JP5181582B2 - 表示装置、及びそれを用いた電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、表示装置、及びそれを用いた電子機器に関する。

一般的に、表示装置は観察者が複数の場合でも、（全員に）同一の画像を表示装置するものである。しかし、近年、間隔をもって位置する複数の観察者（例えば、自動車の運転者と助手席等に位置する者）に、夫々異なる画像を指向的に表示することが求められつつある。かかる２画像の表示を行う方法としてパララックスバリアを用いる方法が知られている。

パララックスバリアとは垂直方向に入った細かいスリットを意味する。例えば、透明基板上に遮光層を形成した後、該遮光層の一部を選択的に除去して開口部を形成することにより得ることができる。隣り合うように配置された、一方の画像を表示する第１の領域（第１の画素）と他方の画像を表示する第２の領域（第２の画素）との中間に、上記開口部が位置するようにパララックスバリアを配置することで、左右に間隔をもって位置する複数の観察者に、上記一方の画像又は上記他方の画像のいずれかを指向的に表示できる（特許文献１参照）。

特開２００７−１４０５３６号公報

しかし、上述の方法によれば、いずれかの領域（画素）から射出される光が上記開口部を通過する際に、該開口部のエッジ部分で回折現象を生じるため、本来遮蔽されるべき光が遮蔽されず、他方の画像に写りこむクロストーク（クロストーク現象）が生じる。そして、かかる現象は上記光が上記エッジ部分に当たる角度で強弱が定まるため、画像を表示する面に対して特定の角度を持って位置する観察者に対しては良好な画像を表示できないという課題がある。

本発明は上記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することが可能である。

［適用例１］第１の画像を表示する第１の画素と第２の画像を表示する第２の画素とが行方向に交互に隣り合うように配置された表示面と、平面視で前記第１の画素と前記第２の画素との間に位置するパッチ状の開口部を備える遮光性の光学素子と、を備え、前記第１の画像と前記第２の画像とを前記開口部を介して夫々異なる方向に同時に表示可能な表示装置であって、前記開口部の少なくとも一部は、平面視で、該開口部が前記第１の画素と重なり合う領域の形状及び該開口部が前記第２の画素と重なり合う領域の形状の少なくとも一方が、列方向に隣り合う前記開口部の間で互いに異なっており、前記第１の画素と前記第２の画素と前記開口部との平面形状は矩形であることを特徴とする表示装置。

このような構成によれば、画素から射出される光が上記開口部のエッジ部分に当たる際の角度が上記表示面内で同一となることが回避されるため、極端に強度のクロストークが生じる表示角度が存在しなくなる。したがって、表示品質の表示角度依存性を抑制でき、広い角度範囲に位置する観察者に略均一な画像を表示できる。なお、上述の「異なる方向」とは観察者から見ての左右方向、すなわち行方向である。

［適用例２］第１の画像を表示する第１の画素と第２の画像を表示する第２の画素とが行方向に交互に隣り合うように配置された表示面と、平面視で前記第１の画素と前記第２の画素との間に位置する開口部を備える遮光性の光学素子と、を備え、前記第１の画像と前記第２の画像とを、前記開口部を介して夫々異なる方向に同時に表示可能な表示装置であって、前記第１の画素と前記第２の画素と前記開口部との平面形状は前記表示面の列方向に平行な左辺と右辺を有する形状であり、前記開口部の少なくとも一部は、平面視で、該開口部の右辺と前記第２の画素の左辺との間隔及び該開口部の左辺と第１の画素の右辺との間隔の少なくとも一方が、隣り合う前記開口部の間で異なっており、前記第１の画素と前記第２の画素と前記開口部との平面形状は矩形であることを特徴とする表示装置。

かかる構成によれば、上記光学素子における開口部の形成位置を行方向に変化させることのみで、上述の角度が上記表示面内で同一となることを回避できる。したがって、上記画素及び上記開口部の形状を複雑化させることなく、クロストークを抑制し表示品質を向上できる。

［適用例３］列方向に平行な左辺と右辺を有し第１の画像を表示する第１の画素と、前記第１の画素と行方向に所定の間隔をもって隣り合う列方向に平行な左辺と右辺を有し第２の画像を表示する第２の画素と、からなる一対の画素が少なくとも行方向に連続するように配置された表示面と、平面視で前記一対の画素の間に位置する開口部を備える遮光性の光学素子と、を備え、前記第１の画像と前記第２の画像とを、前記開口部を介して夫々異なる方向に同時に表示可能な表示装置であって、前記所定の間隔の中心線と前記開口部の中心線との平面視での距離が、行方向に隣り合う前記開口部の間では一致し、行方向を除く方向に隣り合う前記開口部の間では互いに異なっており、前記第１の画素と前記第２の画素と前記開口部との平面形状は矩形であることを特徴とする表示装置。

このような構成によれば、列方向に隣り合う上記開口部間において、上記画素から射出される光が上記開口部のエッジ部分に当たる際の角度をランダムにできる。したがって、行方向に画像情報を更新していくタイプの表示装置において、同時に更新される一群の画素間のクロストークが同一の表示角度に集中することを抑制し、表示品質を向上できる。
なお、上記間隔の中心線とは上記第１の画素の右辺と上記第２の画素の左辺との中間の線であり、上記開口部の中心線とは上記開口部の左辺と右辺の中間の線である。また、上記開口部が一対の画素間に位置するということは、上記開口部の中心線が平面視において上記双方の画素の中心線間に位置するということである。

［適用例４］上記の表示装置であって、上記第１の画素と上記第２の画素と上記開口部との平面形状は矩形であることを特徴とする表示装置。

このような構成によれば、上記表示面の面積を有効に利用できる。したがって、輝度等の表示品質を向上させることができる。

［適用例５］上記の表示装置であって、上記第１の画素及び上記第２の画素は、スイッチング素子により制御される画素電極と共通電極間との間に印加した電圧により、一対の基板間に封止された液晶の配向を制御して画像を形成する液晶素子であることを特徴とする表示装置。

液晶素子は制御容易なので、このような構成によれば、表示品質がより一層向上した表示装置を得ることができる。

［適用例６］上記の表示装置を搭載することを特徴とする電子機器。

このような構成によれば、クロストークが抑制された、表示品質の向上した電子機器を得ることができる。

以下、本発明の実施形態として、素子基板上にスイッチング素子としてのＴＦＴ（薄膜トランジスタ）と画素電極とを含む画素が規則的に配列されており、上記素子基板と対向基板との間に狭持される液晶の配向を上記画素ごとに制御して画像を形成する透過型の液晶表示装置を例に、図面を参照しつつ述べる。

本実施形態にかかる液晶表示装置は、クロストークを、画素と開口部の相対的な位置関係を工夫することにより抑制することに特徴がある。そこで、各実施形態について述べる前に、液晶表示装置の概要、及びクロストークについて述べる。
なお、以下に示す各図においては、各構成要素を図面上で認識され得る程度の大きさとするため、各構成要素の寸法や比率を実際のものとは適宜に異ならせてある。

図１〜３は本実施形態にかかる液晶表示装置の概要を示す図である。本実施形態の液晶表示装置は、液晶に対して基板面方向（水平方向）の電界を印加して液晶分子の配向方向を制御する横電界方式を採用した、アクティブマトリクス型の透過型カラー液晶表示装置である。上記電界の印加量を画素ごとに制御して、バックライト（図３参照）から照射される光の透過率を連続的に変化させることで、上記表示領域に画像を形成できる。各画素は、赤色のカラーフィルタ（赤色光以外の光を吸収するカラーフィルタ）、緑色のカラーフィルタ（緑色光以外の光を吸収するカラーフィルタ）、青色のカラーフィルタ（青色光以外の光を吸収するカラーフィルタ）のいずれかを備えており各々の画素の出力を制御することで、カラー表示を可能としている。

なお、横電界方式によれば、液晶分子を基板に対して常に平行な状態で駆動するため広い適視範囲（後述）を得ることができる。したがって、以下に記載する各実施形態にかかる、１つの開口部を介して２つの画像を異なる方向に同時に表示する液晶表示装置に好適である。

図１は、本実施形態にかかる、アクティブマトリクス型の液晶表示装置の等価回路図である。表示領域１００には、画素電極１０４と該画素電極をスイッチング制御するためのＴＦＴ１１０とを備える画素がマトリクス状に配置されている。共通電極１０６は、走査線駆動回路１０２から延びる共通線１１６と電気的に接続されている。

データ線駆動回路１０１から延伸するデータ線１１４はＴＦＴ１１０のソース電極１２２（図２参照）と電気的に接続されている。そしてデータ線駆動回路１０１は、画像信号Ｓ１、Ｓ２、・・・、Ｓｎを、データ線１１４を介して各々の画素に供給する。走査線駆動回路１０２から延伸する走査線１１２の一部は、ＴＦＴ１１０のゲート電極を兼ねており、走査線駆動回路１０２から供給される走査信号Ｇ１、Ｇ２、・・・・・、Ｇｍを線順次でＴＦＴ１１０のゲート電極に印加する。

画素電極１０４はＴＦＴ１１０のドレイン電極１２３（図２参照）に電気的に接続されている。スイッチング素子であるＴＦＴ１１０が走査信号により一定期間オン状態にされることで、データ線１１４から供給される画像信号が所定のタイミングで画素電極１０４に書き込まれ、該画素電極を介して液晶層９（図３参照）に書き込まれる。

図２は、本実施形態の液晶表示装置の表示領域１００に規則的に配置される画素の模式平面図である。画素は、平板状の共通電極１０６と、該共通電極と重なり複数のスリットを有する梯子状の画素電極１０４と、該重なる双方の電極の周囲を囲むように形成された走査線１１２、データ線１１４、共通線１１６及びＴＦＴ１１０等からなる。共通電極１０６は共通線１１６と同層の透明性導電材料で形成されており、表示領域１００内の全ての画素の一方の電極を共通電位としている。

ＴＦＴ１１０は走査線１１２とデータ線１１４との交差部近傍に形成されており、ゲート電極を兼ねる走査線１１２と、ゲート絶縁膜４１（図３参照）を介して積層される島状の半導体層１２４と、該半導体層の両側に一部が重なるように形成されたソース電極１２２及びドレイン電極１２３とからなる。そして、上述したようにデータ線１１４と画素電極１０４を電気的に接続している。

画素電極１０４及び共通電極１０６はＩＴＯ（酸化インジウム・錫合金）等の透明導電性材料からなり、後述するバックライトユニット９０が射出する光をカラーフィルタ層７０（図３参照）を介して液晶表示装置の外部に照射できる。そして、画素電極１０４の梯子状部分と共通電極１０６との間に、基板面方向（水平方向）の電界を生じさせて液晶を駆動している（ツイストさせている）。

図３は、図２に示す画素の、Ａ−Ａ’線における断面を基に示す、本実施形態の液晶表示装置の模式断面図である。本図は、液晶表示装置を構成する液晶パネル８、光学素子としてのパララックスバリア２０、及びバックライトユニット９０を模式的に示したものであり、開口部２５とカラーフィルタ７１の位置関係は実際のものとは異なっている。具体的な位置関係について、図４以降に記載する。

液晶パネル８は、枠状のシール剤（不図示）を介して対向して貼り合わされた素子基板１０、対向基板１１、及び該一対の基板で狭持された液晶層９等からなり、表示領域内に画素が規則的に配置されている。
素子基板１０は、図２に示す画素電極１０４等の構成要素が形成されており、液晶層（液晶層を構成する液晶分子）９の配向を制御することで、バックライトユニット９０から照射される光の透過量を連続的に変化させることができる。
対向基板１１には、カラーフィルタ層７０が形成されており、バックライトユニット９０から照射される白色光を赤、緑、青、のいずれかの色を強調して、該対抗基板の裏面（カラーフィルタ層７０が形成されていない方の面）から射出している。上記裏面が表示面７、すなわち画像を構成する光が射出される面である。

素子基板１０の液晶層９側表面には、第１層から第３層までの構成要素が積層されている。また、これらの各層間の構成要素が短絡するのを防止するため、第１層と第２層の間にはゲート絶縁膜４１が、第２層と第３層の間には層間絶縁膜４２が、それぞれ形成されている。

素子基板１０の表面に設けられた第１層には、ＴＦＴ１１０のゲート電極１１３及び共通電極１０６が形成されている。共通電極１０６は、上述したように共通線１１６と同層であり、ＩＴＯ（酸化インジウム・錫合金）等の透明性導電材料で形成されている。ゲート電極１１３は走査線１１２の一部がその役割を果たしている。

第１層の上層には、ＳｉＯ₂又はＳｉＮ等からなるゲート絶縁膜４１が積層され、その上層には第２層として、ソース電極１２２とドレイン電極１２３と半導体層１２４と、が形成されている。ゲート電極１１３とソース電極１２２とドレイン電極１２３と半導体層１２４と、ゲート絶縁膜４１と、でＴＦＴ１１０が構成される。

第２層の上層には、ＳｉＯ₂等の透明絶縁性材料からなる層間絶縁膜４２を挟んで、第３層としての梯子状の部位を有する画素電極１０４が、共通電極１０６に重なるようにして形成されている。画素電極１０４は、共通電極１０６と同様にＩＴＯからなり、層間絶縁膜４２を貫通して形成されたコンタクトホール１２５を介してＴＦＴ１１０のドレイン電極１２３に接続されている。

共通電極１０６と画素電極１０４との間に駆動電圧が印加されると、画素電極１０４から共通電極１０６に向かって電界が発生する。このとき、液晶層９には、素子基板１０に実質的に平行な電界、すなわち横電界が生じる。液晶層９中の液晶分子は、この横電界に従って素子基板１０に平行な平面内で配向方向を変える。その結果、第１の偏光板６１の透過軸と第２の偏光板６２の透過軸との相対角度が変化し、その相対角度に応じた偏光変換機能に基づいて表示が行われる。かかる横電界を用いる表示方式は、液晶層９中の液晶分子が常に素子基板１０に対して平行な状態で駆動されることに起因して、広い適視範囲が得られる。本実施形態にかかる表示装置としての液晶表示装置はいわゆる２画面表示装置であり、左右方向に間隔をもって位置する複数の観察者から観察されるので、広い適視範囲を有している必要がある。そのため、かかる駆動方式が好ましい。

なお、画素電極１０４の上層には、ポリイミドからなる第１の配向膜６３が積層されており、後述する第２の配向膜６４と共に、電圧非印加時における液晶層９中の液晶分子の配向方向を規定している。
また、素子基板１０の、液晶層９側とは反対側の面には、第２の偏光板６２が貼付されており、バリア基板２１の、遮光層２３が形成されていない側の面に、第１の偏光板６１が貼付されている。双方の偏光板の透過軸は互いに直交するように設定されており、暗表示を可能にしている。

対向基板１１の液晶層９側の面には、カラーフィルタ７１とブラックマトリクス７２とからなるカラーフィルタ層７０が形成されている。カラーフィルタ７１は入射した光のうち特定の波長の光を吸収する樹脂層であり、カラーフィルタ７１によって白色光を３原色光（すなわち、赤色光、緑色光、及び青色光）とすることができる。したがって、他の構成要素は共通する画素を、カラーフィルタ７１の選択のみで上記３色のいずれかの色の光を射出する画素にできる。ブラックマトリクス７２は、隣り合う画素間に形成された遮光性を有する黒色の樹脂層であり、画素間の混色を抑制している。

カラーフィルタ層７０の上層（液晶層９側）にはポリイミドからなる第２の配向膜６４が形成されている。カラーフィルタ層７０と第２の配向膜６４との間に透光性を有する樹脂からなるオーバーコートを積層してもよい。上述したように、対向基板１１の裏面が表示面７である。したがって、表示面７は対向基板１１を介して配置された格子状のブラックマトリクス７２の領域と該ブラックマトリクスで囲まれたカラーフィルタ７１の領域とからなる。

バックライトユニット９０は、蛍光管９３から射出される光を導光板９１及び反射板９２により上記双方の基板に対して垂直に射出する。そして液晶層９及びカラーフィルタ層７０を介して液晶表示装置の外部ヘ射出して、画像を形成している。

パララックスバリア２０は、ガラス等の透光性材料からなるバリア基板２１と、該バリア基板上に積層された遮光層２３と、該遮光層の一部の領域を選択的に除去して形成された開口部２５と、で構成されている。そして透光性を有する接着材料層２２で対向基板１１の裏面、すなわち表示面７に貼付されている。したがって、開口部２５は、表示面７から射出される光を透過して、該開口部と画素とを結ぶ線上に位置する観察者に画像を表示できる。かかる画像の態様は、平面視における開口部２５と画素との、重なり方に左右される。それついて、図４〜図６を用いて後述する。

なお、以下に記載する各実施形態において、「画素」とは、バックライトから照射される光を、透過率を制御しつつ透過させることができる個々の領域、すなわちカラーフィルタ７１が形成されている領域を示す。上記領域は、共通電極１０６の平面形状と略一致する。したがって、走査線１１２あるいはデータ線１１４等が形成された領域は画素ではなく、各々の画素は行方向（上下方向）及び列方向（左右方向）共に一定の間隔を持って配置されている。

図４（ａ）は、液晶パネルの表示面７上における画素の配置を示す模式平面図である。Ｒｒ等の符号が付されている矩形の枠内が画素であり、カラーフィルタ７１（図３参照）が形成されている領域である。各画素間を隔てる格子状の領域にはブラックマトリクス７２（図３参照）が形成されており、光を射出しない領域である。画素は行方向及び列方向共に等間隔で配置されており、上記の格子状の領域の幅も表示面７内で一定である。

図４（ｂ）は、パララックスバリア２０の模式平面図である。バリア基板２１（図３参照）に形成された遮光層２３をパターニングして得られた透過性の領域が開口部２５である。そして、パララックスバリア２０は、表示面７上に、双方の中心線が一致するように重ねられる。その結果、行方向に隣り合う一対の画素の中間に開口部２５が位置する組合せ、すなわち二つの画素と一つの開口部２５とからなる組合せが形成される。

図４（ａ）で、各々の画素に、大文字のアルファベットと小文字のアルファベットとからなる符号が付されている。大文字のアルファベットは画素の種類、及び表示する画像の種類を表わしている。Ｒの符号が付された画素は第１の画素であり、液晶表示装置の正面の右側に位置する第１の観察者ＲＴ（図５参照）に、開口部２５を介して第１の画像を表示する。そして、Ｌの符号が付された画素は第２の画素であり、液晶表示装置の正面の左側に位置する第２の観察者ＬＴ（図５参照）に、開口部２５を介して第２の画像を表示する。

また、小文字のアルファベトは画素のカラーフィルタ７１の色、すなわち表示する画像の色を表わしている。ｒは赤、ｇは緑、ｂは青であり、かかる３原色により液晶表示装置前の左右方向に夫々位置する双方の観察者にカラー画像を表示できる。
なお、一対の画素ごとに一つの開口部２５があることは、以下に記載する各実施形態に共通するが、表示面７上の画素の配置は、図４（ａ）に示す態様に限定されるものではない。

図５（ａ）は適視範囲を示す図であり、図５（ｂ）はクロストークを示す図である。なお、以下に示す図５〜図１０において、対向基板１１は図示せず、該対向基板とカラーフィルタ７１（又はブラックマトリクス７２）との境界を表示面７として、第２の配向膜６４と共に図示する。

図５（ａ）に示すように、本実施形態にかかる液晶表示装置は、正面方向（表示面７に垂直な方向）から角度をもって位置する二人の観察者に画像を表示できる。本図では、第１の観察者ＲＴには第１の画素Ｒから第１の画像を表示し、第２の観察者ＬＴには第２の画素Ｌから第２の画像を表示している。双方の観察者（観察者の視点）は移動可能であり、該移動に伴い視認できる画像、すなわち表示される画像が変化する。そして、所定の範囲を超えると目的とする画像（画素）以外の画像（画素）が表示される。ここで、目的とする画素が表示される角度の範囲を表示角度範囲とする。表示角度範囲では、目的とする画素（第１の観察者ＲＴにおいては第１の画素Ｒ）、目的としない画素（第１の観察者ＲＴにおいては第２の画素Ｌ）、ブラックマトリクス７２の３要素が表示される。また、目的とする画素とブラックマトリクス７２との２つの要素が表示され、目的としない画素は表示されない角度の範囲を適視範囲とする。図中に示す、ＶＲ１が第１の観察者ＲＴに対する表示角度範囲、ＶＲ２が第１の観察者ＲＴに対する適視範囲、ＶＬ１が第２の観察者ＬＴに対する表示角度範囲、そしてＶＬ２が第２の観察者ＬＴに対する適視範囲である。装置の目的上、適視範囲ができるだけ広い（大きい）ことが好ましい。

適視範囲は、画素と開口部２５との位置関係、及び画素と開口部２５の形状（平面形状）等で定まる。具体的には、画素及び開口部２５の平面形状が矩形の場合は双方の幅（行方向の長さ）で定まる。遮光層２３のエッジ部分と観察者の視点とを結ぶ線を表示角度とすると、図５（ａ）においては，第１の表示角度Ｖ１１と第２の表示角度Ｖ１２とで規定される範囲が第１の観察者ＲＴに対する適視範囲となり、作図上では第２の画素Ｌを視認することは回避される。しかし実際には、適視範囲内においてもクロストークにより目的としない画像も視認され、表示品質が劣化し得る。

図５（ｂ）示すように、第２の画素Ｌで表示される画像、すなわち第２の画素Ｌから射出される光が遮光層２３のエッジ部分に当たると、該エッジ部分で回折により進行方向が変化して、一部が回折光Ｖ１３として適視範囲ＶＲ２内に混入する。回折光Ｖ１３と表示面７の法線との成す角度を回折角Ｖとすると、回折角Ｖは、上述の光が該エッジ部分に当たる角度で一義的に定まる。したがって、表示領域１００全面でエッジ部分と画素（この場合第２の画素Ｌ）の相対位置が同一の場合、回折角Ｖは表示領域１００全域で略同一となり、上述の混入は特定の表示角度に集中する。その結果、本来（回折現象を考慮しない場合）は適視範囲とされる角度の範囲内に、表示装置としての機能を果たし得ない表示角度が生じてしまう。以下に記載する各実施形態では、回折光Ｖ１３が混入する角度を分散させて表示品質を劣化させる特定の表示角度の存在を回避している。
（第１の実施形態）

図６は、第１の実施形態にかかる液晶表示装置を模試的に示す図である。本実施形態にかかる液晶表示装置は、図４（ａ）に示す液晶表示装置と同様に画素及び開口部２５の形状が矩形であり、画素は行方向（左右方向）及び列方向（上下方向）共に等間隔に配置されている。そして開口部２５の配置の態様が異なっている。具体的には、図６（ａ）に示すように、第１の画素Ｒと第２の画素Ｌとの中間の線と開口部２５の中心線を一致させずに、開口部２５を第１の画素Ｒ又は第２の画素Ｌのどちらかに寄るように行方向に移動させている。したがって、平面視における開口部２５のエッジ部分と画素との相対位置、すなわちエッジ部分と画素の外周線との間の距離は１列おきに同じ値となり、表示領域１００（図１参照）全面で二通りの値を持つこととなる。その結果、図６（ｂ）及び図６（ｃ）に示すように回折角Ｖも二通りの値を持つ。

図６（ｂ）は、図６（ａ）のＡ−Ａ’線における模試断面図であり、開口部２５が第１の画素Ｒ寄りに配置されている場合における回折角を示すものである。遮光層２３と表示面７との間隔は同一の膜厚のままで開口部２５が第１の画素Ｒに寄っているため、第２の画素Ｌから射出される光がエッジ部分に当たるときの角度が、図５（ｂ）に示す、第１の画素Ｒと第２の画素Ｌとの中心線と開口部２５の中心線を一致させた場合に比べて小さくなっている。その結果、回折角Ｖａは図５（ｂ）に示す、第１の画素Ｒと第２の画素Ｌとの中心線と開口部２５の中心線を一致させた場合の回折角Ｖに比べて小さくなっている。

また、図６（ｃ）は、図６（ａ）のＢ−Ｂ’線における模試断面図であり、開口部２５が第２の画素Ｌ寄りに配置されている場合における回折角を示すものである。遮光層２３と表示面７との間隔は同一の膜厚まで開口部２５が第２の画素Ｌに寄っているため、第２の画素Ｌから射出される光がエッジ部分に当たるときの角度が、図５（ｂ）に示す、第１の画素Ｒと第２の画素Ｌとの中心線と開口部２５の中心線を一致させた場合に比べて大きくなっている。その結果、回折角Ｖｂは上述の回折角Ｖに比べて大きくなっている。
したがって、本実施形態にかかる液晶表示装置は、回折角Ｖが二通りの値を持ち、回折光の混入が特定の表示角度に集中することを回避できる。したがって、クロストークの最大値を低減でき、表示品質を向上させることができる。
（第２の実施形態）

図７は、第２の実施形態にかかる液晶表示装置を模試的に示す図である。本実施形態にかかる液晶表示装置は、画素と開口部２５の形状、及び表示面７上の画素の配置は第１の実施形態にかかる液晶表示装置と同様であり、開口部２５の配置の態様のみが異なっている。

具体的には、図７（ａ）に示すように、図示する範囲上における一行目と二行目と三行目とで、開口部２５が夫々行方向（左右方向）に異なる位置に配置されている。したがって、平面視における開口部２５のエッジ部分と画素との相対位置、すなわちエッジ部分と画素の外周線との間の距離は、表示領域１００（図１参照）全面で三通りの値を持つこととなり、回折角も三通りの値を持つ。

図７（ｂ）は、図７（ａ）のＣ−Ｃ’線における模試断面図であり、開口部２５が第１の実施形態の一行目と同様に第１の画素Ｒ寄りの位置に配置されている場合における回折角Ｖｃを示すものである。第１の実施形態における回折角Ｖａと同様に、第１の画素Ｒと第２の画素Ｌとの中心線と開口部２５の中心線を一致させた場合に比べて小さくなっている。

図７（ｃ）は、図７（ａ）のＤ−Ｄ’線における模試断面図であり、開口部２５の中心線が第１の画素Ｒと第２の画素Ｌとの中心線と一致している場合の回折角Ｖｄを示すものである。回折角Ｖｄは、図５（ｂ）における値と同様である。

図７（ｄ）は、図７（ａ）のＥ−Ｅ’線における模試断面図であり、開口部２５が第１の実施形態の二行目と同様に第２の画素Ｌ寄りの位置に配置されている場合における回折角Ｖｅを示すものである。第１の実施形態における回折角Ｖｂと同様に、第１の画素Ｒと第２の画素Ｌとの中心線と開口部２５の中心線を一致させた場合に比べて大きくなっている。したがって、以上述べたように本実施形態にかかる液晶表示装置は、回折角Ｖが三通りの値を持ち、回折光の混入が特定の表示角度に集中することをより一層回避できる。その結果、クロストークの最大値を低減でき、表示品質をより一層向上させることができる。
（第３の実施形態）

図８は、第３の実施形態にかかる液晶表示装置を模試的に示す図である。本実施形態にかかる液晶表示装置は画素及び開口部２５の形状が表示領域１００（図１参照）全面に渡って同一である点で、上記第１及び第２の実施形態と共通である。そして、画素及び開口部２５の配置の態様が上記第１及び第２の実施形態と異なっている。

具体的には、図８（ａ）に示すように、第１の画素Ｒと第２の画素Ｌとは、行方向（左右方向）及び列方向（上下方向）の双方で互いに隣り合うように配置されている。したがって、第１の画素Ｒは、列方向及び行方向を第２の画素Ｌで挟まれ、同様に第２の画素Ｌは、行方向及び列方向を第１の画素Ｒで挟まれている。したがって、画素の配置は二通りとなり、一行おきに同様の配置を繰り返すこととなる。また、開口部２５は、中心線が第１の画素Ｒと第２の画素Ｌとの中心線の行方向のどちらかに寄るように配置されている。したがって、開口部２５の配置も二通りとなり、一行おきに同様の配置を繰り返すこととなる。その結果、本実施形態にかかる液晶表示装置は、表示領域１００の列方向に、四通りの画素及び開口部２５の配置パターンを繰り返すこととなる。

上述したように、画素から射出される光の回折角は平面視における画素の外周線と開口部２５のエッジ部分との距離で略一義的に定まる。一方で、観察者の視点と画素とを結ぶ角度、すなわち表示角度が異なれば、回折角が同一であっても目的としない画像の混入は緩和され得る。

図８（ｂ）及び図８（ｃ）は、本実施形態における回折角を示すものである。
図８（ｂ）は、図８（ａ）のＦ−Ｆ’線及びＧ−Ｇ’線における断面を、開口部２５の位置を合わせて示したものである。図６（ｂ）に示す第１の実施形態のＡ−Ａ’線における断面と同様に、開口部２５の位置が第１の画素Ｒ寄りになっているため、回折角Ｖｆは図５（ｂ）に示す回折角Ｖよりも小さい。

そして、図８（ｃ）は、図８（ａ）のＨ−Ｈ’線及びＩ−Ｉ’線における断面を、開口部２５の位置を合わせて示したものである。図６（ｃ）に示す第１の実施形態のＢ−Ｂ’線における断面と同様に、開口部２５の位置が第２の画素Ｌ寄りになっているため、回折角Ｖｇは図５（ｂ）に示す回折角Ｖよりも大きい。

したがって、本実施形態にかかる液晶表示装置は、回折角Ｖが二通りの値を持ち、回折光の混入が特定の表示角度に集中することを回避できる。そしてさらに、同一の画素が列方向に並ばず、第１の画素Ｒと第２の画素Ｌとが１つおきに並んでいるため、隣り合う２行、すなわち図８（ａ）における１行目と２行目との間、及び３行目と４行目との間では、同一の視点に対する光の射出方向、すなわち表示角度が微妙に異なっている。したがって、同一の回折角を有する隣り合う２行の間で、クロストークが最大となる角度を分散できる。その結果、クロストークの最大値をより一層低減でき、表示品質をより一層向上させることができる。
（変形例１）

図９に、変形例１にかかる液晶表示装置を模試的に示す。本変形例にかかる液晶表示装置は、列方向の画素の配置が間隔を空けて直線状に配置されておらず、蛇行するように配置されている点に特徴がある。画素の方で行間の外周線の位置を変化させているので、開口部２５は列方向及び行方向の双方で直線状に配置しつつ、クロストークのピーク値を抑制できる。
（変形例２）

図１０に、変形例２にかかる液晶表示装置を模試的に示す。本変形例にかかる液晶表示装置は、開口部２５がパッチ状ではなく、列方向に連なったストライプ状に形成されている点に特徴がある。観察者の視点が列方向に移動した場合でも、列方向に隣接する同種の画素を視認できるため、輝度の低下を抑制できる。
（変形例３）

上記第１〜第３の実施形態、及び変形例では第１の画素Ｒと第２の画素Ｌの形状が同一であり、かつ、双方の画素において射出光の色による形状の差はない液晶表示装置について記載した。しかし本実施形態にかかる液晶表示装置は、かかる態様に限定されるものではない。第１の画素Ｒと第２の画素Ｌとの間で画素の形状に差を設けてもよく、また、射出光の色により形状に差を設けてもよい。第１の観察者ＲＴと第２の観察者ＬＴとでは使用頻度に差がある場合、あるいは、射出光により画素の寿命に差がある場合等においては有効である。
（電子機器）

次に、本実施形態を適用した電子機器の具体例について、図１１を参照して説明する。図１１は上述した実施形態にかかる表示装置を用いた車載用モニタを示す図である。図１１（ａ）は正面図、図１１（ｂ）は右側から見た斜視図、図１１（ｃ）は左側から見た斜視図である。

図１１（ａ）に示すように、車載用モニタ１１０１は、本実施形態にかかる表示装置１１０２と複数の操作ボタン１１０３を備えており、第１の画像を右方向に、第２の画像を左方向に、それぞれ同時に表示している。図１１（ｂ）に示すように、右方向から見ると第１の画像１１０４を、図１１（ｃ）に示すように、左方向から見ると第２の画像１１０５を、夫々クロストークが抑制された状態で視認できる。

アクティブマトリクス型の液晶表示装置の等価回路図。 液晶表示装置の表示領域に規則的に配置される画素の模式平面図。 液晶表示装置の模式断面図。 （ａ）は表示領域上の画素の配置の態様を示す模式平面図、（ｂ）はパララックスバリアの模式平面図。 （ａ）は適視範囲を示す図、図５（ｂ）はクロストークを示す図。 第１の実施形態にかかる液晶表示装置を模試的に示す図。 第２の実施形態にかかる液晶表示装置を模試的に示す図。 第３の実施形態にかかる液晶表示装置を模試的に示す図。 変形例１にかかる液晶表示装置を模試的に示す図。 変形例２にかかる液晶表示装置を模試的に示す図。 本実施形態を適用した電子機器の具体例を示す図。

符号の説明

７…表示面、８…液晶パネル、９…液晶層、１０…素子基板、１１…対向基板、２０…光学素子としてのパララックスバリア、２１…バリア基板、２２…接着材料層、２３…遮光層、２５…開口部、４１…ゲート絶縁膜、４２…層間絶縁膜、６１…第１の偏光板、６２…第２の偏光板、６３…第１の配向膜、６４…第２の配向膜、７０…カラーフィルタ層、７１…カラーフィルタ、７２…ブラックマトリクス、９０…バックライトユニット、９１…導光板、９２…反射板、９３…蛍光管、１００…表示領域、１０１…データ線駆動回路、１０２…走査線駆動回路、１０４…画素電極、１０６…共通電極、１１０…ＴＦＴ、１１２…走査線、１１３…ゲート電極、１１４…データ線、１１６…共通線、１２２…ソース電極、１２３…ドレイン電極、１２４…半導体層、１１０１…車載用モニタ、１１０２…表示装置、１１０３…操作ボタン、１１０４…第１の画像、１１０５…第２の画像、Ｌ…第２の画素、Ｒ…第１の画素、Ｖ…回折角、ＬＴ…第２の観察者、ＲＴ…第１の観察者、ＶＬ１…第２の観察者に対する表示角度範囲、ＶＬ２…第２の観察者に対する適視範囲、ＶＲ１…第１の観察者に対する表示角度範囲、ＶＲ２…第１の観察者に対する適視範囲。

Claims (5)

1. 第１の画像を表示する第１の画素と第２の画像を表示する第２の画素とが行方向に交互に隣り合うように配置された表示面と、平面視で前記第１の画素と前記第２の画素との間に位置するパッチ状の開口部を備える遮光性の光学素子と、を備え、前記第１の画像と前記第２の画像とを前記開口部を介して夫々異なる方向に同時に表示可能な表示装置であって、
   前記開口部の少なくとも一部は、平面視で、該開口部が前記第１の画素と重なり合う領域の形状及び該開口部が前記第２の画素と重なり合う領域の形状の少なくとも一方が、列方向に隣り合う前記開口部の間で互いに異なっており、前記第１の画素と前記第２の画素と前記開口部との平面形状は矩形であることを特徴とする表示装置。
2. 第１の画像を表示する第１の画素と第２の画像を表示する第２の画素とが行方向に交互に隣り合うように配置された表示面と、平面視で前記第１の画素と前記第２の画素との間に位置する開口部を備える遮光性の光学素子と、を備え、前記第１の画像と前記第２の画像とを、前記開口部を介して夫々異なる方向に同時に表示可能な表示装置であって、
   前記第１の画素と前記第２の画素と前記開口部との平面形状は前記表示面の列方向に平行な左辺と右辺を有する形状であり、
   前記開口部の少なくとも一部は、平面視で、該開口部の右辺と前記第２の画素の左辺との間隔及び該開口部の左辺と第１の画素の右辺との間隔の少なくとも一方が、隣り合う前記開口部の間で異なっており、前記第１の画素と前記第２の画素と前記開口部との平面形状は矩形であることを特徴とする表示装置。
3. 列方向に平行な左辺と右辺を有し第１の画像を表示する第１の画素と、前記第１の画素と行方向に所定の間隔をもって隣り合う列方向に平行な左辺と右辺を有し第２の画像を表示する第２の画素と、からなる一対の画素が少なくとも行方向に連続するように配置された表示面と、平面視で前記一対の画素の間に位置する開口部を備える遮光性の光学素子と、を備え、前記第１の画像と前記第２の画像とを、前記開口部を介して夫々異なる方向に同時に表示可能な表示装置であって、
   前記所定の間隔の中心線と前記開口部の中心線との平面視での距離が、行方向に隣り合う前記開口部の間では一致し、行方向を除く方向に隣り合う前記開口部の間では互いに異なっており、前記第１の画素と前記第２の画素と前記開口部との平面形状は矩形であることを特徴とする表示装置。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の表示装置であって、前記第１の画素及び前記第２の画素は、スイッチング素子により制御される画素電極と共通電極間との間に印加した電圧により、一対の基板間に封止された液晶の配向を制御して画像を形成する液晶素子であることを特徴とする表示装置。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の表示装置を搭載することを特徴とする電子機器。

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