(57)【要約】【課題】表示特性の制御が可能な液晶表示装置を提供する。【解決手段】液晶表示装置は、第１基板と、第２基板と、液晶層と、複数の絵素５１と、を備えている。絵素５１は、それぞれスイッチング素子及びスイッチング素子に電気的に接続された画素電極１５を含んだ第１画素部５３と、スイッチング素子及びスイッチング素子に電気的に接続された画素電極１５を含んだ第２画素部５４と、を有している。第１画素部５３に重なった複数の第１液晶分子及び第２画素部５４に重なった複数の第２液晶分子は、それぞれ独立して配向している。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板と、
前記第１基板に隙間を置いて対向配置された第２基板と、
前記第１基板及び第２基板間に挟持された液晶層と、
前記第１基板及び第２基板間に設けられた複数の絵素と、を備え、
前記絵素は、それぞれスイッチング素子及び前記スイッチング素子に電気的に接続された画素電極を含んだ第１画素部と、スイッチング素子及び前記スイッチング素子に電気的に接続された画素電極を含んだ第２画素部と、を有し、
前記第１画素部に重なった複数の第１液晶分子及び前記第２画素部に重なった複数の第２液晶分子は、それぞれ独立して配向している液晶表示装置。
【請求項２】
第１基板と、
前記第１基板に隙間を置いて対向配置された第２基板と、
前記第１基板及び第２基板間に挟持された液晶層と、
前記第１基板及び第２基板間に設けられ、互いに色の異なる複数の副絵素をそれぞれ有し、それぞれ白色表示可能な最小単位である複数の絵素と、を備え、
前記副絵素は、それぞれスイッチング素子及び前記スイッチング素子に電気的に接続された画素電極を含んだ第１画素部と、スイッチング素子及び前記スイッチング素子に電気的に接続された画素電極を含んだ第２画素部と、を有し、
前記第１画素部に重なった複数の第１液晶分子及び前記第２画素部に重なった複数の第２液晶分子は、それぞれ独立して配向している液晶表示装置。
【請求項３】
複数色の複数の着色層を有したカラーフィルタをさらに備え、
各絵素の副絵素は、互いに色の異なる複数の着色層を有し、
各副絵素の第１画素部及び第２画素部にそれぞれ設けられた着色層の色は同一である請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記複数の第１液晶分子及び複数の第２液晶分子は、それぞれ略同一方向に配向している請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記第１基板及び第２基板間に設けられ、前記複数の第１液晶分子及び複数の第２液晶分子の配向状態を制御する配向制御部をさらに備えている請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記配向制御部は、前記第１基板及び第２基板の少なくとも一方の基板上に形成された複数の突起で形成されている請求項５に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記複数の第１液晶分子及び複数の第２液晶分子は、互いに異なる方向に配向している請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記複数の第１液晶分子及び複数の第２液晶分子は、前記第１基板及び第２基板の平面の法線方向から傾斜し、互いに逆方向に配向している請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記複数の第１液晶分子及び複数の第２液晶分子は、互いに逆回りに捩れ、右回り及び左回りの何れか一方に捩れている請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
各スイッチング素子に駆動電圧を印加する制御部をさらに備え、
前記制御部は、前記駆動電圧を調整し、前記複数の第１液晶分子及び複数の第２液晶分子の配向状態を制御している請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
前記制御部が前記駆動電圧を印加している状態で、前記複数の第１液晶分子及び複数の第２液晶分子はそれぞれ独立して配向している請求項１０に記載の液晶表示装置。
【請求項１２】
各スイッチング素子に駆動電圧を印加する制御部をさらに備え、
前記制御部は、前記駆動電圧を調整し、前記複数の第１液晶分子及び複数の第２液晶分子を１方向に配向し黒を表示する黒表示、並びに前記複数の第１液晶分子及び複数の第２液晶分子を前記第１基板及び第２基板の平面の法線方向から傾斜し、互いに異なる方向に配向し画像を表示する広視野角表示の何れかに切替える請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
【請求項１３】
各スイッチング素子に駆動電圧を印加する制御部をさらに備え、
前記制御部は、前記駆動電圧を調整し、前記複数の第１液晶分子及び複数の第２液晶分子を前記第１基板及び第２基板の平面の法線方向から傾斜し、互いに異なる方向に配向し画像を表示する広視野角表示、並びに前記複数の第１液晶分子及び複数の第２液晶分子の一方を１方向に配向し、他方を前記第１基板及び第２基板の平面の法線方向から傾斜した方向に配向し前記平面の法線方向から傾斜した方向に画像を表示する狭視野角表示の何れかに切替える請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
【請求項１４】
各スイッチング素子に駆動電圧を印加する制御部と、
前記第１基板及び第２基板間に設けられ、市松模様を形成する複数の第１絵素群及び複数の第２絵素群と、をさらに備え、
前記複数の第１絵素群及び複数の第２絵素群は、それぞれ前記複数の絵素を有し、
前記制御部は、前記駆動電圧を調整し、前記複数の第１液晶分子及び複数の第２液晶分子を前記第１基板及び第２基板の平面の法線方向から傾斜し、互いに異なる方向に配向し画像を表示する広視野角表示、並びに前記複数の第１絵素群の複数の液晶分子及び前記複数の第２絵素群の複数の液晶分子を前記平面の法線方向から傾斜し、互いに異なる方向に配向し前記平面の正面に画像を表示する狭視野角表示の何れかに切替える請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
【請求項１５】
前記制御部が前記狭視野角表示に切替えた場合、前記複数の第１絵素群の複数の第１液晶分子及び前記複数の第２絵素群の複数の第２液晶分子が前記平面の法線方向から傾斜し、互いに異なる方向に配向し、前記複数の第１絵素群の複数の第２液晶分子及び前記複数の第２絵素群の複数の第１液晶分子が１方向に配向する請求項１４に記載の液晶表示装置。
【請求項１６】
前記制御部が前記狭視野角表示に切替えた場合、前記平面の法線方向から傾斜した方向において、前記複数の第１絵素群及び複数の第２絵素群は、一方が画像を表示するとともに他方が黒表示し、市松模様の画像を表示する請求項１４に記載の液晶表示装置。
【請求項１７】
各スイッチング素子に駆動電圧を印加する制御部をさらに備え、
前記複数の絵素は、複数の第１絵素及び複数の第２絵素に分類され、
前記制御部は、前記駆動電圧を調整し、前記複数の第１液晶分子及び複数の第２液晶分子を前記第１基板及び第２基板の平面の法線方向から傾斜し、互いに異なる方向に配向し画像を表示する広視野角表示、並びに前記複数の第１絵素の複数の第１液晶分子及び前記複数の第２絵素の複数の第２液晶分子を前記平面の法線方向から傾斜し、互いに異なる方向に配向し、前記複数の第１絵素の複数の第２液晶分子及び前記複数の第２絵素の複数の第１液晶分子が１方向に配向し画像を表示する立体表示の何れかに切替え、
前記立体表示に切替えられた場合の前記複数の第１絵素の複数の第１液晶分子及び前記複数の第２絵素の複数の第２液晶分子のチルト角は、前記平面表示に切替えられた場合の前記第１液晶分子及び第２液晶分子のチルト角より大きく、
前記制御部が前記立体表示に切替えた場合、前記第１絵素は一方の目で視認できる画像を表示するとともに、前記第２絵素は他方の目で視認できる画像を表示する請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
【請求項１８】
各スイッチング素子に駆動電圧を印加する制御部をさらに備え、
前記複数の絵素は、複数の第１絵素及び複数の第２絵素に分類され、
前記制御部は、前記駆動電圧を調整し、前記複数の第１液晶分子及び複数の第２液晶分子を前記第１基板及び第２基板の平面の法線方向から傾斜し、互いに異なる方向に配向し画像を表示する広視野角表示、並びに前記複数の第１絵素の複数の第１液晶分子及び前記複数の第２絵素の複数の第２液晶分子を前記平面の法線方向から傾斜し、互いに異なる方向に配向し、前記複数の第１絵素の複数の第２液晶分子及び前記複数の第２絵素の複数の第１液晶分子を１方向に配向し画像を表示する２画面表示の何れかに切替え、
前記制御部が前記２画面表示に切替えた場合、前記第１絵素は前記平面の法線方向から傾斜した一方の方向から視認できる画像を表示し、前記第２絵素は前記平面の法線方向から傾斜した他方の方向から視認できる画像を表示する請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
【請求項１９】
配向分割型垂直配向モードを採り、
前記液晶層は、ネマティック液晶で形成され、
前記制御部が前記駆動電圧を印加していない状態で、前記複数の第１液晶分子及び複数の第２液晶分子は、前記第１基板及び第２基板の平面の法線に沿った方向に配向し、
前記制御部が前記駆動電圧を印加している状態で、前記複数の第１液晶分子及び複数の第２液晶分子は、前記平面の法線方向から傾斜し、互いに異なる方向に配向する請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
【請求項２０】
前記第１基板に対向配置され、前記第１基板及び第２基板の平面に沿った一方向に平行な吸収軸を有した第１偏光板と、
前記第２基板に対向配置され、前記平面に沿った一方向に平行であるとともに前記第１偏光板の吸収軸に直交した吸収軸を有した第２偏光板と、
前記第２基板及び第２偏光板間に配置された偏光反射板と、
前記第１偏光板に対して前記第１基板の反対側に配置され、前記第１偏光板に向けて光を放出するバックライトユニットと、をさらに備えている請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
【請求項２１】
前記偏光反射板は、複数の等方性媒体層及び複数の異方性媒体層を有し、前記第２偏光板の吸収軸に平行な直線偏光を反射する直線偏光反射板であり、
前記等方性媒体層及び異方性媒体層は交互に積層されている請求項２０に記載の液晶表示装置。
【請求項２２】
前記偏光反射板は、円偏光反射層及び前記円偏光反射層に対向配置された４分の１波長板を有している請求項２０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、液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、表示装置として液晶表示パネルを備えた液晶表示装置が使用されている。液晶表示装置は様々な電子機器に用いられており、中でも電子手帳、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、携帯電話、タブレットＰＣ（パーソナルコンピュータ）、ノートＰＣ等は、軽薄短小である特徴から携帯して利用される機会が多い。
【０００３】
これらの用途では、使用状況によっては他人に表示内容を識別されては困る場合がある。例えば携帯電話やＰＤＡ、タブレットＰＣにプライベートな内容を公共の場において表示している場合である。こうした場合、視野角は狭いほうが望ましい。しかしながら、複数の人で画像を観察する機会もあることから視野角を制御できる機能を有していることが望まれている。視野角特性の問題は、携帯機器および公共情報端末機器に共通した問題である。
【０００４】
近年、液晶表示装置やブラウン管（ＣＲＴ）の視野角を制御する手段として、着脱可能なルーバーシートが利用されている（例えば、特許文献１参照）。また、偏光板を用いる液晶表示装置においては、観察者側の偏光板を設けない構成とし、偏光メガネをかけたときのみ表示が識別できるシステムも応用されている。
【０００５】
従来のルーバーシートは視野角を十分狭くさせるためにシート法線方向に数ミリ程度の遮光層を設けている。このため、ルーバーシートを用いた方法では、光の透過率が低い問題を有している。ルーバーシートの製造工程も複雑で製造コストも高い。ルーバーシートを着脱する際に手間がかかる問題も有している。また、偏光メガネを用いた方法では、不特定の人に画像を見せることができない問題が生じる。視野角特性の問題を解決するため、液晶表示装置に視野角制御用の視野角制御液晶パネルを設けて視野角を制御する液晶表示装置が開発されている。
【特許文献１】特開２００３−５８０６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、液晶表示装置において視野角を制御するために視野角制御液晶パネルを別途備えると、液晶表示装置の厚み及び重量が増大してしまう。さらに、製造コストも増大し、製品価格の高騰に繋がってしまう。  
この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、表示特性の制御が可能な液晶表示装置を簡単な構成で且つ安価に提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明の態様に係る液晶表示装置は、
第１基板と、
前記第１基板に隙間を置いて対向配置された第２基板と、
前記第１基板及び第２基板間に挟持された液晶層と、
前記第１基板及び第２基板間に設けられた複数の絵素と、を備え、
前記絵素は、それぞれスイッチング素子及び前記スイッチング素子に電気的に接続された画素電極を含んだ第１画素部と、スイッチング素子及び前記スイッチング素子に電気的に接続された画素電極を含んだ第２画素部と、を有し、
前記第１画素部に重なった複数の第１液晶分子及び前記第２画素部に重なった複数の第２液晶分子は、それぞれ独立して配向している。
【０００８】
また、本発明の他の態様に係る液晶表示装置は、
第１基板と、
前記第１基板に隙間を置いて対向配置された第２基板と、
前記第１基板及び第２基板間に挟持された液晶層と、
前記第１基板及び第２基板間に設けられ、互いに色の異なる複数の副絵素をそれぞれ有し、それぞれ白色表示可能な最小単位である複数の絵素と、を備え、
前記副絵素は、それぞれスイッチング素子及び前記スイッチング素子に電気的に接続された画素電極を含んだ第１画素部と、スイッチング素子及び前記スイッチング素子に電気的に接続された画素電極を含んだ第２画素部と、を有し、
前記第１画素部に重なった複数の第１液晶分子及び前記第２画素部に重なった複数の第２液晶分子は、それぞれ独立して配向している。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、簡易な構成で表示特性の制御が可能な液晶表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照しながらこの発明の第１の実施の形態に係る液晶表示装置について詳細に説明する。  
図１、図２、図３、図４及び図５に示すように、液晶表示装置は、液晶表示パネル１、カラーフィルタ２、バックライトユニット３及び制御部４を備えている。液晶表示パネル１は、アレイ基板１０、対向基板２０、液晶層３０、配向制御部４０、複数の絵素群５０、第１偏光板６０及び第２偏光板７０を備えている。アレイ基板１０及び対向基板２０は、表示領域Ｒを備えている。
【００１１】
複数の絵素群５０は、アレイ基板１０及び対向基板２０間の表示領域Ｒに設けられている。複数の絵素群５０は、それぞれ複数の絵素５１を有している。複数の絵素５１は、それぞれ白色表示可能な最小単位である。複数の絵素５１は、アレイ基板１０及び対向基板２０の平面に平行であるとともに互いに直交した第１方向ｄ１及び第２方向ｄ２に並べられ、マトリクス状に設けられている。
【００１２】
複数の絵素５１は、互いに色の異なる複数の副絵素５２Ｒ、５２Ｇ、５２Ｂをそれぞれ有している。この実施の形態において、副絵素５２Ｒ、５２Ｇ、５２Ｂは第２方向ｄ２に並んでいる。複数の副絵素５２Ｒ、５２Ｇ、５２Ｂは、それぞれ第１画素部５３及び第２画素部５４を有している。各副絵素の第１画素部５３及び第２画素部５４の色は同一である。この実施の形態において、第１画素部５３及び第２画素部５４は、第２方向ｄ２に並んでいる。図３及び図４に示すように、この実施の形態において、ＱＶＧＡのアレイ基板１０について説明する。
【００１３】
アレイ基板１０は、透明な絶縁基板であり、第１基板であるガラス基板１１を有している。表示領域Ｒにおいて、ガラス基板１１上には、複数の信号線１２及び複数の走査線１３がマトリクス状に設けられている。信号線１２は第１方向ｄ１に延出し、走査線１３は、第２方向ｄ２に延出している。図４に示すように、この実施の形態において、信号線１２は４８０本、走査線１３は３２０本である。隣合う２本の信号線１２及び隣合う２本の走査線１３は、第１画素部５３及び第２画素部５４を区画している。
【００１４】
信号線１２及び走査線１３の各交差部近傍にスイッチング素子として、例えばＴＦＴ１４が設けられている。ＴＦＴ１４は、第１画素部５３及び第２画素部５４に設けられている。
【００１５】
図示しないが、ＴＦＴ１４は、走査線１３の一部を延出したゲート電極、ゲート絶縁膜を介してゲート電極と対向したチャネル層、このチャネル層の一方の領域に接続されたソース電極および他方の領域に接続されたドレイン電極を有している。この実施の形態において、チャネル層はポリシリコン（ｐ−Ｓｉ）で形成されている。ソース電極は信号線１２に電気的に接続され、ドレイン電極は後述する画素電極１５に電気的に接続されている。
【００１６】
ガラス基板１１上には、複数の画素電極１５がマトリクス状に形成されている。画素電極１５は、ＩＴＯ（インジウム・ティン・オキサイド）等の透明な導電膜により形成されている。画素電極１５は、第１画素部５３および第２画素部５４に設けられている。
【００１７】
ガラス基板１１上に、複数の突起４１が形成されている。突起４１は、対向基板２０側に突出し、第１方向ｄ１に延出している。突起４１は、副絵素５２Ｒ、５２Ｇ、５２Ｂの第１画素部５３及び第２画素部５４間に位置している。画素電極１５及び突起４１に重ねてガラス基板１１のほぼ全面には配向膜１６が形成されている。この実施の形態において、配向膜１６は垂直配向膜である。
【００１８】
対向基板２０は、アレイ基板１０に所定の隙間を置いて対向配置されている。対向基板２０は、透明な絶縁基板であり、第２基板であるガラス基板２１を有している。ガラス基板２１上には、ＩＴＯ等の透明な導電膜により対向電極２２が形成されている。
【００１９】
対向電極２２上に、複数の突起４２が形成されている。突起４２は、アレイ基板１０側に突出し、第１方向ｄ１に延出している。突起４２は、副絵素５２Ｒ、５２Ｇ、５２Ｂの間に位置している。上記突起４１、４２は、配向制御部４０を形成している。ガラス基板２１、対向電極２２及び突起４２上には配向膜２３が形成されている。この実施の形態において、配向膜２３は垂直配向膜である。対向基板２０側には、アレイ基板１０に対して反対側に表示面Ｓを含んでいる。
【００２０】
アレイ基板１０及び対向基板２０は、複数のスペーサとして、例えば複数の球状スペーサ２４により所定の隙間を置いて対向配置されている。なお、スペーサとしては、球状スペーサに限られるものではなく、柱状スペーサ等他のスペーサであっても良い。アレイ基板１０及び対向基板２０は、両基板の周縁部に配設されたシール材３１により互いに接合されている。
【００２１】
液晶層３０は、アレイ基板１０及び対向基板２０間に挟持されている。液晶層３０は、ネマティック液晶で形成されている。図２７に示すように、液晶層３０のΔｎは０．０６４、液晶層のギャップｄは３．５０μｍ、液晶層のΔｎｄは２２３ｎｍである。シール材３１の一部に形成された液晶注入口３２は、封止材３３により封止されている。  
上記したことから、液晶表示パネル１は配向分割型垂直配向モードを採る。
【００２２】
第１偏光板６０は、アレイ基板１０に対向配置されている。第１偏光板６０は、アレイ基板１０及び対向基板２０の平面に沿った一方向に平行な吸収軸を有している。この実施の形態において、第１偏光板６０は、第１方向ｄ１及び第２方向ｄ２に対して４５°傾斜した第３方向ｄ３に平行な吸収軸を有している。
【００２３】
第２偏光板７０は、対向基板２０に対向配置されている。このため、この実施の形態では、第２偏光板７０が表示面Ｓ１を含む。第２偏光板７０は、アレイ基板１０及び対向基板２０の平面に沿った一方向に平行であるとともに第１偏光板６０の吸収軸に直交した吸収軸を有している。この実施の形態において、第２偏光板７０は、第３方向ｄ３に直交した第４方向ｄ４に平行な吸収軸を有している。
【００２４】
カラーフィルタ２は、液晶表示パネル１の対向基板２０上に設けられている。カラーフィルタ２は、表示領域Ｒに重なった複数色の複数の着色層を有している。この実施の形態において、カラーフィルタ２は、赤色の着色層２Ｒ、緑色の着色層２Ｇ、青色の着色層２Ｂを有している。この実施の形態において、着色層２Ｒ、２Ｇ、２Ｂは、それぞれストライプ状に形成され、第１方向ｄ１に延出している。
【００２５】
各絵素５１の副絵素５２Ｒ、５２Ｇ、５２Ｂは、互いに色の異なる複数の着色層を有している。副絵素５２Ｒは着色層２Ｒを有している。副絵素５２Ｇは着色層２Ｇを有している。副絵素５２Ｂは着色層２Ｂを有している。このため、各副絵素５２Ｒ、５２Ｇ、５２Ｂの第１画素部５３及び第２画素部５４にそれぞれ設けられた着色層の色は同一である。
【００２６】
図示しないが、カラーフィルタ２は、着色層２Ｒ、２Ｇ、２Ｂの他、矩形枠状の遮光部を有している。遮光部は表示領域Ｒの外側に設けられている。遮光部は着色層２Ｒ、２Ｇ、２Ｂの周縁部全周に沿って形成されている。遮光部は、表示領域Ｒ外側から漏れる光の遮光に寄与している。
【００２７】
バックライトユニット３は、第１偏光板６０に対してアレイ基板１０の反対側に配置されている。バックライトユニット３は、第１偏光板６０に対向配置された導光体３ａ、この導光体の一側縁に対向配置された光源３ｂ及び反射板３ｃを備えている。バックライトユニット３は、第１偏光板６０に向けて光を放出する。この実施の形態において、バックライトユニット３は、拡散した光を放出する。
【００２８】
制御部４は、液晶表示パネル１及びバックライトユニット３に電気的に接続されている。制御部４は、液晶表示パネル１及びバックライトユニット３に駆動電圧を印加している。液晶表示パネル１に駆動電圧を印加する際、制御部４は、信号線１２及び走査線１３等に駆動電圧を印加して各ＴＦＴ１４等に駆動電圧を印加する。
【００２９】
制御部４は、駆動電圧を調整し、第１画素部５３及び第２画素部５４を独立して駆動している。このため、制御部４は、各絵素５１の複数の液晶分子の中、第１画素部５３に重なった複数の第１液晶分子３０ａ及び第２画素部５４に重なった複数の第２液晶分子３０ｂをそれぞれ独立して配向している。このように、制御部４は、第１液晶分子３０ａ及び第２液晶分子３０ｂの配向状態を制御している。
【００３０】
次に、第１画素部５３及び第２画素部５４を独立して駆動した場合の液晶分子及び光の特性について説明する。  
まず、第１画素部５３及び第２画素部５４に駆動電圧を印加していない場合について説明する。図５及び図６に示すように、第１液晶分子３０ａ及び第２液晶分子３０ｂは、略同一方向に配向している。第１液晶分子３０ａ及び第２液晶分子３０ｂは、アレイ基板１０及び対向基板２０の平面の法線に沿った方向に配向している。
【００３１】
第１画素部５３において、表示画面の右方向ｄＲに進む光の進路を光路ｏｐ１、表示画面の左方向ｄＬに進む光の進路を光路ｏｐ２、表示画面の法線方向に進む光の進路をｏｐ３とする。第２画素部５４において、右方向ｄＲに進む光の進路を光路ｏｐ４、左方向ｄＬに進む光の進路を光路ｏｐ５、表示画面の法線方向に進む光の進路をｏｐ６とする。
【００３２】
光路ｏｐ１、ｏｐ２、ｏｐ３、ｏｐ４、ｏｐ５、ｏｐ６を通る光の位相差をそれぞれＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６とする。この場合、Ｒ１＝Ｒ２＝Ｒ４＝Ｒ５≒０となり、Ｒ３＝Ｒ６＝０となる。このため、第１画素部５３及び第２画素部５４は、表示画面の右方向ｄＲ及び左方向ｄＬにほぼ黒色表示し、表示画面の正面に黒色表示する。
【００３３】
上記したことから、制御部４は、第１画素部５３及び第２画素部５４に駆動電圧を印加しないよう調整し、第１液晶分子３０ａ及び第２液晶分子３０ｂを１方向に配向し、黒を表示する黒表示とする。このため、液晶表示装置は、黒色を表示する。すなわち、図１３に示すように、視点ｖ１、ｖ２、ｖ３いずれにおいても黒色の画像が視認される。
【００３４】
次いで、第１画素部５３に駆動電圧を印加しているとともに第２画素部５４に駆動電圧を印加していない場合について説明する。図７及び図８に示すように、第１画素部５３にのみ駆動電圧が印加される絵素５１を第１絵素ａとする。第１液晶分子３０ａ及び第２液晶分子３０ｂは、互いに異なる方向に配向している。第１液晶分子３０ａは、上記平面の法線方向から傾斜した方向に配向し、第２液晶分子３０ｂは、上記平面の法線に沿った方向に配向している。より詳しくは、第１液晶分子３０ａは、右方向ｄＲに傾斜している。
【００３５】
この場合、Ｒ１＝Ｒ６＝０となり、Ｒ２＝λ／２となり、Ｒ３≠０となり、Ｒ４＝Ｒ５≒０となる。なお、Ｒ２＝λ／２となるようにΔｎｄの値が調整されている。このため、第１画素部５３は表示画面の法線方向から右方向ｄＲに傾斜した方向（以下、右方向ｄＲと称する）に、第２画素部５４は表示画面の正面（法線方向）に黒色表示する。第１画素部５３は、表示画面の法線方向から左方向ｄＬに傾斜した方向（以下、左方向ｄＬと称する）に白色表示する。第１画素部５３は、表示画面の正面に白色乃至灰色表示する。第２画素部５４は、表示画面の右方向ｄＲ及び左方向ｄＬにほぼ黒色表示する。上記したことから、表示画面の左方向ｄＬに白色を、表示画面の正面に白色乃至灰色を表示可能であることを意味している。なお、上記色は表示画像に応じて変化することは言うまでもない。
【００３６】
上記したことから、制御部４は、第１画素部５３に駆動電圧を印加するとともに第２画素部５４に駆動電圧を印加しないよう調整し、第１液晶分子３０ａを上記平面の法線方向から傾斜した方向に配向し、第２液晶分子３０ｂを１方向（上記平面の法線方向）に配向し、表示画面の左方向ｄＬに画像を表示する狭視野角表示に切替える。
【００３７】
このため、液晶表示装置は、狭視野角表示モードとなり、表示画面の左方向ｄＬにカラー画像を表示し、輝度レベルが低下するものの表示画面の正面にもカラー画像を表示する。すなわち、図１３に示すように、少なくとも視点ｖ２においてカラー画像が視認され、視点ｖ１において黒色の画像が視認される。
【００３８】
次いで、第１画素部５３に駆動電圧を印加していないとともに第２画素部５４に駆動電圧を印加している場合について説明する。図９及び図１０に示すように、第２画素部５４にのみ駆動電圧が印加される絵素５１を第２絵素ｂとする。第１液晶分子３０ａ及び第２液晶分子３０ｂは、互いに異なる方向に配向している。第１液晶分子３０ａは、上記平面の法線に沿った方向に配向し、第２液晶分子３０ｂは、上記平面の法線方向から傾斜した方向に配向している。より詳しくは、第２液晶分子３０ｂは、左方向ｄＬに傾斜している。
【００３９】
この場合、Ｒ１＝Ｒ２≒０となり、Ｒ３＝Ｒ５＝０となり、Ｒ４＝λ／２となり、Ｒ６≠０となる。なお、Ｒ４＝λ／２となるようにΔｎｄの値が調整されている。このため、第１画素部５３は表示画面の正面に、第２画素部５４は表示画面の左方向ｄＬに黒色表示する。第１画素部５３は、表示画面の右方向ｄＲ及び左方向ｄＬにほぼ黒色表示する。第２画素部５４は、表示画面の右方向ｄＲに白色表示する。第２画素部５４は、表示画面の正面に白色乃至灰色表示する。上記したことから、表示画面の右方向ｄＲに白色を、表示画面の正面に白色乃至灰色を表示可能であることを意味している。なお、上記色は表示画像に応じて変化することは言うまでもない。
【００４０】
上記したことから、制御部４は、第１画素部５３に駆動電圧を印加しないとともに第２画素部５４に駆動電圧を印加するよう調整し、第１液晶分子３０ａを１方向（上記平面の法線方向）に配向し、第２液晶分子３０ｂを上記平面の法線方向から傾斜した方向に配向し、表示画面の右方向ｄＲに画像を表示する狭視野角表示に切替える。
【００４１】
これにより、液晶表示装置は、狭視野角表示モードとなり、表示画面の右方向ｄＲにカラー画像を表示し、輝度レベルが低下するものの表示画面の正面にもカラー画像を表示する。すなわち、図１３に示すように、少なくとも視点ｖ１においてカラー画像が視認され、視点ｖ２において黒色の画像が視認される。
【００４２】
次いで、第１画素部５３及び第２画素部５４に駆動電圧を印加している場合について説明する。図１１及び図１２に示すように、第１液晶分子３０ａ及び第２液晶分子３０ｂは、互いに異なる方向に配向している。第１液晶分子３０ａ及び第２液晶分子３０ｂは、上記平面の法線方向に対し互いに逆方向に傾斜している。より詳しくは、第１液晶分子３０ａは、右方向ｄＲに傾斜し、第２液晶分子３０ｂは、左方向ｄＬに傾斜している。
【００４３】
この場合、Ｒ１＝Ｒ５＝０となり、Ｒ２＝Ｒ４＝λ／２となり、Ｒ３＝Ｒ６≠０となる。このため、第１画素部５３は表示画面の右方向ｄＲに、第２画素部５４は表示画面の左方向ｄＬに黒色表示する。第１画素部５３は表示画面の左方向ｄＬに、第２画素部５４は表示画面の右方向ｄＲに白色表示する。第１画素部５３及び第２画素部５４は、表示画面の正面に白色乃至灰色表示する。上記したことから、表示画面の正面に白色を、表示画面の右方向ｄＲ及び左方向ｄＬに灰色を表示可能であることを意味している。なお、上記色が表示画像に応じて変化することは言うまでもない。
【００４４】
上記したことから、制御部４は、第１画素部５３及び第２画素部５４に駆動電圧を印加するよう調整し、第１液晶分子３０ａ及び第２液晶分子３０ｂを上記平面の法線方向から傾斜し、互いに異なる方向、より詳しくは、逆方向に配向し、画像を表示する広視野角表示に切替える。
【００４５】
このため、液晶表示装置は、広視野角表示モードとなり、表示画面の正面にカラー画像を表示し、輝度レベルが低下するものの表示画面の右方向ｄＲ及び左方向ｄＬにもカラー画像を表示する。すなわち、図１３に示すように、視点ｖ１、ｖ２、ｖ３いずれにおいてもカラー画像が視認される。  
上記したように、制御部４が駆動電圧を調整することにより、液晶表示装置は特定の方向にのみ画像を表示することができる。
【００４６】
次に、液晶表示装置が市松模様の画像を表示し、表示画面の正面方向からのみ画像情報を識別可能とする場合について説明する。  
図１４に示すように、この実施の形態の複数の絵素群５０は、複数の第１絵素群Ａ及び複数の第２絵素群Ｂに分類される。第１絵素群Ａ及び第２絵素群Ｂは、市松模様を形成している。
【００４７】
図１５に示すように、第１絵素群Ａは、図７及び図８に示した複数の第１絵素ａを有している。第１絵素群Ａは、隣合う複数の第１絵素ａで形成されている。  
図１６に示すように、第２絵素群Ｂは、図９及び図１０に示した複数の第２絵素ｂを有している。第２絵素群Ｂは、隣合う複数の第２絵素ｂで形成されている。
【００４８】
制御部４は、駆動電圧を調整し、第１液晶分子３０ａ及び第２液晶分子３０ｂを上記平面の法線方向から傾斜し、互いに異なる方向、より詳しくは、逆方向に配向し、画像を表示する広視野角表示、並びに第１絵素群Ａの液晶分子及び第２絵素群Ｂの液晶分子が上記平面の法線方向から傾斜し、互いに異なる方向に配向し、表示画面の正面に画像を表示する狭視野角表示の何れかに切替える。
【００４９】
制御部４が狭視野角表示に切替えた場合、第１絵素群Ａの第１液晶分子３０ａ及び第２絵素群Ｂの第２液晶分子３０ｂが上記平面の法線方向から傾斜し、互いに異なる方向、より詳しくは、逆方向に配向し、第１絵素群Ａの第２液晶分子３０ｂ及び第２絵素群Ｂの第１液晶分子３０ａが１方向（上記平面の法線方向）に配向する。
【００５０】
このため、液晶表示装置は、狭視野角表示モードとなる。第１絵素群Ａ及び第２絵素群Ｂは、上記平面の法線方向から傾斜した方向に市松模様の画像を表示する。上記平面の法線方向から傾斜した方向において、第１絵素群Ａ及び第２絵素群Ｂは、一方が画像を表示するとともに他方が黒表示する。
【００５１】
すなわち、図１３に示すように、視点ｖ１、ｖ２において市松模様の画像が視認され、視点ｖ３においてカラー画像が視認される。視点ｖ１において、第１絵素群Ａの黒表示が視認されるとともに第２絵素群Ｂのカラー画像が視認される。視点ｖ２において、第１絵素群Ａのカラー画像が視認されるとともに第２絵素群Ｂの黒表示が視認される。
【００５２】
また、この実施の形態において、第１絵素群Ａ及び第２絵素群Ｂは、市松模様のパタンを視認できるコントラスト感度を得る空間周波数以下で画像を表示する。このため、第１絵素群Ａの有する第１絵素ａ及び第２絵素群Ｂの有する第２絵素ｂの数を調整する等し、第１絵素群Ａ及び第２絵素群Ｂのサイズを調整することにより、視点ｖ１、ｖ２からカラー画像の情報を認識できないようにすることができる。すなわち、表示画面の正面方向に情報を識別できる画像を表示できる。
【００５３】
ここで、図２７及び図２８に示すように、本願発明者は、上記平面の法線方向から傾斜した方向に市松模様の画像を表示し狭視野角表示する場合において、視点ｖ２（左４５°視野）、視点ｖ１（右４５°視野）及び視点ｖ３（正面）の電圧−透過率特性について調査した。調査したところ、第１画素部５３の視点ｖ２の電圧−透過率特性及び第２画素部５４の視点ｖ１の電圧−透過率特性は、系列１で示される結果となった。第１画素部５３の視点ｖ３の電圧−透過率特性及び第２画素部５４の視点ｖ３の電圧−透過率特性は、系列４で示される結果となった。
【００５４】
また、本願発明者は、この第１の実施の形態の液晶表示装置の各種特性について調査した。調査したところ、図３２に示すような結果が得られた。モザイクセルを用いて市松模様を表示する比較例１では、モザイクピッチは固定である。しかし、この実施の形態の液晶表示装置は、制御部４の制御により、市松模様サイズ（モザイクピッチ）は変化可能である。
【００５５】
液晶表示装置は、半透過型であっても上述した効果を得ることができる。比較例２には、市松模様を表示しない一般的な液晶表示装置を示している。この実施の形態の液晶表示装置は、比較例２に比べても製造工程を増やすことなく製造できる。また、この実施の形態の液晶表示装置は、比較例２に比べて厚みの増加がなく、使用部材の増加もない。
【００５６】
上記したように構成された液晶表示装置によれば、液晶表示パネル１は、複数の絵素５１を備えている。絵素５１は、複数の副絵素５２Ｒ、５２Ｇ、５２Ｂを有している。各副絵素は、第１画素部５３及び第２画素部５４を有している。第１画素部５３及び第２画素部５４は、制御部４により、独立して駆動される。制御部４は、第１液晶分子３０ａ及び第２液晶分子３０ｂを独立して配向させることができる。
【００５７】
このため、液晶表示装置は、狭視野角表示モードで表示画面の右方向又は左方向にのみ画像を表示したり、広視野角表示モードで表示画面の正面及び左右方向に画像を表示したり、表示したい方向にのみ画像を表示することができる。狭視野角表示モードで、左右方向に市松模様の画像を表示することができる。市松模様サイズは変化可能である。このため、表示画面の左右方向に表示される画像の情報を識別不可とすることができ、表示画面の正面にのみ情報を識別できる画像を表示することができる。このように、液晶表示装置は、表示特性の制御が可能である。
【００５８】
なお、表示画面の左右方向に表示される画像の情報を識別不可とし、表示画面の正面にのみ情報を識別できる画像を表示できれば良く、左右方向には市松模様以外のパタンの画像を表示しても良い。上記したことは、第１絵素群Ａ及び第２絵素群Ｂのサイズや配置を工夫することで実現可能である。
【００５９】
液晶表示装置は、液晶表示パネル１の他に視野角制御液晶パネルを設けなくとも表示特性の制御が可能である。このため、液晶表示装置の厚み及び重量の増大を抑制することができる。さらに、製造コストの増大も抑制でき、製品価格の高騰を抑制することができる。
【００６０】
次に、この発明の第２の実施の形態に係る液晶表示装置について詳細に説明する。この実施の形態において、他の構成は上述した実施の形態と同一であり、同一の部分には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００６１】
この実施の形態において、液晶表示装置は、広視野角表示モード及び立体表示モードの何れかに切替えて画像表示を行うことができる。  
図２７に示すように、液晶層３０のΔｎは０．０９０、液晶層のギャップｄは３．４７μｍ、液晶層のΔｎｄは３１３ｎｍである。
【００６２】
図１７、図１８及び図１９に示すように、絵素５１は、第１絵素ａ及び第２絵素ｂに分類される。立体表示する場合、第１画素部５３にのみ駆動電圧が印加される第１絵素ａと、第２画素部５４にのみ駆動電圧が印加される第２絵素ｂとを用いる。
【００６３】
この実施の形態において、第１絵素ａ及び第２絵素ｂは、縞模様を形成している。第１絵素ａ及び第２絵素ｂは第１方向ｄ１に並べられ、第２方向ｄ２に１絵素毎に交互に並べられている。なお、第１絵素ａ及び第２絵素ｂは、第１方向ｄ１に並べられ、第２方向ｄ２に複数の絵素毎に交互に並べられていても良い。その他、第１絵素ａ及び第２絵素ｂは、市松模様を形成しても良い。この場合、第１絵素ａ及び第２絵素ｂは、１絵素単位又は複数の絵素単位で市松模様を形成していれば良い。
【００６４】
制御部４は、駆動電圧を調整し、第１液晶分子３０ａ及び第２液晶分子３０ｂを上記平面の法線方向から傾斜し、互いに異なる方向、より詳しくは、逆方向に配向し、画像を表示する広視野角表示、並びに第１絵素ａの第１液晶分子３０ａ及び第２絵素ｂの第２液晶分子３０ｂを上記平面の法線方向から傾斜し、互いに異なる方向、より詳しくは、逆方向に配向し、第１絵素ａの第２液晶分子３０ｂ及び第２絵素ｂの第１液晶分子３０ａを１方向（上記平面の法線方向）に配向し、画像を表示する立体表示の何れかに切替える。
【００６５】
立体表示に切替えられた場合、第１絵素ａの第１液晶分子３０ａは、上記平面の法線方向から右方向ｄＲに傾斜した方向に配向し、第２絵素ｂの第２液晶分子３０ｂは、上記平面の法線方向から左方向ｄＬに傾斜した方向に配向している。
【００６６】
立体表示に切替えられた場合の第１絵素ａの第１液晶分子３０ａ及び第２絵素ｂの第２液晶分子３０ｂのチルト角は、広視野角表示に切替えられた場合の第１液晶分子及び第２液晶分子のチルト角より大きい。これら液晶分子のチルト角は、制御部４が与える駆動電圧を調整することにより得られる。
【００６７】
図１７乃至図２０に示すように、制御部４が立体表示に切替えた場合、第１絵素ａは左目（一方の目）で視認でき右目（他方の目）で視認できない画像を表示するとともに、第２絵素ｂは、右目で視認でき左目で視認できない画像を表示する。
【００６８】
例えば、表示画面及び目の間の距離Ｄ１を約３０ｃｍ置いて立体画像を表示する場合、右目及び左目の間の距離Ｄ２は約７ｃｍであるため、角度θは約１４°となる。上記したことから、立体画像を表示する場合、液晶表示装置は、１４°異なる方向に異なる画像を表示可能である。表示画面の正面において立体画像を視認することができる。立体表示での画像の解像度は、広視野角表示での画像の解像度の半分である。
【００６９】
また、この実施の形態において、第１絵素ａ及び第２絵素ｂは、縞模様のパタンを視認できないコントラスト感度を得る空間周波数以下で画像を表示する。これにより、良好に立体画像を表示できる。なお、第１絵素ａ及び第２絵素ｂが市松模様を形成する場合、第１絵素ａ及び第２絵素ｂは、市松模様のパタンを視認できないコントラスト感度を得る空間周波数以下で画像を表示すれば良い。
【００７０】
ここで、図２７及び図２８に示すように、本願発明者は、立体表示する場合において、左７°視野、右７°視野及び正面の電圧−透過率特性について調査した。調査したところ、第１絵素ａの第１画素部５３の左７°視野の電圧−透過率特性及び第２絵素ｂの第２画素部５４の右７°視野の電圧−透過率特性は、系列１で示される結果となった。第１絵素ａの第１画素部５３の正面の電圧−透過率特性及び第２絵素ｂの第２画素部５４の正面の電圧−透過率特性は、系列２で示される結果となった。
【００７１】
なお、制御部４が広視野角表示に切替えた場合、図２１に示すように、制御部４は、駆動電圧を調整し、第１液晶分子３０ａ及び第２液晶分子３０ｂを上記平面の法線方向から傾斜し、互いに異なる方向、より詳しくは、逆方向に配向させる。これにより、第１画素部５３及び第２画素部５４が画像を表示し、液晶表示装置は広視野角表示モードとなる。
【００７２】
上記したように構成された液晶表示装置によれば、液晶表示パネル１は、複数の絵素５１を備えている。絵素５１は、複数の副絵素５２Ｒ、５２Ｇ、５２Ｂを有している。各副絵素は、第１画素部５３及び第２画素部５４を有している。第１画素部５３及び第２画素部５４は、制御部４により、独立して駆動される。制御部４は、第１液晶分子３０ａ及び第２液晶分子３０ｂを独立して配向させることができる。
【００７３】
このため、液晶表示装置は、広視野角表示モードで表示画面の正面及び左右方向に画像を表示したり、立体表示モードで表示画面の正面に立体画像を表示したりできる。このように、液晶表示装置は、表示特性の制御が可能である。
【００７４】
液晶表示装置は、液晶表示パネル１の他に視野角制御液晶パネル等を設けなくとも表示特性の制御が可能である。このため、液晶表示装置の厚み及び重量の増大を抑制することができる。さらに、製造コストの増大も抑制でき、製品価格の高騰を抑制することができる。
【００７５】
次に、この発明の第３の実施の形態に係る液晶表示装置について詳細に説明する。この実施の形態において、他の構成は上述した実施の形態と同一であり、同一の部分には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００７６】
この実施の形態において、液晶表示装置は、広視野角表示モード及び２画面表示モードの何れかに切替えて画像表示を行うことができる。２画面表示モードは、液晶分子のチルト角を上述した第２の実施の形態の立体表示モードにおける液晶分子のチルト角より小さくすることで実現できる。
【００７７】
図２７に示すように、液晶層３０のΔｎは０．０７７、液晶層のギャップｄは３．５０μｍ、液晶層のΔｎｄは２７１ｎｍである。
【００７８】
図２２、図２３及び図２４に示すように、絵素５１は、第１絵素ａ及び第２絵素ｂに分類される。２画面表示する場合、第１画素部５３にのみ駆動電圧が印加される第１絵素ａと、第２画素部５４にのみ駆動電圧が印加される第２絵素ｂとを用いる。
【００７９】
この実施の形態において、第１絵素ａ及び第２絵素ｂは、縞模様を形成している。第１絵素ａ及び第２絵素ｂは第１方向ｄ１に並べられ、第２方向ｄ２に１絵素毎に交互に並べられている。なお、第１絵素ａ及び第２絵素ｂは、第１方向ｄ１に並べられ、第２方向ｄ２に複数の絵素毎に交互に並べられていても良い。その他、第１絵素ａ及び第２絵素ｂは、市松模様を形成しても良い。この場合、第１絵素ａ及び第２絵素ｂは、１絵素単位又は複数の絵素単位で市松模様を形成していれば良い。
【００８０】
制御部４は、駆動電圧を調整し、第１液晶分子３０ａ及び第２液晶分子３０ｂを上記平面の法線方向から傾斜し、互いに異なる方向、より詳しくは、逆方向に配向し、画像を表示する広視野角表示、並びに第１絵素ａの第１液晶分子３０ａ及び第２絵素ｂの第２液晶分子３０ｂを上記平面の法線方向から傾斜し、互いに異なる方向、より詳しくは、逆方向に配向し、第１絵素ａの第２液晶分子３０ｂ及び第２絵素ｂの第１液晶分子３０ａを１方向（上記平面の法線方向）に配向し、画像を表示する２画面表示の何れかに切替える。
【００８１】
２画面表示に切替えられた場合、第１絵素ａの第１液晶分子３０ａは、上記平面の法線方向から右方向ｄＲに傾斜した方向に配向し、第２絵素ｂの第２液晶分子３０ｂは、上記平面の法線方向から左方向ｄＬに傾斜した方向に配向している。
【００８２】
２画面表示に切替えられた場合の第１絵素ａの第１液晶分子３０ａ及び第２絵素ｂの第２液晶分子３０ｂのチルト角は、上述下立体表示に切替えられた場合の第１液晶分子及び第２液晶分子のチルト角より小さい。これら液晶分子のチルト角は、制御部４が与える駆動電圧を調整することにより得られる。
【００８３】
図２２乃至図２５に示すように、制御部４が２画面表示に切替えた場合、第１絵素ａは表示画面の法線方向から傾斜した一方の方向（視点ｖ２）から視認できる第１画像を表示し、第２絵素ｂは、表示画面の法線方向から傾斜した他方の方向（視点ｖ１）から視認できる画像を表示する。上記したことから、２画面表示する場合、液晶表示装置は、異なる方向に異なる画像を表示可能である。２画面表示での画像の解像度は、広視野角表示での画像の解像度の半分である。
【００８４】
また、この実施の形態において、第１絵素ａ及び第２絵素ｂは、縞模様のパタンを視認できないコントラスト感度を得る空間周波数以下で画像を表示する。これにより、良好に２画面表示できる。なお、第１絵素ａ及び第２絵素ｂが市松模様を形成する場合、第１絵素ａ及び第２絵素ｂは、市松模様のパタンを視認できないコントラスト感度を得る空間周波数以下で画像を表示すれば良い。
【００８５】
ここで、図２７及び図２８に示すように、本願発明者は、２画面表示する場合において、左３０°視野、右３０°視野及び正面の電圧−透過率特性について調査した。調査したところ、第１絵素ａの第１画素部５３の左３０°視野の電圧−透過率特性及び第２絵素ｂの第２画素部５４の右３０°視野の電圧−透過率特性は、系列１で示される結果となった。第１絵素ａの第１画素部５３の正面の電圧−透過率特性及び第２絵素ｂの第２画素部５４の正面の電圧−透過率特性は、系列３で示される結果となった。
【００８６】
なお、制御部４が広視野角表示に切替えた場合、図２６に示すように、制御部４は、駆動電圧を調整し、第１液晶分子３０ａ及び第２液晶分子３０ｂを上記平面の法線方向から傾斜し、互いに異なる方向、より詳しくは、逆方向に配向させる。これにより、第１画素部５３及び第２画素部５４が画像を表示し、液晶表示装置は広視野角表示モードとなる。
【００８７】
上記したように構成された液晶表示装置によれば、液晶表示パネル１は、複数の絵素５１を備えている。絵素５１は、複数の副絵素５２Ｒ、５２Ｇ、５２Ｂを有している。各副絵素は、第１画素部５３及び第２画素部５４を有している。第１画素部５３及び第２画素部５４は、制御部４により、独立して駆動される。制御部４は、第１液晶分子３０ａ及び第２液晶分子３０ｂを独立して配向させることができる。
【００８８】
このため、液晶表示装置は、広視野角表示モードで表示画面の正面及び左右方向に画像を表示したり、２画面表示モードで表示画面の左右方向に異なる画像を表示したりできる。このように、液晶表示装置は、表示特性の制御が可能である。
【００８９】
液晶表示装置は、液晶表示パネル１の他に視野角制御液晶パネル等を設けなくとも表示特性の制御が可能である。このため、液晶表示装置の厚み及び重量の増大を抑制することができる。さらに、製造コストの増大も抑制でき、製品価格の高騰を抑制することができる。
【００９０】
次に、この発明の第４の実施の形態に係る液晶表示装置について詳細に説明する。この実施の形態において、他の構成は上述した第１の実施の形態と同一であり、同一の部分には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００９１】
この実施の形態において、液晶表示装置は、広視野角表示モード及び狭視野角表示モードの何れかに切替えて画像表示を行うことができる。狭視野角表示モードでは、表示画面の法線方向から傾斜した方向に表示される画像の情報を識別不可とし、表示画面の正面にのみ情報を識別できる画像を表示する。
【００９２】
図２９及び図３０に示すように、液晶表示パネル１は、上述した他、第１偏光反射板８０及び他の第２偏光反射板９０をさらに備えている。第１偏光反射板８０は、ガラス基板２１及び第２偏光板７０間に配置されている。第２偏光反射板９０は、第１偏光板６０及びバックライトユニット３間に配置されている。
【００９３】
この実施の形態において、第２偏光反射板９０は、第１偏光板６０の吸収軸に平行な直線偏光を反射する直線偏光反射板であり、第３方向ｄ３に平行な反射軸を有している。第１偏光反射板８０は、第２偏光板７０の吸収軸に平行な直線偏光を反射する直線偏光反射板であり、第４方向ｄ４に平行な反射軸を有している。
【００９４】
次に、液晶層３０の液晶分子が上記平面の法線方向に沿った方向に配向している（液晶層３０に電界が印加されていない）状態での液晶表示装置の光学特性を、バックライトユニット３から出射した光の光路と併せて説明する。
【００９５】
図３０に示すように、バックライトユニット３から拡散した光が出射されると、第２偏光反射板９０は、光を透過させるとともに反射させる。すなわち、第２偏光反射板９０は、第４方向ｄ４の直線偏光を透過して第１偏光板６０に出射させるとともに、第３方向ｄ３の直線偏光を反射してバックライトユニット３に戻す。バックライトユニット３に戻った光は、このバックライトユニット内で反射され、再びバックライトユニット３を出射する。このため、第２偏光反射板９０は、液晶表示装置の輝度の向上に寄与している。
【００９６】
第１偏光板６０および液晶層３０は、入射される光の偏光状態を維持し、第４方向ｄ４の直線偏光を第１偏光反射板８０に出射させる。第４方向ｄ４の直線偏光は、第１偏光反射板８０の反射軸と平行であるため、第１偏光反射板８０で反射される。このため、第１偏光反射板８０は、液晶層３０から入射される光を遮光することができる。
【００９７】
次に、液晶層３０の液晶分子が上記平面の法線方向から傾斜した方向に配向している（液晶層３０に電界が印加されている）状態での液晶表示装置の光学特性を、バックライトユニット３から出射した光の光路と併せて説明する。
【００９８】
図３０に示すように、バックライトユニット３から拡散した光が出射されると、第２偏光反射板９０は、第４方向ｄ４の直線偏光を透過して第１偏光板６０に出射させるとともに、第３方向ｄ３の直線偏光を反射してバックライトユニット３に戻す。第１偏光板６０は光を第４方向ｄ４の偏光（直線偏光）として液晶層３０に出射させる。
【００９９】
液晶層３０は、入射される光の第４方向ｄ４の直線偏光を第３方向ｄ３に９０°反転させ、第３方向の直線偏光として第１偏光反射板８０に出射させる。第３方向ｄ３の直線偏光は、第１偏光反射板８０の反射軸および第２偏光板７０の吸収軸と直交するため、第１偏光反射板８０および第２偏光板７０を透過する。
【０１００】
ここで、本願発明者は、この第４の実施の形態の液晶表示装置の各種特性について調査した。上記第２偏光反射板９０を設けても設けなくても、効果は同じである。このため、調査する際、第２偏光反射板９０を設けずに液晶表示装置の各種特性について調査した。併せて、第１偏光反射板８０及び第２偏光反射板９０を設けない液晶表示装置の各種特性についても調査した。
【０１０１】
光学特性を調査したところ、図３１に示すような結果が得られた。第１偏光反射板８０を設けることにより、輝度レベルが向上することが判る。なお、図３１に示すデータは、第２偏光反射板９０を設けていない液晶表示装置の広視野角表示モードで、正面輝度が２００ｃｄ／ｍ２である場合の正面輝度である。
【０１０２】
また、第２偏光反射板９０を設けない液晶表示装置の各種特性について調査したところ、図３２に示すように、第１の実施の形態の結果以上の結果が得られた。図３１に示したデータからも判るように、特に、第１の実施の形態と比べて狭視野角時の輝度レベルが向上することが判る。但し、この実施の形態の液晶表示装置は、第１の実施の形態に比べて第１偏光反射板８０を増加した分、厚みが０．２ｍｍ増加した。
【０１０３】
上記したように構成された液晶表示装置は、上述した第１の実施の形態の液晶表示装置と同様の効果を得ることができ、加えて、第１の実施の形態の液晶表示装置以上の輝度レベルを得ることができる。光の利用効率を向上できるため、狭視野角表示においても、高い輝度レベルを得ることができる。
【０１０４】
なお、この発明は上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化可能である。また、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【０１０５】
例えば、第１偏光反射板８０及び第２偏光反射板９０は、複数の等方性媒体層及び複数の異方性媒体層を有した直線偏光反射板であっても良い。この場合、等方性媒体層及び異方性媒体層は、交互に積層されている。
【０１０６】
液晶層３０を透過させる光が円偏光の場合、第１液晶分子３０ａ及び第２液晶分子３０ｂは、互いに逆回りに捩れ、右回り及び左回りの何れか一方に捩れていれば良い。この場合、第１偏光反射板８０は、円偏光反射層及び円偏光反射層に対向配置された４分の１波長板を有している。上記円偏光反射層は、例えば、液晶分子を捩れ配向させた液晶又は液晶分子を捩れ配向させた液晶をポリマ化して形成すれば良い。
【０１０７】
表示領域Ｒは、複数の分割領域を有していても良い。この場合、制御部４は、分割領域の少なくとも１つに重なった領域の表示状態を切替えれば良い。  
第１画素部５３及び第２画素部５４は、同数であれば良い。
【０１０８】
液晶表示装置は、カラーフィルタ２を設けたカラー表示型に限らず、カラーフィルタ２を設けない白黒表示型であっても良い。この場合、絵素５１は、それぞれＴＦＴ１４及びＴＦＴに電気的に接続された画素電極１５を含んだ第１画素部５３と、ＴＦＴ及びＴＦＴに電気的に接続された画素電極を含んだ第２画素部５４とを有している。そして、第１画素部５３に重なった第１液晶分子３０ａ及び第２画素部５４に重なった第２液晶分子３０ｂは、制御部により、それぞれ独立して配向する。  
液晶表示装置は、透過型に限定されるものではなく、例えば、半透過型であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】この発明の第１の実施の形態に係る液晶表示装置の斜視図。
【図２】図１に示した液晶表示装置の断面図。
【図３】図１及び図２に示した液晶表示パネルを示す拡大断面図。
【図４】図１乃至図３に示したアレイ基板の概略平面図であり、特に、絵素を示す図。
【図５】図４に示した絵素の拡大平面図であり、第１画素部及び第２画素部に駆動電圧が印加されていない状態における液晶分子の配向状態を示す図。
【図６】図５と同様、第１画素部及び第２画素部に駆動電圧が印加されていない状態における液晶分子の配向状態及び光路を説明するための図。
【図７】図４に示した絵素の拡大平面図であり、第１画素部に駆動電圧が印加され第２画素部に駆動電圧が印加されていない状態における液晶分子の配向状態を示す図。
【図８】図７と同様、第１画素部に駆動電圧が印加され第２画素部に駆動電圧が印加されていない状態における液晶分子の配向状態及び光路を説明するための図。
【図９】図４に示した絵素の拡大平面図であり、第１画素部に駆動電圧が印加されておらず第２画素部に駆動電圧が印加されている状態における液晶分子の配向状態を示す図。
【図１０】図９と同様、第１画素部に駆動電圧が印加されておらず第２画素部に駆動電圧が印加されている状態における液晶分子の配向状態及び光路を説明するための図。
【図１１】図４に示した絵素の拡大平面図であり、第１画素部及び第２画素部に駆動電圧が印加されている状態における液晶分子の配向状態を示す図。
【図１２】図１１と同様、第１画素部及び第２画素部に駆動電圧が印加されている状態における液晶分子の配向状態及び光路を説明するための図。
【図１３】上記液晶表示装置を出射した光の光路を示す図。
【図１４】上記液晶表示装置の第１絵素群及び第２絵素群を示す平面図であり、第１絵素群及び第２絵素群が市松模様を形成している図。
【図１５】上記第１絵素群を示す平面図。
【図１６】上記第２絵素群を示す平面図。
【図１７】この発明の第２の実施の形態に係る液晶表示装置の絵素を示す拡大平面図であり、第１画素部に駆動電圧が印加され第２画素部に駆動電圧が印加されていない状態における液晶分子の配向状態を示す図。
【図１８】図１７と同様、上記第２の実施の形態に係る液晶表示装置の絵素を示す拡大平面図であり、第１画素部に駆動電圧が印加されておらず第２画素部に駆動電圧が印加されている状態における液晶分子の配向状態を示す図。
【図１９】図１７及び図１８に示した第１絵素及び第２絵素を示す平面図であり、第１絵素及び第２絵素が市松模様を形成している図。
【図２０】上記第２の実施の形態に係る液晶表示装置を出射した光の光路を示す図。
【図２１】図１７及び図１８と同様、上記第２の実施の形態に係る液晶表示装置の絵素を示す拡大平面図であり、第１画素部及び第２画素部に駆動電圧が印加されている状態における液晶分子の配向状態を示す図。
【図２２】この発明の第３の実施の形態に係る液晶表示装置の絵素を示す拡大平面図であり、第１画素部に駆動電圧が印加され第２画素部に駆動電圧が印加されていない状態における液晶分子の配向状態を示す図。
【図２３】図２２と同様、上記第３の実施の形態に係る液晶表示装置の絵素を示す拡大平面図であり、第１画素部に駆動電圧が印加されておらず第２画素部に駆動電圧が印加されている状態における液晶分子の配向状態を示す図。
【図２４】図２２及び図２３に示した第１絵素及び第２絵素を示す平面図であり、第１絵素及び第２絵素が縞模様を形成している図。
【図２５】上記第３の実施の形態に係る液晶表示装置を出射した光の光路を示す図。
【図２６】図２２及び図２３と同様、上記第３の実施の形態に係る液晶表示装置の絵素を示す拡大平面図であり、第１画素部及び第２画素部に駆動電圧が印加されている状態における液晶分子の配向状態を示す図。
【図２７】上記第１乃至第３の実施の形態に係る液晶表示装置のΔｎ、ｄ、Δｎｄを表で示した図。
【図２８】図２７に示した系列１乃至系列４の、印加電圧に対する相対透過率の変化をグラフで示した図。
【図２９】この発明の第４の実施の形態に係る液晶表示装置の断面図。
【図３０】上記第４の実施の形態に係る液晶表示装置の光学特性及び光路を説明するための図。
【図３１】第１偏光反射板を設けた液晶表示装置及び第１偏光反射板を設けていない液晶表示装置の、白面積比に対する輝度の変化をグラフで示した図。
【図３２】上記第１及び第４の実施の形態に係る液晶表示装置並びに比較例１及び比較例２の液晶表示装置の各種特性を表で示した図。
【符号の説明】
【０１１０】
１…液晶表示パネル、２…カラーフィルタ、２Ｒ，２Ｇ，２Ｂ…着色層、３…バックライトユニット、４…制御部、１０…アレイ基板、１１…ガラス基板、１４…ＴＦＴ、１５…画素電極、２０…対向基板、２１…ガラス基板、３０…液晶層、３０ａ…第１液晶分子、３０ｂ…第２液晶分子、４０…配向制御部、４１，４２…突起、５０…絵素群、Ａ…第１絵素群、Ｂ…第２絵素群、５１…絵素、ａ…第１絵素、ｂ…第２絵素、５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂ…副絵素、５３…第１画素部、５４…第２画素部、６０…第１偏光板、７０…第２偏光板、８０…第１偏光反射板、９０…第２偏光反射板、Ｒ…表示領域。
【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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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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