(57)【要約】【課題】  ２方向から観察される画像を互いに重複することなく表示することができる液晶表示装置の駆動方法および液晶表示装置を提供する。【解決手段】  互いに対向する一対の基板１１、１２と、画像を表示する複数の画素の領域のそれぞれが独立に駆動可能な複数の部分画素Ａ０、Ｂ０の領域に分割され、一画素領域内の複数の部分画素の領域においてそれぞれ異なる配向方向を有し、一対の基板の対向面に設けられた配向膜１３、１４と、一対の基板のそれぞれに設けられた配向膜の間に挟まれた液晶層１５とを備えた液晶表示装置の駆動方法であって、一画素領域内の複数の部分画素Ａ０、Ｂ０のそれぞれに異なる画像情報が入力される場合に、或る一定のバイアス電圧を複数の画素へ予め印加するステップと、バイアス電圧に加えて、複数の部分画素のそれぞれに対して画像情報に基づいた部分画素ごとに異なる電圧を印加するステップとを具備する。【選択図】  図６
2005091902.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向する一対の基板と、画像を表示する複数の画素の領域のそれぞれが独立に駆動可能な複数の部分画素の領域に分割され、一画素領域内の前記複数の部分画素の領域においてそれぞれ異なる配向方向を有し、前記一対の基板の対向面に設けられた配向膜と、前記一対の基板のそれぞれに設けられた前記配向膜の間に挟まれた液晶層とを備えた液晶表示装置の駆動方法であって、
一画素領域内の前記複数の部分画素のそれぞれに個別の画像情報が入力される場合に、
或る一定のバイアス電圧を前記複数の画素へ印加し、前記バイアス電圧に加え前記複数の部分画素のそれぞれに対して前記画像情報に基づいた電圧をさらに印加する液晶表示装置の駆動方法。
【請求項２】
一画素領域内の前記複数の部分画素のそれぞれにほぼ同じ画像情報が入力される場合に、
前記バイアス電圧を各画素へ印加することなく、前記複数の部分画素のそれぞれに対して前記画像情報に基づいた電圧を印加することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置の駆動方法。
【請求項３】
前記複数の画素は、電圧が印加されていないときに輝度が最大となるように設定されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液晶表示装置の駆動方法。
【請求項４】
一画素領域内の前記複数の部分画素のそれぞれに個別の画像情報が入力される場合に、前記バイアス電圧を印加するステップにおいて、前記複数の画素の輝度が最小となる飽和電圧の３０％から５０％のバイアス電圧を前記複数の画素へ印加することを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置の駆動方法。
【請求項５】
複数の画素によって画像を表示する液晶表示装置であって、
互いに対向する一対の基板と、
一画素の領域内に含まれ独立に駆動可能な複数の部分画素のそれぞれに対応する領域において互いに異なる配向方向を有し、前記一対の基板の対向面に設けられた配向膜と、
前記一対の基板のそれぞれに設けられた前記配向膜の間に挟まれた液晶層と、
一画素領域内にある前記複数の部分画素のそれぞれに個別の画像情報が入力される場合に、或る一定のバイアス電圧を前記複数の画素へ印加し、前記バイアス電圧に加え前記複数の部分画素のそれぞれに対して前記画像情報に基づいた電圧をさらに印加する電圧印加部とを備えた液晶表示装置。
【請求項６】
前記電圧印加部は、一画素領域内の前記複数の部分画素のそれぞれにほぼ同じ画像情報が入力される場合には、前記バイアス電圧を前記複数の画素へ印加することなく、前記複数の部分画素のそれぞれに対して前記画像情報に基づいた電圧を印加することを特徴とする請求項５に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記複数の画素は、電圧が印加されていないときに輝度が最大となるように設定されていることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
一画素領域内の前記複数の部分画素のそれぞれに異なる画像情報が入力される場合に、前記電圧印加部は、前記複数の画素の輝度が最小となる飽和電圧の３０％から５０％のバイアス電圧を前記複数の画素へ印加することを特徴とする請求項７に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶表示装置の駆動方法および液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、従来から携帯型電話機、パーソナルコンピュータ等の電気機器に多用されている。通常の使用において液晶表示装置は、何れの方向から観察しても同じ画像を表示する。しかし、近年、画面の左側から観察される画像と右側から観察される画像とがそれぞれ異なる液晶表示装置が考案されている（特許文献１および特許文献２）。
【特許文献１】特開平０７−１９９１４３号公報
【特許文献２】特開２００２−２７７８７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
実際に、特許文献１および特許文献２に記載された液晶表示装置を使用した場合、左右の一方からディスプレイを観察したときに、他方の画像が重複して観察された。特に、他方の画像が明るい場合には、その明るい部分が一方の画像に重複して観察された。さらに、他方の画像の大部分が白表示の場合には、一方から見た画像をほとんど認識することができなかった。即ち、特許文献１および特許文献２に記載された液晶表示装置は、左右の２方向から観察される画像を互いに重複することなく表示することができない。
【０００４】
そこで、本発明の目的は、２方向から観察される画像を互いに重複することなく表示することができる液晶表示装置の駆動方法および液晶表示装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明にかかる実施の形態に従った液晶表示装置の駆動方法は、互いに対向する一対の基板と、画像を表示する複数の画素の領域のそれぞれが独立に駆動可能な複数の部分画素の領域に分割され、一画素領域内の前記複数の部分画素の領域においてそれぞれ異なる配向方向を有し、前記一対の基板の対向面に設けられた配向膜と、前記一対の基板のそれぞれに設けられた前記配向膜の間に挟まれた液晶層とを備えた液晶表示装置の駆動方法であって、
一画素領域内の前記複数の部分画素のそれぞれに個別の画像情報が入力される場合に、或る一定のバイアス電圧を前記複数の画素へ印加し、前記バイアス電圧に加え前記複数の部分画素のそれぞれに対して前記画像情報に基づいた電圧をさらに印加する。
【０００６】
本発明にかかる実施の形態に従った液晶表示装置は、複数の画素によって画像を表示する液晶表示装置であって、
互いに対向する一対の基板と、一画素の領域内に含まれ独立に駆動可能な複数の部分画素のそれぞれに対応する領域において互いに異なる配向方向を有し、前記一対の基板の対向面に設けられた配向膜と、前記一対の基板のそれぞれに設けられた前記配向膜の間に挟まれた液晶層と、一画素領域内にある前記複数の部分画素のそれぞれに個別の画像情報が入力される場合に、或る一定のバイアス電圧を前記複数の画素へ印加し、前記バイアス電圧に加え前記複数の部分画素のそれぞれに対して前記画像情報に基づいた電圧をさらに印加する電圧印加部とを備えている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る液晶表示装置の駆動方法および液晶表示装置は、２方向から観察される画像を互いに重複することなく表示することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図面を参照しつつ本発明に係る実施形態を説明する。本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。各構成要素の材料および数値等はあくまでも例示である。これらの実施形態による液晶表示装置は、全画素に一定のバイアス電圧を印加する。これにより、液晶表示装置は２方向から観察される画像を互いに重複することなく表示することができる。
【０００９】
（第１の実施形態）
図１は、本発明に係る実施形態に従った液晶表示装置１００の断面図である。液晶表示装置１００は、互いに対向する一対のガラス基板１１および１２と、ポリイミド配向膜１３および１４と、液晶層１５と、スペーサ１６と、シール材１７とを備えている。
【００１０】
液晶表示装置１００は、例えば、１５インチのＸＧＡ液晶表示装置である。液晶表示装置１００は、一定の視野角依存性を示すものであればよく、例えば、ＴＮ (Twisted Nematic) 型液晶表示装置、ＶＡ (Vertical Alignment) 型液晶表示装置、ホモジニアス型液晶表示装置またはＳＴＮ型液晶表示装置などでよい。また、液晶表示装置１００を駆動させる方式は、例えば、単純マトリック方式やＴＦＴ駆動方式などでよい。液晶表示装置１００は、カラー表示のために、カラーフィルタをさらに備えていてもよい。一方、液晶表示装置１００は、カラーフィルタを有することなく、モノクロで表示してもよい。
【００１１】
ガラス基板１１上にはＴＦＴ（Thin Film Transistor）および表示電極（図示せず）がマトリックス状に形成されている。ガラス基板１２上にはカラーフィルタおよび共通電極（図示せず）が形成されている。ポリイミド配向膜１３および１４は、ガラス基板１１および１２のそれぞれの対抗面に堆積されている。ポリイミド配向膜１３はＴＦＴおよび表示電極を被覆するようにガラス基板１１上に堆積されている。ポリイミド配向膜１４はカラーフィルタおよび共通電極を被覆するようにガラス基板１２上に堆積されている。ポリイミド配向膜１３および１４の材料は、日本合成ゴム社製のポリイミドＰＩ−１０５１でよい。
【００１２】
液晶層１５は、ポリイミド配向膜１３とポリイミド配向膜１４との間に挟まれており、シール材１７によって封止されている。液晶層１５に用いられる液晶材料は、例えば、ＴＮ方式の液晶材料として使用されるチッソ石油化学社製のＬＩＸＯＮ５０１０でよい。液晶材料は、所定の構造となるように光学活性物質を含有してもよい。
【００１３】
シール材１７は、例えば、エポキシ樹脂などから成る。スペーサ１６は、ポリイミド配向膜１３とポリイミド配向膜１４との間の間隔を決定している。スペーサ１６の粒径は、例えば、約５μmである。ポリイミド配向膜１３とポリイミド配向膜１４との間隔は、スペーサ１６に代えて、基板上に設けられた柱状体で決定されてもよい。小型の液晶表示装置の場合には、スペーサ１６を用いることなく、シール材１７でその間隔を決定してもよい。これらの手法によって、液晶層１５の厚みを均一にすることができる。
【００１４】
図２は、液晶表示装置１００に含まれる１つの画素をガラス基板１２の側（図１に示す矢印の方向）から見た平面透視図である。液晶表示装置１００の各画素は、部分画素Ａ０およびＢ０に２分割されている。部分画素Ａ０およびＢ０は、ポリイミド配向膜１３および１４の配向方向においてそれぞれ相違している。図２に示す実線の矢印はポリイミド配向膜１３の配向方向を示し、破線の矢印はポリイミド配向膜１４の配向方向を示す。ポリイミド配向膜１３の配向方向は、部分画素Ａ０の領域および部分画素Ｂ０の領域において互いに逆方向となっている。ポリイミド配向膜１４の配向方向は、部分画素Ａ０の領域および部分画素Ｂ０の領域において互いに逆方向となっており、かつ、そのそれぞれはポリイミド配向膜１３の配向方向とほぼ直交している。
【００１５】
各画素は部分画素Ａ０および部分画素Ｂ０を含み、部分画素Ａ０の領域および部分画素Ｂ０の領域は、ポリイミド配向膜１３および１４において周期的に繰り返されている。また、部分画素Ａ０および部分画素Ｂ０には、それぞれＴＦＴおよび表示電極が個別に設けられており、それによって、部分画素Ａ０および部分画素Ｂ０は１画素内において互いに独立に駆動され得る。
【００１６】
ガラス基板１１および１２の画素が形成されている領域の周辺に駆動回路（図示せず）がさらに設けられている。駆動回路は、表示電極および共通電極を介して部分画素Ａ０およびＢ０に電圧を印加することにより液晶を駆動させる。駆動回路は、画像情報に基づいて、部分画素Ａ０およびＢ０に個別に異なる電圧を印加することができる。この駆動回路は、ガラス基板１１および１２の外部に設けてもよい。尚、共通電極は全画素共通に接続されるように設けられ、表示電極は部分画素ごとに個別に設けられている。
【００１７】
部分画素Ａ０およびＢ０の形状は、通常、矩形もしくは直線状でよい。部分画素Ａ０およびＢ０の大きさは、例えば、対角１５インチのディスプレイを３０ｃｍ〜１ｍの距離だけ離れて観察した場合に識別することができない程度のものである。具体的には、部分画素Ａ０およびＢ０の短辺は、約５００μｍ以下、好ましくは、２００μｍ以下の大きさである。部分画素Ａ０およびＢ０は、対をなして形成され、それぞれの領域の大きさはそれぞれ等しいことが好ましい。また、部分画素Ａ０およびＢ０は、全画面に対して均一に等しい比率で分布していることが好ましい。
【００１８】
本実施形態において、１つの画素は２分割されているが、駆動回路が個別に駆動することができ得る限り、３つ以上に分割されていてもよい。
【００１９】
図３は、ガラス基板１１または１２上に設けられたポリイミド配向膜１３または１４のラビング処理を示す平面図である。図２および図３を参照して、ポリイミド配向膜１３または１４のラビング方法について説明する。
【００２０】
まず、ＴＦＴおよび透明電極（ＩＴＯ膜）が形成されたガラス基板１１上にポリイミド膜を堆積し、ポリイミド膜全面に対して均一なラビング処理（以下、第１のラビング処理という）を行う。これによって、ポリイミド膜の配向方向は一方向となる。例えば、ポリイミド膜は、図２の部分画素Ａ０に示す実線矢印の方向に配向する。
【００２１】
次に、このポリイミド膜の上に感光性ポリイミドを塗布する。その後、フォトリソグラフィ技術を用いて、この感光性ポリイミドをパターニングする。ここで、図３に示すように、感光性ポリイミドは、各画素列に沿って延びているストライプ領域Ａ１およびＢ１のいずれか一方を被覆し、他方を露出するようにパターニングされる。例えば、ストライプ領域Ａ１を感光性ポリイミドでマスクし、ストライプ領域Ｂ１を露出させる。ストライプ領域Ａ１の幅およびストライプ領域Ｂ１の幅は１つの部分画素の幅にほぼ等しく、例えば、ストライプ領域Ａ１およびＢ１の幅はそれぞれ３００μｍ以下である。
【００２２】
次に、パターニング後の感光性ポリイミドをマスクとして用い、第１のラビング処理におけるラビング方向に対して逆方向にラビング処理（以下、第２のラビング処理という）を行う。これにより、ポリイミド膜の露出部分が、第１のラビング処理による配向方向とは逆方向に配向する。例えば、ポリイミド膜は、図２の部分画素Ｂ０に示す実線矢印の方向に配向する。さらに、感光性ポリイミドを除去する。これにより、ストライプ領域Ａ１およびＢ１において互いに配向方向が異なるポリイミド配向膜１３が形成される。ストライプ領域Ａ１およびＢ１は１つの画素列の幅にほぼ等しいので、１画素内では、図２に示すように部分画素Ａ０およびＢ０のそれぞれの領域において配向方向が異なる。
【００２３】
ポリイミド配向膜１４もポリイミド配向膜１３と同様の方法で形成され得る。但し、ポリイミド配向膜１４が、図２に示す破線矢印の方向に配向するためには、第１および第２のラビング処理において、ポリイミド配向膜１３を形成するときのラビング方向とは逆方向にラビング処理しなければならない。
【００２４】
本実施形態では、２回のラビング処理および１回のフォトリソグラフィ工程を組み合わせて図２に示すポリイミド配向膜１３および１４を形成した。しかし、ポリイミド配向膜１３および１４の形成方法は、これに限定されない。例えば、画素サイズが上述の実施形態の画素サイズと同程度かそれよりも小さい場合、第１のラビング処理を実行した後、ストライプ領域Ａ１およびＢ１のいずれかを、フォトマスクを介してＵＶ光の照射処理を行ってもよい。ここでフォトマスクとはガラス基板上にクロム等の材料で遮光部を形成したものをいう。ＵＶ光の照射処理によって、ポリイミド膜のプレチルト角を変えることができる。このことにより、ラビング方向を逆転させたことと同様の効果を持たせることができる。画素サイズが上述の実施形態の画素サイズよりも大きい場合は、感光性ポリイミドに代えて、ステンレス製のマスクを用いて第２のラビング処理を実行してもよい。
【００２５】
このようにラビング処理されたポリイミド配向膜１３および１４は、これらの間に挟まれる液晶の配向方向を決定する。従って、部分画素Ａ０の領域にある液晶の配向方向は、部分画素Ｂ０の領域にある液晶のそれと逆方向となる。一般に、液晶の配向方向は、液晶表示装置１００の視野角依存性を変化させる。
【００２６】
図４は、液晶表示装置１００の視野角依存性を示した図である。このグラフは、観察角度に依る輝度の変化を、画素に印加する電圧ごとに示している。観察角度は、図５に示すように、液晶表示装置１００の画面に対して垂直な方向から左右の傾斜角によって表された角度である。図４は、部分画素Ｂ０に電圧を印加したときの特性を示している。また、図２および図４において、部分画素Ａ０のある側を左とし、部分画素Ｂ０のある側を右とする。
【００２７】
曲線Ｃ０は、各画素の液晶に電圧が印加されていない状態を示す。液晶表示装置１００がノーマリホワイトに設定されている場合、画素に電圧が印加されていないと、その画素の輝度は最大になる。即ち、各画素に電圧が印加されていないと、画面全体が白色に見える。
【００２８】
一方、曲線Ｃ１０は、各画素の液晶に飽和電圧が印加されている状態を示す。液晶表示装置１００がノーマリホワイトに設定されている場合、画素に飽和電圧が印加されると、その画素の輝度は最小になる。即ち、各画素に飽和電圧が印加されると、画面全体が黒色に見える。飽和電圧以上の電圧を画素に印加しても、画面は黒色を維持する。よって、液晶表示装置１００がノーマリホワイトに設定されている場合、飽和電圧とは、画面全体が黒色に見えるときの最小電圧と言ってよい。
【００２９】
曲線Ｃ１、曲線Ｃ２、曲線Ｃ３、曲線Ｃ４、曲線Ｃ５、曲線Ｃ６、曲線Ｃ７、曲線Ｃ８および曲線Ｃ９は、それぞれ飽和電圧の１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％および９０％の電圧が画素に印加されているときの特性を示す。曲線Ｃ１から曲線Ｃ９によって示されているように、飽和電圧により近い電圧が画素に印加されるに従い、次第に、その画素の輝度は低下し、黒色に近づいている。
【００３０】
液晶表示装置１００の画面を左方向から観察角度３０度で観察した場合、一点鎖線Ｌで示すように、様々な中間調の輝度が得られる。従って、画面を左方向から見たときには画像を観察することができる。
【００３１】
一方、液晶表示装置１００の画面を右方向から観察角度３０度で観察した場合、一点鎖線Ｒで示すように、飽和電圧の約３０％以上の電圧を画素に印加しているときには、輝度がほぼゼロ、即ち、画面はほぼ黒色となる（曲線Ｃ３から曲線Ｃ１０を参照）。しかし、飽和電圧の約３０％未満の電圧を画素に印加しているときには、画素は黒色とならず、ある中間調の輝度が観察される（曲線Ｃ０から曲線Ｃ２を参照）。従って、飽和電圧の約３０％未満の電圧を画素に印加しているときには、画像が右側から観察されてしまう。これは、本来、液晶表示装置１００の画面の左側から観察可能であって、その右側からは観察不可能な画像が、右側へ漏洩してしまうことを意味する。その結果、左側から観察されるべき画像が右側の画像に重複し、右側から画像を正確に認識することができないという問題が生じる。特許文献１または特許文献２に記載された液晶表示装置は、いずれもこのような問題を有していた。
【００３２】
本発明の発明者は、画素への印加電圧として飽和電圧の約３０％未満の電圧を使用することがこの問題の原因であることを発見した。即ち、発明者は、画素への印加電圧として飽和電圧の約３０％未満の電圧を使用せず、飽和電圧の約３０％以上の電圧を使用することによって、この問題を解決することができることを見出した。
【００３３】
また、本発明の発明者は、画素への印加電圧として所定の電圧未満の電圧を使用せず、所定の電圧以上の電圧を使用するためには、全画素に一定の大きさのバイアス電圧を印加すればよいことを発見した。画像信号が入力されていない状態であっても、各画素にバイアス電圧を印加することによって、所定の電圧未満の電圧を印加電圧として使用することを回避することができる。画像信号が入力された場合には、各画素には、バイアス電圧のほかに画像信号に基づいた電圧が印加される。即ち、各画素には、バイアス電圧と画像信号に基づいた電圧との和に等しい電圧が印加される。本実施形態において、バイアス電圧は飽和電圧の約３０％またはそれ以上に設定すればよい。これにより、液晶表示装置１００の各画素は、曲線Ｃ１から曲線Ｃ２の特性を有することなく、曲線Ｃ３から曲線Ｃ１０に示す特性を有する。その結果、図４に示すように、液晶表示装置１００の画面の右方向から観察されるべき画像は、左方向から観察してもほとんど黒色にしか見えない。即ち、画像が左方向へ漏洩してしまうという問題は解決される。尚、バイアス電圧は、画像信号に基づく電圧を画素へ印加する前に、予め全画素へ印加されてよい。また、バイアス電圧は、画像信号に基づく電圧と同時に画素へ印加されてもよい。
【００３４】
従来、液晶表示装置の使用時に各画素にバイアス電圧を印加することはなかった。これは、各画素にバイアス電圧を印加すると、各画素の最大輝度が低下し、尚且つ、コントラスト（最大輝度と最小輝度との比）が低下するからである。よって、当業者は、液晶表示装置の使用時において画素にバイアス電圧を印加することは想到し得ない。これに対し、本発明の発明者は、液晶表示装置の使用時において各画素へ印加するバイアス電圧を積極的に利用して上述の課題を解決した。
【００３５】
尚、輝度およびコントラストは液晶表示装置において重要な性能であり、これらの性能を悪化させることは表示装置としてデメリットになるので、バイアス電圧はより小さい方が好ましい。よって、本実施形態において、各画素に印加するバイアス電圧は、飽和電圧の約３０％が好ましい。
【００３６】
ここまで、部分画素Ｂ０に電圧を印加した場合について述べた。部分画素Ａ０に電圧を印加した場合には、画像を観察することができる位置が左右逆となる。この場合、図４に示すグラフは、曲線Ｃ０からＣ１０が縦軸を中心に１８０度回転させた状態になる。よって、部分画素Ａ０に印加するバイアス電圧も、飽和電圧の約３０％以上が好ましい。従って、部分画素Ａ０およびＢ０を含む全画素に対して同一のバイアス電圧を印加することで、本実施形態の効果は達成され得る。
【００３７】
このように、全画素にある一定のバイアス電圧を印加し、さらに、部分画素Ａ０および部分画素Ｂ０のそれぞれに対して画像情報に基づく個別の電圧を印加することによって、液晶表示装置１００は、左側から観察した場合と右側から観察した場合とで異なる画像を重複させることなく同時に表示することができる（図５および図６参照）。
【００３８】
図５および図６は、液晶表示装置１００の画面の左側から観察した場合と右側から観察した場合とで異なる画像を同時に表示しているときの概念図である。図５のＰＸ１およびＰＸ２はそれぞれ１つの画素を示し、図６のＤ１およびＤ２はそれぞれ画面全体を示している。
【００３９】
図５を参照して、観察者ＰＬは液晶表示装置１００の左側から画面を観察し、観察者ＰＲは液晶表示装置１００の右側から画面を観察している。観察者ＰＬから見て一画素はＰＸ１のように見え、観察者ＰＲから見てその画素はＰＸ２のように見えている。観察者ＰＬにとって、部分画素Ａ０は画像情報に基づいた階調の輝度に見え、部分画素Ｂ０は黒色に見えている。逆に、観察者ＰＲにとって、部分画素Ｂ０は画像情報に基づいた階調の輝度に見え、部分画素Ａ０は黒色に見える。
【００４０】
図６を参照して、観察者ＰＬから見て全画面はＤ１のように見え、観察者ＰＲから見て全画面はＤ２のように見えている。部分画素Ａ０および部分画素Ｂ０をそれぞれ独立に駆動することによって、観察者ＰＬおよびＰＲは、それぞれ異なる画像Ｄ１およびＤ２を一画面において同時に観察することができる。一方、観察者ＰＬおよびＰＲは、それぞれ画像Ｄ２およびＤ１を認識することができない。
【００４１】
最適なバイアス電圧値は、液晶表示装置１００の構成、液晶表示装置１００と観察者との配置、観察者の感覚などに影響すると考えられる。よって、本実施形態の効果を敷衍すべく図７から図１５に示すような実験を行った。この実験において、液晶表示装置１００は、図２に示す部分画素Ａ０およびＢ０に異なる画像情報を入力している。
【００４２】
図７および図８は、観察者ＰＬおよびＰＲが液晶表示装置１００の画面を観察する状態を示した概念図である。図７に示す観察状態を観察パターン１とし、図８に示す観察状態を観察パターン２とする。観察パターン１では、観察者ＰＬおよびＰＲの目の高さは床から約１０００ｍｍである。液晶表示装置１００の画面中心の高さは床から約８００ｍｍである。観察者ＰＬ、ＰＲおよび液晶表示装置１００の相互の位置関係は、図７に示すとおりである。尚、液晶表示装置１００の画面サイズは、７．１インチであった。観察パターン２では、観察者ＰＬ、ＰＲおよび液晶表示装置１００の位置関係は、図８に示すとおりである。
【００４３】
図９は、液晶表示装置１００の構成を示す表である。パネル構成１、２および３は、リタデーションΔｎｄ、セルギャップおよび液晶材料において図９に示すように互いに異なる。
【００４４】
図１０から図１５は、実際に画素にバイアス電圧を印加したときに、観察者ＰＬまたはＰＲが感じた画質の度合を示す表である。バイアス電圧は、飽和電圧を１００％とした割合で示されている。観察者ＰＬまたはＰＲは、画質を感覚的に“許容できる”から“許容できない”までの４段階で評価した。ここで、“許容できる”は、観察者ＰＬまたはＰＲが左右いずれかの画像が他方の画像を妨害している程度が許容できると感覚的に判断したことを意味する。“許容できない”は、観察者ＰＬまたはＰＲが左右いずれかの画像が他方の画像を妨害している程度が許容できないと感覚的に判断したことを意味する。尚、全ての評価において観察者は２５名であった。
【００４５】
図１０はパネル構成１および観察パターン１の組合せ、図１１はパネル構成１および観察パターン２の組合せ、図１２はパネル構成２および観察パターン１の組合せ、図１３はパネル構成２および観察パターン２の組合せ、図１４はパネル構成３および観察パターン１の組合せ、並びに、図１５はパネル構成３および観察パターン２の組合せにおける結果を示す。画像は静止画および動画を用いた。
【００４６】
図１０から図１５に示す評価結果から、液晶表示装置１００の構成、液晶表示装置１００と観察者との配置または観察者の感覚等にほとんど依存することなく、バイアス電圧が飽和電圧の約３０％以上であることが好ましいとわかった。このときに、液晶表示装置１００は、その画面の左側から観察した場合と右側から観察した場合とで異なる画像を重複させることなく同時に表示することができる。この結果は、上述の図４に関する考察と一致する。
【００４７】
一方、各画素に飽和電圧の約５０％を超えるバイアス電圧を印加すると、各画素の最大輝度が低下し、画面が全体的に暗くなってしまった。よって、バイアス電圧は、上述のとおり、飽和電圧の約３０％から約５０％の範囲が好ましく、輝度およびコントラストの観点からバイアス電圧を飽和電圧の約３０％にすることがより好ましい。
【００４８】
本実施形態は、液晶表示装置１００がノーマリホワイトに設定されている場合に有効である。液晶表示装置がノーマリブラックに設定されている場合には、図４に示す特性が得られないため、本実施形態を適用することができない。
【００４９】
（第２の実施形態）
図１６は、液晶表示装置１００の画面の左側から観察した場合と右側から観察した場合とで同じ画像を同時に表示しているときの概念図である。第１の実施形態は、画面の左側から観察した場合と右側から観察した場合とで異なる画像を表示していた。第２の実施形態は、画面の左側から観察した場合と右側から観察した場合とで同じ画像を表示する一画像モードと、異なる画像を表示する二画像モードとを有する。本実施形態の他の構成は、第１の実施形態と同様である。二画像モードでは、液晶表示装置１００は、第１の実施形態と同様に動作する。
【００５０】
一方、一画像モードでは、各画素にはバイアス電圧は印加されていない。これは、画像のコントラストおよび輝度を高めるためである。また、一画素内で隣接する部分画素Ａ０およびＢ０（図２参照）のそれぞれにほぼ同じ画像情報が入力されるので、部分画素Ａ０およびＢ０には画像情報に基づいたほぼ同じ電圧が印加される。これにより、図１６に示すように、観察者ＰＬおよびＰＲは、同じ画像を見ることができる。
【００５１】
（第３の実施形態）                                  
図１７は、本発明に係る第３の実施形態による液晶表示装置２００の断面図である。液晶表示装置２００は、液晶表示部１０１と、液晶表示部１０２と、偏光板１０３とを備えている。
【００５２】
図１８は、液晶表示部１０１をガラス基板１１２の側（図１７に示す矢印Ｘ１の方向）から見た平面図である。液晶表示部１０１は、図９に示す何れの構成を採用してもよい。
【００５３】
ガラス基板１１１および１１２は、その全体がガラス基板領域Ｇ０およびＧ１に２分割されている。ガラス基板領域Ｇ０はガラス基板１１１および１１２の左半分を示し、ガラス基板領域Ｇ１はガラス基板１１１および１１２の右半分を示す。ガラス基板領域Ｇ０およびＧ１において、ポリイミド配向膜の配向方向が互いに異なっている。図１８に示す実線の矢印はガラス基板１１１上のポリイミド配向膜の配向方向を示し、破線の矢印はガラス基板１１２上のポリイミド配向膜の配向方向を示す。ガラス基板１１１上のポリイミド配向膜の配向方向は、ガラス基板領域Ｇ０およびＧ１において互いに逆方向となっている。ガラス基板１１２上のポリイミド配向膜の配向方向は、ガラス基板領域Ｇ０およびＧ１において互いに逆方向となっており、かつ、そのそれぞれはガラス基板１１１上のポリイミド配向膜の配向方向とほぼ直交している。
【００５４】
ガラス基板１１１上のポリイミド配向膜は、マスクラビング法を用いて配向させることができる。まず、ガラス基板１１１上にＩＴＯ電極が形成され、さらに、その上にポリイミド膜を堆積する。次に、ポリイミド膜の全面をラビング処理する。これにより、ポリイミド膜は一方向に配向する。次に、ステンレス製のマスクで、ガラス基板１１１、１１２の左半分または右半分を覆う。このマスク上から先のラビング処理とは逆方向にラビング処理を行う。これにより、ガラス基板領域Ｇ０とガラス基板領域Ｇ１とでポリイミド配向膜の配向方向が互いに逆方向となる。ガラス基板１１２も同様に形成することができる。尚、ガラス基板１１１、１１２上に形成する透明電極（ＩＴＯ）に関しては全面均一に一つの電極を形成すればよい。
【００５５】
液晶表示部１０２は、一方向に配向したポリイミド配向膜を備えた従来のＴＮ型ＴＦＴ液晶表示装置等である。液晶表示部１０２は、液晶表示装置に代えて、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）やプラズマディスプレイでもよい。
【００５６】
偏光板１０３は、液晶表示部１０１の表面側、液晶表示部１０２の裏面側、および、液晶表示部１０１と液晶表示部１０２との間にそれぞれ設けられている。偏光板を使用することなく表示可能な表示素子（例えば、ＣＲＴ、ＰＤＰ等）では、偏光板１０３のうち１枚でも偏光板を使用すると、輝度が５０％ほど低下する。他方、もともと偏光板を必要とする表示素子（例えば、液晶・有機ＥＬ素子等）では、偏光板１０３の使用によって輝度が低下することはない。そのため、もともと偏光板を使用する表示素子であることが好ましい。液晶表示部１０１の表面側にある偏光板は、ガラス基板１１１上のポリイミド膜のラビング方向と平行になるように設置される。
【００５７】
液晶表示部１０２を何れの方向から観察しても、同じ画像が観察される。しかし、液晶表示部１０２上に液晶表示部１０１を重畳させることによって、液晶表示装置２００は、観察する方向によって異なる画像を表示する非共通画像モードと、何れの方向から観察しても同じ画像を表示する共通画像モードとを切り替えることができる。
【００５８】
図１９は、液晶表示装置２００が共通画像モードで駆動しているときの状態を示す図である。観察者ＰＬおよびＰＲは、それぞれ左側および右側から或る観察角度で液晶表示装置２００の画面を観察する。このとき、液晶表示部１０１の画素には、電圧が印加されておらず、ノーマリホワイトの状態である。これにより、液晶表示部１０２の画像が、液晶表示部１０１を透過して観察者ＰＬおよびＰＲに共通に観察される。
【００５９】
図２０は、液晶表示装置２００が非共通画像モードで駆動しているときの状態を示す図である。このとき、液晶表示部１０１の画素には、飽和電圧の５％から８０％の電圧が印加されている。これにより、液晶表示部１０２の画像のうち左半分の画像Ｄ４が観察者ＰＬのみに観察され、右半分の画像Ｄ５が観察者ＰＲのみに観察される。
【００６０】
一画面を２分割して二画像を表示する液晶表示装置は、特開昭６１−５１１２４号公報および特開昭６１−５１１２５号公報においても開示されている。これらの液晶表示装置では、画像を表示する液晶表示部自体の配向膜が配向分割されている。よって、この液晶表示装置は液晶表示部が１枚で構成されている。
【００６１】
この液晶表示装置は、左右どちらの側からも全画面を観察することはできない。即ち、この液晶表示装置は、図１９に示す共通画像モードを実現することができない。これは、配向分割された液晶表示部には画像情報に基づく電圧が印加されるため、常に、図２０に示す非共通画像モードと同じ状態となるからである。即ち、配向分割された液晶表示部に中間調の表示をさせると、配向方向の異なる領域ではそれぞれ観察可能な方向が左右いずれかに偏る。よって、左右どちらの方向からも全画像を観察することはできない。
【００６２】
本実施形態は、２枚の液晶表示部１０１、１０２を有するので、液晶表示部１０２に画像を表示しつつ、液晶表示部１０１を電圧無印加状態にすることができる。よって、液晶表示装置２００は、共通画像モードを実現することができる。
【００６３】
また、液晶表示装置２００は、飽和電圧の約５％の電圧を印加することによって非共通画像モードを実現することができる。印加電圧を大きくするほど視野角が狭くなるので、飽和電圧の約８０％を上限とすることが現実的である。
【００６４】
以上の実施形態に従った液晶表示装置は、例えば、カーナビゲーションシステム、ゲーム機器、テーマパークにおける表示装置、博物館等の特殊な展示用のディスプレイに適用することができる。対戦型のゲーム機器においては、１画面であっても、自分の攻撃によって相手側の表示にのみ影響を与えるように設定することができる。また、トランプ、麻雀、軍人将棋などでは、１画面であっても、自分の手のうちが相手に見えないように設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明に係る実施形態に従った液晶表示装置１００の断面図。
【図２】液晶表示装置１００に含まれる１画素をガラス基板１２の側（図１に示す矢印の方向）から見た平面図。
【図３】ガラス基板１１または１２上に設けられたポリイミド配向膜１３または１４のラビング処理を示す平面図。
【図４】液晶表示装置１００の視野角依存性を示した図。
【図５】液晶表示装置１００の画面の左側から観察した場合と右側から観察した場合とで異なる画像を同時に表示しているときの概念図。
【図６】液晶表示装置１００の画面の左側から観察した場合と右側から観察した場合とで異なる画像を同時に表示しているときの概念図。
【図７】観察者ＰＬおよびＰＲが液晶表示装置１００の画面を観察する場面を示す概念図。
【図８】観察者ＰＬおよびＰＲが液晶表示装置１００の画面を観察する場面を示す概念図。
【図９】液晶表示装置１００の構成を示す表。
【図１０】画素にバイアス電圧を印加したときに、観察者ＰＬまたはＰＲが感じた画質の度合を示す表。
【図１１】画素にバイアス電圧を印加したときに、観察者ＰＬまたはＰＲが感じた画質の度合を示す表。
【図１２】画素にバイアス電圧を印加したときに、観察者ＰＬまたはＰＲが感じた画質の度合を示す表。
【図１３】画素にバイアス電圧を印加したときに、観察者ＰＬまたはＰＲが感じた画質の度合を示す表。
【図１４】画素にバイアス電圧を印加したときに、観察者ＰＬまたはＰＲが感じた画質の度合を示す表。
【図１５】画素にバイアス電圧を印加したときに、観察者ＰＬまたはＰＲが感じた画質の度合を示す表。
【図１６】液晶表示装置１００の画面の左側から観察した場合と右側から観察した場合とで同じ画像を同時に表示しているときの概念図。
【図１７】本発明に係る第３の実施形態による液晶表示装置２００の断面図。
【図１８】液晶表示部１０１をガラス基板１１２の側（図１７に示す矢印Ｘ１の方向）から見た平面図。
【図１９】液晶表示装置２００が共通画像モードで駆動しているときの状態を示す図。
【図２０】液晶表示装置２００が非共通画像モードで駆動しているときの状態を示す図。
【符号の説明】
【００６６】
１００  液晶表示装置
１１  ガラス基板
１２  ガラス基板
１３  ポリイミド配向膜
１４  ポリイミド配向膜
１５  液晶層
１６  スペーサ
１７  シール材
Ａ０  部分画素
Ｂ０  部分画素
【図１】
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【図２】
2005091902.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2005091902.tif 000007
【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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