JP2008164899A - Electric optical device and electronic equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば三次元表示や二画面表示などを行う電気光学装置及び電子機器に関するものである。 The present invention relates to an electro-optical device and an electronic apparatus that perform, for example, three-dimensional display or two-screen display.
従来、三次元表示や二画面表示を行う電気光学装置は、平面状に配置された複数の画素領域を第1及び第2画素領域群に分けて交互に配置した構成となっている。また、電気光学装置には、第1画素領域群で表示される画像と第2画素領域群で表示される画像とが観察できる方向を異ならせるためのレンチキュラーレンズやパララックスバリアが設けられている。そして、第1画素領域群で表示される画像を観察可能な方向と第2画素領域群で表示される画像を観察可能な方向とのなす角が小さい場合には三次元表示となり、大きい場合には二画面表示となる。 2. Description of the Related Art Conventionally, an electro-optical device that performs three-dimensional display or two-screen display has a configuration in which a plurality of pixel regions arranged in a plane are divided into first and second pixel region groups and alternately arranged. In addition, the electro-optical device is provided with a lenticular lens and a parallax barrier for changing the direction in which the image displayed in the first pixel region group and the image displayed in the second pixel region group can be observed. . When the angle formed between the direction in which the image displayed in the first pixel region group can be observed and the direction in which the image displayed in the second pixel region group can be observed is small, the display is three-dimensional. Is a two-screen display.
図19は、パララックスバリアを用いて三次元表示を行う従来の電気光学装置の概略構成図である。画面Wには、左眼用画像Lと右眼用画像Rとが1列毎に交互に表示されている。画面Wと観察者Hとの間には、左眼用画像Lと右眼用画像Rとを空間的に分離するパララックスバリアPが配置されている。パララックスバリアPは、右眼用画像及び左眼用画像に対応した複数の遮光部を有する光学部材であり、左眼用画像Lが観察者Hの右目に入射されるのを防ぐと共に右眼用画像Rが観察者Hの左目に入射されるのを防ぐ役割を果たす。パララックスバリアPには、縦ストライプ状のスリットSが設けられており、このスリットSを介して右眼用画像Rが観察者Hの右眼に入射され、左眼用画像Lが観察者Hの左眼に入射されるようになっている。これにより、観察者Hが観察する画像は三次元の画像となる。 FIG. 19 is a schematic configuration diagram of a conventional electro-optical device that performs three-dimensional display using a parallax barrier. On the screen W, the left-eye image L and the right-eye image R are alternately displayed for each column. A parallax barrier P that spatially separates the left-eye image L and the right-eye image R is disposed between the screen W and the observer H. The parallax barrier P is an optical member having a plurality of light-shielding portions corresponding to the right-eye image and the left-eye image, and prevents the left-eye image L from entering the right eye of the observer H and the right eye. It plays a role of preventing the work image R from entering the left eye of the observer H. The parallax barrier P is provided with a slit S having a vertical stripe shape. The right-eye image R is incident on the right eye of the observer H through the slit S, and the left-eye image L is changed to the observer H. Is incident on the left eye. Thereby, the image observed by the observer H becomes a three-dimensional image.
一方、このようなパララックスバリアの特性を利用して、ノートパソコンや携帯電話の覗き込み防止や自動車のフロントガラスへの映り込み防止のための視覚制限用フィルムが開発されている。(例えば特許文献1参照。)この視覚制限用フィルムは、ルーバー構造を用いて光が通る方向(分離角度)を制限している。
しかしながら、従来の三次元表示あるいは二画面表示を行う電気光学装置は、特許文献1に開示されているようなルーバーや、パララックスバリア、レンチキュラーレンズ等の光学部材が電気光学装置の外側(観察者側の基板上)に設けられるために装置全体が厚くなってしまう。このようなパララックスバリアやレンチキュラーレンズ等は電気光学装置とは別に作成される。そのため、例えばパララックスバリアを液晶パネルの画素にアライメントして電気光学装置のガラス基板上へ貼り付ける作業が非常に困難となる。特に、車載等の振動が多い用途において高い信頼性が必要とされる場合には、液晶パネルに対してパララックスバリアを全面接着するために真空中で貼り合わせることになるため、歩留まりが低下する。
However, a conventional electro-optical device that performs three-dimensional display or two-screen display has an optical member such as a louver, a parallax barrier, or a lenticular lens disclosed in
また、上記した二画面表示のように画面の分離を大きくする場合には、電気光学装置のガラス基板を極限まで薄くして光の分離角度を広げる必要がある。例えば、電気光学装置の画素ピッチが180μm(ドットピッチが60μm)の場合に、分離角度が80°の二画面表示を行うためには板厚0.5mm〜0.6mmのガラスを70μm程度まで研磨/エッチングすることとなり、その精度確保が難しい。また、液晶装置においては、ガラス基板の厚みを薄くすることで、液晶セルギャップに影響が及んで表示のむらが発生し易くなる。 In addition, when the screen separation is increased as in the above-described two-screen display, it is necessary to increase the light separation angle by making the glass substrate of the electro-optical device as thin as possible. For example, when the electro-optical device has a pixel pitch of 180 μm (dot pitch is 60 μm), glass with a thickness of 0.5 mm to 0.6 mm is polished to about 70 μm in order to perform a two-screen display with a separation angle of 80 °. / Etching is performed, and it is difficult to ensure the accuracy. Further, in the liquid crystal device, by reducing the thickness of the glass substrate, the liquid crystal cell gap is affected and display unevenness is likely to occur.
また、電気光学装置のガラスを研磨/エッチングせずに、パララックスバリアを電気光学装置の内部に設けることもできる。しかし、分離角度の制御は、電気光学層とパララックスバリアとの距離によって行われる。そのため、パララックスバリアを電気光学装置内に配置した場合、分離角度の制御のためにパララックスバリア上に樹脂のオーバーコートを塗布することになるが、70μm程度もの膜厚で塗布することは製造上困難である。 In addition, a parallax barrier can be provided inside the electro-optical device without polishing / etching the glass of the electro-optical device. However, the separation angle is controlled by the distance between the electro-optic layer and the parallax barrier. Therefore, when a parallax barrier is placed in an electro-optical device, a resin overcoat is applied on the parallax barrier to control the separation angle. It is difficult.
また、上記したような視覚制限用フィルムを用いることにより特有のむらやモアレが画質を損ねてしまうといった問題があった。 In addition, there is a problem in that the use of the above-described visual restriction film causes a characteristic unevenness or moire to deteriorate the image quality.
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、電気光学装置の厚さを増加させることなく、高品質な二画面表示、三次元表示あるいは視角制限を可能にする電気光学装置及び電子機器を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to achieve high-quality two-screen display, three-dimensional display, or viewing angle limitation without increasing the thickness of the electro-optical device. It is to provide an apparatus and an electronic device.
本発明の電気光学装置は、上記課題を解決するために、複数の画素領域が設けられ、電気光学層を保持する基板と、前記基板の面方向に間隔をおいて形成された複数の遮光部を有し、且つ、前記基板の厚さ方向に間隔をおいて形成された複数の遮光機能層と、を備え、複数の前記遮光機能層は、前記電気光学層側から前記基板に出射する光のうち、前記基板に対して所定の角度で傾斜した方向に出射する光を吸収し、且つ、前記基板に対して他の角度で傾斜した方向に出射する光を透過することを特徴とする。 In order to solve the above problems, an electro-optical device of the present invention is provided with a plurality of pixel regions, a substrate holding an electro-optical layer, and a plurality of light-shielding portions formed at intervals in the surface direction of the substrate. And a plurality of light shielding functional layers formed at intervals in the thickness direction of the substrate, wherein the plurality of light shielding functional layers emit light to the substrate from the electro-optic layer side. Among them, the light emitted in a direction inclined at a predetermined angle with respect to the substrate is absorbed, and the light emitted in a direction inclined at another angle with respect to the substrate is transmitted.
本発明の電気光学装置によれば、複数の遮光機能層が形成され、基板の厚さ方向で隣り合う遮光部同士の位置関係により、画像表示領域の画像を二画面表示や三次元表示、或いは視角制限することができる。例えば、遮光部が、基板の厚さ方向で隣り合う遮光部に対して基板の面方向に対して所定寸法ずらして配置された場合には、各遮光部の間を透過する光の方向を、基準軸の両側で異ならせることができる。基板の面方向に対して基板の厚さ方向で隣り合う遮光部同士のずれ量を調整することによって、二画面表示だけでなく三次元表示を行うことができる。遮光機能層を複数設けることにより、基板を研磨したりすることなく光の分離角度を制御することが容易に可能となる。また、例えば、遮光部が、基板の厚さ方向で隣り合う遮光部に対して基板の面方向に対して一致して配置された場合には、各遮光部の間を透過する光の出射方向を制限することができる。これにより、画像表示領域の視角制限を行うことができるようになる。 According to the electro-optical device of the present invention, a plurality of light-shielding functional layers are formed, and the image in the image display area is displayed in two screens, three-dimensionally, or depending on the positional relationship between the light-shielding portions adjacent in the thickness direction of the substrate. The viewing angle can be limited. For example, when the light shielding part is arranged with a predetermined dimension shifted with respect to the surface direction of the substrate with respect to the adjacent light shielding part in the thickness direction of the substrate, the direction of the light transmitted between the light shielding parts, It can be different on both sides of the reference axis. By adjusting the shift amount between the light shielding portions adjacent to each other in the thickness direction of the substrate with respect to the surface direction of the substrate, not only two-screen display but also three-dimensional display can be performed. By providing a plurality of light shielding functional layers, it is possible to easily control the light separation angle without polishing the substrate. In addition, for example, when the light shielding portions are arranged so as to coincide with the surface direction of the substrate with respect to the adjacent light shielding portions in the thickness direction of the substrate, the emission direction of light transmitted between the light shielding portions Can be limited. As a result, the viewing angle of the image display area can be limited.
さらに、遮光機能層が装置内に内蔵されることから、別途形成された遮光機能層を貼り合せるなどの作業を不要とすることができ、遮光部を画素(電極)に対してアライメントする作業が容易となる。また、基板の外側に遮光機能層を設けた場合と比べて、モアレ等が防止されて表示画像の画質を向上させることができる。 Furthermore, since the light shielding functional layer is built in the device, work such as bonding of a separately formed light shielding functional layer can be eliminated, and work for aligning the light shielding portion with respect to the pixel (electrode) can be performed. It becomes easy. Further, compared to the case where a light shielding functional layer is provided on the outside of the substrate, moire and the like can be prevented and the image quality of the display image can be improved.
また、前記遮光機能層は、前記一対の基板のうちの一方の基板の表面に複数積層されていることが好ましい。
このような構成によれば、一対の基板のうちの一方の基板の表面に遮光機能層が複数積層されているので、各遮光機能層を形成する際に、積層する遮光機能層の遮光部の位置決めを行いやすい。
Moreover, it is preferable that a plurality of the light shielding functional layers are stacked on the surface of one of the pair of substrates.
According to such a configuration, since a plurality of light shielding functional layers are laminated on the surface of one of the pair of substrates, when forming each light shielding functional layer, the light shielding portions of the light shielding functional layers to be laminated are formed. Easy positioning.
また、前記電気光学層を介して前記基板に対向する対向基板をさらに備え、前記遮光機能層は、前記基板上に複数積層されていることが好ましい。
このような構成によれば、遮光層の配置が異なる遮光機能層を複数設けることによって、ニ画面表示や三次元表示を確実に行うことができるとともに、出射する光の角度調整を容易に行うことができる。
In addition, it is preferable that a counter substrate facing the substrate via the electro-optic layer is further provided, and a plurality of the light shielding functional layers are stacked on the substrate.
According to such a configuration, by providing a plurality of light-shielding functional layers having different light-shielding layer arrangements, two-screen display and three-dimensional display can be reliably performed, and the angle of emitted light can be easily adjusted. Can do.
また、前記電気光学層を介して前記基板に対向する対向基板をさらに備え、複数の前記遮光機能層のうち一の遮光機能層は、前記対向基板に形成されていることが好ましい。
このような構成によれば、遮光機能層を各基板に分けて形成することができるので作業性がよくなる。
Further, it is preferable that a counter substrate facing the substrate via the electro-optic layer is further provided, and one of the plurality of light blocking function layers is formed on the counter substrate.
According to such a configuration, the light-shielding functional layer can be formed separately on each substrate, so that workability is improved.
また、複数の前記遮光機能層のうち一の遮光機能層の前記遮光部は、複数の前記遮光機能層のうち他の遮光機能層の前記遮光部に対して、前記基板の面方向にずれた位置に配置されていることが好ましい。
このような構成によれば、各遮光機能層における遮光部同士の間を透過する光の方向を、基準軸の両側で異ならせることができる。基板の厚さ方向で隣り合う遮光部同士のずれ量によっては、二画面表示だけでなく三次元表示を行うことができる。これにより、二画面表示や三次元表示を行うことが可能となる。二画面表示の電気光学装置は、車載用ディスプレイに好適であり、例えば、運転手側にはナビ画面、助手席側には他の画像(例えばTV画像)を映し出すことができる。三次元表示の電気光学装置は携帯電話やゲーム機等に利用することができる。
Further, the light shielding portion of one light shielding functional layer among the plurality of light shielding functional layers is shifted in the surface direction of the substrate with respect to the light shielding portions of the other light shielding functional layers. It is preferable to arrange in the position.
According to such a configuration, the direction of light transmitted between the light shielding portions in each light shielding functional layer can be made different on both sides of the reference axis. Depending on the amount of shift between the light shielding portions adjacent in the thickness direction of the substrate, not only two-screen display but also three-dimensional display can be performed. Thereby, two-screen display and three-dimensional display can be performed. The electro-optical device with a two-screen display is suitable for a vehicle-mounted display. For example, a navigation screen can be displayed on the driver side and another image (for example, a TV image) can be displayed on the passenger seat side. The three-dimensional display electro-optical device can be used for a mobile phone, a game machine, and the like.
また、前記遮光機能層は、前記一対の基板の対向面にそれぞれ形成されていることが好ましい。
このような構成によれば、一対の基板にそれぞれ遮光機能層が形成されることから、電気光学装置の薄型化を図ることができる。
Moreover, it is preferable that the said light shielding functional layer is each formed in the opposing surface of a pair of said board | substrate.
According to such a configuration, since the light shielding function layer is formed on each of the pair of substrates, the electro-optical device can be thinned.
また、複数の前記遮光機能層のうち一の遮光機能層の前記遮光部は、複数の前記遮光機能層のうち他の遮光機能層の前記遮光部に対して、前記基板の面方向に一致した位置に配置されていることが好ましい。
このような構成によれば、基板の厚さ方向で隣り合う各遮光機能層において、遮光部間を透過する光の出射方向を制限することができる。よって、画像表示領域の視角制限を行うことができるようになる。視野角制限表示を可能にすることで、ノートパソコンや携帯電話の画面の覗き込み防止に使用することができる。
Further, the light shielding portion of one light shielding functional layer among the plurality of light shielding functional layers coincides with the surface direction of the substrate with respect to the light shielding portions of the other light shielding functional layers among the plurality of light shielding functional layers. It is preferable to arrange in the position.
According to such a configuration, in each light shielding functional layer adjacent in the thickness direction of the substrate, it is possible to limit the emission direction of light transmitted between the light shielding portions. Therefore, the viewing angle of the image display area can be limited. By enabling the viewing angle restriction display, it can be used to prevent the screen of a notebook computer or mobile phone from being looked into.
また、前記画素領域において出射する光については、複数の前記遮光機能層が、前記基板に対して第1の角度で傾斜した方向に出射する光を透過し、且つ、前記基板に対して法線方向を含む第2の角度で傾斜した方向に出射する光を吸収することも好ましい。
このような構成によれば、ニ画面表示或いは三次元表示を確実に行うことができる。
For the light emitted from the pixel region, the plurality of light shielding functional layers transmit light emitted in a direction inclined at a first angle with respect to the substrate, and are normal to the substrate. It is also preferable to absorb light emitted in a direction inclined at a second angle including the direction.
According to such a configuration, two-screen display or three-dimensional display can be reliably performed.
また、電気光学層として、発光層を備えることが好ましい。
このような構成によれば、容易に有機EL装置を実現することができる。有機EL装置においても、遮光機能層を設けることで画像表示領域の画像をニ画面表示や三次元表示、或いは視野角制限を行うことができる。
Moreover, it is preferable to provide a light emitting layer as an electro-optical layer.
According to such a configuration, an organic EL device can be easily realized. Also in the organic EL device, by providing the light shielding function layer, the image in the image display area can be displayed in a two-screen display, a three-dimensional display, or a viewing angle limit.
また、前記電気光学層を駆動する電極をさらに備え、前記電極は、前記遮光部を兼ねる構成とされていることも好ましい。
このような構成によれば、電気光学層を駆動する電極が遮光機能層の遮光部を兼ねることから、遮光機能層の積層数を低減することができる。よって、作業工程が削減されて歩留まりが向上するとともに、装置全体の薄型化を図ることができる。
In addition, it is preferable that an electrode for driving the electro-optic layer is further provided, and the electrode also serves as the light shielding portion.
According to such a configuration, since the electrode for driving the electro-optical layer also serves as the light shielding portion of the light shielding functional layer, the number of laminated light shielding functional layers can be reduced. Therefore, the number of work steps can be reduced, the yield can be improved, and the entire apparatus can be reduced in thickness.
また、前記画素領域内において、前記電極が複数の電極指を備え、且つ、該電極指が前記遮光部を兼ねることが好ましい。
このような構成によれば、容易にFFS方式の電極配置が採用された液晶装置を実現することができる。このようなFFS方式の電極配置を採用した場合、電極の上方に位置する液晶を良好に駆動することができる。
In the pixel region, it is preferable that the electrode includes a plurality of electrode fingers, and the electrode fingers also serve as the light shielding portion.
According to such a configuration, it is possible to easily realize a liquid crystal device that employs an FFS-type electrode arrangement. When such an FFS-type electrode arrangement is employed, the liquid crystal positioned above the electrodes can be driven satisfactorily.
また、複数の前記遮光機能層のうち一の遮光機能層の前記遮光部は、カラーフィルタに被覆されていることが好ましい。
このような構成によれば、遮光部をカラーフィルタ内に配置することによって、表示パネルの厚みを増加させることなく光の進行方向を規制することができる。
Moreover, it is preferable that the light shielding part of one light shielding functional layer among the plurality of light shielding functional layers is covered with a color filter.
According to such a configuration, the light traveling direction can be regulated without increasing the thickness of the display panel by arranging the light shielding portion in the color filter.
さらに、遮光機能層が基板本体に一体形成されていることから、基板を研磨したり、別途形成された遮光機能層を貼り合せるなどの作業を不要とすることができ、遮光部を画素(電極)に対してアライメントする作業が容易となる。また、別途形成された遮光機能層を基板に貼り付ける場合と比べて、モアレ等が防止されて表示画像の画質を向上させることができる。 Furthermore, since the light shielding functional layer is integrally formed on the substrate body, it is possible to eliminate the need for operations such as polishing the substrate or attaching a separately formed light shielding functional layer. ) Is easy to align. In addition, moire or the like can be prevented and the image quality of the display image can be improved as compared with a case where a separately formed light shielding functional layer is attached to the substrate.
本発明の電子機器は、上記のような電気光学装置を備えることを特徴とする。
これにより、鮮明な画像で二画面表示や三次元表示を可能にした電子機器を提供することができる。また、視野角制限効果を高めた電子機器を提供することができる。
An electronic apparatus according to the present invention includes the electro-optical device as described above.
Accordingly, it is possible to provide an electronic device that enables two-screen display and three-dimensional display with a clear image. In addition, an electronic device with an improved viewing angle restriction effect can be provided.
[第1の実施形態]
以下、本発明における液晶表示装置の第1の実施形態を、図面に基づいて説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするために縮尺を適宜変更している。ここで、図1は液晶表示装置を示す平面構成図、図2は図1のA−A矢視断面図、図3は液晶表示装置を示す等価回路図である。
[First Embodiment]
Hereinafter, a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In each drawing used in the following description, the scale is appropriately changed to make each member a recognizable size. 1 is a plan view showing the liquid crystal display device, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 1, and FIG. 3 is an equivalent circuit diagram showing the liquid crystal display device.
〔液晶表示装置〕
まず、液晶表示装置1の概略構成について説明する。本実施形態における液晶表示装置1は、アクティブマトリクス方式の液晶表示装置であって、R(赤)、G(緑)、B(青)の各色光を出力する3個のサブ画素で1個の画素を構成する液晶表示装置である。ここで、表示を構成する最小単位となる表示領域を「サブ画素領域(画素領域)」と称する。
[Liquid Crystal Display]
First, a schematic configuration of the liquid
液晶表示装置1は、図1及び図2に示すように、素子基板10と、素子基板10と対向配置された対向基板12と、素子基板10及び対向基板12に挟持された液晶層50とを備えている。また、液晶表示装置1は、素子基板10及び対向基板12をシール材14で貼り合わせており、液晶層50をシール材14で区画された領域内に封止している。そして、液晶表示装置1は、シール材14の内側に沿って設けられた周辺見切部15を備えており、この周辺見切部15で囲まれた平面視(対向基板12側から素子基板10を見た状態)でほぼ矩形状の領域を画像表示領域16としている。
さらに、液晶表示装置1は、シール材14の外側領域であって素子基板10の一辺に沿って設けられたデータ線駆動回路21と、上記一辺と隣接する二辺に沿ってそれぞれ設けられた走査線駆動回路22と、データ線駆動回路21と導通する接続端子23と、走査線駆動回路22を接続する配線24とを備えている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the liquid
Further, the liquid
また、液晶表示装置1は、図1及び図3に示すように、赤(R),緑(G),青(B)の3つのサブ画素領域25からなる画素領域がマトリクス状に複数配置され、画像表示領域16を構成している。各サブ画素領域25は、第1領域25Aと第2領域25Bとから構成されている。ここで、図1に示すように、第1及び第2領域25A、25Bは、画像表示領域16の左右方向に並列して設けられ、サブ画素領域25を2分割している。これら第1領域25Aによって第1領域群26Aが構成され、第2領域25Bによって第2領域群26Bが構成される。そして、例えば、画像表示領域16の左右方向において、第1領域群26Aによって表示される画像の観察方向と、第2領域群26Bによって表示される画像の観察方向とを異ならせることができる。
Further, as shown in FIGS. 1 and 3, the liquid
図3の等価回路図に示すように、液晶表示装置1の画像表示領域16を構成すべくマトリクス状に配置された複数の画素には、画素電極9がそれぞれ形成されている。また、その画素電極9の側方には、当該画素電極9への通電制御を行う画素スイッチング素子であるTFT(Thin Film Transistor:薄膜トランジスタ)素子30が形成されている。TFT素子30のソースには、データ線6aが電気的に接続されている。各データ線6aには画像信号S1、S2、…、Snが供給される。なお画像信号S1、S2、…、Snは、各データ線6aに対してこの順に線順次で供給してもよく、相隣接する複数のデータ線6aに対してグループ毎に供給してもよい。
As shown in the equivalent circuit diagram of FIG. 3,
TFT素子30のゲートには、走査線3aが電気的に接続されている。走査線3aには、所定のタイミングでパルス的に走査信号G1、G2、…、Gnが供給される。なお、走査信号G1、G2、…、Gnは、各走査線3aに対してこの順に線順次で印加される。また、TFT素子30のドレインには、画素電極9が電気的に接続されている。そして、走査線3aから供給された走査信号G1、G2、…、Gnにより、スイッチング素子であるTFT素子30を一定期間だけオン状態にすると、データ線6aから供給された画像信号S1、S2、…、Snが、各画素の液晶に所定のタイミングで書き込まれる。
The
液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号S1、S2、…、Snは、画素電極9と後述する対向電極28との間に形成される液晶容量で一定期間保持される。なお、保持された画像信号S1、S2、…、Snがリークするのを防止するため、画素電極9と容量線3bとの間に蓄積容量70が形成され、液晶容量と並列に接続されている。このように、液晶に電圧が印加されると、その電圧レベルにより液晶分子の配向状態が変化する。これにより、液晶に入射した光が変調されて階調表示が可能となる。
Image signals S1, S2,..., Sn written at a predetermined level in the liquid crystal are held for a certain period by a liquid crystal capacitance formed between the
(断面構造)
次に、液晶表示装置1の詳細な構成について、図4を参照しながら説明する。図4は、図1のB−B断面図の画素領域の一部を拡大したものであって、画素スイッチング用TFT素子等の一部の構成要素を図面の見易さを考慮して部分的に省略してある。
(Cross-section structure)
Next, a detailed configuration of the liquid
液晶表示装置1は、図4に示すように、素子基板10と、これに対向配置される対向基板12との間に液晶層50が挟持されている。素子基板10の外側(液晶層50と反対側)に設けられた偏光板37と、対向基板12の外側(液晶層50と反対側)に設けられた偏光板38と、偏光板37の外面側に設けられて素子基板10の外側から照明光を照射する照明装置55(図7参照)とを備えている。
In the liquid
素子基板10は、基板本体10Aの液晶層50側の表面上に、素子基板10を透過し、素子基板10の素子基板10と空気との界面で反射されて、液晶層50側に戻る戻り光を部分的に遮蔽するための第1遮光膜11aが設けられている。この第1遮光膜11aは、画素スイッチング用TFT素子30に上記の戻り光が入射することを防止するために備えられ、画素スイッチング用TFT素子30への遮光効果が得られる範囲に設けられる。
The
また、基板本体10Aの表面上には、第1遮光膜11aを覆うようにして略全面に形成される第1層間絶縁層19を介して、画素電極9をスイッチング制御する画素スイッチング用TFT素子30が配設されている。第1層間絶縁層19は、酸化シリコン等からなり、第1遮光膜11aと画素スイッチング用TFT素子30との間に介在させることによって双方を電気的に絶縁している。
Further, a pixel switching
画素スイッチング用TFT素子30は、第1層間絶縁層19上に形成される半導体層1a、ゲート電極27、データ線6aとを備えている。半導体層1aは、ゲート電極27からの電界によりチャネルが形成される半導体層1aのチャネル領域1a’、半導体層1aのドレイン領域1d及びソース領域1eとから構成され、表面を覆うゲート絶縁膜2によりゲート電極27と絶縁されている。また、半導体層1aのうち、チャネル領域1a’に対向するようにゲート電極27が配置されている。
The pixel switching
上記ゲート電極27上、ゲート絶縁膜2上を含む基板本体10A上には、ドレイン領域1dへ通じるコンタクトホール8、及びソース領域1eへ通じるコンタクトホール5が開孔した第2層間絶縁層4が形成されている。つまり、データ線6aは、第2層間絶縁層4を貫通するコンタクトホール5を介してソース領域1eに電気的に接続されている。
A second
さらに、データ線6a上及び第2層間絶縁層4上には、ドレイン領域1dへ通じるコンタクトホール8が開孔した第3層間絶縁層7が形成されている。つまり、ドレイン領域1dは、第2層間絶縁層4及び第3層間絶縁層7を貫通するコンタクトホール8を介して、第3層間絶縁層7上に形成された画素電極9と電気的に接続されている。画素電極9は、図1に示す第1領域25Aと第2領域25Bに対応して設けられる。図4においては、第2領域25Bにおける画素スイッチング用TFT素子30の記載を省略している。
Further, a third interlayer insulating layer 7 having a
基板本体10A上には、画素電極9を覆うようにしてSiO2,ポリイミド等からなる配向膜18が形成されている。この配向膜18には、データ線6aに直交する不図示の走査線3aの延在方向に沿ってラビング処理が施されている。
An
一方、対向基板12は、ガラスや石英、プラスチック等の透光性の基板本体12Aを基体としてなり、基板本体12Aの内面側(液晶層50側)には、第2遮光膜(不図示)、第1パララックスバリアP1(遮光機能層)、第2パララックスバリアP2(遮光機能層)、対向電極28がこの順で設けられている。
On the other hand, the
本実施形態における第1パララックスバリアP1は、基板本体12Aの表面上に所定間隔で配置された複数の第1遮光バリアB1(遮光部)からなる第1バリア群b1により構成されている。そして、これら第1バリア群b1を覆うにしてカラーフィルタCFが設けられている。図中に示すように、基板の面方向に第1遮光バリアB1とカラーフィルタCFとが交互に現れ、各第1及び第2領域25A,25B内に第1遮光バリアB1が複数存在した構成となっている。カラーフィルタCFは、例えばアクリルなどで構成されて各第1及び第2領域25A,25Bで表示する色に対応する色材を含有している。
The first parallax barrier P1 in the present embodiment is configured by a first barrier group b1 including a plurality of first light-shielding barriers B1 (light-shielding portions) disposed at a predetermined interval on the surface of the
第2パララックスバリアP2は、対向電極28の裏面(液晶層50とは反対側の面)上に所定間隔で配置される複数の第2遮光バリアB2(遮光部)からなる第2バリア群b2から構成されている。そして、これら第2バリア群b2を覆うようにして、第1パララックスバリアP1のカラーフィルタCFの表面上に透明樹脂層39が設けられている。図4に示されるように、基板の面方向に第2遮光バリアB2と透明樹脂層39とが交互に設けられ、各第1及び第2領域25A,25B内に第2遮光バリアB2が複数存在することになる。透明樹脂層39は、例えばSiO2(酸化シリコン)などの透光性材料から構成される。
The second parallax barrier P2 is a second barrier group b2 including a plurality of second light-shielding barriers B2 (light-shielding portions) arranged at predetermined intervals on the back surface (the surface opposite to the liquid crystal layer 50) of the
これら第1パララックスバリアP1及び第2パララックスバリアP2は、平面視矩形状を呈する第1遮光バリアB1及び第2遮光バリアB2の長手方向が画像表示領域16(図1参照)の上下方向に延在するストライプバリア方式の構造となっている。そして、第1領域群26Aによる表示が観察される視角方向と、第2領域群26Bによる表示が観察される視角方向とを異ならせるように機能する。
In the first parallax barrier P1 and the second parallax barrier P2, the longitudinal direction of the first light shielding barrier B1 and the second light shielding barrier B2 having a rectangular shape in plan view is in the vertical direction of the image display area 16 (see FIG. 1). The structure is an extended stripe barrier system. The viewing angle direction in which the display by the
さらに、対向電極28が設けられた基板本体12Aの液晶層50側には、対向電極28を覆って配向膜17が形成されている。
Further, an
上記した素子基板10及び対向基板12は、互いに不図示のシール材を介して貼り合わせられ、さらにシール材に形成した液晶注入口から液晶を注入して液晶パネル40を得るものとする。
The
液晶パネル40には、対向基板12及び素子基板10の外面側に、それぞれ偏光板37,38が設けられており、互いの光透過軸L,Nが直交するように配置されている。このように、素子基板10及び対向基板12の両外側にこれら素子基板10及び対向基板12を挟みこむようにして、偏光板37,38をクロスニコル状態で貼り合せて本実施形態の液晶表示装置1としている。
The
次に本実施形態の特徴部分である第1パララックスバリアP1及び第2パララックスバリアP2について図4及び図5を用いて詳しく述べる。図4は、図1に示す第1領域群26A及び第2領域群26Bのうちからそれぞれ代表として、画像表示領域16の左右方向(第1領域25Aの短辺方向)に隣接する第1領域25A、第2領域25Bを図示している。図5は第1パララックスバリアP1の第1遮光バリアB1及び第2パララックスバリアP2の第2遮光バリアB2の位置関係を詳細に示す図である。
Next, the first parallax barrier P1 and the second parallax barrier P2, which are characteristic portions of the present embodiment, will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 4 shows a
本実施形態における第1バリア群b1及び第2バリア群b2は、画像表示領域16の略全体に亘って配置される。本実施形態の液層セルの画素ピッチは、180μm(ドットピッチが60μm)である。図5に示すように、第1バリア群b1を構成する第1遮光バリアB1は、そのライン幅Wが7μm、第1遮光バリアB1同士のスペースSが3μmとなっている。同じく、第2バリア群b2を構成する第2遮光バリアB2は、そのライン幅Wが7μ、第2遮光バリアB2同士のスペースSが3μmとなっている。このような第1バリア群b1及び第2バリア群b2同士の液晶パネル40の厚み方向におけるギャップGは5μmである。また、第2バリア群b2の第2遮光バリアB2は第1バリア群b1の第1遮光バリアB1に対して、基板の面方向に所定距離異ならせており、そのオフセットFは2.5μmである。
The first barrier group b1 and the second barrier group b2 in the present embodiment are arranged over substantially the entire
図4に示すように、画像表示領域16(図1参照)の左右方向で隣り合う第1領域25Aと第2領域25Bとの間の領域(画素間領域C1,C2)にはそれぞれ大きさの異なる画素間バリアU1,U2が対向配置されている。画素間バリアU1は画素間領域C1,C2に応じた幅となっている。一方、画素間バリアU2は、上記した画素間バリアU1とその中心位置を一致させるとともに、例えば画素間バリアU1の幅方向両側からそれぞれ所定量だけ突出する幅で形成されている。このような画素間バリアU1,U2に隣接する第1及び第2遮光バリアB1,B2は、画素間バリアU1,U2に対して他の遮光バリアB1,B2同士と同様に3μmの配置間隔をおいて配置される。
As shown in FIG. 4, each of the regions (inter-pixel regions C1, C2) between the
本実施形態では、第1領域25A及び第2領域25B内に存在し、画面水平方向(画像表示領域16の左右方向)で隣り合う画素電極9間の境界を基準軸とする。具体的にこの基準軸は、画面水平方向で隣り合う画素間領域C1,C2に相当する。そして、画素間領域C1,C2を中心として、基板の厚さ方向における第1遮光バリアB1及び第2遮光バリアB2の位置関係(配置)が、画面水平方向に対して、第1領域25Aと第2領域25Bとで対称的になっている。なお、二画面表示において、運転席側と助手席側とで非対称の表示を行う場合等は、画面水平方向に対して、第1領域25Aと第2領域25Bとを非対称的としても良い。
In the present embodiment, the boundary between the
上記したように、第1領域25Aと第2領域25Bとでは、第1遮光バリアB1に対する第2遮光バリアB2のオフセット位置が基板の面方向に2.5μm異ならせた位置であることは共通している。しかしながら、境界線に沿って延在する画素間バリアU1,U2を中心として、第1領域25A側と第2領域25B側とでは、第1遮光バリアB1に対する第2遮光バリアB2の位置関係が対照的となるように配置されている。
As described above, in the
各画素間領域C1,C2に配置される画素間バリアU1,U2は、隣り合う画素間領域C1或いは画素間領域C2に配置される画素間バリアU1,U2の配置関係に対して、対向する画素間バリアU1,U2同士の配置が逆転したものとなっている。つまり、図1に示した画像表示領域16における画素間領域C1には、第1パララックスバリアP1側に画素間バリアU1が配置され、第2パララックスバリアP2側に画素間バリアU2が配置されている。一方、画素間領域C1に隣接する画素間領域C2では、第1パララックスバリアP1側に画素間バリアU2が配置され、第2パララックスバリアP2側に画素間バリアU1が配置されている。
The inter-pixel barriers U1 and U2 disposed in the inter-pixel regions C1 and C2 are opposed to the disposition relationship of the inter-pixel barriers U1 and U2 disposed in the adjacent inter-pixel region C1 or the inter-pixel region C2. The arrangement of the inter-barriers U1, U2 is reversed. That is, in the inter-pixel region C1 in the
このように、第1領域25A、第2領域25Bでは第1遮光バリアB1に対する第2遮光バリアB2の相対位置が画素間領域C1,C2を境に対照的な配置となる。
Thus, in the
画素間バリアU1,U2は、第1領域群26Aの光と、第2領域群26Bの光とによる混色を防止する機能を果たす。また、第1遮光バリアB1及び第2遮光バリアB2は、互いの位置関係によって、第1領域群26Aの光の出射方向と第2領域群26Bの光の出射方向とを異ならせている。このような第1パララックスバリアP1の第1遮光バリアB1、第2パララックスバリアP2の第2遮光バリアB2、画素間バリアU1,U2は、フォトリソグラフィーによってそれぞれが対応する第1領域25A、第2領域25B、画素間領域C1,C2にアライメントされたパターンからなる。また、第1パララックスバリアP1の第1遮光バリアB1と第2パララックスバリアP2の第2遮光バリアB2と間のギャップGの調整は、第2パララックスバリアP2の透明樹脂層39によって調整することができる。
The inter-pixel barriers U1 and U2 serve to prevent color mixing due to the light of the
本実施形態の液晶表示装置1は、上述したような複数のパララックスバリアP1,P2が設けられている。液晶表示装置1が二画面表示を行う場合、2層のパララックスバリアP1,P2により、例えば図7に示すように、第1領域群26Aで表示される画像を正面視で液晶表示装置1の右側に位置する観察者H1の目に入射させて液晶表示装置1の左側に位置する観察者H2の目に入射することを防止している。また、第2領域群26Bで表示される画像を液晶表示装置1の左側に位置する観察者H2の目に入射させて液晶表示装置1の右側に位置する観察者H1の眼に入射することを防止している。
The liquid
次に、本実施形態における液晶表示装置の特性について図6を用いて説明する。
図6は、横軸が極角(deg)、縦軸が光の透過率(%)であり、第1領域群の特性を実線で示し、第2領域群の特性を破線で示したグラフを以下に説明する。図中の実線は第1領域群26Aの透過率を示し、破線は第2領域群26Bの透過率を示す。
Next, characteristics of the liquid crystal display device according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 6 is a graph in which the horizontal axis is the polar angle (deg), the vertical axis is the light transmittance (%), the characteristics of the first region group are indicated by solid lines, and the characteristics of the second region group are indicated by broken lines. This will be described below. The solid line in the figure indicates the transmittance of the
図6によれば、パララックスバリアを設けない状態の透過率を100%とすると、本実施形態の液晶表示装置1では、第1領域群26A、第2領域群26Bにおける最大透過率は共に30%となっている。また、第1領域群26A、第2領域群26Bの分離角度θは80°である。これにより、第1領域群26A、第2領域群26Bの表示画像が観察される方向を、図1に示す画像表示領域16の左右方向において略完全に分離している。2層のパララックスバリアP1,P2を備えた本実施形態の液晶表示装置1は、最大透過率30%、分離角度θが80°で二画面表示を行うことができた。
According to FIG. 6, assuming that the transmittance in a state where the parallax barrier is not provided is 100%, in the liquid
本実施形態の液晶表示装置1は、各第1領域25A、第2領域25Bに対して各パララックスバリアP1,P2を正確にアライメントしてフォトリソグラフィー技術によって形成しているので、モアレの発生を防止できる。また、第1及び第2パララックスバリアP1,P2の遮光バリアB1,B2間のギャップGを透明樹脂層39の厚みで正確に管理できるため、表示むらを防止できる。また、第1及び第2パララックスバリアP1,P2における各遮光バリアB1,B2の配置を適切に設計することによって三次元表示も可能になる。特に、ギャップGを大きくすることによって分離角度を小さくすることができるので、三次元表示にも対応することができる。液晶表示装置1が三次元表示を行う場合、パララックスバリアP1,P2により、例えば第1領域群26Aで表示される画像を観察者の右目に入射させて左目に入射することを防止し、第2領域群26Bで表示される画像を観察者の左目に入射させて右目に入射することを防止する。
In the liquid
また、本実施形態の液晶表示装置1は、パララックスバリアP1,P2を備えていない一画面表示の液晶表示装置のセル厚と略同厚で作成することができる。すなわち、液晶表示装置1としての構成要素である透明樹脂層39やカラーフィルタCF内に第1バリア群b1及び第2バリア群b2を設けて第1及び第2パララックスバリアP1,P2とする構成となっているので、積層する層を増加させることなく光の進行方向を制限する機能を与えることができる。
Further, the liquid
上述した第1実施形態の液晶表示装置1は最大透過率が30%である。最大透過率を高めるために、遮光バリアB1,B2の幅を狭くして隣接する遮光バリアB1,B2間の配置間隔を広げていくと、開口率が上がるために透過率が向上する。しかしながらある視角方向において、第1領域群26Aの画像と第2領域群26Bの画像とが両方観察されてしまうクロストロークと呼ばれる現象が生じてしまう。そのため、以下に示す第2実施形態は、クロストロークの現象を避けつつ、より高い透過率が得られる構成としている。
The liquid
[第2の実施形態]
次に、本発明に係る第2実施形態について、図8及び図9を参照して説明する。
以下に示す本実施形態の液晶表示装置の基本構成は上記第1実施形態と同様であるが、パララックスバリアを液晶パネルのセル厚方向に3つ積層した点において異なっている。よって以下では、各パララックスバリアの構成についてのみ説明し、共通な箇所の説明は省略する。図8は、図1に示す第1領域群26A及び第2領域群26Bのうちからそれぞれ代表として、画像表示領域16の左右方向(第1領域25Aの短辺方向)に隣接する第1領域25A、第2領域25Bを図示している。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS.
The basic configuration of the liquid crystal display device of the present embodiment described below is the same as that of the first embodiment, except that three parallax barriers are stacked in the cell thickness direction of the liquid crystal panel. Therefore, hereinafter, only the configuration of each parallax barrier will be described, and description of common portions will be omitted. FIG. 8 shows the
本実施形態の液晶表示装置72は、図8に示すように、対向基板12の基板本体12A上に第1パララックスバリアP1、第2パララックスバリアP2、第3パララックスバリアP3(遮光機能層)をこの順で積層した構成となっている。第1パララックスバリアP1は、第1遮光バリアB1及びカラーフィルタCFから構成されている。第2パララックスバリアP2は、第2遮光バリアB2及び透明樹脂層39から構成され、第3パララックスバリアP3は、第3遮光バリアB3及び透明樹脂層49から構成されている。
As shown in FIG. 8, the liquid
液晶セルの画素ピッチが180μm(ドットピッチが60μm)の場合、各遮光バリアB1,B2,B3のライン幅Wはいずれも2μm、各遮光バリアB1(B2,B3)同士のスペースSは3μmである。また、第1遮光バリアB1に対する第2遮光バリアB2のオフセットは1.4μm、第2遮光バリアB2に対する第3遮光バリアB3のオフセットは1.4μmとなっており、第1遮光バリアB1に対する第3バリアのオフセットは2.8μmとなっている。また、第1遮光バリアB1及び第2遮光バリアB2間のギャップG、第2遮光バリアB2及び第3バリアB3間のギャップGはいずれも2.5μmである。 When the pixel pitch of the liquid crystal cell is 180 μm (dot pitch is 60 μm), the line width W of each light shielding barrier B1, B2, B3 is 2 μm, and the space S between each light shielding barrier B1 (B2, B3) is 3 μm. . The offset of the second light-shielding barrier B2 with respect to the first light-shielding barrier B1 is 1.4 μm, and the offset of the third light-shielding barrier B3 with respect to the second light-shielding barrier B2 is 1.4 μm. The offset of the barrier is 2.8 μm. The gap G between the first light shielding barrier B1 and the second light shielding barrier B2 and the gap G between the second light shielding barrier B2 and the third barrier B3 are all 2.5 μm.
画素間領域C1に位置する画素間バリアU1,U2,U3は、互いの中心位置を一致させて配置されている。詳細には、パララックスバリアP1に画素間バリアU1、パララックスバリアP2に画素間バリアU2、パララックスバリアP3に画素間バリアU3が配置されている。画素間バリアU1はその両端が第2画素間バリアU2の両端からそれぞれ所定量突出し、第2画素間バリアU2においても、その両端が第3画素間バリアU3の両端からそれぞれ所定量突出している。このように、画素間領域C1においては、画素間バリアU1,U2,U3の幅がU1>U2>U3となるよう設計されている。一方、画素間領域C2においては、画素間バリアU1,U2,U3の幅がU1<U2<U3となるよう設計されている。 The inter-pixel barriers U1, U2, U3 located in the inter-pixel region C1 are arranged with their center positions matched. Specifically, an inter-pixel barrier U1 is disposed in the parallax barrier P1, an inter-pixel barrier U2 is disposed in the parallax barrier P2, and an inter-pixel barrier U3 is disposed in the parallax barrier P3. Both ends of the inter-pixel barrier U1 protrude from the both ends of the second inter-pixel barrier U2 by a predetermined amount, and both ends of the second inter-pixel barrier U2 also protrude from the both ends of the third inter-pixel barrier U3 by a predetermined amount. Thus, in the inter-pixel region C1, the widths of the inter-pixel barriers U1, U2, U3 are designed to satisfy U1> U2> U3. On the other hand, in the inter-pixel region C2, the width of the inter-pixel barriers U1, U2, and U3 is designed to satisfy U1 <U2 <U3.
本実施形態においても、各画素間領域C1,C2(境界線)に沿って延在する画素間バリアU1,U2,U3を中心として、第1領域25A側と第2領域25B側とでは、第1遮光バリアB1に対する第2遮光バリアB2、第3遮光バリアB3の位置関係が対照的となるように配置されている。
Also in the present embodiment, the
本実施形態は、液晶表示装置72が二画面表示を行う場合、各パララックスバリアP1,P2,P3は、例えば図7に示すように、第1領域群26Aで表示される画像を正面視で液晶表示装置72の右側に位置する観察者H1の目に入射させて、液晶表示装置72の左側に位置する観察者H2の目に入射することを防止する。また、第2領域群26Bで表示される画像を液晶表示装置72の左側に位置する観察者H2の目に入射させて液晶表示装置72の右側に位置する観察者H1の眼に入射することを防止する。また、液晶表示装置72が三次元表示を行う場合、各パララックスバリアP1,P2,P3により、例えば第1領域群26Aで表示される画像を観察者の右目に入射させて左目に入射することを防止し、第2領域群26Bで表示される画像を観察者の左目に入射させて右目に入射することを防止する。
In the present embodiment, when the liquid
図9に本実施形態の液晶表示装置の特性を示す。
図9における横軸が極角(deg)、縦軸が光の透過率(%)であり、第1領域群26Aの特性を実線で示し、第2領域群26Bの特性を破線で示している。
図9によれば、パララックスバリアを設けない状態の透過率を100%とすると、本実施形態の液晶表示装置72では、第1領域群26A、第2領域群26Bはともに最大透過率が60%となっている。また、第1領域群26A、第2領域群26Bの分離角度θは80°である。これにより、第1領域群26A、第2領域群26Bの表示画像が観察される方向を略完全に分離している。3層のパララックスバリアP1,P2,P3を備えた本実施形態の液晶表示装置72は、最大透過率60%、分離角度θが80°で二画面表示を行うことができた。
FIG. 9 shows the characteristics of the liquid crystal display device of this embodiment.
In FIG. 9, the horizontal axis represents the polar angle (deg), the vertical axis represents the light transmittance (%), the characteristics of the
According to FIG. 9, assuming that the transmittance in a state where no parallax barrier is provided is 100%, in the liquid
本実施形態の液晶表示装置72によれば、3層のパララックスバリアP1,P2,P3を設けることにより、第1実施形態と比べて、分離角度はそのままで開口率を向上させることができる。開口率は、各パララックスバリアP1,P2,P3の遮光バリアB1,B2,B3のライン幅Wを狭くすることで向上させることができる。しかし、上記第1実施形態の液晶表示装置1の構成(2層のパララックスバリアP1,P2)のままで遮光バリアB1,B2のライン幅Wを狭くすると、全体の開口率は向上するが光の角度規制は低下してしまう。そのため、本実施形態は遮光バリアB1,B2,B3のライン幅Wを狭くしたことによる光の角度規制の低下を、第3パララックスバリアP3を設けることで防いでいる。
According to the liquid
同様に、パララックスバリアPの数を4層、5層とさらに増加させることによって液晶表示装置の開口率が向上し、より高い透過率を得ることが可能になる。各パララックスバリアPの厚みは、従来用いられていた外付けのパララックスバリアやレンチキュラーレンズの厚みよりも遼に薄い厚みのために、液晶セル全体の厚みを大幅に増加させる心配はない。 Similarly, by further increasing the number of parallax barriers P to 4 layers and 5 layers, the aperture ratio of the liquid crystal display device is improved, and higher transmittance can be obtained. Since the thickness of each parallax barrier P is much thinner than the thickness of an external parallax barrier or lenticular lens conventionally used, there is no fear that the thickness of the entire liquid crystal cell is greatly increased.
上記した第1及び第2実施形態は、二画面表示あるいは三次元表示を可能にする液晶表示装置である。以下に示す第3実施形態の液晶表示装置は、表示画面の視角制限を可能にする液晶表示装置である。 The first and second embodiments described above are liquid crystal display devices that enable two-screen display or three-dimensional display. A liquid crystal display device according to a third embodiment described below is a liquid crystal display device that enables the viewing angle of a display screen to be limited.
[第3の実施形態]
次に、本発明に係る第3実施形態について、図10及び図11を参照して説明する。
以下に示す本実施形態の液晶表示装置の基本構成は上記第1実施形態と同様であるが、第1パララックスバリアの第1バリアと第2パララックスバリアの第2バリアとが、基板の面方向における位置を互いに一致させて対向配置されている点において異なる。よって以下では、バリアの配列についてのみ説明し、共通な箇所の説明は省略する。図10は、図1に示す第1領域群26A及び第2領域群26Bのうちからそれぞれ代表として、画像表示領域16の左右方向(第1領域25Aの短辺方向)に隣接する第1領域25A、第2領域25Bを図示している。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS.
The basic configuration of the liquid crystal display device of the present embodiment described below is the same as that of the first embodiment, but the first barrier of the first parallax barrier and the second barrier of the second parallax barrier are the surfaces of the substrate. The difference is that the positions in the direction are opposed to each other. Accordingly, only the barrier arrangement will be described below, and description of common parts will be omitted. FIG. 10 shows a
本実施形態の液晶表示装置73は、図10に示すように、対向基板12の基板本体12A上に、同じ構成の第1パララックスバリアP1、第2パララックスバリアP2をこの順で積層した構成となっている。
例えば、液晶セルの画素ピッチが180μm(ドットピッチが60μm)の場合、各遮光バリアB1,B2のライン幅Wはいずれも7μm、スペースSは3μmである。また、第1遮光バリアB1に対する第2遮光バリアB2のオフセットFを0μmとし、第1遮光バリアB1及び第2遮光バリアB2間のギャップGを5μmとしている。このように本実施形態では、各パララックスバリアP1,P2の遮光バリアB1,B2同士が互いの中心位置をそれぞれの連設方向で一致させて配置されている。なお、画素間領域C1,C2には画素間領域C1,C2の隙間に応じた大きさの画素間バリアU1,U2が位置している。
As shown in FIG. 10, the liquid
For example, when the pixel pitch of the liquid crystal cell is 180 μm (dot pitch is 60 μm), the line width W of each of the light shielding barriers B1 and B2 is 7 μm, and the space S is 3 μm. The offset F of the second light shielding barrier B2 with respect to the first light shielding barrier B1 is 0 μm, and the gap G between the first light shielding barrier B1 and the second light shielding barrier B2 is 5 μm. As described above, in this embodiment, the light-shielding barriers B1 and B2 of the parallax barriers P1 and P2 are arranged so that their center positions coincide with each other in the connection direction. Note that inter-pixel barriers U1 and U2 having a size corresponding to the gap between the inter-pixel areas C1 and C2 are located in the inter-pixel areas C1 and C2.
図11に本実施形態の液晶表示装置の特性を示す。
図11における横軸が極角(deg)、縦軸が光の透過率(%)であり、第1領域群の特性を実線で示し、第2領域群の特性を破線で示している。
図11によれば、パララックスバリアを設けない状態の透過率を100%とすると、本実施形態における液晶表示装置73では、第1,第2領域群26A,26B(画像表示領域16)における最大透過率は30%となっている。また、各第1,第2領域群26A,26Bからの光の出射角度θは基板の法線方向に対して±50°、すなわち、図1に示した画像表示領域16の左右方向における視野角が極角±50°以下となっている。極角とは、基板の法線方向に対する光の出射角度である。
FIG. 11 shows the characteristics of the liquid crystal display device of this embodiment.
The horizontal axis in FIG. 11 is the polar angle (deg), the vertical axis is the light transmittance (%), the characteristic of the first region group is indicated by a solid line, and the characteristic of the second region group is indicated by a broken line.
According to FIG. 11, assuming that the transmittance in a state where no parallax barrier is provided is 100%, in the liquid
本実施形態の液晶表示装置73は、液晶層50を透過した光が第1パララックスバリアP1及び第2パララックスバリアP2の各遮光バリアB1,B2間を通過して、各第1,第2領域群26A,26Bで表示される画像が観察者の両目に入射するようになっている。第1パララックスバリアP1及び第2パララックスバリアP2の各遮光バリアB1,B2間を通過した光は、液晶セルの法線方向に対して±50°の範囲内に出射する。そのため、観察者は、液晶表示装置1の法線方向に対して±50°以上の角度方向からでは第1領域群26Aで表示される画像を観察することができない。
In the liquid
本実施形態の液晶表示装置73によれば、遮光バリアB1,B2の位置を基板の面方向において一致する2層のパララックスバリアP1,P2を設けることにより、光の角度規制を行うことができる。上述したように、観察者は液晶表示装置73の法線方向±50°の範囲内に位置する方向からしか画像を観察することができないことになる。したがって、本実施形態の液晶表示装置73をノートパソコンや携帯電話の表示装置に用いることにより、画面の覗き込み防止の効果を得ることができる。また、車載用ディスプレイに使用することでフロントガラスへの移り込みを防止することができる。この場合、液晶表示装置73をパララックスバリアP1,P2の遮光バリアB1,B2の連設方向が観察者の上下方向となるよう搭載する。このように、視野角制限方向を変えることによって、フロントガラスへの画像の移り込みを防止することができる。
According to the liquid
[第4の実施形態]
次に、本発明に係る第4実施形態について、図12及び図13を参照して説明する。
以下に示す本実施形態の液晶表示装置の基本構成は上記第3実施形態と同様であるが、より表示輝度を向上させるためにバリアの幅を狭くし、パララックスバリアの数を増やした点において異なる。よって以下では、パララックスバリアについてのみ説明し、共通な箇所の説明は省略する。図12は、図1に示す第1領域群26A及び第2領域群26Bのうちからそれぞれ代表として、画像表示領域16の左右方向(第1領域25Aの短辺方向)に隣接する第1領域25A、第2領域25Bを図示している。
[Fourth Embodiment]
Next, a fourth embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS.
The basic configuration of the liquid crystal display device of the present embodiment shown below is the same as that of the third embodiment, except that the barrier width is narrowed and the number of parallax barriers is increased in order to further improve display luminance. Different. Therefore, only the parallax barrier will be described below, and description of common parts will be omitted. FIG. 12 shows a
本実施形態の液晶表示装置74は、図12に示すように、対向基板12の基板本体12A上に、同じ構成の第1パララックスバリアP1、第2パララックスバリアP2、第3パララックスバリアP3をこの順で積層した構成となっている。
例えば、液晶セルの画素ピッチが180μm(ドットピッチが60μm)の場合、各バリアのライン幅Wはいずれも2μm、スペースSは3μmである。また、第1バリアに対する第2遮光バリアB2のオフセットを0μmとし、第2遮光バリアB2に対する第3遮光バリアB3のオフセットFも0μmとしている。さらに、第1及び第2遮光バリアB1,B2間、第2及び第3遮光バリアB2,B3間のギャップGを5μmとしている。このように本実施形態では、各パララックスバリアP1,P2,P3の遮光バリアB1,B2,B3同士は互いの中心位置をそれぞれの連設方向で一致させて配置されている。なお、画素間領域C1,C2には、画素間領域C1,C2の隙間の大きさに応じた画素間バリアU1,U2,U3が位置している。
As shown in FIG. 12, the liquid
For example, when the pixel pitch of the liquid crystal cell is 180 μm (dot pitch is 60 μm), the line width W of each barrier is 2 μm, and the space S is 3 μm. The offset of the second light shielding barrier B2 with respect to the first barrier is 0 μm, and the offset F of the third light shielding barrier B3 with respect to the second light shielding barrier B2 is also 0 μm. Further, the gap G between the first and second light shielding barriers B1 and B2 and between the second and third light shielding barriers B2 and B3 is 5 μm. As described above, in the present embodiment, the light shielding barriers B1, B2, and B3 of the parallax barriers P1, P2, and P3 are arranged with their center positions aligned in the respective connection directions. Note that inter-pixel barriers U1, U2, and U3 corresponding to the size of the gap between the inter-pixel areas C1 and C2 are located in the inter-pixel areas C1 and C2.
図13に本実施形態の液晶表示装置の特性を示す。
図13における横軸が極角(deg)、縦軸が光の透過率(%)であり、第1領域群の特性を実線で示し、第2領域群の特性を破線で示している。
図13によれば、本実施形態における液晶表示装置の視野角は全方位角で極角50°以上で、最大透過率は60%となっている。
FIG. 13 shows the characteristics of the liquid crystal display device of this embodiment.
The horizontal axis in FIG. 13 is the polar angle (deg), the vertical axis is the light transmittance (%), the characteristics of the first region group are indicated by solid lines, and the characteristics of the second region group are indicated by broken lines.
According to FIG. 13, the viewing angle of the liquid crystal display device according to the present embodiment is an omnidirectional angle of
本実施形態では、液晶層50を透過した光がパララックスバリアP1(P2,P3)が有するそれぞれの遮光バリアB1(B2,B3)同士の間を通過して、各第1,第2領域群26Aで表示される画像が観察者の両目に入射する。第1、第2、第3パララックスバリアP1,P2,P3の各遮光バリアB1,B2,B3間を通過した光は、液晶セルの法線方向に対して±50°の範囲内に出射する。そのため、観察者は液層セルの法線方向に対して±50°以上の角度方向からでは画像を観察することができない。
In the present embodiment, the light transmitted through the
また、本実施形態の液晶表示装置74によれば第1領域群26Aの最大透過率が60%に向上している。このように、遮光バリアB1,B2,B3のライン幅Wを狭くして3層のパララックスバリアP1,P2,P3を設けることによって、透過率を高めて画面の輝度を向上させることができる。
Further, according to the liquid
なお、同様に、パララックスバリアPの積層数をさらに増やすことによってより高い透過率を得ることができる。この際、バリアBのライン幅W、スペースS、液層セルの厚さ方向に積層される各パララックスバリアPのバリアB同士のギャップG等は適宜設定されるものとする。 Similarly, higher transmittance can be obtained by further increasing the number of stacked parallax barriers P. At this time, the line width W of the barrier B, the space S, the gap G between the barriers B of each parallax barrier P stacked in the thickness direction of the liquid layer cell, and the like are appropriately set.
上記した実施形態の液晶表示装置の構成では、パララックスバリアPの積層数を増加することによって透過率を向上させることができるがそれにも限界がある。そこで、以下の実施形態ではパララックスバリアPが設けられていない液晶表示装置と同程度の透過率が得られる実施形態について述べる。 In the configuration of the liquid crystal display device of the above-described embodiment, the transmittance can be improved by increasing the number of stacked parallax barriers P, but there is a limit to this. Therefore, in the following embodiment, an embodiment in which the same degree of transmittance as that of a liquid crystal display device without the parallax barrier P is obtained will be described.
[第5の実施形態]
次に、本発明に係る第5実施形態について、図14から図16を参照して説明する。
上記実施形態においては、対向基板側にパララックスバリアを複数層有するよう構成したが、本実施形態においては、対向基板側だけでなく、素子基板側にもパララックスバリアを備えた構成とした。図14に一般的なIPSモードの液晶表示装置の断面図を示す。
[Fifth Embodiment]
Next, a fifth embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS.
In the above embodiment, the counter substrate side has a plurality of parallax barriers. However, in this embodiment, not only the counter substrate side but also the element substrate side has a parallax barrier. FIG. 14 is a cross-sectional view of a general IPS mode liquid crystal display device.
図14に示すように、本実施形態の液晶表示装置75では、素子基板10上に複数のストライプ状の電極指を備えた画素電極57及び共通電極58が略同一平面に存在し、対向基板12側には電極は存在しない。液晶は画素電極57と共通電極58間に生じる横電界Eによって動作する。画素電極57及び共通電極58は、通常、インジウムすず酸化物(Indium Tin Oxide,以下「ITO」と略記する。)などの透明電極で構成されるが、例えば、金属で形成してもよい。横電界Eは、画素電極57及び共通電極58の各電極端の間で生じるので、各電極57,58上の液晶は横電界Eの影響を受け難いため動作し難い。そのため、各電極57,58上では透過率が元々低いために金属で形成しても透過率に大きな影響は及ばない。よって、本実施形態においては、画素電極57及び共通電極58を金属で形成してバリアとして利用する。
As shown in FIG. 14, in the liquid
図15は本実施形態の液晶表示装置75の平面図、図16は図15のM−M断面図を示す。なお、図15,16において、本実施形態の特徴部分のみを示し、液晶表示装置75の各構成要素については図示を省略している。
本実施形態の液晶表示装置75は図15及び図16に示すように、素子基板10上に、所定のライン幅Wを有するストライプ状の画素電極57及び共通電極58が同層をなして形成され、下層に位置するデータ線6aの延在方向に沿って延在している。図16に示す素子基板10上には、実際のところ複数の層間絶縁層等が形成されているが、第3層間絶縁層7以外は説明の都合上図示を略している。画素電極57及び共通電極58は第3層間絶縁層7上に形成される。
FIG. 15 is a plan view of the liquid
As shown in FIGS. 15 and 16, the liquid
そして、各領域25A,25B内においては、走査線3aの延在方向に画素電極57及び共通電極58が交互に存在するよう構成されている。これら画素電極57及び共通電極58は上述した理由から共に金属により形成する。画素電極57及び共通電極58を金属より形成することによって遮光機能を兼ね備えることになる。また、画素電極57及び共通電極58の下層に位置するデータ線6aの直上に、複数の画素電極57のうちの一つが配置されている。画素間領域C1,C2に位置するデータ線6a上に金属からなる画素電極57を配置することによって、この画素電極57が画素間バリアUの機能を果たす。このようにして各電極57,58をバリアBとするパララックスバリアP5が素子基板10側に設けられることになる。
And in each area |
また、図15及び図16に示すように、対向基板12側には、遮光バリアB1(図16においてこのB1の位置がおかしい。図参照のこと)及びカラーフィルタCFからなるパララックスバリアP1が設けられている。遮光バリアB1のライン幅Wは、上記画素電極57及び共通電極58のライン幅Wと同様の幅に設定され、素子基板10側の画素電極57及び共通電極58に対するオフセットFも適宜設定されるものとする。画素間領域C1,C2には、素子基板10側の画素間バリアUの機能を果たす共通電極58にその中心位置を一致させた画素間バリアU1が存在する。この画素間バリアU1のライン幅Wは、画素電極57及び共通電極58に対する遮光バリアB1のオフセットFに応じて設定される。すなわち、画素間バリアU1の幅方向両端部が、これに対向する画素電極57の幅方向端部からそれぞれ所定量突出する大きさとする。
Further, as shown in FIGS. 15 and 16, on the
また、画素電極57及び共通電極58と、遮光バリアB1とのギャップGは、カラーフィルタCF、液晶層50の厚みにより決定される。画像表示領域16において、二画面表示とするか三次元表示とするかなどによって調整される。
Further, the gap G between the
本実施形態の液晶表示装置75によれば、照明装置からの光が、画素電極57及び共通電極58間を通ってカラーフィルタCFを透過する際、パララックスバリアP1の遮光バリアB1間を透過することによって、第1領域群26A、第2領域群26Bによる画像を所定の分離角度θ(図7参照)で分離することができる。このように、IPSモードの液晶表示装置75の場合、素子基板10側の画素電極57及び共通電極58を金属で形成して遮光バリアBとして機能させるとともに、これら画素電極57及び共通電極58を対向基板12側のパララックスバリアP1の遮光バリアB1に対してそれぞれの位置を適切に配置することによって、二画面表示或いは三次元表示を可能とすることができる。
According to the liquid
対向基板12側のパララックスバリアPの積層数は、液晶表示装置75の透過率を向上させるため増加してもよい。その際、画素電極57、共通電極58、パララックスバリアPにおける各バリアBの形状や位置関係は適宜設定するものとする。これにより、高透過率の液晶表示装置を実現することができる。
The number of stacked parallax barriers P on the
また、画素電極57及び共通電極58に対向するようにパララックスバリアP1の遮光バリアB1を配置するようにして、画像表示領域16の視野角制限を図る構成にしてもよい。
Further, the light-shielding barrier B1 of the parallax barrier P1 may be disposed so as to face the
なお、画素電極57及び共通電極58を同層に形成するのではなく、異なる層に配置するようにしてもよい。また、パララックスバリアP1の各遮光バリアB1を、画素電極57及び共通電極58の直上にそれぞれ位置するよう配置すれば、第3実施形態と同様に視野角を制限することができる。
Note that the
[第6実施形態]
次に、本発明に係る第6実施形態について図17を参照して説明する。
以下に示す本実施形態は、有機EL(Electro Luminescence)や発光ポリマーなどのOLED(Organic Light Emitting Diode)素子を電気光学物質として用いた表示装置である。
[Sixth Embodiment]
Next, a sixth embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG.
The present embodiment described below is a display device using an organic light emitting diode (OLED) element such as an organic EL (Electro Luminescence) or a light emitting polymer as an electro-optical material.
本実施形態の有機EL表示装置は、発光パネルである有機エレクトロルミネッセンス素子基板77(以下「表示素子基板」という。)と、これに対向配置されるカラーフィルタCF基板78と、から構成される有機ELパネル76を有している。
The organic EL display device according to the present embodiment includes an organic electroluminescence element substrate 77 (hereinafter referred to as “display element substrate”) that is a light-emitting panel, and a color
有機ELパネル76は、図17に示すように、対向する陽極81と陰極82との間に発光層83を挟持してなる複数の有機エレクトロルミネッセンス素子である不図示の発光素子(表示素子)を有する上記表示素子基板77と、この表示素子基板77に対向配置されカラーフィルタCFを備えたカラーフィルタ基板78と、を有している。カラーフィルタ基板78には、その表面上(液晶層側の表面)に、第1パララックスバリアP1、第2パララックスバリアP2がこの順に積層されている。各パララックスバリアP1,P2の構成は、上述した第5実施形態を除く各実施形態のいずれかの構成と同様である。一方、表示素子基板77に設けられる発光素子は、各領域25A,25B内に位置するように形成され、発光層83を、陽極81と陰極82との間で挟持する構成となっている。
As shown in FIG. 17, the
陽極81及び陰極82は、ITOその他の導電材料からなる。本実施形態は、発光層から発した光を陰極82側から取り出すトップエミッション型の構造であるため、陰極82はITO等の透光性導電材料が用いられる。また、陽極81側に発した光を陰極82側から取り出せるように、陽極81にはAlやAg等の高反射率の金属材料や、Al/ITO等の透光性材料と高反射率金属材料とを好適に採用することができる。
The
発光層83は、正孔輸送層83a、白色発光層83b、電子輸送層83cからなり、陽極81上にこの順で積層されている。発光層83の形成材料(発光材料)としては、高分子発光体や低分子の有機発光色素、すなわち各種の蛍光物質や燐光物質などの発光物質が使用可能である。発光物質となる共役系高分子の中ではアリーレンビニレン又はポリフルオレン構造を含むものなどが特に好ましい。
The
本実施形態の様に、液晶表示装置に限らず、発光型ディスプレイにおいてもパララックスバリアを適用することができ、表示画面の分割や視角制限を行うことができる。 As in the present embodiment, the parallax barrier can be applied not only to the liquid crystal display device but also to the light emitting display, and the display screen can be divided and the viewing angle can be limited.
なお、本発明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において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、液晶表示装置は、上記各実施形態における構成を適宜組み合わせてもよい。
また、上記第3,第4実施形態においては、サブ画素領域25を第1領域25A及び第2領域25Bに分割しなくてもよい。
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various change can be added in the range which does not deviate from the meaning of this invention.
For example, a liquid crystal display device may combine the structure in each said embodiment suitably.
Further, in the third and fourth embodiments, the
(電子機器)
図18は、本発明に係る電子機器の一例を示す斜視図である。この図に示す携帯電話1300は、本発明の第3,4実施形態の視野角制限表示を可能にした液晶表示装置を小サイズの表示部1301として備え、複数の操作ボタン1302、受話口1303、及び送話口1304を備えて構成されている。
上記各実施の形態の表示装置は、上記携帯電話に限らず、電子ブック、パーソナルコンピュータ、ディジタルスチルカメラ、液晶テレビ、ビューファインダ型あるいはモニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、POS端末、タッチパネルを備えた機器等々の画像表示手段として好適に用いることができ、いずれの電子機器においても、明るく、高コントラストであり、かつ広視野角であって、色むらや表示むらのない高画質の反射表示、あるいは半透過反射表示が可能になっている。
(Electronics)
FIG. 18 is a perspective view showing an example of an electronic apparatus according to the invention. A
The display device of each of the above embodiments is not limited to the mobile phone, but is an electronic book, a personal computer, a digital still camera, a liquid crystal television, a viewfinder type or a monitor direct view type video tape recorder, a car navigation device, a pager, and an electronic notebook. , Calculators, word processors, workstations, video phones, POS terminals, devices equipped with touch panels, etc., and can be suitably used as image display means. In any electronic device, it is bright, has high contrast, and has a wide viewing angle. In addition, high-quality reflection display or transflective display without color unevenness and display unevenness is possible.
1…液晶表示装置(電気光学装置)、10…素子基板、10A…基体本体、B1,B2,B3…遮光部、P1,P2,P3…パララックスバリア(遮光機能層)、16…画素表示領域、25A…第1領域、25B…第2領域、26A…第1領域群、26B…第2領域群、40…液晶パネル(表示パネル)、50…液晶層(電気光学層)、CF…カラーフィルタ、1300…携帯電話(電子機器)
DESCRIPTION OF
Claims (12)
前記基板の面方向に間隔をおいて形成された複数の遮光部を有し、且つ、前記基板の厚さ方向に間隔をおいて形成された複数の遮光機能層と、を備え、
複数の前記遮光機能層は、前記電気光学層側から前記基板に出射する光のうち、前記基板に対して所定の角度で傾斜した方向に出射する光を吸収し、且つ、前記基板に対して他の角度で傾斜した方向に出射する光を透過することを特徴とする電気光学装置。 A substrate having a plurality of pixel regions and holding an electro-optic layer;
A plurality of light shielding portions formed at intervals in the surface direction of the substrate, and a plurality of light shielding functional layers formed at intervals in the thickness direction of the substrate,
The plurality of light shielding functional layers absorb light emitted in a direction inclined at a predetermined angle with respect to the substrate out of light emitted from the electro-optic layer side to the substrate, and with respect to the substrate An electro-optical device that transmits light emitted in a direction inclined at another angle.
前記遮光機能層は、前記基板上に複数積層されていることを特徴とする請求項1記載の電気光学装置。 A counter substrate facing the substrate through the electro-optic layer;
The electro-optical device according to claim 1, wherein a plurality of the light shielding function layers are stacked on the substrate.
複数の前記遮光機能層のうち一の遮光機能層は、前記対向基板に形成されていることを特徴とする請求項1記載の電気光学装置。 A counter substrate facing the substrate through the electro-optic layer;
The electro-optical device according to claim 1, wherein one of the plurality of light shielding functional layers is formed on the counter substrate.
前記第1画素領域群において出射する光については、複数の前記遮光機能層が、前記基板の法線方向に対して一方の側に所定の角度で傾斜した方向に出射する光を透過し、且つ、前記基板の法線方向に対して他方の側に所定の角度で傾斜した方向に出射する光を吸収し、
前記第2画素領域群において出射する光については、複数の前記遮光機能層が、前記他方の側に所定の角度で傾斜した方向に出射する光を透過し、且つ、前記一方の側に所定の角度で傾斜した方向に出射する光を吸収することを特徴とする請求項4に記載の電気光学装置。 The plurality of pixel regions include first and second pixel region groups,
For the light emitted in the first pixel region group, the plurality of light shielding functional layers transmit light emitted in a direction inclined at a predetermined angle on one side with respect to the normal direction of the substrate, and Absorbing light emitted in a direction inclined at a predetermined angle on the other side with respect to the normal direction of the substrate;
With respect to the light emitted from the second pixel region group, the plurality of light shielding functional layers transmit light emitted in a direction inclined at a predetermined angle to the other side, and have a predetermined value on the one side. The electro-optical device according to claim 4, which absorbs light emitted in a direction inclined at an angle.
前記電極は、前記遮光部を兼ねることを特徴とする1乃至7のいずれか一項に記載の電気光学装置。 An electrode for driving the electro-optic layer;
The electro-optical device according to claim 1, wherein the electrode also serves as the light shielding portion.
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