JP2007025146A - 液晶表示装置、表示方法及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 外部の光学要素を設けなくても、画像や動画の３次元表示が可能となり、装置の大型化・複雑化を回避することができる液晶表示装置、表示方法及び電子機器を提供すること。
【解決手段】 領域１３ｐでは駆動電圧を印加したときに液晶分子が上記の「第１の方向」を向き、領域１３ｑでは駆動電圧を印加したとき液晶分子が上記の「第２の方向」を向くので、表示領域１２からは、明るさの分布が異なる２種類の光を射出することができる。領域１３ｐと領域１３ｑとに異なる駆動電圧を印加した場合、領域１３ｐ及び１３ｑのそれぞれからは、色や明るさ等の異なる光が射出されることになる。領域１３ｐと領域１３ｑとではそれぞれ異なる方向に液晶分子が向いており、領域１３ｐからの光が観察者の例えば右目に、領域１３ｑからの光が観察者の例えば右目に入ることになるので、観察者の両目に色や明るさの異なる光を認識させることができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、液晶表示装置、表示方法及び電子機器に関する。

１つの画面に左目用の画像と右目用の画像とを表示し、視線の視差分割方式を利用して画像を３次元表示する画像表示装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
このような視線の視差分割方式を利用した表示方式としては、パララックスバリア方式や、レンチキュラーレンズ方式などの表示方式が知られている。近年、画像表示装置による３次元表示の原理として、これらの方式が広く応用されるようになっている。

パララックスバリア方式は、図１０に示すように、表示領域Ｗに左目用画像Ｌと右目用画像Ｒとを交互に表示し、表示領域Ｗと観察者Ｈとの間に遮光バリア（以下、単に「バリア」という。）Ｂを配置するものである。このバリアＢは、左目用画像Ｌが観察者Ｈの右目に入射されるのを防ぐと共に、右目用画像Ｒが観察者Ｈの左目に入射されるのを防ぐ役割を果たしている。これにより、観察者Ｈの左目では、バリアＢに設けられたスリットＳを通過した左目用画像Ｌのみが認識され、右目では、スリットＳを通過した右目用画像Ｒのみが認識される。

一方、レンチキュラーレンズ方式は、図１１に示すように、バリアＢを設ける代わりに、表示領域Ｗ上にかまぼこ型レンズＦ（以下、単に「レンズ」という。）を配置している。このレンズＦは、表示領域Ｗの左目用画像Ｌの光を集光して観察者Ｈの左目に焦点を合わせると共に、右目用画像Ｒの光を集光して観察者Ｈの右目に焦点を合わせるようになっている。これにより、観察者Ｈの左目では左目用画像Ｌのみが認識され、右目では右目用画像Ｒのみが認識される。
特開２００４−２７９７９３号公報

しかしながら、パララックスバリア方式で用いられるバリアや、レンチキュラーレンズ方式で用いられるレンズ等、外部の光学要素を設けたのでは、装置自体が大型化してしまう。加えて、バリアやレンズ等の位置を外部から調節するのは極めて困難であり、また調節しようとすると装置が複雑化してしまう。
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、外部の光学要素を設けなくても、画像や動画の３次元表示が可能となり、装置の大型化・複雑化を回避することができる液晶表示装置、表示方法及び電子機器を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の主たる観点に係る液晶表示装置は、一対の基板間に液晶層が挟持され、前記液晶層への駆動電圧の印加によって表示領域において表示を行う液晶表示装置であって、記表示領域には、個別に前記駆動電圧の印加が可能とされた第１の領域と第２の領域とが備えられ、該第１の領域と該第２の領域は、互いに隣接して所定方向に並んで配置されており、記基板には、前記第１の領域において前記液晶層の液晶分子を基板平面内の第１の方向に配向させ、前記第２の領域において前記液晶層の液晶分子を基板平面内の第１の方向とは異なる第２の方向に配向させる配向膜が備えられ、前記駆動電圧が印加されたときに前記液晶分子が立ち上がる方向若しくは倒れる方向が、前記第１の領域では、前記所定方向のうちの一方の方位の側に設定されており、前記第２の領域では、前記所定方向のうち前記一方の方位とは逆向きの他方の方位の側に設定されていることを特徴とする。

もともと表示領域内の一領域から射出される光は、どの角度にも一様の明るさで射出されるというわけではなく、射出角度により光の明るさに分布がある、すなわち、観察者の見る方向により明るさが異なっている。また、当該一領域における液晶分子の向きが変わると、明るさの分布自体が変わってくる。本発明では、第１の領域では駆動電圧を印加したときに液晶分子が第１の方向を向き、第２の領域にでは駆動電圧を印加したとき液晶分子が第２の方向を向くので、表示領域からは、明るさの分布が異なる２種類の光を射出することができる。

このため、第１の領域と第２の領域とに異なる駆動電圧を印加した場合、これら２つの領域から色や明るさ等の異なる光がそれぞれ射出されることになる。このとき、第１の領域と第２の領域とでそれぞれ異なる方向に液晶分子が向いており、一方の領域からの光が観察者の一方の目に、他方の領域からの光が観察者の他方の目に入ることになるので、観察者の両目に色や明るさの異なる光を認識させることができる。

これにより、パララックスバリア方式で用いられるバリアや、レンチキュラーレンズ方式で用いられるレンズ等、外部の光学要素を設けなくても、画像や動画の３次元表示が可能となり、装置の大型化・複雑化を回避することができる。なお、第１の領域と第２の領域とに同一の駆動電圧を印加して駆動すれば、２次元表示も可能となる。

本発明の別の観点に係る液晶表示装置は、一対の基板間に液晶層が挟持され、前記液晶層への駆動電圧の印加によって表示領域において表示を行う液晶表示装置であって、前記表示領域には、個別に前記駆動電圧の印加が可能とされた第１の領域と第２の領域とが備えられ、該第１の領域と該第２の領域は、互いに隣接して所定方向に並んで配置されており、前記基板には、前記第１の領域において前記液晶層の液晶分子を基板平面内の第１の方向に配向させ、前記第２の領域において前記液晶層の液晶分子を基板平面内の第１の方向とは異なる第２の方向に配向させる配向膜が備えられ、前記駆動電圧が印加されたときに前記液晶分子が立ち上がる方向若しくは倒れる方向が、前記第１の領域では、前記所定方向と交差した方向のうちの一方の方位の側に設定されており、前記第２の領域では、前記所定方向と交差した方向のうち前記一方の方位とは逆向きの他方の方位の側に設定されていることを特徴とする。
本発明のように、第１の領域と第２の領域との配置と、液晶分子が立ち上がる方向若しくは倒れる方向との関係を変化させても、画像や動画の３次元表示が可能となる。

また、前記第１の方向と前記第２の方向は互いに平行であって方位が逆向きとされていることが好ましい。
これにより、第１の領域からは左右の一方の目に、第２の領域からは左右の他方の目に、確実に光を射出することができる。

また、前記表示領域は、マトリクス状に配置された複数の画素領域で構成されており、前記各画素領域内に前記第１の領域と前記第２の領域とがそれぞれ設けられていることが好ましい。
本発明によれば、１つの画素領域から２種類の光を射出することができるので、もともとの画素数を維持することができ、高い解像度を維持することができる。

また、前記第１の領域及び前記第２の領域のそれぞれに印加される駆動電圧を制御するスイッチング素子が、前記第１の領域及び前記第２の領域のそれぞれに設けられていることが好ましい。
本発明によれば、第１の領域及び第２の領域に設けられた駆動素子によって、当該２つの領域のそれぞれに別個に駆動電圧を印加することができる。この駆動素子は、例えばＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ）やＴＦＤ（Thin Film Diode：薄膜ダイオード）等、極めて寸法が小さいものを用いることができるため、液晶表示装置の大型化を回避することができる。

また、前記第１の領域では前記液晶分子が前記第１の方向を向くようにラビング処理により前記液晶分子の配向方向を規制すると共に前記第２の領域では前記液晶分子が前記第２の方向を向くようにラビング処理により前記液晶分子の配向方向を規制する配向膜が、前記一対の基板の前記液晶側に設けられていることが好ましい。
ラビング処理を行うことにより、狭い領域であっても容易に配向方向を形成できるので、画素領域内の第１の領域と第２の領域とで異なる方向に液晶分子の配向方向を規制することが可能となる。

また、前記第１の領域及び前記第２の領域のうちいずれか一方に印加する駆動電圧の値に応じて、他方に印加する駆動電圧の値を補正することが好ましい。
本発明では、駆動電圧の値を補正することで、第１の領域及び第２の領域から射出される光の明るさを補正することができる。つまり、観察者の左目に認識させる光と、右目に認識させる光との間で相互に補正を行うことができる。

例えば、左目に認識させる画像が白表示である場合、当該白表示をする画素から射出される光は特に明るいため、右目にもある程度の光を認識させてしまうことがある。表示領域のうち広い範囲でこのようなことが起こると、表示画像等のコントラストが低下するおそれがある。したがって、白表示をする画素から光を射出するような場合、すなわち駆動電圧を印加しない場合に、例えば右目に認識させる光の明るさを落とすように駆動電圧を別途印加することで、白表示をする画素から射出される光の明るさの影響を緩和することができる。

このように、白表示等、一方の目だけでなく他方の目にまで影響を与えてしまう光を射出するような駆動電圧が第１の領域及び第２の領域のうち一方の領域に印加されたら、他方の領域の駆動電圧を補正することによって、他方の領域からの光の明るさを調節するのである。このような駆動電圧の値は、例えば明るさと駆動電圧との関係をデータ化し、その中から他方の目に影響を与える光を射出する際の駆動電圧をピックアップして記憶させておくこと等が考えられる。これにより、他方の目に与える影響をできるだけ緩和し、コントラストを向上させることができる。

本発明の別の観点に係る表示方法は、上記の液晶表示装置を用いた表示方法であって、前記第１の領域と前記第２の領域とに同一の駆動電圧を印加する第１の表示モードと、前記第１の領域と前記第２の領域とに異なる駆動電圧を印加する第２の表示モードとを切り替えて表示することを特徴とする。

本発明によれば、第１の領域と第２の領域とに同一の駆動電圧を印加する場合（第１の表示モード）には２次元表示が可能となり、第１の領域と第２の領域とに異なる駆動電圧を印加する場合（第２の表示モード）には３次元表示が可能となる。このような液晶表示装置を、表示モードを切り替えて表示させることにより、画像や動画等を表現力豊かに表示することができる。

本発明の別の観点に係る電子機器は、上記の液晶表示装置を搭載したことを特徴とする。
本発明によれば、外部の光学要素を設けなくても画像や動画の３次元表示が可能であり、装置の大型化・複雑化を回避することができる液晶表示装置を搭載したので、例えば携帯電話のような小型の電子機器においても３次元表示が可能となる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
本実施の形態では、駆動方式がアクティブマトリクス方式であり、液晶モードがＴＮモードであり、駆動電圧を印加していないときに光を透過させるノーマリーホワイトモードである液晶表示装置の例を説明する。
図１は本実施の形態に係る液晶表示装置の各構成要素を対向基板の側から見た平面図であり、図２は図１のＡ−Ａ線に沿う断面であり、１つの画素領域の断面示す図である。

図１に示すように、液晶表示装置１００は、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とがシール材５２によって貼り合わされ、このシール材５２によって区画された領域内に液晶層５０が封入された構成になっている。シール材５２の形成領域の内側の領域には、遮光性材料からなる周辺見切り５３が形成されている。周辺見切り５３の内側は、画像や動画等が表示される表示領域１２になっている。表示領域１２には、画素領域１３がマトリクス状に設けられている。画素領域１３は、図２に示すように、Ｘ方向（左右方向）に分割された２つの領域（領域１３ｐ及び領域１３ｑ）を有している。つまり、画素領域１３ｑと１３ｐが隣接して並ぶ方向と、画素領域１３ｑ及び１３ｐの明視方向はほぼ一致している。ここで、明視方向とは、最大のコントラストが得られる方向をいうものとする。

シール材５２の外側の領域には、データ線駆動回路２０１および外部回路実装端子２０２がＴＦＴアレイ基板１０の一辺に沿って形成されており、この一辺に隣接する２辺に沿って走査線駆動回路２０４が形成されている。ＴＦＴアレイ基板１０の残る一辺には、画像表示領域の両側に設けられた走査線駆動回路２０４の間を接続するための複数の配線２０５が設けられている。対向基板２０の各角部には、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間で電気的導通をとるための基板間導通材２０６が配設されている。また、図２に示すように、ＴＦＴアレイ基板１０の外側（液晶層５０とは反対側）には偏光板１４が貼付されており、対向基板２０の外側には偏光板２４が貼付されている。

図３は、対向基板２０における表示領域１２の構成を示す平面図である。
対向基板２０は、例えばガラスやプラスチック等の透明な材料によって形成された矩形の基板である。対向基板２０上には遮光層２３が設けられている。遮光層２３は、画素領域１３を囲むように、その周りに配置されている。画素領域１３には、カラーフィルタ層１６（赤色層１６Ｒ、緑色層１６Ｇ、青色層１６Ｂ）が設けられている。

対向基板２０のうち液晶層５０と接する側の面において、図２に示すように、マトリクス状に設けられたカラーフィルタ層１６全体を覆うようにオーバーコート層２１が形成されており、オーバーコート層２１上には配向膜２５が形成されている。配向膜２５は、例えばポリイミド等からなり、表面がラビング処理された水平配向膜である。配向膜２５のうち、画素領域１３の領域１３ｐに平面的に重なる位置に配置されている部分が画素部分２５ｐであり、画素領域１３の領域１３ｑに平面的に重なる位置に配置されている部分が画素部分２５ｑである。図３では、この配向膜２５のうち画素部分２５ｐ及び画素部分２５ｑにおける配向について矢印で示している。配向膜２５は、例えば画素部分２５ｐでは図中右下の方向に配向されており、画素部分２５ｑでは図中左上の方向に配向されている。

図４は、ＴＦＴアレイ基板１０における表示領域１２の構成を示す平面図である。
ＴＦＴアレイ基板１０の表示領域１２には、複数の走査線１８が一方向に延在しており、これらの走査線１８に交差する方向に複数のデータ線１７が延在している。走査線１８とデータ線１７とに囲まれた平面視矩形状の領域内には、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）等の透光性の導電膜からなる平面視略矩形状の画素電極１９が設けられている。画素電極１９は、画素領域１３のうち領域１３ｐ及び領域１３ｑのそれぞれについて設けられている。

画素電極１９と、走査線１８、データ線１７との間には、ＴＦＴ６０が設けられている。ＴＦＴ６０は、各画素電極１９について設けられている、すなわち、領域１３ｐ及び領域１３ｑのそれぞれに設けられている。また、ＴＦＴ６０は、半導体層３３と、半導体層３３の下層側（基板側）に設けられたゲート電極層８０と、半導体層３３の上層側に設けられたソース電極３４と、ドレイン電極３５とを備えて構成されている。半導体層３３とゲート電極層８０とが対向する領域には、ＴＦＴ６０のチャネル領域が形成されており、その両側の半導体層には、ソース領域、及びドレイン領域が形成されている。

このＴＦＴ６０は、走査線１８を介して入力されるゲート信号により所定期間だけオン状態とされることで、データ線１７を介して供給される画像信号を、所定のタイミングで液晶に対して書き込むスイッチング素子として機能するようになっている。このようなＴＦＴ６０が各領域１３ｐ及び１３ｑについてそれぞれ設けられていることにより、各領域１３ｐ及び１３ｑに設けられている画素電極１９に別々の信号を供給することができ、各画素電極１９を個別に駆動することができるようになっている。

また、図２に示すように、データ線１７や画素電極１９等を覆うように配向膜１５が形成されている。この配向膜１５は、対向基板２０に設けられた配向膜２５と同様、例えばポリイミド等からなり、表面がラビング処理された水平配向膜である。配向膜１５のうち、画素領域１３の領域１３ｐに平面的に重なる位置に配置されている部分が画素部分１５ｐであり、画素領域１３の領域１３ｑに平面的に重なる位置に配置されている部分が画素部分１５ｑである。図４では、この配向膜１５のうち画素部分１５ｐ及び画素部分１５ｑにおける配向について矢印で示している。配向膜１５は、画素部分１５ｐでは図中左下の方向に配向されており、画素部分１５ｑでは図中右上の方向に配向されている。

図１及び図２に示す液晶層５０のうち画素領域１３の領域１３ｐでは、ＴＦＴアレイ基板１０（配向：図４中左下の方向）から対向基板２０（配向：図３中右下の方向）にかけて、液晶分子は左に９０°ねじれた状態（ツイスト）で配列されている。ＴＦＴアレイ基板１０の付近の液晶分子は、図４中矢印の先端の方が立ち上がるようなプレチルトを持っており、対向基板２０の付近の液晶分子は、図４中矢印の先端の方が立ち上がるようなプレチルトを持っている。また、液晶分子全体は、画素領域１３の外側（図４中左側）が立ち上がった状態になる。例えば液晶層の中間部分の液晶分子５０ａは、図２に示されるように、画素領域１３の外側（図２中左側）が立ち上がった状態になっている。領域１３ｐに駆動電圧を印加したときには、図２の方向に向く。

一方、液晶層５０のうち画素領域１３の領域１３ｑでは、ＴＦＴアレイ基板１０（配向：図４中右上の方向）から対向基板２０（配向：図３中左上の方向）にかけて、液晶分子は左に９０°ねじれた状態（ツイスト）で配列されている。ＴＦＴアレイ基板１０の付近の液晶分子は、図３中矢印の先端の方が立ち上がるようなプレチルトを持っており、対向基板２０の付近の液晶分子は、図３中矢印の先端の方が立ち上がるようなプレチルトを持っている。したがって、液晶分子全体は、画素領域１３の外側（図３中右側）が立ち上がった状態になる。例えば液晶層の中間部分の液晶分子５０ｂは、図２に示されるように、画素領域１３の外側（図２中右側）が立ち上がった状態になっている。領域１３ｑに駆動電圧を印加したときには、液晶分子は対向基板２０付近の液晶分子の向き、すなわち、図２の方向に向く。このように、駆動電圧を印加したときには、領域１３ｐと領域１３ｑとでは液晶分子の向きが逆向きになる。

次に、上記のように構成された液晶表示装置１の各画素領域１３から射出された光の明るさについて説明する。図５は、ある画素領域１３の領域１３ｑから射出された光が観察者の左目１０１及び右目１０２に入射している様子を示している。このときの領域１３ｑから観察者の左目１０１及び右目１０２に向けて射出される光の射出角度をαとする。角度αは、例えば右目１０２側を正の角度、左目１０１側を負の角度とする。

図６は、図５に示す画素領域１３の右側の領域１３ｑから射出される光について、射出角度αと明るさとの関係を示すグラフである。なお、グラフの縦軸は光の明るさ（相対値）であり、グラフの横軸は図５に示す場合における光の射出角度α（°）である。ここで、液晶表示装置１００のセルギャップをｄ、屈折率異方性をΔｎとしたときに、図６のグラフは、Δｎ・ｄ＝１．０の場合の値を示している。

破線（１）〜破線（５）は、当該画素領域に印加される電圧を変化させたときの明るさであり、例えば、電圧の範囲が２．５Ｖ（破線（１）の電圧）〜６．７Ｖ（破線（５）の電圧）である場合を示している。
同図に示すように、αが負の値をとる場合、ある角度、例えばα＝−２０°においては、領域１３ｑに印加する電圧を変化させることによって明るさが約０．０５〜約０．３５の間で変化し、その変化量は約０．３０である。また、例えばα＝−１０°においては、領域１３ｑに印加する電圧を変化させることによって明るさが約０．０２〜約０．２８の間で変化し、その変化量は約０．２６である。

一方、αが正の値をとる場合、ある角度、例えばα＝２０°においては、領域１３ｑに印加する電圧を変化させても明るさが約０．００〜約０．０３の間でしか変化せず、その変化量はわずか０．０３程度である。また、例えばα＝１０°においても、領域１３ｑに印加する電圧を変化させても明るさが約０．００〜約０．０５の間でしか変化せず、その変化量はわずか０．０５程度である。

このように観察者の左目１０１に入射する光が右目１０２に入射する光に比べて明るく、しかも明るさの変化量が大きいため、左目１０１に入射した光は観察者にはっきりと認識され、右目１０２に入射した光は観察者にはほとんど認識されないことになる。なお、これまでの説明は画素領域１３の領域１３ｑから射出される光についての説明であったが、画素領域１３の領域１３ｐから射出される光については、射出角度と明るさの関係のグラフは、図６に示すグラフとは左右対称になる。すなわち、角度αが負の値をとる場合（左目１０１に入射する場合）よりも角度αが正の値をとる場合（右目１０２に入射する場合）の方が明るくなり、かつ、明るさの変化量も大きくなる。したがって、右目１０２に入射した光は観察者にはっきりと認識され、左目１０１に入射した光は観察者にほとんど認識されないことになる。また、Δｎ・ｄ＝１．０とした場合には、α＝−２０°のときに明るさの変化量が最も大きくなるため、観察者の両目がそれぞれ上記の方角に位置する場合に有効であるといえる。

また、図７は、図５に示す画素領域１３の領域１３ｑから射出される光について、射出角度αと明るさとの関係を示す別のグラフである。図６と同様に、グラフの縦軸は光の明るさ（相対値）であり、グラフの横軸は図５に示す場合における光の射出角度α（°）である。ただし、図７では、Δｎ・ｄ＝１．５の場合の値を示している。
破線（１）〜破線（５）は、当該画素領域に印加される電圧を変化させたときの明るさである。図６と同様に、例えば、電圧の範囲が２．５Ｖ（破線（１）の電圧）〜６．７Ｖ（破線（５）の電圧）である場合を示している。

同図に示すように、αが負の値をとる場合、ある角度、例えばα＝−２０°においては、領域１３ｑに印加する電圧を変化させることによって明るさが約０．１７〜約０．３５の間で変化し、その変化量は約０．１８である。Δｎ・ｄ＝１．０の場合と比べて変化量が減少している。また、例えばα＝−１０°においては、領域１３ｑに印加する電圧を変化させることによって明るさが約０．０４〜約０．３４の間で変化し、その変化量は約０．３０である。Δｎ・ｄ＝１．０の場合と比べて、変化量が増加している。

一方、αが正の値をとる場合、ある角度、例えばα＝２０°においては、領域１３ｑに印加する電圧を変化させた場合、明るさが約０．００〜約０．０８の間で変化し、その変化量は０．０８程度である。Δｎ・ｄ＝１．０の場合と比べて、わずかではあるが変化量が増加している。また、例えばα＝１０°においては、領域１３ｑに印加する電圧を変化させても明るさが約０．００〜約０．０５の間でしか変化せず、その変化量はわずか０．０５程度である。Δｎ・ｄ＝１．０の場合と比べて、ほとんど変化量が変わらない。Δｎ・ｄ＝１．５の場合、α＝−１０°において明るさの変化量が最も大きくなるため、Δｎ・ｄ＝１．０の場合と比べて観察者が遠距離にいる場合に有効であるといえる。

このように、本実施形態によれば、領域１３ｐでは駆動電圧を印加したときに液晶分子が右を向き、領域１３ｑでは駆動電圧を印加したとき液晶分子が上記の左を向くので、表示領域１２からは、明視方向が異なる２種類の光を射出することができる。また、領域１３ｐと領域１３ｑとに異なる駆動電圧を印加した場合、領域１３ｐ及び１３ｑのそれぞれからは、色や明るさ、角度分布の異なる光が射出されることになる。このとき、領域１３ｐと領域１３ｑとではそれぞれ異なる方向に液晶分子が向いており、領域１３ｐからの光が観察者の例えば右目に、領域１３ｑからの光が観察者の例えば左目に入ることになるので、観察者の両目に色や明るさの異なる光を認識させることができる。これにより、パララックスバリア方式で用いられるバリアや、レンチキュラーレンズ方式で用いられるレンズ等、外部の光学要素を設けなくても、画像や動画の３次元表示が可能となり、装置の大型化・複雑化を回避することができる。

（電子機器）
次に、本発明に係る電子機器について、携帯電話を例に挙げて説明する。
図８は、携帯電話３００の全体構成を示す斜視図である。
携帯電話３００は、筺体３０１、複数の操作ボタンが設けられた操作部３０２、画像や動画、文字等を表示する表示部３０３を有する。表示部３０３には、本発明に係る液晶表示装置１００が搭載される。
このように、外部の光学要素を設けなくても画像や動画の３次元表示が可能であり、装置の大型化・複雑化を回避することができる液晶表示装置１００を搭載したので、携帯電話３００のように小型の電子機器においても３次元表示が可能となる。

本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。
上記実施形態では、観察者の左目１０１に認識させる光と、右目１０２に認識させる光とを別々に駆動電圧を印加する構成としているが、領域１３ｐ及び領域１３ｑのうちいずれか一方の領域に印加する駆動電圧の値に応じて、他方の領域に印加する駆動電圧の値を補正するような構成にしても構わない。駆動電圧の値を補正することで、領域１３ｐ及び領域１３ｑから射出される光の明るさを補正することができる。つまり、観察者の左目１０１に認識させる光と、右目１０２に認識させる光との間で相互に補正を行うことができる。
例えば、左目１０１に認識させる光が白表示である場合、白表示の光が特に明るいため、右目１０２にもある程度の光を認識させてしまうことがある。このような場合に、例えば右目１０２に認識させる光の明るさを落とすように補正することで、白表示の光の影響を緩和することができる。これにより、コントラストを向上させることができる。
なお、このような駆動電圧の値は、例えば明るさと駆動電圧との関係をデータ化し、その中から他方の目に影響を与える光を射出する際の駆動電圧をピックアップして例えば記憶部等に記憶させておくこと等が考えられる。記憶された駆動電圧が印加された場合には、上記の処理を行う制御回路等を上記データ線駆動回路２０１や走査線駆動回路２０４等に設けても良い。

また、上記実施形態では、画素領域１３をＸ方向に分割された構成としたが、これに限られることはなく、例えば画素領域１３をＹ方向に分割された構成としても構わない。つまり、画素領域１３ｑと１３ｐが隣接して並ぶ方向と、画素領域１３ｑ及び１３ｐの明視方向は交差（直交）している。この場合、対向基板２０に設けられた配向膜２５は、図９（ａ）に示すように、画素部分２５ｐでは図中右下の方向に配向され、画素部分２５ｑでは図中左上の方向に配向されるようにする。また、ＴＦＴアレイ基板１０に設けられた配向膜１５は、図９（ｂ）に示すように、画素部分１５ｐでは図中左下の方向に配向され、画素部分１５ｑでは図中右上の方向に配向されるようにする。このような構成であっても、本発明の適用は可能である。

また、上記各実施形態では、１つの画素領域１３を２つの領域１３ｐ、１３ｑに分割し、分割された領域の一方が観察者の右目に、他方が左目に光を認識させる構成としたが、これに限られることはない。例えば、１つの画素領域１３を分割せずに、１つのカラーフィルタ層１６（赤色層１６Ｒ、緑色層１６Ｇ、青色層１６Ｂ）に１つの画素電極１９を対向させた上で、一の画素領域１３が観察者の右目に、他の画素領域１３が観察者の左目に光を認識させる構成としても、本発明の適用は可能である。
また、図９（ａ）、及び（ｂ）では、分割された領域１３ｐ、及び１３ｑがそれぞれ左右方向で一致しているが、左右或いは上下で領域１３ｐ、及び１３ｑが交互に配置しても構わない。

また、上記実施形態においては液晶表示装置１００の表示方式がＴＮモードであるとして説明したが、これに限られることは無く、例えばＳＴＮモードであっても本発明の適用は可能である。また、液晶分子をツイストさせた場合に限られず、例えばホモジニアス配列にした場合であっても、本発明の適用は可能である。また、液晶の配向が垂直配向の場合であっても、本発明の適用は可能である。

また、上記実施形態では、画素領域１３を２つの領域１３ｐ及び１３ｑに分割配向するため、配向膜１５及び配向膜２５を所定の方向にラビングする構成としているが、これに限られることは無く、他の手法により２つの領域の配向を形成しても、勿論構わない。
また、上記実施形態において、ＴＦＴアレイ基板１０の配線（走査線１７、データ線１８、画素電極１９）やＴＦＴ６０の上に光が入射しないように、別途遮光膜を設けても良い。

また、上記実施形態では、液晶表示装置１の３次元表示について主として説明したが、当該液晶表示装置１を従来のように２次元の映像（動画、画像等）も表示可能である。２次元表示を行うには、画素領域１３の領域１３ｐと領域１３ｑとに同一の駆動電圧を印加して駆動を行えば良い。領域１３ｐと領域１３ｑとに、同一の駆動電圧を印加して駆動する場合（第１の表示モード）と、異なる駆動電圧を印加して駆動する場合（第２の表示モード）とは、容易に切り替えることができるようになっている。上記実施形態の構成では、１つの画素領域１３を領域１３ｐ及び領域１３ｑに分割して駆動しており、画素数自体は従来と同様であるため、２次元表示に切り替えても従来の液晶表示装置より解像度が低下することは無い。つまり、２次元表示と３次元表示とで解像度が変わらず、高画質の表示が可能となる。また、表示モードを切り替えて表示させることにより、画像や動画等を表現力豊かに表示することができる。

本発明の実施形態に係る液晶表示装置の構成を示す平面図である。 本実施形態に係る液晶表示装置の構成を示す断面図である。 液晶表示装置の対向基板の構成を示す平面図である。 液晶表示装置のＴＦＴアレイ基板の構成を示す平面図である。 液晶表示装置と観察者との位置関係を示す図である。 射出光の射出角度と明るさとの関係を示す図（その１）である。 射出光の射出角度と明るさとの関係を示す図（その２）である。 本発明に係る電子機器の構成を示す斜視図である。 本実施形態に係る液晶表示装置の他の構成を示す平面図である。 パララックスバリア方式の概要を示す図である。 レンチキュラーレンズ方式の概要を示す図である。

符号の説明

１…液晶表示装置 １０…ＴＦＴアレイ基板 １２…表示領域 １３…画素領域 １３ｐ、１３ｑ…領域 １４、２４…偏光板 １４ｐ、１４ｑ、２４ｐ、２４ｑ…偏光部分 １５、２５…配向膜 １５ｐ、１５ｑ、２５ｐ、２５ｑ…画素部分 ５０…液晶層 ５０ａ…液晶分子 ５０ｂ…液晶分子 ６０…ＴＦＴ １００…液晶表示装置 ３００…携帯電話

Claims (9)

1. 一対の基板間に液晶層が挟持され、前記液晶層への駆動電圧の印加によって表示領域において表示を行う液晶表示装置であって、
   前記表示領域には、個別に前記駆動電圧の印加が可能とされた第１の領域と第２の領域とが備えられ、該第１の領域と該第２の領域は、互いに隣接して所定方向に並んで配置されており、
   前記基板には、前記第１の領域において前記液晶層の液晶分子を基板平面内の第１の方向に配向させ、前記第２の領域において前記液晶層の液晶分子を基板平面内の第１の方向とは異なる第２の方向に配向させる配向膜が備えられ、
   前記駆動電圧が印加されたときに前記液晶分子が立ち上がる方向若しくは倒れる方向が、前記第１の領域では、前記所定方向のうちの一方の方位の側に設定されており、前記第２の領域では、前記所定方向のうち前記一方の方位とは逆向きの他方の方位の側に設定されていることを特徴とする液晶表示装置。
2. 一対の基板間に液晶層が挟持され、前記液晶層への駆動電圧の印加によって表示領域において表示を行う液晶表示装置であって、
   前記表示領域には、個別に前記駆動電圧の印加が可能とされた第１の領域と第２の領域とが備えられ、該第１の領域と該第２の領域は、互いに隣接して所定方向に並んで配置されており、
   前記基板には、前記第１の領域において前記液晶層の液晶分子を基板平面内の第１の方向に配向させ、前記第２の領域において前記液晶層の液晶分子を基板平面内の第１の方向とは異なる第２の方向に配向させる配向膜が備えられ、
   前記駆動電圧が印加されたときに前記液晶分子が立ち上がる方向若しくは倒れる方向が、前記第１の領域では、前記所定方向と交差した方向のうちの一方の方位の側に設定されており、前記第２の領域では、前記所定方向と交差した方向のうち前記一方の方位とは逆向きの他方の方位の側に設定されていることを特徴とする液晶表示装置。
3. 前記第１の方向と前記第２の方向は互いに平行であって方位が逆向きとされていることを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
4. 前記表示領域は、マトリクス状に配置された複数の画素領域で構成されており、
   前記各画素領域内に前記第１の領域と前記第２の領域とがそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちいずれか一項に記載の液晶表示装置。
5. 前記第１の領域及び前記第２の領域のそれぞれに印加される駆動電圧を制御するスイッチング素子が、前記第１の領域及び前記第２の領域のそれぞれに設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のうちいずれか一項に記載の液晶表示装置。
6. 前記第１の領域では前記液晶分子が前記第１の方向を向くようにラビング処理により前記液晶分子の配向方向を規制すると共に前記第２の領域では前記液晶分子が前記第２の方向を向くようにラビング処理により前記液晶分子の配向方向を規制する配向膜が、前記一対の基板の前記液晶側に設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のうちいずれか一項に記載の液晶表示装置。
7. 前記第１の領域及び前記第２の領域のうちいずれか一方に印加する駆動電圧の値に応じて、他方に印加する駆動電圧の値を補正することを特徴とする請求項１乃至請求項６のうちいずれか一項に記載の液晶表示装置。
8. 請求項１又は請求項２に記載の液晶表示装置を用いた表示方法であって、
   前記第１の領域と前記第２の領域とに同一の駆動電圧を印加する第１の表示モードと、前記第１の領域と前記第２の領域とに異なる駆動電圧を印加する第２の表示モードとを切り替えて表示することを特徴とする表示方法。
9. 請求項１乃至請求項７のうちいずれか一項に記載の液晶表示装置を搭載したことを特徴とする電子機器。
   

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