(57)【要約】【課題】ルーバーあるいは視角制御用セルを設けることなく、視角制御機能を有する液晶表示装置を得る【解決手段】画素の集合からなる表示画面を有するＴＮモード用の液晶表示装置であって、下部基板１と対向基板２との間に設けられた画素のそれぞれは、ＴＮ液晶分子が傾くように配向制御された表示制御領域１０と、表示制御領域１０とは独立した視角制御信号によりＴＮ液晶分子が傾くように配向制御された視角制御領域２０とを備え、視角制御領域２０内のＴＮ液晶分子は、表示制御領域１０内のＴＮ液晶分子よりも対向基板２側に配置される。【選択図】図１
2007178893.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画素の集合からなる表示画面を有するＴＮモード用の液晶表示装置であって、
下部基板と対向基板との間に設けられた画素のそれぞれは、
ＴＮ液晶分子が傾くように配向制御された表示制御領域と、
前記表示制御領域とは独立した視角制御信号によりＴＮ液晶分子が傾くように配向制御された視角制御領域と
を備え
前記視角制御領域内のＴＮ液晶分子は、前記表示制御領域内のＴＮ液晶分子よりも前記対向基板側に配置されることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の液晶表示装置において、
前記表示制御領域は、
前記下部基板上に設けられた画素電極と、
前記対向基板上に設けられた第１の透明膜と、
前記第１の透明膜上に設けられた第１の対向電極と、
前記画素電極と前記第１の対向電極との間に充填される第１の液晶と
を有し、
前記視角制御領域は、
前記下部基板上に設けられた第２の透明膜と、
前記第２の透明膜上に設けられた視角制御電極と、
前記対向基板上に設けられた第２の対向電極と、
前記視角制御電極と前記第２の対向電極との間に充填される第２の液晶と
を有する
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】
請求項２に記載の液晶表示装置において、
前記第１の透明膜は、前記画素電極と前記第１の対向電極とのギャップ幅と同等の厚みを有するように前記対向基板上に設けられ、
前記第２の透明膜は、前記画素電極と前記第１の対向電極とのギャップ幅と同等の厚みを有するように前記下部基板上に設けられる
ことを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、視角制御機能を有する液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置の視角を変えるための従来技術としては、例えば、液晶セルの外側にルーバーを設けるルーバー型がある（例えば、特許文献１参照）。図６は、ルーバー型による従来技術を示した図である。このように液晶セルの外側にルーバーを設けることによって、視角を狭くできる。
【０００３】
また、液晶セルを２層に重ねることによって視角制御を行う技術がある。図７は、２層セルによる従来技術を示した図である。通常の表示用のセルとは別に、視角制御用のセルを設けることにより、必要に応じて視角切り替えが可能となる。
【０００４】
【特許文献１】米国特許第５５２６０６５号（第１頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来技術には次のような課題がある。ルーバー型の従来技術の場合には、液晶セルの外にルーバーを設けることによって、視角を狭くできるが、広い視角と狭い視角を切り替えることはできない。
【０００６】
また、視角制御用セルを設ける従来技術の場合には、視角切り替えは可能であるが、２倍のセルが必要となり、製造工程が２倍になってコスト高になるという問題がある。
【０００７】
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、ルーバーあるいは視角制御用セルを設けることなく、視角制御機能を有する液晶表示装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る液晶表示装置は、画素の集合からなる表示画面を有するＴＮモード用の液晶表示装置であって、下部基板と対向基板との間に設けられた画素のそれぞれは、ＴＮ液晶分子が傾くように配向制御された表示制御領域と、表示制御領域とは独立した視角制御信号によりＴＮ液晶分子が傾くように配向制御された視角制御領域とを備え、視角制御領域内のＴＮ液晶分子は、表示制御領域内のＴＮ液晶分子よりも対向基板側に配置されるものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、液晶セル内に視角を遮ることができ、スイッチング可能な視角制御領域を新たに設けることにより、ルーバーあるいは視角制御用セルを設けることなく、視角制御機能を有する液晶表示装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の液晶表示装置の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。本発明の液晶表示装置は、従来技術のルーバーに相当する部分を、スイッチング可能な視角制御領域に置き換えることにより、この視角制御領域をＯＮ／ＯＦＦ制御して視角をコントロールできることを特徴とする。
【００１１】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１における液晶表示装置の断面図である。図１に示すように、本発明の液晶表示装置は、ルーバーを備えておらず、１層のセル構造を有している。さらに、本発明の液晶表示装置は、それぞれの画素ごとに、画像表示を行うための表示制御領域１０とともに、視角を制御するための視角制御領域２０をさらに有している。
【００１２】
表示制御領域１０は、アレイ基板である下部基板１および対向基板２の間に、第１の透明膜１１、第１の対向電極１２、第１の液晶１３、画素電極１４を有している。対向基板２上には、セルギャップとほぼ等しい厚さの第１の透明膜１１が設けられている。さらに、この第１の透明膜１１の表面に、第１の対向電極１２が設けられている。また、下部基板１上には、画素電極１４が設けられている。さらに、第１の対向電極１２と画素電極１４との間には、第１の液晶１３が充填されている。
【００１３】
一方、視角制御領域２０は、下部基板１および対向基板２の間に、第２の対向電極２１、第２の液晶２２、視角制御電極２３、第２の透明膜２４を有している。対向基板２上には、表示制御領域１０にあったような第１の透明膜１１の代わりに、第２の対向電極２１が設けられている。
【００１４】
また、下部基板１上には、表示制御領域１０にあったような第１の液晶１３の代わりに、第２の透明膜２４が設けられている。さらに、この第２の透明膜２４の表面に、視角制御電極２３が設けられている。そして、第２の対向電極２１と視角制御電極２３との間には、第２の液晶２２が充填されている。
【００１５】
このような構成を有することにより、視角制御領域２０における第２の液晶２２は、表示制御領域１０における第１の液晶１３よりも、断面の高さ方向で対向基板２側に位置することになる。これにより、第２の液晶２２は、第１の液晶１３の表示を遮るものとして、従来技術におけるルーバーの役割を果たすことができる。
【００１６】
図２は、本発明の実施の形態１における１つの画素の等価回路図であり、図１の構成を有する１つの画素の等価回路を表したものである。さらに、図３は、本発明の実施の形態１における液晶表示装置の等価回路図である。本発明の液晶表示装置は、ＴＦＴによるアクティブマトリクスを前提としているので、視角制御領域２０に与える視角制御信号も、データラインと並行、またはゲートラインと平行に設けられる。
【００１７】
そして、この視角制御信号は、電圧のＯＮ／ＯＦＦにより、液晶表示装置全体の視角制御を切り替えるものであるため、すべての画素に対して同じ信号を与えればよい。従って、外部から供給する視角制御信号は、１つの信号である。
【００１８】
そして、視角制御領域２０の第２の液晶２２も、表示制御領域１０の第１の液晶１３と同様にＴＮ液晶なので、信号としては、視角制御ＯＮのときには、第２の対向電極２１と等しい信号、あるいはそれを中心とする、第１の液晶１３が応答しない小さい振幅の矩形波が用いられる。また、視角制御ＯＦＦのときは、大振幅が与えられる。
【００１９】
このような構成を有する本発明の液晶表示装置は、第２の対向電極２１と視角制御電極２３との間の電圧を制御することにより、視角制御領域２０に設けられた第２の液晶２２を制御して視角制御を行うことができる。すなわち、この第２の液晶２２は、従来技術におけるルーバーを外部制御可能としたものに相当する。そして、広い視角を得たいときは、視角制御領域２０に電圧を印加し、狭い視角を得たいときは、視角制御領域２０に電圧をかけないこととなる。
【００２０】
より具体的には、以下のような動作となる。ここで、ＴＮ液晶は、Ｎｏｒｍａｌｌｙ  Ｗｈｉｔｅとする。まず、表示制御領域１０に電圧がかかっていない場合には、法線方向の光は白である。このとき、狭い視角モードで視角制御領域２０に電圧が印加されていないときには、光は、表示制御領域１０の第１の液晶１３を通って９０度旋光し、視角制御領域２０の第２の液晶２２を通って９０度旋光するので黒表示となる。つまり、斜め方向の光が遮られて視角が狭くなる。
【００２１】
また、視角制御領域２０に電圧が印加されているときは、光が通るので広い視角となる。ＴＮ液晶に電圧が印加されていると、液晶が立つので、ＴＮ液晶のＯＮ状態は、偏光が消滅する。
【００２２】
一方、表示制御領域１０に電圧がかかっている場合には、法線方向の光は黒である。このとき、狭い視角モードで視角制御領域２０に電圧が印加されていない場合に、光は、表示制御領域１０の第１の液晶１３を通ったときは旋光せず、視角制御領域２０を通ったときは９０度旋光するので白表示となる。つまり、表示を阻害することとなる。
【００２３】
視角制御領域２０に電圧が印加されている場合は、どちらも旋光しないので黒表示となり広い視角となる。このようにして、視角制御領域２０の電圧を制御することにより、視角制御を行うことができる。
【００２４】
図４および図５は、本発明の実施の形態１における液晶表示装置の等コントラスト図である。図４は、視角制御領域２０に電圧が印加されている状態であり、図５は、視角制御領域２０に電圧が印加されていない状態である。さらに、図４、図５において、濃い色の部分は、コントラストが大きい部分、すなわち見やすい部分を示しており、薄い色の部分は、コントラストが小さい部分、すなわち見にくい部分を示している。
【００２５】
図４と図５とを比較すると、視角制御領域２０に電圧を印加することにより、よりコントラストがはっきりする表示が得られ、広い視角を得ることができる。逆に、視角制御領域２０に電圧を印加しないことにより、よりコントラストがはっきりしない表示となり、狭い視角を得る結果となる。
【００２６】
以上のように、実施の形態１によれば、広視角時および狭視角時のそれぞれに応じて、視角制御領域の印加電圧を切り替えることにより、新たに外部に装置を設けることなく、液晶セル内に視角制御機能を持たせた液晶表示装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施の形態１における液晶表示装置の断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１における１つの画素の等価回路図である。
【図３】本発明の実施の形態１における液晶表示装置の等価回路図である。
【図４】本発明の実施の形態１における液晶表示装置の等コントラスト図である。
【図５】本発明の実施の形態１における液晶表示装置の等コントラスト図である。
【図６】ルーバー型による従来技術を示した図である。
【図７】２層セルによる従来技術を示した図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  下部基板、２  対向基板、１０  表示制御領域、１１  第１の透明膜、１２  第１の対向電極、１３  第１の液晶、１４  画素電極、２０  視角制御領域、２１  第２の対向電極、２２  第２の液晶、２３  視角制御電極、２４  第２の透明膜。
【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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