JP2010230710A - 液晶表示装置および電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】視角制御画素１０２に対して十分な書き込みを確保する。
【解決手段】サブ表示画素１０１は、走査線１１２とデータ線１１４との交差に対応して設けられたサブ表示画素１０１は、ＴＦＴと液晶容量とを備える。視角制御画素１０２は、サブ表示画素１０１に対応して設けられ、一端が視角制御線１１５に接続され、他端が共通線１０８ｅに接続された液晶容量を備える。視角制御線１１５は、例えば２列毎にまとめられて共通接続されている。視角制御回路１６０は、２列毎にまとめられた視角制御線毎に、視角制御に応じた電圧の視角制御信号をそれぞれ独立に供給する。
【選択図】図１

Description

本発明は、視角制御機能を備える液晶表示装置に関する。

携帯電話機やＰＤＡ（personal digital assistants）などの電子機器の表示部には、小型、薄型、低消費電力などの利点を有する液晶表示装置が広く用いられている。この種の電子機器に適用される液晶表示装置では、通常では広い視角が求められる一方で、他人に覗かれたくないなどの理由により一時的に狭い視角が求められる場合もある。そこで、表示画素に加え、視角制御画素を設けるとともに、該視角制御画素をオフ状態またはオン状態のいずれかに制御することによって、視角が広い状態と狭い状態とで切り替え可能とする視角制御機能を有する液晶表示装置が提案されている（特許文献１参照）。

特開２００８−１９１６４５号公報（図２）

しかしながら、表示部のサイズが大きくなったり、解像度が高くなったりしたときに、視角制御画素や配線などの負荷が重くなり、視角制御画素に対する書き込み能力の低下が懸念された。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的の１つは、視角制御画素に対する書き込み能力の低下を防止する技術を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明に係る液晶表示装置は、複数の走査線と複数のデータ線との交差に対応してそれぞれ設けられ、各々は、前記走査線が選択されたときに前記データ線に接続される表示画素電極とコモン電極とにおける電圧によって前記液晶層が駆動される表示画素と、前記表示画素に対応して設けられ、各々は、視角制御線に接続された視角制御画素電極とコモン電極との電圧によって液晶層が駆動され、視角度に対する透過率または反射率の特性が前記表示画素とは異なる視角制御画素と、２以上の視角制御線毎に、視角制御に応じた電圧の視角制御信号をそれぞれ独立に供給する視角制御回路と、を具備することを特徴とする。本発明によれば、視角制御に応じた電圧の視角制御信号を、２以上の視角制御線に対し独立に供給するので、書き込み時における負荷が軽くなり、十分な書き込み能力を確保することが可能となる。

本発明において、複数の前記走査線を、フレームにわたって所定の順番で選択する走査線駆動回路と、前記データ信号を、選択された走査線に対応する表示画素の階調成分に応じた電圧として前記データ線に供給するデータ線駆動回路と、を備え、前記視角制御回路は、前記視角制御信号の電圧を、前記フレームとは異なる期間で切り替える構成としても良い。この構成によれば、フリッカーを目立たなくすることが可能となる。
前記視角制御回路は、複数の視角制御信号の位相を互いにシフトさせて供給しても良い。すべて同位相同波形で供給する場合と比較して、発生するノイズ等を抑えることが可能となる。
前記視角制御回路は、２以上の視角制御線毎に、視角制御のオンまたはオフに応じた電圧の視角制御信号を供給しても良い。これにより、特定の領域だけを視角制御することが可能となる。
また、本発明において、前記視角制御線は、前記データ線と交差しないように設けられた構成も好ましい。この構成によれば、データ線に、視角制御線の電圧変化に伴うノイズが混入するのを抑えることが可能となる。
なお、本発明は、液晶表示装置のほか、該液晶表示装置を有する電子機器としても概念することが可能である。

実施形態に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。 同液晶表示装置における表示パネル等の構成を示す斜視図である。 同液晶表示装置の表示画素および視角制御画素の等価回路を示す図である。 同液晶表示装置の表示画素および視角制御画素の構成を示す平面図である。 同液晶表示装置の視角特性等を示す図である。 同液晶表示装置における視角制御回路を簡易的に示す図である。 同表示パネル等の構成を示す平面図である。 同液晶表示装置の動作を示す図である。 同液晶表示装置の視角制御の一例を示す図である。 応用・変形例（その１）に係る液晶表示装置の動作を示す図である。 応用・変形例（その２）に係る液晶表示装置の構成を示す図である。 応用・変形例（その３）に係る液晶表示装置の要部構成を示す図である。 応用・変形例（その４）に係る液晶表示装置の要部構成を示す図である。 実施形態に係る液晶表示装置を適用した携帯電話を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図１は、実施形態に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。
この図に示されるように、液晶表示装置１０は、表示パネル１００の周辺に、表示制御回路２０、走査線駆動回路１４０、データ線駆動回路１５０および視角制御回路１６０が配置した構成となっている。

このうち、表示パネル１００は、図２に示されるように、素子基板１００ａと対向基板１００ｂとを一定の間隙を保って貼り合わせられた構成となっている。なお、素子基板１００ａと対向基板１００ｂとの間隙には液晶層が封入されるが、図２では省略されている。
表示パネル１００の背面側には、ＬＥＤ５２を有するバックライト５０が設けられ、観察側に向けて白色光を照射する。また、素子基板１００ａの背面側には偏光板４０ａが、対向基板１００ｂの観察側には偏光板４０ｂが、それぞれ設けられている。

表示パネル１００には、図１に示されるように、２４０行の走査線１１２が横（Ｘ）方向に沿って設けられる一方、９６０（＝３２０×３）列のデータ線１１４が縦（Ｙ）方向に沿って、かつ、各走査線１１２と互いに電気的に絶縁を保つように設けられている。さらに、２４０行の走査線１１２と９６０列のデータ線１１４との各交差に対応して、それぞれサブ表示画素１０１が設けられる。
ここで、Ｘ方向にわたって互いに隣接する３つのサブ表示画素１０１は、それぞれＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）に対応したものであり、これらのＲ・Ｇ・Ｂの３つのサブ表示画素１０１の加法混色によって、カラー表示の単位となる画素が構成される。このため、本実施形態では、縦２４０画素×横３２０画素でカラー画像を表示することになる。
なお、本実施形態のようにカラー表示する場合、表示単位となる１画素は、複数の異なる色のサブ表示画素１０１から構成される。この構成では、サブ表示画素の各々がそれぞれ表示画素に相当することになる。一方、後述するように単色表示する構成では、表示画素は、表示単位となる１画素に一致することになる。

本実施形態では、Ｒ・Ｇ・Ｂのサブ表示画素１０１の３個に対応して、すなわち表示単位となる１画素に対応して、１個のＣの視角制御画素１０２がＢのサブ表示画素１０１の右側に隣接して設けられている。これに伴い、視角制御線１１５が、３列のデータ線１１４に対し１列の割合で、Ｂのサブ表示画素１０１の列の右側においてＹ方向に沿って設けられている。このため、本実施形態では、視角制御線１１５の列数が「３２０」となっている。

すべてのデータ線１１４の一端は、図１において上側に引き出されて、データ線駆動回路１５０にそれぞれ接続される。
これに対し、すべての視角制御線１１５の一端は、データ線駆動回路１５０とは反対側である下側に引き出されるとともに、互いに２列ずつまとめられて共通化されて視角制御回路１６０にそれぞれ接続されている。このため、視角制御線１１５と視角制御回路１６０との接続点数は、視角制御線１１５の列数「３２０」に対し半分の「１６０」となっている。なお、データ線駆動回路１５０および視角制御回路１６０の機能については、表示制御回路２０や走査線駆動回路１４０とともに後述する。

図３は、サブ表示画素１０１および視角制御画素１０２の等価回路を示す図であり、任意の２行において隣接する２画素分の構成を示している。
この図に示されるように、Ｒ・Ｇ・Ｂのサブ表示画素１０１は、電気的には互いに同一の等価回路で示され、それぞれｎチャネル型の薄膜トランジスタ（thin film transistor：以下単に「ＴＦＴ」と略称する）１１６と液晶容量１２０とを有する構成となっている。
これに対し、Ｃの視角制御画素１０２は、ＴＦＴ１１６を有さず、液晶容量１３０のみを有する構成となっている。

本実施形態において表示パネル１００は、素子基板１００ａと対向基板１００ｂとの間に液晶層１０５を封入した構成であって、液晶層にかかる電界方向を基板面方向としたＦＦＳ（fringe field switching）モードとしたものである。後述するようにサブ表示画素１０１および視角制御画素１０２の各々では、それぞれコモン電極１０８の表面に、絶縁層等を介して画素電極が形成された構造となっている。このため、画素電極とコモン電極１０８との間では、絶縁層等によって一種の容量成分が生じる。この容量成分が液晶容量であり、この液晶容量の保持電圧で生じた電界に応じて、液晶分子の配向方向が変化する構成となっている。
ただし、サブ表示画素１０１と視角制御画素１０２とでは、画素電極の形状が異なっているので、液晶層１０５に働く電界の方向も異なっている。両者を区別するために、サブ表示画素１０１および視角制御画素１０２における液晶容量（画素電極）の符号をそれぞれ異ならせている。

詳細には、サブ表示画素１０１にあっては、ＴＦＴ１１６のゲート電極が走査線１１２に接続される一方、そのソース電極がデータ線１１４に接続され、そのドレイン電極が画素電極(表示画素電極）１１８に接続されている。液晶容量１２０の一端である画素電極１１８は、ＴＦＴ１１６のドレイン電極に接続される一方、液晶容量１２０の他端であるコモン電極１０８は、共通線１０８ｅに共通接続されている。
視角制御画素１０２にあっては、液晶容量１３０の一端である画素電極（視角制御画素電極）１１９が視角制御線１１５に接続される一方、液晶容量１３０の他端であるコモン電極１０８が共通線１０８ｅに共通接続されている。
共通線１０８ｅは、図示省略した給電回路によって一定の電圧Ｖcomに保たれている。

図４は、素子基板１００ａにおいてＲ・Ｇ・Ｂのサブ表示画素１０１および視角制御画素１０２に相当する領域の構成を示す平面図である。
本実施形態において、ＴＦＴ１１６はアモルファスシリコン型であって、そのゲート電極が半導体層よりも下側（紙面奥側）に位置するボトムゲート型とした構成である。
図において、第１電極層となるゲート配線のパターニングによって、走査線１１２および共通線１０８ｅが形成され、さらに、第２導電層となるＩＴＯ（indium tin oxide）層のパターニングにより、矩形形状のコモン電極１０８が共通線１０８ｅと重なるように形成されている。この重なりにより、コモン電極１０８は、共通線１０８ｅと電気的に接続されることになる。

次に、ゲート絶縁膜（図示省略）が形成され、さらにＴＦＴ１１６の半導体層３０が島状に形成されている。第３導電層となる金属層のパターニングにより、ＴＦＴ１１６のソース電極を兼ねるデータ線１１４、分岐配線１１５ｂを伴う視角制御線１１５、および、ドレイン電極３２が形成されている。
続いて層間絶縁膜（図示省略）が形成された後、サブ表示画素１０１にあっては、該層間絶縁膜を貫通してドレイン電極３２に達するコンタクトホール３４が設けられる一方、視角制御画素１０２にあっては、該層間絶縁膜を貫通して分岐配線１１５ｂに達するコンタクトホール３５が設けられる。
そして、第４導電層となるＩＴＯ層のパターニングにより、櫛歯状の画素電極１１８が平面的に見てドレイン電極３２と重なるように形成される一方、はしご状の画素電極１１９が、平面的に見て分岐配線１１５ｂと重なるように形成される。これにより、画素電極１１８は、コンタクトホール３４を介してドレイン電極３２に接続され、画素電極１１９は、コンタクトホール３５を介して視角制御線１１５（分岐配線１１５ｂ）に接続されることになる。
この後、ポリイミド等からなる配向膜が画素の配列領域にわたって形成されるとともに、Ｙ方向に平行であって逆平行（アンチパラレル）方向のラビング処理が施される。ここで、素子基板１００ａにおいて背面側に設けられる偏光板４０ａは、その透過軸がラビング方向と直交する方向に設定される。

対向基板１００ｂについては特に図示しないが、コモン電極１０８と対向する領域において開口部を有する遮光層が設けられるとともに、サブ表示画素１０１にあっては、開口部においてそれぞれＲＧＢのいずれかに対応するカラーフィルターが設けられる。これに対し、視角制御画素１０２にあっては、該開口部においてカラーフィルターが設けられず、素通しの状態となっている。
なお、対向基板１００ｂにおいて液晶層１０５に接する面には、素子基板１００ａと同様な配向膜が形成されて、素子基板１００ａと同方向にラビング処理される。また、対向基板１００ｂの観察側に設けられる偏光板４０ｂは、その透過軸が、ラビング方向と同方向に設定される。

バックライト５０から表示パネル１００に背面側から照射される光は、偏光板４０ａによって直線偏光に変換されて、サブ表示画素１０１および視角制御画素１０２のそれぞれに入射する。
サブ表示画素１０１において、コモン電極１０８と画素電極１１８との間（すなわち液晶容量１２０）がオフ電圧である場合、液晶分子がラビング方向に応じた方向に沿って配向するので、液晶層１０５に入射した直線偏光は、その入射時の直線偏光状態を保って液晶層１０５から出射する。ただし、この直線偏光方向は、偏光板４０ｂの吸収軸にほぼ一致しているので、該偏光板４０ｂによって遮断される。
したがって、サブ表示画素１０１では、オフ電圧の印加状態にあっては、視角度の大小にかかわらず、暗状態となる。

ここで、視角度については、図２に示されるように、透過率の測定対象となる着目画素ｐから観察側に向かう基板法線方向の方位を０度とし、着目画素ｐを通過して、かつ、Ｙ方向に平行な軸ｑを中心にして回転させたときの角度θで規定している。

サブ表示画素１０１において、コモン電極１０８と画素電極１１８との間がオン電圧である場合、液晶分子は、画素電極１１８におけるスリットとほぼ直交する方向に配向する。このため、液晶層１０５に入射した直線偏光は、該液晶層１０５によって位相差が与えられるために、入射時の偏光方向と直交する方向に変換されて、該液晶層１０５から出射する。変換された偏光方向は、偏光板４０ｂの透過軸とほぼ一致するので、偏光板４０ｂを透過する。
したがって、サブ表示画素１０１では、オン電圧の印加状態にあっては、表示光として視認される明状態となる。このとき、サブ表示画素１０１の視角特性では、図５（ａ）において実線で示されるように視角度θがゼロにおいて透過率が最大となり、視角度θが大きくなるにつれて、徐々に透過率が低下する。
なお、図５（ａ）においては、透過率の最大値を１００％とし、最小値を０％として正規化している、

一方、視角制御画素１０２において、コモン電極１０８と画素電極１１９との間（すなわち液晶容量１３０）がオフ電圧である場合、サブ表示画素１０１と同様な理由から、視角度θの大小にかかわらず、暗状態となる。
したがって、視角制御画素１０２にオフ電圧を印加して、サブ表示画素１０１をＲＧＢの成分に応じた透過率に制御すると、サブ表示画素１０１の透過光に基づく画像を、視角度θの広い範囲で視認させることが可能となる（広視角モード）。
これをコントラスト比でみてみると、図５（ｂ）において実線で示されるように、視角度θが−８０度から＋８０度の広い範囲で２０以上となるので、この範囲であれば、どの方向からみても画像が見易い。

これに対し、視角制御画素１０２において、コモン電極１０８と画素電極１１９との間がオン電圧である場合、液晶分子は、基板方向とほぼ垂直方向に配向する。この配向状態では、液晶層１０５における位相差変化がないので、視角制御画素１０２の視角特性では、図５（ａ）において破線で示されるように、視角度θがゼロにおいては暗状態となる。ただし、透過率は、視角度θがゼロから±５０度程度なるまでの範囲では、視角度θが大きくなるにつれて、液晶層１０５による位相差変化に応じて増加し、視角度θが±５０度程度でピークを迎え、以降視角度θが大きくなるにつれて、液晶層１０５による位相差変化に応じて減少する。
このため、視角制御画素１０２にオン電圧を印加すると、該視角制御画素１０２は、正面から見ると暗状態の黒表示であるが、横側に傾けた方向から見ると、増加した透過率の分だけ明るくみえる。
したがって、視角制御画素１０２にオン電圧を印加して、サブ表示画素１０１をＲＧＢ成分に応じた透過率に制御した場合、サブ表示画素１０１の透過光に基づく画像を、正面からは、視認させることはできる。しかしながら、横側に傾けた方向からでは、サブ表示画素１０１の透過率が、それほど変化しないのに対し、視角制御画素１０２の透過率が増加するために、コントラスト比が低下する。このため、視角制御画素１０２にオン電圧を印加すれば、サブ表示画素１０１の透過光に基づく画像を、正面以外では、視認し難くすることが可能となる（狭視角モード）。
これをコントラスト比でみてみると、図５（ｂ）において破線で示されるように、視角度θが−５０度以下の範囲および＋５０度の以上の範囲で、２以下となるので、これらの範囲では画像が非常に見え難くなる。

説明を図１に戻すと、表示制御回路２０は、各種の制御信号を生成して、各部を制御するものである。詳細には、表示制御回路２０は、制御信号Ｃtr-yによって走査線駆動回路１４０を制御するとともに、制御信号Ｃtr-xによってデータ線駆動回路１５０を制御し、さらに制御信号Ｃtr-cによって視角制御回路１６０を制御する。

走査線駆動回路１４０は、制御信号Ｃtr-yにしたがって１〜２４０行目の走査線１１２に、それぞれ走査信号を供給するものである。
詳細には、走査線駆動回路１４０は、図８に示されるように、フレームにわたって走査線１１２を１、２、３、…、２４０行目という順番で選択するとともに、選択した走査線への走査信号を選択電圧Ｖ_ＧＨに相当するＨレベルとし、それ以外の走査線への走査信号を非選択電圧Ｖ_ＧＬに相当するＬレベルとする。
なお、便宜的に１、２、３、…、２４０行目の走査線１１２に供給される走査信号を、それぞれＹ1、Ｙ2、Ｙ3、…、Ｙ240と表記している。
また、フレームとは、表示パネル１００を駆動することによって、画像の１コマ分を表示させるのに要する期間をいい、本実施形態では、表示パネル１００の垂直走査周波数を６０Ｈｚとし、その逆数である１６．７ミリ秒としている。

データ線駆動回路１５０は、走査線駆動回路１４０によって選択される走査線に位置するサブ表示画素１０１に対し、ＲＧＢのいずれかに応じた階調成分に応じた電圧のデータ信号を、データ線１１４を介して供給するものである。
詳細には、データ線駆動回路１５０は、サブ表示画素１０１のマトリクス配列に対応した記憶領域（図示省略）を有し、各記憶領域は、それぞれサブ表示画素１０１のＲＧＢのいずれかの階調成分を指定する表示データＤaを記憶する。ここで、データ線駆動回路１５０は、選択走査線に位置するサブ表示画素１０１の表示データＤaを記憶領域から１行分読み出すとともに、表示データＤaで指定された階調成分に応じた電圧のデータ信号に変換し、データ線１１４に供給する。この供給動作を、データ線駆動回路１５０は、選択走査線に位置する９６０列分のそれぞれについて並列的に実行する。
ここで、左から数えてｊ番目の画素（表示単位）に対応するＲ・Ｇ・Ｂのデータ信号を、それぞれＸRj、ＸGj、ＸBjと表記している。ｊは、本実施形態では１から３２０までの整数である。
また、表示すべき画像に変更が生じると、表示制御回路２０は、変更後の表示データＤaを供給するとともに、データ線駆動回路１５０における記憶領域の内容を書き換える構成となっている。

視角制御回路１６０は、１６０個の出力端子から、それぞれ視角制御信号を出力するものである。詳細には、視角制御回路１６０は、図６に示されるように、各出力端子Ｏutへの最終段がそれぞれアンプ１６２となっており、このアンプ１６２および出力端子Ｏutを介して、それぞれ視角制御信号を出力する構成となっている。
上述したように、本実施形態では、視角制御回路１６０における１個の出力端子が２列の視角制御線１１５に共通接続されているので、アンプ１６２の１個当たりの負荷は、視角制御画素１０２の２列分に相当している。
なお、左から数えて１・２、３・４、５・６、…、３１９・３２０列目の視角制御線１１５に供給される視角制御信号を、それぞれＸc1、Ｘc2、Ｘc3、…、Ｘc160と表記している。

表示パネル１００におけるＴＦＴ１１６をアモルファスシリコン型としたとき、走査線駆動回路１４０や、データ線駆動回路１５０、視角制御回路１６０については、表示パネル１００に対して、それぞれ個別の、または、これらの機能を適宜組み合わせた半導体（ベアチップ）が、ＣＯＧ（chip on glass）技術を用いて実装される。
また、走査線駆動回路１４０やデータ線駆動回路１５０については、それぞれ１チップではなく、図７に示されるように２個に分割されて、あるいは、それぞれ３個以上に分割されて、ＣＯＦ（chip on film）技術などによって表示パネル１００に実装されても良い。なお、図７において、表示制御回路２０は、二点鎖線で示される領域側に設けられる。また、視角制御回路１６０についても、２個以上に分割しても良い。
さらに、ＴＦＴ１１６については他の構造、例えばゲート電極の配置でいえばトップゲート型としても良いし、プロセスでいえばポリシリコン型としても良い。ＴＦＴ１１６をポリシリコン型とするのであれば、走査線駆動回路１４０や、データ線駆動回路１５０、視角制御回路１６０の構成素子を、素子基板にあって画素のマトリクス配列の周辺領域に造り込んでも良い。

次に、液晶表示装置１０における電圧の書き込み動作について図８を参照して説明する。本実施形態では、液晶容量１２０、１３０を交流駆動する際に、書き込む電圧の極性をフレームにわたって同一とするとともに、次のフレームにおいて反転させる面反転方式とする。このため、表示制御回路２０は、あるフレーム（図８において「ｎフレーム」と表記している）において正極性を指定し、次の（ｎ＋１）フレームの期間において負極性を指定して、以下同様にフレーム毎に極性を反転させる。
なお、極性とは、液晶容量１２０（１３０）に電圧を保持させる際に、画素電極１１８（１１９）をコモン電極１０８よりも高位側とする場合を正極性とし、低位側とする場合を負極性とする。
また、電圧については、液晶容量１２０（１３０）に印加される電圧を除き、図示省略した接地電位を電圧ゼロの基準とする。液晶容量１２０（１３０）に印加される電圧は、コモン電極１０８と画素電極１１８（１１９）との電位差であり、他の電圧と区別する必要があるからである。

走査信号Ｙ1〜Ｙ240は、上述したように各フレームにわたって、この順番で選択電圧Ｖ_ＧＨに相当するＨレベルとなる。このため、ｎフレームにおいては、まず走査信号Ｙ1だけがＨレベルとなる。
走査信号Ｙ1がＨレベルとなる期間において、データ線駆動回路１５０は、１行目におけるサブ表示画素１０１の表示データＤaを読み出すとともに、当該表示データＤaで指定された電圧だけ、電圧Ｖcomを基準に高位側とした電圧のデータ信号に変換し、それぞれデータ線１１４に供給する。
これにより例えば、左から数えてｊ番目の画素に対応するＲのデータ信号ＸRjは、１行ｊ列の画素のうち、表示データＤaで指定されたＲの階調成分に応じた分（図８において↑で示される電圧）だけ電圧Ｖcomよりも高位側とした電圧となる。

走査信号Ｙ1がＨレベルであると、１行目に位置するＴＦＴ１１６がオン状態（導通状態）となる。このため、１行目における画素電極１１８には、データ線１１４に供給されたデータ信号がオン状態のＴＦＴ１１６を介して印加されるので、１行目のサブ表示画素１０１における液晶容量１２０には、それぞれ階調に応じた正極性の電圧が書き込まれる。
なお、走査信号Ｙ1がＬレベルに切り替わると、１行目に位置するＴＦＴ１１６がオフ状態（非導通状態）となるが、液晶容量１２０に書き込まれた電圧は、その容量成分によって保持される。

次に、走査信号Ｙ2だけがＨレベルとなる。走査信号Ｙ2がＨレベルとなる期間において、データ線駆動回路１５０は、２行目のサブ表示画素１０１の各々に対応する表示データＤaで指定された電圧だけ、電圧Ｖcomを基準に高位側とした電圧のデータ信号に変換し、それぞれデータ線１１４に供給する。
これにより、２行目のサブ表示画素１０１における液晶容量１２０には、それぞれ階調成分に応じた正極性の電圧が書き込まれることになる。

ｎフレームにおいては、サブ表示画素１０１にあっては以下同様な動作が、３、４、５、…、２４０行目の順に実行される。これにより、すべてのサブ表示画素１０１における液晶容量１２０には、それぞれ階調成分に応じた正極性の電圧が書き込まれる。
次の（ｎ＋１）フレームにおいて、サブ表示画素１０１にあっては書き込み極性が反転して負極性となる以外、ｎフレームと同様な動作が実行される。なお、負極性となった場合、データ信号ＸRjは、Ｒの表示データＤaで指定された階調成分に応じた分（図８において↓で示される電圧）だけ電圧Ｖcomよりも低位側とした電圧となる。

一方、視角制御画素１０２に対する電圧の書き込みは、次のように実行される。詳細には、視角制御回路１６０は、視角制御のオンが指定されている場合、図８に示されるように、視角制御信号Ｘc1〜Ｘc160の電圧を、１１．１ミリ秒毎にＶon(+)、Ｖon(-)で交互に切り替える。すなわち、視角制御画素１０２に対する電圧の書き込みは、１．５倍の速度で実行される。
これにより、すべての視角制御画素１０２における液晶容量１３０には、視角制御信号Ｘc1〜Ｘc160が電圧Ｖon(+)である場合には正極性のオン電圧が、視角制御信号Ｘc1〜Ｘc160が電圧Ｖon(-)である場合には負極性のオン電圧が、それぞれ印加されることになる。

なお、上述したように液晶分子は、サブ表示画素１０１にあっては、基板面に沿った平行方向で回転するのに対し、視角制御画素１０２では、基板面に対して平行方向から垂直方向に回転するので、より高いエネルギーが要求される。このため、視角制御画素１０２の駆動電圧は、サブ表示画素１０１の駆動電圧よりも高くなる傾向にある。
したがって、視角制御信号における正極性の電圧Ｖon(+)は、データ信号において白色を指定する正極性の電圧よりも高く、視角制御信号における負極性の電圧Ｖon(-)は、データ信号において白色を指定する負極性の電圧よりも低く設定する必要がある。
仮に、視角制御画素１０２をサブ表示画素１０１と同様にＴＦＴによってスイッチングする構成にすると、選択電圧Ｖ_ＧＨをＶon(+)よりも高く、非選択電圧Ｖ_ＧＬをＶon(-)よりも低く設定する必要があるので、走査線駆動回路１４０の構成素子に高い電圧耐性が要求される。
これに対し、本実施形態では、視角制御画素１０２を、ＴＦＴを介することなく、視角制御線１１５とコモン電極１０８とにより駆動するので、図８に示されるように、選択電圧Ｖ_ＧＨをＶon(+)よりも低く、非選択電圧Ｖ_ＧＬをＶon(-)よりも高く設定することができる。
これにより、本実施形態では、走査線駆動回路１４０の構成素子に高い電圧耐性が要求されることはない。

図８には、データ信号ＸRj、視角制御のオンにおける視角制御信号Ｘc1〜Ｘc160のほか、１行ｊ列の画素のうち、Ｒの画素電極１１８の電圧Ｒ(1,j)、および、任意の画素電極１１９の電圧Ｃpixの波形が示されている。
このうち、電圧Ｒ(1,j)は、走査信号Ｙ1がＨレベルとなったときに、データ信号ＸRjの電圧となり、以後、走査信号Ｙ1がＬレベルとなっても保持される。液晶容量１２０の他端は、電圧Ｖcomのコモン電極１０８であるので、１行ｊ列の画素のうち、Ｒの液晶容量１２０に書き込まれて保持される電圧は、電圧Ｒ(1,j)においてハッチングで示されたものとなる。
視角制御画素１０２の液晶容量１３０は、一端が視角制御線１１５に接続された画素電極１１９であり、他端がコモン電極１０８であるので、液晶容量１３０には、電圧Ｃpixの波形においてハッチングで示された電圧が印加されることになる。

なお、視角制御回路１６０は、視角制御のオフが指定されている場合、特に図示しないが、視角制御信号Ｘc1〜Ｘc160をコモン電極１０８に等しい電圧Ｖcomとさせる。これにより、すべての液晶容量１３０には、オフ電圧としてのゼロ電圧がそれぞれ印加されることになる。
また、図８において、走査信号Ｙ1〜Ｙ240の電圧を示す縦スケールに対し、データ信号ＸRj、視角制御信号Ｘc1〜Ｘc160等の電圧を示す縦スケールを、便宜的に拡大している。

本実施形態に係る液晶表示装置１０によれば、視角制御画素１０２に対し、視角制御のオンオフに応じた電圧の視角制御信号を、２列分毎に供給するので、書き込み時における負荷が軽くなって、液晶容量１３０に対して十分な書き込みが可能となる。

また、サブ表示画素１０１に対する電圧の書き込みに対し、視角制御画素１０２に対する電圧の書き込みは、１．５倍の速度で実行されるので、フリッカーの低減も期待できる。
この点について詳述すると、フリッカーは、液晶容量を交流駆動する際に、正極性電圧を書き込んだときの実効値と負極性電圧を書き込んだときの実効値とが何らかの理由により異なって、透過率に差が生じることにより発生する。サブ表示画素１０１（液晶容量１２０）に対する電圧の印加と視角制御画素１０２（液晶容量１３０）に対する電圧の印加とが同じ速度の関係または逓倍の関係にあると、透過率の変化方向がサブ表示画素１０１と視角制御画素１０２とで長時間にわたって一致してしまう場合がある。この場合、例えばサブ表示画素の透過率が小さくなる（暗くなる）と、正面から若干傾けた角度からみたときにおける視角制御画素の透過率も小さくなるので、フリッカーは、視角制御をオフする場合と比較して結果的に増長される。
これに対し、本実施形態では、視角制御画素１０２に対して、サブ表示画素１０１と比較して、正極性電圧と負極性電圧との切り替え周期を２／３、すなわち、サブ表示画素１０１の１．５倍の速度で電圧を書き込む構成としているので、サブ表示画素１０１と視角制御画素１０２とで透過率の変化方向が長時間にわたって一致することがない。詳細にはいえば、１．５倍の速度は、フリッカーが増長されやすい１倍の速度と、同様にフリッカーが増長されやすい２倍の速度とからいずれも同じ分だけ離れている。このため、本実施形態では、フリッカーの低減も期待できるのである。
なお、視角制御画素１０２に対して、サブ表示画素１０１の２．５倍、３．５倍、４．５倍などの速度で電圧を書き込む構成においても、同様な理由からフリッカーの増長を抑えることは可能である。ただし、駆動周波数が高くなることによって消費電力が大きくなる、という点について留意する必要がある。また、視角制御画素１０２に対して、サブ表示画素１０１の２／３倍の速度で電圧を書き込む構成では、低周波数化に伴って視角制御画素１０２自体の極性差に起因するフリッカーが、正面から若干傾けた角度からみたときに視認されやすくなる。

本実施形態では、視角制御信号Ｘc1〜Ｘc160をすべて同じ波形として、視角制御のオンオフをすべての視角制御画素１０２にわたって共通に指定したが、視角制御信号Ｘc1〜Ｘc160の一部をオン波形、他をオフ波形としても良い。
このように視角制御信号の一部をオン波形とすると、例えば、図９に示されるように、表示パネル１００の表示領域のうち、ある特定の列領域に限って視角制御をオンにして狭視角モードとして、斜め方向から見難くさせる一方、他の列領域については視角制御をオフにして、広視角モードとすることが可能である。
また、視角制御線１１５を２列ずつではなく、３以上の列数ずつでまとめて視角制御回路１６０に接続した構成しても良い。なお、視角制御線１１５をまとめる列数を多くすると、視角制御回路１６０の出力数を削減することができるので、視角制御回路１６０の構成簡略化や低コスト化を図ることが可能となるほか、視角制御線１１５と視角制御回路１６０との接続点数も減少するので、接続ピッチを緩和することも可能となる。

＜応用・変形例＞
本発明は、上述した実施形態に限られず、次のように様々な応用・変形が可能である。

＜その１＞
視角制御信号Ｘc1〜Ｘc160をすべて同位相（同波形）とするのではなく、図１０に示されるように、位相を順番にシフトしても良い。
視角制御信号Ｘc1〜Ｘc160をすべて同位相にすると、すべての視角制御画素１０２が同時に駆動されるために、突入電流が流れて、大きなノイズが時間的に一点に集中して発生する可能性がある。これに対して、視角制御信号Ｘc1〜Ｘc160の位相を順次シフトさせると、小さいなノイズが時間的に分散して発生するので、ノイズに起因する表示品位の低下を抑えることが可能となる。

＜その２＞
また、実施形態において、視角制御回路１６０は、画素のマトリクス配列を挟んで、データ線駆動回路１５０とは反対の辺側に実装したが、この理由は、視角制御線１１５とデータ線１１４とを交差させないためである。換言すれば、データ線１１４と視角制御線１１５とを絶縁層を介して交差させてしまうと、視角制御線１１５で電圧が切り替わりに伴うノイズが、その交差部分で生じる容量成分を介してデータ線１１４に重畳されるので、表示画素に書き込まれる電圧に影響を与え、表示品位を低下させてしまう。この表示品位を避けるために、実施形態にあっては、視角制御線１１５とデータ線１１４とを交差させなかったのである。
したがって、視角制御線１１５とデータ線１１４とを交差させない限りにおいては、例えば図１１に示されるように視角制御線１１５を屈曲させることにより、視角制御回路１６０を、画素のマトリクス配列を挟んで、走査線駆動回路１４０とは反対の辺に実装しても良い。また、視角制御線１１５を図１０とは反対方向に屈曲させることにより、視角制御回路１６０を、走査線駆動回路１４０と同じ辺側に実装しても良い。

＜その３＞
Ｒ・Ｇ・Ｂのサブ表示画素１０１に対するＣの視角制御画素１０２の配列は、図１に限られず、例えば図１２に示されるように、サブ表示画素１０１の各々に対し、それぞれ隣接するように視角制御画素１０２を設けても良い。

＜その４＞
また、サブ表示画素１０１については、Ｒ・Ｇ・Ｂの３つに限られず、例えばＧを、ＹＧ（黄緑）およびＥＧ（エメラルドグリーン）に分けて、これらの４色のサブ表示画素でカラー表示の単位となる画素を構成して、広色帯化を図った構成としても良い。このような構成において、Ｒ・ＹＧ・ＥＧ・Ｂのサブ表示画素１０１の４個に対して１個の割合で視角制御画素１０２を設けても良いし、図１３に示されるように、サブ表示画素１０１の４個に対して２個の割合で視角制御画素１０２を設けても良い。
さらに、カラーではなく単色表示とする構成でも良い。単色表示とする構成では、１個の表示画素が表示単位となる１画素になるとともに、視角制御画素１０２が設けられる。また、１画素を構成する表示画素は、例えばカラーフィルターを除去した（または、カラーフィルターを該色とした）サブ表示画素１０１の１個と同等な構成となる。

＜その５＞
上述した説明では、書込極性の基準をコモン電極１０８に印加される電圧Ｖcomとした。これは、ＴＦＴ１１６が理想的なスイッチとして機能する場合であり、実際には、ゲート・ドレイン間の寄生容量に起因して、オンからオフに状態変化するときにドレイン電極（画素電極１１８）の電位が低下するプッシュダウン（突き抜け、フィールドスルーなどとも呼ばれる）が発生する。
このプッシュダウンのため、電圧Ｖcomを書込極性の基準として交流駆動すると、負極性書込による液晶容量１２０の電圧実効値が、正極性書込による実効値よりも若干大きくなってしまう（ＴＦＴ１１６がｎチャネルの場合）。
そこで、書込極性の基準電圧とコモン電極１０８の電圧Ｖcomとを別々とするとともに、書込極性の基準電圧を、プッシュダウンの影響が相殺されるように、電圧Ｖcomよりも高位側に設定しても良い。
一方、ＴＦＴによってスイッチングされない液晶容量１３０では、プッシュダウンの影響を原理的に受けない。ただし、様々な理由によって、電圧Ｖcomに対して電圧Ｖon(+)、Ｖon(-)を非対称とすべき場合があるので、電圧Ｖon(+)、Ｖon(-)については、それぞれ個別に調整可能な構成が望ましい。

また、視角制御オフに対応する視角制御信号については、コモン電極１０８と同一の電圧Ｖcomに限られず、液晶容量１３０の印加電圧をしきい値電圧以下とする電圧であれば良い。このため、特に図示しないが、正極性であれば、電圧Ｖcom（または極性の基準電圧）よりわずかに高めの電圧Ｖoff(+)とすれば良いし、負極性であれば、電圧Ｖcom（基準電圧）よりわずかに低めの電圧Ｖoff(-)とすれば良い。

＜その他＞
また、サブ表示画素１０１および視角制御画素１０２については、透過型に限られず、反射型としても良い。
反射型とする場合には、コモン電極１０８として、反射性の導電層をパターニングしたものを用いて良いし、別途の反射性金属層を設けても良い。さらに、透過型および反射型の両者を組み合わせた、いわゆる半透過半反射型としても良い。
また、フレームにおける書き込み極性については、面反転方式に限られず、行（ライン）反転方式や、列反転方式、画素反転方式など種々のものが適用可能である。

＜電子機器＞
次に、上述した実施形態等に係る液晶表示装置１０を有する電子機器について説明する。図１４は、実施形態や応用・変形例に係る液晶表示装置１０を用いた携帯電話１２００の構成を示す図である。
この図に示されるように、携帯電話１２００は、複数の操作ボタン１２０２や方向キー１２０４のほか、受話口１２０６、送話口１２０８とともに、上述した液晶表示装置を備えるものである。なお、液晶表示装置のうち、表示パネル１００のみ外観として表れ、他については、携帯電話１２００の筐体内となる。
なお、実施形態等に係る液晶表示装置１０は、図１４に示した携帯電話以外の電子機器にも適用可能である。このような電子機器としては、例えばデジタルスチルカメラや、ノートパソコン、液晶テレビ、ビューファインダー型（またはモニタ直視型）のビデオレコーダー、カーナビゲーション装置、電子手帳、電卓、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、タッチパネルを備えた機器等などの表示部を有するものが挙げられる。

１０…液晶表示装置、１００…表示パネル、１０１…サブ表示画素、１０２…視角制御画素、１０５…液晶層、１０８…コモン電極、１１２…走査線、１１４…データ線、１１５…視角制御線、１１６…ＴＦＴ、１１８、１１９…画素電極、１２０、１３０…液晶容量、１４０…走査線駆動回路、１５０…データ線駆動回路、１６０…視角制御回路、１２００…携帯電話

Claims (6)

1. 複数の走査線と複数のデータ線との交差に対応してそれぞれ設けられ、各々は、
   前記走査線が選択されたときに前記データ線に接続される表示画素電極とコモン電極とにおける電圧によって前記液晶層が駆動される表示画素と、
   前記表示画素に対応して設けられ、各々は、
   視角制御線に接続された視角制御画素電極とコモン電極との電圧によって液晶層が駆動され、視角度に対する透過率または反射率の特性が前記表示画素とは異なる視角制御画素と、
   ２以上の視角制御線毎に、視角制御に応じた電圧の視角制御信号をそれぞれ独立に供給する視角制御回路と、
   を具備することを特徴とする液晶表示装置。
2. 複数の前記走査線を、フレームにわたって所定の順番で選択する走査線駆動回路と、
   前記データ信号を、選択された走査線に対応する表示画素の階調成分に応じた電圧として前記データ線に供給するデータ線駆動回路と、
   を備え、
   前記視角制御回路は、前記視角制御信号の電圧を、前記フレームとは異なる期間で切り替える
   ことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記視角制御回路は、
   複数の視角制御信号の位相を互いにシフトさせて供給する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の液晶表示装置。
4. 前記視角制御回路は、２以上の視角制御線毎に、視角制御のオンまたはオフに応じた電圧の視角制御信号を供給する
   ことを特徴とする請求項２または３に記載の液晶表示装置。
5. 前記視角制御線は、前記データ線と交差しないように設けられている
   ことを特徴とする請求項２または３に記載の液晶表示装置。
6. 請求項１乃至５のいずれかに記載の液晶表示装置を有することを特徴とする電子機器。

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