂに対応する部分の色材が無ければ、カラーフィルタのその部分の透過率が上がるので、制御部２３ｂの最大透過率を大きくできる。
【０１４５】
上記の実施の形態１の液晶表示素子１において、表示部２３ａには、輝度透過率 34.5 %、色再現範囲（ NTSC 比）43.8 % のカラーフィルタ色材を配設し、制御部２３ｂには色材を配設しない場合で、視野角制御に必要な表示部２３ａと制御部２３ｂの開口部の面積比をシミュレーションで求めると、最大 74:26 まで大きくとることが可能となる。即ち、表示部２３ａと制御部２３ｂとの開口部の面積を等面積とした場合よりも、表示可能な最大輝度を (74-50)/50 = 48 % 向上させることができる。
【０１４６】
色再現範囲のさらに広いカラーフィルタ色材を使用する場合は、カラーフィルタ色材の透過率がさらに下がるので、視野角制御に必要な表示部２３ａと制御部２３ｂのと開口部の面積比はさらに大きくできる。
【０１４７】
以上の様に構成された、カラーフィルタを備えカラー表示が可能な液晶表示素子１Ｂでは、カラーフィルタにおける制御部２３ｂに対応する部分の色材が除かれるので、除かない場合より表示可能な最大輝度を大きくとることができる。
【０１４８】
実施の形態３．
この実施の形態の液晶表示装置は、上記の実施の形態１の液晶表示素子１，あるいは上記の実施の形態２の液晶表示素子１Ｂを用いたものである。以下では、液晶表示素子１を例として説明する。
【０１４９】
この液晶表示装置４１は、図２５の様に、液晶表示素子１と、液晶表示素子１を駆動する駆動システム４３とを備えている。
【０１５０】
駆動システム４３は、映像信号が入力される入力端４５と、液晶表示素子１のスイッチング素子２１ａ，２１ｂをオンオフ駆動するゲートドライバ４７と、液晶表示素子１の各画素領域２３に信号電圧を印加するデータドライバ４９と、信号電圧用の基準電圧をデータドライバ４９に供給する階調電源５１と、入力端４５からの前記映像信号に基づきゲートドライバ４７，データドライバ４９および階調電源５１を制御するコントローラ５３と、液晶表示素子１をその背面側（下側位相差板１９側）から照射するバックライト装置（不図示）と、液晶表示素子１の共通電極（図２の上側透明電極１３）に共通電圧を供給する共通電圧電源（不図示）とを備えている。
【０１５１】
入力端４５は、画像データや同期信号などからなる映像信号が入力される所であり、入力された映像信号はコントローラ５３に出力される。
【０１５２】
コントローラ５３は、入力端４５に入力された映像信号中の同期信号等に基づき、ゲートドライバ４７に対しては制御信号を出力し、またデータドライバ４９に対しては制御信号および前記映像信号中の画像データを出力し、且つ階調電源５１に対しては極性信号を出力する。
【０１５３】
尚、ゲートドライバ４７に出力される上記の制御信号（スタート信号とクロック信号）は、どの画素領域２３のスイッチング素子２１ａ，２１ｂをオンさせるかを指示する信号である。また、データドライバ４９に出力される上記の制御信号（スタート信号とクロック信号）は、データドライバ４９に出力される前記画像データがどの画素領域２３の画像データであるかを指定する信号である。また、液晶表示素子１の各画素領域２３に印加される信号電圧の極性は、画像データを更新する（例えば 1 frame ）ごとに逆転するが、階調電源５１に出力される上記の極性信号は、その極性を指示する信号である。
【０１５４】
ゲートドライバ４７は、コントローラ５３からの制御信号に基づき、液晶表示素子１のゲート配線２５（図３及び図４参照）にオンオフ信号を印加して液晶表示素子１のスイッチング素子２１（図３及び図４参照）をオンオフ駆動させる。
【０１５５】
階調電源５１は、データドライバ４９に対して、コントローラ５３からの画像データを信号電圧に変換するのに必要な基準電圧を供給する。
【０１５６】
データドライバ４９は、階調電源５１からの基準電圧を元にしてコントローラ５３からの画像データを信号電圧に変換し、その信号電圧をコントローラ５３からの制御信号で指定された画素領域２３に対応する信号配線に供給する。
【０１５７】
ここまでの構成は一般の液晶表示装置と同じである。本発明の様に制御部２３ｂを用いて視野角制御を行う場合、表示単位としては表示部２３ａと制御部２３ｂとを合わせて一つの画素領域２３となるが、駆動システム４３から見れば、表示部２３ａと制御部２３ｂは独立で、別々の信号電圧で駆動する必要がある。
【０１５８】
表示部（第１副領域）用と制御部（第２副領域）用の各画像データが映像信号として液晶表示装置４１に供給されるのであれば、図２５の駆動システム４３により液晶表示素子１を駆動できる。しかしそうする場合は、映像信号を供給する側で（即ち入力端４５の前段で）、表示部用と制御部用の各信号電圧とを利用して制御部用の画像データを作成する必要があり、汎用性に欠けるという問題が生じる。そこで、その問題を解決するために、本発明の液晶表示装置４１では、その内部に制御部用の画像データを生成する手段（制御部用画像データ生成手段）を備える様にしている。
【０１５９】
この液晶表示装置４１では、上記の制御部用の画像データを生成する手段（制御部用画像データ生成手段）は、コントローラ５３により担われている。以下、図２６に基づき、その場合の液晶表示装置４１について詳説する。
【０１６０】
即ち、この場合のコントローラ５３は、より詳細には、図２６の様に、入力端４５に入力された映像信号（通常の映像信号（即ち通常の画像データ（即ち表示部用の画像データ）と同期信号等とを含む信号））を一時記憶する第１記憶部５５と、画像データ（即ち表示部用の画像データ）を制御部用の画像データに変換する信号変換部５７と、信号変換部５７で変換された制御部用の画像データを一時記憶する第２記憶部５９と、第１記憶部５５に一時記憶された表示部用の画像データと第２記憶部５９に一時記憶された制御部用の画像データとの何れか一方を選択的にデータドライバ４９に出力する選択部６１と、ゲートドライバ４７，階調電源５１および選択部６１を制御する統括部（切換信号発生部）６３とを備えている。
【０１６１】
尚、ここでは、液晶表示素子１の配線構造は図４の配線構造（即ちゲート配線２５ａ，２５ｂを表示部２３ａと制御部２３ｂとで別とし、信号配線２６を表示部２３ａと制御部２３ｂとで共通とした場合）を想定している。
【０１６２】
信号変換部５７は、表示部用の画像データから制御部用の画像データへの変換の対応関係（上記の実施の形態１で説明した広視野角表示用の対応関係、超広視野角表示用の対応関係および視認阻害表示用の対応関係）を記憶した所定の記憶部（不図示）を備えており、その対応関係に基づき、表示部用の画像データを制御部用の画像データに変換する。
【０１６３】
即ち、例えば視認阻害表示用の対応関係に基づき表示部用の画像データが制御部用の画像データに変換されると、その制御部用の画像データは、データドライバ４９で、同一画素領域２３内の表示部２３ａと制御部２３ｂに対し、特定の斜め方向から見た時の表示部２３ａと制御部２３ｂとの合成透過率が一定となる様に、表示部２３ａに印加される信号電圧と増減の反転した信号電圧に変換される。広視野角表示用の対応関係および超広視野角表示用の対応関係も同様である。
【０１６４】
ここでは、信号変換部５７は、上記の対応関係を上記の所定の記憶部に複数記憶しており、表示モード切換信号入力端６５を介して送られる表示モード切換信号に応じて、上記の複数の対応関係の中から使用する対応関係を選択し、その選択した対応関係に基づき、表示部用の画像データを制御部用の画像データに変換する。
【０１６５】
ここでは、上記の複数の対応関係として例えば視認阻害表示用の対応関係、超広視野角表示用の対応関係および広視野角表示用の対応関係の３つの対応関係が設定されている。
【０１６６】
統括部６３は、第１記憶部５５に記憶されている映像信号中の同期信号等に基づき、選択部６１，ゲートドライバ４７およびデータドライバ４９に対してそれぞれ制御信号を出力し、且つ階調電源５１に対して制御信号および極性信号を出力する。
【０１６７】
尚、選択部６１に出力される上記の制御信号は、第１記憶部５５に記憶された表示部用の画像データと第２記憶部５９に記憶された制御部用の画像データとのどちらの画像データを選択してデータドライバ４９に出力するのかを指定した信号である。また、ゲートドライバ４７に出力される上記の制御信号は、どの表示部２３ａまたはどの制御部２３ｂのスイッチング素子２１ａ，２１ｂをオンさせるかを指示する信号である。また、データドライバ４９に出力される上記の制御信号は、データドライバ４９が選択部６１から取得した前記画像データが、どの表示部２３ａまたはどの制御部２３ｂの画像データであるかを指定する信号である。
【０１６８】
また、表示部２３ａの最大信号電圧に比べ制御部２３ｂの最大信号電圧が極端に小さい場合、階調数（画像データのビット数）が小さいと制御部２３ｂの信号電圧を細かく制御できなくなるという問題が生じ、この問題を解決するには、階調電源５１からデータドライバ４９へ送られる基準電圧も、表示部用と制御部用とに切り換える必要があるが、統括部６３から階調電源５１に出力される上記の制御信号は、その切り換えを指示する信号である。
【０１６９】
以上の構成により、この液晶表示装置４１では、入力端４５に映像信号（通常の映像信号）が入力されると、その映像信号は第１記憶部５５に一時記憶される。また、画像データ（即ち表示部用の画像データ）は、信号変換部５７で、表示モード切換信号入力端６５に入力された表示モード切換信号で指定された対応関係に基づき制御部用の画像データに変換され、第２記憶部５９に一時記憶される。
【０１７０】
そして統括部６３により、同期信号等に基づき、選択部６１、ゲートドライバ４７、データドライバ４９および階調電源５１が以下の様に制御される。
【０１７１】
即ち、統括部６３は、選択部６１に対しては、例えば先ず第１記憶部５５に記憶された表示部用の画像データを選択させてデータドライバ４９に出力させ、階調電源５１に対しては、例えば先ず表示部用の基準電圧をデータドライバ４９に供給させ、データドライバ４９に対しては、階調電源５１からの表示部用の基準電圧を元にして選択部６１からの表示用の画像データを変換して得た表示部用の信号電圧を、当該統括部６３からの制御信号で指示した表示部２３ａに対応する信号配線２６ａに供給させ、ゲートドライバ４７に対しては、当該統括部６３からの制御信号で指示した各表示部２３ａに対応する各ゲート配線２５ａにオン電圧を印加させて各スイッチング素子２１ａをオン駆動させる。
【０１７２】
これにより例えば先ず各画像領域２３の表示部２３ａが表示駆動される。そして次に同様の手順で各画像領域２３の制御部２３ｂを表示駆動させる。これにより液晶表示素子１が、表示モード切換信号入力部６５に入力した表示モードで表示される。
【０１７３】
尚、上記の説明では、階調電源５１からデータドライバ４９に供給する基準電圧を表示部用と制御部用とに切り換える場合で説明したが、表示部用と制御部用とに切り換えずに共通の基準電圧をデータドライバ４９に供給する様にしてもよい。
【０１７４】
尚、上記の説明では、第１記憶部５５に一時記憶した画像データ（表示部用の画像データ）を通常の 1 frame の描画時間の前半分で表示部２３ａに表示した後、第２記憶部５９に記憶した制御部用の画像データを通常の 1 frame の描画時間の後半分で制御部２３ｂに表示する方法（時分割駆動）を想定している。しかし、表示部２３ａと制御部２３ｂとを独立に別々の信号電圧で駆動できるのであれば、他の方法でも構わない。例えば第１記憶部５５および第２記憶部５９を無くし、表示部２３ａと制御部２３ｂとに交互に表示部用の画像データと制御部用の画像データを表示させる方法でも構わない。尚、これらの方法は、スイッチング素子２１ａ，２１ｂを時分割で駆動するので、ゲートドライバ４７を倍速で駆動する必要がある。
【０１７５】
以上で説明したように、液晶表示装置４１内に表示用の画像データを制御用の画像データに変換する信号変換部５７を備えるので、液晶表示装置４１を使用する側は、通常の映像信号で、視認阻害表示、広視野角表示または超広視野角表示を実現できる。
【０１７６】
また、第１記憶部５５に表示部用の画像データを一時記憶し、第２記憶部５９に制御部用の画像データを一時記憶し、それら画像データを選択部６１で選択的にデータドライバ４９に出力するので、データドライバ４９として表示部用のデータドライバと制御部用のデータドライバとを備える必要がない。
【０１７７】
また複数の対応関係（ここでは広視野角表示用の対応関係、超広視野角表示用の対応関係および視認阻害表示用の対応関係）を記憶しておき、それら複数の対応関係から、使用する対応関係を選択する様にしているので、液晶表示装置４１の表示モードを用途に応じて所望の表示モードで視認できる。
【０１７８】
実施の形態４．
この実施の形態の液晶表示装置４１Ｂは、上記の実施の形態３の液晶表示装置４１の変形例である。
【０１７９】
この実施の形態では、液晶表示素子１の配線構造は図３の配線構造（即ちゲート配線２５を表示部２３ａと制御部２３ｂとで共通とし、信号配線２６ａ，２６ｂを表示部２３ａと制御部２３ｂとで別とした場合）を想定している。
【０１８０】
この実施の形態のコントローラ５３Ｂは、図２７の様に、図２６の場合と比べて、第１記憶部５５、第２記憶部５９および選択部６１が無く、入力端４５に入力された映像信号（通常の映像信号）に対し、その映像信号中の画像データを一時記憶せずにデータドライバ４９（より詳細には後述の表示部用のデータドライバ４９ａ）に出力する信号経路６７と、上記の入力された映像信号中の画像データを制御部用の画像データに変換しその制御部用の画像データを一時記憶せずにデータドライバ４９（より詳細には後述の制御部用のデータドライバ４９ｂ）に出力する信号変換部５７（図２６の信号変換部と同じもの）と、ゲートドライバ４７およびデータドライバ４９を制御する統括部６３Ｂとを備えている。
【０１８１】
そして、データドライバ４９は、各表示部２３ａの信号配線２６ａに信号電圧を印加する表示部用のデータドライバ４９ａと、各制御部２３ｂの信号配線２６ｂに信号電圧を印加する制御部用のデータドライバ４９ｂとから構成される。また、階調電源５１は、表示部用の基準電圧を表示部用のデータドライバ４９ａに供給する表示部用の階調電源５１ａと、制御部用の基準電圧を制御部用のデータドライバ４９ｂに供給する制御部用の階調電源５１ｂとから構成される。
【０１８２】
統括部６３Ｂは、入力端４５に入力された映像信号中の同期信号等に基づき、ゲートドライバ４７および各データドライバ４９ａ，４９ｂに対してそれぞれ制御信号を出力する。
【０１８３】
以上の構成により、この液晶表示装置４１Ｂでは、入力端４５に映像信号（通常の映像信号）が入力されると、その映像信号中の画像データについては、信号経路６７を介して一時記憶されずに表示部用のデータドライバ４９ａに出力され、そのデータドライバ４９ａで、階調電源５１ａからの基準電圧を元にして表示部用の信号電圧に変換され、統括部６３Ｂからの制御信号で指定された表示部２３ａに対応する信号配線２６ａに供給される。
【０１８４】
またこれに併行して、上記の入力された映像信号中の画像データは、信号変換部５７にも出力され、信号変換部５７で、表示モード切換信号入力端６５に入力された表示モード切換信号で指定された対応関係に基づき制御部用の画像データに変換され、一時記憶されずに制御部用のデータドライバ４７ｂに出力され、そのデータドライバ４７ｂで、階調電源５１ｂからの基準電圧を元にして制御部用の信号電圧に変換され、統括部６３Ｂからの制御信号で指定された制御部２３ｂに対応する信号配線２６ｂに供給される。
【０１８５】
そして、統括部６３Ｂにより、上記の入力された映像信号中の同期信号等に基づき、ゲートドライバ４７および各データドライバ４９ａ，４９ｂが以下の様に制御される。
【０１８６】
即ち、統括部６３Ｂは、データドライバ４９ａに対しては、上記の様に、選択部５５からの表示部用の画像データを変換して得た表示部用の信号電圧を、当該統括部６３Ｂからの制御信号で指定した信号配線２６ａに供給させ、またデータドライバ４９ａに対しては、上記の様に、信号変換部５７からの制御用の画像データを変換して得た制御用の信号電圧を、当該統括部６３Ｂからの制御信号で指定した信号配線２６ｂに供給させ、またゲートドライバ４７に対しては、ゲート配線２５にオン電圧を印加させて各スイッチング素子２１ａ，２１ｂをオンさせる。これにより液晶表示素子１が、表示モード切換信号入力部６５に入力した表示モードで表示される。
【０１８７】
以上の様に構成された液晶表示装置４１Ｂによれば、表示部用のデータドライバ４９ａと制御部用のデータドライバ４９ｂとを備えているので、図２６の場合の様に各スイッチング素子２１ａ，２１ｂを時分割駆動せずに一斉に駆動でき、これにより図２６の場合の様にゲートドライバ４７を倍速で駆動する必要が無くなる。
【０１８８】
また、図２６の場合と比べて、記憶部５５，５９、選択部６１等の構成要素を削減できる。
【０１８９】
また、表示部用の階調電源５１ａと制御部用の階調電源５１ｂとを備えるので、表示部２３ａの最大信号電圧に比べ制御部２３ｂの最大信号電圧が極端に小さい場合、階調数（画像データのビット数）が小さくても、制御部２３ｂの信号電圧を細かく制御できる様になる。
【０１９０】
尚、この説明では、階調電源５１を表示部用の階調電源５１ａと制御部用の階調電源５１ｂとに分けて構成したが、基準電圧を表示部用と制御部用とに分ける必要が無い場合は、共通の階調電源にすれば良い。
【図面の簡単な説明】
【０１９１】
【図１】実施の形態１に係る液晶表示素子１の正面図である。
【図２】図１のII-II断面図である。
【図３】ゲート配線２５を表示部２３ａと制御部２３ｂとで共通とし、信号配線２６ａ，２６ｂを表示部２３ａと制御部２３ｂとで別とした場合の配線構造を示した図である。
【図４】ゲート配線２５ａ，２５ｂを表示部２３ａと制御部２３ｂとで別とし、信号配線２６を表示部２３ａと制御部２３ｂとで共通とした場合の配線構造を示した図である。
【図５】先行技術の液晶表示素子１１０の正面図である。
【図６】図５のIV-IV断面図である。
【図７】IPS 構造の電極１０５ａ，１０５ｂと液晶分子１０２ａ，１０２ｂの配向の模式図である。
【図８】本説明で使用する座標系の模式図である。
【図９】本発明を方位角φ＝0゜、極角θ＝40°から見たときの表示部の透過率の信号電圧依存性の計算結果を示した図である。
【図１０】本発明を方位角φ＝0゜、極角θ＝40°から見たときの制御部の透過率の信号電圧依存性の計算結果を示した図である。
【図１１】本発明において、視線方向の方位角φが 0゜の時の合成透過率の極角依存性の計算結果を示した図である。
【図１２】先行技術を方位角φ＝0゜、極角θ＝40°から見たときの表示部の透過率の信号電圧依存性の計算結果を示した図である。
【図１３】先行技術を方位角φ＝0゜、極角θ＝40°から見たときの制御部の透過率の信号電圧依存性の計算結果を示した図である。
【図１４】先行技術において、視線方向の方位角φが 0゜の時の合成透過率の極角依存性の計算結果を示した図である。
【図１５】本発明を方位角φ＝0゜、極角θ＝40゜の方向を、表示内容を視認できなくなる視線方向とした場合の、方位角φ＝30゜の時の、合成透過率の極角依存性の計算結果を示した図である。
【図１６】先行技術を方位角φ＝0゜、極角θ＝40゜の方向を、表示内容を視認できなくなる視線方向とした場合の、方位角φ＝30゜の時の、合成透過率の極角依存性の計算結果を示した図である。
【図１７】視線方向の方位角φが 30゜の時の画像の最大コントラストの極角依存性の計算結果を示した図である。
【図１８】視線方向の方位角φが 40゜の時の画像の最大コントラストの極角依存性の計算結果を示した図である。
【図１９】信号電圧が「C+c」、φ1 = 0゜、φ2 = 30゜の時の表示部の透過率の比の計算結果を示した図である。
【図２０】信号電圧が「C+c」、φ1 = 0゜、φ2 = 30゜の時の制御部の透過率の比の計算結果を示した図である。
【図２１】表示部が正面から見たときに明表示している時の、表示部の透過率の視線方向の極角依存性の計算結果を示した図である。
【図２２】本発明の制御部を極角θ＝４０゜、方位角φ＝０゜から見た時の、透過率の制御部の液晶層の厚さに対する依存性の計算結果を示した図である。
【図２３】先行技術の制御部を極角θ＝４０゜、方位角φ＝０゜から見た時の、透過率の制御部の液晶層の厚さに対する依存性の計算結果を示した図である。
【図２４】本発明の表示部と制御部の信号電圧の組み合わせを「A+e」とした時と、先行技術の表示部と制御部の信号電圧の組み合わせを「E+e」とした時の、合成透過率の視線方向の極角依存性の計算結果を示した図である。
【図２５】実施の形態３に係る液晶表示装置４１の構成概略図である。
【図２６】実施の形態３に係る液晶表示装置４１の駆動システム４３の構成概略図である。
【図２７】実施の形態４に係る液晶表示装置４１Ｂの駆動システム４３Ｂの構成概略図である。
【符号の説明】
【０１９２】
１  液晶表示素子、３  上側透明基板（第１透明基板）、５  下側透明基板（第２透明基板）、７  液晶層、７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ  液晶分子、９  上側偏光板（第１偏光基板）、１１  下側偏光板（第２偏光基板）、１３  上側透明電極（共通透明電極）、１５，１５ａ，１５ｂ  下側透明電極（第１透明電極，第２透明電極）、１７  上側位相差板、１９  下側位相差板、２１ａ，２１ｂ  スイッチング素子、２３  画素領域、２３ａ  副領域（表示部：第１副領域）、２３ｂ  副領域（制御部：第２副領域）、２５，２５ａ，２５ｂ  ゲート配線、２６，２６ａ，２６ｂ  信号配線、２７  ゲート配線と信号配線との交差部分、２９，３１  畝、４１，４１Ｂ  液晶表示装置、４３，４３Ｂ  駆動システム、４５  入力端、４７  ゲートドライバ、４９  データドライバ、４９ａ  表示部用のデータドライバ、４９ｂ  制御部用のデータドライバ、５１  階調電源、５１ａ  表示部用の階調電源、５１ｂ  制御部用の階調電源、５３，５３Ｂ  コントローラ、５５  第１記憶部、５７  信号変換部、５９  第２記憶部、６１  選択部、６３  統括部、６５  表示モード切換信号入力端、６７  信号経路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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