(57)【要約】【課題】視野角を切り換えることができる液晶表示装置において、その薄型化と軽量化、及び製造コストの低下を図る。【解決手段】各画素１内に、広視野角の第１のサブ画素１Ａ、及び狭視野角の第２のサブ画素１Ｂが１対となって配置されている。第１のサブ画素１Ａでは、第１の透明基板１０上に配置された第１の共通電極１４と第１の画素電極１６Ａとの間に生じる電界により液晶分子Ｍの配向が制御される。第２のサブ画素１Ｂでは、第１の透明基板１０上に配置された第１の共通電極１４と第２の画素電極１６Ｂとの間に生じる電界と、第２の画素電極１６Ｂと第２の透明基板２０上に配置された第２の共通電極２４との間に生じる電界によって、液晶分子Ｍの配向が制御される。第１のサブ画素１Ａ及び第２のサブ画素１Ｂの表示状態又は非表示状態は、第１の切り換え回路１０３および第２の切り換え回路１０４により切り換えられる。【選択図】  図３
2009122212.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像信号に応じて表示を行う画素を備え、前記画素は、
第１の基板と第２の基板の間に挟持された液晶と、
前記第１の基板に配置された第１の画素電極と第１の共通電極との間の電界により前記液晶の配向が制御される広視野角の第１のサブ画素と、
前記第１の基板に配置された第２の画素電極と前記第１の共通電極との間の電界、及び前記第２の画素電極と前記第２の基板に配置された第２の共通電極との間の電界により前記液晶の配向が制御される狭視野角の第２のサブ画素と、を具備し、
さらに、前記第１のサブ画素及び前記第２のサブ画素の表示状態又は非表示状態を制御して、広視野角表示、狭視野角表示、又は高輝度表示のいずれかに切り換える切り換え回路を備えることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記広視野角表示では、前記切り換え回路により、前記第１の画素電極と前記第１の共通電極との間に前記映像信号に応じた電界を生じさせ前記第１のサブ画素の前記液晶の配向を変化させると共に、前記第２の画素電極と前記第２の共通電極との間の電界を制御して前記第２のサブ画素の前記液晶を初期配向に保つことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記狭視野角表示では、前記切り換え回路により、前記第１の画素電極と前記第１の共通電極との間の電界を制御して前記第１のサブ画素の前記液晶を初期配向に保つと共に、前記第２の画素電極と前記第２の共通電極との間に電界を生じさせながら前記第２の画素電極と前記第１の共通電極との間に前記映像信号に応じた電界を生じさせ前記第２のサブ画素の前記液晶の配向を変化させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記高輝度表示では、前記切り換え回路により、前記第１の画素電極と前記第１の共通電極との間に前記映像信号に応じた電界を生じさせ前記第１のサブ画素の前記液晶の配向を変化させると共に、前記第２の画素電極と前記第１の共通電極との間に前記映像信号に応じた電界を生じさせ前記第２のサブ画素の前記液晶の配向を変化させることを特徴とする請求項１、２、３のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記第２のサブ画素のセルギャップは前記第１のサブ画素のセルギャップよりも大きいことを特徴とする請求項１、２、３、４のいずれか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、液晶表示装置に関し、特に、視野角を切り換えることができる液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示パネルを備えた液晶表示装置の１つとして、表示画面のプライバシーを保つための狭い視野角と、多数の観察者に表示画面を開示するための広い視野角との両者を、必要に応じて切り換える液晶表示装置が知られている。
【０００３】
このような液晶表示装置では、図９に示すように、表示用の液晶表示パネル２０１上に、視野角を制御する視野角制御パネル２０２が設けられている。視野角制御パネル２０２は、例えば２枚の透明基板の間に液晶層が封止された積層体からなり、その液晶層に印加する電圧を制御して、液晶層の位相差を変化させることにより、液晶表示パネル２０１の表示画面の視野角を切り換える。
【０００４】
なお、視野角制御パネルを用いて視野角を切り換える液晶表示装置については、特許文献１に記載されている。
【特許文献１】特開２００６−２０１３２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した液晶表示装置では、視野角制御パネル２０２が、液晶表示パネル２０１上に積層するようにして設けられるため、液晶表示装置全体の厚さや重量が増大するという問題が生じていた。また、視野角制御パネル２０２の製造コストは高いため、液晶表示装置全体の製造コストも高くなっていた。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の液晶表示装置は、上記課題に鑑みたものであり、映像信号に応じて表示を行う画素を備え、前記画素は、第１の基板と第２の基板の間に挟持された液晶と、第１の基板に配置された第１の画素電極と第１の共通電極との間の電界により液晶の配向が制御される広視野角の第１のサブ画素と、第１の基板に配置された第２の画素電極と第１の共通電極との間の電界、及び第２の画素電極と第２の基板に配置された第２の共通電極との間の電界により液晶の配向が制御される狭視野角の第２のサブ画素と、を具備し、さらに、第１のサブ画素及び第２のサブ画素の表示状態又は非表示状態を制御して、広視野角表示、狭視野角表示、又は高輝度表示のいずれかに切り換える切り換え回路を備えることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の液晶表示装置は、上記構成において、広視野角表示では、切り換え回路により、第１の画素電極と第１の共通電極との間に映像信号に応じた電界を生じさせ第１のサブ画素の液晶の配向を変化させると共に、第２の画素電極と第２の共通電極との間の電界を制御して第２のサブ画素の液晶を初期配向に保つことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の液晶表示装置は、上記構成において、狭視野角表示では、切り換え回路により、第１の画素電極と第１の共通電極との間の電界を制御して第１のサブ画素の液晶を初期配向に保つと共に、第２の画素電極と第２の共通電極との間に電界を生じさせながら第２の画素電極と第１の共通電極との間に映像信号に応じた電界を生じさせ第２のサブ画素の前記液晶の配向を変化させることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の液晶表示装置は、上記構成において、高輝度表示では、切り換え回路により、第１の画素電極と第１の共通電極との間に映像信号に応じた電界を生じさせ第１のサブ画素の液晶の配向を変化させると共に、第２の画素電極と第１の共通電極との間に映像信号に応じた電界を生じさせ第２のサブ画素の液晶の配向を変化させることを特徴とする。
【００１０】
かかる構成によれば、１つの画素内において広視野角の第１のサブ画素と狭視野角の第２のサブ画素が設けられており、それらの表示状態又は非表示状態を切り換え回路によって切り換えることにより、視野角の切り換えを行うことができる。そのため、従来例の視野角の切り換えが可能な液晶表示装置に比して、薄型化と軽量化、及び製造コストの低下を図ることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、視野角を切り換えることができる液晶表示装置において、その薄型化と軽量化、及び製造コストの低下を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の実施形態による液晶表示装置について説明する。この液晶表示装置は、主として横電界方式のＦＦＳ（Fringe-Field Switching）モードで動作するものとして説明する。まず、この液晶表示装置の概略の等価回路について図面を参照して説明する。図１は、本実施形態による液晶表示装置の等価回路図である。図１では、液晶表示装置に含まれる複数の画素１の一部のみを示している。
【００１３】
図１に示すように、規則的に配置された各画素１内には、広視野角の第１のサブ画素１Ａと、狭視野角の第２のサブ画素１Ｂが、一対となって互いに隣接して配置されている。
各第１のサブ画素１Ａは、垂直駆動回路１０１から画素選択信号が供給される複数の画素選択信号線ＧＬと、水平駆動回路１０２から表示信号Ｖｐ１が供給される表示信号線ＤＬ１との各交差点に対応して配置されている。また、各第２のサブ画素１Ｂは、複数の画素選択信号線ＧＬと、水平駆動回路１０２から表示信号Ｖｐ２が供給される表示信号線ＤＬ２との各交差点に対応して配置されている。第１のサブ画素１Ａと第２のサブ画素１Ｂは、列方向において交互に配置されている。
【００１４】
各第１のサブ画素１Ａと各第２のサブ画素１Ｂには、ゲートが画素選択信号線ＧＬに接続され、ドレインが表示信号線ＤＬ１，ＤＬ２に接続された薄膜トランジスタ等の画素トランジスタＴＲが配置されている。画素トランジスタＴＲのソースには画素電極（不図示）が接続され、その画素電極と共通電極（不図示）により、液晶層ＬＣに電界が形成される。
【００１５】
第１のサブ画素１Ａ及び第２のサブ画素１Ｂは、それらの表示状態又は非表示状態を制御して、広視野角表示、狭視野角表示、又は高輝度表示のいずれかに切り換える第１の切り換え回路１０３及び第２の切り換え回路（不図示）と接続されている。広視野角表示では第１のサブ画素１Ａが表示状態であって第２のサブ画素１Ｂが非表示状態となるように切り換えられる。狭視野角表示では第１のサブ画素１Ａが非表示状態であって第２のサブ画素１Ｂが表示状態となるように切り換えられる。そして、高輝度表示では、第１のサブ画素１Ａ及び第２のサブ画素１Ｂが共に表示状態となるように切り換えられる。
【００１６】
なお、第１の切り換え回路１０３は、水平駆動回路１０２内に設けられても、水平駆動回路１０２の外に設けられてもよい。さらにいえば、第１の切り換え回路１０３及び第２の切り換え回路１０４は１つの回路として構成されてもよい。第１の切り換え回路１０３及び第２の切り換え回路１０４の切り換え動作の詳細については、液晶表示装置の詳細な構成について説明した後で述べる。
【００１７】
以下に、この液晶表示装置の詳細な構成について図面を参照して説明する。図２は、本実施形態による液晶表示装置を示す平面図である。図２では、説明の便宜上、複数の画素１の中から１つの画素１のみを示しており、第１の透明基板１０側における主要な構成要素のみを図示している。図３は、図２のＸ−Ｘ線に沿った断面を示しており、広視野角表示における黒表示状態を示している。図２及び図３では、図１に示したものと同様の構成要素については、同一の符号を付して参照する。
【００１８】
図２及び図３に示すように、第１の透明基板１０と、それに対向して配置された第２の透明基板２０との間には、液晶層ＬＣが挟持されている。第１のサブ画素１Ａ及び第２のサブ画素１Ｂにおいて、光源ＢＬと対向する側の第１の透明基板１０上には、第１の偏光板１１が配置されている。光源ＢＬと対向しない側の第１の透明基板１０上には、画素トランジスタＴＲ、画素選択信号線ＧＬ、表示信号線ＤＬ１，ＤＬ２等が配置され、それらを覆って平坦化膜１３が配置されている。なお、図３では表示信号線ＤＬ１，ＤＬ２のみを図示している。
【００１９】
第１のサブ画素１Ａ及び第２のサブ画素１Ｂにおいて、平坦化膜１３上には、共通電位が印加される第１の共通電極１４が形成されている。第１の共通電極１４は、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の透明導電材料からなる。第１の共通電極１４に印加される共通電位は、液晶表示装置の駆動方法に応じて、固定電位であってもよいし、正極性と負極性が交互に反転するものであってもよい。
【００２０】
第１のサブ画素１Ａ及び第２のサブ画素１Ｂにおいて、第１の共通電極１４は絶縁膜１５に覆われている。第１のサブ画素１Ａにおける絶縁膜１５上には、複数の線状部とスリットが交互に平行に配置された第１の画素電極１６Ａが配置されている。第１の画素電極１６Ａには表示信号Ｖｐ１が印加される。また、第２のサブ画素１Ｂにおける絶縁膜１５上には、複数の線状部とスリットが交互に平行に配置された第２の画素電極１６Ｂが配置されている。第２の画素電極１６Ｂには、表示信号Ｖｐ２が印加される。第１の画素電極１６Ａ及び第２の画素電極１６Ｂは、ＩＴＯ等の透明導電材料からなる。
【００２１】
絶縁膜１５、第１の画素電極１６Ａ、第２の画素電極１６Ｂは配向膜１７に覆われている。配向膜１７のラビング方向は、第１の偏光板１１の透過軸と平行であるか直交するものであり、かつ、第１の透明基板１０に対して水平な面内において、第１の画素電極１６Ａ及び第２の画素電極１６Ｂの長辺方向に対して約５度〜約１０度程度の傾斜角を有している。以下の説明では、配向膜１７のラビング方向は第１の偏光板１１の透過軸と平行である場合を例として説明する。
【００２２】
一方、第２の透明基板２０における第１の透明基板１０と対向しない側には、第１のサブ画素１Ａ及び第２のサブ画素１Ｂにおいて、第１の偏光板１１の透過軸と直交する透過軸を有した第２の偏光板２１が配置されている。
【００２３】
第２の透明基板２０上であって第１の透明基板１０と対向する側には、第１のサブ画素１Ａ及び第２のサブ画素１Ｂにおいて、カラーフィルタ（不図示）が形成されている。第１のサブ画素１Ａのカラーフィルタ上には、第１のサブ画素１Ａのセルギャップを、第２のサブ画素１Ｂのセルギャップの約２分の１に小さく調整するための突起部として、セルギャップ調整層２３が形成されている。セルギャップ調整層２３は例えばアクリル樹脂からなり、３μｍ程度の厚さを有している。第２のサブ画素１Ｂのカラーフィルタ上には、ＩＴＯ等の透明導電材料からなる第２の共通電極２４が形成されている。セルギャップ調整層２３及び第２の共通電極２４は、第１の透明基板１０側の配向膜１７のラビング方向と平行なラビング方向を有した配向膜２７に覆われている。上記構成において、好ましくは、第１のサブ画素１Ａのセルギャップは約３.０μｍ、第２のサブ画素１Ｂのセルギャップは約６.０μｍである。
【００２４】
上述した第１の透明基板１０と第２の透明基板２０の間に挟持された液晶層ＬＣの液晶分子Ｍは、第１の偏光板１１の透過軸と平行な配向膜１７，２７のラビング方向に応じて初期配向される。この液晶層ＬＣの液晶分子Ｍは、正の誘電率異方性Δεを有しており、その長軸方向は、電界の方向に沿うようにして回転する。正の誘電率異方性Δεは、５.０から１５.０、好ましくは約１０．０である。また、液晶分子Ｍの複屈折の値Δｎは、０.１から０.２、好ましくは約０.１５である。
【００２５】
以下に、この液晶表示装置の動作について説明する。図４は、第１の切り換え回路１０３と第２の切り換え回路１０４の内部状態を示す概念図であり、図４（Ａ）は広視野角表示に、図４（Ｂ）は狭視野角表示に、図４（Ｃ）は高輝度表示に対応している。
【００２６】
また、図５は、第２のサブ画素１Ｂにおける第１の共通電極１４、第２の画素電極１６Ｂ及び第２の共通電極２４へ印加される各電圧の波形図である。図５（Ａ）は、非表示状態に対応し、図５（Ｂ）は表示状態における黒表示に対応し、図５（Ｃ）は、表示状態における白表示に対応している。図５では、第１の共通電極１４に印加される電圧（即ち共通電位に対応した電圧）をＶｃｏｍ１とし、第２の共通電極２４に印加される電圧をＶｃｏｍ２として表し、これらの電圧Ｖｃｏｍ１，Ｖｃｏｍ２、及び第２の画素電極１６Ｂへ印加される表示信号Ｖｐ２は、一定周期で振幅するものとして図示している。図５中の括弧内の数値は、上記電圧又はそれらの電位差の具体的な値の一例である。
【００２７】
また、図６、図７及び図８は、図２のＸ−Ｘ線に沿った断面である。図６は広視野角表示における白表示状態を示している。図７は狭視野角表示における黒表示状態を示し、図８はその白表示状態を示している。図４乃至図８では、図１に示したものと同様の構成要素については、同一の符号を付して参照する。
【００２８】
最初に、広視野角表示における液晶表示装置の動作について説明する。図４（Ａ）に示すように、第１の切り換え回路１０３には、第１のサブ画素１Ａの表示信号線ＤＬ１に映像信号とオフ電位のいずれかを接続するスイッチＳＷ１が配置されている。同様に、第２のサブ画素１Ｂの表示信号線ＤＬ２に映像信号とオフ電位のいずれかを接続するスイッチＳＷ２が配置されている。また、第２の切り換え回路１０４には、第２の共通電極２４に高電位とオフ電位のいずれかを接続するスイッチＳＷ３が配置されている。
【００２９】
ここで、上記映像信号とは、映像に応じた黒表示電位から白表示電位の範囲で変化する電圧信号である。上記オフ電位とは、第１のサブ画素１Ａ及び第２のサブ画素１Ｂにおいて、第１の共通電極１４と第１の画素電極１６Ａの間、及び第１の共通電極１４と第２の画素電極１６Ｂの間で、液晶層ＬＣの液晶分子Ｍの配向を変化させずに初期配向に保つ電位を意味する。このオフ電位は、一方のサブ画素を非表示状態、即ちオフ状態に制御するために用いられる。また、上記高電位とは、第２のサブ画素１Ｂにおいて、第２の画素電極１６Ｂと第２の共通電極２４との間で、第１の透明基板１０に対して垂直又は略垂直方向の電界を生じさせ、液晶分子Ｍの配向を変化させる電位を意味する。
【００３０】
広視野角表示では、第１の切り換え回路１０３では、スイッチＳＷ１の切り換えにより、表示状態となる第１のサブ画素１Ａの表示信号線ＤＬ１に、映像信号が表示信号Ｖｐ１として供給される。この表示信号Ｖｐ１は、画素トランジスタ（不図示）を通して第１の画素電極１６Ａに印加される。また、スイッチＳＷ２の切り換えにより、第１のサブ画素１Ａの黒表示及び白表示にかかわらず、非表示状態となる第２のサブ画素１Ｂの表示信号線ＤＬ２に、オフ電位の表示信号Ｖｐ２が供給される。このオフ電位の表示信号Ｖｐ２は、画素トランジスタを通して第２の画素電極１６Ｂに印加される。また、第２の切り換え回路１０４では、スイッチＳＷ３の切り換えにより、第２の共通電極２４にオフ電位が印加される。
【００３１】
図３に示すように、広視野角表示で表示状態となる第１のサブ画素１Ａの黒表示では、第１の画素電極１６Ａには、表示信号Ｖｐ１として映像信号の黒表示に対応する電位が印加されるため、第１の共通電極１４と第１の画素電極１６Ａとの間には、液晶層ＬＣの液晶分子Ｍの配向を変化させる電界は生じない。そのため、第１のサブ画素１Ａでは、液晶分子Ｍは、第１の透明基板１０に対して略水平な面内においてラビング方向に沿って初期配向を保っている。
【００３２】
この状態における第１のサブ画素１Ａでは、第１の偏光板１１によって直線偏光された光源ＢＬの光は、そのままの偏光軸で液晶層ＬＣを透過して第２の偏光板２１に入射する。しかし、この光は、その偏光軸が第２の偏光板２１の透過軸と直交するため、第２の偏光板２１によって吸収される。即ち、黒表示（ノーマリーブラック）となる。
【００３３】
他方、第２のサブ画素１Ｂにおける第２の画素電極１６Ｂには、第１のサブ画素１Ａの黒表示及び白表示にかかわらず、表示信号Ｖｐ２として、オフ電位が図５（Ａ）のように印加されるため、第１の共通電極１４と第２の画素電極１６Ｂとの間には、液晶分子Ｍの配向を変化させる電界が生じない。また、第２の共通電極２４にもオフ電位が印加されるため、第２の画素電極１６Ｂと第２の共通電極２４との間には、液晶分子Ｍの配向を変化させる電界が生じない。そのため、第２のサブ画素１Ｂの液晶分子Ｍは、第１の透明基板１０に対して略水平な面内においてラビング方向に沿って初期配向を保ち、上記と同様の光学的原理により黒表示となって非表示状態となる。
【００３４】
図６に示すように、広視野角表示で表示状態となる第１のサブ画素１Ａの白表示では、第１の画素電極１６Ａには、表示信号Ｖｐ１として映像信号の白表示に対応する電位が供給されるため、第１の共通電極１４と第１の画素電極１６Ａとの間には、第１の透明基板１０に対して略水平方向に、液晶層ＬＣの液晶分子Ｍの配向を変化させる電界が生じる。そのため、第１のサブ画素１Ａでは、液晶分子Ｍは、第１の透明基板１０に対して略水平な面内において、第１の画素電極１６Ａの長辺方向に対して平行でない角度、又は直交しない角度で傾斜するように回転する。
【００３５】
この状態における第１のサブ画素１Ａでは、第１の偏光板１１によって直線偏光された光源ＢＬの光は、液晶層ＬＣにおける複屈折により楕円偏光となり、第２の偏光板２１に入射する。この楕円偏光のうち、第２の偏光板２１の透過軸と一致する成分が出射され、白表示となる。
【００３６】
他方、第２のサブ画素１Ｂにおける第２の画素電極１６Ｂには、第１のサブ画素１Ａの黒表示及び白表示にかかわらず、表示信号Ｖｐ２として、オフ電位が図５（Ａ）のように印加されるため、第２のサブ画素１Ｂは黒表示となって非表示状態となる。
【００３７】
こうして、表示状態の第１のサブ画素１Ａでは、黒表示及び白表示の双方において、液晶分子Ｍは第１の透明基板１０に対して略水平に配向するため、不要な複屈折が生じずに、広視野角表示が行われる。このとき、狭視野角の第２のサブ画素１Ｂは非表示状態となるため、表示に寄与しない。
【００３８】
以下に、狭視野角表示における液晶表示装置の動作について説明する。図４（Ｂ）に示すように、狭視野角表示では、第１の切り換え回路１０３では、スイッチＳＷ１の切り換えにより、表示状態となる第２のサブ画素１Ｂの黒表示及び白表示にかかわらず、非表示状態となる第１のサブ画素１Ａの表示信号線ＤＬ１にオフ電位の表示信号Ｖｐ１が供給される。このオフ電位の表示信号Ｖｐ１は、画素トランジスタ（不図示）を通して第１の画素電極１６Ａに印加される。
【００３９】
また、スイッチＳＷ２の切り換えにより、表示状態となる第２のサブ画素１Ｂの表示信号線ＤＬ２に、映像信号が表示信号Ｖｐ２として供給される。この表示信号Ｖｐ２は、画素トランジスタを通して第２の画素電極１６Ｂに印加される。また、第２の切り換え回路１０４では、スイッチＳＷ３の切り換えにより、第２の共通電極２４に、第２の画素電極１６Ｂと第２の共通電極２４との間に電界を生じさせるレベルの高電位が印加される。このとき、第２の画素電極１６Ｂと第２の共通電極２４との電位差ΔＶｇａｐは、液晶分子Ｍの配向が第１の透明基板１０に対する略垂直方向に沿って変化する閾値を越えるレベルであり、例えば約１Ｖ以上である。この電位差ΔＶｇａｐを生じさせるように第２の共通電極２４に印加される電圧は、例えば、図５（Ｂ）及び図５（Ｃ）に示したような波形を有する。
【００４０】
図５（Ｂ）及び図７に示すように、狭視野角表示で表示状態となる第２のサブ画素１Ｂの黒表示では、第２の画素電極１６Ｂには、表示信号Ｖｐ２として映像信号の黒表示に対応する電位が印加されるため、第１の共通電極１４と第２の画素電極１６Ｂとの間には、液晶層ＬＣの液晶分子Ｍの配向を変化させる電界は生じない。その一方で、第２の画素電極１６Ｂと第２の共通電極２４との間には、電位差ΔＶｇａｐに応じて、第１の透明基板１０に対して略垂直方向に、液晶分子Ｍの配向を変化させる電界が生じる。そのため、第２のサブ画素１Ｂでは、液晶分子Ｍは、第１の透明基板１０に対して略垂直方向に配向すると共に、ラビング方向に沿って配向する。
【００４１】
この状態における第２のサブ画素１Ｂでは、第１の偏光板１１によって直線偏光された光源ＢＬの光は、そのままの偏光軸で液晶層ＬＣを透過して第２の偏光板２１に入射する。しかし、この光は、その偏光軸が第２の偏光板２１の透過軸と直交するため、第２の偏光板２１によって吸収される。即ち、黒表示（ノーマリーブラック）となる。その際、液晶分子Ｍは第１の透明基板１０に対して略垂直方向にも配向しているため、低い視野角では、複屈折により第２の偏光板２１を透過する成分が生じて、所望の黒表示が得られなくなる。即ち、狭視野角の黒表示が行われる。
【００４２】
他方、第１のサブ画素１Ａにおける第１の画素電極１６Ａには、第２のサブ画素１Ｂの黒表示及び白表示にかかわらず、表示信号Ｖｐ１としてオフ電位が印加されるため、第１の共通電極１４と第１の画素電極１６Ａとの間には、液晶分子Ｍの配向を変化させる電界が生じない。そのため、第１のサブ画素１Ａの液晶分子Ｍは、第１の透明基板１０に対して略水平な面内においてラビング方向に沿って初期配向を保つことから、黒表示、即ち表示に寄与しない非表示状態となる。
【００４３】
図５（Ｃ）及び図８に示すように、狭視野角表示で表示状態となる第２のサブ画素１Ｂの白表示では、第２の画素電極１６Ｂには、表示信号Ｖｐ２として映像信号の白表示に対応する電位が供給されるため、第１の共通電極１４と第２の画素電極１６Ｂとの間には、第１の透明基板１０に対して略水平方向に、液晶層ＬＣの液晶分子Ｍの配向を変化させる電界が生じる。これと同時に、第２の画素電極１６Ｂと第２の共通電極２４との間には、電位差ΔＶｇａｐに応じて、第１の透明基板１０に対して略垂直方向に、液晶分子Ｍの配向を変化させる電界が生じる。
【００４４】
そのため、第２のサブ画素１Ｂでは、液晶分子Ｍは、第１の透明基板１０に対して略垂直方向に配向すると共に、第１の透明基板１０に対して略水平な面内において、第２の画素電極１６Ｂの長辺方向に対して平行でない角度、又は直交しない角度で傾斜するように回転する。
【００４５】
この状態における第２のサブ画素１Ｂでは、第１の偏光板１１によって直線偏光された光源ＢＬの光は、液晶層ＬＣにおける複屈折により楕円偏光となり、第２の偏光板２１に入射する。この楕円偏光のうち、第２の偏光板２１の透過軸と一致する成分が出射され、白表示となる。その際、液晶分子Ｍは第１の透明基板１０に対して略垂直方向にも配向しているため、低い視野角では、第２の偏光板２１を透過する成分が減少して、所望の白表示が得られなくなる。即ち、狭視野角の白表示が行われる。
【００４６】
他方、第１のサブ画素１Ａにおける第１の画素電極１６Ａには、第２のサブ画素１Ｂの黒表示及び白表示にかかわらず、表示信号Ｖｐ１としてオフ電位が印加されるため、第１のサブ画素１Ａは黒表示となって、表示に寄与しない非表示状態となる。
【００４７】
以下に、高輝度表示における液晶表示装置の動作について説明する。この高輝度表示は、例えば、視野角の切り換えよりも高い輝度を優先する場合に行われる。図４（Ｃ）に示すように、高輝度表示では、第１の切り換え回路１０３では、スイッチＳＷ１及びスイッチＳＷ２の切り換えにより、表示状態となる第１のサブ画素１Ａ及び第２のサブ画素１Ｂのそれぞれの表示信号線ＤＬ１，ＤＬ２に、映像信号が表示信号Ｖｐ１，Ｖｐ２として供給される。これらの表示信号Ｖｐ１，Ｖｐ２は、それぞれ、画素トランジスタ（不図示）を通して、第１の画素電極１６Ａ及び第２の画素電極１６Ｂに印加される。また、第２の切り換え回路１０４では、スイッチＳＷ３の切り換えにより、第２の共通電極２４に高電位が印加される。
【００４８】
高輝度表示おける第１のサブ画素１Ａの黒表示及び白表示は、図３及び図６に示した広視野角表示における黒表示及び白表示と同様に行われる。また、高輝度表示における第２のサブ画素１Ｂの黒表示及び白表示は、図５（Ｂ）、図５（Ｃ）、図７、及び図８に示した狭視野角表示おける黒表示及び白表示と同様に行われる。これにより、第１のサブ画素１Ａ及び第２のサブ画素１Ｂの双方が表示状態となるため、高い輝度を以って表示を行うことができる。
【００４９】
ところで、第１のサブ画素１Ａと第２のサブ画素１Ｂの液晶層ＬＣでは、複屈折が生じる際、表示に寄与する位相差を有した領域の厚さが同じであると、第１のサブ画素１Ａの輝度は第２のサブ画素１Ｂの輝度よりも大きくなってしまう。これは、第２のサブ画素１Ｂでは、液晶分子Ｍが第１の透明基板１０に対して略垂直方向にも配向する分だけ、複屈折が生じる際に第２の偏光板２１を透過する光の成分が少なくなるためである。
【００５０】
これに対して、本実施形態では、第１のサブ画素１Ａのセルギャップは、セルギャップ調整層２３により、第２のサブ画素１Ｂのセルギャップよりも小さく調整されている。そのため、第１のサブ画素１Ａと第２のサブ画素１Ｂの液晶層ＬＣで複屈折が生じる際に、第２の偏光板２１を透過する光の成分が、第１のサブ画素１Ａと第２のサブ画素１Ｂにおいて偏ってしまうことを抑止できる。これにより、画素１全体における輝度のばらつきが低減され、表示品位を向上させることができる。ただし、画素１全体における輝度のばらつきを考慮する必要が無い場合は、セルギャップ調整層２３は配置されなくてもよい。
【００５１】
なお、高輝度表示において、さらに高い輝度の表示、又は広視野角の表示が求められる場合には、第２の切り換え回路１０４のスイッチＳＷ３の切り換えにより、第２の共通電極２４にオフ電位を印加してもよい。この場合、第２の画素電極１６Ｂと第２の共通電極２４との間には、第２のサブ画素１Ｂの液晶分子Ｍの配向を変化させる電界が生じないため、液晶分子Ｍは第１の透明基板１０に対して略垂直方向には配向しない。即ち、第２のサブ画素１Ｂの液晶分子Ｍは、第１の透明基板１０に対して略水平な面内において、表示信号Ｖｐ２に応じた電界に沿って回転する。これにより、第２のサブ画素１Ｂの白表示において第２の偏光板２１を透過する光の成分が減少しなくなり、高い輝度及び広視野角が得られる。その結果、画素１全体における輝度がさらに高くなり、さらに広視野角の表示を得ることができる。
【００５２】
上記実施形態の液晶表示装置は、ＦＦＳモードで動作するものとしたが、本発明はこれに限定されず、映像信号に応じて第１の透明基板１０に対して略水平方向の電界を用いて液晶分子Ｍの配向を制御するものであれば、他のモードにより動作するものであってもよい。例えば、本発明の液晶表示装置は、ＩＰＳ（In-Plain Switching）モードにより動作するものであってもよい。この場合、第１のサブ画素１Ａと第２のサブ画素１Ｂにおいて、第１の透明基板１０上に、第１の共通電極が線状に複数配置され、各第１の共通電極の間に、所定の間隔を有して線状の画素電極が交互に配置される。そして、第２のサブ画素１Ｂでは、第１の共通電極及び画素電極と対向して、第２の透明基板２０に第２の共通電極２４が配置される。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施形態による液晶表示装置の概略の等価回路図である。
【図２】本発明の実施形態による液晶表示装置を示す平面図である。
【図３】本発明の実施形態による液晶表示装置を示す断面図である。
【図４】本発明の実施形態による液晶表示装置の第１の切り換え回路及び第２の切り換え回路の概念図である。
【図５】第２のサブ画素における第１の共通電極、第２の画素電極及び第２の共通電極へ印加される各電圧の波形図である。
【図６】本発明の実施形態による液晶表示装置を示す断面図である。
【図７】本発明の実施形態による液晶表示装置を示す断面図である。
【図８】本発明の実施形態による液晶表示装置を示す断面図である。
【図９】従来例による液晶表示装置を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５４】
１  画素                            １Ａ  第１のサブ画素
１Ｂ  第２のサブ画素                １０  第１の透明基板
１１  第１の偏光板                  １３  平坦化膜
１４  第１の共通電極                １５  絶縁膜
１６Ａ  第１の画素電極              １６Ｂ  第２の画素電極
１７，２７  配向膜                  ２０  第２の透明基板  
２１  第２の偏光板                  ２３  セルギャップ調整層
２４  第２の共通電極                １０１  垂直駆動回路
１０２  水平駆動回路                １０３  第１の切り換え回路
１０４  第２の切り換え回路          ２０１  液晶表示パネル
２０２  視野角制御パネル            ＢＬ  光源
ＬＣ  液晶層                        Ｍ  液晶分子
ＴＲ  画素トランジスタ              ＧＬ  画素選択信号線
ＤＬ１，ＤＬ２  表示信号線
【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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