(57)【要約】【課題】視野角の制御が可能で、画像の輝度を改善できる液晶表示装置を得る。【解決手段】第１画素電極１１７と共通電極２２５の間に垂直整列モードの液晶層が形成されたデータ表示用サブピクセルＰｂと、共通電極２２５、側面電極５２０、第２画素電極５１７に印加される電圧に応じて駆動され、第２画素電極５１７及び共通電極２２５の間に液晶層が形成された視野角制御サブピクセルＰｖとが設けられ、各サブピクセルは、液晶層１３２に加えられる電界を歪めるリブ２２７、５２７を有し、視野角制御サブピクセルＰｖは、広視野角モードでは側面電極５２０に共通電圧と等電位の電圧が印加され、データ表示用サブピクセルＰｂからの光を実質的にそのまま通過させ、狭視野角モードでは側面電極５２０に共通電圧と電位差を有する電圧が印加され、データ表示用サブピクセルＰｂからの光を位相遅延させる。【選択図】図８Ａ
2008268870.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｒ、Ｇ、及びＢのデータ電圧が印加される第１画素電極、並びに共通電圧が印加される共通電極の間にネガティブ液晶を用いた垂直整列モードの液晶層が形成されたデータ表示用サブピクセルと、
前記共通電極、前記共通電極から分離された側面電極、及び第２画素電極に印加される電圧に応じて駆動され、前記第２画素電極及び前記共通電極の間に前記垂直整列モードの液晶層が形成された視野角制御サブピクセルとを備え、
前記データ表示用及び視野角制御サブピクセルの各々は、前記液晶層に加えられる電界を歪めるリブを有し、
前記視野角制御サブピクセルは、
広視野角モードでは前記側面電極に前記共通電圧と等電位の電圧が印加され、前記データ表示用サブピクセルからの光を実質的にそのまま通過させ、
狭視野角モードでは前記側面電極に前記共通電圧と電位差を有する電圧が印加され、前記データ表示用サブピクセルからの光を位相遅延させる
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記共通電極は、前記データ表示用及び視野角制御サブピクセルの行配列からなる画素行に各々独立して形成される
ことを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記共通電極は、前記データ表示用及び視野角制御サブピクセルの列配列からなる画素列に各々独立して形成される
ことを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記データ表示用及び視野角制御サブピクセルは、前記液晶層を介して対向する薄膜トランジスタアレイ及びカラーフィルターアレイを含む
ことを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記薄膜トランジスタアレイは、
前記データ表示用及び視野角制御サブピクセルを画定するゲートライン及びデータラインと、
前記ゲートライン及びデータラインに接続された薄膜トランジスタとを有し、
前記第１画素電極は、前記データ表示用サブピクセルに形成された薄膜トランジスタに接続され、
前記第２画素電極は、前記視野角制御サブピクセルに形成された薄膜トランジスタに接続される
ことを特徴とする請求項４記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記カラーフィルターアレイは、
前記データ表示用及び視野角制御サブピクセルを区画するブラックマトリクスと、
前記データ表示用サブピクセルに形成された赤色、緑色及び青色のカラーフィルターパターンと、
前記カラーフィルターパターン及びブラックマトリクスを覆うように形成されたオーバーコート層とを有する
ことを特徴とする請求項４記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記共通電極及び側面電極は、前記オーバーコート層上に形成される
ことを特徴とする請求項６記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記リブは、前記データ表示用及び視野角制御サブピクセルの各々の中央に形成される
ことを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項９】
隣接する前記視野角制御サブピクセルの側面電極を電気的に接続するとともに、前記データ表示用サブピクセルを避ける制御ラインをさらに備え、
前記側面電極は、前記視野角制御サブピクセルの各々で前記共通電極を介して対向する側面電極対を含み、
前記制御ラインは、前記データ表示用及び視野角制御サブピクセルの行配列からなる画素行の一方と他方に形成される制御ライン対を含む
ことを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
前記側面電極は、前記第２画素電極と重なるように形成される
ことを特徴とする請求項１又は９記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
広視野角モードではデータ表示用サブピクセルに共通電圧を印加し、視野角制御サブピクセルの側面電極に前記共通電圧と等電位の電圧を印加し、前記データ表示用サブピクセルから入射される光を前記視野角制御サブピクセルで実質的にそのまま通過させるステップと、
狭視野角モードでは前記データ表示用サブピクセルに共通電圧を印加し、前記視野角制御サブピクセルの側面電極に前記共通電圧と電位差を有する電圧を印加し、前記データ表示用サブピクセルから入射される光を前記視野角制御サブピクセルで位相遅延させるステップとを含み、
前記データ表示用サブピクセルは、Ｒ、Ｇ、及びＢのデータ電圧が印加される第１画素電極、並びに前記共通電圧が印加される共通電極の間にネガティブ液晶を用いた垂直整列モードの液晶層を有し、
前記視野角制御サブピクセルは、前記共通電極、前記共通電極から分離された前記側面電極、及び第２画素電極に印加される電圧に応じて駆動され、前記第２画素電極及び前記共通電極の間に前記垂直整列モードの液晶層を有する
ことを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置及びその駆動方法に関する。特に、本発明は、視野角の制御が可能であるとともに、画像の輝度を改善した液晶表示装置及びその駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶は、誘電率異方性及び屈折率異方性という特徴を有するので、液晶に加えられる電界に応じてその配列状態が調節され、その配列状態に応じて光の偏光状態が変調される。液晶表示装置は、誘電率異方性及び屈折率異方性を有する液晶に電界を加えて液晶の光透過率を調節することによって、画像を表示する。
【０００３】
図１は、従来の液晶表示装置の構成を示す斜視図である。図１に示すように、液晶表示装置は、カラーフィルターアレイ１９及び薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、以下、ＴＦＴと略す）アレイ９が互いに対向するように接合された上部基板１１及び下部基板１と、この両基板１１、１の間に設けられるセルギャップに満たされた液晶１６を備える。
【０００４】
カラーフィルターアレイ１９は、上部基板１１上に順次形成されたブラックマトリクス１２、カラーフィルター１３、上部基板１１を平坦化するためのオーバーコート層１４、及び画素電極７と電界を形成するための共通電極１５を含む。カラーフィルターアレイ１９は、液晶１６を均一に配向させるための上部配向膜をさらに含む。
【０００５】
ＴＦＴアレイ９は、下部基板１上に互いに交差して画素セルを画定するゲートライン２及びデータライン３と、ゲートライン２及びデータライン３に接続したＴＦＴ６と、このＴＦＴ６に接続した画素電極７を含む。ＴＦＴアレイ９は、液晶１６を均一に配向させるための下部配向膜をさらに含む。
【０００６】
ＴＦＴ６は、ゲートライン２からのゲート信号に応答して、データライン３からのデータ信号を画素電極７に供給する。ＴＦＴ６を介してデータ信号が供給された画素電極７と基準電圧が供給された共通電極１５の間には電界が形成される。このような電界により、下部基板１と上部基板１１の間に配列された液晶１６の光透過率が調節されることによって画像が表示される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したような従来の液晶表示装置は、いずれの方向でも画像が見えるように、視野角特性を向上させることを中心に開発されてきたが、優れた視野角特性は、個人的な理由でコンピュータを使用するか、または銀行業務などのような保安的な業務などを行う場合、個人情報の流出などの不作用を引き起こす。
【０００８】
従って、ユーザが選択的に視野角を制御できる液晶表示装置に対する開発が要望されている。すなわち、広視野角モードでは、様々な視野角方向の観察者に画像が表示することができ、狭視野角モードでは、特定視野角方向の観察者に画像が表示されるのを制限できる液晶表示装置に対する開発が要望されている。
【０００９】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は、視野角を制御することができる液晶表示装置及びその駆動方法を得るものである。
【００１０】
また、本発明の他の目的は、画像の輝度を改善することができる液晶表示装置及びその駆動方法を得るものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る液晶表示装置は、Ｒ、Ｇ、及びＢのデータ電圧が印加される第１画素電極、並びに共通電圧が印加される共通電極の間にネガティブ液晶を用いた垂直整列モードの液晶層が形成されたデータ表示用サブピクセルと、前記共通電極、前記共通電極から分離された側面電極、及び第２画素電極に印加される電圧に応じて駆動され、前記第２画素電極及び前記共通電極の間に前記垂直整列モードの液晶層が形成された視野角制御サブピクセルとが設けられ、前記データ表示用及び視野角制御サブピクセルの各々は、前記液晶層に加えられる電界を歪めるリブを有し、前記視野角制御サブピクセルは、広視野角モードでは前記側面電極に前記共通電圧と等電位の電圧が印加され、前記データ表示用サブピクセルからの光を実質的にそのまま通過させ、狭視野角モードでは前記側面電極に前記共通電圧と電位差を有する電圧が印加され、前記データ表示用サブピクセルからの光を位相遅延させるものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る液晶表示装置は、視野角制御サブピクセルにより液晶の配列状態を制御することによって、広視野角モード及び狭視野角モードを選択的に実現できるという効果を奏する。また、視野角制御サブピクセルは、リブ及び側面電極により液晶の配列状態を制御することによって、ピクセルの輝度を改善することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態に係る液晶表示装置について図２から図８Ｂまでを参照しながら説明する。
【００１４】
本発明の実施の形態に係る液晶表示装置は、ＴＦＴアレイが形成された第１基板とカラーフィルターアレイが形成された第２基板が、アレイ同士が対向するように接合され、第１基板と第２基板の間の空間に液晶層が配置される。
【００１５】
図２は、本発明の実施の形態に係る液晶表示装置のＴＦＴアレイを示す平面図であり、図３は、図２に示すＩ−Ｉ’線から見た断面図である。Ｉ−Ｉ’線は、表示面の水平方向を表す線である。
【００１６】
図２及び図３に示すように、本発明の実施の形態に係るＴＦＴアレイは、第１基板１１０上に形成された多数のピクセルを含む。ピクセルは、多数のゲートライン１１２と多数のデータライン１１５との交差により画定されるサブピクセルＰｒ、Ｐｇ、Ｐｂ、Ｐｖを含む。１つのピクセルは、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の画素を表示するためのデータ表示用サブピクセルＰｒ、Ｐｇ、Ｐｂ及び視野角を制御するための視野角制御サブピクセルＰｖを含む。
【００１７】
データ表示用サブピクセルＰｒ、Ｐｇ、Ｐｂには、ゲートライン１１２及びデータライン１１５の交差部に接続したＴＦＴ及びＴＦＴに接続した第１画素電極１１７が形成される。
【００１８】
視野角制御サブピクセルＰｖには、ゲートライン１１２及びデータライン１１５の交差部に接続したＴＦＴ及びＴＦＴに接続した第２画素電極５１７が形成される。
【００１９】
ゲートライン１１２及びデータライン１１５は、ゲート絶縁膜１１３を介して絶縁されるように交差する。ゲートライン１１２は、ＴＦＴにスキャン電圧を供給し、データライン１１５は、ＴＦＴにデータ電圧を供給する。
【００２０】
データ表示用サブピクセルＰｒ、Ｐｇ、ＰｂのＴＦＴは、ゲートライン１１２のスキャン電圧に応答して、データライン１１５のＲ、Ｇ及びＢのデータ電圧が第１画素電極１１７に充電されるようにする。このために、データ表示用サブピクセルＰｒ、Ｐｇ、ＰｂのＴＦＴは、ゲートライン１１２から分岐されたゲート電極１１２ａ、データライン１１５から分岐されたソース電極１１５ａ、及び第１画素電極１１７に接続されたドレイン電極１１５ｂを含む。半導体パターン１１４は、ソース電極１１５ａとドレイン電極１１５ｂをオーム接触する。
【００２１】
データライン１１５及び半導体パターン１１４は、これらを覆う保護膜１１６を介して保護される。第１画素電極１１７は、ゲート絶縁膜１１３を貫通してドレイン電極１１５ｂを露出させる第１コンタクトホール１１９を介してドレイン電極１１５ｂに接続される。
【００２２】
上述のデータ表示用サブピクセルＰｒ、Ｐｇ、Ｐｂでは、ＴＦＴを経由したＲ、Ｇ及びＢのデータ電圧が第１画素電極１１７に供給される。これにより、第１画素電極１１７と後述するカラーフィルターアレイ１２１の共通電極２２５との間に電位差が発生し、この電位差により、データ表示用サブピクセルＰｒ、Ｐｇ、Ｐｂに含まれた液晶が駆動されて画素を表示する。
【００２３】
視野角制御サブピクセルＰｖのＴＦＴは、ゲートライン１１２のスキャン電圧に応答して、データライン１１５の視野角制御データ電圧が第２画素電極５１７に充電されるようにする。このために、視野角制御サブピクセルＰｖのＴＦＴは、ゲートライン１１２から分岐されたゲート電極５１２ａ、データライン１１５から分岐されたソース電極５１５ａ、及び第２画素電極５１７に接続したドレイン電極５１５ｂを含む。半導体パターン５１４は、ソース電極５１５ａとドレイン電極５１５ｂをオーム接触する。
【００２４】
データライン１１５及び半導体パターン５１４は、これらを覆う保護膜１１６を介して保護される。第２画素電極５１７は、ゲート絶縁膜１１３を貫通してドレイン電極５１５ｂを露出させる第２コンタクトホール５１９を介してドレイン電極５１５ｂに接続される。
【００２５】
視野角制御サブピクセルＰｖでは、ＴＦＴを経由した視野角制御データ電圧が第２画素電極５１７に供給される。これにより、第２画素電極５１７は、後述するカラーフィルターアレイ１２１の共通電極２２５と電位差を形成し、この電位差により、視野角制御サブピクセルＰｖに含まれた液晶が駆動されて視野角及びピクセルの輝度を制御する。
【００２６】
本発明の実施の形態に係るＴＦＴアレイ１１１は、フォトリソグラフィ工程及びエッチング工程を含む多数のマスク工程により製造される。以下では、ＴＦＴアレイの製造方法の一例を概略的に説明する。
【００２７】
第１マスク工程により、第１基板１１０上にゲートライン１１２及びゲート電極１１２ａ、５１２ａを含むゲート導電パターンが形成される。ゲート導電パターンには、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｃｕ、ＡｌＮｄ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｏ合金、Ｃｕ合金、Ａｌ合金などのように、金属物質が単一層または二重層以上に積層されて用いられる。ゲート導電パターンが形成された第１基板１１０上には、これらを覆うゲート絶縁膜１１３が形成される。
【００２８】
この後、第２マスク工程により、半導体パターン１１４、５１４、及びデータライン１１５、ソース電極１１５ａ、５１５ａ、ドレイン電極１１５ｂ、５１５ｂを含むソース／ドレイン導電パターンが形成される。ゲート絶縁膜１１３には、主にＳｉＯｘ、ＳｉＮｘなどのような無機絶縁物質が用いられる。半導体パターンは、非晶質シリコン及び不純物（ｎ＋またはｐ＋）がドーピングされた非晶質シリコンが積層された構造からなり、非晶質シリコン層は、ソース電極１１５ａ、５１５ａ及びドレイン電極１１５ｂ、５１５ｂの間で露出する。ソース／ドレイン導電パターンには、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｃｕ、ＡｌＮｄ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｏ合金、Ｃｕ合金、Ａｌ合金などのように、金属物質が単一層または二重層以上に積層されて用いられる。
【００２９】
第２マスク工程は、ハーフトーンマスクまたは回折露光マスクを用いることによって、１つのマスク工程により、半導体パターン１１４、５１４及びソース／ドレイン導電パターンを形成することができる。これにより、ソース／ドレイン導電パターンの下部には、半導体パターン１１４、５１４が重なる。ゲート絶縁膜１１３上には、半導体パターン１１４、５１４及びソース／ドレイン導電パターンを覆うように保護膜１１６が形成される。
【００３０】
次に、第３マスク工程により、コンタクトホール１１９、５１９が形成される。保護膜１１６には、シリコン酸化膜（ＳｉＯｘ）、シリコン窒化膜（ＳｉＮｘ）などのような無機絶縁物質が用いられるか、またはアクリル系有機化合物、ＢＣＢ（ｂｅｎｚｏｃｙｃｌｏｂｕｔｅｎｅ）、ＰＦＢＣ（Ｐｅｒｆｌｕｏｒｏｃｙｃｌｏｂｕｔａｎｅ）、テフロン（登録商標）（ｔｅｆｌｏｎ）、サイトプ（Ｃｙｔｏｐ）のような有機絶縁物質が用いられる。
【００３１】
そして、第４マスク工程により、保護膜１１６上には、第２画素電極５１７及び第１画素電極１１７を含む透明導電パターンが形成される。透明導電パターンには、酸化インジウム錫（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ：以下、ＩＴＯと略す）、酸化錫（Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ：以下、ＴＯと略す）、酸化インジウム亜鉛（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ：以下、ＩＺＯと略す）、酸化インジウム錫亜鉛（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ：以下、ＩＴＺＯと略す）などが用いられる。
【００３２】
図４は、本発明の実施の形態に係る液晶表示装置のカラーフィルターアレイを示す平面図であり、図５（ａ）及び（ｂ）は、図４に示すＩ−Ｉ’線及びＩＩ−ＩＩ’線から見た断面図である。Ｉ−Ｉ’線は、表示面の水平方向を表す線であり、ＩＩ−ＩＩ’線は、表示面の垂直方向を表す線である。
【００３３】
図４及び図５に示すように、本発明の実施の形態に係るカラーフィルターアレイ１２１は、第２基板１２０上に形成された複数のピクセルを含む。ピクセルは、ブラックマトリクス１２２により区画されるサブピクセルＰｒ、Ｐｇ、Ｐｂ、Ｐｖを含む。１つのピクセルは、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の画素を表示するためのデータ表示用サブピクセルＰｒ、Ｐｇ、Ｐｂ及び視野角を制御するための視野角制御サブピクセルＰｖを含む。
【００３４】
ブラックマトリクス１２２は、サブピクセルＰｒ、Ｐｇ、Ｐｂ、Ｐｖを区画し、ＴＦＴアレイのゲートライン、データライン及びＴＦＴが形成される領域と、これらの隣接領域から光漏れが発生することを防止する。
【００３５】
サブピクセルＰｒ、Ｐｇ、Ｐｂ、Ｐｖには、共通電極２２５が形成される。本発明の実施の形態に係る共通電極２２５は、サブピクセルＰｒ、Ｐｇ、Ｐｂ、Ｐｖの行配列からなる画素行に各々独立して形成されるか、サブピクセルＰｒ、Ｐｇ、Ｐｂ、Ｐｖの列配列からなる画素列にそれぞれ独立して形成される。本発明の実施の形態を説明するための図では、共通電極２２５が画素行に各々独立して形成された場合を例に挙げて示している。
【００３６】
サブピクセルＰｒ、Ｐｇ、Ｐｂ、Ｐｖの中央には、誘電率の低い有機電熱物質からなるリブ２２７、５２７が形成される。リブ２２７、５２７は、サブピクセルＰｒ、Ｐｇ、Ｐｂ、Ｐｖに形成された電界を歪めさせて、液晶がリブ２２７、５２７を中心に対称の配列を形成するように機能する。
【００３７】
サブピクセルＰｒ、Ｐｇ、Ｐｂ、Ｐｖのうち、データ表示用サブピクセルＰｒ、Ｐｇ、Ｐｂには、カラーフィルターパターン１２３が形成される。カラーフィルターパターン１２３は、ＲサブピクセルＰｒ上に形成される赤色層、ＧサブピクセルＰｇ上に形成される緑色層、ＢサブピクセルＰｂ上に形成される青色層を含み、赤、緑、青色光をそれぞれ透過させる。
【００３８】
サブピクセルＰｒ、Ｐｇ、Ｐｂ、Ｐｖのうち、視野角制御サブピクセルＰｖには、共通電極２２５から分離された側面電極５２０が形成される。側面電極５２０は、視野角制御サブピクセルＰｖに形成された電界を歪めさせ、狭視野角モード実現時にピクセルの輝度改善に寄与する。このために、側面電極５２０は、共通電極２２５を介して対向する側面電極対を含む。このような側面電極５２０は、ブラックマトリクス１２２と重なって、データ表示用サブピクセルＰｒ、Ｐｇ、Ｐｂを避ける（すなわち、データ表示用サブピクセルＰｒ、Ｐｇ、Ｐｂと重ならない）制御ライン５２４に接続され、制御信号が供給される。
【００３９】
カラーフィルターパターン１２３及びブラックマトリクス１２２は、オーバーコート層１２９で覆われる。オーバーコート層１２９は、ブラックマトリクス１２２及びカラーフィルターパターン１２３の形成による段差を平坦化する。
【００４０】
本発明の実施の形態に係るカラーフィルターアレイ１２１は、フォトリソグラフィ工程及びエッチング工程を含む多数のマスク工程により製造される。以下、カラーフィルターアレイの製造方法の一例を概略的に説明する。
【００４１】
第１マスク工程により、第２基板１２０上にブラックマトリクス１２２が形成される。ブラックマトリクス１２２には、クロム（Ｃｒ）を含む不透明金属またはブラック系の樹脂が用いられる。
【００４２】
この後、第２マスク工程により、カラーフィルターパターン１２３が形成される。カラーフィルターパターン１２３には、赤色、緑色、青色のカラーレジストを用いる。第２マスク工程は、第２マスクをシフトさせて、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）のカラーレジストを順次パターニングする工程を含む。ブラックマトリクス１２２及びカラーフィルターパターン１２３は、オーバーコート層１２９で覆われる。オーバーコート層１２９には、透明樹脂などが用いられる。
【００４３】
次に、第３マスク工程により、オーバーコート層１２９上には、共通電極２２５、制御ライン５２４及び側面電極５２０を含む透明導電パターンが形成される。透明導電パターンには、ＩＴＯ、ＴＯ、ＩＺＯ、ＩＴＺＯなどが用いられる。
【００４４】
そして、第４マスク工程により、サブピクセルＰｒ、Ｐｇ、Ｐｂ、Ｐｖの中央に対応する共通電極２２５上には、リブ２２７、５２７が形成される。リブ２２７、５２７には、誘電率が小さなアクリル系有機化合物などが用いられる。
【００４５】
本発明に係る液晶表示装置の製造方法は、図２〜図５において、上述したＴＦＴアレイ１１１とカラーフィルターアレイ１２１をそれぞれ形成した後、ＴＦＴアレイ１１１とカラーフィルターアレイ１２１が対向するように、第１基板１１０及び第２基板１２０を接合する工程、液晶形成工程及び偏光板付着工程をさらに含む。
【００４６】
参考のために、液晶は、第１基板１１０及び第２基板１２０を接合する前に、ＴＦＴアレイ１１１またはカラーフィルターアレイ１２１に滴下されて形成されるか、第１基板１１０及び第２基板１２０を接合した後、ＴＦＴアレイ１１１とカラーフィルターアレイ１２１の間の内部空間に注入されて形成される。この他にも、液晶は、様々な方法により形成することができる。
【００４７】
ＴＦＴアレイ１１１とカラーフィルターアレイ１２１が対向するように、第１基板１１０及び第２基板１２０を接合する工程において、各々のアレイ１１１、１２１に含まれたサブピクセルＰｒ、Ｐｇ、Ｐｂ、Ｐｖは互いに対向し、カラーフィルターアレイ１２１のブラックマトリクス１２２は、ＴＦＴアレイ１１１のＴＦＴ、ゲートライン１１２及びデータライン１１５と重なる。
【００４８】
偏光板は、２つの基板の外側面にそれぞれ取り付けられた第１偏光板及び第２偏光板を含み、第１偏光板及び第２偏光板の透過軸は、互いに直交する。
【００４９】
本発明の実施の形態に係る液晶表示装置は、垂直整列（ＶＡ：Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モードの液晶層を含む。すなわち、本発明の実施の形態に係る液晶層は、負の誘電率異方性を有するネガティブ（ｎｅｇａｔｉｖｅ）型であり、配向初期に垂直に整列される液晶分子を含む。
【００５０】
本発明の実施の形態に係る液晶表示装置は、信号が供給されていない時に画面にブラック（ｂｌａｃｋ）を表示する。すなわち、本発明の実施の形態に係る液晶表示装置は、ノーマリーブラックモード（Ｎｏｒｍａｌｌｙ  Ｂｌａｃｋ  Ｍｏｄｅ）である。
【００５１】
以下、図６、図７Ａ及び図８Ａは、第１基板１１０及び第２基板１２０を接合する工程、液晶形成工程、並びに第１偏光板１６１及び第２偏光板１６２の取付工程の後に、表示面の水平方向を表すＩ−Ｉ’線から見た断面図でて、実施の形態の視野角モードを説明するための図である。
【００５２】
図６は、サブピクセルＰｒ、Ｐｇ、Ｐｂ、Ｐｖに電圧が印加されていないオフ状態（ｏｆｆ−ｓｔａｔｅ）の液晶表示装置を示す断面図である。図６に示すように、サブピクセルＰｒ、Ｐｇ、Ｐｂ、Ｐｖに電圧が印加されていないと、サブピクセルＰｒ、Ｐｇ、Ｐｂ、Ｐｖに形成された液晶１３２は、初期配向状態を維持する。これにより、サブピクセルＰｒ、Ｐｇ、Ｐｂ、Ｐｖは、ブラックを表示する。
【００５３】
本発明の実施の形態に係る液晶表示装置は、データ表示用サブピクセルＰｒ、Ｐｇ、Ｐｂを介して画像を表示するとき、視野角制御サブピクセルＰｖを用いて視野角を制御する。また、本発明の実施の形態に係る液晶表示装置は、視野角制御サブピクセルＰｖを介して単位ピクセルの輝度を改善する。
【００５４】
図７Ａ及び図７Ｂは、本発明の実施の形態に係る液晶表示装置の広視野角モードを説明するための図である。図７Ａ及び図７Ｂに示すように、本発明の実施の形態に係る広視野角モードの実現時にデータ表示用サブピクセルＰｒ、Ｐｇ、Ｐｂを介して表示される画像は、正面の視野角方向のみでなく、左右の視野角方向でも表示される。左右の視野角方向に表示される画像は、視野角制御サブピクセルＰｖを左右の視野角方向に視野角制御して画像を透過することにより実現される。
【００５５】
画像を表示するために、サブピクセルＰｒ、Ｐｇ、Ｐｂの共通電極２２５には、共通電圧が印加され、データ表示用サブピクセルＰｒ、Ｐｇ、Ｐｂに含まれる第１画素電極１１７には、Ｒ、Ｇ及びＢのデータ電圧が印加される。共通電圧が印加された共通電極２２５及びＲ、Ｇ及びＢのデータ電圧が印加された第１画素電極１１７の間には、垂直電界が形成される。データ表示用サブピクセルＰｒ、Ｐｇ、Ｐｂの液晶１３２は、電界と直角をなすように配向面に向けて駆動され、その駆動状態に応じて光透過率が調節されて画像を表示する。このとき、垂直電界は、リブ２２７により歪められるので、液晶１３２がリブ２２７を中心に表示面の垂直及び水平方向に対称になるように放射状に分布する。
【００５６】
本発明の実施の形態に係る広視野角モードの実現時に視野角制御サブピクセルＰｖは、データ表示用サブピクセルＰｒ、Ｐｇ、Ｐｂからの光を左右の視野角の方向に実質的にそのまま透過させ、正面方向に表示される画像の輝度を改善する。
【００５７】
広視野角モードの実現及び画像の輝度を改善するために、視野角制御サブピクセルＰｖの第２画素電極５１７には、広視野角データ電圧が印加され、側面電極５２０には、共通電圧２２５と等電位の電圧が印加される。これにより、第２画素電極５１７と共通電極２２５の間に垂直電界が形成される。視野角制御サブピクセルＰｖに含まれる液晶１３２は、電界と直角をなすように配向面に向けて駆動される。このとき、垂直電界は、リブ５２７により歪められるので、液晶１３２がリブ５２７を中心に表示面の垂直及び水平方向に点対称になるように放射状に分布する。
【００５８】
参考のために、液晶１３２の長軸が第１及び第２偏光板１６１、１６２の透過軸ｘ、ｙと並列になると、視野角制御サブピクセルＰｖに入射された光は、表示面に表示されない。本発明の実施の形態に係る視野角制御サブピクセルＰｖの正面の視野角方向に入射された光は、長軸が放射状に配列された液晶１３２を透過するので、第２偏光板１６２を透過して表示面に表示される。これにより、広視野角の駆動時に視野角制御サブピクセルＰｖは、画像の輝度を改善するのに寄与する。また、視野角制御サブピクセルＰｖの左右の視野角方向から入射される画像は、第２画素電極５１７に印加された広視野角データ電圧に応じて、表示面にほぼ水平に配列された液晶１３２を位相遅延無しで透過するので、実質的に同じ画像が左右の視野角方向で表示される。
【００５９】
図８Ａ及び図８Ｂは、本発明の実施の形態に係る液晶表示装置の狭視野角モードを説明するための図である。図８Ａ及び図８Ｂに示すように、本発明の実施の形態に係る狭視野角モードの実現時にデータ表示用サブピクセルＰｒ、Ｐｇ、Ｐｂを介して表示される画像は、正面の視野角方向で表示され、左右の視野角方向で歪められて異なる情報として表示される。左右の視野角方向に表示される画像は、視野角制御サブピクセルＰｖを左右の視野角方向に視野角制御して光を透過することにより実現される。
【００６０】
画像を表示するために、サブピクセルＰｒ、Ｐｇ、Ｐｂの共通電極２２５には共通電圧が印加され、データ表示用サブピクセルＰｒ、Ｐｇ、Ｐｂに含まれる第１画素電極１１７には、Ｒ、Ｇ及びＢのデータ電圧が印加される。共通電圧が印加された共通電極２２５及びＲ、Ｇ及びＢのデータ電圧が供給された第１画素電極１１７の間には、垂直電界が形成される。データ表示用サブピクセルＰｒ、Ｐｇ、Ｐｂの液晶１３２は、電界と直角をなすように配向面に向けて駆動され、その駆動状態に応じて光透過率が調節されて画像を表示する。このとき、垂直電界は、リブ２２７により歪められるので、液晶１３２がリブ２２７を中心に表示面の垂直及び水平方向に対称になるように放射状に分布する。
【００６１】
本発明の実施の形態に係る狭視野角モードの実現時に視野角制御サブピクセルＰｖは、データ表示用サブピクセルＰｒ、Ｐｇ、Ｐｂからの光を左右の視野角方向で位相遅延させ、正面方向に表示される画像の輝度を改善する。
【００６２】
狭視野角モードの実現及び画像の輝度を改善するために、視野角制御サブピクセルＰｖの第２画素電極５１７には、狭視野角データ電圧が印加され、側面電極５２０には、共通電圧と電位差を有する電圧が印加される。これにより、第２画素電極５１７と共通電極２２５の間に形成される垂直電界が側面電極５２０に印加された電圧により歪められることにより、液晶１３２の長軸は、表示面が垂直方向に向かうように配列される。これとともに、視野角制御サブピクセルＰｖに形成された電界がリブ５２７により歪められるので、液晶１３２がリブ５２７を通る左右方向の直線を中心に線対称になるように配列される（図８Ｂ参照）。このような視野角制御サブピクセルＰｖの正面の視野角方向に入射する光は、液晶１３２の長軸が第１及び第２偏光板１６１、１６２の透過軸ｘ、ｙに対して平行にならない部分（すなわち、視野角制御サブピクセルＰｖの左右部分）を介して、第２偏光板１６２を透過して表示面に表示される。
【００６３】
これにより、狭視野角の駆動時に視野角制御サブピクセルＰｖは、画像の輝度を改善するのに寄与する。また、視野角制御サブピクセルＰｖの左右の視野角方向から入射される画像は、第２画素電極５１７に印加された狭視野角データ電圧に応じて、表示面にほぼ垂直に配列された液晶１３２を透過するので、大きく位相遅延されて左右の視野角方向で歪められた情報が表示される。
【００６４】
左右の視野角方向において、液晶１３２の長軸が駆動される程度は、第２画素電極５１７に印加される視野角制御データ電圧により制御され、広視野角モードまたは狭視野角モードを選択的に実現することができる。正面方向において、視野角制御サブピクセルＰｖによる光透過量も、第２画素電極５１７に印加される電圧により制御される。
【００６５】
そして、本発明の実施の形態に係る液晶表示装置は、別途の視野角制御パネルを備える必要がないので、製造費用が低減され、視野角制御パネルの取り付けにおいてミスアライメントが発生しないから、製造歩留まりを上昇させることができ、より軽薄短小化を図ることができるという長所がある。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】従来の液晶表示装置の構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る液晶表示装置の薄膜トランジスタアレイを示す平面図である。
【図３】図２に示すＩ−Ｉ’線から見た薄膜トランジスタアレイの断面を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る液晶表示装置のカラーフィルターアレイを示す平面図である。
【図５】図４に示すＩ−Ｉ’及びＩＩ−ＩＩ’線から見たカラーフィルターアレイの断面を示す図である。
【図６】電圧無印加状態である液晶表示装置を説明するための断面図である。
【図７Ａ】本発明の実施の形態に係る液晶表示装置の広視野角モードを説明するための断面図である。
【図７Ｂ】本発明の実施の形態に係る液晶表示装置の広視野角モードを説明するための平面図である。
【図８Ａ】本発明の実施の形態に係る液晶表示装置の狭視野角モードを説明するための断面図である。
【図８Ｂ】本発明の実施の形態に係る液晶表示装置の狭視野角モードを説明するための平面図である。
【符号の説明】
【００６７】
Ｐｒ、Ｐｇ、Ｐｂ  データ表示用サブピクセル、Ｐｖ  視野角制御サブピクセル、ＴＦＴ  薄膜トランジスタ、１１０  第１基板、１１１  ＴＦＴアレイ、１１２  ゲートライン、１１５  データライン、１１７  第１画素電極、１２０  第２基板、１２１  カラーフィルターアレイ、１２２  ブラックマトリクス、１２３  カラーフィルターパターン、１３２  液晶、１６１  第１偏光板、１６２  第２偏光板、２２５  共通電極、２２７、５２７  リブ（ｒｉｂ）、５１７  第２画素電極、５２０  側面電極、５２４  制御ライン。
【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７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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