TWI398696B - 液晶顯示裝置及電子機器 - Google Patents

液晶顯示裝置及電子機器 Download PDF

Info

Publication number
TWI398696B
TWI398696B TW098107633A TW98107633A TWI398696B TW I398696 B TWI398696 B TW I398696B TW 098107633 A TW098107633 A TW 098107633A TW 98107633 A TW98107633 A TW 98107633A TW I398696 B TWI398696 B TW I398696B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
viewing angle
liquid crystal
angle control
substrate
pixel electrode
Prior art date
Application number
TW098107633A
Other languages
English (en)
Other versions
TW200951554A (en
Inventor
Joji Nishimura
Original Assignee
Japan Display West Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Japan Display West Inc filed Critical Japan Display West Inc
Publication of TW200951554A publication Critical patent/TW200951554A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI398696B publication Critical patent/TWI398696B/zh

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1343Electrodes
    • G02F1/134309Electrodes characterised by their geometrical arrangement
    • G02F1/134363Electrodes characterised by their geometrical arrangement for applying an electric field parallel to the substrate, i.e. in-plane switching [IPS]
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1343Electrodes
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/1323Arrangements for providing a switchable viewing angle
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1337Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1343Electrodes
    • G02F1/134309Electrodes characterised by their geometrical arrangement
    • G02F1/134345Subdivided pixels, e.g. for grey scale or redundancy
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1343Electrodes
    • G02F1/134309Electrodes characterised by their geometrical arrangement
    • G02F1/134372Electrodes characterised by their geometrical arrangement for fringe field switching [FFS] where the common electrode is not patterned

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Liquid Crystal Display Device Control (AREA)
  • Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)

Description

液晶顯示裝置及電子機器
本發明係有關液晶顯示裝置及電子機器。
從以往,液晶顯示裝置便具有視野角窄小的課題,因此廣視野角特性一直為人們所要求。以作為由多人觀看其顯示的電視與車用導航器、數位相機等用途者特為尤甚。另一方面,亦存在有使用者在獨自觀看顯示時不希望被他人窺視之需求,此時則反而要求窄小的視野角特性。例如以在公共場所使用的筆記型電腦與行動電話等為用途者即是如此。近年來,像是例如以筆記型電腦觀看電視節目、以行動電話打電玩等,即便是相同的機器亦期望依使用方式切換視野角的廣/窄之需求已提高了。
針對這樣的要求,下述之專利文獻1中提案有種方式法,係除了配置顯示用的液晶面板之外,還配置有視野角控制用的液晶面板,藉由控制施加至視野角控制用的液晶面板的電壓來控制視野角特性。此外,下述之專利文獻2與專利文獻3中提案有種方法,係除了設置顯示用的R(紅)、G(綠)、B(藍)的次像素(sub pixel)之外,還設置有視野角控制用的次像素,藉由控制施加至視野角控制次像素的電壓來控制視野角特性。
專利文獻1:日本特開平5-108023號公報
專利文獻2:日本特開2007-79525號公報
專利文獻1:日本特開2007-178737號公報
然而,在專利文獻1的方法中,由於多了視野角控制用面板,因此有模組的厚度大幅增加之問題。而在專利文獻2或專利文獻3的方法中,雖然並未因設置視野角控制用次像素而使厚度增加,但僅藉由視野角控制性能比通常的顯示用次像素差的視野角控制用次像素係無法完全抑制廣角的顯示。亦即,視野角控制用次像素係利用垂直於基板之方向的液晶分子的配向狀態的變化而在廣角方向使漏光發生,而使從斜方向觀看時的對比降低。然而,由於自視野角控制用次像素射出的光僅有少許且整體而言亮度均等,因此圖像的輪廓會照原本的形狀顯示,並無法獲得充分的視野角控制效果。
本發明乃鑒於上述情事而研創者,其目的在於提供薄型且具有高視野角控制效果的液晶顯示裝置及電子機器。
為了解決上述課題,本發明的液晶顯示裝置,其特徵為具備:相對向的第1基板及第2基板;液晶層,夾持於前述第1基板與第2基板之間;複數個顯示用像素電極,設置於前述第1基板的前述液晶層側;複數個視野角控制用像素電極,在前述第1基板的前述液晶層側與前述複數個顯示用像素電極鄰接而設置;視野角控制區域,藉由前述複數個視野角控制用像素電極,控制自前述第1基板的法線傾斜的方向的視野角;及驅動電路,將用以顯示複數個圖案於前述視野角控制區域的圖像信號供給至前述複數個視野角控制用像素電極。
具體而言,本發明的液晶顯示裝置,其特徵為具備:相對向的第1基板及第2基板;液晶層,夾持於前述第1基板與第2基板之間;第1偏光板,設置於前述第1基板的與前述液晶層為相反之側;第2偏光板,設置於前述第2基板的與前述液晶層為相反之側,且具有與前述第1偏光板的光軸正交的光軸;複數個顯示用像素電極,設置於前述第1基板的前述液晶層側;複數個視野角控制用像素電極,在前述第1基板的前述液晶層側與前述複數個顯示用像素電極鄰接而設置;視野角控制區域,藉由前述複數個視野角控制用像素電極,在含有前述第1基板的法線與前述第1偏光板的光軸之平面內之方向控制前述液晶層的配向狀態;及驅動電路,將用以顯示複數個圖案於前述視野角控制區域的圖像信號供給至前述複數個視野角控制用像素電極。
依據上述構成,由於在由顯示用像素電極所形成的廣角方向的圖像重疊由視野角控制區域所形成的具有複數個圖案之圖像,因此相較於習知以整面白的單一圖案來進行視野角控制的情形,能夠獲得較高的視野角控制效果。亦即,在專利文獻2或專利文獻3的方法中,由於從視野角控制用次像素射出的光整體而言亮度均等,因此雖然廣角方向的圖像的對比降低了,但圖像的輪廓本身仍維持著原本的形狀。因此,在顯示明亮的圖像時,會從視野角控制用次像素射出的光之中隱約顯示圖像的輪廓,並無法獲得充分的視野角控制效果。相對於此,在本發明的液晶顯示裝置中,由於係藉由光的光量(光度)或顏色相異的複數個圖案來進行視野角控制,因此,例如當為顯示不同光量的複數個亮暗圖案時,圖像的光度係依每一與各圖案重疊的區域而變化,尤其圖像的輪廓係在亮暗圖案的交界部極度地模糊化。此外,當為顯示分成不同顏色的圖案時,圖像的顏色係依每一與各圖案重疊的區域而變化,圖像的輪廓與顏色同樣會模糊化。因此,即使從視野角控制區域射出的光的光量較小,仍然能夠使廣角方向的圖像的辨視性大幅降低。
另外,當實際顯示圖案於視野角控制區域時,就驅動而言,液晶並非始終為導通(On),而是反覆地導通與關斷(Off),且藉由圖框(frame)頻率掃描,顯示圖像係依時間序列變化。因此,即使是顯示相同的圖案,以瞬間的觀點而言,圖像係不斷變化。因此,在本發明中,「圖案」係意指在1圖框期間顯示於視野角控制區域內的圖案,「於視野角控制區域內顯示複數個圖案」係意指在任意的1圖框期間顯示複數個圖案於視野角控制區域內。
此外,在本發明中,「偏光軸的光軸」係指偏光板的穿透軸或吸收軸(若採用反射型偏光板則為反射軸)。藉由在含有偏光板的穿透軸或吸收軸與基板的法線之平面內控制液晶分子的配向狀態,能夠在不使基板法線方向的顯示的對比降低的情形下使廣角方向的對比降低。
在本發明中,前述圖案的大小較理想為以肉眼能夠辨視的大小。依據上述構成,能夠將觀察者的注意力引導到前述圖案的顏色或形狀,因此能夠進一步使圖像的辨視性降低。在此,「以肉眼能夠辨視」係指觀察者在通常的使用態樣下直視畫面整體時能夠辨視的意思,其意義並不包括使用顯微鏡來放大觀察圖像顯示區域的一部分。就以肉眼能夠辨視的大小而言,估計為2mm左右。雖然亦會因人而異,但一般而言只要為2mm左右的大小,則以肉眼便能夠清楚辨視。圖案的大小若過大,則輪廓與顏色的模糊效果會變差,因此並不理想。因此,較理想為將圖案的最大尺寸限制在一定的大小(例如20mm以下),而在該範圍內顯示多數個圖案。
在本發明中,較佳為,具備:共用電極,配置為在前述第1基板的前述液晶層側隔著絕緣膜而與前述複數個顯示用像素電極及前述複數個視野角控制用像素電極相對向;第1配向膜,設置於前述第1基板的與前述液晶層接觸之面;及第2配向膜,設置於前述第2基板的與前述液晶層接觸之面;前述第1配向膜的配向方向與前述第2配向膜的配向方向係分別配置成為朝向與前述第1偏光板的光軸平行之方向;於前述視野角控制用像素電極與前述共用電極之中的配置在靠近前述液晶層之側的電極,係在與前述視野角控制用像素電極重疊之位置設置有朝著與前述第1偏光板的光軸正交的方向延伸的複數個第1帶狀電極;於前述顯示用像素電極與前述共用電極之中的配置在靠近前述液晶層之側的電極,係在與前述顯示用像素電極重疊之位置設置有朝著與前述第1偏光板的光軸交叉的方向延伸的複數個第2帶狀電極。
依據上述構成,藉由發生在視野角控制用像素電極與共用電極之間的電場,能夠使液晶分子的配向狀態在包含第1偏光板的光軸與基板法線之平面內變化。當液晶分子的配向狀態在該平面內變化時,雖然基板法線方向的圖像顯示不會發生變化,但會發生光自法線方向朝傾斜的方向洩漏(光的射出),使得自斜向觀看時的圖像的對比降低。當不進行視野角控制時,藉由發生在顯示用像素電極與共用電極之間的電場而在基板水平面內控制液晶分子的配向狀態,因此能夠進行視野角廣的圖像顯示。
在本發明中,較佳為,於前述複數個視野角控制用像素電極係含有第1視野角控制用像素電極與第2視野角控制用像素電極;設置於與前述第1視野角控制用像素電極重疊之位置的前述液晶層的電壓-穿透率特性與設置於與前述第2視野角控制用像素電極重疊之位置的前述液晶層的電壓-穿透率特性係相異。依據上述構成,能夠使用共用的驅動電壓而顯示光的光量相異的複數個圖案。此時,由於不需要依每一視野角控制用像素電極控制驅動電壓,因此能夠簡化驅動電路,且能夠減少從驅動電路連接往視野角控制區域的配線。
在此,「電壓-穿透率特性」係指供給至像素電極的驅動電壓與液晶層的穿透率之對應關係。就控制電壓-穿透率特性的方法而言,可使用以下方法。
就第1方法而言,可採用下述構成,亦即,在配置於與第1視野角控制用像素電極重疊之位置的第1帶狀電極與配置於與第2視野角控制用像素電極重疊之位置的第1帶狀電極,分別具有不同之第1帶狀電極的寬度L與第1帶狀電極間的開縫(slit)的寬度S之比L/S。由於電壓-穿透率特性係依比L/S而變化,因此藉由控制比L/S便能夠控制光的光量。
就第2方法而言,可採用下述構成,亦即,配置於與第1視野角控制用像素電極重疊之位置的前述絕緣膜的厚度與配置於與第2視野角控制用像素電極重疊之位置的前述絕緣膜的厚度係相異。由於電壓-穿透率特性係依前述絕緣膜的厚度而變化,因此藉由控制前述絕緣膜的厚度便能夠控制光的光量。
就第3方法而言,可採用下述構成,亦即,於第1基板與第2基板之間設置有液晶層厚調整層,該液晶層厚調整層係使設置於與第1視野角控制用像素電極重疊之位置的液晶層的層厚相異於設置於與第2視野角控制用像素電極重疊之位置的液晶層的層厚。由於電壓-穿透率特性係依液晶層的層厚而變化,因此藉由控制液晶層的層厚便能夠控制光的光量。在此,就液晶層厚調整層而言,可使用設置於濾色器(color filter)層的保護層(over-coating layer)。藉由調整保護層的有無或保護層的層厚,便能夠使設置於與第1視野角控制用像素電極重疊之位置的液晶層的層厚相異於設置於與第2視野角控制用像素電極重疊之位置的液晶層的層厚。
在本發明中,較佳為,於前述第1基板與第2基板之間具備有著色層,該著色層係設置於與前述視野角控制用像素電極重疊之位置。依據上述構成,能夠使用共用的驅動電壓而顯示光色相異的複數個圖案。圖案的顏色係能夠藉由所配置的著色層的顏色或著色層的有無來控制。此時,由於不需要依每一區域控制驅動電壓,因此能夠簡化驅動電路,且能夠減少從驅動電路連接往視野角控制區域的配線。
另外,可任意選擇著色層的顏色。例如,亦可將對應於顯示用像素電極而設置的著色層(例如,紅、綠、藍3原色的著色層)對應於視野角控制用像素電極而配置,亦可將對應於顯示用像素電極而設置的著色層以外的著色層(例如,黑色、祖母綠、橙色、黃色、金色等)對應於視野角控制用像素電極而配置。
在本發明中,較佳為,複數個前述視野角控制用像素電極係彼此連接,且對連接之前述複數個視野角控制用像素電極連接有1個用以切換電壓供給與不供給的電壓切換元件。依據上述構成,由於能夠以複數個視野角控制用像素電極將驅動電壓予以共用化,因此能夠簡化驅動電路,且能夠減少從驅動電路連接往視野角控制區域的配線。
在本發明中,較佳為,複數個前述視野角控制用像素電極係以一定的間隔排列在圖像顯示區域內。依據上述構成,能夠將視野角控制用像素電極均勻地配置在圖像顯示區域全體。因此,不會產生視野角控制功能會在特定區域降低之問題。在此,配置視野角控制用像素電極的間隔係可任意設定。例如,亦可將顯示用像素電極與視野角控制用像素電極朝著一方向交錯地排列,亦可將相鄰接的複數個顯示用像素電極與1個視野角控制用像素電極作為1個單位並將該單位以2維(矩陣(matrix)狀)的方式配置在圖像顯示區域內。當採用後者的配置方式時,較理想為依每3個顯示像素電極(亦即依每一像素)設置視野角控制用像素電極。藉此,能夠在圖像顯示區域全體獲得絕佳的視野角控制效果。
在本發明中,較佳為,顯示於前述視野角控制區域的圖像係為以一定的週期配置具有同一形狀的複數個前述圖案之圖像。依據上述構成,相較於以不規則的形狀及週期配置各圖案的情況,能夠更加吸引到觀察者的注意。因此,顯示用圖像的辨視性係進一步降低。
就週期性圖案而言,可使用西洋棋盤圖案或條(strip)狀圖案等。西洋棋盤圖案係指光的光量或顏色相異的複數個矩形狀圖案彼此交錯配置而成之圖像。條狀圖案係指光的光量或顏色相異的複數個線狀圖案朝著一方向交互配置而成之圖像。
當顯示西洋棋盤圖案時,前述矩形狀圖案的各邊的長度較理想為2mm至20mm。圖案的大小若過小則以肉眼無法辨視,而無法吸引到觀察者的注意。相反的,若過大,則輪廓與顏色的模糊效果會變差,因此並不理想。因此,較理想為將圖案的尺寸限制在一定的範圍內(例如,2mm以上20mm以下),而在該範圍內顯示多數個圖案。同樣地,當顯示條狀圖案時,前述線狀圖案的線寬較理想為2mm至20mm。
本發明的電子機器,其特徵為具備前述之本發明的液晶顯示裝置。依據上述構成,具有廣視角、窄視角切換效果高的液晶顯示部,從而能夠實現能夠適應各種使用環境或用途的電子機器。
[第1實施形態]
以下,參照圖式說明本發明第1實施形態的液晶顯示裝置。其中,在以下的說明中係使用XYZ正交座標系統來說明構件的配置。在本實施形態中,例如,以X軸方向為掃描線的延伸方向;以Y軸方向為資料線的延伸方向;以Z軸方向為觀察者觀察圖像顯示區域的觀察方向。在各圖式中,為了使各層或各構件表示為在圖式上能夠辨認之程度的大小,因此各層或各構件具有不同之縮尺。
本實施形態的液晶顯示裝置係採用藉由對液晶施加大致基板面方向的電場來控制配向而進行圖像顯示的方式之中被稱為FFS(Fringe Field Switching;邊緣電場切換)方式的液晶顯示裝置。此外,本實施形態的液晶顯示裝置係在基板上具備有濾色器層的彩色液晶顯示裝置,且係由輸出R(紅)、G(綠)、B(藍)各色光的3個顯示用次像素以及鄰接於顯示用次像素的1個視野角控制用次像素來構成1個像素。在以下的說明中,將成為圖像顯示的最小單位之區域稱為「次像素區域」,將複數個像素所形成的區域稱為「圖像顯示區域」。
第1圖係構成本實施形態的液晶顯示裝置100的形成為矩陣狀的複數個次像素的電路構成圖。在構成液晶顯示裝置100的圖像顯示區域的形成為矩陣狀的複數個次像素區域係形成有像素電極9及用以控制像素電極9的TFT 30。在像素電極9與共用電極19之間係介有液晶層50。共用電極19係與延伸自掃描線驅動電路102的共用線3b電性連接,構成為於複數個次像素被保持在共用之電位。延伸自資料線驅動電路101的資料線6a係與TFT 30的源極電性連接。資料線驅動電路101係透過資料線6a將圖像信號S1、S2、…、Sn供給至各次像素。前述圖像信號S1至Sn係可依序以線循序方式進行供給,亦可針對相鄰接的複數條資料線6a彼此間,依每一組進行供給。
於TFT 30的閘極係電性連接有延伸自掃描線驅動電路102的掃描線3a。從掃描線驅動電路102在預定時序(timing)以脈波(pulse)方式供給至掃描線3a的掃描信號G1、G2、…、Gm係依序以線循序方式施加至TFT 30的閘極。像素電極9係電性連接於TFT 30的汲極。開關元件TFT 30係藉由掃描信號G1、G2、…、Gm的輸入而僅在一定期間成為導通狀態,藉此,使供給自資料線6a的圖像信號S1、S2、…、Sn在預定時序寫入像素電極9。透過像素電極9而寫入液晶的預定位準的圖像信號S1、S2、…、Sn係在像素電極9與隔介液晶而相對向的共用電極19之間保持一定期間。
第2圖係構成液晶顯示裝置100的圖像顯示區域的任意1個像素PX的平面圖。在液晶顯示裝置100的圖像顯示區域係設置有朝向X軸方向延伸的複數條掃描線3a及朝向Y軸方向延伸的複數條資料線6a。由掃描線3a與資料線6a所包圍之俯視呈現矩形狀的區域係為次像素DR、DG、DB、DC,且由朝X軸方向排列的複數個的次像素DR、DG、DB、DC構成1個像素PX。
在各像素PX係設置有幫助圖像顯示的顯示用的次像素(顯示用次像素)DR、DG、DB以及用來防止來自廣角方向(自基板法線傾斜之方向)的窺視的視野角控制用的次像素(視野角控制用次像素)DC。3原色之中的1色的著色層(濾色器)係對應於1個顯示用次像素而配置,而以3個顯示用次像素DR、DG、DB來進行任意的彩色顯色。在本實施形態中,係設置配置有紅色著色層22R的紅色顯示用次像素DR、配置有綠色著色層22G的綠色顯示用次像素DG、配置有藍色著色層22B的藍色顯示用次像素DB,而視野角控制用次像素DC則未配置有著色層。
另外,著色層22R、22G、22B係分別形成為朝著Y軸方向延伸的條狀,以分別在其延伸方向橫跨複數個次像素的方式形成,並且在X軸方向呈週期性排列。
在顯示用次像素DR、DG、DB係形成有顯示用的像素電極(顯示用像素電極)9A,該顯示用像素電極9A係於其內側形成有複數條開縫(slit)Sc而成為俯視呈現大致梯子狀且於Y軸方向具有長邊。掃描線3a與資料線6a係以包圍顯示用像素電極9A的外周的方式配置。在掃描線3a與資料線6a的交叉部附近形成有開關元件TFT 30,TFT 30係與資料線6a及顯示用像素電極9A電性連接。此外,在與顯示用像素電極9A於俯視時大致重疊的位置,形成有大致矩形狀的共用電極19。
顯示用像素電極9A係由ITO(Indium Tin Oxide;氧化銦錫)等透明導電材料所構成的導電膜。顯示用像素電極9A的開縫Sc係沿著資料線6a的延伸方向等間隔地排列,在本實施形態中係於1個次像素的顯示用像素電極9A形成15條的開縫Sc。開縫Sc係朝著與掃描線3a及資料線6a雙方交叉的方向(圖中的斜方向)延伸而形成,各開縫Sc係形成為大致相同的寬度且以彼此平行的方式配置。並且,顯示用像素電極9A係具備:複數條(圖中為14條)帶狀電極(第2帶狀電極)9c,係藉由複數條開縫Sc而形成;及俯視呈現大致矩形框狀的框體部9a,係與該些帶狀電極9c的兩端部連接。由於開縫Sc具有一定的寬度且朝著Y軸方向等間隔地排列,因此帶狀電極9c亦具有一定的寬度且朝著Y軸方向等間隔地排列。
在視野角控制用次像素DC係形成有視野角控制用的像素電極(視野角控制用像素電極)9B,該視野角控制用像素電極9B係於其內側形成有複數條開縫Sc而成為俯視呈現大致梯子狀且於Y軸方向具有長邊。掃描線3a與資料線6a以包圍視野角控制用像素電極9B的外周的方式配置。在掃描線3a與資料線6a的交叉部附近形成有開關元件TFT30,TFT 30係與資料線6a及視野角控制用像素電極9B電性連接。此外,在與視野角控制用像素電極9B於俯視時大致重疊的位置,形成有大致矩形狀的共用電極19。
視野角控制用像素電極9B係由ITO等透明導電材料所構成的導電膜。視野角控制用像素電極9B的開縫Sc係沿著掃描線3a的延伸方向等間隔地排列,在本實施形態中係於1個次像素的視野角控制用像素電極9B形成4條的開縫Sc。開縫Sc係與資料線6a平行地延伸,各開縫Sc係形成為大致相同的寬度且以彼此平行的方式配置。並且,視野角控制用像素電極9B係具備:複數條(圖中為3條)帶狀電極(第1帶狀電極)9d,係藉由複數條開縫Sc而形成;及俯視呈現大致矩形框狀的框體部9b,係與該些帶狀電極9d的兩端部連接。由於開縫Sc具有一定的寬度且朝著X軸方向等間隔地排列,因此帶狀電極9d亦具有一定的寬度且朝著X軸方向等間隔地排列。
共用電極19係由ITO等透明導電材料所構成的俯視呈現矩形狀的導電膜。雖然省略了圖示,但共用電極19係與共用線一體形成,該共用線則是與掃描線3a平行地延伸,因此共用電極19係與共用線電性連接。另外,亦可使用各別的導電膜來形成共用線與共用電極19再將兩者予以電性連接。共用電極19與像素電極9之間係產生與帶狀電極9c、9d的延伸方向垂直之方向的橫向電場,液晶分子50a的配向狀態係藉由該橫向電場而變化。
TFT 30係具備:島狀非晶矽膜所構成的半導體層35,係局部性地形成於掃描線3a上;源極電極31,係自資料線6a分歧且延伸至半導體層35上;及矩形狀的汲極電極32,係自半導體層35上延伸至像素電極9的形成區域。掃描線3a係在與半導體層35相對向的位置作為TFT 30的閘極電極而發揮功能。汲極電極32與像素電極9係透過形成在汲極電極32與像素電極9兩者的平面重疊位置之像素接觸孔(contact hole)45而電性連接。另外,在各次像素區域中,像素電極9與共用電極19的俯視時重疊之區域係作為該次像素區域的電容而發揮功能。因此,不需另外設置蓄積電容,能夠獲得高開口率。
第3圖係液晶顯示裝置100的1個像素的剖面圖。第3圖(a)係顯示用次像素DR的剖面圖(沿第2圖的A-A’線之剖面圖),第3圖(b)係視野角控制用次像素DC的剖面圖(沿第2圖的B-B’線之剖面圖)。其中,第3圖(a)雖然只有顯示紅色顯示用次像素DR的剖面圖,但除了著色層的顏色不同外,綠色顯示用次像素DG及藍色顯示用次像素DB的剖面圖亦相同。
液晶顯示裝置100係具備:TFT陣列基板10;對向基板20,與TFT陣列基板10相對向配置;液晶層50,夾持於TFT陣列基板10與對向基板20之間;第1偏光板14,設置於TFT陣列基板10的外面側(與液晶層50為相反之側);第2偏光板24,設置於對向基板20的外面側;及照明裝置90,設置於第1偏光板14的外面側。並且,構成為藉由具備有導光板91與反射板92的照明裝置90而從第1偏光板14的外面側照射照明光。
TFT陣列基板10係以玻璃或石英、塑膠等透光性的基板主體10A作為基體,在基板主體10A的內面側(液晶層50側)形成有掃描線3a,且以覆蓋掃描線3a的方式形成有由氧化矽等透明絕緣膜所構成的閘極絕緣膜11。
在閘極絕緣膜11上形成有非晶矽半導體層35,且以一部分位在半導體層35上的方式設置源極電極6b、汲極電極32。半導體層35係隔著閘極絕緣膜11與掃描線3a相對向,在該對向區域,掃描線3a係構成為TFT 30的閘極電極。
以覆蓋半導體層35、源極電極6b、及汲極電極32的方式形成有由氧化矽等所構成的第1層間絕緣膜12。在第1層間絕緣膜12上形成由ITO等透明導電材料所構成的整面平面狀的共用電極19。以覆蓋共用電極19的方式形成有由氧化矽等所構成的第2層間絕緣膜13,在第2層間絕緣膜13上以圖案化方式(patterning)形成由ITO等透明導電材料所構成的像素電極9(顯示用像素電極9A、視野角控制用像素電極9B)。
形成有貫通第1層間絕緣膜12及第2層間13而到達汲極電極32的像素接觸孔45。並且,像素電極9的一部分係埋設在像素接觸孔45內,俾使像素電極9與汲極電極32電性連接。於共用電極19係對應於像素接觸孔45的形成區域而亦設置有開口部,使共用電極19與像素電極9不會接觸。在覆蓋共用電極19的第2層間絕緣膜13上的區域形成有由聚醯亞胺等所構成的配向膜18。
對向基板20係以玻璃或石英、塑膠等透光性的基板主體20A作為基體,在基板主體20A的內面側(液晶層50側)層疊有濾色器層22與由聚醯亞胺等所構成的配向膜28。關於濾色器層22,係以對應於各個顯示用次像素的方式配置有互不同顏色的著色層。第3圖(a)係紅色顯示用次像素DR的剖面圖,因此,配置有紅色的著色層22R作為濾色器層22。在第3圖(b)的視野角控制用次像素DC則未配著色層。因此其液晶層50的厚度係比配置有著色層的顯示用次像素還大。
第4圖係構成液晶顯示裝置100的光學元件等的光學軸的配置關係的說明圖。偏光板14的穿透軸155係與Y軸平行。偏光板24的穿透軸153係與X軸平行。配向膜18、28係朝著俯視時相同方向進行摩擦(rubbing)處理(配向處理),該方向係摩擦方向151。摩擦方向(配向方向)151係與X軸平行。視野角控制用像素電極9B的帶狀電極9d的延伸方向係與Y平行。因此,發生在視野角控制用像素電極9B與共用電極19之間的橫向電場的方向157係與X軸平行。顯示用像素電極9A的帶狀電極9c的延伸方向係形成為相對於X軸逆時針旋轉10°至30°左右的角度之方向。因此,發生在顯示用像素電極9A與共用電極19之間的橫向電場的方向158係形成為相對於Y軸逆時針旋轉10°至30°左右的角度之方向。另外,偏光板24的穿透軸153與偏光板14的穿透軸155只要為相對於摩擦方向呈平行或正交之方向即可,亦可為從第4圖所示的角度旋轉90°之構成。亦即,若將偏光板的穿透軸或吸收軸定義為「光軸」,偏光板24的光軸與偏光板14的光軸只要為相對於摩擦方向呈平行或正交之方向即可。
在上述構成的液晶顯示裝置100中,透過TFT 30將圖像信號(電壓)供給至像素電極9,藉此,在像素電極9與共用電極19之間使產生基板面方向的電場,藉由該電場驅動液晶。並且,依每一次像素區域使穿透率變更而進行顯示。亦即,在不施加電壓於像素電極9的狀態,構成液晶層50的液晶分子係朝著與摩擦方向平行的方向(與X軸平行的方向)水平配向。而當透過像素電極9及共用電極19使相對於構成像素電極9的帶狀電極9c、9d的延伸方向正交之方向的電場產生在液晶層50時,液晶分子會沿著該方向配向。
照射自照明裝置90的光係藉由穿透偏光板14而轉換為沿著偏光板14的穿透軸之直線偏光,並入射至液晶層50。並且,若液晶層50係關斷狀態(非選擇狀態),則入射至液晶層50的直線偏光係以與入射時相同的偏光狀態從液晶層50射出。該直線偏光係被具有與直線偏光正交的穿透軸之偏光板24吸收,因此次像素區域成為暗顯示。另一方面,當液晶層50為導通狀態(選擇狀態),則入射至液晶層50的直線偏光因為液晶層50而被賦予預定的相位差(1/2波長),轉換為從入射時的偏光方向旋轉90°的直線偏光而從液晶層50射出。由於該直線偏光係與偏光板24的穿透軸平行,因此會穿透偏光板24,作為顯示光來被辨視,因此次像素區域成為亮顯示。如上述,係提供一種使用正常顯黑模式(normally black mode)的液晶顯示裝置。
在此,如第4圖所示,夾持液晶層50而相對向的配向膜18、28係朝著俯視時相同方向進行摩擦處理。因此,在不施加電壓於像素電極9的狀態,液晶層50的液晶分子係成為在基板10、20之間沿著摩擦方向151水平地配向之狀態。當對上述狀態的液晶層50,使形成在顯示用像素電極9A與共用電極19之間的電場作用時,液晶分子50a會沿著第2圖所示的帶狀電極9c的線寬方向配向。在顯示用次像素DR、DG、DB係利用根據此種液晶分子50a的配向狀態的差異之雙折射性來進行亮暗顯示。
另一方面,在視野角控制用次像素DC,由於電場的主方向157與摩擦方向151一致,因此即便使形成在視野角控制用像素電極9B與共用電極19之間的電場作用,在基板面內(XY平面內)的配向狀態之變化仍舊不會發生。但如第5圖所示,上述電場E係具有相對於基板面斜方向的電場成分,因此,使得在含有平行於摩擦方向的軸(X軸)與基板法線(Z軸)之平面內(XZ平面內)的配向狀態產生變化。此種配向狀態之變化雖不影響基板法線方向的圖像顯示,但是有助於朝著斜方向射出的光的雙折射率變化,因此會影響從斜方向觀看時的圖像的對比(辨視性)。在視野角控制用次像素DC係利用根據此種液晶分子50a的配向狀態的差異之雙折射性來控制在廣角方向的圖像的辨視性。
然而,由於作用於視野角控制用次像素DC的電場係相對於基板面近乎平行的電場,因此成為配向控制性能比顯示用次像素小者。因此,僅藉由視野角控制用次像素DC係無法完全地抑制廣角方向的顯示。因此,在實施形態中係使在視野角控制用次像素DC射出的光的光量依圖像表示區域內的每一位置而不同,使穿透液晶層50的光的光量(亮度)不同的複數個圖案顯示在圖像顯示區域內(更正確地說,係在配置成矩陣狀的複數個視野角控制用次像素DC(視野角控制用像素電極9B)所構成的視野角控制區域內)。以下,說明控制視野角控制用次像素DC的光量之方法的具體例。
[1]控制驅動電壓的大小之方法
藉由控制供給至視野角控制用次像素DC的驅動電壓的大小,即能夠在圖像顯示區域內形成亮度各異的複數個圖案(亮暗圖案)。驅動電壓的供給/不供給之切換係能夠以複數個視野角控制用次像素作為1個單位並依每一該單位來進行。在本實施形態的液晶顯示裝置100中,由於係在每一個視野角控制用次像素DC設置有TFT 30,因此驅動電壓的大小或驅動電壓的供給/不供給之切換係能夠依每一視野角控制用次像素DC來進行控制。
[2]控制液晶層的層厚之方法
液晶層的電壓-穿透率特性係依液晶層的層厚而變化。因此,藉由依每一視野角控制用次像素DC來控制液晶層的層厚,即能夠在圖像顯示區域內形成亮暗圖案。此時,即便不使驅動電壓依每一視野角控制用次像素DC不同,仍能夠形成亮暗圖案。因此,能夠使各視野角控制用次像素DC的驅動電壓共用化,而能夠簡化驅動電路,進而能夠減少從驅動電路連接往圖像顯示區域的配線。
液晶層的層厚係能夠依設置在TFT陣列基板10或對向基板20的液晶層厚調整用的層(液晶層厚調整層)來進行控制。就液晶層厚調整層而言,能夠利用形成於濾色器層22的保護層。通常於濾色器層22係設置有覆蓋著色層22R、22G、22B的表面的保護層。雖然在第3圖中省略了圖示,但藉由依每一視野角控制用次像素DC控制該保護層的層厚,便能夠依每一視野角控制用次像素DC控制液晶層50的層厚。
保護層的層厚係能夠利用蝕刻處理來控制。當以感光性材料來形成保護層時,亦能夠藉由控制照射至感光性材料的曝光量來控制保護層的層厚。例如,當使用穿透率局部相異的曝光遮罩(mask)(階調遮罩)來進行曝光處理時,能夠利用1次的曝光處理形成具備層厚大的厚膜部及層厚小的薄膜部之保護層。
[3]控制視野角控制用像素電極與共用電極之間的絕緣膜的厚度之方法
液晶層的電壓-穿透率特性係依配置在視野角控制用像素電極9B與共用電極19之間的第2層間絕緣膜13的厚度而變化。因此,藉由依每一視野角控制用次像素DC控制第2層間絕緣膜13的膜厚,便能夠在圖像顯示區域內形成亮暗圖案。此時,即便不使驅動電壓依每一視野角控制用次像素DC不同,仍能夠形成亮暗圖案。因此,能夠使各視野角控制用次像素DC的驅動電壓共用化,而能夠簡化驅動電路,進而能夠減少從驅動電路連接往圖像顯示區域的配線。
[4]使帶狀電極的比L/S依每一區域不同之方法
液晶層的電壓-穿透率特性係依帶狀電極9d的寬度L與帶狀電極9d間的開縫Sc的寬度S之比L/S而變化。藉由依每一視野角控制用次像素DC控制比L/S,便能夠在圖像顯示區域內形成亮暗圖案。此時,即便不使驅動電壓依每一視野角控制用次像素DC不同,仍能夠形成亮暗圖案。因此,能夠使各視野角控制用次像素DC的驅動電壓共用化,而能夠簡化驅動電路,進而能夠減少從驅動電路連接往圖像顯示區域的配線。
第6圖係具備有不同之比L/S的複數個帶狀電極9d的液晶顯示裝置的平面圖。在第6圖中,符號9B1係代表具有較小之比L/S的帶狀電極9d的視野角控制用像素電極,符號9B2係代表具有較大之比L/S的帶狀電極9d的視野角控制用像素電極。於圖右上的2個像素與圖左下的1個像素(以下,將該些像素所構成的區域稱為區域BA1)係在視野角控制用次像素DC配置有較小之比L/S的帶狀電極9d。另一方面,於圖左上的2個像素與圖右下的1個像素(以下,將該些像素所構成的區域稱為區域BA2)係在視野角控制用次像素DC配置有較大之比L/S的帶狀電極9d。因此,在區域BA1與區域BA2以斜方向射出的光的光量會不同,而形成亮度不同的圖案。
第7圖係使用第6圖的視野角控制用次像素進行視野角控制的情形的說明圖。第7圖(a)係從正面方向(與基板法線大致平行之方向)觀看時的圖像Pv的說明圖,第7圖(b)係從廣角方向(相對於基板法線傾斜之方向)觀看時的圖像Po的說明圖,第7圖(c)係從廣角方向觀看習知液晶顯示裝置時的圖像Po的說明圖。其中,符號100A係代表液晶顯示裝置的圖像顯示區域。
在第7圖(c)所示的習知液晶顯示裝置中,係從所有的視野角控制用次像素以均等的光量將光射出,使圖像Pv的對比降低。該方法係以視野角控制用次像素產生整面白的圖像,將該圖像重疊在顯示用次像素所製作成的圖像Pv之上,藉此而使圖像Pv的辨視性降低。然而,由於來自視野角控制用次像素的光的射出量僅有少許,因此當朝廣角射出的顯示光的強度較強時,顯示用次像素所顯示的圖像會隱約地浮現在視野角控制用次像素所進行的白顯示之中,而無法獲得充分的視野角控制效果。
另一方面,本實施形態的液晶顯示裝置係如第7圖(b)所示,在圖像Pv之上重疊具有不同亮度的複數個圖案Pat1、Pat2之圖像(視野角控制用圖像)。本方法係藉由所重疊的圖案Pat1、Pat2使圖像Pv的輪廓模糊化,圖像Pv的辨視性係比重疊整面白的圖像之情況降低。亦即,在習知的方法中,由於從視野角控制用次像素射出的光皆具有均等的亮度,因此僅是提高整體的圖像的亮度,雖然圖像Pv的對比降低,但廣角方向的圖像的輪廓本身仍維持著原本的形狀。相對於此,在本實施形態的液晶顯示裝置中,藉由所重疊的亮暗圖案Pat1、Pat2,使圖像Pv的光度依與各圖案Pat1、Pat2重疊的區域而區域性地變化,尤其圖像Pv的輪廓係在圖案Pat1、Pat2的交界部極度地模糊化。
在第7圖(b)中,1個圖案Pat1、Pat2的大小較理想為以肉眼能夠辨視的大小。「以肉眼能夠辨視」係指觀察者在通常的使用態樣下直視畫面整體時能夠辨視的意思,其意義並不包括使用顯微鏡來放大觀察圖像顯示區域的一部分。藉由設計成以肉眼能夠辨視的大小,能夠將觀察者的注意力引導到圖案Pat1、Pat2的形狀,藉此能夠進一步使圖像Pv的辨視性降低。
就以肉眼能夠辨視的大小而言,估計為2mm左右。雖然亦會因人而異,但一般而言只要為2mm左右的大小,則以肉眼便能夠清楚辨視。圖案Pat1、Pat2的大小若過大,則輪廓與顏色的模糊效果會變差,因此並不理想。因此,較理想為將圖案的最大尺寸限制在一定的大小(例如20mm以下),而在該範圍內顯示多數個圖案。在第7圖(b)中係將圖案Pat1與圖案Pat2設計成相同形狀的圖案,並藉由將其些予以相交錯配置而顯示西洋棋盤圖案(交錯方格紋)。圖案Pat1、Pat2的各邊的長度W1、W2係皆為2mm至20mm。在1個圖案Pat1、Pat2之中係配置有複數個像素,從視野角控制用次像素射出的光的光量(亮度)係依每一該些複數個像素所構成的區域而不同。
另外,就視野角控制用圖像而言,雖然在第7圖(b)中係顯示西洋棋盤圖案,但視野角控制用圖像並不限定於此。例如,亦可使用將亮暗程度不同的複數個線狀圖案朝著一方向交互配置而成的條狀圖案(條紋花樣)。此時亦是,線狀圖案的線寬較理想為2mm至20mm。此外,亦可使用以一定的週期配置圓形或三角形等矩形以外的圖案而成的圖像來作為視野角控制用圖像。並且,亦可使用照片等不含有週期性圖案的圖像來作為視野角控制用圖像。
此外,雖然在本實施形態中係說明FFS方式的液晶顯示裝置,但亦可將上述構成應用在IPS(In-Plane Switching;平面電場切換)方式等其他的橫向電場方式。即使是在採用FFS方式的液晶顯示裝置的情形中,雖然在本實施形態中是從基板主體10A側依序層疊共用電極19、層間絕緣膜13、像素電極9,但亦可將像素電極9與共用電極19交換而從基板主體10A側依序層疊像素電極9、層間絕緣膜13、共用電極19。此時,將帶狀電極形成在屬於靠近液晶層50側的電極之共用電極19。
此外,雖然在本實施形態中係在每一個像素PX設置視野角控制用次像素DC,但亦可將複數個像素或複數個次像素作為1個單位而依每一該單位設置一個視野角控制用次像素DC。此時,視野角控制用次像素DC(視野角控制用像素電極9B)係較理想為以一定的間隔配置在圖像顯示區域內。依據上述構成,能夠將視野角控制用次像素DC均勻地配置在圖像顯示區域全體。因此,不會產生視野角控制功能在特定區域降低之問題。
[第2實施形態]
第8圖係本發明第2實施形態的液晶顯示裝置的平面圖。在本實施形態中,與第1實施形態共用的構成要素係標註相同的符號並省略詳細說明。
在第1實施形態的液晶顯示裝置中係藉由就每一視野角控制用次像素DC控制自視野角控制用次像素DC射出的光的光量,而在圖像顯示區域內顯示不同亮度的複數個圖案。在本實施形態中,則不改變亮度而顯示不同光色的複數個圖案。具體而言,在每一視野角控制用次像素DC,選擇紅色著色層22R、綠色著色層22G及藍色著色層22B之中任一著色層而加以配置。
在第8圖的例中,於圖右上的2個像素與圖左下的1個像素(以下,將該些像素所構成的區域稱為區域BA1)係在視野角控制用次像素DC配置有藍色著色層22B。另一方面,於圖左上的2個像素與圖右下的1個像素(以下,將該些像素所構成的區域稱為區域BA2)係在視野角控制用次像素DC配置有紅色著色層22R。區域BA1的視野角控制用次像素DC與BA2的視野角控制用次像素DC之電壓-穿透率特性係相同。亦即,係使上述的[1]驅動電壓的大小、[2]液晶層的層厚、[3]配置在視野角控制用像素電極與共用電極之間的第2層間絕緣膜的厚度、[4]帶狀電極的比L/S等條件在區域BA1的視野角控制用次像素DC與BA2的視野角控制用次像素DC一致。此時,即便不使驅動電壓依視野角控制用次像素DC不同,仍可形成紅色與藍色的著色圖案。因此,能夠使各視野角控制用次像素DC的驅動電壓共用化,而能夠簡化驅動電路,且能夠減少從驅動電路連接往圖像顯示區域的配線。
另外,雖然在第8圖中係在區域BA1與區域BA2兩者配置著色層,但著色層只要配置在區域BA1與BA2之中任一區域(亦即,設置在圖像顯示區域內的複數個視野角控制用次像素之中的至少一部分的視野角控制用次像素)即可,並非一定要在區域BA1與區域BA2兩者皆配置著色層。在未配置有著色層的視野角控制用次像素係顯示與照明光相同的白色光。
第9圖係使用第8圖的視野角控制用次像素進行視野角控制的情形的說明圖。第9圖(a)係從正面方向觀看時的圖像Pv的說明圖,第9圖(b)係從廣角方向觀看時的圖像Po的說明圖。其中,符號100A係代表液晶顯示裝置的圖像顯示區域。
在本實施形態的液晶顯示裝置中係在圖像Pv之上重疊具有不同顏色的複數個圖案Pat1、Pat2之圖像(視野角控制用圖像)。藉此將圖像Pv的輪廓模糊化,使圖像Pv的辨視性降低。這是藉由所重疊的圖案Pat1、Pat2,使圖像Pv的顏色依每一與圖案Pat1、Pat2重疊的區域而變化之故。
在第9圖(b)中,1個圖案Pat1、Pat2的大小較理想為以肉眼能夠辨視的大小(例如2mm左右的大小)。在第9圖(b)中係將圖案Pat1與圖案Pat2設計成相同形狀的矩形狀的圖案,並藉由將其些予以相交錯配置而顯示西洋棋盤圖案(交錯方格紋)。圖案Pat1、Pat2的各邊的長度W1、W2係皆為2mm至20mm。在1個圖案Pat1、Pat2之中係配置有複數個像素,從視野角控制用次像素射出的光的顏色(配置於視野角控制用次像素的著色層的顏色)係依每一該些複數個像素所構成的區域而不同。
另外,就視野角控制用圖像而言,雖然在第9圖(b)中係顯示西洋棋盤圖案,但視野角控制用圖像並不限定於此。例如,亦可使用將不同顏色的複數個線狀圖案朝著一方向交互配置而成的條狀圖案(條紋花樣)。此時亦是,線狀圖案的線寬較理想為2mm至20mm。此外,亦可使用以一定的週期配置圓形或三角形等矩形以外的圖案而成的圖像來作為視野角控制用圖像。並且,亦可使用照片等不含有週期性圖案的圖像來作為視野角控制用圖像。
[第3實施形態]
第10圖係本發明第3實施形態的液晶顯示裝置的平面圖。在本實施形態中,與第1實施形態共用的構成要素係標註相同的符號並省略詳細說明。
本實施形態與第1實施形態的不同點在於視野角控制用圖像的形狀。在本實施形態中係使用含有條狀的圖案之圖像作為視野角控制用圖像。在第10圖的例中,於圖右側的3個像素(以下,將該些像素所構成的區域稱為區域BA1)係在視野角控制用次像素DC配置有較小之比L/S的帶狀電極9d。另一方面,於圖左側的3個像素(以下,將該些像素所構成的區域稱為區域BA2)係在視野角控制用次像素DC配置有較大之比L/S的帶狀電極9d。因此,在區域BA1與區域BA2以斜方向射出的光的光量會不同,而形成亮度不同的圖案。
另外,雖然在本實施形態中係使區域BA1與區域BA2的帶狀電極的比L/S不同,但在區域BA1的視野角控制用像素電極9B1與區域BA2的視野角控制用像素電極9B2中係只要上述[1]驅動電壓的大小、[2]液晶層的層厚、[3]配置在視野角控制用像素電極與共用電極之間的第2層間絕緣膜的厚度、[4]帶狀電極的比L/S之條件之中的至少1個條件相異即可。藉此便可在圖像顯示區域內形成不同亮度的複數個圖案。
[第4實施形態]
第11圖係本發明第4實施形態的液晶顯示裝置的平面圖。在本實施形態中,與第3實施形態共用的構成要素係標註相同的符號並省略詳細說明。
在第3實施形態的液晶顯示裝置中係在每一視野角控制用像素電極連接TFT而依每一視野角控制用次像素DC進行驅動。在本實施形態則是將圖像顯示區域內的所有視野角控制用像素電極加以連接,利用1個電壓切換元件來驅動所有視野角控制用次像素。具體而言,將配置在與配置在1像素內的複數個次像素DR、DG、DB、DC的排列軸(X軸)正交之方向(Y軸方向)的複數個視野角控制用像素電極彼此連接,而形成朝著Y軸方向延伸的1行分的條狀視野角控制用像素電極61。並且,沿著前述排列軸形成複數條此種條狀視野角控制用像素電極61,並且藉由設置在圖像顯示區域外周部的連接電極60將該些複數條條狀視野角控制用像素電極61彼此予以連接。連接電極60係只要至少設置在矩形狀的圖像顯示區域的1邊即可,亦可設置在4邊之全部而形成框狀。於連接電極60係連接有各視野角控制用像素電極61共用的電壓切換元件(未圖示)。並且,藉由電壓切換元件而統一對所有的視野角控制用次像素DC控制驅動電壓的供給/不供給之切換(亦即,視野角的廣/窄之切換)。
在第11圖中,為了顯示條狀圖案,在區域BA1的視野角控制用次像素DC與區域BA2的視野角控制用次像素DC中,上述的[1]驅動電壓的大小、[2]液晶層的層厚、[3]配置在視野角控制用像素電極與共用電極之間的第2層間絕緣膜的厚度、[4]帶狀電極的比L/S之條件之中至少1個條件係不同。
另外,亮暗圖案並非限定為條狀圖案。亦可如第1實施形態顯示西洋棋盤圖案。當為顯示西洋棋盤圖案的情形時,依每一含有複數個像素的矩形狀的區域,使上述視野角控制用次像素DC的[1]驅動電壓的大小、[2]液晶層的層厚、[3]配置在視野角控制用像素電極與共用電極之間的第2層間絕緣膜的厚度、[4]帶狀電極的比L/S之條件之中的至少1個條件不同。當為顯示西洋棋盤圖案的情形時,亦將朝著Y軸方向排列的複數個視野角控制用像素電極彼此連接而形成朝著Y軸方向延伸的條狀視野角控制用像素電極。並且,利用連接電極將朝著X軸方向排列的複數個條狀的視野角控制用像素電極彼此予以連接,藉此而能夠統一控制所有的視野角控制用像素電極。
此外,雖然在本實施形態中係藉由1個電壓切換元件62統一驅動所有的視野角控制用次像素,但視野角控制用次像素的驅動方法並非限定於此。例如,亦可不利用連接電極60將視野角控制用像素電極61彼此予以連接而依每一視野角控制用像素電極61設置電壓切換元件62。並且,亦可不以朝著Y軸方向呈1維排列的複數個視野角控制用次像素作為1個單位來進行驅動而以朝著X軸方向及Y軸方向呈2維排列的複數個視野角控制用次像素作為1個單位來進行驅動,而依每一該單位連接一個電壓切換元件。
[第5實施形態]
第12圖係構成本發明第5實施形態的液晶顯示裝置的圖像顯示區域的任意1像素PX的平面圖。在本實施形態中,與第1實施形態共用的構成要素係標註相同的符號並省略詳細說明。
本實施形態的液晶顯示裝置係採用藉由對液晶施加垂直於大致基板面之方向的電場來控制配向而進行圖像顯示的VA(Vertical Alignment;垂直配向)方式的穿透型液晶顯示裝置。此外,本實施形態的液晶顯示裝置係在基板上具備有濾色器的彩色液晶顯示裝置,且係由輸出R(紅)、G(綠)、B(藍)各色光的3個顯示用次像素以及鄰接於顯示用次像素的1個視野角控制用次像素來構成1個像素。
第12圖係構成液晶顯示裝置的圖像顯示區域的任意1像素PX的平面圖。在液晶顯示裝置100的圖像顯示區域係設置有朝著X軸方向延伸的複數條掃描線3a與朝著Y軸方向延伸的複數條資料線6a。由掃描線3a與資料線6a所包圍之俯視呈現矩形狀的區域係為次像素DR、DG、DB、DC,且由朝X軸方向排列的複數個的次像素DR、DG、DB、DC構成1個像素PX。
在各像素PX係設置有幫助圖像顯示的顯示用的次像素(顯示用次像素)DR、DG、DB以及用來防止來自廣角方向(自基板法線傾斜之方向)的窺視的視野角控制用的次像素(視野角控制用次像素)DC。3原色之中的1色的著色層(濾色器)係對應於1個顯示用次像素而配置,並依3個顯示用次像素DR、DG、DB來進行任意的彩色顯色。在本實施形態中,係設置配置有紅色著色層的紅色顯示用次像素DR、配置有綠色著色層的綠色顯示用次像素DG、配置有藍色著色層的藍色顯示用次像素DB,而視野角控制用次像素DC則未配置有著色層。
另外,著色層係分別形成為朝著Y軸方向延伸的條狀,以分別在其延伸方向橫跨複數個次像素的方式形成,並且在X軸方向呈週期性排列。
在顯示用次像素DR、DG、DB係形成有俯視呈現大致矩形狀且於Y軸方向具有長邊之顯示用的像素電極(顯示用像素電極)9A、及以與顯示用像素電極9A平面性重疊的方式配置的大致整面平面狀的共用電極29。此外,在顯示用次像素DR、DG、DB係設置有屬於液晶分子的配向控制手段(第1配向控制構造物)之介電體突起61與開縫62。
開縫62係為形成在顯示用像素電極9A的一部分之俯視呈現大致帶狀的電極開口部。在與顯示用像素電極9A的上半部分重疊之位置係設置有朝著相對於X軸方向順時針旋轉45°的角度而成之方向延伸的俯視呈現大致帶狀的複數條(圖示中為2條)第1開縫(第1帶狀部)62a。此外,在與顯示用像素電極9A的下半部分重疊之位置係設置有朝著相對於X軸方向逆時針旋轉45°的角度而成之方向延伸的俯視呈現大致帶狀的複數條(圖示中為2條)第2開縫(第2帶狀部)62b。第1開縫62a與第2開縫62b各自的延伸方向係規定為使兩者的間隔從X軸的正方向至負方向擴大。
在與顯示用像素電極9A相對向的共用電極29的表面係設置有從共用電極29側往液晶層側突出的俯視呈現大致帶狀的複數個介電體突起61。在與顯示用像素電極9A的上半部分重疊之位置係設置有朝著相對於X軸方向順時針旋轉45°的角度而成之方向延伸的俯視呈現大致帶狀的複數條(圖示中為2條)第1介電體突起(第1帶狀部)61a。此外,在與顯示用像素電極9A的下半部分重疊之位置係設置有朝著相對於X軸方向逆時針旋轉45°的角度而成之方向延伸的俯視呈現大致帶狀的複數條(圖示中為2條)第2介電體突起(第2帶狀部)61b。第1介電體突起61a與第2介電體突起61b各自的延伸方向係規定為使兩者的間隔從X軸的正方向至負方向擴大。
第1開縫62a與第1介電體突起61a係在與各自的延伸方向(相對於X軸順時針旋轉45°而成之方向)正交之方向,以彼此均等的間隔交替地配置。此外,第2開縫62b與第2介電體突起61b係在各自的延伸方向(相對於X軸逆時針旋轉45°而成之方向)正交之方向,以彼此均等的間隔交替地配置。
在視野角控制用次像素DC係設置有俯視呈現大致矩形狀且於Y軸方向具有長邊的視野角控制用的像素電極(視野角控制用像素電極)9B、及以與視野角控制用像素電極9B平面性重疊的方式配置的大致整面平面狀的共用電極29。此外,在視野角控制用次像素DC係設置有屬於液晶分子的配向控制手段(第2配向控制構造物)之介電體突起63與開縫64。
開縫64係為形成在視野角控制用像素電極9B的一部分之俯視呈現大致帶狀的電極開口部。開縫64係延著資料線6a的延伸方向等間隔地排列,在本實施形態中係在1個視野角控制用像素電極9B形成3條開縫64。開縫64係與掃描線3a平行地延伸而形成,各開縫64的寬度係形成為大致相同,並配置為互相平行。
在與視野角控制用像素電極9B相對向的共用電極29的表面係設置有從共用電極29側往液晶層側突出的俯視呈現大致帶狀的複數個介電體突起63。介電體突起63係延著資料線6a的延伸方向等間隔地排列,在本實施形態中係在1個視野角控制用像素電極9B形成4條介電體突起63。介電體突起63係與掃描線3a平行地延伸而形成,各介電體突起63的寬度係形成為大致相同,並配置為互相平行。
開縫64與介電體突起63係在與各自的延伸方向正交之方向(Y軸方向),以彼此均等的間隔交替地配置。
共用電極29係形成於整面圖像顯示區域,對各次像素作為共用的電極而發揮功能。在共用電極29與像素電極9之間係產生垂直於基板10、20之方向的電場,藉由該電場,液晶分子的配向狀態係在垂直於基板10、20的面內變化。在此,由於在像素電極9係形成有開縫62、64,因此在開縫62、64的附近係產生相對於基板法線斜向傾斜之方向的電場(斜向電場)。並且,藉由該斜向電場,液晶分子的配向狀態係在含有與開縫62、64的延伸方向正交之軸與基板法線的平面內變化。此時,由於在共用電極29的表面也形成有與開縫62、64平行的帶狀的介電體突起61、63,因此在介電體突起61、63的附近亦是,液晶分子的配向狀態係在含有與介電體突起61、63的延伸方向正交之軸與基板法線的平面內變化。並且,藉由該些介電體突起61、63與開縫62、64雙方的配向控制效果,液晶分子的配向狀態係在前述面內穩定地變化。此外,於顯示用次像素DR、DG、DB,由於在1次像素區域內存在朝著互相交叉的方向延伸的2種帶狀部(第1帶狀部61a、62a與第2帶狀部61b、62b),因此在1次像素區域內形成有液晶分子的配向方向相異的2種配向區域(多域(multi domain))。因此,能夠進行視野角廣的圖像顯示。
在資料線6a與掃描線3a的交叉部的附近係設置有TFT30。TFT 30係具備有:非晶矽所構成的半導體層35,係局部性地形成於掃描線3a的平面區域內;以及源極電極6b及汲極電極32,係以與半導體層35的一部分平面性重疊的方式形成。掃描線3a係在與半導體層35平面性重疊的位置作為TFT 30的閘極電極而發揮功能。源極電極6b係自資料線6a分歧且延伸至半導體層35而形成為俯視呈現大致倒L形。在汲極電極32上係配置有像素電極9,在兩者的平面重疊位置係設置有像素接觸孔45。並且,汲極電極32與像素電極9係透過像素接觸孔45而電性連接。
第13圖係沿著第12圖的C-C’線之剖面圖。本實施形態的液晶顯示裝置係具備有:TFT陣列基板10;對向基板20,與TFT陣列基板10相對向配置;液晶層50,夾持於TFT陣列基板10與對向基板20之間;第1偏光板14,設置於TFT陣列基板10的外面側(與液晶層50為相反之側);及第2偏光板24,設置於對向基板20的外面側。並且,構成為藉由未圖示的照明裝置(背光)而從第1偏光板14的外面側照射照明光。
TFT陣列基板10係以玻璃或石英、塑膠等透光性的基板主體10A作為基體,在基板主體10A的內面側(液晶層50側)形成有掃描線(未圖示),且以覆蓋掃描線的方式形成有由氧化矽等透明絕緣膜所構成的閘極絕緣膜11。
在閘極絕緣膜11上形成有非晶矽半導體層(未圖示),且以一部分位在半導體層上的方式設置源極電極(資料線6a)與汲極電極。雖然省略圖示,但資料線6a係往半導體層側分歧,與半導體層部分重疊而構成源極電極。
以覆蓋半導體層、源極電極(資料線6a)、及汲極電極的方式形成有由氧化矽等所構成的第1層間絕緣膜12。以覆蓋第1層間絕緣膜12的方式圖案化形成由ITO等透明導電材料所構成的像素電極9(顯示用像素電極9A、視野角控制用像素電極9B)。在像素電極9係形成有作為配向控制手段的開縫62、64。
在像素電極9及第1層間絕緣膜12上係形成有由聚醯亞胺等所構成的配向膜18。配向膜18係為在不供給驅動電壓給像素電極9的初期配向狀態中使構成液晶層50的液晶分子相對於基板配向為大致垂直的垂直配向膜。
對向基板20係以玻璃或石英、塑膠等透光性的基板主體20A作為基體,在基板主體20A的內面側(液晶層50側)係於與顯示用像素電極9A重疊之位置形成有濾色器層22。關於濾色器層22,係以對應於各個顯示用次像素的方式配置有顏色相異的著色層。第13圖係藍色顯示用次像素DB與視野角控制用次像素DC的交界部的剖面圖,因此配置有藍色的著色層22B作為濾色器層22。
以覆蓋濾色器層22及基板20A的方式,形成由ITO等透明導電材料所構成的俯視呈現整面狀的共用電極29。於共用電極29的表面,在與像素電極9重疊之位置係形成有由樹脂等介電體材料所構成的介電體突起63。以覆蓋共用電極29及介電體突起63的方式,形成由聚醯亞胺等所構成的配向膜28。配向膜28係為在不供給驅動電壓給像素電極9的初期配向狀態中使構成液晶層50的液晶分子相對於基板配向為大致垂直的垂直配向膜。
液晶層50係由介電異向性為負的液晶所構成。與顯示用像素電極9A重疊之位置(顯示用次像素)的液晶層50係在供給顯示用像素電極9A的圖像信號(驅動電壓)而使液晶分子配向為平行於基板面之狀態中,作為相對於可視光的波長具有大致1/2波長的相位差之λ/2相位差層而發揮功能。
接著說明構成液晶顯示裝置的光學元件等的光學軸的配置關係。偏光板14的穿透軸係與Y軸平行。偏光板24的穿透軸係與X軸平行。第1帶狀部(第1開縫62A、第1介電體突起61A)的延伸方向係相對於X軸方向順時針旋轉45°的角度而成之方向。第2帶狀部(第2開縫62B、第2介電體突起61B)的延伸方向係相對於X軸方向逆時針旋轉45°的角度而成之方向。另一方面,配置於視野角控制用次像素的開縫64及介電體突起63的延伸方向係與X軸平行。
另外,第1帶狀部的延伸方向與第2帶狀部的延伸方向係只要為與偏光板14、24的穿透軸或吸收軸以銳角交叉而成的方向即可,並非一定要為與X軸成45°之方向。此外,開縫64及介電體突起63的延伸方向係只要為與偏光板14、24的穿透軸或吸收軸平行之方向即可,亦可朝著Y軸方向延伸。
在上述構成的液晶顯示裝置中,透過TFT 30將圖像信號(電壓)供給至像素電極9,藉此,在像素電極9與共用電極29之間使基板法線方向的電場產生,藉由該電場來驅動液晶。並且,液晶顯示裝置係依每一次像素區域使穿透率變更而進行顯示。
如上述,夾持液晶層50而相對向的配向膜18、28係為使液晶分子50a配向為垂直於基板之垂直配向膜。因此,在不施加電壓於像素電極9的狀態下,液晶層50的液晶分子50a係成為在基板10、20間配向為垂直於基板面之狀態。當對上述狀態的液晶層50,使形成於顯示用像素電極9A與共用電極29之間的電場作用時,在與第12圖所示的顯示用像素電極9A的上半部重疊之位置,液晶分子係朝著與第1開縫62a及第1介電體突起61a的延伸方向正交之方向(相對於X軸逆時針旋轉45°而成之方向)傾倒,液晶分子50a的配向狀態係在含有與該延伸方向平行的軸與基板法線(Z軸)之平面內變化。此外,在與第12圖所示的顯示用像素電極9A的下半部重疊之位置,液晶分子50a係朝著與第2開縫62b及第2介電體突起61b的延伸方向正交之方向(相對於X軸順時針旋轉45°而成之方向)傾倒,液晶分子的配向狀態係在含有與該延伸方向平行的軸與基板法線(Z軸)之平面內變化。
此時,由於液晶分子50a的配向方向(嚴格來說係將液晶分子50a的長軸方向投影在平行於基板面的面內之方向)係與偏光板14、24的穿透軸交叉,因此將穿透偏光板14的直線偏光的相位予以調變,而能夠幫助正面方向(與基板法線大致平行的方向)的圖像顯示。在顯示用次像素DR、DG、DB係利用根據此種液晶分子的配向狀態的差異之雙折射性來進行亮暗顯示。
另一方面,在與視野角控制用像素電極9B重疊之位置,由於液晶分子50a的配向方向係與偏光板14、24的穿透平行或垂直,因此,即使供給驅動電壓給視野角控制用像素電極9B,也只是使在含有與由配向控制構造物(開縫64、介電體突起63)所控制的配向方向平行的軸(Y軸)與基板法線(Z軸)之平面內(YZ平面內)的配向狀態產生變化,而不會對正面方向的圖像顯示產生幫助。但是此種液晶分子50a的配向狀態的變化係有助於朝斜方向射出的光的雙折射率變化,因此會影響從斜方向觀看時的圖像的對比(辨視性)。亦即,作為控制斜方向的視野角之視野角控制區域而發揮功能。在視野角控制用次像素DC係利用根據此種液晶分子50a的配向狀態的差異之雙折射性來控制廣角方向的圖像的辨視性。
本實施形態的液晶顯示裝置,初期配向狀態係朝大致垂直於基板之方向配向,藉由施加電壓而朝接近平行於基板之方向配向。因此,視野角控制效果係比第1實施形態的液晶顯示裝置大。而為了更進一步提升上述視野角控制效果,在本實施形態中係使在視野角控制用次像素DC射出的光的光量依圖像顯示區域內的每一位置而不同,使穿透液晶層50的光的光量(亮度)不同的複數個圖案顯示在圖像顯示區域內(更正確地說,係在配置成矩陣狀的複數個視野角控制用次像素DC(視野角控制用像素電極9B)所構成的視野角控制區域內)。
控制視野角控制用次像素DC的光量之方法係與在第1實施形態中說明者相同。具體而言,可列舉出[1]控制驅動電壓的大小之方法、[2]控制液晶層的層厚之方法、[3]控制配置在視野角控制用像素電極與共用電極之間的絕緣膜的厚度之方法、[4]使帶狀電極的比L/S依每一區域而不同之方法等。此外,如在第2實施形態中所說明,亦能夠於視野角控制用次像素DC配置著色層而在圖像顯示區域內形成複數個著色圖案。形成於圖像顯示區域的圖案並不限於西洋棋盤圖案,亦能夠選擇條狀圖案等其他圖案。圖案的大小較理想為以肉眼能夠辨視的大小,其大小係雖亦取決於液晶顯示裝置的用途,但較佳為2mm至20mm左右。
依據上述構成,在由顯示用像素電極所形成的廣角方向的圖像上重疊具有不同亮度與顏色的複數個圖案之圖像(視野角控制用圖像)。因此,藉由所重疊的圖案使圖像的輪廓模糊化,從而使圖像的辨視性降低。在本實施形態的液晶顯示裝置中,由於視野角控制用次像素DC的液晶分子的配向方向係旋轉大致90°,因此可獲得比第1實施形態的液晶顯示裝置高的視野角控制效果。
另外,雖然在本實施形態中係在每一個像素PX設置視野角控制用次像素DC,但亦可將複數個像素或複數個次像素作為1個單位而依每一該單位設置視野角控制用次像素DC。此時,視野角控制用次像素DC(視野角控制用像素電極9B)係較理想為以一定的間隔排列在圖像顯示區域內。依據上述構成,能能夠將視野角控制用次像素DC均勻地配置在圖像顯示區域全體。因此,不會產生視野角控制功能在特定區域降低之問題。
此外,雖然在本實施形態中係在每一視野角控制用像素電極連接TFT而依每一視野角控制用次像素DC進行驅動,但如在第4實施形態中所說明,亦可將圖像顯示區域內的一部分或者所有視野角控制用像素電極加以連接並對相連接的複數個視野角控制用像素電極連接1個電壓切換元件。
[電子機器]
第14圖係屬於本發明的電子機器的一例之行動電話1300的斜視圖。行動電話1300係具備本發明的液晶顯示裝置作為小尺寸的顯示部1301,並具備複數個操作按鍵1302、受話口1303及送話口1304。行動電話1300係由於具備前述實施形態的液晶顯示裝置,因此具有絕佳廣視角、窄視角切換效果的液晶顯示部,從而能夠實現能夠適應各種使用環境與用途的電子機器。
另外,上述實施形態的液晶顯示裝置並不僅限於使用在上述行動電話,亦能夠適合使用作為下列機器的圖像顯示手段:電子書、個人電腦、電子靜態照相機、液晶電視、觀景窗型/螢幕直視型的攝影機、車用導航裝置、呼叫器、個人數位助理、計算機、文書處理器、工作站、影像電話、POS終端機、及具備觸控螢幕的機器等,在任一者的電子機器中皆能夠進行絕佳廣視角、窄視角切換效果的圖像顯示。
3a...掃描線
3b...共用線
6a...資料線
6b...源極電極
9...像素電極
9A...顯示用像素電極
9B、9B1、9B2、61...視野角控制用像素電極
9a、9b...框體部
9c...帶狀電極(第2帶狀電極)
9d...帶狀電極(第1帶狀電極)
10...TFT陣列基板
10A...TFT陣列基板主體
11...閘極絕緣膜
12...第1層間絕緣膜
13...第2層間絕緣膜
14...偏光板
18、28...配向膜
19、29...共用電極
20...對向基板
20A...對向基板主體
22...濾色器層
22B...藍色著色層
22G...綠色著色層
22R...紅色著色層
24...第2偏光板
30...TFT
32...汲極電極
35...半導體層
45...像素接觸孔
50...液晶層
50a...液晶分子
60...連接電極
61a...第1介電體突起(第1帶狀部)
61b...第2介電體突起(第2帶狀部)
62、64...開縫
62a...第1開縫(第1帶狀部)
62b...第2開縫(第2帶狀部)
63...介電體突起
90...照明裝置
91...導光板
92...反射板
100...液晶顯示裝置
100A...圖像顯示區域
101...資料線驅動電路
102...掃描線驅動電路
151...摩擦方向
153、155...偏光板的穿透軸
157...視野角控制用的電場方向
158...顯示用像素電極的電場方向
1300...行動電話(電子機器)
1301...顯示部
1302...操作按鍵
1303...受話口
1304...送話口
S1至Sn...圖像信號
G1至Gm...掃描信號
DB...藍色顯示用次像素
DC...視野角控制用次像素
DG...綠色顯示用次像素
DR...紅色顯示用次像素
E...電場
Pat1、Pat2...圖案
PO...從廣角方向觀看時的圖像
Px...像素
Pv...從正面方向觀看時的圖像
Sc...開縫
W1、W2...圖案Pat1、Pat2的各邊的長度
第1圖係顯示第1實施形態的液晶顯示裝置的等效電路圖。
第2圖係顯示第1實施形態的液晶顯示裝置的1個像素的平面圖。
第3圖(a)及(b)係第2圖的A-A’剖面圖與B-B’剖面圖。
第4圖係液晶顯示裝置的光軸的配置關係的說明圖。
第5圖係視野角控制用次像素的液晶分子的配向狀態的說明圖。
第6圖係第1實施形態的液晶顯示裝置的複數個像素的平面圖。
第7圖(a)至(c)係第1實施形態的液晶顯示裝置的正面方向及廣角方向的圖像顯示的一例。
第8圖係第2實施形態的液晶顯示裝置的複數個像素的平面圖。
第9圖(a)及(b)係第2實施形態的液晶顯示裝置的正面方向及廣角方向的圖像顯示的一例。
第10圖係第3實施形態的液晶顯示裝置的複數個像素的平面圖。
第11圖係第4實施形態的液晶顯示裝置的複數個像素的平面圖。
第12圖係第5實施形態的液晶顯示裝置的1個像素的平面圖。
第13圖係第12圖的C-C’剖面圖。
第14圖係屬於電子機器的一例之行動電話的斜視圖。
3a...掃描線
6a...資料線
6b...源極電極
9...像素電極
9A...顯示用像素電極
9B...視野角控制用像素電極
9a、9b...框體部
9c...帶狀電極(第2帶狀電極)
9d...帶狀電極(第1帶狀電極)
19...共用電極
22B...藍色著色層
22G...綠色著色層
22R...紅色著色層
30...TFT
32...汲極電極
35...半導體層
45...像素接觸孔
50a...液晶分子
100...液晶顯示裝置
DB...藍色顯示用次像素
DC...視野角控制用次像素
DG...綠色顯示用次像素
DR...紅色顯示用次像素
PX...像素
Sc...開縫

Claims (10)

  1. 一種液晶顯示裝置,其特徵為具備:相對向的第1基板及第2基板;液晶層,夾持於前述第1基板與第2基板之間;複數個顯示用像素電極,設置於前述第1基板的前述液晶層側;複數個視野角控制用像素電極,在前述第1基板的前述液晶層側與前述複數個顯示用像素電極鄰接而設置;視野角控制區域,藉由前述複數個視野角控制用像素電極,控制自前述第1基板的法線傾斜的方向的視野角;及驅動電路,將用以顯示複數個圖案於前述視野角控制區域的圖像信號供給至前述複數個視野角控制用像素電極,於前述複數個視野角控制用像素電極係含有第1視野角控制用像素電極與第2視野角控制用像素電極;設置於與前述第1視野角控制用像素電極重疊之位置的前述液晶層的電壓-穿透率特性與設置於與前述第2視野角控制用像素電極重疊之位置的前述液晶層的電壓-穿透率特性係相異。
  2. 一種液晶顯示裝置,其特徵為具備:相對向的第1基板及第2基板;液晶層,夾持於前述第1基板與第2基板之間;第1偏光板,設置於前述第1基板的與前述液晶層為相反之側;第2偏光板,設置於前述第2基板的與前述液晶層為相反之側,且具有與前述第1偏光板的光軸正 交的光軸;複數個顯示用像素電極,設置於前述第1基板的前述液晶層側;複數個視野角控制用像素電極,在前述第1基板的前述液晶層側與前述複數個顯示用像素電極鄰接而設置;視野角控制區域,藉由前述複數個視野角控制用像素電極,在含有前述第1基板的法線與前述第1偏光板的光軸之平面內之方向控制前述液晶層的配向狀態;及驅動電路,將用以顯示複數個圖案於前述視野角控制區域的圖像信號供給至前述複數個視野角控制用像素電極,於前述複數個視野角控制用像素電極係含有第1視野角控制用像素電極與第2視野角控制用像素電極;設置於與前述第1視野角控制用像素電極重疊之位置的前述液晶層的電壓-穿透率特性與設置於與前述第2視野角控制用像素電極重疊之位置的前述液晶層的電壓-穿透率特性係相異。
  3. 如申請專利範圍第2項之液晶顯示裝置,其中,具備:共用電極,配置為在前述第1基板的前述液晶層側隔著絕緣膜而與前述複數個顯示用像素電極及前述複數個視野角控制用像素電極相對向;第1配向膜,設置於前述第1基板的與前述液晶層接觸之面;及第2配向膜,設置於前述第2基板的與前述液晶層接觸之面;前述第1配向膜的配向方向與前述第2配向膜的配向方向係分別配置成為朝向與前述第1偏光板的光軸平行之方向;於前述視野角控制用像素電極與前述共用電極之中的配置在靠近前述液晶層之側的電極,係在與前述視野角控制用像素電極重疊 之位置設置有朝著與前述第1偏光板的光軸正交的方向延伸的複數個第1帶狀電極;於前述顯示用像素電極與前述共用電極之中的配置在靠近前述液晶層之側的電極,係在與前述顯示用像素電極重疊之位置設置有朝著與前述第1偏光板的光軸交叉的方向延伸的複數個第2帶狀電極。
  4. 如申請專利範圍第3項之液晶顯示裝置,其中,在配置於與前述第1視野角控制用像素電極重疊之位置的前述第1帶狀電極與配置於與前述第2視野角控制用像素電極重疊之位置的前述第1帶狀電極,分別具有不同之前述第1帶狀電極的寬度L與前述第1帶狀電極間的開縫的寬度S之比L/S。
  5. 如申請專利範圍第3項之液晶顯示裝置,其中,配置於與前述第1視野角控制用像素電極重疊之位置的前述絕緣膜的厚度與配置於與前述第2視野角控制用像素電極重疊之位置的前述絕緣膜的厚度係相異。
  6. 如申請專利範圍第3項之液晶顯示裝置,其中,於前述第1基板與前述第2基板之間設置有液晶層厚調整層,該液晶層厚調整層係使設置於與前述第1視野角控制用像素電極重疊之位置的前述液晶層的層厚相異於設置於與前述第2視野角控制用像素電極重疊之位置的前述液晶層的層厚。
  7. 如申請專利範圍第1至6項中任一項的液晶顯示裝置,其中,於前述第1基板與第2基板之間具備有著色層,該著色層係設置於與前述視野角控制用像素電極重疊之 位置。
  8. 如申請專利範圍第1至6項中任一項的液晶顯示裝置,其中,複數個前述視野角控制用像素電極係彼此連接,且對連接之前述複數個視野角控制用像素電極連接有1個用以切換電壓供給與不供給的電壓切換元件。
  9. 如申請專利範圍第1至6項中任一項的液晶顯示裝置,其中,顯示於前述視野角控制區域的圖像係為以一定的週期配置具有同一形狀的複數個前述圖案之圖像。
  10. 一種電子機器,其特徵為具備申請專利範圍第1至9項中任一項之液晶顯示裝置。
TW098107633A 2008-03-13 2009-03-10 液晶顯示裝置及電子機器 TWI398696B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008064053A JP4586869B2 (ja) 2008-03-13 2008-03-13 液晶表示装置及び電子機器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW200951554A TW200951554A (en) 2009-12-16
TWI398696B true TWI398696B (zh) 2013-06-11

Family

ID=41062650

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW098107633A TWI398696B (zh) 2008-03-13 2009-03-10 液晶顯示裝置及電子機器

Country Status (5)

Country Link
US (1) US7990506B2 (zh)
JP (1) JP4586869B2 (zh)
KR (1) KR101059287B1 (zh)
CN (1) CN101533185B (zh)
TW (1) TWI398696B (zh)

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010250265A (ja) * 2009-03-26 2010-11-04 Sony Corp 液晶表示装置および電子機器
WO2010137213A1 (ja) * 2009-05-29 2010-12-02 シャープ株式会社 液晶表示素子、及び、液晶表示装置
JP5513859B2 (ja) * 2009-11-25 2014-06-04 株式会社ジャパンディスプレイ 液晶表示パネル
JP2011158690A (ja) 2010-02-01 2011-08-18 Sony Corp 液晶表示パネル及び電子機器
JP5492586B2 (ja) 2010-02-10 2014-05-14 株式会社ジャパンディスプレイ 液晶表示パネル及び電子機器
US20120299982A1 (en) * 2010-02-16 2012-11-29 Sharp Kabushiki Kaisha Liquid crystal display device, display method, program, and recording medium
TWI421576B (zh) 2010-07-15 2014-01-01 Au Optronics Corp 可調整視角之液晶顯示面板
TWI447490B (zh) * 2011-05-05 2014-08-01 Au Optronics Corp 液晶顯示面板
US8848150B2 (en) * 2011-09-23 2014-09-30 Japan Display West Inc. Liquid crystal display and electronic device
CN102821238B (zh) * 2012-03-19 2015-07-22 北京泰邦天地科技有限公司 宽视场超高分辨率成像系统
JP6045224B2 (ja) * 2012-07-04 2016-12-14 三菱電機株式会社 液晶表示装置
EP2896678B1 (en) * 2014-01-21 2018-10-17 Merck Patent GmbH Liquid crystal display
KR20150113388A (ko) * 2014-03-28 2015-10-08 삼성디스플레이 주식회사 표시장치
WO2015186635A1 (ja) * 2014-06-04 2015-12-10 シャープ株式会社 液晶表示装置
US20170269441A1 (en) * 2014-08-25 2017-09-21 Sharp Kabushiki Kaisha Liquid-crystal display
US10663804B2 (en) * 2015-09-25 2020-05-26 Sharp Kabushiki Kaisha Liquid crystal display device comprising a second electrode having an elliptical opening portion with a major axis parallel or perpendicular to an alignment azimuth of liquid crystal molecules
JP6716323B2 (ja) * 2016-04-01 2020-07-01 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置
CN105974632B (zh) * 2016-07-15 2019-04-30 武汉华星光电技术有限公司 折叠式液晶显示器及其制作方法
WO2018216086A1 (ja) * 2017-05-22 2018-11-29 堺ディスプレイプロダクト株式会社 表示パネルおよび表示装置
CN107728392B (zh) * 2017-10-26 2020-08-14 合肥鑫晟光电科技有限公司 一种阵列基板及其制备方法、液晶显示面板
CN108388052B (zh) * 2018-03-01 2022-07-26 上海天马微电子有限公司 一种显示面板及显示装置
JP7204550B2 (ja) * 2019-03-19 2023-01-16 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置
CN111128036A (zh) * 2019-10-23 2020-05-08 中国电子科技集团公司第五十五研究所 一种用于提高自发光显示器件发光亮度均匀性的方法
CN114296280B (zh) * 2021-12-23 2024-01-26 绵阳惠科光电科技有限公司 显示面板及交通工具

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200305759A (en) * 2002-04-19 2003-11-01 Hannstar Display Corp IPS-LCD device with a color filter formed on an array substrate
JP2007079525A (ja) * 2005-08-19 2007-03-29 Lg Phillips Lcd Co Ltd 視野角制御可能な液晶表示素子及び視野角制御方法
JP2007178739A (ja) * 2005-12-28 2007-07-12 Lg Philips Lcd Co Ltd 液晶表示装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3087861B2 (ja) 1991-10-14 2000-09-11 日本電信電話株式会社 視野角制御型表示装置
KR100617040B1 (ko) * 2004-03-16 2006-08-30 엘지.필립스 엘시디 주식회사 횡전계방식 액정표시소자 및 그 제조방법
KR101016286B1 (ko) * 2004-06-30 2011-02-22 엘지디스플레이 주식회사 액정표시소자 및 그 제조방법
KR100648223B1 (ko) 2005-05-11 2006-11-24 비오이 하이디스 테크놀로지 주식회사 반투과형 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치
JP5044119B2 (ja) 2005-12-28 2012-10-10 エルジー ディスプレイ カンパニー リミテッド 液晶表示装置および液晶表示装置の製造方法
US8233124B2 (en) * 2005-12-28 2012-07-31 Lg Display Co., Ltd. Liquid crystal display device

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200305759A (en) * 2002-04-19 2003-11-01 Hannstar Display Corp IPS-LCD device with a color filter formed on an array substrate
JP2007079525A (ja) * 2005-08-19 2007-03-29 Lg Phillips Lcd Co Ltd 視野角制御可能な液晶表示素子及び視野角制御方法
JP2007178739A (ja) * 2005-12-28 2007-07-12 Lg Philips Lcd Co Ltd 液晶表示装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN101533185B (zh) 2012-06-20
KR20090098713A (ko) 2009-09-17
CN101533185A (zh) 2009-09-16
JP4586869B2 (ja) 2010-11-24
US7990506B2 (en) 2011-08-02
TW200951554A (en) 2009-12-16
US20090231530A1 (en) 2009-09-17
KR101059287B1 (ko) 2011-08-24
JP2009222747A (ja) 2009-10-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI398696B (zh) 液晶顯示裝置及電子機器
US20160299341A1 (en) Liquid crystal display device for head-up display device, and head-up display device
US20180299726A1 (en) Display device
EP1584972A1 (en) Liquid crystal display device
JP5489267B2 (ja) 液晶装置、電子機器
JP2007004125A (ja) 液晶装置及び電子機器
CN109073921B (zh) 开关式反射镜面板、及开关式反射镜器件
JP2007017943A (ja) 液晶装置及び電子機器
JP2007058007A (ja) 液晶装置および電子機器
US8786790B2 (en) Liquid crystal display device
JP2015081940A (ja) 液晶表示装置及び電子装置
TW200912457A (en) Liquid crystal display device and electronic equipment
JP5175133B2 (ja) 液晶装置及び電子機器
JP2007240726A (ja) 液晶表示装置および液晶表示装置の製造方法
JP2008015228A (ja) 液晶装置及び電子機器
US10025137B2 (en) Liquid crystal display device having transmitting region and reflecting region
TW200832305A (en) Image display system
JP2008083324A (ja) 液晶表示装置及び電子機器
JP5127517B2 (ja) 液晶表示装置及び電子機器
TWI391715B (zh) 彩片濾光片基板及液晶顯示器
CN115236899B (zh) 背光模组及显示装置
JP7457500B2 (ja) 液晶表示装置
JP5222477B2 (ja) 表示装置
JP2010128123A (ja) 液晶表示装置
JP2017167352A (ja) 表示装置

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees