JP5377555B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、液晶表示装置に関する。

近年、平面表示装置が盛んに開発されており、中でも液晶表示装置は、軽量、薄型、低消費電力等の利点から特に注目を集めている。特に、各画素にスイッチング素子を組み込んだアクティブマトリクス型液晶表示装置においては、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードやＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ Ｆｉｅｌｄ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードなどの横電界（フリンジ電界も含む）を利用した構造が注目されている。このような横電界モードの液晶表示装置は、アレイ基板に形成された画素電極と対向電極とを備え、アレイ基板の主面に対してほぼ平行な横電界で液晶分子をスイッチングする。

一方で、アレイ基板に形成された画素電極と、対向基板に形成された対向電極との間に、横電界あるいは斜め電界を形成し、液晶分子をスイッチングする技術も提案されている。

特開２００９−１９２８２２号公報 特開平９−１６００４１号公報 米国特許第６１１８５８４号明細書

本実施形態の目的は、表示品位の良好な液晶表示装置を提供することにある。

本実施形態によれば、
複数のシリンドリカルレンズがそれぞれのレンズ面の母線に対して直交する方向に並んだシリンドリカルレンズアレイを有するレンズアレイユニットと、前記母線が延出する母線方向とは異なる方向に沿って帯状に延出するとともにくの字状に形成された画素電極を各画素に備え、前記レンズアレイユニットの背面側に配置された第１基板と、前記画素電極と平行な方向に沿って帯状に延出するとともに前記画素電極の直上の位置に並んで配置された対向電極を複数の画素に対して共通に備え、前記レンズアレイユニットと前記第１基板との間に配置された第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に保持された液晶分子を含む液晶層と、を備えたことを特徴とする液晶表示装置が提供される。

図１は、立体画像を表示可能な液晶表示装置の構成を概略的に示す断面図である。 図２は、立体画像を表示可能な液晶表示装置の全体を概略的に示す斜視図である。 図３は、立体画像を表示可能な液晶表示装置の一部分の構成を概略的に示す斜視図である。 図４は、図３に示した液晶表装置の液晶表示パネルの構成及び等価回路を概略的に示す図である。 図５は、一画素における最小の単位構成体を概略的に示す平面図である。 図６は、図５に示した単位構成体のうち、第１主電極、第３主電極、及び、スイッチング素子を含む液晶表示パネルの断面を概略的に示す断面図である。 図７は、本実施形態の一構成例における液晶表示パネルの画素を対向基板の側から見たときのアレイ基板の構造を概略的に示す平面図である。 図８は、本実施形態の一構成例における液晶表示パネルの対向基板における画素の構造を概略的に示す平面図である。 図９は、液晶表示パネルのアクティブエリアを構成する各画素が長方形状である場合のシリンドリカルレンズの母線と画素開口率との関係を説明するための図である。 図１０は、図９に示した例に対応する長方形画素とシリンドリカルレンズの並び方向に沿った各位置での輝度との関係を説明するための図である。 図１１は、液晶表示パネルのアクティブエリアを構成する各画素がＶ字形状である本実施形態のシリンドリカルレンズの母線と画素開口率との関係を説明するための図である。 図１２は、図１１に示した本実施形態に対応するＶ字形画素（屈曲画素）とシリンドリカルレンズの並び方向に沿った各位置での輝度との関係を説明するための図である。

以下、本実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、同一又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。

図１は、立体画像を表示可能な液晶表示装置１の構成を概略的に示す断面図である。

すなわち、液晶表示装置１は、表示ユニット１０と、光線制御素子であるレンズアレイユニット２０と、を備えて構成されている。表示ユニット１０は、アクティブマトリクスタイプの透過型の液晶表示パネルＬＰＮや、この液晶表示パネルＬＰＮを照明するバックライト４などを備えている。

レンズアレイユニット２０及び液晶表示パネルＬＰＮは、第１方向Ｘと、この第１方向Ｘに直交する第２方向Ｙとで規定される平面に略平行な平板状に形成され、例えば、第１方向Ｘと平行な長辺と、第２方向Ｙに平行な短辺とを有する概略長方形状である。バックライト４、液晶表示パネルＬＰＮ、及び、レンズアレイユニット２０は、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙに直交する第３方向Ｚに沿ってこの順に配置されている。

液晶表示パネルＬＰＮは、第１基板であるアレイ基板ＡＲと、アレイ基板ＡＲに対向して配置された第２基板である対向基板ＣＴと、これらのアレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとの間に保持された液晶層ＬＱと、を備えて構成されている。アレイ基板ＡＲは、レンズアレイユニット２０の背面側に配置されている。対向基板ＣＴは、レンズアレイユニット２０とアレイ基板ＡＲとの間に配置されている。アレイ基板ＡＲの外面には、偏光板を含む第１光学素子ＯＤ１が配置されている。対向基板ＣＴの外面には、偏光板を含む第２光学素子ＯＤ２が配置されている。

このような構成の液晶表示パネルＬＰＮは、画像を表示するアクティブエリアＡＣＴを備えている。このアクティブエリアＡＣＴは、ｍ×ｎ個のマトリクス状に配置された複数の画素によって構成されている（但し、ｍ及びｎは正の整数である）。詳細については後述する。

バックライト４は、図示した例では、アレイ基板ＡＲの背面側に配置されている。このようなバックライト４としては、種々の形態が適用可能であり、また、光源として発光ダイオード（ＬＥＤ）を利用したものや冷陰極管（ＣＣＦＬ）を利用したものなどのいずれでも適用可能であり、詳細な構造については説明を省略する。

レンズアレイユニット２０は、支持板２１と、この支持板２１の上に配置されたシリンドリカルレンズアレイ２２と、を備えている。支持板２１は、例えば、ガラス基板である。レンズアレイユニット２０は、シリンドリカルレンズアレイ２２が、液晶表示パネルＬＰＮと向かい合うように配置されている。つまり、シリンドリカルレンズアレイ２２は、液晶表示パネルＬＰＮと支持板２１との間に位置している。

シリンドリカルレンズアレイ２２は、一方向に並んだ複数のシリンドリカルレンズ２２ａによって構成されている。特に、ここでは、複数のシリンドリカルレンズ２２ａは、それぞれのレンズ面の母線（あるいは稜線）に対して直交する方向に並んでいる。ここに示した例では、シリンドリカルレンズ２２ａの並び方向は第１方向Ｘであり、複数のシリンドリカルレンズ２２ａのそれぞれのレンズ面の母線が延出する母線方向は第２方向Ｙである。つまり、ここに示した例では、シリンドリカルレンズアレイ２２は、シリンドリカルレンズ２２ａの母線方向が液晶表示パネルＬＰＮの短辺方向と略平行になるように配置されている。

このようなレンズアレイユニット２０は、例えば、シリンドリカルレンズアレイ２２の各シリンドリカルレンズ２２ａが液晶表示パネルＬＰＮ（あるいは第２光学素子ＯＤ２）に接している。レンズアレイユニット２０は、液晶表示パネルＬＰＮのアクティブエリアＡＣＴよりも外側まで延出している。

このようなレンズアレイユニット２０と液晶表示パネルＬＰＮとは、アクティブエリアＡＣＴよりも外側において接着剤３０により接着されている。ここでは、レンズアレイユニット２０の支持板２１と液晶表示パネルＬＰＮの対向基板ＣＴ（あるいは対向基板を構成する絶縁基板）とが接着剤３０によって接着されている。接着剤３０は、熱硬化性樹脂や紫外線硬化性樹脂などが使用可能である。

図２は、立体画像を表示可能な液晶表示装置１の全体を概略的に示す斜視図である。

表示ユニット１０は、要素画像表示部を含む画素がマトリクス状に配列された高精細の液晶表示パネルＬＰＮを含んでいる。光線制御素子として機能するレンズアレイユニット２０は、要素画像表示部に対向して設けられ、シリンドリカルレンズの各レンズ主点を基準にした各方向の光線によって立体画像を表示する。観察者の想定位置４４において、水平方向（ここでは第１方向Ｘ）の視角４１と垂直方向（ここでは第２方向Ｙ）の視角４２との範囲で、レンズアレイユニット２０の前面及び背面の近傍に立体画像が観察可能となる。

図３は、立体画像を表示可能な液晶表示装置１の一部分の構成を概略的に示す斜視図である。

ここでは、液晶表示パネルＬＰＮの平面状の要素画像表示部の前面に、シリンドリカルレンズ２２ａを含むシリンドリカルレンズアレイを備えたレンズアレイユニット（レンチキュラーシート）２０が配置されている場合を示している。要素画像表示部には、サブ画素３１が水平方向（第１方向Ｘ）及び垂直方向（第２方向Ｙ）にそれぞれマトリクス状に配置されている。各サブ画素３１は、Ｖ字状（あるいは「く」の字状）に屈曲した形状であり、屈曲画素あるいはＶ字形画素などと称する場合もある。

ここに示した例では、例えば、９×３のサブ画素３１で１つの立体画像表示時の実効画素３２が構成される。より具体的には、実効画素３２は、第１方向Ｘに同一色の９サブ画素３１を含み、第２方向Ｙに赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色のサブ画素３１を含んでいる。このとき、同一色の９サブ画素３１は、同一行に並んでいてもよいし、第１方向Ｘに並んだ９列の各列について第２方向Ｙに並んだ３行のうちのいずれかの行に配置されていてもよい。このような構成では、立体画像を表示する際に、第1方向に９視差を与える立体の多色画像（あるいは映像）の表示が可能となる。

図４は、図３に示した液晶表示パネルＬＰＮの構成及び等価回路を概略的に示す図である。

液晶表示パネルＬＰＮは、アクティブエリアＡＣＴにおいて、ｎ本のゲート配線Ｇ（Ｇ１〜Ｇｎ）、ｎ本の補助容量線Ｃ（Ｃ１〜Ｃｎ）、ｍ本のソース配線Ｓ（Ｓ１〜Ｓｍ）などを備えている。ゲート配線Ｇ及び補助容量線Ｃは、例えば、第１方向Ｘに沿ってそれぞれ延出しているが、必ずしも直線的に延出していなくても良い。ソース配線Ｓは、ゲート配線Ｇ及び補助容量線Ｃと交差する。ソース配線Ｓは、例えば、第２方向Ｙに沿ってそれぞれ延出しているが、必ずしも直線的に延出していなくても良く、画素形状に合わせて屈曲していても良い。

各ゲート配線Ｇは、アクティブエリアＡＣＴの外側に引き出され、ゲートドライバＧＤに接続されている。各ソース配線Ｓは、アクティブエリアＡＣＴの外側に引き出され、ソースドライバＳＤに接続されている。これらのゲートドライバＧＤ及びソースドライバＳＤの少なくとも一部は、例えば、アレイ基板ＡＲに形成され、コントローラを内蔵した駆動ＩＣチップ２と接続されている。

各画素ＰＸは、スイッチング素子ＳＷ、画素電極ＰＥ、対向電極ＣＥなどを備えている。保持容量Ｃｓは、例えば補助容量線Ｃと画素電極ＰＥとの間に形成される。ここでの画素ＰＸとは、図３に示したサブ画素３１に対応する。

なお、本実施形態においては、液晶表示パネルＬＰＮは、画素電極ＰＥがアレイ基板ＡＲに形成される一方で対向電極ＣＥが対向基板ＣＴに形成された構成であり、これらの画素電極ＰＥと対向電極ＣＥとの間に形成される電界を主に利用して液晶層ＬＱの液晶分子をスイッチングする。画素電極ＰＥと対向電極ＣＥとの間に形成される電界は、アレイ基板ＡＲの主面あるいは対向基板ＣＴの主面にほぼ平行な横電界（あるいは、基板主面に対してわずかに傾いた斜め電界）である。

スイッチング素子ＳＷは、例えば、ｎチャネル薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）によって構成されている。このスイッチング素子ＳＷは、ゲート配線Ｇ及びソース配線Ｓと電気的に接続されている。アクティブエリアＡＣＴには、ｍ×ｎ個のスイッチング素子ＳＷが形成されている。

画素電極ＰＥは、スイッチング素子ＳＷに電気的に接続されている。アクティブエリアＡＣＴには、ｍ×ｎ個の画素電極ＰＥが形成されている。対向電極ＣＥは、例えばコモン電位であり、液晶層ＬＱを介して複数の画素ＰＸの画素電極ＰＥに対して共通に配置されている。この対向電極ＣＥは、図示しない導電部材を介して、アレイ基板ＡＲに形成された給電部ＶＳと電気的に接続されている。補助容量線Ｃは、補助容量電圧が印加される電圧印加部ＶＣＳと電気的に接続されている。

以下に、本実施形態の基本構成例について説明する。

図５は、一画素ＰＸにおける最小の単位構成体を概略的に示す平面図である。

画素電極ＰＥは、Ｖ字状あるいは「く」の字状に形成されている。このような画素電極ＰＥは、母線方向ここでは第２方向Ｙとは異なる方向に沿って帯状に延出している。より具体的には、画素電極ＰＥは、第１主電極ＰＡ及び第２主電極ＰＢを含んでいる。第１主電極ＰＡは、第２方向Ｙとは異なる第１延出方向Ｄ１に沿って帯状に延出している。第２主電極ＰＢは、第２方向及び第１延出方向Ｄ１とは異なる第２延出方向Ｄ２に沿って帯状に延出している。これらの第１延出方向Ｄ１及び第２延出方向Ｄ２は、後述する液晶分子の初期配向方向とは異なる方向である。これらの第１主電極ＰＡ及び第２主電極ＰＢは、それぞれの端部で結合している。

対向電極ＣＥは、Ｖ字状あるいは「く」の字状に形成されている。このような対向電極ＣＥは、画素電極ＰＥと平行な方向に沿って帯状に延出するとともに、画素電極ＰＥの直上の位置に並んで配置されている。より具体的には、対向電極ＣＥは、第３主電極ＣＡ及び第４主電極ＣＢを含んでいる。第３主電極ＣＡは、第１延出方向Ｄ１に沿って帯状に延出している。第４主電極ＣＢは、第２延出方向Ｄ２に沿って帯状に延出している。これらの第３主電極ＣＡ及び第４主電極ＣＢは、それぞれの端部で結合している。このような対向電極ＣＥと上記の画素電極ＰＥとは第１方向Ｘに沿って交互に配置されている。

なお、図示した第３主電極ＣＡは第１方向Ｘに沿って２本平行に並んでおり、以下では、これらを区別するために、図中の左側の第３主電極をＣＡ１と称し、図中の右側の第３主電極をＣＡ２と称する。同様に、第４主電極ＣＢも第１方向Ｘに沿って２本平行に並んでおり、以下では、これらを区別するために、図中の左側の第４主電極をＣＢ１と称し、図中の右側の第４主電極をＣＢ２と称する。第３主電極ＣＡ１と第４主電極ＣＢ１とが繋がっており、第３主電極ＣＡ２と第４主電極ＣＢ２とが繋がっている。これらの第３主電極ＣＡ１及びＣＡ２、及び、第４主電極ＣＢ１及びＣＢ２は、すべて電気的に接続されている。つまり、対向電極ＣＥは、櫛歯状に形成されている。

隣接する第３主電極ＣＡ１及びＣＡ２の間には、１本の第１主電極ＰＡが位置している。つまり、第３主電極ＣＡ１及びＣＡ２は、１本の第１主電極ＰＡを挟んで両側に配置されている。このため、第３主電極ＣＡ１、第１主電極ＰＡ、及び、第３主電極ＣＡ２は、第１方向Ｘに沿ってこの順に配置されている。これらの第１主電極ＰＡと、第３主電極ＣＡ１及びＣＡ２とは、互いに平行に配置されている。また、第３主電極ＣＡ１と第１主電極ＰＡとの距離は、第３主電極ＣＡ２と第１主電極ＰＡとの距離と略同等である。

隣接する第４主電極ＣＢ１及びＣＢ２の間には、１本の第２主電極ＰＢが位置している。つまり、第４主電極ＣＢ１及びＣＢ２は、１本の第２主電極ＰＢを挟んで両側に配置されている。このため、第４主電極ＣＢ１、第２主電極ＰＢ、及び、第４主電極ＣＢ２は、第１方向Ｘに沿ってこの順に配置されている。これらの第２主電極ＰＢと、第４主電極ＣＢ１及びＣＢ２とは、互いに平行に配置されている。また、第４主電極ＣＢ１と第２主電極ＰＢとの距離は、第４主電極ＣＢ２と第２主電極ＰＢとの距離と略同等である。

ここに示した例では、液晶分子ＬＭの初期配向方向は、例えば、第１方向Ｘと平行な方向である。第１延出方向Ｄ１は初期配向方向に対して左回りに鋭角に交差する方向であり、第２延出方向Ｄ２は初期配向方向に対して右回りに鋭角に交差する方向である。なお、液晶分子ＬＭの初期配向方向は、第１方向Ｘと平行な方向に限らず、例えば、第２方向Ｙに平行な方向などであっても良い。

ここで、初期配向方向（第１方向Ｘ）と第１延出方向Ｄ１とのなす角度θ１、及び、初期配向方向（第１方向Ｘ）と第２延出方向Ｄ２とのなす角度θ２は、０°より大きく４５°より小さい角度であることが望ましい。また、なす角度θ１がなす角度θ２と同一角度であっても良い。

図６は、図５に示した単位構成体のうち、第１主電極ＰＡ、第３主電極ＣＡ１及びＣＡ２、及び、スイッチング素子ＳＷを含む液晶表示パネルＬＰＮの断面を概略的に示す断面図である。ここでは、第１主電極ＰＡと第３主電極ＣＡ１及びＣＡ２との間に電位差が形成された状態での等電位線が図示されている。

アレイ基板ＡＲは、例えば、ガラス基板やプラスチック基板などの光透過性を有する第１絶縁基板ＳＵＢ１を用いて形成されている。このアレイ基板ＡＲは、第１絶縁基板ＳＵＢ１の対向基板ＣＴに対向する側に、スイッチング素子ＳＷ、画素電極ＰＥ、第１配向膜ＡＬ１などを備えている。

スイッチング素子ＳＷは、トップゲート型であっても良いし、ボトムゲート型であっても良く、詳述しないが、ポリシリコンやアモルファスシリコンなどによって形成された半導体層を備えている。図示した例では、スイッチング素子ＳＷは、絶縁層ＩＳによって覆われている。

この絶縁層ＩＳは、詳述しないが複数の絶縁膜を含んでいる。例えば、絶縁層ＩＳは、半導体層とゲート配線との間に介在するゲート絶縁膜や、ゲート配線とソース配線との間に介在する層間絶縁膜を含んでおり、さらに、ソース配線と画素電極ＰＥとの間に介在する層間絶縁膜などを含む場合もある。これらの各種絶縁膜は、窒化シリコンや酸化シリコンなどの無機化合物によって形成されていてもよいし、各種有機材料によって形成されていてもよい。

画素電極ＰＥは、図示した第１主電極ＰＡ、及び、図示しない第２主電極ＰＢを含んでいる。このような画素電極ＰＥは、例えば、インジウム・ティン・オキサイド（ＩＴＯ）やインジウム・ジンク・オキサイド（ＩＺＯ）などの光透過性を有する導電材料によって形成されている。図示した例では、画素電極ＰＥは、絶縁層ＩＳの上に形成されており、絶縁層ＩＳに形成されたコンタクトホールを介してスイッチング素子ＳＷに電気的に接続されている。

この画素電極ＰＥは、ゲート配線及びソース配線とは異なる層（画素電極ＰＥよりも第１絶縁基板ＳＵＢ１側の層）に形成されており、これらの間には絶縁膜が介在している。このため、画素電極ＰＥが上記のようなＶ字状あるいは「く」の字状に形成されているのに対して、ソース配線の形状は画素電極ＰＥと同様の略Ｖ字状あるいは略「く」の字状に形成されていてもよいし、第２方向Ｙに沿って略直線状に形成されていても良い。

第１配向膜ＡＬ１は、アレイ基板ＡＲの対向基板ＣＴと対向する面に配置され、アクティブエリアＡＣＴの略全体に亘って延在している。この第１配向膜ＡＬ１は、画素電極ＰＥを覆っている。このような第１配向膜ＡＬ１は、水平配向性を示す材料によって形成されている。

一方、対向基板ＣＴは、例えば、ガラス基板やプラスチック基板などの光透過性を有する第２絶縁基板ＳＵＢ２を用いて形成されている。この対向基板ＣＴは、第２絶縁基板ＳＵＢ２のアレイ基板ＡＲに対向する側に、対向電極ＣＥ、第２配向膜ＡＬ２などを備えている。なお、この対向基板ＣＴには、図示は省略するが、各画素ＰＸを区画するブラックマトリクスや各画素ＰＸに対応して配置されたカラーフィルタ層、カラーフィルタ層の表面の凹凸の影響を緩和するオーバーコート層などが配置されても良い。

対向電極ＣＥは、図示した第３主電極ＣＡ１及びＣＡ２、及び、図示しない第４主電極ＣＢ１及びＣＢ２を含んでいる。このような対向電極ＣＥは、例えば、ＩＴＯやＩＺＯなどの光透過性を有する導電材料によって形成されている。図示したように、第３主電極ＣＡ１及びＣＡ２は、第１主電極ＰＡの直上からずれた位置に配置されている。すなわち、第３主電極ＣＡ１及びＣＡ２のそれぞれは、第１主電極ＰＡの直上の位置を挟んだ両側に配置されており、第１主電極ＰＡとは対向しないように配置されている。同様に、図示しないが、第４主電極ＣＢ１及びＣＢ２のそれぞれは、第２主電極ＰＢの直上の位置を挟んだ両側に配置されており、第２主電極ＰＢとは対向しないように配置されている。

なお、対向電極ＣＥを構成する主電極の一部は、屈曲した形状のソース配線と略平行に形成され且つ当該ソース配線の直上に位置するように配置されていても良い。

第２配向膜ＡＬ２は、対向基板ＣＴのアレイ基板ＡＲと対向する面に配置され、アクティブエリアＡＣＴの略全体に亘って延在している。この第２配向膜ＡＬ２は、対向電極ＣＥを覆っている。このような第２配向膜ＡＬ２は、水平配向性を示す材料によって形成されている。

これらの第１配向膜ＡＬ１及び第２配向膜ＡＬ２には、液晶分子を初期配向させるための配向処理（例えば、ラビング処理や光配向処理）がなされている。第１配向膜ＡＬ１及び第２配向膜ＡＬ２が液晶分子を初期配向させる配向処理方向は、ここでは第１方向Ｘに平行である。これらの第１配向膜ＡＬ１の配向処理方向及び第２配向膜ＡＬ２の配向処理方向は、ともに平行であって、互いに逆向きの方向あるいは同じ向きの方向である。

上述したようなアレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとは、それぞれの第１配向膜ＡＬ１及び第２配向膜ＡＬ２が対向するように配置されている。このとき、アレイ基板ＡＲの第１配向膜ＡＬ１と対向基板ＣＴの第２配向膜ＡＬ２との間には、例えば、樹脂材料によって一方の基板に一体的に形成された柱状スペーサが配置され、これにより、所定のギャップ、例えば３〜７μｍのセルギャップが形成される。アレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとは、所定のセルギャップが形成された状態で図示しないシール材によって貼り合わせられている。

液晶層ＬＱは、アレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとの間に形成されたセルギャップに保持され、第１配向膜ＡＬ１と第２配向膜ＡＬ２との間に配置されている。液晶層ＬＱは、図示しないが液晶分子を含んでいる。このような液晶層ＬＱは、ポジ型の液晶材料によって構成されている。

アレイ基板ＡＲの外面、つまり、アレイ基板ＡＲを構成する第１絶縁基板ＳＵＢ１の外面には、第１光学素子ＯＤ１が接着剤などにより貼付されている。この第１光学素子ＯＤ１は、第１偏光軸を有する第１偏光板ＰＬ１を含んでいる。また、対向基板ＣＴの外面、つまり、対向基板ＣＴを構成する第２絶縁基板ＳＵＢ２の外面には、第２光学素子ＯＤ２が接着剤などにより貼付されている。この第２光学素子ＯＤ２は、第２偏光軸を有する第２偏光板ＰＬ２を含んでいる。

本実施形態においては、第１偏光板ＰＬ１の第１偏光軸と、第２偏光板ＰＬ２の第２偏光軸とは、例えば、直交する位置関係にあり、一方の偏光板は、その偏光軸が初期配向状態の液晶分子の長軸方向と平行または直交するように配置されている。これにより、ノーマリーブラックモードを実現している。

すなわち、液晶層ＬＱに電圧が印加されていない状態つまり画素電極ＰＥと対向電極ＣＥとの間に電位差（あるいは電界）が形成されていない無電界時（ＯＦＦ時）には、液晶層ＬＱの液晶分子ＬＭは、第１配向膜ＡＬ１及び第２配向膜ＡＬ２のそれぞれの配向処理方向に配向している。このようなＯＦＦ時が初期配向状態に相当し、ＯＦＦ時の液晶分子ＬＭの配向方向が初期配向方向に相当する。ここでは、第１配向膜ＡＬ１及び第２配向膜ＡＬ２のそれぞれの配向処理方向は、ともに第１方向Ｘと平行である。

なお、厳密には、液晶分子ＬＭは、Ｘ−Ｙ平面に平行に配向しているとは限らず、プレチルトしている場合が多い。このため、厳密な初期配向方向とは、ＯＦＦ時の液晶分子ＬＭの配向方向をＸ−Ｙ平面に正射影した方向である。しかしながら、説明を簡略にするために、以下では、液晶分子ＬＭは、Ｘ−Ｙ平面に平行に配向しているものとし、Ｘ−Ｙ平面と平行な面内で回転するものとして説明する。

このようなＯＦＦ時においては、液晶分子ＬＭは、図５の破線で示したように、その長軸が第１方向Ｘと平行となるように配向する。つまり、液晶分子ＬＭの初期配向方向は、第１方向Ｘとなる。つまり、液晶分子ＬＭは、ＯＦＦ時において、図示しないシリンドリカルレンズの並び方向である第１方向Ｘに初期配向している。なお、第１配向膜ＡＬ１及び第２配向膜ＡＬ２のそれぞれの配向処理方向がともに第２方向Ｙと平行である場合には、液晶分子ＬＭは、ＯＦＦ時において、図示しないシリンドリカルレンズの母線方向である第２方向Ｙに初期配向している。

第１配向膜ＡＬ１及び第２配向膜ＡＬ２のそれぞれの配向処理方向が互いに逆向きである場合、液晶層ＬＱの断面において、液晶分子ＬＭは、第１配向膜ＡＬ１の近傍、第２配向膜ＡＬ２の近傍、及び、液晶層ＬＱの中間部において略均一なプレチルト角を持って配向している（ホモジニアス配向）。また、第１配向膜ＡＬ１及び第２配向膜ＡＬ２のそれぞれの配向処理方向が同じ向きである場合、液晶層ＬＱの断面において、液晶分子ＬＭは、液晶層ＬＱの中間部において略水平（プレチルト角が略ゼロ）に配向し、ここを境界として第１配向膜ＡＬ１の近傍及び第２配向膜ＡＬ２の近傍において対称となるようなプレチルト角を持って配向する（スプレイ配向）。

バックライト４からのバックライト光は、その一部が第１偏光板ＰＬ１を透過し、液晶表示パネルＬＰＮに入射する。液晶表示パネルＬＰＮに入射した光の偏光状態は、液晶層ＬＱを通過する際に液晶分子ＬＭの配向状態によって異なる。ＯＦＦ時においては、液晶層ＬＱを通過した光は、第２偏光板ＰＬ２によって吸収される（黒表示）。

一方、画素電極ＰＥと対向電極ＣＥとの間に電位差（電界）が形成された状態（ＯＮ時）では、図６に示したように、第１主電極ＰＡと第３主電極ＣＡ１との間、及び、第１主電極ＰＡと第３主電極ＣＡ２との間に、それぞれ基板と略平行な横電界（あるいは斜め電界）が形成される。同様に、図示しないが、第２主電極ＰＢと第４主電極ＣＢ１との間、及び、第２主電極ＰＢと第４主電極ＣＢ２との間に、それぞれ基板と略平行な横電界（あるいは斜め電界）が形成される。これにより、液晶分子ＬＭは、その長軸が電界の向きと略平行となるように基板主面と略平行な平面内で回転する。

図５に示した例では、第１主電極ＰＡと第３主電極ＣＡ１との間の液晶分子ＬＭは、第１主電極ＰＡと第３主電極ＣＡ１との間の電界に沿って時計回りに回転し、第１方向Ｘに対して図中の左上を向くように配向する。第１主電極ＰＡと第３主電極ＣＡ２との間の液晶分子ＬＭは、第１主電極ＰＡと第３主電極ＣＡ２との間の電界に沿って時計回りに回転し、第１方向Ｘに対して図中の右下を向くように配向する。

また、第２主電極ＰＢと第４主電極ＣＢ１との間の液晶分子ＬＭは、第２主電極ＰＢと第４主電極ＣＢ１との間の電界に沿って反時計回りに回転し、第１方向Ｘに対して図中の左下を向くように配向する。第２主電極ＰＢと第４主電極ＣＢ２との間の液晶分子ＬＭは、第２主電極ＰＢと第４主電極ＣＢ２との間の電界に沿って反時計回りに回転し、第１方向Ｘに対して図中の右上を向くように配向する。

このように、各画素ＰＸにおいて、画素電極ＰＥと対向電極ＣＥとの間に横電界（あるいは斜め電界）が形成された状態では、液晶分子ＬＭの配向方向が４方向に分かれ、それぞれの配向方向でドメインが形成される。つまり、各画素ＰＸには、４つのドメインが形成される。

液晶表示パネルＬＰＮに入射した一部のバックライト光は、これらの第１主電極ＰＡと第３主電極ＣＡ１との間、第１主電極ＰＡと第３主電極ＣＡ２との間、第２主電極ＰＢと第４主電極ＣＢ１との間、及び、第２主電極ＰＢと第４主電極ＣＢ２との間を通過した際に、その偏光状態が変化する。このようなＯＮ時においては、液晶層ＬＱを通過した光は、第２偏光板ＰＬ２を透過する（白表示）。

つまり、第１主電極ＰＡと第３主電極ＣＡ１との間、第１主電極ＰＡと第３主電極ＣＡ２との間、第２主電極ＰＢと第４主電極ＣＢ１との間、及び、第２主電極ＰＢと第４主電極ＣＢ２との間のそれぞれは、主として表示に寄与する開口部（あるいは透過部）となる。

このような本実施形態によれば、一画素内に４つのドメインを形成することが可能となるため、４方向での視野角を光学的に補償することができ、広視野角化が可能となる。したがって、表示品位の良好な液晶表示装置を提供することが可能となる。

また、このような本実施形態によれば、アレイ基板ＡＲ側に形成された画素電極ＰＥと対向基板ＣＴ側に形成された対向電極ＣＥとの間で横電界あるいは斜め電界を形成するため、画素電極ＰＥと対向電極ＣＥとを近接配置しても、両者の間での電気的なショートの発生が防止できる。このため、１画素サイズが比較的小さい場合であっても、画素電極ＰＥと対向電極ＣＥとを近接配置することが可能となり、高精細化が可能となる。

本実施形態において、画素電極ＰＥの第１主電極ＰＡ及び対向電極ＣＥの第３主電極ＣＡが延出する第１延出方向Ｄ１と液晶分子ＬＭの初期配向方向（例えば、第１方向Ｘ）とのなす角度θ１、及び、画素電極ＰＥの第２主電極ＰＢ及び対向電極ＣＥの第４主電極ＣＢが延出する第２延出方向Ｄ２と液晶分子ＬＭとの初期配向方向とのなす角度θ２は、ともに０°より大きく４５°より小さいことが望ましい。

θ１及びθ２が４５°以上となると、画素電極ＰＥと対向電極ＣＥとの間に電界が形成された際に、液晶分子ＬＭが各領域で上記の方向に一様に回転しにくくなり、配向の乱れが生じやすくなる。一方で、θ１及びθ２が４５°より小さい鋭角である場合、画素電極ＰＥと対向電極ＣＥとの間の電界の強度が比較的小さくても、液晶分子ＬＭが各領域で上記の方向に一様に回転し、安定的に４つのドメインを形成することが可能となる。

なお、画素電極及び対向電極の延出方向と液晶分子の初期配向方向とのなす角度については、５°〜２５°程度、より望ましくは１０°前後とすることが液晶分子の配向制御の観点で極めて有効である。

また、なす角度θ１がなす角度θ２と同一角度である場合には、ＯＮ時において、第１主電極ＰＡと第３主電極ＣＡとの間の液晶分子ＬＭの配向方向が第２主電極ＰＢと第４主電極ＣＢとの間の液晶分子ＬＭの配向方向と線対称となる。

また、画素電極ＰＥが配置される一画素内において、第１主電極ＰＡと第３主電極ＣＡとの間に形成された開口部の面積は、第２主電極ＰＢと第４主電極ＣＢとの間に形成された開口部の面積と略同一であることが望ましい。この場合、さらに、第１主電極ＰＡと第３主電極ＣＡ１との間に形成された開口部の面積が第１主電極ＰＡと第３主電極ＣＡ２との間に形成された開口部の面積と略同一であり、且つ、第２主電極ＰＢと第４主電極ＣＢ１との間に形成された開口部の面積が第２主電極ＰＢと第４主電極ＣＢ２との間に形成された開口部の面積と略同一であることがより望ましい。

これにより、各ドメインの透過率が略同等となる。このため、それぞれの開口部を透過した光が互いに光学的に補償し合い、広い視野角範囲に亘って均一な表示を実現することが可能となる。

なお、ＯＮ時には、画素電極ＰＥの第１主電極ＰＡ付近及び第２主電極ＰＢ付近、また、対向電極ＣＥの第３主電極ＣＡ付近及び第４主電極ＣＢ付近では、横電界がほとんど形成されない（あるいは、液晶分子ＬＭを駆動するのに十分な電界が形成されない）ため、液晶分子ＬＭは、ＯＦＦ時と同様に、第１方向Ｘからほとんど動かない。このため、画素電極ＰＥ及び対向電極ＣＥは、光透過性の導電材料によって形成されているが、これらの領域ではバックライト光がほとんど透過せず、ＯＮ時において表示にほとんど寄与しない。したがって、画素電極ＰＥ及び対向電極ＣＥは、必ずしも透明な導電材料によって形成される必要はなく、アルミニウムや銀などの導電材料を用いて形成しても良い。

また、アレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとの合わせずれが生じた際に、画素電極ＰＥを挟んだ両側の対向電極ＣＥとの距離に差が生じることがある。しかしながら、このような合わせずれは、全ての画素ＰＸに共通に生じるため、画素ＰＸ間での電界分布に相違はなく、画像の表示に影響を及ぼさない。

次に、本実施形態の一構成例について説明する。

図７は、本実施形態の一構成例における液晶表示パネルＬＰＮの画素ＰＸを対向基板ＣＴの側から見たときのアレイ基板ＡＲの構造を概略的に示す平面図である。

ここでは、画素ＰＸは、図中の破線で示したように、Ｖ字状あるいは「く」の字状に屈曲した形状である。ゲート配線Ｇ１、補助容量線Ｃ１及びＣ２は、それぞれ第１方向Ｘに沿って延出している。図示した画素ＰＸにおいて、補助容量線Ｃ１は上側端部に配置され、補助容量線Ｃ２は下側端部に配置され、ゲート配線Ｇ１は、補助容量線Ｃ１と補助容量線Ｃ２との間の略中央に配置されている。ソース配線Ｓ１及びＳ２は、ここに示した例では、屈曲した画素ＰＸに対応してＶ字状あるいは「く」の字状に屈曲した部分を含んでいる。図示した画素ＰＸにおいて、ソース配線Ｓ１は左側端部に配置され、ソース配線Ｓ２は右側端部に配置されている。

画素電極ＰＥは、図示を省略したスイッチング素子に電気的に接続されている。この画素電極ＰＥは、第１主電極ＰＡ１乃至ＰＡ３、第２主電極ＰＢ１乃至ＰＢ３、第１副電極ＰＣ、及び、容量部ＰＤを含んでいる。これらの第１主電極ＰＡ１乃至ＰＡ３、第２主電極ＰＢ１乃至ＰＢ３、第１副電極ＰＣ、及び、容量部ＰＤは、一体的に形成されており、互いに電気的に接続されている。

なお、図示した例では、一画素ＰＸに配置された画素電極ＰＥのみが図示されているが、図示を省略した他の画素についても同一形状の画素電極が配置されている。また、図示した例では、第１主電極の本数及び第２主電極の本数がそれぞれ３本であるが、この例に限らない。

第１主電極ＰＡ１乃至ＰＡ３は、それぞれ第１延出方向Ｄ１に沿って直線的に延出した帯状に形成されている。また、これらの第１主電極ＰＡ１乃至ＰＡ３は、第１副電極ＰＣと容量部ＰＤ（あるいは補助容量線Ｃ１）との間における画素ＰＸの上側半分に配置され、略等間隔に並んでおり、互いに略平行である。

第２主電極ＰＢ１乃至ＰＢ３は、それぞれ第２延出方向Ｄ２に沿って直線的に延出した帯状に形成されている。また、これらの第２主電極ＰＢ１乃至ＰＢ３は、第１副電極ＰＣと補助容量線Ｃ２との間における画素ＰＸの下側半分に配置され、略等間隔に並んでおり、互いに略平行である。第１主電極ＰＡ１乃至ＰＡ３のそれぞれは、画素ＰＸの略中央に配置された第１副電極ＰＣを挟んで、第２主電極ＰＢ１乃至ＰＢ３のそれぞれと略線対称である。

第１副電極ＰＣは、第１主電極ＰＡと第２主電極ＰＢとの結合部からゲート配線Ｇ１と略平行な方向に沿って帯状に延出している。図示した例では、第１副電極ＰＣは、第１方向Ｘに沿って直線的に延出した帯状に形成されている。この第１副電極ＰＣは、画素ＰＸの略中央部に配置され、ソース配線Ｓ１とソース配線Ｓ２との間のゲート配線Ｇ１の直上に配置されている。このような第１副電極ＰＣの第１方向Ｘに沿った長さは、ソース配線Ｓ１とソース配線Ｓ２との間のゲート配線Ｇ１の第１方向Ｘに沿った長さと同等以上である。また、第１副電極ＰＣの第２方向Ｙに沿った幅は、ゲート配線Ｇ１の第２方向Ｙに沿った幅と同等以上である。このため、ソース配線Ｓ１とソース配線Ｓ２との間において、ゲート配線Ｇ１は、第１副電極ＰＣから露出していない。

容量部ＰＤは、補助容量線Ｃ１と略平行な方向に沿って帯状に延出している。図示した例では、容量部ＰＤは、第１方向Ｘに沿って直線的に延出した帯状に形成されている。この容量部ＰＤは、補助容量線Ｃ１の直上に配置されている。なお、この容量部ＰＤは、図示したように、画素電極ＰＥの一部（つまり、第１主電極ＰＡなどと同一材料により一体的に形成されている）であっても良いが、画素電極ＰＥに電気的に接続された他の部材、例えば、スイッチング素子の半導体層やソース配線と同一部材によって形成されても良い。このような容量部ＰＤの第１方向Ｘに沿った長さは、例えば、ソース配線Ｓ１とソース配線Ｓ２との間の補助容量線Ｃ１の第１方向Ｘに沿った長さと同等以下である。

図８は、本実施形態の一構成例における液晶表示パネルＬＰＮの対向基板ＣＴにおける画素ＰＸの構造を概略的に示す平面図である。なお、対向電極ＣＥと画素電極ＰＥとの位置関係を説明するために、画素電極ＰＥを破線で図示している。

対向電極ＣＥは、第３主電極ＣＡ１乃至ＣＡ４、第４主電極ＣＢ１乃至ＣＢ４、及び、第２副電極ＣＣを含んでいる。これらの第３主電極ＣＡ１乃至ＣＡ４、第４主電極ＣＢ１乃至ＣＢ４、及び、第２副電極ＣＣは、一体的に形成されており、互いに電気的に接続されている。なお、図示した例では、第３主電極の本数及び第４主電極の本数はそれぞれ４本であるが、画素電極ＰＥの形状に合わせて適宜変更可能である。

第３主電極ＣＡ１乃至ＣＡ４は、それぞれ第１延出方向Ｄ１に沿って直線的に延出した帯状に形成されている。また、これらの第３主電極ＣＡ１乃至ＣＡ４は、画素ＰＸの上側半分に配置され、略等間隔に並んでおり、互いに略平行である。また、これらの第３主電極ＣＡ乃至ＣＡ４は、第１主電極ＰＡ１乃至ＰＡ３と略平行である。

このような第３主電極ＣＡ１乃至ＣＡ４は、第１主電極ＰＡ１乃至ＰＡ３と重なることはなく、略一定の間隔を置いて交互に並んでいる。すなわち、第３主電極ＣＡ１は、第１主電極ＰＡ１の左側に位置している。第３主電極ＣＡ２は、第１主電極ＰＡ１と第１主電極ＰＡ２との間の略中間の位置している。第３主電極ＣＡ３は、第１主電極ＰＡ２と第１主電極ＰＡ３との間の略中間の位置している。第３主電極ＣＡ４は、第１主電極ＰＡ３の右側に位置している。つまり、画素ＰＸの上側半分においては、左側から右側に向かって、第３主電極ＣＡ１、第１主電極ＰＡ１、第３主電極ＣＡ２、第１主電極ＰＡ２、第３主電極ＣＡ３、第１主電極ＰＡ３、及び、第３主電極ＣＡ４がこの順に並んでいる。

第４主電極ＣＢ１乃至ＣＢ４は、それぞれ第２延出方向Ｄ２に沿って直線的に延出した帯状に形成されている。また、これらの第４主電極ＣＢ１乃至ＣＢ４は、画素ＰＸの下側半分に配置され、略等間隔に並んでおり、互いに略平行である。また、これらの第４主電極ＣＢ１乃至ＣＢ４は、第２主電極ＰＢ１乃至ＰＢ３と略平行である。第４主電極ＣＢ１乃至ＣＢ４のそれぞれは、画素ＰＸの略中央に配置された第２副電極ＣＣを挟んで、第２主電極ＣＡ１及びＣＡ２のそれぞれと略線対称である。

このような第４主電極ＣＢ１及びＣＢ２は、第２主電極ＰＢ１乃至ＰＢ３と重なることはなく、略一定の間隔を置いて交互に並んでいる。すなわち、第４主電極ＣＢ１は、第２主電極ＰＢ１の左側に位置している。第４主電極ＣＢ２は、第２主電極ＰＢ１と第２主電極ＰＢ２との間の略中間の位置している。第４主電極ＣＢ３は、第２主電極ＰＢ２と第２主電極ＰＢ３との間の略中間の位置している。第４主電極ＣＢ４は、第２主電極ＰＢ３の右側に位置している。つまり、画素ＰＸの下側半分においては、左側から右側に向かって、第４主電極ＣＢ１、第２主電極ＰＢ１、第４主電極ＣＢ２、第２主電極ＰＢ２、第４主電極ＣＢ３、第２主電極ＰＢ３、及び、第４主電極ＣＢ４がこの順に並んでいる。

第２副電極ＣＣは、第３主電極ＣＡと第４主電極ＣＢとの結合部から第１副電極ＰＣと略平行な方向に沿って帯状に延出している。図示した例では、第２副電極ＣＣは、第１方向Ｘに沿って直線的に延出した帯状に形成されている。この第２副電極ＣＣは、画素ＰＸの略中央部に配置され、第１副電極ＰＣの配置されている。

このような画素ＰＸのうち、主として表示に寄与する開口部は、画素電極ＰＥの第１主電極ＰＡ１乃至ＰＡ３と対向電極ＣＥの第３主電極ＣＡ１乃至ＣＡ４との間、及び、画素電極ＰＥの第２主電極ＰＢ１乃至ＰＢ３と対向電極ＣＥの第４主電極ＣＢ１乃至ＣＢ４との間に形成される。画素電極ＰＥと対向電極ＣＥとの間に電界が形成された状態では、各開口部における液晶分子ＬＭの主な配向方向は、図中の矢印Ａ１乃至Ａ４のいずれかで示した方向である。つまり、一画素ＰＸにおいて、４分割配向されている。

このような構成例において、図示しないシリンドリカルレンズ２２ａの並び方向である第１方向Ｘに沿った各位置での母線Ｌは、画素電極ＰＥ及び対向電極ＣＥの少なくとも一方と交差する。図示した例のように、画素電極ＰＥ及び対向電極ＣＥの間隔が設定され、且つ、画素電極ＰＥ及び対向電極ＣＥのそれぞれの主電極が延出する第１延出方向Ｄ１及び第２延出方向Ｄ２が設定された場合には、第１方向Ｘに沿ったいずれの位置での母線Ｌについても、画素電極ＰＥ及び対向電極ＣＥの両者と交差する。

また、第１方向Ｘに沿ったいずれの位置での母線Ｌについても、画素電極ＰＥと対向電極ＣＥとの間の開口部と交差する。そして、第１方向Ｘに沿った各位置での母線Ｌは、画素電極ＰＥと対向電極ＣＥとの間の開口部と交差する線分の長さが略一定である。この点の詳細については後述する。

また、このような構成例においては、ゲート配線Ｇ１の直上には、第１副電極ＰＣが配置されているため、ゲート配線Ｇ１からの電界が第２副電極ＰＣによって遮蔽される。このため、ゲート配線Ｇ１から液晶層ＬＱに対して不所望なバイアスが印加されることを抑制することができ、光抜けや焼きツキなどの表示不良の発生を抑制することが可能となる。したがって、表示品位の良好な液晶表示装置を提供することができる。

また、画素電極ＰＥの第１副電極ＰＣと、対向電極ＣＥの第２副電極ＣＣとが平行に且つ液晶層ＬＱを介して重なるように配置されているため、画素電極ＰＥと対向電極ＣＥとの間に電位差が形成された際には、これらの間に縦電界が形成される。このような縦電界は、画素ＰＸの上側半分と下側半分とを仕切り、液晶分子を基板に対して略垂直に配向させる。

このような縦電界の作用により、画素ＰＸの上側半分において矢印Ａ１または矢印Ａ２の方向に液晶分子を配向させた状態を保持できるとともに、画素ＰＸの下側半分において矢印Ａ３または矢印Ａ４の方向に液晶分子を配向させた状態を保持することが可能となる。このため、１画素ＰＸにおいて、液晶分子の配向が異なる４つの領域のそれぞれの占める割合も略同等に維持することが可能となる。これにより、液晶表示パネルＬＰＮに対して押圧するような応力が加わったとしても、１画素ＰＸ内において液晶分子の配向乱れの発生が抑制でき、瞬時に元の配向状態に復帰することが可能となる。

ところで、本実施形態において、上記のようにして立体画像を表示可能とする方式は、インテグラルフォトグラフィー（以下、ＩＰとも言う）方式の一種に相当する。このＩＰ方式は、専用の眼鏡等を必要とせず、視点位置の自由度が高く、楽に立体視を可能とするものである。特に、光源制御素子として、シリンドリカルレンズアレイ２２を有するレンズアレイユニット２０（レンチキュラーシート）を使用し、同一位置でも角度により異なる画像が見えるように光線を制御している。

しかしながら、シリンドリカルレンズアレイ２２を用いた方式では、シリンドリカルレンズ２２ａの母線方向に沿った開口率の変動により、シリンドリカルレンズ２２ａの並び方向に周期的な輝度の明暗（モアレと称する場合もある）が発生し、表示品位を劣化させる原因となりうる。この現象について、以下に説明する。

図９は、液晶表示パネルＬＰＮのアクティブエリアＡＣＴを構成する各画素ＰＸが長方形状である場合のシリンドリカルレンズ２２ａの母線Ｌと画素開口率との関係を説明するための図である。

画素ＰＸのそれぞれは、第１方向Ｘに沿った長さが第２方向Ｙに沿った長さよりも短い長方形状である。各画素ＰＸの間にはブラックマトリクスＢＭが配置されている。ブラックマトリクスＢＭは、図示した例では、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙに沿ってそれぞれ略直線的に延在した格子状に形成されている。

なお、ブラックマトリクスＢＭの有無にかかわらず、ゲート配線、ソース配線、補助容量線、スイッチング素子などの各種配線上は、例え、アクティブエリアＡＣＴの全体が明表示となるように液晶分子の配向が制御されたとしても、表示には寄与しない暗領域となる。また、上述したように、各画素ＰＸにおいて、画素電極ＰＥの直上や対向電極ＣＥの直上においては少なくとも一部が表示に寄与しない暗領域となる場合もある。

このようなアクティブエリアＡＣＴに対して、図示を省略したシリンドリカルレンズ２２ａの各々は、第２方向Ｙに沿って延出し、第１方向Ｘに沿って並んでいる。すなわち、各シリンドリカルレンズ２２ａの母線Ｌが延出する母線方向は、第２方向Ｙと平行である。

ここで、シリドンリカルレンズの並び方向である第１方向Ｘに沿った各位置での母線ＬとアクティブエリアＡＣＴの各領域との関係について検討する。ここでは、特に、液晶分子が明表示に対応した配向状態にあるときについて検討する。

画素ＰＸの略中央を通る母線Ｌ１は、各画素ＰＸの明領域及びブラックマトリクスＢＭの暗領域と交差する。その一方で、母線Ｌ１の左側に位置する母線Ｌ２、及び、母線Ｌ１の右側に位置する母線Ｌ３は、それらの全体がブラックマトリクスＢＭに重なっており、明領域とは交差していない。このように、第１方向Ｘに沿った各位置での母線Ｌについては、明領域と交差する場合もあるし、暗領域のみに重なる場合もある。つまり、表示に寄与する画素開口率は、第１方向Ｘに沿った位置によって変化してしまう。

図１０は、図９に示した例に対応する長方形画素とシリンドリカルレンズ２２ａの並び方向に沿った各位置での輝度との関係を説明するための図である。

シリンドリカルレンズ２２ａは、例えば、第１方向Ｘに沿って並んだ９個の長方形画素ＰＸ及び各画素ＰＸの間のブラックマトリクスＢＭと対向している。各画素ＰＸからシリンドリカルレンズ２２ａを介して観察位置に到達する経路では、画素ＰＸの明領域からの光線が到達し、高い輝度が得られるのに対して、ブラックマトリクスＢＭからシリンドリカルレンズ２２ａを介して観察位置に到達する経路では、明領域からの光線が到達せず、低輝度となる。このように、シリンドリカルレンズ２２ａを観察する角度によって輝度の明暗が観察されてしまう。

図１１は、液晶表示パネルＬＰＮのアクティブエリアＡＣＴを構成する各画素ＰＸがＶ字形状である本実施形態のシリンドリカルレンズ２２ａの母線Ｌと画素開口率との関係を説明するための図である。

画素ＰＸのそれぞれは、第１延出方向Ｄ１及び第２延出方向Ｄ２にそれぞれ延出しＶ字状あるいは「く」の字状に屈曲している。各画素ＰＸの間にはブラックマトリクスＢＭが配置されている。このブラックマトリクスＢＭは、図示した例では、第１方向Ｘに沿って直線状に延出しているとともに、第１方向Ｘに隣接する画素ＰＸの間においてＶ字状あるいは「く」の字状に形成されている。

このような構成の本実施形態において、シリドンリカルレンズの並び方向である第１方向Ｘに沿った各位置での母線ＬとアクティブエリアＡＣＴの各領域との関係について検討する。ここでは、特に、液晶分子が明表示に対応した配向状態にあるときについて検討する。

図示したアクティブエリアＡＣＴの中で、画素ＰＸ１及びこの画素ＰＸ１の右側に隣接する画素ＰＸ２の両者を通る母線Ｌ１は、画素ＰＸ１の明領域及び画素ＰＸ２の明領域と交差するとともに、画素ＰＸ１と画素ＰＸ２との間のブラックマトリクスＢＭなどの暗領域と交差する。母線Ｌ１の左側に位置し画素ＰＸ１を通る母線Ｌ２は、画素ＰＸ１の明領域と交差するとともに、ブラックマトリクスＢＭなどの暗領域と交差する。母線Ｌ１の右側に位置し画素ＰＸ２を通る母線Ｌ３は、画素ＰＸ２の明領域と交差するとともに、ブラックマトリクスＢＭなどの暗領域と交差する。

このように、第１方向Ｘに沿った各位置での母線Ｌについては、少なくとも１箇所以上の明領域と必ず交差する。換言すると、第１方向Ｘのいずれの位置の母線Ｌについても暗領域のみに重なることはない。本実施形態では、表示に寄与する画素開口率は、第１方向Ｘに沿った位置にかかわらず略一定となる。

例えば、母線Ｌ１について、明領域と交差する線分の長さは（Ａ１＋Ａ２＋Ａ３）であり、暗領域と交差する線分の長さは（Ｂ１＋Ｂ２）であり、両者の割合は（（Ａ１＋Ａ２＋Ａ３）／（Ｂ１＋Ｂ２））である。母線Ｌ２については、明領域と交差する線分の長さは（Ａ１１）であり、暗領域と交差する線分の長さは（Ｂ１１＋Ｂ１２）であり、両者の割合は（（Ａ１１）／（Ｂ１１＋Ｂ１２））である。

このとき、母線Ｌ１が明領域と交差する線分の長さ（Ａ１＋Ａ２＋Ａ３）は、母線Ｌ２が明領域と交差する線分の長さ（Ａ１１）と略同等である。なお、母線Ｌ１が暗領域と交差する線分の長さ（Ｂ１＋Ｂ２）は、母線Ｌ２が暗領域と交差する線分の長さ（Ｂ１１＋Ｂ１２）と略同等である。つまり、第１方向Ｘに沿った位置にかかわらず、各位置での母線Ｌについては、明領域及び暗領域と交差し、明領域と交差する線分の長さは略一定であるし、暗領域と交差する線分の長さも略一定である。また、第１方向Ｘに沿った位置にかかわらず、各位置での母線Ｌについては、明領域と交差する線分の長さと暗領域と交差する線分の長さとの割合も略一定である。

なお、ここでは図示を省略したが、明領域は、実質的に画素電極ＰＥと対向電極ＣＥとの間の開口部に形成されるため、第１方向Ｘに沿った位置にかかわらず、各位置での母線Ｌについては、開口部と交差する線分の長さが略一定である。

図１２は、図１１に示した本実施形態に対応するＶ字形画素（屈曲画素）とシリンドリカルレンズ２２ａの並び方向に沿った各位置での輝度との関係を説明するための図である。

シリンドリカルレンズ２２ａは、例えば、第１方向Ｘに沿って並んだ９個の屈曲した画素ＰＸ及び各画素ＰＸの間のブラックマトリクスＢＭと対向している。この場合、シリンドリカルレンズ２２ａの各位置での母線Ｌについて、ブラックマトリクスＢＭのみと対向することはない。また、上記の通り、第１方向Ｘに沿った各位置での母線Ｌが明領域と交差する線分の長さは略一定である。

このため、シリンドリカルレンズ２２ａを観察する角度にかかわらず、略一定の輝度で観察される。つまり、シリンドリカルレンズ２２ａの並び方向について、周期的な輝度の明暗（モアレ）の発生を抑制することが可能となり、表示品位の劣化を抑制することが可能となる。

また、本実施形態においては、アレイ基板ＡＲに形成された画素電極ＰＥと対向基板ＣＴに形成された対向電極ＣＥとの間での横電界あるいは斜め電界を利用して液晶分子ＬＭを面内でスイッチングするため、ＴＮモードと比較してリバースチルトの発生に起因した光抜けの発生を抑制することが可能となる。

本実施形態において、アクティブエリアＡＣＴを構成する各画素ＰＸの画素ピッチが５６μｍ×１６８μｍの液晶表示パネルＬＰＮを備えた表示ユニット１０と、シリンドリカルレンズ２２ａのレンズピッチが５０４μｍのレンズアレイユニット２０とを適用し、対向電極ＣＥの電位に対してアクティブエリアＡＣＴのすべての画素ＰＸの画素電極ＰＥに明表示に対応した同一電位を供給して、点灯画像検査を行ったところ、均一な表示品位が得られ、光抜けが発生していないことが確認された。また、アクティブエリアＡＣＴでの輝度を測定したところ、第１方向Ｘに沿って周期的な輝度の明暗が形成されず、モアレが発生していないことが確認された。

以上説明したように、本実施形態によれば、表示品位の良好な液晶表示装置を提供することができる。

なお、この発明は、上記実施形態そのものに限定されるものではなく、その実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。

１０…表示ユニット
２０…レンズアレイユニット
２１…支持板 ２２…シリンドリカルレンズアレイ
２２ａ…シリンドリカルレンズ Ｌ…母線
ＬＰＮ…液晶表示パネル
ＡＲ…アレイ基板 ＣＴ…対向基板 ＬＱ…液晶層
ＡＣＴ…アクティブエリア ＰＸ…画素
Ｓ…ソース配線 Ｇ…ゲート配線 Ｃ…補助容量線
ＳＷ…スイッチング素子
ＰＥ…画素電極
ＰＡ…第１主電極 ＰＢ…第２主電極
ＰＣ…第１副電極 ＰＤ…容量部
ＣＥ…対向電極
ＣＡ…第３主電極 ＣＢ…第４主電極
ＣＣ…第２副電極

Claims (8)

1. 複数のシリンドリカルレンズがそれぞれのレンズ面の母線に対して直交する方向に並んだシリンドリカルレンズアレイを有するレンズアレイユニットと、
   ゲート配線と、各画素に備えられた画素電極とであって前記母線が延出する母線方向とは異なる方向に沿って帯状に延出するとともにくの字状に形成された画素電極とを備え、前記レンズアレイユニットの背面側に配置された第１基板と、
   前記画素電極と平行な方向に沿って帯状に延出するとともに前記画素電極の直上の位置を挟んだ両側に配置された対向電極を複数の画素に対して共通に備え、前記レンズアレイユニットと前記第１基板との間に配置された第２基板と、
   前記第１基板と前記第２基板との間に保持された液晶分子を含む液晶層と、
   を備え、
   前記画素電極は、前記母線方向とは異なる第１延出方向に沿って帯状に延出した第１主電極、及び、前記母線方向及び前記第１延出方向とは異なる第２延出方向に沿って帯状に延出し前記第１主電極に結合した第２主電極を含みくの字状に形成されるとともに、前記第１主電極と前記第２主電極との結合部から前記ゲート配線と略平行な方向に沿って帯状に延出するとともに前記ゲート配線の直上に配置された第１副電極を含むことを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記液晶分子が明表示に対応した配向状態にあるとき、前記シリドンリカルレンズの並び方向に沿った各位置での前記母線は、少なくとも１箇所以上の明領域と交差することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記シリドンリカルレンズの並び方向に沿った各位置での前記母線は、明領域及び暗領域と交差し、各位置での前記母線が明領域と交差する線分の長さは略一定であることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
4. 前記シリドンリカルレンズの並び方向に沿った各位置での前記母線は、前記画素電極及び前記対向電極の少なくとも一方と交差することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
5. 前記シリドンリカルレンズの並び方向に沿った各位置での前記母線は、前記画素電極及び前記対向電極と交差し、各位置での前記母線が前記画素電極と前記対向電極との間の開口部と交差する線分の長さは略一定であることを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置。
6. 前記対向電極は、前記母線方向とは異なる第１延出方向に沿って帯状に延出した第３主電極、及び、前記母線方向及び前記第１延出方向とは異なる第２延出方向に沿って帯状に延出し前記第３主電極に結合した第４主電極を各々含むことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
7. 前記対向電極は、さらに、前記第３主電極と前記第４主電極との結合部から前記第１副電極と略平行な方向に沿って帯状に延出するとともに前記第１副電極の直上に配置された第２副電極を含むことを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置。
8. 前記液晶分子は、前記画素電極と前記対向電極との間に電界が形成されていない状態で前記母線方向または前記シリドンリカルレンズの並び方向に初期配向していることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の液晶表示装置。

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