JP7083101B2 - 表示装置 - Google Patents

Description

本開示は、表示装置に関する。

表示装置において周囲からの覗き見を防止してプライバシを保護する要望がある。この要望に応えるデバイスとして、必要な範囲のみ光を透過して、不要な範囲への光を制限する、視野角調整フィルム（ルーバ）が知られている。

特許文献１（特開２０１１－１４１４９８号公報）は、視野角制限のためのルーバが画素領域の境界に形成されている電気光学装置を開示する。これにより、視野角制限のためのルーバが形成されても、透過率の低下による輝度の低下及び輝度のばらつきを抑制できる。

しかし、特許文献１のルーバは、スタティックであり、視野角を変化させることができず、広視野角な状態で表示装置を使用することが不可能になる。一方、特許文献２（特開２０１６－６２０９１号公報）は、電気泳動素子を利用することで、電気的に視野角を制御する光線方向制御デバイスを開示する。

特開２０１１－１４１４９８号公報 特開２０１６－６２０９１号公報

特許文献２に開示されている光線方向制御デバイス（視野角制御デバイス）により、表示装置の視野角を動的に制御し、狭視野角と広視野角との間で切り替えることができる。しかし、光線方向制御デバイスは光の透過を制御する電気泳動素子に加え、素子を駆動するための電極を必要する。このように、電極間の電圧により動的に光線方向を制御するデバイスを表示装置に一体的に組み込み、動的に視野角を制御する表示装置の構成要素を削減できる技術が望まれる。

本開示の一態様は、複数の画素において画像を表示する表示装置であって、第１基板と、前記第１基板に対向する第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間の液晶層と、前記第１基板上に形成されており、液晶層に制御電界を与える、前記複数の画素それぞれの画素駆動電極と、複数のルーバ素子と、前記第２基板の前記第１基板と対向する面上に形成されている複数のルーバ素子駆動電極と、前記複数のルーバ素子駆動電極と前記液晶層との間において、前記第２基板上に連続して形成されており、接地されたシールド電極と、前記複数のルーバ素子駆動電極の電位を制御する制御部と、を含み、前記複数のルーバ素子の各ルーバ素子は、前記第２基板上で延び、前記複数のルーバ素子駆動電極の各ルーバ素子駆動電極と前記シールド電極との間に挟まれ、前記一つのルーバ素子駆動電極と前記シールド電極との間で印加された電圧に応じて光の透過量を変化させて、視野角を変化させる。

本開示の一態様によれば、動的に視野角を制御する表示装置の構成要素を削減できる。

第１実施形態における、表示装置の構成例の表示領域の画素の一部を示す平面図である。 図１ＡにおけるＢＢ切断線での表示パネルの断面構造と、表示装置の制御部に含まれる構成とを、模式的に示す。 図１ＡにおけるＢＢ切断線での表示パネルの断面構造と、表示装置の制御部に含まれる構成とを、模式的に示す。 狭視野角モードにおけるルーバ素子を模式的に示す。 広視野角モードにおけるルーバ素子を模式的に示す。 第２実施形態に係る表示装置の構成を模式的に示す。 ルーバ駆動電極に与えられるルーバ駆動電位の時間変化、液晶の対向電極に与えられるＣＯＭ電位の時間変化、及び、画素電極に対して出力されるドライバ出力電位の時間変化を模式的に示す。 第２実施形態に係る表示装置の他の構成例を示す。 図５に示す構成例において、ルーバ駆動電極に与えられるルーバ駆動電位の時間変化、液晶の対向電極に与えられるＣＯＭ電位の時間変化、及び、画素電極に対して出力されるドライバ出力電位の時間変化を模式的に示す。 第３実施形態に係る表示装置の構成例を模式的に示す。 図７の構成例における、広視野角モードにおけるルーバ素子の状態を模式的に示す。 図７に示す構成例において、ルーバ駆動電極に与えられるルーバ駆動電位の時間変化、導電性ブラックマトリックス１２８に与えられるＢＭ電位の時間変化、液晶駆動電極に対して出力されるドライバ出力電位の時間変化、及び、対向電極に与えられるＣＯＭ電位を模式的に示す。 第３実施形態に係る表示装置の他の構成例を示す。 図１Ｂ及び１Ｃを参照して説明した構成例における配線を模式的に示す。 図１１ＡにおけるＢＢ切断線における平面図である。 図１１ＡにおけるＣＣ切断線における平面図である。 図７を参照して説明した構成例における配線を模式的に示す。

以下、添付図面を参照して実施形態を説明する。実施形態は本発明を実現するための一例に過ぎず、本発明の技術的範囲を限定するものではない。各図において共通の構成については同一の参照符号が付されている。説明をわかりやすくするため、図示した物の寸法、形状については、誇張して記載している場合もある。図において同一種類の要素の内の一部のみが符号で指示されている場合がある。

＜第１実施形態＞
［構成］
図１Ａは、第１実施形態における、表示装置の構成例の表示領域の画素の一部を示す平面図である。図１Ａは、カラーフィルタが形成されているカラーフィルタ基板上の一部構成を示す。表示装置１００は、格子状のブラックマトリックス（ＢＭ）１２４に画定された、複数の画素を含む。複数の画素はマトリックス状に配置され、各画素は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）又は青（Ｂ）カラーフィルタ（ＣＦ）１２３を含む。

本例において、画素（カラーフィルタ）は同一の矩形であるが、異なる形状を有してもよく、その形状は任意である。また、画素配列も任意である。図１Ａの例においては、複数の画素のカラーフィルタのうち、一つのカラーフィルタのみが符号１２３で指示されている。

表示装置１００は、その視野角（光線方向）を制御するルーバ１３５を含む。ルーバ１３５は、格子状である。基板の法線方向（基板における積層方向）において見て（平面視）、ルーバ１３５の全領域は、ブラックマトリックス１２４の領域に含まれている。

ルーバ１３５は、図１Ａにおいて縦方向（列方向）に延びる複数のルーバ素子１３３と、左右方向（行方向）の延びる複数のルーバ素子１３４で構成されている。縦方向と横方向は垂直である。図１Ａにおいては、一つの縦方向に延びるルーバ素子及び一つの横方向の延びるルーバ素子のみが、それぞれ、符号１３３及び１３４で指示されている。

縦方向（第１方向）に延びる複数のルーバ素子１３３の各ルーバ素子１３３は、横方向（第２方向）の延びる複数のルーバ素子１３４それぞれと交差し、交差部それぞれにておいて、複数のルーバ素子１３４と連続している。同様に、横方向に延びる複数のルーバ素子１３４の各ルーバ素子１３４は、縦方向の延びる複数のルーバ素子１３３それぞれと交差し、交差部それぞれにておいて、複数のルーバ素子１３３と連続している。ルーバ素子１３３又は１３４は、直線状でなくてもよい。例えば、ルーバ素子１３３又は１３４は、屈曲を繰り返しながら、縦方向又は横方向に延びていてもよい。

図１Ａの例において、格子状のブラックマトリックス１２４の行数及び列数は、それぞれ、格子状のルーバ１３５の行数及び列数と一致している。ブラックマトリックス１２４の行数又は列数は、格子状のルーバ１３５の行数又は列数よりも多くてもよい。ルーバ１３５は、ストライプ状であってもよい。例えば、図１Ａの例において、ルーバ１３５は、複数のルーバ素子１３３が省略され、複数のルーバ素子１３４のみで構成されていてもよく、複数のルーバ素子１３４が省略され、複数のルーバ素子１３３のみで構成されていてもよい。

図１Ａの例において、ルーバ１３５は、画素のカラーフィルタ１２３の間、つまり、カラーフィルタ１２３の外側に形成されている。基板の法線方向においてみて、ルーバ１３５の一部は、カラーフィルタ１２３と重なってもよい。

図１Ｂは、図１ＡにおけるＢＢ切断線での表示パネルの断面構造と、表示装置１００の制御部に含まれる構成とを、模式的に示す。図１Ｂは、表示装置１００の一部構成を示し、バックライトユニットを含む一部構成は省略されている。

表示パネルは、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）基板１０２（第１基板）と、ＴＦＴ基板１０２に対向するカラーフィルタ（ＣＦ）基板１４１（第２基板）とを含む。本例の表示装置１００は、液晶表示装置である。ＴＦＴ基板１０２とＣＦ基板１４１との間には、液晶層１１１が挟まれている。表示装置１００はさらに不図示のバックライトユニットを含む。

ＴＦＴ基板１０２は、ガラス又は樹脂からなる絶縁性の透明基板である。典型的には、ＴＦＴ基板１０２は、典型的には無色透明であるが、有色透明であってもよい。ＴＦＴ基板１０２は、例えば矩形であり、その一つの主面がＣＦ基板１４１の一つの主面と対向している。ＴＦＴ基板１０２は不撓性又は可撓性である。

ＴＦＴ基板１０２の液晶層１１１と反対側の主面上に、偏光板１０１が取り付けられている。ＴＦＴ基板１０２の液晶層１１１に対する主面上には、液晶層１１１に電界を与えるための液晶駆動電極１０３（画素駆動電極）と対向電極１０４とが配列されている。液晶駆動電極１０３と対向電極１０４との各ペアが、一つの画素の液晶に電界を与える。与えられえる電界によって、画素の透過光量が変化する。ＴＦＴ基板１０２上には、制御する画素を選択するための不図示のＴＦＴアレイが形成されている。ＴＦＴは画素の光量を制御するための制御素子である。

図１Ｂに示す構成例は、横電界制御型液晶表示装置である。横電界制御型液晶表示装置は、例えば、ＩＰＳ（Ｉｎ－Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）型とＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ－Ｆｉｅｌｄ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）型液晶表示装置である。図１Ｂにおいては、複数の液晶駆動電極のうちの一つのみが符号１０３で指示されており、複数の対向電極のうちの一つのみが符号で指示１０４されている。

液晶駆動電極１０３と対向電極１０４とからなる電極層を覆うように、配向膜１０５が積層されている。配向膜１０５は液晶層１１１と接触して、無電界時の液晶分子の配列状態を規定する。液晶層１１１の液晶材料は、例えば、ネガ型液晶である。ネガ型の液晶は、表示パネルの主面の法線方向の外部電界による影響を受けにくい。液晶層１１１はポジ型液晶で構成されていてもよい。

ＣＦ基板１４１は、ガラス又は樹脂からなる絶縁層の透明基板である。典型的には、ＣＦ基板１４１は、典型的には無色透明であるが、有色透明であってもよい。ＣＦ基板１４１は、例えば矩形である。ＣＦ基板１４１は不撓性又は可撓性である。ＣＦ基板１４１の液晶層１１１と反対側の主面上に、偏光板１４２が取り付けられている。

ＣＦ基板１４１の液晶層１１１に対する主面上には、ルーバ駆動電極１３６が形成されている。図１Ｂの例において、ルーバ駆動電極１３６は、例えば、連続した１枚の面状の透明金属層である。ルーバ駆動電極１３６は、例えば、ＩＴＯ又はＺｎＯで形成され、典型的には無色透明である。

ルーバ駆動電極１３６は、ルーバ１３５と同様の形状を有していてもよい。例えば、ルーバ駆動電極１３６は、ルーバ１３５と同様に、格子状又はストライプ状であってもよい。ルーバ駆動電極１３６は、ＣＦ基板１４１の法線方向において見て、ルーバ１３５の全領域を覆うように形成されている。図１Ｂの例においては、ルーバ１３５の全領域を覆う面状の透明金属層である。

本開示においては、ルーバ素子１３３に対向し、ルーバ素子１３３を制御する駆動電極を、ルーバ素子駆動電極と呼ぶ。図１Ａ、１Ｂの例において、ルーバ素子駆動電極は、連続する一つの金属層であるルーバ駆動電極１３６の一部であって、ルーバ素子１３３と完全に重なる（対向する）部分である。

ルーバ駆動電極１３６の上に、絶縁性の透明樹脂層１３２が積層されている。透明樹脂層１３２内に、ルーバ１３５が形成されている。透明樹脂層１３２は、典型的には無色透明である。透明樹脂層１３２は、例えば光硬化樹脂であって、透明樹脂層１３２内に、ルーバ１３５が形成されている。各ルーバ素子１３３は、透明樹脂層１３２を、ＣＦ基板１４１の積層方向（図１Ｂの縦方向）において貫通している。

ルーバ素子１３３の構成の詳細は後述するが、図１Ｂの例において、ルーバ素子１３３は、透明樹脂層１３２に形成されている溝に収容されている、分散媒と有色電気泳動粒子とで構成されている。透明樹脂層１３２の上に、絶縁層の封止層１３１が形成されている。封止層１３１は、ルーバ１３５のために形成されている透明樹脂層１３２の溝を封止する。封止層１３１は省略されてもよい。ルーバ１３５（透明樹脂層１３２）とルーバ駆動電極１３６との間には、絶縁層が存在してもよい。

封止層１３１上にシールド電極１２６が積層されている。シールド電極１２６は接地され（接地電位が与えられ）、ルーバ駆動電極１３６又は表示装置外部から液晶層１１１への電界をシールドする。図１Ｂの例において、シールド電極１２６は、例えば、連続した１枚の面状の透明金属層である。シールド電極１２６は、例えば、ＩＴＯ又はＺｎＯで形成され、典型的には無色透明である。シールド電極１２６は、ルーバ１３５の全領域を覆う。シールド電極１２６は、例えば、全表示領域を覆う。

図１Ｂの構成例において、ルーバ１３５は、ルーバ駆動電極１３６とシールド電極１２６との間に挟まれている。ルーバ１３５は、ルーバ駆動電極１３６とシールド電極１２６との間の電圧に応じて、光の透過量を変化させる。つまり、シールド電極１２６は、ルーバ駆動電極１３６と対向する、ルーバ１３５を駆動するための電極である。

一つの電極（シールド電極１２６）が、シールド電極とルーバを駆動するための電極として機能することで、表示パネルの要素数を減らすことができ、その結果、表示パネルの厚みを薄くすることができ、さらに、製造効率を高めることができる。なお、シールド電極１２６は、液晶層１１１に悪影響を及ぼす電界をシールドすることができれば、どのような形状を有してもよい。

シールド電極１２６上に、絶縁層１２５が積層されている。絶縁層１２５は、省略されていてもよい。絶縁層１２５上に、画素を画定する格子状のブラックマトリックス１２４が積層されている。ブラックマトリックス１２４は、例えば、黒色樹脂又は、クロム系材料を用いた金属薄膜である。赤、緑、青のいずれかのカラーフィルタ１２３が、ブラックマトリックス１２４で囲まれている各画素の領域に形成されている。カラーフィルタ層は、上記３色のカラーフィルタ層で構成され、さらに、各色のカラーフィルタ層は、当該色の複数画素のカラーフィルタ１２３で構成されている。

カラーフィルタ１２３上に、絶縁性のオーバコート層１２２が積層されている。オーバコート層１２２は省略されてもよい。オーバコート層１２２上に、配向膜１２１が積層されている。配向膜１２１は、液晶層１１１に接触し、無電界時の液晶分子の配列状態を規定する。

不図示のバックライトユニットが、表示パネルの背面（後側）に配置される。ＴＦＴ基板１０２又はＣＦ基板１４１の一方が、画像を視認するユーザが存在する前側であり、他方が後側である。つまり、バックライトユニットは、図１Ｂが示す表示パネルのＴＦＴ基板１０２側又はＣＦ基板１４１側に配置される。

バックライトユニットがＴＦＴ基板１０２側に配置されている構成において、ルーバ１３５は、液晶層１１１及びカラーフィルタ１２３を通過した光の出射角度を制御する。バックライトユニットがＣＦ基板１４１側に配置されている構成において、ルーバ１３５は、バックライトユニットからカラーフィルタ１２３に入射する光の角度を制御する。以下においては、バックライトユニットがＴＦＴ基板１０２側に配置されている例を説明する。

［動作］
液晶層１１１は、各画素におけるバックライトユニットからの光の透過量を、液晶駆動電極１０３と対向電極１０４との間の電界に応じて制御する。ルーバ１３５は、通過する光線の方向を制御することで、視野角を制御する機能を有する。表示装置１００（ルーバ１３５）は、広視野角モードと狭視野角モードとを有する。表示装置１００からの出射方向の範囲が広いモードを広視野角モードと呼び、出射方向の範囲が狭いモードを狭視野角モードと呼ぶ。
制御部１５０は、各画素の液晶駆動電極１０３と対向電極１０４それぞれの電位を制御する機能を有する。制御部１５０は、画像データに応じて、各画素の液晶駆動電極１０３と対向電極１０４それぞれの電位を制御して、画素の透過光量を制御する。

制御部１５０は、さらに、シールド電極１２６とルーバ駆動電極１３６それぞれの電位を制御する機能を有する。図１Ｂの例において、制御部１５０は、シールド電極１２６を接地電位に維持する。制御部１５０は、広視野角モード及び狭視野角モードそれぞれにおいて、所定の一定電位をルーバ駆動電極１３６に与える。制御部１５０は、例えば、不図示のインタフェースを介したユーザ入力に応じて、広視野角モード及び狭視野角モードを切り替える。

図１Ｂは、狭視野角モードを示す。狭視野角モードにおいて、制御部１５０は、ルーバ駆動電極１３６に、接地電位を与える。ルーバ駆動電極１３６とシールド電極１２６の電位は同一であり、これらの間の電圧は０Ｖに維持される。狭視野角モードにおいて、各ルーバ素子１３３は遮光状態である。

図１Ｃは、広視野角モードを示す。広視野角モードにおいて、制御部１５０は、ルーバ駆動電極１３６に、接地電位より高い所定の電位（正の所定電位）を与える。ルーバ駆動電極１３６の電位はシールド電極１２６の電位よりも高く、これらの間の電圧は、ルーバ駆動電極１３６をプラス電極とする所定電圧に維持される。広視野角モードにおいて、各ルーバ素子１３３は透過状態である。

図２Ａは、狭視野角モードにおけるルーバ素子１３３を模式的に示す。図２Ｂは、広視野角モードにおけるルーバ素子１３３を模式的に示す。ルーバ素子１３３は、透明樹脂層１３２に形成されたルーバ溝１３７（空間）に収容されている電気泳動粒子１３９と分散媒１３８とを含む。電気泳動粒子１３９は有色であり、例えば、黒色である。分散媒１３８は例えば無色透明な液体の材料で形成されている。ルーバ１３５は、分散媒１３８内の有色電気泳動粒子（有色荷電粒子）１３９の状態が変化することで、光の透過方向の範囲を変化させる。

各ルーバ素子１３３は、シールド電極１２６とルーバ駆動電極１３６とに挟まれている。図２Ａ、２Ｂの例において、ルーバ駆動電極１３６は、電気泳動粒子１３９及び分散媒１３８からなる電気泳動素子材料に接触している。ルーバ駆動電極１３６と電気泳動素子材料との間に絶縁層が存在してもよい。絶縁層は、例えば、酸化シリコン又は窒化シリコンである。

図２Ａを参照して、狭視野角モードにおいて、ルーバ素子１３３中の電気泳動粒子１３９は、分散媒１３８内に均等に分散している。分散している電気泳動粒子１３９が光を吸収することで、ルーバ素子１３３は、カラーフィルタ１２３からの光を遮蔽する。これにより、狭い出射角度範囲内の光線５０１のみが、ルーバ１３５を通過する。

狭視野角モードにおいて、ルーバ素子１３３を挟むシールド電極１２６とルーバ駆動電極１３６とは、同電位（接地電位）に維持される。これにより、電気泳動粒子１３９は、分散媒１３８内で拡散し、分散媒１３８内で均等に分散した状態に維持される。

図２Ｂを参照して、広視野角モードにおいて、電気泳動粒子１３９を、ルーバ素子１３３を挟む電極の一方の近傍に凝集させることにより実現される。図２Ｂの例においては、電気泳動粒子１３９は、ルーバ駆動電極１３６の近傍に凝集している。ルーバ素子１３３の大部分の領域は透明な分散媒１３８のみで構成され、ルーバ素子１３３は透過状態となる。これにより、広い出射角度範囲内の光線５０１が、ルーバ１３５を通過する。

図２Ｂの例において、シールド電極１２６に対するルーバ駆動電極１３６の相対電位は、電気泳動粒子１３９の電荷とは逆の極性を有する（電位差Ｖ）。これにより、電気泳動粒子１３９は、ルーバ駆動電極１３６の近傍に集まる。

例えば、電気泳動粒子１３９の電荷が負（－）であり、ルーバ駆動電極１３６が正極である場合、電気泳動粒子１３９は、ルーバ駆動電極１３６の近傍に集まる。同様に、電気泳動粒子１３９の電荷が正（＋）であり、ルーバ駆動電極１３６が負極である場合、電気泳動粒子１３９は、ルーバ駆動電極１３６の近傍に集まる。電位差Ｖは、例えば２０Ｖ～２５Ｖ程度であればよい。

反対に、シールド電極１２６に対するルーバ駆動電極１３６の相対電位は、電気泳動粒子１３９の電荷と同一の極性を有してもよい（電位差Ｖ）。これにより、電気泳動粒子１３９は、シールド電極１２６の近傍に集まる。例えば、電気泳動粒子１３９の電荷が負（－）であり、ルーバ駆動電極１３６が負極である場合、電気泳動粒子１３９は、シールド電極１２６の近傍に集まる。同様に、電気泳動粒子１３９の電荷が正（＋）であり、ルーバ駆動電極１３６が正極である場合、電気泳動粒子１３９は、シールド電極１２６の近傍に集まる。

図１Ａを参照して説明したように、ルーバ１３５の全領域は、平面視において、ブラックマトリックス１２４と重なるように形成されている。電気泳動粒子１３９は、平面視において、ブラックマトリックス１２４の領域に含まれるため、広視野角モードにおけるルーバ１３５での透過率の低下を小さくすることができる。

また、電気泳動粒子１３９が、ブラックマトリックス１２４により近い、シールド電極１２６の近傍に凝集することで、広視野角モードにおける斜め視野において、電気泳動粒子１３９が表示画素を遮ることが無くなり、視野角特性を向上させることができる。

ルーバ１３５は、分散媒１３８内の電気泳動粒子１３９を含む上記構成と異なる構成を有してもよい。例えば、ルーバ１３５は、狭視野角モードにおいて、光を拡散してもよい。例えば、ルーバ１３５は、エレクトロクロミズムを示すエレクトロクロミック材料で構成されていてもよい。エレクトロクロミック材料は、印加されている電圧に応じて透過光量を変化させる。この点は、他の実施形態において同様である。

上述のように、ルーバ１３５をＣＦ基板１４１とＴＦＴ基板１０２の間に組み込むことで、アクティブルーバを内包した液晶パネルを薄型化することができる。さらに、ルーバ１３５の位置をブラックマトリックス１２４の位置に合わせることで、ルーバ１３５での透過率低下を小さくすることができる。

ルーバ１３５を駆動する一方の電極は、接地されたシールド電極１２６である。これにより、ルーバ１３５の駆動電圧による電界及び装置外部からの電界が液晶層１１１の駆動に影響を及ぼすことを防ぐことができる。横電界制御型液晶表示装置は、外部からの電界の影響を受けやすいが、ルーバ１３５の駆動電極の一方がシールド電極として機能することで、専用のシールド電極を省略することができる。

＜第２実施形態＞
図３は、第２実施形態に係る表示装置１００の構成を模式的に示す。図３は、表示パネルの断面構造と、表示装置１００の制御部に含まれる構成とを、模式的に示す。図３は、表示装置１００の一部構成を示し、バックライトユニットを含む一部構成は省略されている。以下において、第１実施形態との相違点を主に説明する。

ＴＦＴ基板１０２上に、液晶駆動電極１０３及び対向電極１０４に代わり、画素電極１０７（画素駆動電極）が形成されている。画素電極１０７は、対応する画素の液晶に電界を印加するための液晶駆動電極である。画素電極１０７は、透明電極であり、例えば、ＩＴＯ又はＺｎＯで形成されている。

ＣＦ基板１４１上に、シールド電極１２６に代えて、対向電極１２７が積層されている。対向電極１２７は、配向膜１２１とオーバコート層１２２の間に形成されている。対向電極１２７は、連続する面状の透明電極であり、例えば、ＩＴＯ又はＺｎＯで形成されている。対向電極１２７は、画素に共通である。

図３に示す構成例は、縦電界制御型液晶表示装置である。縦電界制御型液晶表示装置は、例えば、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）型とＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）型液晶表示装置である。図３においては、複数の画素電極のうちの一つのみが符号１０７で指示されている。液晶層１１１における各画素の液晶は、対向電極１２７と画素電極１０７とに挟まれており、これらの間の電圧によって、画素における液晶の向き及び透過光量が変化する。

制御部１５０は、対向電極１２７に所定の電位（ＣＯＭ電位）を与えるＶＣＯＭ回路１５１を含む。ＶＣＯＭ回路１５１は、一定又は特定のタイミングで変化する電位信号を対向電極１２７に与える。

ルーバ１３５は、ルーバ駆動電極１３６と対向電極１２７との間の電圧に応じて、透過する光線の角度範囲（視野角）を変化させる。図３は、広視野角モードを示す。制御部１５０は、広視野角モードにおいて、ルーバ駆動電極１３６に対して、ＣＯＭ電位の所定の電圧を印加した電位を与える。一方、狭視野角モードにおいて、制御部１５０は、ルーバ駆動電極１３６に対して、ＣＯＭ電位と同一の電位を与える。

図４は、ルーバ駆動電極１３６に与えられるルーバ駆動電位（ＬＶ）の時間変化、液晶の対向電極１２７に与えられるＣＯＭ電位（Ｖｃｏｍ）の時間変化、及び、画素電極１０７に対して出力されるドライバ出力電位（ＤＯ）の時間変化を模式的に示す。図４は、ドライバ出力電位（ＤＯ）のＣＯＭ電位（Ｖｃｏｍ）に対する極性のみを示す。図４の例において、ドライバ出力電位（ＤＯ）は、ＣＯＭ電位（Ｖｃｏｍ）を基準として、フレーム毎に反転する。

図４の例において、ＣＯＭ電位（Ｖｃｏｍ）は一定である。ドライバ出力電位（ＤＯ）は、フレーム毎に、ＣＯＭ電位（Ｖｃｏｍ）を基準にした極性を反転させる。ルーバ駆動電位（ＬＶ）は、広視野角モードにおいて、ＣＯＭ電位（Ｖｃｏｍ）よりも一定電圧だけ高い。

ルーバ駆動電圧ＳＶは、ＣＯＭ電位（Ｖｃｏｍ）からのルーバ駆動電位（ＬＶ）の電位差（電圧）である。広視野角モードにおいて、ルーバ駆動電圧ＳＶは正の一定の値に維持されている。したがって、図２Ｂを参照して説明したように、負に帯電している電気泳動粒子１３９は、ルーバ駆動電極１３６の近傍に凝集し、ほとんどの入射光を透過させる。

狭視野角モードにおいて、ルーバ駆動電圧ＳＶは０Ｖに維持されている。したがって、図２Ａを参照して説明したように、電気泳動粒子１３９は、分散媒１３８において均等に分散し、入射した光を吸収する。

図５は、表示装置１００の他の構成例を示す。制御部１５０以外の構成は、図３に示す構成と同様である。制御部１５０は、図３及び図４を参照して説明した方法と異なる方法で、ルーバ１３５（ルーバ駆動電極１３６）を制御する。図５は、広視野角モードを示す。制御部１５０は、広視野角モードにおいて、接地電位をルーバ駆動電極に与える。

図６は、図５に示す構成例において、ルーバ駆動電極１３６に与えられるルーバ駆動電位（ＬＶ）の時間変化、液晶の対向電極１２７に与えられるＣＯＭ電位（Ｖｃｏｍ）の時間変化、及び、画素電極１０７に対して出力されるドライバ出力電位（ＤＯ）の時間変化を模式的に示す。

図６は、ドライバ出力電位（ＤＯ）のＣＯＭ電位（Ｖｃｏｍ）に対する極性のみを示す。図６の例において、ドライバ出力電位（ＤＯ）は、ＣＯＭ電位（Ｖｃｏｍ）を基準として、フレーム毎に反転する。

図６の例において、ＣＯＭ電位（Ｖｃｏｍ）は、正の一定値である。ドライバ出力電位（ＤＯ）は、フレーム毎に、ＣＯＭ電位（Ｖｃｏｍ）を基準にした極性を反転させる。ルーバ駆動電位（ＬＶ）は、広視野角モードにおいて接地されており、ＣＯＭ電位（Ｖｃｏｍ）よりも一定電圧（Ｖｃｏｍ）だけ低い。狭視野角モードにおいて、ルーバ駆動電位（ＬＶ）は、ＣＯＭ電位（Ｖｃｏｍ）と同一である。

広視野角モードにおいて、ルーバ駆動電圧ＳＶは負の一定の値に維持されている。また、ルーバ駆動電位ＬＶは、対向電極１２７のＣＯＭ電位（Ｖｃｏｍ）に対して負である。負に帯電している電気泳動粒子１３９は、正の対向電極１２７の近傍に凝集する。狭視野角モードにおいて、ルーバ駆動電圧ＳＶは０Ｖに維持されている。したがって、電気泳動粒子１３９は、分散媒１３８において均等に分散している。

上述のように、本実施形態は、一つの電極を、液晶層１１１の駆動とルーバ１３５の駆動に共用する。具体的には、ルーバ１３５の一方の駆動電極と、液晶層１１１の対向電極とが共通である。これにより、表示パネルの要素数を低減することができる。また、広視野角モードにおいて電気泳動粒子１３９が対向電極１２７の近傍に凝集する構成例は、電気泳動粒子１３９を、ブラックマトリックス１２４の近傍で凝集させる。これにより、広視野角モードにおける斜め視野において、電気泳動粒子１３９が表示画素を遮ることが無くなり、視野角特性を向上させることができる。

＜第３実施形態＞
図７は、第３実施形態に係る表示装置１００の構成例を模式的に示す。図７は、表示パネルの断面構造と、表示装置１００の制御部に含まれる構成とを、模式的に示す。図７は、表示装置１００の一部構成を示し、バックライトユニットを含む一部構成は省略されている。図７に示す表示装置１００は、横電界制御型液晶表示装置である。以下において、第１実施形態との相違点を主に説明する。

図７に示す構成例において、図１Ｃに示すＣＦ基板１４１上のシールド電極１２６が省略されている。図７に示す構成例において、導電性のブラックマトリックス１２８が、シールド電極１２６に代わり、ルーバ１３５を駆動するための電圧を与える。

図７に示すように、ルーバ溝１３７を封止する封止層１３１の上に、導電性ブラックマトリックス１２８が積層されている。導電性ブラックマトリックス１２８は、例えば、導電性樹脂又は金属であり、１又は複数層（副層）で構成される。導電性ブラックマトリックス１２８の一例は、分散したカーボンブラックを含有する光硬化性樹脂である。導電性ブラックマトリックス１２８の材料は任意である。

導電性ブラックマトリックス１２８の上に、絶縁性の平坦化層１２９が積層されている。平坦化層１２９により、導電性ブラックマトリックス１２８の厚みを厚くし、その抵抗を下げることができる。平坦化層１２９は省略されてもよい。平坦化層１２９上に、カラーフィルタ１２３が積層されている。

導電性ブラックマトリックス１２８は、ルーバ１３５の一方の駆動電極として機能する。各ルーバ素子１３３は、一方側のルーバ駆動電極１３６と他方側の導電性ブラックマトリックス１２８とに挟まれている。各ルーバ素子１３３の他方側の全面は、導電性ブラックマトリックス１２８に対向している。

制御部１５０は、導電性ブラックマトリックス１２８に接地電位を与える。制御部１５０は、狭視野角モードと広視野角モードにおいて、異なる電位をルーバ駆動電極１３６に与える。図７は、広視野角モードを示す。制御部１５０は、正の一定電をルーバ駆動電極１３６に与えている。

図８は、図７の構成例における、広視野角モードにおけるルーバ素子１３３の状態を模式的に示す。電気泳動粒子１３９は、正に帯電している。導電性ブラックマトリックス１２８の極性は負であり、ルーバ駆動電極１３６の極性は正である。正の電気泳動粒子１３９は、導電性ブラックマトリックス１２８の近傍に凝集している。狭視野角モードにおいて、電気泳動粒子１３９は、図２Ａと同様に、分散媒１３８内で均等に分散している。

図９は、図７に示す構成例において、ルーバ駆動電極１３６に与えられるルーバ駆動電位（ＬＶ）の時間変化、導電性ブラックマトリックス１２８に与えられるＢＭ電位（ＢＭＶ）の時間変化、液晶駆動電極１０３に対して出力されるドライバ出力電位（ＤＯ）の時間変化、及び、対向電極１０４に与えられるＣＯＭ電位（Ｖｃｏｍ）を模式的に示す。本例において、全ての画素の対向電極１０４に共通のＣＯＭ電位（Ｖｃｏｍ）が与えられる。

図９は、ドライバ出力電位（ＤＯ）のＣＯＭ電位（Ｖｃｏｍ）に対する極性のみを示す。図９の例において、ＣＯＭ電位（Ｖｃｏｍ）は、基準電位に対して、フレーム毎に反転する。ドライバ出力電位（ＤＯ）は、基準電位に対して、フレーム毎に反転する。ドライバ出力電位（ＤＯ）の極性とＣＯＭ電位（Ｖｃｏｍ）の極性は逆であり、フレーム毎に液晶へ印加される電圧（電界）の向きは反転する。

ＢＭ電位（ＢＭＶ）は常に接地電位（０Ｖ）である。ルーバ駆動電位（ＬＶ）は、広視野角モードにおいて、ＢＭ電位（ＢＭＶ）よりも一定電圧（ルーバ駆動電圧ＳＶ）だけ高い。狭視野角モードにおいて、ルーバ駆動電位（ＬＶ）は、接地されており、ＢＭ電位（ＢＭＶ）と同一である。

広視野角モードにおいて、ルーバ駆動電圧ＳＶは正の一定の値に維持されている。また、ルーバ駆動電位ＬＶは、導電性ブラックマトリックス１２８のＢＭ電位（ＢＭＶ）に対して正である。正に帯電している電気泳動粒子１３９は、負の導電性ブラックマトリックス１２８の近傍に凝集する。狭視野角モードにおいて、ルーバ駆動電圧ＳＶは０Ｖに維持されている。したがって、電気泳動粒子１３９は、分散媒１３８において均等に分散している。

図１０は、表示装置１００の他の構成例を示す。図１０に示す表示装置１００は、縦電界制御型液晶表示装置である。以下において、図７に示す縦電界制御型液晶表示装置の構成例との差異を主に説明する。図１０に示す表示装置１００は、液晶駆動電極１０３及び対向電極１０４に代えて、画素電極１０７を含む。表示装置１００は、さらに、配向膜１２１とオーバコート層１２２との間に、対向電極１２７を含む。制御部１５０による導電性ブラックマトリックス１２８及びルーバ駆動電極１３６の駆動方法は、図８及び図９を参照して説明した通りである。

上述のように、本実施形態において、ルーバを駆動する一方の電極とブラックマトリックスとが共通である。これにより、表示装置１００の要素数が減少し、効率的に表示装置を製造することができる。導電性ブラックマトリックス１２８は、格子状を有し、接地されている。したがって、導電性ブラックマトリックス１２８は、シールド電極として、ルーバ駆動電極１３６又は表示装置外部から液晶層１１１への電界を、シールドすることができる。

導電性ブラックマトリックス１２８のシールド効果が不要な構成においては、導電性ブラックマトリックス１２８は、接地電位と異なる電位が与えられてもよく、時間変化する電位が与えられてもよい。

ルーバ１３５を駆動する導電性ブラックマトリックス１２８は、液晶表示装置と異なるタイプの表示装置に適用することができる。導電性ブラックマトリックス１２８は、例えば、ＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）表示装置に適用することができる。

＜他の実施形態＞
以下において、ルーバ１３５を挟むように配置され、ルーバ１３５を駆動する電極と、制御部１５０と、の間の配線の例を説明する。図１１Ａは、図１Ｂ及び１Ｃを参照して説明した構成例における配線を模式的に示す。図１１Ｂ及び図１１Ｃは、それぞれ、図１１ＡにおけるＢＢ切断線及びＣＣ切断線における平面図である。

制御部１５０と表示パネルとを相互接続するＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ）３２１は、ＴＦＴ基板１０２上のＴＦＴ基板端子３１５に接続されている。ＴＦＴ基板端子３１５は、ＴＦＴ基板１０２のＣＦ基板１４１に対向する主面において、液晶層１１１を囲むシール１１８の外側に形成されている。

図１１Ａにおいて、導電性ペーストにより形成されている接続部３１３は、ＴＦＴ基板端子３１５と、ＣＦ基板１４１上の連続する面状のルーバ駆動電極１３６とを、相互接続している。ＴＦＴ基板端子３１５の一部とルーバ駆動電極１３６の一部が対向しており、それら対向部分が接続部３１３により相互接続されている。

導電性ペースにより形成されている接続部３１２は、ＴＦＴ基板端子３１５と、ＣＦ基板１４１上の接続用電極３０１とを相互接続している。接続用電極３０１は、ルーバ駆動電極１３６と同様に、ＣＦ基板１４１のＴＦＴ基板１０２に向く面に形成されている。接続用電極３０１は、島状の電極であって、ルーバ駆動電極１３６から離間している。図１１Ｂ、１１Ｃに示すように、ＣＦ基板１４１上の他の要素が切り欠かれたように形成された凹部内に、接続用電極３０１は形成されている。接続用電極３０１の一部とＴＦＴ基板端子３１５の一部とは、その対向部分が接続部３１２により相互接続されている。

導電性ペースにより形成されている接続部３１１は、接続用電極３０１とシールド電極１２６とを相互接続している。接続部３１１は、接続用電極３０１及びシールド電極１２６それぞれの、ＴＦＴ基板１０２に対向する面を相互接続している。接続部３１１は、図１１Ａに示すように、ＴＦＴ基板１０２に接触していてもよく、ＴＦＴ基板１０２から離間していてもよい。

ＣＦ基板１４１上の接続用電極３０１によって、ＣＦ基板１４１上で接続配線を形成することができる。ＴＦＴ基板１０２上には他の接続配線が一般に存在しているため、接続用電極３０１によって、ルーバ１３５を駆動するための配線を容易に形成することができる。なお、図１１Ａ、１１Ｂ、及び１１Ｃの配線構造は、図３又は５に示す、縦電界制御型液晶表示装置にも適用することができる。

図１２は、図７を参照して説明した構成例における配線を模式的に示す。導電性ブラックマトリックス１２８が、ルーバ素子１３３の一方の駆動電極として機能する。導電性ペーストにより形成されている接続部３１８は、ＴＦＴ基板端子３１５と、ＣＦ基板１４１上のルーバ駆動電極１３６とを、相互接続している。導電性ペーストにより形成されている接続部３１７は、ＴＦＴ基板端子３１５と、導電性ブラックマトリックス１２８とを、相互接続している。

ルーバ駆動電極１３６及び導電性ブラックマトリックス１２８それぞれの一部は、シール１１８の外側まで延びている。接続部３１７及び３１８は、シール１１８の外側において、それぞれ、ＴＦＴ基板端子３１５と、ルーバ駆動電極１３６及び導電性ブラックマトリックス１２８とを、相互接続している。なお、図１２を参照して説明した構成は、図１０を参照して説明した縦電界制御型液晶表示装置にも適用することができる。

図１１Ａ～１２を参照して説明した構成例により、シール１１８の外側において、ＴＦＴ基板１０２に接続されているＦＰＣ３２１と、ＣＦ基板１４１上のルーバ１３５の駆動電極とを、接続することができる。ＦＰＣ３２１を、ルーバ１３５の制御と液晶層１１１の制御の信号の伝送に共用することができ、部品数を低減し、さらに、製造を効率化することができる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明が上記の実施形態に限定されるものではない。当業者であれば、上記の実施形態の各要素を、本発明の範囲において容易に変更、追加、変換することが可能である。ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。

１００ 表示装置、１０１ 偏光板、１０２ ＴＦＴ基板、１０３ 液晶駆動電極、１０４ 対向電極、１０５ 配向膜、１０７ 画素電極、１１１ 液晶層、１１８ シール、１２１ 配向膜、１２２ オーバコート層、１２３ カラーフィルタ、１２４ ブラックマトリックス、１２５ 絶縁層、１２６ シールド電極、１２８ 導電性ブラックマトリックス、１２９ 平坦化層、１３１ 封止層、１３２ 透明樹脂層、１３３、１３４ ルーバ素子、１３５ ルーバ、１３６ ルーバ駆動電極、１３７ ルーバ溝、１３８ 分散媒、１３９ 電気泳動粒子、１４１ カラーフィルタ基板、１４２ 偏光板、１５０ 制御部、１５１ ＶＣＯＭ回路、３０１ 接続用電極、３１１、３１２、３１３、３１７、３１８ 接続部、３１５ 基板端子、５０１ 光線

Claims (6)

1. 複数の画素において画像を表示する表示装置であって、
   第１基板と、
   前記第１基板に対向する第２基板と、
   前記第１基板と前記第２基板との間の液晶層と、
   前記第１基板上に形成されており、液晶層に制御電界を与える、前記複数の画素それぞれの画素駆動電極と、
   前記第２基板上に形成されており、前記液晶層と接触する配向膜と、
   複数のルーバ素子と、
   前記第２基板の前記第１基板と対向する面上に形成されている複数のルーバ素子駆動電極と、
   前記複数のルーバ素子駆動電極と前記配向膜との間において、前記第２基板上に連続して形成されており、接地されたシールド電極と、
   前記複数のルーバ素子駆動電極の電位を制御する制御部と、
   を含み、
   前記複数のルーバ素子の各ルーバ素子は、
   前記第２基板上で延び、
   前記複数のルーバ素子駆動電極の各ルーバ素子駆動電極と前記シールド電極との間に挟まれ、
   前記各ルーバ素子駆動電極と前記シールド電極との間で印加された電圧に応じて光の透過量を変化させて、視野角を変化させ、
   樹脂層の溝に封入されている有色電気泳動粒子と液体とを含み、
   前記シールド電極は、前記複数の画素の領域を画定するブラックマトリックスに含まれ、
   前記シールド電極と前記樹脂層との間に形成されており、前記樹脂層の溝を封止する封止層をさらに含む、
   表示装置。
2. 請求項１に記載の表示装置であって、
   前記複数のルーバ素子駆動電極は、それぞれ、面状の一つの透明金属層の一部である、
   表示装置。
3. 請求項１に記載の表示装置であって、
   前記複数のルーバ素子は、
   第１方向に延び、前記第１方向に垂直な第２方向に配列されている複数の第１ルーバ素子部と、
   前記第２方向の延び、前記第１方向に配列された複数の第２ルーバ素子部と、
   を含み、
   前記複数の第１ルーバ素子部の各第１ルーバ素子は、前記複数の第２ルーバ素子部それぞれとの交差部において、前記複数の第２ルーバ素子部それぞれと連続している、
   表示装置。
4. 請求項１に記載の表示装置であって、
   前記制御部は、
   狭視野角モードにおいて、前記ルーバ素子駆動電極に、接地電位を与え、
   広視野角モードにおいて、前記ルーバ素子駆動電極に、前記接地電位と異なる第２の一定電位を与える、
   表示装置。
5. 請求項１に記載の表示装置であって、
   前記第１基板に形成され、前記複数の画素それぞれの画素駆動電極との間で前記液晶層に制御電界を与える前記複数の画素それぞれの対向電極をさらに含む、
   表示装置。
6. 請求項４に記載の表示装置であって、
   前記制御部は、前記広視野角モードにおいて、前記ルーバ素子駆動電極に対する前記シールド電極の極性が、前記有色電気泳動粒子の帯電と逆極性となるように、前記ルーバ素子駆動電極の電位を制御する、
   表示装置。

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