JP5145878B2 - 電気光学装置及び電子機器 - Google Patents

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Description

本発明は、電気光学装置及び電子機器に関する。
従来、電気光学装置の1つとして、複数の方向から見たときに、それぞれの視方向ごとに異なる画像を表示(以下、指向性表示と呼ぶ)することができる表示装置が知られている。このような表示装置としては、開口部と遮光部とを有するバリアを介して複数の視点のそれぞれに、互いに異なる画像を表示することができるものがある(例えば、特許文献1参照)。
特開2007−108501号公報(第4頁〜第5頁、図18)
ここで、画像を形成する表示パネルと上記のバリアとを有する表示装置で、2つの方向に指向性表示を行う仕組みについて、断面図を用いて説明する。表示パネル600は、図25(a)に示すように、第1の画像を表示する第1の画素601と、第2の画像を表示する第2の画素603とを有している。バリア605の遮光部607は、第1の画素601の一部601aと、第2の画素603の一部603aとに重なっている。つまり、遮光部607同士間に位置する開口部609は、第1の画素601の他部601bと、第2の画素603の他部603bとに重なる領域に設けられている。
そして、開口部609を介して第1の画素601を視認できる第1の範囲611に第1の画像が表示される。また、開口部609を介して第2の画素603を視認できる第2の範囲613に第2の画像が表示される。つまり、第1の範囲611内に視点がある場合、その視点から第1の画像が視認され得る。また、第2の範囲613内に視点がある場合、その視点から第2の画像が視認され得る。
なお、第1の範囲611及び第2の範囲613は、互いに重なる範囲615を有している。範囲615内にある視点からは、第1の画像と第2の画像とが重畳した状態で視認される。第1の範囲611から範囲615を除いた範囲619a内にある視点からは、第1の画像だけが視認され得る。同様に、第2の範囲613から範囲615を除いた範囲619b内にある視点からは、第2の画像だけが視認され得る。範囲619a及び範囲619bは、それぞれ、適視範囲619a及び適視範囲619bと呼ばれる。
ところで、表示パネル600には、一般的に、各画素601及び603に対応してスイッチング素子などが設けられている。スイッチング素子は、各画素601及び603からの光の射出と光の遮断とを切り替える。各画素601及び603では、平面図である図26に示すように、スイッチング素子などによって光の射出が妨げられる領域である遮光領域621が形成される。
ここで、各画素601及び603から開口部609を介して各適視範囲619a及び619bに及ぶ光は、図26中のZ−Z線における断面図である図25(b)に示すように、遮光領域621によって適視範囲619aと適視範囲619bとで異なる量となる。
つまり、従来の表示装置では、指向性表示における複数の画像間で画像の明るさに差異が生じやすいという未解決の課題がある。
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現され得る。
[適用例1]第1の画像を形成する第1の画素及び第2の画像を形成する第2の画素を少なくとも含み、前記第1の画素及び前記第2の画素が第1方向に交互に並んだ複数の画素と、平面視で前記複数の画素に重なる遮光素子と、を有し、前記複数の画素は、前記第1方向に隣り合う前記第1の画素及び前記第2の画素の2つの画素ごとに、前記2つの画素を1組とする複数組の画素群にわけられており、前記遮光素子には、前記画素群ごとに、平面視で前記2つの画素に重なる領域が開口された開口部が設けられており、前記第1の画素と前記第2の画素とには、前記第1の画素及び前記第2の画素からの光の射出を妨げる各遮光領域が、平面視で、前記第1の画素及び前記第2の画素の間で対称となる位置に設けられていることを特徴とする電気光学装置。
適用例1の電気光学装置は、複数の画素と遮光素子とを有している。複数の画素には、少なくとも第1の画素及び第2の画素が含まれている。第1の画素及び第2の画素は、第1方向に交互に並んでいる。複数の画素は、第1方向に隣り合う第1の画素及び第2の画素の2つの画素ごとに、これらの2つの画素を1組とする複数組の画素群にわけられている。遮光素子は、平面視で複数の画素に重なっている。遮光素子には、画素群ごとに、画素群を構成する2つの画素に平面視で重なる領域が開口された開口部が設けられている。
適用例1の電気光学装置では、遮光素子に設けられた開口部によって、画素群を構成する各画素を視認できる範囲が規定され得る。第1の画素を視認できる範囲(以下、第1の範囲と呼ぶ)で第1の画像が視認され、第2の画素を視認できる範囲(以下、第2の範囲と呼ぶ)で第2の画像が視認され得る。つまり、適用例1の電気光学装置では、遮光素子に設けられた開口部を介して、少なくとも2つの方向に指向性表示を行うことができる。
適用例1の電気光学装置では、第1の画素及び第2の画素に、各画素からの光の射出を妨げる各遮光領域が、平面視で、第1の画素及び第2の画素の間で対称となる位置に設けられている。これにより、第1の画素から開口部を経て第1の範囲に及ぶ光の量と、第2の画素から開口部を経て第2の範囲に及ぶ光の量とをそろえやすくすることができる。従って、指向性表示における第1の画像と第2の画像との間で画像の明るさをそろえやすくすることができる。
[適用例2]上記の電気光学装置であって、各前記第1の画素における各前記遮光領域は、各前記第1の画素に対する平面視での位置が、前記第1方向に並ぶ複数組の前記画素群の間でそろっていることを特徴とする電気光学装置。
適用例2では、各第1の画素における各遮光領域は、各第1の画素に対する平面視での位置が、第1方向に並ぶ複数組の画素群の間でそろっている。ここで、各画素群を構成する第1の画素及び第2の画素の間では、それぞれの遮光領域が対称となる位置に設けられている。従って、各第2の画素における各遮光領域も、各第2の画素に対する平面視での位置が、第1方向に並ぶ複数組の画素群の間でそろっている。この結果、各第1の画素から各開口部を経て第1の範囲に及ぶ光の量と、各第2の画素から各開口部を経て第2の範囲に及ぶ光の量とを、第1方向に並ぶ複数組の画素群の間でそろえやすくすることができる。
[適用例3]上記の電気光学装置であって、前記第1の画素及び前記第2の画素が、前記第1方向とは交差する第2方向にも交互に並んでおり、各前記第1の画素における各前記遮光領域は、各前記第1の画素に対する平面視での位置が、前記第2方向に並ぶ複数の前記第1の画素の間でそろっていることを特徴とする電気光学装置。
適用例3では、第1の画素及び第2の画素が、第1方向とは交差する第2方向にも交互に並んでいる。このため、第1方向とは交差する方向にも、複数組の画素群が並んでいる。また、適用例3では、各第1の画素における各遮光領域は、各第1の画素に対する平面視での位置が、第2方向に並ぶ複数の第1の画素の間でそろっている。この結果、各第1の画素から各開口部を経て第1の範囲に及ぶ光の量と、各第2の画素から各開口部を経て第2の範囲に及ぶ光の量とを、第1方向とは交差する方向に並ぶ複数組の画素群の間でそろえやすくすることができる。
[適用例4]上記の電気光学装置であって、各前記画素群を構成する前記第1の画素及び前記第2の画素の各前記遮光領域は、平面視で、前記第1の画素及び前記第2の画素の間で互いに線対称となる位置に設けられていることを特徴とする電気光学装置。
[適用例5]上記の電気光学装置であって、各前記画素群を構成する前記第1の画素及び前記第2の画素の各前記遮光領域は、平面視で、前記第1の画素及び前記第2の画素の間で互いに点対称となる位置に設けられていることを特徴とする電気光学装置。
[適用例6]上記の電気光学装置であって、各前記画素群を構成する前記第1の画素及び前記第2の画素の各前記遮光領域が、平面視で前記遮光素子の各前記開口部に重なっていることを特徴とする電気光学装置。
[適用例7]上記の電気光学装置であって、各前記画素群を構成する前記第1の画素及び前記第2の画素の各前記遮光領域が、平面視で前記遮光素子の各前記開口部の輪郭よりも外側にあることを特徴とする電気光学装置。
適用例7では、各画素群を構成する第1の画素及び第2の画素の各遮光領域が、平面視で遮光素子の各開口部の輪郭よりも外側にあるので、各開口部を通る光の量が減少してしまうことを避けやすくすることができる。この結果、指向性表示における第1の画像と第2の画像とを明るく表示することができる。
[適用例8]上記の電気光学装置を表示部として備えたことを特徴とする電子機器。
適用例8の電子機器は、表示部としての電気光学装置が、複数の画素と遮光素子とを有している。複数の画素には、少なくとも第1の画素及び第2の画素が含まれている。第1の画素及び第2の画素は、少なくとも第1方向に交互に並んでいる。複数の画素は、第1方向に隣り合う第1の画素及び第2の画素の2つの画素ごとに、これらの2つの画素を1組とする複数組の画素群にわけられている。遮光素子は、平面視で複数の画素に重なっている。遮光素子には、画素群ごとに、画素群を構成する2つの画素に平面視で重なる領域が開口された開口部が設けられている。
この電気光学装置では、遮光素子に設けられた開口部によって、画素群を構成する各画素を視認できる範囲が規定され得る。第1の画素を視認できる範囲(以下、第1の範囲と呼ぶ)で第1の画像が視認され、第2の画素を視認できる範囲(以下、第2の範囲と呼ぶ)で第2の画像が視認され得る。つまり、この電気光学装置では、遮光素子に設けられた開口部を介して、少なくとも2つの方向に指向性表示を行うことができる。
この電気光学装置では、第1の画素及び第2の画素に、各画素からの光の射出を妨げる各遮光領域が、平面視で、第1の画素及び第2の画素の間で対称となる位置に設けられている。これにより、第1の画素から開口部を経て第1の範囲に及ぶ光の量と、第2の画素から開口部を経て第2の範囲に及ぶ光の量とをそろえやすくすることができる。従って、指向性表示における第1の画像と第2の画像との間で画像の明るさをそろえやすくすることができる。
そして、適用例8の電子機器は、指向性表示における第1の画像と第2の画像との間で画像の明るさをそろえやすくすることができる電気光学装置を表示部として備えているので、第1の画像と第2の画像との間で画像の明るさをそろえやすくすることができる。
実施形態について、電気光学装置の1つである表示装置を例に、図面を参照しながら説明する。
実施形態における表示装置1は、図1に示すように、表示パネル3と、照明装置5とを有している。
ここで、表示パネル3には、複数の画素7が設定されている。複数の画素7は、表示領域8内で、図中のX方向及びY方向に配列しており、X方向を行方向とし、Y方向を列方向とするマトリクスMを構成している。表示装置1は、照明装置5から表示パネル3に入射された光を、表示パネル3に設定されている複数の画素7から選択的に表示面9を介して表示パネル3の外に射出することで、表示面9に画像を表示することができる。なお、表示領域8とは、画像が表示され得る領域である。図1では、構成をわかりやすく示すため、画素7が誇張され、且つ画素7の個数が減じられている。
表示パネル3は、図1中のA−A線における断面図である図2に示すように、液晶パネル11と、偏光板13a及び13bと、バリア基板14とを有している。
液晶パネル11は、駆動素子基板15と、対向基板17と、液晶19とを有している。
駆動素子基板15には、表示面9側すなわち液晶19側に、複数の画素7のそれぞれに対応して、後述するスイッチング素子などが設けられている。
対向基板17は、駆動素子基板15よりも表示面9側で駆動素子基板15に対向し、且つ駆動素子基板15との間に隙間を有した状態で設けられている。対向基板17には、表示パネル3における表示面9の裏面に相当する面である底面23側すなわち液晶19側に、後述する対向電極などが設けられている。
液晶19は、駆動素子基板15及び対向基板17の間に介在しており、表示パネル3の周縁よりも内側で表示領域8を囲むシール材25によって、駆動素子基板15及び対向基板17の間に封止されている。なお、本実施形態では、液晶19として、TN(Twisted Nematic)型が採用されている。
バリア基板14は、対向基板17よりも表示面9側で対向基板17に対向した状態で設けられている。
偏光板13aは、駆動素子基板15よりも底面23側に設けられている。偏光板13bは、バリア基板14よりも表示面9側に設けられている。表示装置1では、偏光板13a及び13bは、偏光板13aにおける光の透過軸の方向と、偏光板13bにおける光の透過軸の方向とが、互いに直交する方向に設定されている。偏光板13a及び13bは、それぞれ、透過軸の方向に偏光軸を有する光を透過させることができる。
照明装置5は、表示パネル3の底面23側に設けられており、導光板31と、光源33とを有している。導光板31は、図2で見て表示パネル3の下側に設けられており、表示パネル3の底面23に対向する光射出面35bを有している。
光源33は、例えば、LED(Light Emitting Diode)や冷陰極管などが採用され、図2で見て導光板31の側面35aの右方に設けられている。
光源33からの光は、導光板31の側面35aに入射される。導光板31に入射された光は、導光板31の中で反射を繰り返しながら光射出面35bから射出される。光射出面35bから射出された光は、表示パネル3の底面23から、偏光板13aを介して表示パネル3に入射される。なお、導光板31には、必要に応じて、光射出面35bに拡散板が設けられ、底面35cに反射板が設けられる。
表示パネル3に設定されている複数の画素7は、それぞれ、表示面9から射出する光の色が、図3に示すように、赤系(R)、緑系(G)及び青系(B)のうちの1つに設定されている。つまり、マトリクスMを構成する複数の画素7は、Rの光を射出する画素7rと、Gの光を射出する画素7gと、Bの光を射出する画素7bとを含んでいる。
ここで、Rの色は、純粋な赤の色相に限定されず、橙等を含む。Gの色は、純粋な緑の色相に限定されず、青緑や黄緑を含む。Bの色は、純粋な青の色相に限定されず、青紫や青緑等を含む。他の観点から、Rの色を呈する光は、光の波長のピークが、可視光領域で570nm以上の範囲にある光であると定義され得る。また、Gの色を呈する光は、光の波長のピークが500nm〜565nmの範囲にある光であると定義され得る。Bの色を呈する光は、光の波長のピークが415nm〜495nmの範囲にある光であると定義され得る。
マトリクスMでは、Y方向に沿って並ぶ複数の画素7が、1つの画素列41を構成している。また、X方向に沿って並ぶ複数の画素7が、1つの画素行42を構成している。1つの画素列41内の各画素7は、光の色がR、G及びBのうちの1つに設定されている。つまり、マトリクスMは、複数の画素7rがY方向に配列した画素列41rと、複数の画素7gがY方向に配列した画素列41gと、複数の画素7bがY方向に配列した画素列41bとを有している。そして、マトリクスMでは、画素列41r、画素列41g及び画素列41bが、この順でX方向に沿って反復して並んでいる。
また、表示装置1では、マトリクスMを構成する複数の画素7は、図4に示すように、複数の第1の画素71と、複数の第2の画素72とにわけられている。表示装置1は、照明装置5から表示パネル3に入射された光を、複数の第1の画素71から選択的に表示面9を介して表示パネル3の外に射出することで、表示面9に第1の画像を表示することができる。また、表示装置1は、照明装置5から表示パネル3に入射された光を、複数の第2の画素72から選択的に表示面9を介して表示パネル3の外に射出することで、表示面9に第2の画像を表示することができる。
なお、第1の画像と第2の画像とは、互いに異なる画像であることと、互いに同じ画像であることとが問われない。また、以下においては、画素7という表記と、画素7r、7g及び7bという表記と、第1の画素71及び第2の画素72という表記とが、適宜、使いわけられる。また、第1の画素71及び第2の画素72のそれぞれに対してR、G及びBが識別される場合、第1の画素7r1、7g1及び7b1、並びに、第2の画素7r2、7g2及び7b2という表記が用いられる。
表示装置1では、第1の画素71と第2の画素72とが、X方向に交互に並んでいる。1つの画素列41は、複数の第1の画素71又は複数の第2の画素72によって構成されている。つまり、マトリクスMは、複数の第1の画素71がY方向に沿って配列した画素列411と、複数の第2の画素72がY方向に沿って配列した画素列412とを有している。なお、以下においては、画素列41という表記と、画素列41r、画素列41g及び画素列41bという表記と、画素列411及び画素列412という表記とが、適宜、使いわけられる。また、画素列411及び画素列412のそれぞれに対してR、G及びBが識別される場合、画素列41r1、41g1及び41b1、並びに、画素列41r2、41g2及び41b2という表記が用いられる。
表示装置1では、マトリクスMを構成する複数の画素7は、X方向に隣り合う第1の画素71及び第2の画素72の2つの画素7ごとに、これらの2つの画素7を1組とする複数組の画素群43にわけられている。各画素群43での第1の画素71及び第2の画素72の並び順は、複数組の画素群43間で統一している。本実施形態では、第1の画素71と第2の画素72とが、図4で見て、X方向に左側から右側に向かってこの順で並んでいる。なお、第1の画素71及び第2の画素72の並び順は、複数組の画素群43間で統一していれば、いずれが左側でも右側でもよい。
マトリクスMにおいて、複数組の画素群43は、図5に示すように、X方向及びY方向のそれぞれの方向に沿って並んでいる。つまり、複数組の画素群43は、マトリクス状に配列している。
ここで、液晶パネル11の駆動素子基板15及び対向基板17、並びにバリア基板14のそれぞれの構成について、詳細を説明する。
駆動素子基板15は、図4中のC−C線における断面図である図6に示すように、第1基板51を有している。第1基板51は、例えばガラスなどの光透過性を有する材料で構成されており、表示面9側に向けられた第1面53aと、底面23側に向けられた第2面53bとを有している。
第1基板51の第1面53aには、ゲート絶縁層55が設けられている。ゲート絶縁層55の表示面9側には、絶縁層57が設けられている。絶縁層57の表示面9側には、配向膜59が設けられている。
また、駆動素子基板15には、画素7ごとに駆動素子61が、第1基板51の第1面53a側に設けられている。各画素7に対応する駆動素子61は、スイッチング素子の1つであるTFT(Thin Film Transistor)素子63と、画素電極65とを有している。
TFT素子63は、ゲート電極67と、半導体層69と、ソース電極71と、ドレイン電極73とを有している。
ゲート電極67は、第1基板51の第1面53aに設けられており、ゲート絶縁層55によって表示面9側から覆われている。なお、ゲート電極67の材料としては、例えば、モリブデン、タングステン、クロムなどの金属や、これらを含む合金などが採用され得る。また、ゲート絶縁層55の材料としては、例えば、SiOやSiNなどの光透過性を有する材料が採用され得る。
半導体層69は、例えばアモルファスシリコンで構成されており、ゲート絶縁層55を挟んでゲート電極67に対向する位置に設けられている。
ソース電極71は、ゲート絶縁層55の表示面9側に設けられており、一部が半導体層69に重なっている。ドレイン電極73は、ゲート絶縁層55の表示面9側に設けられており、一部が半導体層69に重なっている。なお、ソース電極71やドレイン電極73の材料としては、例えば、金、銀、銅、アルミニウムなどの金属や、これらを含む合金などが採用され得る。
上記の構成を有するTFT素子63は、半導体層69がゲート電極67と、ソース電極71及びドレイン電極73との間に位置する所謂ボトムゲート型である。そして、TFT素子63は、絶縁層57によって表示面9側から覆われている。なお、絶縁層57の材料としては、例えば、SiO、SiN、アクリル系の樹脂などの光透過性を有する材料が採用され得る。
画素電極65は、例えばITO(Indium Tin Oxide)等の酸化導電膜や、Mg及びAg等の金属が光透過性を有するように薄膜化したものなどの光透過性を有する材料で構成され、絶縁層57の表示面9側に設けられている。画素電極65は、絶縁層57に設けられたコンタクトホール75を介してドレイン電極73につながっている。
配向膜59は、例えばポリイミドなどの光透過性を有する材料で構成されており、絶縁層57及び画素電極65を表示面9側から覆っている。なお、配向膜59には、配向処理が施されている。
対向基板17は、第2基板81を有している。第2基板81は、例えばガラスや石英などの光透過性を有する材料で構成されており、表示面9側に向けられた外向面82aと、底面23側に向けられた対向面82bとを有している。
第2基板81の対向面82bには、各画素7を区画する光吸収層83が領域84にわたって設けられている。表示装置1では、各画素7は、光吸収層83によって囲まれた領域であると定義され得る。光吸収層83は、例えば、カーボンブラックやクロムなどの光吸収性が高い材料を含有する樹脂などで構成されており、平面視で格子状に設けられている。
また、第2基板81の対向面82bには、光吸収層83によって囲まれた各領域、すなわち各画素7の領域を底面23側から覆うカラーフィルタ85が設けられている。
ここで、カラーフィルタ85は、入射された光のうち所定の波長域の光を透過させることができる。カラーフィルタ85は、画素7r、画素7g及び画素7bごとに異なる色に着色された樹脂などで構成されている。画素7rに対応するカラーフィルタ85は、Rの光を透過させることができる。画素7gに対応するカラーフィルタ85はGの光を透過させ、画素7bに対応するカラーフィルタ85はBの光を透過させることができる。なお、以下において、各カラーフィルタ85に対してR、G及びBが識別される場合に、カラーフィルタ85r、85g及び85bという表記が用いられる。
光吸収層83及びカラーフィルタ85の底面23側には、オーバーコート層86が設けられている。オーバーコート層86は、光透過性を有する樹脂などで構成されており、光吸収層83及びカラーフィルタ85を底面23側から覆っている。
オーバーコート層86の底面23側には、対向電極87が設けられている。対向電極87は、例えばITO等の酸化導電膜や、Mg及びAg等の金属が光透過性を有するように薄膜化したものなどの光透過性を有する材料で構成されている。
対向電極87は、マトリクスMを構成する複数の画素7間にわたって一連した状態で設けられている。つまり、対向電極87は、マトリクスMを構成する複数の画素7に平面視で重なる領域に設けられており、複数の画素7間にわたって共通して機能する。なお、対向電極87は、図示しない共通線につながっている。
対向電極87の底面23側には、配向膜89が設けられている。配向膜89は、例えばポリイミドなどの光透過性を有する材料で構成されており、対向電極87を底面23側から覆っている。配向膜89には、配向処理が施されている。
駆動素子基板15及び対向基板17の間に介在する液晶19は、配向膜59と配向膜89との間に介在している。表示装置1では、図2に示すシール材25は、図6に示す第1基板51の第1面53aと、第2基板81の対向面82bとによって挟持されている。つまり、表示装置1では、液晶19は、第1基板51及び第2基板81によって保持されている。なお、シール材25は、配向膜59及び配向膜89の間に設けられていてもよい。この場合、液晶19は、駆動素子基板15及び対向基板17に保持されているとみなされ得る。
バリア基板14は、第3基板91を有している。第3基板91は、例えばガラスや石英などの光透過性を有する材料で構成されており、表示面9側に向けられた外向面92aと、底面23側に向けられた対向面92bとを有している。
第3基板91の対向面92bには、遮光膜93が設けられている。遮光膜93は、例えば、カーボンブラックなどを含有する樹脂や、クロムなどの光吸収性が高い材料で構成され得る。遮光膜93は、マトリクスMを構成する複数の画素7間にわたって設けられている。つまり、遮光膜93は、マトリクスMを構成する複数の画素7に平面視で重なる領域に設けられている。
遮光膜93の底面23側には、オーバーコート層95が設けられている。オーバーコート層95は、例えばアクリル樹脂などの光透過性を有する材料で構成されており、遮光膜93を底面23側から覆っている。
上記の構成を有するバリア基板14は、対向面92bが第2基板81の外向面82aに向けられた状態で、オーバーコート層95が外向面82aに、光透過性を有する接着剤97を介して貼り付けられている。
ここで、前述したTFT素子63は、図6で見て左側の領域84内に設けられており、ドレイン電極73が領域84内から画素7の領域内に延長されている。なお、各画素電極65は、平面視で周縁部が領域84内に及んでいる。
また、遮光膜93には、遮光膜93と画素群43との平面図である図7に示すように、画素群43ごとに開口部99が設けられている。この図7では、構成をわかりやすく示すため、遮光膜93にハッチングが施されている。
各開口部99は、図6中のD−D線における断面図である図8に示すように、各画素群43を構成する第1の画素71及び第2の画素72に平面視で重なる領域に設けられている。なお、開口部99内には、オーバーコート層95が及んでいる。つまり、オーバーコート層95は、遮光膜93及び第3基板91の対向面92bを、底面23側から覆っている。
駆動素子基板15は、図8に示すように、複数のソース線Sを有している。複数のソース線Sは、ゲート絶縁層55上に設けられており、絶縁層57によって表示面9側から覆われている。
Y方向に隣り合うTFT素子63間において、ソース電極71同士は、TFT素子63及び画素電極65の配置を示す平面図である図9に示すように、ソース線Sを介してつながっている。また、X方向に隣り合うTFT素子63間において、ゲート電極67同士は、ゲート線Tを介してつながっている。図9では、構成をわかりやすく示すため、ゲート線T及び画素電極65のそれぞれにハッチングが施されている。
ここで、ゲート電極67は、X方向に沿って並ぶ複数の画素7間にわたって一連したゲート線Tとして設けられている。そして、画素7ごとにゲート線Tに対向する位置に半導体層69が設けられている。各ゲート線Tにおいて、平面視で半導体層69に重なる領域がゲート電極67であると定義され得る。
なお、図6における駆動素子61の断面は、図9中のE−E線における断面に相当している。
表示装置1では、駆動素子基板15は、図10に示すように、n本(nは、2以上の整数)のゲート線Tと、m本(mは、2以上の整数)のソース線Sとを有している。なお、以下においてn本のゲート線T及びm本のソース線Sのそれぞれが識別される場合に、ゲート線T(n)という表記と、ソース線S(m)という表記とが用いられる。
n本のゲート線T及びm本のソース線Sは、格子状に配線されている。n本のゲート線Tは、Y方向に互いに間隔をあけた状態で、X方向に沿って延びている。m本のソース線Sは、X方向に互いに間隔をあけた状態で、Y方向に沿って延びている。各画素7は、各ゲート線Tと各ソース線Sとの交差に対応して設定されている。
各ソース線Sは、Y方向に沿って並ぶ複数の画素7すなわち各画素列41に対応している。各ゲート線Tは、X方向に沿って並ぶ複数の画素7すなわち各画素行42に対応している。
各画素群43では、第1の画素71に対応する駆動素子61と、第2の画素72に対応する駆動素子61とは、図9及び図10に示すように、第1の画素71及び第2の画素72間で互いに対称となっている。これらの駆動素子61は、第1の画素71及び第2の画素72間に仮想的に位置する対称軸Lに関して、互いに線対称となる位置に設けられている。
なお、各画素群43における第1の画素71及び第2の画素72のそれぞれに対応するTFT素子63は、図11に示すように、平面視で遮光膜93の開口部99の輪郭よりも外側に設けられている。
上記の構成を有する表示装置1では、照明装置5から表示パネル3に光を照射した状態で液晶19の配向状態を画素7ごとに変化させることにより、表示が制御される。液晶19の配向状態は、TFT素子63のOFF状態及びON状態を切り替えることによって変化し得る。
図12(a)は、TFT素子63がOFF状態のときの偏光状態を示す図であり、図12(b)は、TFT素子63がON状態のときの偏光状態を示す図である。
表示装置1では、偏光板13aの透過軸の方向111は、図12(a)及び図12(b)に示すように、偏光板13bの透過軸の方向113に平面視で直交している。配向膜59の配向方向115は、平面視で透過軸の方向113に直交している。配向膜89の配向方向117は、平面視で透過軸の方向113に沿っている。
なお、図12(a)及び図12(b)において、X'方向及びY'方向は、X'方向が平面視で偏光板13bの透過軸の方向113に沿った方向を示し、Y'方向がXY平面内でX'方向に直交する方向を示している。X'方向及びY'方向は、XY平面内で互いに直交する任意の2方向である。
照明装置5から偏光板13aに入射された入射光は、偏光板13aの透過軸の方向111すなわちY'方向に沿った偏光軸を有する直線偏光119として液晶19に入射される。
液晶19に入射された直線偏光119は、TFT素子63がOFF状態のときに、図12(a)に示すように、液晶19の旋光性によってX'方向に沿った偏光軸を有する直線偏光121として偏光板13bに向けて射出される。偏光板13bに向けて射出された直線偏光121は、偏光軸の方向が偏光板13bの透過軸の方向113に沿っているため、偏光板13bを透過する。
他方で、TFT素子63がON状態のときに、直線偏光119は、図12(b)に示すように、偏光状態が維持されたまま直線偏光119として偏光板13bに向けて射出される。偏光板13bに向けて射出された直線偏光119は、偏光軸の方向が偏光板13bの透過軸の方向113に対して直交しているため、偏光板13bによって吸収される。
表示装置1では、TFT素子63がOFF状態のときに表示面9から光が射出され、TFT素子63がON状態のときに表示面9からの光の射出が遮断される所謂ノーマリホワイトの表示モードが採用されている。しかしながら、表示モードは、ノーマリホワイトに限定されず、ノーマリブラックも採用され得る。
ここで、表示装置1は、前述したように、画素群43ごとに開口部99が設けられた遮光膜93を有している。照明装置5から各画素7に入射された光は、開口部99を介して表示面9に向けて射出される。
このとき、各第1の画素71から表示面9側に向けて射出された光123aは、複数組の画素群43及び遮光膜93を模式的に示す断面図である図13に示すように、各開口部99を介して第1の範囲125に及ぶ。
また、各第2の画素72から表示面9側に向けて射出された光123bは、各開口部99を介して第2の範囲127に及ぶ。なお、図13に示す断面は、図9中のF−F線における断面に相当している。
第1の範囲125からは、開口部99を介して第1の画素71からの光123aが視認され得る。第2の範囲127からは、開口部99を介して第2の画素72からの光123bが視認され得る。第1の範囲125内に視点があれば、複数の第1の画素71からの光123aによって形成される第1の画像が視認され得る。第2の範囲127内に視点があれば、複数の第2の画素72からの光123bによって形成される第2の画像が視認され得る。つまり、表示装置1では、第1の画像を第1の範囲125に表示し、第2の画像を、第1の範囲125とは異なる第2の範囲127に表示する所謂指向性表示を行うことができる。
第1の範囲125及び第2の範囲127は、互いに重複する範囲129を有している。この範囲129からは、第1の画像と第2の画像とが重畳した状態で視認される。第1の範囲125から範囲129を除いた範囲131a(以下、適視範囲131aと呼ぶ)からは、第1の画像だけが視認され得る。また、第2の範囲127から範囲129を除いた範囲131b(以下、適視範囲131bと呼ぶ)からは、第2の画像だけが視認され得る。
表示装置1は、複数の第1の画素71から射出された光123aが第1の範囲125の両端のそれぞれにおいて交差し、複数の第2の画素72から射出された光123bが第2の範囲127の両端のそれぞれにおいて交差するように構成されている。これは、X方向に隣り合う開口部99同士間の間隔Paを、X方向に隣り合う画素群43同士間の間隔Pbよりも短く設定することによって実現され得る。
これにより、適視範囲131a内にある任意の視点から視認される光の量を、複数の第1の画素71間で同等にすることができる。同様に、適視範囲131b内にある任意の視点から視認される光の量を、複数の第2の画素72間で同等にすることができる。
ここで、照明装置5から液晶パネル11に照射される光141は、図6に示すように、駆動素子基板15を経てから液晶19に入射される。このとき、光141の一部は、ゲート電極67(ゲート線T)や、TFT素子63、ソース線Sなどによって、液晶19への入射が遮られる。つまり、平面視で、ゲート電極67、ゲート線T、TFT素子63、ソース線Sなどに重なる領域は、遮光領域となる。
これらの遮光領域のうちで各ドレイン電極73によって形成される各遮光領域(以下、ドレイン遮光領域と呼ぶ)は、各画素7の領域に及んでいる。つまり、各画素7では、ドレイン遮光領域によって、表示面9側への光の射出が妨げられる。従って、光141のうちでドレイン遮光領域に至るものは、表示に寄与しない。
第1の画素71及び第2の画素72のそれぞれから遮光膜93の開口部99を介して表示面9側に射出される光123a及び123bが及ぶ範囲142a及び142bは、図9中のK−K線における断面図である図14に示すように、ドレイン遮光領域143によって減少する。
前述したように、表示装置1では、ゲート電極67、ゲート線T、TFT素子63、ソース線Sなどが、対称軸Lに関して線対称となっている。つまり、各遮光領域が対称軸Lに関して線対称となっている。このため、範囲142aと範囲142bとを同等にしやすくすることができる。従って、指向性表示における第1の画像と第2の画像との間で、画像の明るさをそろえやすくすることができる。
つまり、表示装置1では、各画素群43において、第1の画素71及び第2の画素72のそれぞれから開口部99を介して表示面9側に射出される光123a及び123bの量を、第1の画素71と第2の画素72との間で互いに対称にしやすくすることができる。
ここで、本発明者は、開口部99を介して表示面9側に射出される光123a及び123bの量が第1の画素71と第2の画素72との間で異なると、これらの第1の画素71と第2の画素72とでコントラスト比に差異が発生しやすいことを見出した。これは、遮光膜93による光123a及び123bの回折現象が、第1の画素71と第2の画素72との間で互いに非対称に発生するためであると考えられる。
上述したように、表示装置1では、開口部99を介して表示面9側に射出される光123a及び123bの量を、第1の画素71と第2の画素72との間で互いに対称にしやすくすることができる。この結果、これらの第1の画素71と第2の画素72との間で、コントラスト比を互いに対称にしやすくすることができる。これにより、指向性表示における表示品位の向上が図られる。
なお、表示装置1において、遮光膜93が遮光素子に対応している。
表示装置1では、X方向に隣り合う画素群43同士間にソース線Sが配線されている場合(図10)を例に説明したが、ソース線Sの配線はこれに限定されない。ソース線Sは、図15に示すように、画素群43を構成する第1の画素71と第2の画素72との間に配線されていてもよい。
画素群43を構成する第1の画素71と第2の画素72との間にソース線Sが配線された構成を有する表示装置10では、各画素群43の第1の画素71と第2の画素72との間に、ソース線Sによるソース遮光領域が形成される。
そして、平面視でこのソース遮光領域に重なるように光吸収層83(図8)を設ければ、図16に示すように、第1の画素71と第2の画素72との間に領域84が形成される。これにより、第1の画素71と第2の画素72との間の領域84を、X方向に隣り合う画素群43同士間の領域84よりも広くすることができる。第1の画素71と第2の画素72との間の領域84を広くすることにより、第1の画像と第2の画像とが重畳する範囲129(図13)を軽減することができる。
なお、表示装置1や表示装置10では、各画素群43において、第1の画素71及び第2の画素72の駆動素子61が、これらの第1の画素71及び第2の画素72の間で互いに線対称となっている場合を例に説明したが、駆動素子61はこれに限定されない。各画素群43において、第1の画素71及び第2の画素72の駆動素子61は、図17及び図18に示すように、これらの第1の画素71及び第2の画素72の間に仮想的に位置する対称点Qに関して、互いに点対称であってもよい。各画素群43において第1の画素71及び第2の画素72の駆動素子61が、これらの第1の画素71及び第2の画素72の間で点対称である表示装置20や表示装置30は、表示装置1や表示装置10と同様の効果を奏する。
表示装置1、10、20及び30では、遮光膜93の各開口部99が、図7に示すように、画素群43ごとに設けられている場合を例に説明したが、遮光膜93の構成はこれに限定されない。遮光膜93は、平面図である図19に示すように、X方向に隣り合う画素群43同士間のそれぞれに対応して、且つY方向に並ぶ複数組の画素群43間にわたって遮光膜93を設けた構成が採用され得る。この場合、各開口部99は、Y方向に並ぶ複数の画素群43間にわたって設けられる。
また、表示装置1、10、20及び30では、複数組の画素群43が、図5に示すように、X方向及びY方向のそれぞれの方向に沿ってマトリクス状に配列した場合を例に説明したが、複数組の画素群43の配列はこれに限定されない。複数組の画素群43の配列は、例えば、図20に示すように、Y方向にシグザグに並んだ配列も採用され得る。図20に示す配列の場合、図4に示す第1の画素71と第2の画素72とは、X方向に交互に並んでいるとともに、Y方向にも交互に並んでいる。
この場合、表示装置1、10、20及び30では、遮光膜93の各開口部99は、図21に示すように、画素群43ごとに設けられる。この場合、各画素群43に対応する2つの駆動素子61の向きが、図22及び図23に示すように、Y方向にシグザグに並ぶ複数組の画素群43間で統一されていることが好ましい。これは、第1の範囲125及び第2の範囲127のそれぞれから視認される各遮光領域の向きを、Y方向にシグザグに並ぶ複数組の画素群43間で統一することができるためである。
また、表示装置1、10、20及び30では、TN型の液晶19を例に説明したが、液晶19はこれに限定されず、FFS(Fringe Field Switching)型、IPS(In Plane Switching)型、VA(Vertical Alignment)型等の種々の型が採用され得る。
上述した表示装置1、10、20及び30は、それぞれ、例えば、図24に示す電子機器500の表示部510に適用され得る。この電子機器500は、カーナビゲーションシステム用の表示機器である。電子機器500では、表示装置1、10、20又は30が適用された表示部510によって、例えば、運転席側から第1の画像として地図などの画像が視認され、助手席側から第2の画像として映画などの画像が視認され得る。
また、表示部510として表示装置1、10、20又は30が適用されているので、指向性表示における第1の画像と第2の画像との間で、画像の明るさをそろえやすくすることができる。
さらに、電子機器500では、表示装置1、10、20又は30において、各画素群43における第1の画素71と第2の画素72との間で、コントラスト比を互いに対称にしやすくすることができるので、指向性表示における表示品位の向上が図られる。
なお、電子機器500としては、カーナビゲーションシステム用の表示機器に限られず、携帯電話機、モバイルコンピュータ、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、車載機器、オーディオ機器等の種々の電子機器が挙げられる。
本発明の実施形態における表示装置の主要構成を示す分解斜視図。 図1中のA−A線における断面図。 実施形態における複数の画素の一部を示す平面図。 実施形態における複数の画素の一部を示す平面図。 実施形態における複数組の画素群の配列を説明する平面図。 図4中のC−C線における断面図。 実施形態における遮光膜と画素群とを示す平面図。 図6中のD−D線における断面図。 実施形態におけるTFT素子及び画素電極の配置を示す平面図。 実施形態における表示装置の複数の画素間の等価回路図。 実施形態におけるTFT素子及び画素電極の配置を示す平面図。 実施形態における表示装置の偏光状態を説明する図。 実施形態における複数組の画素群及び遮光膜を模式的に示す断面図。 図9中のK−K線における断面図。 実施形態における表示装置の他の例における複数の画素間の等価回路図。 実施形態における表示装置の他の例におけるTFT素子及び画素電極の配置を示す平面図。 実施形態における表示装置の別の例における複数の画素間の等価回路図。 実施形態における表示装置のさらに別の例における複数の画素間の等価回路図。 実施形態における遮光膜の他の例を示す平面図。 実施形態における複数組の画素群の配列の他の例を示す平面図。 実施形態における遮光膜の別の例を示す平面図。 実施形態における表示装置のさらに別の例における複数の画素間の等価回路図。 実施形態における表示装置のさらに別の例における複数の画素間の等価回路図。 実施形態における表示装置を適用した電子機器の斜視図。 従来技術を説明する断面図。 従来技術を説明する平面図。
符号の説明
1,10,20,30…表示装置、3…表示パネル、7…画素、71…第1の画素、72…第2の画素、8…表示領域、9…表示面、11…液晶パネル、14…バリア基板、15…駆動素子基板、17…対向基板、19…液晶、23…底面、43…画素群、51…第1基板、61…駆動素子、63…TFT素子、65…画素電極、67…ゲート電極、69…半導体層、71…ソース電極、73…ドレイン電極、81…第2基板、83…光吸収層、84…領域、85…カラーフィルタ、91…第3基板、93…遮光膜、99…開口部、125…第1の範囲、127…第2の範囲、129…範囲、131a,131b…適視範囲、143…ドレイン遮光領域、500…電子機器、510…表示部、L…対称軸、M…マトリクス、S…ソース線、T…ゲート線、Q…対称点。

Claims (7)

  1. 第1の画像を形成する第1の画素及び第2の画像を形成する第2の画素を少なくとも含み、前記第1の画素及び前記第2の画素が第1方向及び前記第1方向と交差する第2方向において、それぞれ交互に配列された複数の画素を有するパネルと、平面視で前記複数の画素に重なる遮光膜を有する基板と、を有し、
    前記複数の画素は、前記第1方向において隣り合う前記第1の画素及び前記第2の画素の2つの画素からなる画素群を有し、
    前記遮光膜には、前記画素群ごとに、平面視で前記2つの画素に重なる領域が開口された開口部が設けられており、
    前記第1の画素及び前記第2の画素の各々に設けられた遮光領域は、前記第1の画素及び前記第2の画素の2つの画素において、それぞれ対称となる位置に設けられていることを特徴とする電気光学装置。
  2. 前記第1の画素の遮光領域は、前記第1方向に並ぶ複数前記画素群において、前記第1の画素の同じ位置にそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項1に記載の電気光学装置。
  3. 前記第1の画素の遮光領域は、前記第2方向に並ぶ複数の前記画素群において、前記第1の画素の同じ位置にそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項2に記載の電気光学装置。
  4. 前記第1の画素及び前記第2の画素の遮光領域は、平面視で、前記第1の画素及び前記第2の画素において、線対称となる位置に設けられていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の電気光学装置。
  5. 第1の画像を形成する第1の画素及び第2の画像を形成する第2の画素を少なくとも含み、前記第1の画素及び前記第2の画素が第1方向に配列された複数の画素を有するパネルと、平面視で前記複数の画素に重なる遮光膜を有する基板と、を有し、
    前記複数の画素は、前記第1方向において隣り合う前記第1の画素及び前記第2の画素の2つの画素からなる画素群を有し、
    前記遮光膜には、前記画素群ごとに、平面視で前記2つの画素に重なる領域が開口された開口部が設けられており、
    前記第1の画素及び前記第2の画素の各々に設けられた遮光領域は、平面視で前記遮光膜の開口部の輪郭よりも外側に設けられると共に、前記第1の画素及び前記第2の画素の2つの画素において、それぞれ点対称となる位置に設けられていることを特徴とする電気光学装置。
  6. 前記第1の画素及び前記第2の画素の遮光領域は、平面視で前記遮光膜の開口部に重なっていることを特徴とする請求項に記載の電気光学装置。
  7. 請求項1乃至のいずれか一項に記載の電気光学装置を表示部として備えたことを特徴とする電子機器。
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