JP2022086677A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】対向基板側に配置された二種類の電極に対する印加電圧を調整することで、視野角が異なる表示モードに切り替えることができ、更にソフトベールビュー機能と組み合わせることができる液晶表示装置を提供する。【解決手段】アクティブマトリクス基板は、第一基板と、第一の絶縁層を介して積層された第一電極と絵素毎に配置された第二電極１４とを有するか、又は、第一基板上に互いに対向して配置された第一電極と第二電極とを有し、対向基板は、第二基板と、複数の線状電極部を含む第三電極と、第二の絶縁層と、複数の線状電極部３６ａを含む第四電極３６とをこの順に有し、平面視において、第三電極に含まれる複数の線状電極部の延伸方向と第四電極に含まれる複数の線状電極部の延伸方向とは交差し、制御回路は、第三電極及び／又は第四電極への交流電圧の印加及び定電圧の印加を切り換える制御を行う液晶表示装置。【選択図】図２

Description

本発明は、液晶表示装置に関する。

液晶表示装置は、表示のために液晶組成物を利用する表示装置であり、その代表的な表示方式は、一対の基板間に封入された液晶組成物に対して電圧を印加し、印加した電圧に応じて液晶組成物中の液晶分子の配向状態を変化させることにより、光の透過量を制御するものである。このような液晶表示装置は、薄型、軽量及び低消費電力といった特長を活かし、幅広い分野で用いられている。

液晶表示装置は、狭い視野角の範囲から観察しても、広い角度の範囲から観察しても同様の画像が観察できるように視野角特性を向上させることが検討されている。一方で、プライバシー保持の観点からは、狭い視野角の範囲からは画像を観察できるが、視野角の広い範囲からは上記画像を観察し難くする表示方法が検討されている。例えば、特許文献１には、第１の基板上に設けられた第１の電極および第２の電極の間に横電界を発生させるＦＦＳ構造を有する液晶表示装置において、前記第１の基板と対向する第２の基板上に、前記第１の電極および前記第２の電極と縦電界を発生させる第３の電極をさらに備えた液晶表示装置が開示され、縦電界の制御により視野角制御を行うことが検討されている。

また、特許文献２には、液晶表示パネルと、上記液晶表示パネルにおける第１領域および第２領域と、上記第１領域および上記第２領域のそれぞれに応じて異なる第１形態および第２形態で液晶層に電界を印加する回路とを備えた液晶表示装置が開示されており、パブリックモードとプライベートモードとを切り替え、プライベートモードにおいてマスキング画像を表示することが検討されている。当該技術を、ソフトベールビュー技術（機能）と本明細書では記載する。

特開２００７－１７８９０７号公報 特開２０１１－２５３２０６号公報

特許文献１に開示された液晶表示装置では、充分な透過率及びコントラストを得ることは困難であった。また、斜め方向から観察した場合には、充分なプライバシー性を得ることは困難であった。特許文献２に開示された液晶表示装置では、表示画面に対して斜め方向からは画像が観察され難くなるものの、表示画面の上下方向、左右方向から観察した場合には、充分なプライバシー性を得ることは困難であった。

本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、対向基板側に配置された二種類の電極に対する印加電圧を調整することで、視野角が異なる表示モードに切り替えることができ、更にソフトベールビュー機能と組み合わせることで、液晶パネルの斜め方向からのプライバシー性が得られる液晶表示装置を提供することを目的とするものである。

（１）本発明の一実施形態は、液晶パネルと、制御回路とを具備し、上記液晶パネルは、面内方向にマトリクス状に配置された複数の絵素を含み、アクティブマトリクス基板と、第一の配向膜と、液晶分子を含有する液晶層と、第二の配向膜と、対向基板とをこの順に有し、上記アクティブマトリクス基板は、第一基板と、第一の絶縁層を介して積層された第一電極と上記絵素毎に配置された第二電極とを有するか、又は、第一基板上に互いに対向して配置された第一電極と第二電極とを有し、上記対向基板は、第二基板と、複数の線状電極部を含む第三電極と、第二の絶縁層と、複数の線状電極部を含む第四電極とをこの順に有し、平面視において、上記第三電極に含まれる上記複数の線状電極部の延伸方向と上記第四電極に含まれる上記複数の線状電極部の延伸方向とは交差し、上記制御回路は、上記第三電極及び／又は上記第四電極への交流電圧の印加及び定電圧の印加を切り換える制御を行う液晶表示装置である。

（２）本発明の一実施形態中のある形態は、上記（１）の構成に加え、上記制御回路は、上記液晶パネルの法線方向を含む狭い視野角の範囲から観察できる第一の画像を表示する第一の表示モードと、上記狭い視野角の範囲を含む広い視野角の範囲から上記第一の画像が観察できる第二の表示モードとを切り換え、上記第一の表示モードにあっては、上記制御回路は、上記第三電極及び上記第四電極のいずれか一方の電極に対して、上記第一電極又は上記第二電極と共通の定電圧、又は、上記定電圧より高い交流電圧を印加し、かつ、他方の電極に対して、上記いずれか一方の電極に対して印加した電圧よりも高い交流電圧を印加する制御を行い、上記第二の表示モードにあっては、上記制御回路は、上記第三電極及び上記第四電極に対して上記第一電極又は上記第二電極と共通の定電圧を印加する制御を行う液晶表示装置である。

（３）本発明の一実施形態中のある形態は、上記（２）の構成に加え、上記第一電極及び上記第二電極の少なくとも一方は、第一の方向に延伸する複数の線状電極部を含み、上記第三電極が有する上記複数の線状電極部の延伸方向は、上記第一の方向に対して０°以上、３０°以下の角度を成し、上記第四電極が有する上記複数の線状電極部の延伸方向は、上記第一の方向に対して６０°以上、９０°以下の角度を成し、上記制御回路は、上記第一の表示モードにおいて、上記第四電極に対して上記第三電極に印加される電圧よりも高い交流電圧を印加する第一の視野角制限モードと、上記第三電極に対して上記第四電極に印加される電圧よりも高い交流電圧を印加する第二の視野角制限モードとを切り替える制御を行う液晶表示装置である。

（４）本発明の一実施形態中のある形態は、上記（２）又は（３）の構成に加え、上記液晶パネルは、ソフトベールビュー機能により画像を表示する複数の表示単位を有し、上記表示単位は、互いに隣接して配置され、奇数行から選ばれた第一の絵素と偶数行から選ばれた第二の絵素とからなる一対の絵素を含み、上記制御回路は、上記第一の画像とは異なる第二の画像が、上記広い視野角の範囲から観察されるように、上記一対の絵素のそれぞれに対して異なる画像信号を入力する液晶表示装置である。

（５）本発明の一実施形態中のある形態は、上記（１）～（４）のいずれか構成に加え、上記対向基板は、上記第四電極と上記第二の配向膜との間に誘電体層を有する液晶表示装置である。

本発明によれば、対向基板側に配置された二種類の電極に対する印加電圧を調整することで、視野角が異なる表示モードに切り替えることができ、更にソフトベールビュー機能と組み合わせることができる液晶表示装置を提供することができる。

実施形態に係る液晶表示装置の一例を示した平面模式図である。 図１に示した液晶表示装置の一絵素の平面模式図である。 図２における第一電極、第二電極、第三電極及び第四電極の配置を説明した平面模式図である。 第三電極の配置を変えた液晶表示装置の一絵素の平面模式図である。 広視野角モードで黒表示とした場合に図２の一部を拡大した平面模式図である。 図５ＡのＸ１－Ｘ２線における断面模式図である。 図５ＡのＹ１－Ｙ２線における断面模式図である。 広視野角モードで白表示とした場合に図２の一部を拡大した平面模式図である。 図６ＡのＸ１－Ｘ２線における断面模式図である。 図６ＡのＹ１－Ｙ２線における断面模式図である。 第一の視野角制限モードで黒表示とした場合に図２の一部を拡大した平面模式図である。 図７ＡのＸ１－Ｘ２線における断面模式図である。 図７ＡのＹ１－Ｙ２線における断面模式図である。 第一の視野角制限モードで白表示とした場合に図２の一部を拡大した平面模式図である。 図８ＡのＸ１－Ｘ２線における断面模式図である。 図８ＡのＹ１－Ｙ２線における断面模式図である。 第二の視野角制限モードで黒表示とした場合に図２の一部を拡大した平面模式図である。 図９ＡのＸ１－Ｘ２線における断面模式図である。 図９ＡのＹ１－Ｙ２線における断面模式図である。 第二の視野角制限モードで白表示とした場合に図２の一部を拡大した平面模式図である。 図１０ＡのＸ１－Ｘ２線における断面模式図である。 図１０ＡのＹ１－Ｙ２線における断面模式図である。 第三の表示モードで黒表示とした場合に図２の一部を拡大した平面模式図である。 図１１ＡのＸ１－Ｘ２線における断面模式図である。 図１１ＡのＹ１－Ｙ２線における断面模式図である。 第三の表示モードで白表示とした場合に図２の一部を拡大した平面模式図である。 図１２ＡのＸ１－Ｘ２線における断面模式図である。 図１２ＡのＹ１－Ｙ２線における断面模式図である。 第一の表示モード、第二の表示モード及び第三の表示モードの表示方法を模式的に示したブロック図である。 液晶パネルが有する一つの表示単位の一例を示した平面模式図である。 ソフトベールビュー機能によりカラー表示を行う場合のカラー素子の一例を示した平面模式図である。 ソフトベールビューパターンを表示する場合の表示方法を模式的に示したブロック図である。 カラー素子の表示パターンの一例を示した平面模式図である。 カラー素子の表示パターンの他の一例を示した平面模式図である。 液晶パネルのγカーブの一例である。 液晶パネルの表示画面を法線方向から観察した場合の模式図である。 液晶パネルの表示画面を２２５°方位から観察した場合の模式図である。 図２１に示したシアンのストライプ部分におけるカラー素子の配置を示した液晶パネルの平面模式図である。 図２１に示した白のストライプ部分におけるカラー素子の配置を示した液晶パネルの平面模式図である。 図２１に示した黒のストライプ部分におけるカラー素子の配置を示した液晶パネルの平面模式図である。 実施例１の広視野角モード及び第一の視野角制限モードのシミュレーション結果をまとめた表である。 実施例１の第二の視野角制限モード及び第三の表示モードのシミュレーション結果をまとめた表である。 実施例２の広視野角モード、第一の視野角制限モード及び第二の視野角制限モードのシミュレーション結果をまとめた表である。

以下、本発明の実施形態について説明する。本発明は、以下の実施形態に記載された内容に限定されるものではなく、本発明の構成を充足する範囲内で、適宜設計変更を行うことが可能である。なお、以下の説明において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して適宜用い、その繰り返しの説明は適宜省略する。本発明の各態様は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜組み合わされてもよい。

本発明の実施形態に係る液晶表示装置は、液晶パネルと、制御回路とを具備し、上記液晶パネルは、面内方向にマトリクス状に配置された複数の絵素を含み、アクティブマトリクス基板と、第一の配向膜と、液晶分子を含有する液晶層と、第二の配向膜と、対向基板とをこの順に有し、上記アクティブマトリクス基板は、第一基板と、第一の絶縁層を介して積層された第一電極と上記絵素毎に配置された第二電極とを有するか、又は、第一基板上に互いに対向して配置された第一電極と第二電極とを有し、上記対向基板は、第二基板と、複数の線状電極部を含む第三電極と、第二の絶縁層と、複数の線状電極部を含む第四電極とをこの順に有し、平面視において、上記第三電極に含まれる上記複数の線状電極部の延伸方向と上記第四電極に含まれる上記複数の線状電極部の延伸方向とは交差し、上記制御回路は、上記第三電極及び／又は上記第四電極への交流電圧の印加及び定電圧の印加を切り換える制御を行う。

以下に図面を用いて、実施形態に係る液晶表示装置について説明する。図１は、実施形態に係る液晶表示装置の一例を示した平面模式図である。図２は、図１に示した液晶表示装置の一絵素の平面模式図である。本明細書中、「絵素」とは、後述する図１に示したような、アクティブマトリクス基板１０上に配置される互いに隣接する２本のゲート配線１と互いに隣接する２本のソース配線２とに囲まれた領域を指す。

図１に示したように、液晶パネル１００は、面内方向にマトリクス状に配置された複数の絵素を含む。上記複数の絵素は、後述する第一の絵素７０及び第二の絵素７１を含むが、第一の絵素７０及び第二の絵素７１を特に区別しない場合、単に「絵素」と表記する。上記複数の絵素には、それぞれ、光が液晶パネル１００を透過するよう構成された光学的開口部が設けられる。液晶パネル１００が透過型である場合には、上記光学的開口部は、液晶パネル１００の背面から出射された光を液晶パネル１００の前面に向かって透過する領域である。液晶パネル１００が反射型である場合には、上記光学的開口部は、液晶パネル１００の外部から入射される入射光、及び、上記入射光が液晶パネル１００の内部で反射され、液晶パネル１００の外部に向かって出射される反射光を透過する領域である。なお、上記光学的開口部は、平面視において、例えば、偏光板、カラーフィルタ等の透過性を有する部材と重畳していてもよい。

図１及び図２に示したように、アクティブマトリクス基板１０は、第一基板１１上に、互いに平行に延設された複数のゲート配線１と、絶縁膜を介して各ゲート配線１と交差する方向に互いに平行に延設され複数のソース配線２とを備える。複数のゲート配線１及び複数のソース配線２は、全体として格子状に形成されている。ゲート配線１とソース配線２との交点にはスイッチング素子として、薄膜トランジスタ３（ＴＦＴ：Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）が配置される。ゲート配線１及びソース配線２の材料としては、例えば、アルミニウム、銅、チタン、モリブデン、クロム、これらの合金等の金属材料が挙げられる。

図５Ｂは、図２の一部を拡大した平面模式図である図５ＡのＸ１－Ｘ２線における断面模式図である。図５Ｂに示したように、液晶パネル１００は、アクティブマトリクス基板１０と、第一の配向膜４１と、液晶分子２１を含有する液晶層２０と、第二の配向膜４２と、対向基板３０とをこの順に有する。本明細書中、液晶表示装置の画面（表示面）に対してより近い側を「観察者側（前面側）」ともいい、液晶表示装置の画面（表示面）に対してより遠い側を「背面側」ともいう。液晶パネル１００は、背面側（アクティブマトリクス基板１０の液晶層２０に対して反対側）に第一の偏光板６１を有し、前面側（対向基板３０の液晶層２０に対して反対側）に第二の偏光板６２を有してもよい。第一の偏光板６１及び第二の偏光板６２は、直線偏光板であることが好ましい。第一の偏光板６１の吸収軸６１Ａと第二の偏光板６２の吸収軸６２Ａとは、互いに直交するようにクロスニコルに配置されていることが好ましく、吸収軸６１Ａ及び吸収軸６２Ａのいずれか一方は、絵素の長手方向と平行に配置されてもよい。

アクティブマトリクス基板は、第一基板と、第一の絶縁層を介して積層された第一電極と上記絵素毎に配置された第二電極とを有するか、又は、第一基板上に互いに対向して配置された第一電極と第二電極とを有する。以下、実施形態では、図５Ｂに示したように、アクティブマトリクス基板１０が、第一基板１１と、第一の絶縁層１３を介して積層された第一電極１２と第二電極１４とを有するＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ Ｆｉｅｌｄ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）型の電極構造を有する場合を説明するが、アクティブマトリクス基板は、第一基板上に互いに対向して配置された第一電極と第二電極とを有するＩＰＳ（Ｉｎ Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）型の電極構造を有してもよい。

第一電極１２は、ベタ電極であることが好ましい。第一電極１２は、絵素毎に配置されてもよく、複数の絵素で共通して配置されてもよく、絵素の境界に関わらず表示領域全体に渡って形成されてもよい。上記ベタ電極とは、少なくとも平面視において絵素の光学的開口部と重畳する領域に、スリットや開口が設けられていない電極をいう。第一電極１２の材料としては、例えば、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）等の透明導電材料が挙げられる。

図３は、図２における第一電極、第二電極、第三電極及び第四電極の配置を説明した平面模式図である。図３に示したように、第一電極１２及び第二電極１４の少なくとも一方は、第一の方向Ｄ１に延伸する複数の線状電極部を含むことが好ましい。実施形態では、第二電極１４が絵素毎に配置され、第一の方向に延伸する複数の線状電極部を含む場合について説明する。第二電極１４の平面形状としては、図２及び図３に示したように、複数の線状電極部１４ａの両端が閉じられた構造が挙げられる。第二電極１４は、電極部分に囲まれた開口１４ｂが設けられてもよい。第一の方向Ｄ１と、第一の偏光板６１の吸収軸６１Ａ及び第二の偏光板６２の吸収軸６２Ａのいずれか一方とが成す角度θ１は、０°～１５°であってもよく、より好ましい成す角度θ１は、０°～５°である。図３では、第一の方向Ｄ１と、絵素７１の長手方向とが平行に配置された場合を例示した。図３に示したように、線状電極部１４ａは、少なくとも一部が第一の方向Ｄ１に延伸していればよく、第一の方向Ｄ１とは異なる方向に延伸する部分を含んでもよい。第二電極１４の材料としては、例えば、ＩＴＯ、ＩＺＯ等の透明導電材料が挙げられる。一つの線状電極部１４ａの電極幅Ｌ_１４は、２μｍ以上、５μｍ以下であってもよく、隣接する複数の線状電極部１４ａ間の距離（開口の幅）Ｓ_１４は、２μｍ以上、５μｍ以下であってもよい。

絵素毎に配置された複数の第二電極１４は、互いに電気的に接続され、上記複数の絵素に対して共通した定電圧を印加し、かつ、絵素毎に配置された複数の第一電極１２のそれぞれはＴＦＴ３が備える半導体層を介して対応するソース配線２と電気的に接続され、画像信号に応じて絵素毎に異なる電圧を印加してもよい。また、絵素毎に配置された複数の第二電極１４は、それぞれＴＦＴ３が備える半導体層を介して対応するソース配線２と電気的に接続され、画像信号に応じて絵素毎に異なる電圧を印加し、かつ、第一電極１２は絵素の境界に関わらず表示領域全体に渡って形成されるか、又は、互いに電気的に接続された複数の第一電極１２が絵素毎に配置され、上記複数の絵素に対して共通した定電圧を印加してもよい。

液晶層２０は、誘電率異方性が正である液晶分子２１を含有することが好ましい。すなわち、液晶分子２１は、下記式で定義される誘電率異方性（Δε）が正の値を有することが好ましい。液晶分子２１は、電圧が印加されていない状態（電圧無印加状態）で、ホモジニアス配向するものが好ましい。電圧無印加状態における液晶分子２１の長軸の方向は、液晶分子の初期配向の方向ともいう。上記電圧無印加状態とは、液晶分子の閾値未満の電圧を含む。
Δε＝（液晶分子の長軸方向の誘電率）－（液晶分子の短軸方向の誘電率）

なお、上記電圧無印加状態とは、液晶層２０中に液晶分子の閾値以上の電圧が印加されていない状態をいい、例えば、第一電極、第二電極、第三電極及び第四電極の全てに同じ定電圧が印加されている状態であってもよいし、第一電極、第二電極、第三電極及び第四電極の少なくとも一つの電極に定電圧が印加され、他の電極に、上記定電圧に対して液晶分子の閾値未満の電圧が印加される状態であってもよい。

第一基板１１及び後述する第二基板３１としては、特に限定されず、例えば、ポリカーボネート等の樹脂基板、ガラス基板等を用いることができる。第一の絶縁層１３及び後述する第二の絶縁層３５の材料としては、例えば、シリコン酸化物、シリコン窒化物等の無機材料が挙げられる。

図５Ｂに示したように、対向基板３０は、第二基板３１と、カラーフィルタ３２と、複数の線状電極部３４ａを含む第三電極３４と、第二の絶縁層３５と、複数の線状電極部３６ａを含む第四電極３６とをこの順に有する。

カラーフィルタ３２は、液晶パネル１００を前面側から観察した場合、図１に示したように、上記光学的開口部と重畳するように絵素毎に配置されてもよい。カラーフィルタ３２は、例えば、赤色のカラーフィルタ３２Ｒ、緑色のカラーフィルタ３２Ｇ及び青色のカラーフィルタ３２Ｂを含む。例えば、カラーフィルタ３２は、液晶パネル１００の列方向又は列方向に、同色のカラーフィルタが連続して形成されていてもよい。このような場合でも、液晶パネル１００を前面側から観察すると、ブラックマトリクス３３により遮光されるため、カラーフィルタ３２は上記光学的開口部と重畳するように絵素毎に配置されている。

図１に示したように、対向基板３０は、ブラックマトリクス３３を有してもよい。ブラックマトリクス３３は、特に限定されず、液晶表示装置の分野で通常用いられるものを使用することができ、例えば、黒色樹脂からなるブラックマトリクスを用いてもよい。ブラックマトリクス３３は、平面視において光学的開口部の周囲に配置されてもよく、上記光学的開口部を囲むように配置されてもよい。

図３に示したように、平面視において、第三電極３４に含まれる複数の線状電極部３４ａの延伸方向Ｄ２（第二の方向ともいう）と、第四電極３６に含まれる複数の線状電極部３６ａの延伸方向Ｄ３（第三の方向ともいう）とは交差する。第二の方向Ｄ２と第三の方向Ｄ３とが交差することで、第三電極３４とアクティブマトリクス基板１０側の電極（第一電極１２又は第二電極１４）との間で液晶層２０の厚み方向に形成される電界の向きと、第四電極３６とアクティブマトリクス基板１０側の電極との間で液晶層２０の厚み方向に形成される電界の向きとが異なるため、平面視における液晶分子２１の配向方位を異ならせることができる。第二の方向Ｄ２と第三の方向Ｄ３とが成す角度θ２は、６０°以上、９０°以下であることが好ましい。上記θ２のより好ましい下限は７０°、更に好ましい下限は８０°である。上記θ２は、９０°であることが特に好ましい。

第一電極１２及び第二電極１４の少なくとも一方が第一の方向Ｄ１に延伸する複数の線状電極部を含む場合、第三電極３４が有する複数の線状電極部３４ａの延伸方向（第二の方向）Ｄ２は、第一の方向Ｄ１に対して０°以上、３０°以下の角度を成すことが好ましい。第二の方向Ｄ２と第一の方向Ｄ１との成す角度は、２０°以下であることがより好ましく、１０°以下であることが更に好ましい。第四電極３６が有する複数の線状電極部３６ａの延伸方向（第三の方向）Ｄ３は、第一の方向Ｄ１に対して６０°以上、９０°以下の角度を成すことが好ましい。第三の方向Ｄ３と第一の方向Ｄ１との成す角度は、７０°以上であることがより好ましく、８０°以上であることが更に好ましい。

第三電極３４が有する一つの線状電極部３４ａの電極幅Ｌ_３４及び第四電極３６が有する一つの線状電極部３６ａの電極幅Ｌ_３６は、それぞれ２μｍ以上、５μｍ以下であることが好ましく、３μｍ以下であることがより好ましい。隣接する複数の線状電極部３４ａ間の距離（スリット幅）Ｓ_３４及び隣接する複数の線状電極部３６ａ間の距離（スリット幅）Ｓ_３６は、それぞれ絵素のサイズによって適宜設定することができる。Ｓ_３４は、例えば、２μｍ以上、５μｍ以下であってもよい。

一つの絵素に対して配置される線状電極部３４ａ及び線状電極部３６ａの数は、適宜設定することができる。例えば、図２に示したように、一つの絵素に対して、第二の偏光板６２の吸収軸６２Ａに沿って二本の線状電極部３４ａが配置され、第一の偏光板６１の吸収軸６１Ａに沿って６本の線状電極部３６ａが配置されてもよい。二本の線状電極部３４ａは、ブラックマトリクス３３と重畳するように配置されてもよい。図４は、第三電極の配置を変えた液晶表示装置の一絵素の平面模式図である。図４に示したように、一つの絵素に対して、一つの線状電極部３４ａが、第二の偏光板６２の吸収軸６２Ａに沿って絵素の中央に配置されてもよい。

第三電極３４及び第四電極３６は、透明電極であってもよい。上記透明電極の材料としては、例えば、ＩＴＯ、ＩＺＯ等の透明導電材料が挙げられる。第三電極３４及び第四電極３６は、それぞれ、絵素毎に配置されてもよく、複数の絵素で共通して配置されてもよく、絵素の境界に関わらず表示領域全体に渡って形成されてもよい。第三電極３４及び第四電極３６は、それぞれ、表示領域全体に渡って電気的に接続されていることが好ましく、上記複数の絵素に対して共通した定電圧、又は所定の交流電圧を印加できることが好ましい。

対向基板３０は、カラーフィルタ３２と第三電極３４との間に、第一の誘電体層３７を有してもよい。第一の誘電体層３７を設けることで、カラーフィルタ３２の表面を平坦にし、第三電極３４を形成する際にクラックの発生を抑制することができる。更に、対向基板３０は、第四電極３６と第二の配向膜４２との間に誘電体層（第二の誘電体層３８）を有してもよい。第二の誘電体層３８を設けることで、第三電極３４及び第四電極３６に電圧を印加しない広視野角モードにおいて、液晶層２０の厚み方向に作用してしまう縦電界を抑制することができる。その結果、実施形態に係る液晶表示装置は、通常の対向基板側に電極を有さないＦＦＳモードの液晶表示装置のフリンジ電界を形成する横電界モードの液晶表示装置として機能するため、第二の誘電体層３８が無い場合と比べてモード効率を向上させることができる。第一の誘電体層３７及び第二の誘電体層３８の誘電率εは、例えばε＝３～４であってもよい。第一の誘電体層３７及び第二の誘電体層３８の厚みは、それぞれ０．５μｍ以上、４μｍ以下であることが好ましい。第一の誘電体層３７の厚みが４μｍを超えると、視差混合が生じ表示品位が低下することがある。第一の誘電体層３７及び第二の誘電体層３８としては、例えば、アクリル系、ポリイミド系等の樹脂を用いることができる。

第一の配向膜４１及び第二の配向膜４２は、電圧無印加状態における液晶分子２１の初期配向方位を制御する。第一の配向膜４１及び第二の配向膜４２としては、視野角特性を向上させる観点から、液晶層２０への電圧無印加状態において、液晶分子２１をそれぞれアクティブマトリクス基板１０、対向基板３０の表面に対して水平配向させる配向膜（水平配向膜）を用いることが好ましい。上記水平配向とは、液晶分子２１のチルト角（プレチルト角を含む）が、基準面に対して０°～５°であることを意味し、好ましくは０°～３°、より好ましくは０°～１°であることを意味する。

第一の配向膜４１及び第二の配向膜４２は、光配向膜であることが好ましい。上記光配向膜は、例えば、アゾベンゼン基、カルコン基、シンナメート基、クマリン基、トラン基、スチルベン基、シクロブタン環等の光官能基を含む。上記光官能基は、紫外線、可視光等の光（電磁波、好ましくは偏向光、より好ましくは偏向紫外線、特に好ましくは直線偏光紫外線）が照射されることによって、例えば、二量化（二量体形成）、異性化、光フリース転移、分解（開裂）等の構造変化を生じ、液晶分子の配向規制力を発現できる官能基である。

実施形態に係る液晶表示装置は、液晶パネル１００の背面にバックライトを備えてもよい。上記バックライトとしては、エッジ型のバックライトでもよいし、直下型のバックライトでもよい。

本発明の実施形態に係る液晶表示装置は、液晶パネル１００と、制御回路２００とを具備する。制御回路２００は、上記液晶パネルの法線方向を含む狭い視野角の範囲から観察できる第一の画像を表示する第一の表示モード（狭視野角モードともいう）と、上記狭い視野角の範囲を含む広い視野角の範囲から上記第一の画像が観察できる第二の表示モード（広視野角モードともいう）とを切り換える制御を行う。

上記定電圧は、液晶表示装置を駆動させる際の基準となる電圧であり、例えば、第一電極１２又は第二電極１４に所定の電圧が印加されていてもよいし、接地されていてもよい。第三電極３４又は第四電極３６に、定電圧が印加される場合、第一電極１２又は第二電極１４と電気的に接続されてもよいし、第一電極１２又は第二電極１４とは異なる信号線により、第一電極１２又は第二電極１４と共通の定電圧が印加してもよいし、第三電極３４又は第四電極３６が接地されてもよい。

本明細書中、液晶パネルを平面視し、第一の偏光板６１の吸収軸６１Ａを０°－１８０°方位とし、第二の偏光板６２の吸収軸６２Ａを９０°－２７０°方位とした場合に、上記上下方向とは９０°－２７０°方位をいい、左右方向とは０°－１８０°方位をいい、斜め方向とは、４５°方位、１３５°方位、２２５°方位及び３１５°方位の少なくとも一つの方位をいう。

上記狭い視野角の範囲では、液晶パネルを、少なくとも、上下方向（９０°－２７０°方位）又は左右方位（０°－１８０°方位）からある極角で観察した場合に、コントラストが２より小さくなることが好ましい。本明細書中、上記極角は、液晶パネルの表面に対して垂直な方向を極角０°とし、液晶パネルの表面に対して水平な方向を極角９０°と定義する。上記コントラストが２より小さくなる極角は、例えば、６０°以上であることが好ましく、４５°以上であることがより好ましく、３０°以上であることが更に好ましい。上記狭視野角モードは、方位角０°、４５°、９０°、１３５°、１８０°、２２５°、２７０°、３１５°の少なくとも２以上の方位において、上記極角が６０°以上、９０°以下の範囲内でコントラストが２より小さくなるものであることが好ましく、上記極角の下限は、４５°であることがより好ましく、３０°であることが更に好ましい。上記広い視野角の範囲とは、上記狭い視野角の範囲の極角よりも大きい極角の範囲をいい、上記広視野角モードは、方位角０°、４５°、９０°、１３５°、１８０°、２２５°、２７０°、３１５°の少なくとも４以上の方位において、上記極角が６０°以上、９０°未満の範囲内でコントラストが２以上であることが好ましく、上記極角の下限は、４５°であることがより好ましく、３０°であることがより好ましい。

以下に図面を用いて、第一の表示モード（狭視野角モード）と第二の表示モード（広視野角モード）の表示方法について説明する。以下に詳述するが、上記第一の表示モードと上記第二の表示モードとは、制御回路２００が第三電極３４及び第四電極３６への交流電圧の印加及び定電圧の印加を切り換える制御を行うことにより、切り替えることができる。なお、黒表示とは、最低輝度（０階調）となる表示状態をいい、白表示とは、最高輝度（２５５階調）となる表示状態をいう。以下では、液晶分子２１が正の誘電率異方性を有する場合について説明する。

図５Ａは、広視野角モードで黒表示とした場合に図２の一部を拡大した平面模式図である。図５Ｂ、図５Ｃは、それぞれ図５ＡのＸ１－Ｘ２線、Ｙ１－Ｙ２線における断面模式図である。広視野角モードで黒表示とする場合は、制御回路２００は、第二電極１４及び第一電極１２に対して定電圧（コモン電圧）を印加し、かつ第三電極３４及び第四電極３６に対しても第一電極１２又は第二電極１４と共通の定電圧を印加する制御を行う。液晶層２０の中に電界が発生しないため、図５Ａに示したように、液晶分子２１は初期配向方位に配向する。平面視における液晶分子２１の配向方位を、第一の偏光板６１の吸収軸６１Ａ又は第二の偏光板６２の吸収軸６２Ａと平行とすることで、液晶パネルの背面からの光を透過せず黒表示を行う。図５Ａ～図５Ｃでは、液晶分子２１の配向方位を第二の偏光板６２の吸収軸６２Ａと平行とした場合を例示した。図５Ｂ及び図５Ｃに示したように、液晶層２０への電圧無印加状態において、液晶分子２１は、対向基板３０の表面及びアクティブマトリクス基板１０の表面に対して、水平に配向することが好ましい。

図６Ａは、広視野角モードで白表示とした場合に図２の一部を拡大した平面模式図である。図６Ｂ及び図６Ｃは、それぞれ図６ＡのＸ１－Ｘ２線、Ｙ１－Ｙ２線における断面模式図である。広視野角モードで階調表示を行う場合、制御回路２００は、第三電極３４及び第四電極３６に対して、第一電極１２又は第二電極１４と共通の定電圧を印加した状態で、第一電極１２及び第二電極１４のいずれか一方に対して定電圧を印加し、他方に対して上記コモン電圧とは異なる値の電圧を印加する制御を行う。一例としては、第二電極１４にコモン電圧が印加された場合、第三電極３４及び第四電極３６にもコモン電圧を印加した状態で、第一電極に印加する交流電圧をコモン電圧に対して０Ｖ～４Ｖに調整することで黒表示から白表示まで階調表示を行うことができる。図６Ｂに示したように、第一電極１２と第二電極１４との間にフリンジ電界が形成される。第一電極１２と第二電極１４との間に形成されたフリンジ電界により、図６Ａ～図６Ｃに示したように、液晶分子２１は、液晶層２０の面内で回転し、初期配向方位から配向方位が変化することで、液晶分子２１の長軸方向が第一の偏光板の吸収軸６１Ａ及び第二の偏光板の吸収軸６２Ａと角度を成し、液晶パネルの背面からの光を透過する。

狭視野角モードでは、例えば、制御回路２００は、第三電極３４及び第四電極３６のいずれか一方の電極に対して、第二電極１４又は第一電極１２と共通の定電圧、又は、上記定電圧より高い交流電圧を印加し、かつ、他方の電極に対して、上記いずれか一方の電極に対して印加した電圧よりも高い交流電圧を印加する制御を行う。実施形態にかかる液晶表示装置は、第三電極３４に交流電圧を印加するか、第四電極３６に交流電圧を印加するかによって、狭視野角モードにおいて制限される視野角の方位を変えることができる。

制御回路２００は、狭視野角モードにおいて、第四電極３６に対して第三電極３４に印加される電圧よりも高い交流電圧を印加する第一の視野角制限モードと、第三電極３４に対して第四電極３６に印加される電圧よりも高い交流電圧を印加する第二の視野角制限モードとを切り替える制御を行う。上記第一の視野角制限モードと上記第二の視野角制限モードとは、制限される視野角の方位が異なる。

図７Ａは、第一の視野角制限モードで黒表示とした場合に図２の一部を拡大した平面模式図である。図７Ｂ及び図７Ｃは、それぞれ図７ＡのＸ１－Ｘ２線、Ｙ１－Ｙ２線における断面模式図である。上記第一の視野角制限モードで黒表示とする場合は、制御回路２００は、第二電極１４及び第一電極１２に対して定電圧（コモン電圧）を印加し、第三電極３４に対して第一電極１２又は第二電極１４と共通の定電圧、又は、上記定電圧より高い交流電圧を印加し、かつ、第四電極３６に対して第三電極３４に印加される電圧よりも高い交流電圧を印加する制御を行う。図７Ａに示したように、第二電極１４が第一の方向Ｄ１に延伸する複数の線状電極部１４ａを含み、第四電極３６が有する複数の線状電極部３６ａの延伸方向（第三の方向）Ｄ３が、第一の方向Ｄ１に対して６０°以上、９０°以下の角度を成す場合、液晶分子２１は、第三の方向Ｄ３に沿って配向する。また、液晶分子２１は、図７Ｂ及び図７Ｃに示したように、第二電極１４と第四電極３６との間に形成される斜め電界により、対向基板３０の表面に対して傾斜しつつ配向する。液晶パネルを左右方向から観察した場合は、液晶分子２１の短軸方向から観察することになるため、液晶パネルの背面側から照射される光が液晶パネルの観察者側から意図せず観察される光抜けが観察される。光抜けが観察されることで、第一の視野角制限モードにおける黒表示の輝度は、上述の広視野角モードにおける黒表示時の輝度よりも高くなり、白っぽく見える。一方で、液晶パネルを上下方向から観察した場合は、液晶分子２１の長軸方向から観察することになるため、光抜けは観察されない。

第一の視野角制限モードにおいて、第四電極３６に対して印加される交流電圧は、第三電極３４に対して印加される電圧に対して、０Ｖ以上、４Ｖ以下であることが好ましい。

図８Ａは、第一の視野角制限モードで白表示とした場合に図２の一部を拡大した平面模式図である。図８Ｂ及び図８Ｃは、それぞれ図８ＡのＸ１－Ｘ２線、Ｙ１－Ｙ２線における断面模式図である。上記第一の視野角制限モードで階調表示を行う場合、制御回路２００は、第三電極３４に対してコモン電圧、又は、上記コモン電圧より高い交流電圧を印加し、かつ、第四電極３６に対して第三電極３４に印加される電圧よりも高い交流電圧を印加した状態で、第一電極１２及び第二電極１４のいずれか一方に対してコモン電圧を印加し、他方に対して上記コモン電圧とは異なる値の電圧を印加する制御を行う。一例としては、第二電極１４にコモン電圧が印加された場合、第三電極３４にコモン電圧を印加し、かつ第四電極３６にコモン電圧に対して４Ｖの交流電圧を印加した状態で、第一電極に印加する交流電圧をコモン電圧に対して０Ｖ～４Ｖに調整することで黒表示から白表示まで階調表示を行うことができる。液晶分子２１は、図８Ｂ及び図８Ｃに示したように、第二電極１４と第四電極３６との間に形成される斜め電界により対向基板３０の表面に対して傾斜しつつ、第一電極１２と第二電極１４との間に形成されたフリンジ電界により、図８Ａに示したように、液晶層２０の面内で回転し、液晶パネルの背面からの光を透過する。

上記第一の視野角制限モードにおいて、液晶パネルを上下方向から観察した場合には、黒表示状態で光抜けが観察されないため、上述した広視野角モードにおいて液晶パネルを上下方向から観察した場合と同等のコントラストが得られる。一方で、液晶パネルを左右方向から観察した場合には、黒表示状態で光抜けが観察されるため、上述した広視野角モードにおいて液晶パネルを左右方向から観察した場合よりもコントラストが低くなり、表示画像が視認され難くなるため、左右方向からのプライバシー性を高めることができる。

図９Ａは、第二の視野角制限モードで黒表示とした場合に図２の一部を拡大した平面模式図である。図９Ｂ及び図９Ｃは、それぞれ図９ＡのＸ１－Ｘ２線、Ｙ１－Ｙ２線における断面模式図である。上記第二の視野角制限モードで黒表示とする場合は、制御回路２００は、第二電極１４及び第一電極１２に対して定電圧（コモン電圧）を印加し、第四電極３６に対して第一電極１２又は第二電極１４と共通の定電圧、又は、上記定電圧より高い交流電圧を印加し、かつ、第三電極３４に対して第四電極３６に印加される電圧よりも高い交流電圧を印加する制御を行う。図９Ａに示したように、第三電極３４が有する複数の線状電極部３４ａの延伸方向（第二の方向）Ｄ２が、第一の方向Ｄ１に対して０°以上、３０°以下の角度を成す場合、液晶分子２１は、第二の方向Ｄ２に沿って、広視野角モードにおける黒表示時の初期配向方位から約９０°回転した方位に配向する。また、液晶分子２１は、図９Ｂ及び図９Ｃに示したように、第二電極１４と第三電極３４との間に形成される斜め電界により、対向基板３０の表面に対して傾斜しつつ配向する。液晶パネルを左右方向から観察した場合は、液晶分子２１の長軸方向から観察することになるため、光抜けは観察されない。一方で、液晶パネルを上下方向から観察した場合は、液晶分子２１の短軸方向から観察することになるため光抜けが観察され、第一の視野角制限モードにおける黒表示の輝度は、上述の広視野角モードにおける黒表示時の輝度よりも高くなり、白っぽく見える。

第二の視野角制限モードにおいて、第三電極３４に対して印加される交流電圧は、第四電極３６に対して印加される電圧に対して、３Ｖ以上、６Ｖ未満であることが好ましい。第四電極３６に対して印加される交流電圧が、第三電極３４に対して印加される電圧に対して６Ｖ以上であると、液晶パネルの法線方向から観察した場合にコントラストが低くなり、表示画像を視認し難くなることがある。第三電極３４に印加される電圧は、上記定電圧に対して０Ｖ以上、４Ｖ以下であることが好ましい。

図１０Ａは、第二の視野角制限モードで白表示とした場合に図２の一部を拡大した平面模式図である。図１０Ｂ及び図１０Ｃは、それぞれ図１０ＡのＸ１－Ｘ２線、Ｙ１－Ｙ２線における断面模式図である。上記第二の視野角制限モードで階調表示を行う場合、制御回路２００は、第四電極３６に対してコモン電圧、又は、上記コモン電圧より高い交流電圧を印加し、かつ、第三電極３４に対して第四電極３６に印加される電圧よりも高い交流電圧を印加した状態で、第一電極１２及び第二電極１４のいずれか一方に対してコモン電圧を印加し、他方に対して上記コモン電圧とは異なる値の電圧を印加する制御を行う。一例としては、第二電極１４にコモン電圧が印加された場合、第四電極３６にコモン電圧を印加し、かつ第三電極３４にコモン電圧に対して４Ｖの交流電圧を印加した状態で、第一電極に印加する交流電圧をコモン電圧に対して０Ｖ～４Ｖに調整することで黒表示から白表示まで階調表示を行うことができる。また、他の一例としては、第四電極３６にコモン電圧に対して４Ｖの交流電圧を印加し、かつ第三電極３４にコモン電圧に対して８Ｖの交流電圧を印加した状態で階調表示を行ってもよい。図１０Ｂ及び図１０Ｃに示したように、液晶分子２１は、第二電極１４と第三電極３４との間に形成される斜め電界により対向基板３０の表面に対して傾斜しつつ、第一電極１２と第二電極１４との間に形成されたフリンジ電界により、図１０Ａに示したように、液晶層２０の面内で回転し、液晶パネルの背面からの光を透過する。

上記第二の視野角制限モードにおいて、液晶パネルを左右方向から観察した場合には、黒表示状態で光抜けが観察されないため、上述した広視野角モードにおいて液晶パネルを左右方向から観察した場合と同等のコントラストが得られる。一方で、液晶パネルを上下方向から観察した場合には、黒表示状態で光抜けが観察されるため、上述した広視野角モードにおいて液晶パネルを上下方向から観察した場合よりもコントラストが低くなることで、表示画像が視認され難くなるため、上下方向からのプライバシー性を高めることができる。

更に、制御回路２００は、第四電極３６に対して、より高い交流電圧を印加することで、液晶パネルを法線方向から観察した場合にコントラストが低下する第三の表示モードに切り替える制御を行うこともできる。図１１Ａは、第三の表示モードで黒表示とした場合に図２の一部を拡大した平面模式図である。図１１Ｂ及び図１１Ｃは、図１１ＡのＸ１－Ｘ２線、Ｙ１－Ｙ２線における断面模式図である。第三の表示モードで黒表示を行う場合、第四電極３６に対して、第二の視野角制限モードにおいて第四電極３６に印加した電圧よりも高い交流電圧が印加される。そのため、第二電極１４と第三電極３４との間には、上述の第二の視野角制限モードの場合よりも強い斜め電界が形成される。その結果、図１１Ａに示したように、液晶分子２１は、第二の方向Ｄ２に沿って配向するが、図１１Ｂ及び図１１Ｃに示したように、液晶層２０の厚み方向に強い電界が発生するため、対向基板３０の表面に対する液晶分子２１の傾きが大きくなり、光抜けが多くなる。

第三の表示モードにおいて、第三電極３４に対して印加される交流電圧は、第四電極３６に対して印加される電圧に対して６Ｖ以上であることが好ましい。第三電極３４に対して印加される交流電圧の上限は、例えば、第四電極３６に対して印加される電圧に対して１０Ｖである。第四電極３６に印加される電圧は、上記定電圧に対して０Ｖ以上、４Ｖ以下であることが好ましい。

図１２Ａは、第三の表示モードで白表示とした場合に図２の一部を拡大した平面模式図である。図１２Ｂ及び図１２Ｃは、図１２ＡのＸ１－Ｘ２線、Ｙ１－Ｙ２線における断面模式図である。第三の表示モードで階調表示を行う場合、図１２Ｂ及び図１２Ｃに示したように、第二電極１４と第三電極３４との間に形成される斜め電界により対向基板３０の表面に対して傾斜しつつ、第一電極１２と第二電極１４との間に形成されたフリンジ電界により、図１２Ａに示したように、液晶層２０の面内で回転する。第三の表示モードでは、液晶パネルの左右方向におけるコントラストが高いため、液晶パネルを左右方向から観察した場合には、表示画像を視認することができる。一方で、絵素の中央付近に存在する液晶分子２１は、液晶パネルを法線方向から観察した場合にコントラストが低くなり、表示画像が視認し難くなる。

図１３は、第一の表示モード、第二の表示モード及び第三の表示モードの表示方法を模式的に示したブロック図である。図１３に示したように、液晶パネル１００は、第一電極１２に電圧を印加する第一電極駆動回路１０１、第二電極１４に電圧を印加する第二電極駆動回路１０２、第三電極３４に電圧を印加する第三電極駆動回路１０３及び第四電極３６に電圧を印加する第四電極駆動回路１０４を有してもよい。制御回路２００は、画像信号合成回路２０１、表示モード選択回路２０２及び印加電圧切替回路２０３を有してもよい。

画像信号合成回路２０１は、例えば、所望の画像を表示するための原画像信号２１１が入力され、入力された原画像信号２１１に応じた画像信号２１２を、第一電極駆動回路１０１と第二電極駆動回路１０２に対して出力する。

表示モード選択回路２０２には、第一の表示モード（狭視野角モード）と第二の表示モード（広視野角モード）と第三の表示モードとを切り替える表示モード切替信号２１３が入力される。第一の表示モード（狭視野角モード）は、上述のように、第一の視野角制限モード及び第二の視野角制限モードを含んでもよい。第一の視野角制限モードは、液晶パネルを左右方向から観察した場合に表示画像を視認し難くすることができ、第二の視野角制限モードは、液晶パネルを上下方向から観察した場合に表示画像を視認し難くすることができる。実施形態に係る液晶表示装置では、第二の表示モード（広視野角モード）から第一の表示モード（狭視野角モード）に切り替えることで、高いプライバシー性が得られる。また、第三の表示モードは、液晶パネルを法線方向から観察した場合に表示画像を視認し難くすることができる。

印加電圧切替回路２０３は、入力された表示モード選択信号に応じて、第三電極駆動回路１０３に交流信号２１８又は定電圧信号２１９を入力し、第三電極３４への交流電圧の印加及び定電圧の印加を切り換える。また、印加電圧切替回路２０３は、入力された表示モード選択信号に応じて、第四電極駆動回路１０４に交流信号２１８又は定電圧信号２１９を入力し、第四電極３６への交流電圧の印加及び定電圧の印加を切り換える。

第一の視野角制限モードが選択された場合、表示モード選択回路２０２は、印加電圧切替回路２０３に対して、第一の視野角制限モード選択信号２１４を出力する。表示モード選択回路２０２から、第一の視野角制限モード選択信号２１４が入力されると、印加電圧切替回路２０３は、第三電極駆動回路１０３に定電圧信号２１９を出力し、第三電極３４に対して、第一電極１２又は第二電極１４と共通の定電圧を印加するか、又は、第三電極駆動回路１０３に交流信号２１８を出力し、第三電極３４に対して所定の交流電圧を印加する。更に、印加電圧切替回路２０３は、第四電極駆動回路１０４に交流信号２１８を出力し、第四電極３６に対して、第三電極３４に印加される電圧よりも高い交流電圧を印加する。

第二の視野角制限モードが選択された場合、表示モード選択回路２０２は、印加電圧切替回路２０３に対して、第二の視野角制限モード選択信号２１５を出力する。表示モード選択回路２０２から、第二の視野角制限モード選択信号２１５が入力されると、印加電圧切替回路２０３は、第四電極駆動回路１０４に定電圧信号２１９を出力し、第四電極３６に対して、第一電極１２又は第二電極１４と共通の定電圧を印加するか、又は、第四電極駆動回路１０４に交流信号２１８を出力し、第四電極３６に対して所定の交流電圧を印加する。更に、印加電圧切替回路２０３は、第三電極駆動回路１０３に交流信号２１８を出力し、第三電極３４に対して、第四電極３６に印加される電圧よりも高い交流電圧を印加する。

第二の表示モードが選択された場合、表示モード選択回路２０２は、印加電圧切替回路２０３に対して、第二の表示モード選択信号２１６を出力する。表示モード選択回路２０２から、第二の表示モード選択信号２１６が入力されると、印加電圧切替回路２０３は、第三電極駆動回路１０３及び第四電極駆動回路１０４に定電圧信号２１９を出力し、第三電極３４及び第四電極３６に対して、第一電極１２又は第二電極１４と共通の定電圧を印加する。

第三の表示モードが選択された場合、表示モード選択回路２０２は、印加電圧切替回路２０３に対して、第三の表示モード選択信号２１７を出力する。表示モード選択回路２０２から、第三の表示モード選択信号２１７が入力されると、上記第二の視野角制限モード選択信号２１５が入力された場合と同様に、印加電圧切替回路２０３は、第三電極３４に対して、第一電極１２又は第二電極１４と共通の定電圧を印加するか、又は、所定の交流電圧を印加し、第四電極３６に対して、第三電極３４に印加される電圧よりも高い交流電圧を印加するが、上記第二の視野角制限モード選択信号２１５が入力された場合に第四電極３６に印加される電圧よりも高い交流電圧を第四電極３６に印加する。

実施形態に係る液晶表示装置は、上記表示モードの切り替えに加え、後述するソフトベールビュー機能と組み合わせることにより、液晶パネルを斜め方向から観察した場合に高いプライバシー性が得られることを見出した。ソフトベールビュー機能は、第一の表示モード、第二の表示モードのいずれとも組み合わせることができるが、第一の表示モードと組み合わせて用いることで、よりプライバシー性を高めることができる。第一の表示モードの第一の視野角制限モード及び第二の視野角制限モードでは、それぞれ、液晶パネルの左右方向、上下方向からの狭視野角効果は得られるものの限定的である。一方で、特許文献２に記載されたような、ソフトベールビュー機能のみでは、斜め４５度方位では狭視野角効果が出るが、左右方位、上下方向では狭視野角効果は限定的である。表示モードの切り替えと、ソフトベールビュー機能とを組み合わせることで相補的となり、左右方向及び斜め４５度方位、上下方向及び斜め４５度方位に優れた狭視野角効果が発揮される。この知見に基づいた発明について以下に説明する。

以下に図１４～図１９を用いてソフトベールビュー機能により画像を表示する方法の一例を説明する。図１４、図１５、図１７及び図１８では、図１等に示した第一の絵素７０及び第二の絵素７１を模式的に示した。

図１４は、液晶パネルが有する一つの表示単位の一例を示した平面模式図である。図１５は、ソフトベールビュー機能によりカラー表示を行う場合のカラー素子の一例を示した平面模式図である。液晶パネル１００は、ソフトベールビュー機能により画像を表示する複数の表示単位７２を有することが好ましい。図１４に示したように、表示単位７２は、互いに隣接して配置され、奇数行から選ばれた第一の絵素７０と偶数行から選ばれた第二の絵素７１とからなる一対の絵素を含む。第一の絵素７０及び第二の絵素７１は、図１に示したように、それぞれ一つの絵素として捉えてもよいし、後述する図１５に示したように、第一の赤絵素７０Ｒ、第一の緑絵素７０Ｇ及び第一の青絵素７０Ｂの組み合わせを第一の画素７０として捉え、第二の赤絵素７１Ｒ、第二の緑絵素７１Ｇ及び第二の青絵素７１Ｂの組み合わせを第二の画素７１として捉えてもよい。なお、通常の表示方法でカラー表示を行う場合には、赤色、緑色及び青色を含むそれぞれの画素を独立させて駆動させることでカラー表示を行うことができる。通常のカラー表示を行う場合には、ソフトベールビュー機能によりカラー表示を行う場合の２倍の解像度で表示を行うことができる。

図１５に示したように、カラー表示を行う場合は、液晶パネル１００は、第一の赤絵素７０Ｒと第二の赤絵素７１Ｒとを含む赤色の表示単位７２Ｒ、第一の緑絵素７０Ｇと第二の緑絵素７１Ｇとを含む緑色の表示単位７２Ｇ、及び、第一の青絵素７０Ｂと第二の青絵素７１Ｂとを含む青色の表示単位７２Ｂとを含むことが好ましい。第一の赤絵素７０Ｒ及び第二の赤絵素７１Ｒは、それぞれ光学的開口部において赤色のカラーフィルタ３２Ｒと重畳する。第一の緑絵素７０Ｇ及び第二の緑絵素７１Ｇは、それぞれ光学的開口部において緑色のカラーフィルタ３２Ｇと重畳する。第一の青絵素７０Ｂ及び第二の青絵素７１Ｂは、それぞれ光学的開口部において青色のカラーフィルタ３２Ｂと重畳する。

ソフトベールビュー機能により画像を表示する方法としては、例えば、第一の画像として表示したい原画像の輝度のデータ値をＤａｔａ１とすると、Ｄａｔａ１を互いに等しい二つのデータ値Ｄａｔａ２及びＤａｔａ３に分割し、第一の絵素７０又は第二の絵素７１のいずれか一方には、Ｄａｔａ１＋Ｄａｔａ２のデータ値を入力し、他方にはＤａｔａ１－Ｄａｔａ３のデータ値を入力する。液晶パネルを狭い視野角の範囲から観察した場合には、第一の絵素７０の輝度と第二の絵素７１の輝度とが空間的に平均化され、原画像の輝度として視認される、一方で、広い視野角の範囲から観察した場合には、Ｄａｔａ１＋Ｄａｔａ２の輝度、又は、Ｄａｔａ１－Ｄａｔａ３の輝度として視認される。

以下に、図１６を用いて、ソフトベールビューパターンを表示する場合の表示方法を説明する。図１６は、ソフトベールビューパターンを表示する場合の表示方法を模式的に示したブロック図である。制御回路２００は、上記第一の画像とは異なる第二の画像が、上記広い視野角の範囲から観察されるように、第一の絵素７０と第二の絵素７１のそれぞれに対して異なる画像信号を入力する。このような表示方法をソフトベールビュー機能ともいう。ソフトベールビュー機能による表示は、第一の表示モード（狭視野角モード）、第二の表示モード（広視野角モード）のいずれと組み合わせてもプライバシー性を高めることができるが、第一の表示モード（狭視野角モード）と組み合わせることで、プライバシー性をより高めることができる。

図１６に示したように、制御回路２００は、更に、ソフトベールビューパターンに関する情報が格納されたデータベース２０４を有してもよい。ソフトベールビュー表示切替信号２２０が入力されると、データベース２０４は、ソフトベールビューパターン画像信号２２１を画像信号合成回路２０１に出力する。画像信号合成回路２０１は、原画像信号２１１とソフトベールビューパターン画像信号２２１とを合成した画像信号２１２を、第一電極駆動回路１０１及び第二電極駆動回路１０２に出力する。

例えば、第二電極駆動回路１０２により第二電極１４に対して定電圧（コモン電圧）が印加される場合は、第一電極駆動回路１０１により第一電極１２に対しては、広い視野角の範囲から上記第二の画像が観察されるように、第一の絵素７０及び第二の絵素７１に対応する第一電極１２に対してそれぞれ異なる電圧が印加される。このような場合、第一電極１２は絵素毎に設けられていることが好ましい。一方で、第一電極駆動回路１０１により第一電極１２に対して定電圧が印加される場合は、第二電極駆動回路１０２により第二電極１４に対しては、広い視野角の範囲から上記第二の画像が観察されるように、第一の絵素７０及び第二の絵素７１に対応する第二電極１４に対してそれぞれ異なる電圧が印加される。

図１７は、カラー素子の表示パターンの一例を示した平面模式図である。図１８は、カラー素子の表示パターンの他の一例を示した平面模式図である。第一の絵素７０が配置された行を奇数行、第二の絵素７１が配置された行を偶数行ともいう。図１７に示したように、第一の赤絵素７０Ｒ、第二の緑絵素７１Ｇ及び第二の青絵素７１Ｂを黒表示とし、第二の赤絵素７１Ｒ、第一の緑絵素７０Ｇ及び第一の青絵素７０Ｂを白表示とした場合、２２５°方位から観察すると、第二の赤絵素７１Ｒに存在する液晶分子は、リタデーションが高い液晶分子の短軸方向から観察することになるため赤色が観察されるが、第一の緑絵素７０Ｇ及び第一の青絵素７０Ｂに存在する液晶分子は、リタデーションが低い液晶分子の長軸方向から観察することになるため対応する色は観察されない。その結果、赤色が視認される。一方で、３１５°方位から観察すると、第一の緑絵素７０Ｇ及び第一の青絵素７０Ｂに存在する液晶分子は、液晶分子の短軸方向から観察することになるため、青色と緑色の混色であるシアンが視認されるが、第二の赤絵素７１Ｒに存在する液晶分子は長軸方向から観察することになるため対応する色は観察されない。その結果、シアンが視認される。図１８に示したように、第一の赤絵素７０Ｒ、第一の緑絵素７０Ｇ及び第二の青絵素７１Ｂを黒表示とし、第二の赤絵素７１Ｒ、第二の緑絵素７１Ｇ及び第一の青絵素７０Ｂを白表示とした場合、２２５°方位から観察すると、赤色と緑色の混色である黄色が視認され、３１５°方位から観察すると青色が視認される。

図１７に示したカラー素子の表示パターンと、図１８に示したカラー素子の表示パターンとを組み合わせることで、液晶パネルの法線方向（正面）から観察した場合には、白表示が観察される。図１９は、液晶パネルのγカーブの一例である。図１９に示したように、中間調の範囲では、奇数行側に配置された複数の絵素と偶数行側に配置された複数の絵素とで視認される映像のコントラストの差が大きい。このような奇数行側／偶数行側の視認性の違いが充分に得られるような中間調の範囲で、ソフトベールビューパターンを作成することが好ましい。

上記第二の画像は、ソフトベールビューパターンであることが好ましい。上記ソフトベールビューパターンとは、上記第一の画像に重ねて表示され、上記第一の画像を視認し難くする表示画像である。ソフトベールビューパターンを表示することで、よりプライバシー性を向上させることができる。上記ソフトベールビューパターンとしては、特に限定されないが、ストライプ、市松模様等の幾何学模様、文字、画像等を表示することができる。

以下に図２０～図２４を用いて、ソフトベールビューパターンの具体例を説明する。図２２～図２４では、図１等に示した第一の絵素７０及び第二の絵素７１を模式的に示した。図２０は、液晶パネルの表示画面を法線方向から観察した場合の模式図である。図２１は、液晶パネルの表示画面を２２５°方位から観察した場合の模式図である。液晶パネルの表示画面を法線方向から観察した場合には、図２０に示したように、第一の画像として、封筒の画像と「Ｅｍａｉｌ ａｃｃｏｕｎｔ」の文字が視認される。一方で、液晶パネルの表示画面を２２５°方位から観察した場合には、第一の画像に重なって、ソフトベールビューパターンとして図２１に示したようなストライプパターンが視認される。その結果、第一の画像が視認しにくくなり、斜め方向からのプライバシー性を向上させることができる。

図２１に示したように、上記ストライプパターンは、例えば、２２５°方位から観察した場合に、シアン、白、黒のストライプが視認され、３１５°方位から観察した場合には、赤、黒、白のストライプが視認される。

図２２は、図２１に示したシアンのストライプ部分におけるカラー素子の配置を示した液晶パネルの平面模式図である。図２２に示したように、第一の赤絵素７０Ｒ、第二の緑絵素７１Ｇ及び第二の青絵素７１Ｂを通常表示とし、第二の赤絵素７１Ｒ、第一の緑絵素７０Ｇ及び第一の青絵素７０Ｂを黒表示としたカラー素子７３を液晶パネルの行方向及び列方向に配置する。このように配置することで、第二の画像として、２２５°方位から観察した場合にシアンのストライプを表示し、３１５°方位から観察した場合に赤のストライプを表示することができる。上記通常表示とは、上記第一の画像を表示するための表示である。

図２３は、図２１に示した白のストライプ部分におけるカラー素子の配置を示した液晶パネルの平面模式図である。白のストライプは、図２３に示したように、第一の赤絵素７０Ｒ、第一の緑絵素７０Ｇ及び第一の青絵素７０Ｂを黒表示とし、第二の赤絵素７１Ｒ、第二の緑絵素７１Ｇ及び第二の青絵素７１Ｂを通常表示としたカラー素子７３を液晶パネルの行方向及び列方向に配置する。このように配置することで、２２５°方位から観察した場合に白のストライプを表示することができ、３１５°方位から観察した場合に黒のストライプを表示することができる。

図２４は、図２１に示した黒のストライプ部分におけるカラー素子の配置を示した液晶パネルの平面模式図である。黒のストライプは、図２４に示したように、第一の赤絵素７０Ｒ、第一の緑絵素７０Ｇ及び第一の青絵素７０Ｂを通常表示とし、第二の赤絵素７１Ｒ、第二の緑絵素７１Ｇ及び第二の青絵素７１Ｂを黒表示としたカラー素子７３を液晶パネルの行方向及び列方向に配置する。このように配置することで、２２５°方位から観察した場合に黒のストライプを表示することができ、３１５°方位から観察した場合に白のストライプを表示することができる。

以下に、実施例を挙げて本発明の効果を説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。

（実施例１）
実施例１に係る液晶表示装置は、液晶パネル１００と制御回路２００とを備える。液晶パネル１００は、図１～図３、図５Ａ～図５Ｃに示した構成を有する。制御回路２００は、図１３及び図１６に示した制御を行うことができる。液晶パネル１００は、第一の偏光板６１、アクティブマトリクス基板１０、第一の配向膜４１、液晶層２０、第二の配向膜４２、対向基板３０、第二の偏光板６２をこの順に備える。第一の偏光板６１の吸収軸６１Ａと第二の偏光板６２の吸収軸６２Ａとは、互いに直交するように、かつ吸収軸６２Ａが絵素の長手方向と平行となるように配置した。

アクティブマトリクス基板１０は、第一基板１１、第一電極１２としてＩＴＯからなる厚さ１００ｎｍのベタ電極を用い、第一の絶縁層１３として厚さ１１０μｍの窒化シリコン膜、第二電極１４として絵素毎に配置されたＩＴＯ電極をこの順に有する。第二電極１４は、複数の線状電極部１４ａを有し、一つの線状電極部１４ａの幅Ｌ_１４／隣接する線状電極部１４ａ間の距離Ｓ_１４＝２．５μｍ／３μｍとした。複数の線状電極部１４ａの延伸方向（第一の方向）Ｄ１と吸収軸６２Ａとの成す角度θ１は５°とした。

液晶層２０は、誘電率異方性が正（Δε＝７）の液晶分子２１を含む。第一の配向膜４１及び第二の配向膜４２は、それぞれ、アクティブマトリクス基板１０、対向基板３０の表面に対する液晶分子のプレチルト角が０°となるように配向処理が施された水平配向膜を用いた。

対向基板３０は、第二基板３１、カラーフィルタ３２及びブラックマトリクス３３、第一の誘電体層３７として厚さ１．５μｍの樹脂層、第三電極３４として厚さ１００ｎｍのＩＴＯ電極、第二の絶縁層３５として厚さ３００ｎｍの窒化シリコン膜、第四電極３６として厚さ１００ｎｍのＩＴＯ電極、第二の誘電体層３８として厚さ２μｍの樹脂層をこの順に有する。

第三電極３４は、第二の方向Ｄ２に延伸する複数の線状電極部３４ａを有し、第四電極３６は、第三の方向Ｄ３に延伸する複数の線状電極部３６ａを有する。一つの線状電極部３４ａの幅Ｌ_３４及び一つの線状電極部３６ａの幅Ｌ_３６は、ともに３μｍとした。第二の方向Ｄ２が第二の偏光板６２の吸収軸６２Ａと平行となり、第三の方向Ｄ３が第一の偏光板６１の吸収軸６１Ａと平行になるように配置した。すなわち、第二の方向Ｄ２と第三の方向Ｄ３との成す角θ２が９０°となるように配置した。図２に示したように、一つの絵素を平面視した場合に、第三電極３４は、第二電極１４の線状電極部１４ａの延伸方向Ｄ１に対して５°の角度を成す二本の線状電極部３４ａを含み、第四電極３６は、上記Ｄ１に対して８５°の角度を成す六本の線状電極部３６ａを含む。二本の線状電極部３４ａは、平面視において、ブラックマトリクス３３と重畳するように配置した。

第一電極１２は、絵素毎に配置され、それぞれＴＦＴと電気的に接続されており、制御回路２００により、絵素毎に異なる電圧が印加される。絵素毎に配置された第二電極１４は、互いに電気的に接続されている。第二電極１４は接地されており、このときの二電極１４にかかる電圧（０Ｖ）を定電圧（コモン電圧）とする。制御回路２００により、第三電極３４及び／又は第四電極３６への交流電圧の印加及び定電圧の印加を切り換える制御を行うことにより、表示モードの切り替えを行った。

（実施例２）
実施例２に係る液晶表示装置は、第三電極３４の配置が異なる点以外は、実施例１と同様の構成を有する。実施例２では、図４に示したように、一つの絵素を平面視した場合に、第三電極３４は、第一の方向Ｄ１に対して５°の角度を成す一本の線状電極部３４ａを含む。一本の線状電極部３４ａは、第二の偏光板６２の吸収軸６２Ａに沿って絵素の中央に配置した。

実施例１及び２に係る液晶表示装置について、ＬＣＤマスター３Ｄ（シンテック社製）を用いて、第一の表示モード（第一の視野角制限モード及び第二の視野角制限モード）、第二の表示モード及び第三の表示モードにおける視野角の範囲を確認した。図２５は、実施例１の広視野角モード及び第一の視野角制限モードのシミュレーション結果をまとめた表である。図２６は、実施例１の第二の視野角制限モード及び第三の表示モードのシミュレーション結果をまとめた表である。図２７は、実施例２の広視野角モード、第一の視野角制限モード及び第二の視野角制限モードのシミュレーション結果をまとめた表である。電圧を第三電極及び第四電極に対して、図２５～図２７に示した電圧印加した状態で、第二電極に対してコモン電圧を印加し、第一電極に上記コモン電圧に対して４Ｖの交流電圧を印加することで、各表示モードによる表示を行い、表示パネルを０°方位～３６０°方位から観察した場合のコントラストをシミュレーションした。図２５～図２７中、接地した場合は「Ｇｒｏｕｎｄ」と表記した。得られたシミュレーション図において、コントラストの値が高い方位は、該方位における視認性が良好であるといえる。上記コントラストは、下記式で表される。
コントラスト＝電圧印加時の最大輝度／電圧無印加時の輝度

実施例１に関し、図２５に示したコントラストのシミュレーション結果から、第二の表示モード（広視野角モード）は、９０°－２７０°方位及び０°－１８０°方位のコントラストが高いことから、液晶パネルの上下方向及び左右方向から観察した場合の視認性が良いこと分かる。一方で、第一の視野角制限モードは、９０°－２７０°方位におけるコントラストは高いものの、０°－１８０°方位におけるコントラストが低いことから、液晶パネルの左右方向からは表示画像が視認され難いことが分かる。図２６に示したように、第二の視野角制限モードは、０°－１８０°方位におけるコントラストは高いものの、９０°－２７０°方位におけるコントラストが低いことから、液晶パネルの上下方向からは表示画像が視認され難いことが分かる。更に第三の表示モードは、０°－１８０°方位におけるコントラストはやや高いものの、液晶パネルを法線方向から観察した場合にはコントラストが低く、表示画像が視認され難いことが分かる。

実施例２に関し、図２７に示したコントラストのシミュレーション結果から、第三電極について、一つの絵素に対して一本の線状電極部を配置した場合であっても、第三電極及び第四電極に電圧を印加せずに表示を行う広視野角モードでは、液晶パネルを上下方向及び左右方向からの視認性が良好であるのに対し、第四電極に対して第三電極尾よりも高い電圧を印加する第一の視野角制限モードでは、液晶パネルを左右方向から観察した場合のプライバシー性を高め、第三電極に対して第四電極尾よりも高い電圧を印加する第二の視野角制限モードでは、液晶パネルを上下方向から観察した場合のプライバシー性を高めることができることが確認された。

１：ゲート配線
２：ソース配線
３：ＴＦＴ
１０：アクティブマトリクス基板
１１：第一基板
１２：第一電極
１３：第一の絶縁層
１４：第二電極
１４ａ、３４ａ、３６ａ：線状電極部
１４ｂ：開口
２０：液晶層
２１：液晶分子
３０：対向基板
３１：第二基板
３２：カラーフィルタ
３２Ｂ：青色のカラーフィルタ
３２Ｇ：緑色のカラーフィルタ
３２Ｒ：赤色のカラーフィルタ
３３：ブラックマトリクス
３４：第三電極
３５：第二の絶縁層
３６：第四電極
３７：第一の誘電体層
３８：第二の誘電体層
４１：第一の配向膜
４２：第二の配向膜
６１：第一の偏光板
６１Ａ：第一の偏光板の吸収軸
６２：第二の偏光板
６２Ａ：第二の偏光板の吸収軸
７０：絵素（第一の絵素）
７０Ｂ：第一の青絵素
７０Ｇ：第一の緑絵素
７０Ｒ：第一の赤絵素
７１：第二の絵素
７１Ｂ：第二の青絵素
７１Ｇ：第二の緑絵素
７１Ｒ：第二の赤絵素
７２：表示単位
７２Ｂ：青色の表示単位
７２Ｇ：緑色の表示単位
７２Ｒ：赤色の表示単位
７３：カラー素子
１００：液晶パネル
１０１：第一電極駆動回路
１０２：第二電極駆動回路
１０３：第三電極駆動回路
１０４：第四電極駆動回路
２００：制御回路
２０１：画像信号合成回路
２０２：表示モード選択回路
２０３：印加電圧切替回路
２０４：データベース
２１１：原画像信号
２１２：画像信号
２１３：表示モード切替信号
２１４：第一の視野角制限モード選択信号
２１５：第二の視野角制限モード選択信号
２１６：第二の表示モード選択信号
２１７：第三の表示モード選択信号
２１８：交流信号
２１９：定電圧信号
２２０：ソフトベールビュー表示切替信号
２２１：ソフトベールビューパターン画像信号

Claims (5)

1. 液晶パネルと、制御回路とを具備し、
   前記液晶パネルは、面内方向にマトリクス状に配置された複数の絵素を含み、アクティブマトリクス基板と、第一の配向膜と、液晶分子を含有する液晶層と、第二の配向膜と、対向基板とをこの順に有し、
   前記アクティブマトリクス基板は、第一基板と、第一の絶縁層を介して積層された第一電極と前記絵素毎に配置された第二電極とを有するか、又は、第一基板上に互いに対向して配置された第一電極と第二電極とを有し、
   前記対向基板は、第二基板と、複数の線状電極部を含む第三電極と、第二の絶縁層と、複数の線状電極部を含む第四電極とをこの順に有し、
   平面視において、前記第三電極に含まれる前記複数の線状電極部の延伸方向と前記第四電極に含まれる前記複数の線状電極部の延伸方向とは交差し、
   前記制御回路は、前記第三電極及び／又は前記第四電極への交流電圧の印加及び定電圧の印加を切り換える制御を行うことを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記制御回路は、前記液晶パネルの法線方向を含む狭い視野角の範囲から観察できる第一の画像を表示する第一の表示モードと、
   前記狭い視野角の範囲を含む広い視野角の範囲から前記第一の画像が観察できる第二の表示モードとを切り換え、
   前記第一の表示モードにあっては、前記制御回路は、前記第三電極及び前記第四電極のいずれか一方の電極に対して、前記第一電極又は前記第二電極と共通の定電圧、又は、前記定電圧より高い交流電圧を印加し、かつ、他方の電極に対して、前記いずれか一方の電極に対して印加した電圧よりも高い交流電圧を印加する制御を行い、
   前記第二の表示モードにあっては、前記制御回路は、前記第三電極及び前記第四電極に対して前記第一電極又は前記第二電極と共通の定電圧を印加する制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記第一電極及び前記第二電極の少なくとも一方は、第一の方向に延伸する複数の線状電極部を含み、
   前記第三電極が有する前記複数の線状電極部の延伸方向は、前記第一の方向に対して０°以上、３０°以下の角度を成し、
   前記第四電極が有する前記複数の線状電極部の延伸方向は、前記第一の方向に対して６０°以上、９０°以下の角度を成し、
   前記制御回路は、前記第一の表示モードにおいて、前記第四電極に対して前記第三電極に印加される電圧よりも高い交流電圧を印加する第一の視野角制限モードと、前記第三電極に対して前記第四電極に印加される電圧よりも高い交流電圧を印加する第二の視野角制限モードとを切り替える制御を行うことを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
4. 前記液晶パネルは、ソフトベールビュー機能により画像を表示する複数の表示単位を有し、
   前記表示単位は、互いに隣接して配置され、奇数行から選ばれた第一の絵素と偶数行から選ばれた第二の絵素とからなる一対の絵素を含み、
   前記制御回路は、前記第一の画像とは異なる第二の画像が、前記広い視野角の範囲から観察されるように、前記一対の絵素のそれぞれに対して異なる画像信号を入力することを特徴とする請求項２又は３に記載の液晶表示装置。
5. 前記対向基板は、前記第四電極と前記第二の配向膜との間に誘電体層を有することを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載の液晶表示装置。
   

Images