WO2006109498A1

WO2006109498A1 - 表示装置

Info

Publication number: WO2006109498A1
Application number: PCT/JP2006/305874
Authority: WO
Inventors: Hiroshi Fukushima; Tomoo Takatani; Koji Yabuta
Original assignee: Sharp Kabushiki Kaisha
Priority date: 2005-04-08
Filing date: 2006-03-23
Publication date: 2006-10-19
Also published as: US7868980B2; US20090279005A1

Abstract

　パララックスバリア方式のＤＶ（デュアルビュー）表示装置において、画像を表示する表示手段として、対向する一対の基板と、この両基板間に挟持された液晶層と、液晶層を構成する液晶分子を配向させる配向膜と、液晶層における各画素に対応する領域にそれぞれ独立して電界を印加する電極とを備えた、ＴＮ（ツイストネマティック）方式の液晶表示パネルを用いる。また、配向膜に対して、液晶層における各画素に対応する領域の液晶分子を、当該各画素の表示方向が視角方向となるように配向させるための配向処理を施す。これにより、共通の表示画面を用いて、複数の表示方向に対してそれぞれ異なる画像を表示するＤＶ（デュアルビュー）表示装置において、各表示方向に対する画像分離能を向上させる。

Description

明細書

表示装置

技術分野

[0001] 本発明は、共通の表示画面を用いて複数の方向に対してそれぞれ異なる画像を表示する表示装置に関する。

背景技術

[0002] 従来より、共通の表示画面を用いて、複数の方向に対してそれぞれ異なる画像を表示 (DV (デュアルビュー)表示)することが可能な表示装置が提案されて、る。

[0003] 図 11は、このような表示装置の一例を示す断面模式図である。この図に示す表示装置は、表示パネル 110, ノリア部 120, ノックライト 130,偏光板 141, 142を備えている。

[0004] ノックライト 130は、図 11に示すように、光源 131と反射部 132とを備えており、光源 131から照射された光を反射部 132によって反射することで、表示パネル 110に対して光を照射するようになって!/、る。

[0005] 表示パネル 110は、対向して配置された TFT基板 111と CF基板 112との間に液晶層 113が挟持されてなるアクティブマトリクス型の液晶表示パネルである。

[0006] TFT基板 111上には、複数のデータ信号線と、各データ信号線にそれぞれ交差する複数の走査信号線とが設けられ、これらデータ信号線および走査信号線の組み合わせ毎に、画素が設けられている（いずれも図示せず)。また、各データ信号線および各走査信号線は、それぞれソースドライバおよびゲートドライバ (いずれも図示せず）に接続されている。これにより、各画素にそれぞれ独立して駆動電圧を印加し、液晶層 113における各画素領域の液晶分子の配向状態を変化させて表示を行なうようになっている。

[0007] なお、上記各画素は、図 11に示したように、データ信号線の延在方向に沿って、左側への画像表示 (表示装置の左側に対する画像表示)用の画素列 Lと、右側への画像表示 (表示装置の右側に対する画像表示)用の画素列 Rとが交互に配置されて、る。 [0008] CF (カラーフィルタ）基板 112には、カラーフィルタ層（図示せず）が設けられている

[0009] また、 TFT基板 111および CF基板 112の対向面には、互いに直交する方向に配向処理が施された配向膜 (図示せず)がそれぞれ備えられている。なお、各配向膜には、基板面に平行な一方向のラビング処理がそれぞれ施されている。また、偏光板 1 41は、 TFT基板 111のバックライト 130側に、吸収軸方向が TFT基板 111に設けられた配向膜の配向処理方向と平行となるように備えられている。また、偏光板 142は、バリア部 120の表示面側 (バックライト 130)とは反対側に、吸収軸方向が偏光板 14 1の吸収軸方向と直交するように備えられている。これにより、上記各画素に印加する駆動電圧を変化させ、各画素列にお、てそれぞれの表示方向に対する表示を行なえるようになっている。

[0010] ノリア部 120は、ノリアガラス 121と、バリア遮光層 122と、榭脂層 123と力もなる。

ノリア遮光層 122は、ノックライト 130から照射され、表示パネル 110を透過した光の一部を遮光するものである。榭脂層 123は、ノリアガラス 121上にノリア遮光層 122 を覆うように形成されており、ノリア部 120と表示パネル 110とを接着している。

[0011] また、ノリア遮光層 122は、上記各画素列に対応するようにストライプ状の列をなすように設けられている。つまり、ノリア遮光層 122の各列は、左側用の画素列 Lについて表示装置の左側からは観察できるものの右側からは観察できず、かつ、右側用の画素列 Rにつ、て表示装置の右側からは観察できるものの左側からは観察されな、ように、ノックライト 130から照射されて各画素列を透過した光の一部を遮光するように設けられている。これにより、上記表示装置では、表示装置の左側と右側とにそれぞれ異なる画像を表示 (DV表示)することが可能になって、る。

[0012] また、例えば、特許文献 1には、運転席用の左，右視点用の各画像と助手席用の左，右視点用の各画像とを画素単位で交互に順次並べて合成し、運転席および助手席からステレオ画像を見ることを可能とした車両用情報表示装置が記載されている

[0013] なお、この文献には、車両が走行状態にある場合に、運転席用の左，右視点用の各画像を空白のものとして、助手席用の左，右視点用の各画像と合成し、運転席からはステレオ画像を見ることができず、助手席のみ力ステレオ画像を見ることができるよう〖こすることち記載されてヽる。

[0014] また、特許文献 2には、液晶層と、液晶層を配向する配向膜と、液晶層を駆動する駆動回路とを具備し、配向膜が視認可能な大きさの所定の図形力なる複数の領域に区画され、隣接する前記領域の配向方向が異なるようにした液晶表示装置が開示されている。

[0015] この液晶表示装置では、上記の構成により、液晶表示装置の正面以外の方向から表示内容を認識することを困難にしている。また、正面以外の方向から見たときに、固定パターンが見えることを利用して、図や商品名等を表示させることを可能にしている。

[0016] また、特許文献 2には、 2層の液晶層（上液晶層および下液晶層）を備え、使用者力も遠い側の液晶層である下液晶層を通常の表示を行なう層とし、上液晶層を用いて、正面以外の方向から下液晶層の表示が見える状態と見えない状態とにスィッチングを行なう技術が記載されて、る。

[0017] つまり、この技術では、上液晶層が、配向方向の異なる複数の領域を有しており、隣接する領域の配向方向が異なるように配置される。そして、上液晶層を、正面以外力も見た際に所定の図形の表示を行なう層としている。このような構成において、上液晶層を中間表示状態とすることにより、正面からは下液晶層に表示された画像を見ることができるが、正面以外の方向から表示を見ると、上液晶層の図形に遮られ、下液晶層の画像を見ることが困難なようにしている。また、上液晶層に電場を印加し、上液晶層の液晶分子を立たせることで、正面以外の方向から見た場合でも、下液晶層の表示を見ることが可能になっている。

特許文献 1 :日本国公開特許公報「特開平 7— 105484号公報 (公開日： 1995年 4月 21日）：対応 US公報 US5,883,739」

特許文献 2 :日本国公開特許公報「特開 2001— 264768号公報 (公開日： 2001年 9 月 26日）：対応 US公報 US6,445,434」し力しながら、上記特許文献 2に記載の技術では、正面以外の方向からは固定パターンしか見ることができない。あるいは、正面以外の方向からは、正面と同じ画像または所定の図形の何れか一方しか見ることができない。したがって、共通の表示画面を用いて、複数の方向に対してそれぞれ異なる画像 (例えば動画等）を表示することができな、。

[0018] また、上記特許文献 1の表示装置および図 11に示した表示装置では、ある表示方向から画像を観察したときに、異なる表示方向への画像が重畳して表示される、いわゆるクロストークが生じる場合がある。

[0019] つまり、上記特許文献 1および図 11に示した表示装置では、従来から提案されている画像分離技術であるパララックスノリア方式を用いることにより、各表示方向に対する画像光の分離を可能にしている。ところが、ノララックスノリア方式を用いて複数方向に対してそれぞれ異なる画像を表示する場合、ある表示方向への画像光が他の表示方向に漏れる場合がある。

[0020] このようなクロストークが生じる原因について、図 12を用いて説明する。図 12は、図 11に示した従来の DV表示装置を車載用表示装置として用い、運転席 (Driver)側と助手席 (Passenger)側とにそれぞれ異なる画像を表示する場合の表示状態の一例を示す説明図である。

[0021] 図 12に示したように、運転席側 (右側）と助手席側 (左側）とにそれぞれ異なる画像を表示する場合、右側用の画素列 Rを透過した光 150Rのうち、運転席側へ向かう光はバリア遮光層 122の間を通って運転席側に出射される一方、助手席側へ向かう光はノリア遮光層 122によって遮光される。また、左側用の画素列 Lを透過した光 150 Lのうち、運転席側へ向かう光はバリア遮光層 122の間を通って助手席側に出射される一方、運転席側へ向力う光はバリア遮光層 122によって遮光される。これにより、原理的には、運転席側および助手席側のそれぞれに表示する画像 (画像光)の分離が可能である。

[0022] ところが、実際には、バリア遮光層 122の端面での光の散乱.回折、あるいは、この表示装置における各層間での多重反射などによって、散乱 ·回折光 160が生じる。このため、この散乱 ·回折光 160が各表示方向に出射されることによって、クロストークが生じ、画像の分離能が低下してしまう。つまり、パララックスノリア方式により、原理的には、各表示方向用の画像光の分離は可能であるが、実際にはバリア端面での光の回折やディスプレイの各層間での多重反射などにより、クロストークが生じてしまう。 [0023] なお、このようなクロストークは、運転席側を黒表示とする場合に特に視認されやすい。図 13は、図 11に示した DV表示装置を用いて、運転席側を黒表示とし、助手席側のみに画像を表示する場合の一例を示す説明図である。

[0024] この図に示すように、運転席側を非表示とする場合、右側用の画素列 Rを透過した光 150Rは偏光板 142を透過できずに遮光される。これにより、本来、運転席側は非表示になるはずである。ところが、実際には、散乱 ·回折光 160が運転席側に出射される。このため、助手席側に表示している画像が運転席側への黒表示に重畳し、二重像となって視認されてしまう。

[0025] このように、車載用の DV表示装置では、運転中に運転席側に黒表示を行ない (運転席側を非表示とし）、助手席側のみに画像の表示を行なうシーンが考えられる。し力しながら、従来技術では上記のような理由によるクロストークにより、運転席側の黒表示にうつすらと助手席側に表示している画像が二重像として表示され、運転席側から認識されてしまう場合があった。

発明の開示

[0026] 本発明の目的は、共通の表示画面を用いて、複数の表示方向に対してそれぞれ異なる画像を表示する表示装置において、各表示方向に対する画像分離能を向上させること〖こある。

[0027] 本発明の表示装置は、上記の目的を達成するために、所定の方向に画像を表示するための複数の画素が、画像の表示方向ごとに一定の順序で配置されてなる表示手段と、上記各画素から出射される光が、当該各画素の表示方向とは異なる方向から観察されな、ように遮光する遮光手段とを備え、複数の表示方向に対してそれぞれ異なる画像を表示する表示装置であって、上記表示手段は、対向する一対の基板と、上記両基板間に挟持された液晶層と、上記液晶層を構成する液晶分子を配向させる配向手段と、上記液晶層における上記各画素に対応する領域に、上記各画素に表示する画像に応じた電界を印加する電極手段とを備え、上記配向手段は、上記液晶層における上記各画素に対応する領域の液晶分子を、当該各画素の表示方向が視角方向となるように配向させることを特徴としている。

[0028] なお、本明細書では、表示面垂直方向に対して逆方向にそれぞれ同じ角度だけに傾いた方向から表示面をそれぞれ見たときに、透過率が高い方向を視覚方向とし、透過率が低い方向を反視角方向とする。例えば、表示面垂直方向から右方向にある角度 (例えば 30° M頃いた方向から表示面を見た場合の透過率よりも、左方向にそれと同じ角度 (例えば 30° )だけ傾いた方向から表示面を見た場合の透過率の方が大きい場合、左方向が視覚方向である。また、この場合、右方向が反視角方向である。

[0029] 上記の構成によれば、上記表示手段に備えられる各画素は、各画素の表示方向に応じた視角方向を有する。つまり、上記液晶層における上記各画素に対応する領域は、当該各画素の表示方向が視覚方向となるように配向分割されている。したがって、各画素から出射される光は、各画素の表示方向に対して出射しやすぐ他の表示方向に対して出射しにくい。これにより、上記遮光手段での画像光の分離能に加えて、所望の方向への光の出射を促す配向分割の効果により、各表示方向においてクロストークを低減できる。すなわち、各表示方向に対する表示品質を向上させ、視認性を向上させることができる。

図面の簡単な説明

[0030] [図 1]本発明の一実施形態に力かる表示装置の概略構成を示す断面模式図である。

[図 2]本発明の一実施形態に力かる表示装置による表示状態を模式的に示した説明図である。

[図 3]本発明の一実施形態に力かる表示装置の概略構成を示すブロック図である。

[図 4]本発明の一実施形態にカゝかる表示装置における、各画素の概略構成を示す説明図である。

[図 5(a)]本発明の一実施形態にカゝかる表示装置に備えられる表示パネルの配向膜に施されたラビング処理方向の一例を模式的に示した説明図である。

[図 5(b)]本発明の一実施形態に力かる表示装置に備えられる表示パネルの配向膜に施されたラビング処理方向の他の例を模式的に示した説明図である。

[図 6]本発明の一実施形態に力かる表示装置に備えられる表示パネルの配向膜に対して行なう、ラビング処理工程の様子を示す説明図である。

[図 7]本発明の一実施形態に力かる表示装置に備えられる表示パネルに印加する駆動電圧と、各表示方向に対する透過率との関係を示したグラフである。

[図 8]本発明の一実施形態に力かる表示装置において、運転席側と助手席側とにそれぞれ異なる画像を表示する場合の表示状態を示す説明図である。

[図 9(a)]配向分割を行って、な、表示パネルを用いた場合の視野角特性を示す説明図である。

[図 9(b)]本発明の一実施形態に力かる表示装置に備えられる表示パネルの視野角特性を示す説明図である。

[図 10]本発明の一実施形態にかかる表示装置において、運転席側を非表示とし、助手席側のみに画像を表示する場合の表示状態を示す説明図である。

[図 11]従来の DV表示装置の一構成例を示す断面模式図である。

[図 12]従来の DV表示装置において、運転席側と助手席側とにそれぞれ異なる画像を表示する場合の表示状態を示す説明図である。

[図 13]従来の DV表示装置において、運転席側を非表示とし、助手席側のみに画像を表示する場合の表示状態を示す説明図である。

発明を実施するための最良の形態

[0031] 本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。図 1は、本実施形態にかかる表示装置である表示装置 1の概略構成を示す断面図である。

[0032] なお、表示装置 1は、自動車 (車両）〖こ備えられる車載用ディスプレイである。図 2は、表示装置 1による表示状態を模式的に示した説明図である。この図に示すように、表示装置 1は、運転席側 (運転席方向）および助手席側 (他の方向）に対してそれぞれ異なる画像を表示 (DV表示)できるようになつている。また、表示装置 1では、車両が走行状態にある場合、運転席側への表示を非表示とし、助手席側のみに表示を行なうようになっている。なお、本明細書において、非表示とは、例えば黒色等の単色表示にするなどして実質的に表示を行なわないことを意味する。

[0033] 図 1に示すように、表示装置 1は、表示パネル (表示手段） 10、バリア部 20、バックライト 30、偏光板 41, 42を備えている。

[0034] ノックライト 30は、図 1に示すように光源 31と反射部 32とを備えており、光源 31から照射された光を反射部 32によって反射することで、表示パネル 10に対して光を照射するようになつている。光源 31としては、例えば、 LED (light emitting diode ;発光ダイオード）、冷陰極管（CCFT;Cold Cathode Fluorescent Tube)、冷陰極型蛍光ランプ (CCFL ;Cold Cathode Fluorescent Lump)などが用いられる。

[0035] 表示パネル 10は、対向して配置された TFT基板 11と CF基板 12との間に、ネマテイツク液晶からなる液晶層 13が挟持されてなるアクティブマトリクス型の液晶表示パネルである。

[0036] 図 3は、表示装置 1の概略構成を示すブロック図であり、図 4は、図 3に示す表示装置 1における各画素の周辺の概略構成を示す模式図である。

[0037] 図 3に示すように、表示装置 1は、画素 P…がマトリクス状に配された TFT基板 11と

、駆動回路としてのソースドライバ 94およびゲートドライバ 95と、電源回路 96とを備えている。

[0038] また、 TFT基板 11には、複数のデータ信号線 SLl〜SLn (nは 2以上の任意の整数を示す)と、各データ信号線 SLl〜SLnにそれぞれ交差する複数の走査信号線 G Ll〜GLm (mは 2以上の任意の整数を示す）とが設けられ、これらのデータ信号線 S L 1〜SLnおよび走査信号線 GL 1〜GLmの組み合わせ毎に、上記画素 P · · .が設けられている。

[0039] また、各画素 Ρ· · ·は、同じ表示方向に画像を表示する画素がデータ信号線 SL1〜 SLnの延在方向に沿って配置され、画素列を形成している。より詳細には、運転席側用（運転席側に対する表示用）の画素列 Lと助手席側用（助手席側に対する表示用）の画素列 Rと力データ信号線 SLl〜SLnの延在方向に略直交する方向に交互に配されている。なお、各画素は、それぞれの表示方向に応じた画像を表示するように、ソースドライバ 94およびゲートドライバ 95によって駆動電圧を印加される（データ (信号)を入力される）ようになつている。また、表示装置 1では、各画素列のピッチ (ピクセルピッチ）は、 65 μ mになっている。

[0040] 制御部 91は、ソースドライバ 94およびゲートドライバ 95の動作を制御する、表示装置 1の中枢部である。

[0041] 電源回路 96は、ソースドライノく 94およびゲートドライバ 95に、表示装置 1にて表示を行なうための電圧を供給する。ソースドライバ 94およびゲートドライバ 95は、各画素 P · · ·に、それぞれの画素の表示方向に応じた画像を表示させるための駆動電圧 (信号、データ）を生成し、データ信号線 SLl〜SLnおよび走査信号線 GLl〜GLmをそれぞれ駆動する。さらに、 TFT基板 11上には、各画素 Ρ· · ·に電界を印加するための電極 101が画素 Ρごとに設けられており、 CF基板 12上には電極 102が設けられている（図 1では図示せず)。

[0042] また、各画素 Ρ· · ·には、図 4に示すように、スイッチング素子 97が設けられている。

スイッチング素子 97としては、例えば FET (電界効果型トランジスタ）あるいは TFT ( 薄膜トランジスタ)等が用いられ、上記スイッチング素子 97のゲート電極 98が走査信号線 GLi (iは 1以上の任意の整数を示す）に、ソース電極 99がデータ信号線 SLiに、さらに、ドレイン電極 100が電極 101に接続されている。また、電極 102は、全画素 P • · -に共通の図示しなヽ共通電極線に接続されて、る。

[0043] これにより、各画素 Ρ· · ·において、走査信号線 GLiが選択されると、スイッチング素子 97が導通し、図示しな、コントローラ力も入力される表示データ信号に基づ、て決定される信号電圧が、ソースドライバ 103によりデータ信号線 SLi (iは 1以上の任意の整数を示す）を介して電極 101— 102間に印加される。電極 101— 102間では、走查信号線 GLiの選択期間が終了してスイッチング素子 97が遮断されている間、理想的には、遮断時の電圧を保持し続ける。これにより、各画素 Ρ· · ·に対応する電極 10 1— 102間にそれぞれ独立して駆動電圧を印加することで、液晶層 13における各画素領域に各画素に表示する画像に応じた電界を印加し、各画素領域の液晶分子の配向状態を変化させて表示を行えるようになつている。

[0044] なお、表示装置 1では、 TFT基板 11の厚さは 700 μ mとなって!/、る。また、 TFT基板 11におけるバックライト 30側の面には、偏光板 41が備えられている。また、 TFT基板 11および CF基板 12における対向面には、互いに略直交する方向の配向処理が施された配向膜 14, 15がそれぞれ設けられている。なお、配向膜 14, 15の詳細については後述する。

[0045] また、 CF (カラーフィルタ)基板 12上には、カラーフィルタ層（図示せず）が設けられている。カラーフィルタ層には R, G, Bの各絵素が各画素について設けられている。なお、 CF基板 12は、ケミカルエッチング処理あるいは研磨などのメカ-カル処理によって薄型化され、厚さ 50 μ mに設定されて、る。

[0046] ノリア部（バリア基板） 20は、ノリアガラス 21と、ノリア遮光層 22と力もなる。ノリアガラス 21としては、厚さ 0. 7mmの透明なガラスが用いられている。また、ノリアガラス 21上にはノリア遮光層 22が形成されている。また、ノリアガラス 21の表示面側 (バックライト 30とは反対側）には、偏光板 42が設けられている。

[0047] ノリア遮光層 22は、画素列 R, Lの延在方向に対して平行な方向にストライプ状の列をなすように配置されている。バリア遮光層 22の材質は特に限定されるものではないが、例えば、黒色顔料を分散させた感光性榭脂を用いて形成される。また、バリア遮光層 22を構成する各列の、画素列 R, Lの延在方向に対して直交する方向の幅（ノリア幅）は 40 mになっている。また、ノリア遮光層 22を構成する各列のピッチ (バリアピッチ）は、 129. 99 mに設定されている。

[0048] また、ノリア遮光層 22の各列は、表示パネル 10の各画素列に対応するように設けられている。つまり、バリア遮光層 22の各列は、表示パネル 10の各画素列から出射される光の一部を、各画素列の表示方向以外の方向から観察されないように遮光するように設けられている。したがって、運転席側用の画素列 Rについて運転席側からは観察できるものの助手席側からは観察できず、かつ、助手席側用の画素列 Lにつ V、て助手席側からは観察できるものの運転席側からは観察されな、ようになって!/、る。これにより、表示装置 1では、運転席側と助手席側とに異なる画像を表示することが可能になっている。

[0049] 接着層 61は、ノリア部 20と表示パネル 10とを接着するものであり、ノリア部 20と表示パネル 10との対向面の全面に形成されている。つまり、ノリア部 20と表示パネル 1 0とは全面接着されている。接着層 61としては、例えば紫外線硬化型の接着剤が用いられる。また、表示装置 1では、接着層 61の厚さ (バリアガラス 21と CF基板 12との間隔）を 40 mとしている。

[0050] なお、運転席側および助手席側にそれぞれの画像を適切に表示するためには、バリア部 20と表示パネル 10との位置合わせ (ァライメント）を正確に行なう必要がある。このため、両者にァライメントマークを設け、このァライメントマークを用いて位置合わせを行なうなどして正確な位置合わせを行なうことが好ましい。 [0051] 次に、配向膜 14, 15に施した配向処理方向、および偏光板 41, 42の吸収軸方向について説明する。

[0052] 図 5 (a)は、表示パネル 10を表示面側 (バックライト 30の反対側）力も見た場合の、配向膜 14, 15の各画素列に対応するラビング方向（配向処理方向）を模式的に示した説明図である。なお、この図では、配向膜 14のラビング方向（ラビング軸)を R ,配

14 向膜 15のラビング方向を R として示している。

15

[0053] この図に示すように、配向膜 14および配向膜 15のラビング方向は互いに略直交している。また、両配向膜の配向処理方向は、隣接する各画素列の視角方向 (視覚特性)が反対方向になるように設定されている。すなわち、視角方向が右方向（運転席側)である右側視覚の画素列 Rと、視角方向が左方向（助手席側)である左側視覚の画素列 Lとが交互に配置されており、配向膜 14のラビング方向は各画素列の視角方向に対して約 45° 回転させた方向、配向膜 15のラビング方向は各画素列の視角方向に対して約 135° 回転させた方向になっている。これにより、 TFT基板 11および C F基板 12に形成する各配向膜は、運転席側用（右側用）および助手席側 (左側用）のそれぞれの画像を表示する画素列 (領域）に対応して、それぞれ右視角方向の配向領域 (TN配向の領域)および左視角方向の配向領域 (TN配向の領域）に配向分割されている。

[0054] なお、配向膜 14および配向膜 15に対するラビング方向は、図 5 (a)に示した方向に限るものではなぐ例えば、図 5 (b)に示すように、両基板間の液晶分子が図 5 (a) の場合と逆方向に捩れる構成となるように、配向膜 14および 15にラビング処理を施してちよい。

[0055] つまり、図 5 (a)に示す方向のラビング処理を施した場合、両基板間に電界を印加すると、配向膜 14と配向膜 15との間の液晶分子は、配向膜 14側力も配向膜 15に向力つて反時計回り方向に捩れるように配向する (左遷性)。これに対して、図 5 (b)に示すように、配向膜 14のラビング方向を各画素列の視角方向に対して約 45° 回転させた方向、配向膜 15のラビング方向を各画素列の視角方向に対して約 135 ° 回転させた方向とすることにより、両基板間に電界を印加した場合の、配向膜 14と配向膜 15との間の液晶分子は、配向膜 14側から配向膜 15に向かって時計回り方向に捩れるように配向する（右遷性)。この場合にも、図 5 (a)の場合と同様、画素列尺の視角方向を右側視覚、画素列 Lの視角方向を左側視覚とすることができる。

[0056] なお、偏光板 41の吸収軸方向は、配向膜 14の配向処理方向と略平行になっており、偏光板 42の吸収軸方向は、配向膜 15の配向処理方向と略平行になっている。

[0057] ここで、配向膜 14および配向膜 15に対してラビング処理を行なう方法について説明する。図 6の（a)〜（e)は、配向膜 15に対するラビング処理工程を示す説明図である。なお、ここでは配向膜 15に対するラビング処理方法について説明するが、配向膜 14に対しても同様の方法を用いることができる。

[0058] (a)はラビング処理を行なう前 (未ラビング処理)の配向膜 14の一部を示して、る。

この状態の配向膜 14の全面に対して、（b)に示すように、一方向（いずれかの画素列に対応するラビング方向）のラビング処理を行なう（全面一括ラビング)。ここでは、画素列 Lに対応するラビング方向のラビング処理を、全領域 (画素列 Lに対応する領域および画素列 Rに対応する領域の双方）に対して一括して行なう。

[0059] 次に、（c)に示すように、画素列 Rに対応する領域に対してレジストによるマスクを形成する。

[0060] 次に、 (d)に示すように、画素列 Lに対応する領域に対して、（b)で行ったラビング処理とは異なる方向のラビング処理を行なう（レジスト無し部ラビング)。この図に示す例では、画素列 Rに対するラビング方向、すなわち（b)で行ったラビング方向に対して逆平行方向のラビング処理を行なう。

[0061] その後、画素列 Rに対応する領域に形成されているレジストを剥離する。これにより、配向膜 14における各画素列に対応する領域に、各画素列の表示方向（視角方向）に応じたラビング処理を施すことができる。

[0062] 配向膜 14および配向膜 15に対してこのような配向処理を行なうことにより、運転席側への表示を行なう画素列 Rに対応する画素領域には運転席側 (右側）に視角方向を有する配向領域が形成され、助手席側への表示を行なう画素列 Lに対応する画素領域には助手席側 (左側）に視角方向を有する配向領域が形成される。

[0063] この点について、より詳細に説明する。図 7は、助手席側に表示を行なうための画素列 Lに対応する配向領域の電圧一透過率特性を示すグラフである。なお、このダラフでは、運転席側を表示面に対して右 30° 、助手席側を表示面に対して左 30° としている。また、電極 101— 102間には矩形波の電圧を印加している。また、このダラフは、表示パネル 10のセルレタデーシヨンを 400nm (1st min)に設定した場合のものである。なお、レタデーシヨンは特に限定されるものではなぐ例えば 2nd minであっても同様の効果を奏する。ここで、「1st min」および「2nd min」とは、複屈折性が消えて旋光性のみがコントラストに影響を与えるセルレタデーシヨン設定のことである。

[0064] この図に示すように、電極 101と電極 102との間に印加する電圧を大きくしていくと、運転席側の透過率は約 2. 5Vでほぼゼロになるのに対して、このときの助手席側の透過率は電圧無印加時の透過率とほとんど変わらない。また、両電極間に印加する電圧が約 2. 5Vの時に、運転席側の透過率と助手席側の透過率との差が最大になつている。

[0065] なお、図 7には、画素列 Lに対応する配向領域の電圧一透過率特性を示したが、画素列 Rに対応する配向領域の電圧一透過率特性は、図 7における運転席側の透過率と助手席側の透過率とを入れ替えたものになる。

[0066] また、表示装置 1では、画像表示時に電極 101— 102間に印加する駆動電圧として、反視角方向に対する透過率がほぼゼロ (透過光が視認されない程度）となる一方、視角方向に対する透過率がその方向への画像光を適切に視認できる程度の高い値に維持される電圧である中間調電圧を用いている。これにより、各画素列からの光は、それぞれの画素列の表示方向（視角方向）に出射しやすいものの、異なる表示方向（反視角方向）には出射しにくいようになっている。

[0067] 次に、表示装置 1によって表示される画像について説明する。まず、運転席側と助手席側とにそれぞれ異なる画像を表示する場合 (運転席側を非表示としない場合）について説明する。図 8は、この場合の表示状態を示す説明図である。

[0068] 表示装置 1では、上記したように、運転席側への表示を行なう画素列 Rに対応する画素領域には運転席側 (右側）に視角方向を有する配向領域 (TN配向領域)が形成され、助手席側への表示を行なう画素列 Lに対応する画素領域には助手席側 (左側）に視角方向を有する配向領域が形成されている。つまり、各画素列からの光は、それぞれの画素列の表示方向（視角方向）に出射しやすいものの、異なる表示方向（反視角方向）には出射しにく、ように配向分割されて、る。

[0069] これにより、バリア部 20から出射される画像光の各表示方向に対する分離能が格段に向上している。つまり、表示装置 1では、表示パネル 10において、左用の画素領域は左側に視角を持つ表示領域 (TN領域)となり、右用の画素領域は右側に視角を持つ表示領域 (TN領域)となるように、各画素領域に対してそれぞれ配向処理 (配向分割）を行っている。その結果、ノリア部 20での画像光分離能に加えて、所望の方向への光の出射を促す配向分割の効果により、クロストーク防止性能が格段に向上している。したがって、運転席側および助手席側の双方に対して、クロストークを低減した高品位な画像を表示できる。

[0070] この点について、図 9 (a)および図 9 (b)を用いてより詳細に説明する。図 9 (a)は、表示パネル 10に代えて、配向分割を行っていない表示パネル (各画素列ともに、視角方向が同図における紙面垂直方向に設定 (一軸設定)された表示パネル)を用、た場合の左側用の画素列 L (左用画素）の視野角を示して、る。

[0071] なお、視覚方向がこのように設定された表示パネルでは、図 9 (a)に示すように、左右方向（運転席側および助手席側）に対する視野角特性はほぼ均等になる。このため、各画素（各画素列）からは、各表示方向（運転席側および助手席側）に対してほぼ同じように画像光が出射される。そして、図 9 (a)に示すように、例えば助手席側用の画素列 Lから出射された画像光のうち、運転席側へ向力画像光がバリア遮光層 2 2によって遮光されて画像光の分離が行なわれる。したがって、バリア部 20の分離能のみで分離された光が出射される。

[0072] つまり、運転席側用の画素と助手席側用の画素に対応する領域は、ほぼ左右対称な同一の視野角を有して!/、るため、助手席側に所望の画像光を表示する左側用の画素列 Lは、助手席側だけではなく運転席側へも同様に光を出射する。この場合、バリア部 20によって画像光の分離は可能であるが、バリア遮光層 22の端部での光の散乱'回折の影響等により、助手席側用の画像光の一部が運転席側へ向かう光として出射されてしまう。このため、助手席側の画像光の一部が運転席側へ漏れてしまい、クロストークが生じてしまう。また、助手席側でも同様の原因で運転席側に対する画像光のクロストークが生じる。したがって、表示パターンによってはクロストークが目立ち、視認性が悪くなる場合がある。

[0073] 一方、図 9 (b)は、表示装置 1における左側用の画素列 L (左用画素）の視野角、すなわち配向分割を行った表示パネル 10における左側用の画素列 Lの視野角を示している。

[0074] 表示装置 1では、右用画素と左用画素に対応する領域は、それぞれ右視角および左視角の配向領域となるように配向分割されている。このため、例えば左側用の画素列 Lから出射する光は、視野角特性上、助手席側の方向へ優先的に進行する。また、クロストークを生じさせる要因であった散乱 ·回折光の運転席側へ向力う成分は反視角方向にあたるので表示装置 1から出射されにくぐ余分な光漏れが少ない。このため、運転席側および助手席側のそれぞれに対して、クロストークを低減した良好な画像を表示することができる。

[0075] 次に、運転席側を非表示とする場合の、表示装置 1における表示状態について説明する。図 10は、この場合の表示装置 1における表示状態を示す説明図である。

[0076] 表示装置 1において運転席側を非表示とする場合には、図 9 (b)の場合と同様、表示パネル 10に施した配向分割により、各画素列から出射された光の散乱'回折光のうち、反視角方向へ向力成分を低減できる。つまり、助手席側に表示を行なうための画像光の散乱，回折光のうち、運転席側へ向力う成分が表示装置 1から出射することを低減できる。

[0077] このため、表示装置 1では、図 10に示すように、運転席側を非表示とする場合に、助手席側の画像光がクロストークによって運転席側に漏れることを防止あるいは低減することができる。つまり、一方の表示方向に対する表示を非表示とする場合には、他の表示方向に対する画像光のクロストークが特に視認されやすいが、表示装置 1 によればこのようなクロストークが視認されることを防止あるいは低減することができる。また、この場合、助手席側においてもクロストークを低減できるので、助手席側の表示品質についても向上させることができる。

[0078] 以上のように、表示装置 1では、運転席側および助手席側のそれぞれの方向に画像を表示するための各画素（各画素列）について、表示方向に応じた配向処理 (配向分割）を行っている。すなわち、表示パネル 10における左右表示用の各画素（各画素領域）に対応して、左用の画素領域には左側に視角方向を持つ配向領域を形成し、右用の画素領域には右側に視角方向を持つ配向領域を形成するように、各画素に対してそれぞれ配向分割を行っている。このため、各画素は、表示方向に応じた視角方向（視角特性)を有する。したがって、各画素からの光は、各画素の表示方向に対して出射しやすぐ他の表示方向に対して出射しにくい出射光特性を有する。

[0079] これにより、バリア部 20 (パララックスノ《リア）での画像光の分離能にカ卩えて、所望の方向への光の出射を促す配向分割の効果により、各表示方向についてクロストークを低減できる。つまり、ノララックスノリアに合せて、表示パネル 10にそれぞれ所望の視角方向になるように領域毎に配向分割を行なうことで、運転席 ·助手席側共に画像の分離能を格段に向上することができる。

[0080] このため、運転席側および助手席側に対してそれぞれ異なる画像を表示する場合、運転席側および助手席側のそれぞれに対して、クロストークを低減した良好な画像を表示することができる。すなわち、運転席側および助手席側でのクロストーク防止性能を格段に向上することができ、視認性を向上させることができる。

[0081] また、運転席側を非表示として助手席側のみの画像を表示する場合にも、配向分割によつて、助手席側への画像光の散乱'回折光のうち、運転席側へ向かう成分を低減できる。このため、非 (黒)表示状態の運転席側に対して、助手席側の画像光が漏れることを防止あるいは低減できる。したがって、例えば車両の走行時に、運転席側を非表示とするように設定することで、運転操作に力かる安全性を高めることができる。

[0082] なお、本実施形態では、配向膜 14および配向膜 15における各領域のラビング方向を図 5に示したように設定しているが、これに限るものではなぐ各領域の視角方向 (視角特性)が、各領域の表示方向に応じた方向となるように設定すればよい。

[0083] また、上記したように、表示装置 1では、車両が走行状態にある場合に、運転席側への表示を行なわず、助手席側のみに表示を行なうようになっている。つまり、表示装置 1では、車両が停止状態である場合には、運転席側と助手席側の双方に画像表示を行なう DV表示装置として機能させる一方、車両が走行状態にある場合には助手席側のみに画像表示を行なうシングルビュー表示装置として機能させるように、制御部 91が各部を制御して表示状態を電気的に切り替える。これにより、走行中に運転者の運転操作に対する注意力が低下することを防止し、走行の安全性を向上させることがでさる。

[0084] ここで、走行状態と非走行状態 (停止状態)との表示状態の切り替えは、ユーザー力図示しない入力手段を介して行なう指示に応じて制御部 91が行なうようにしてもよぐあるいは、車両が走行状態にあることを検出する検出手段を備え、その検出結果に応じて制御部 91が行なうようにしてもよい。このような検出手段としては、例えば、車両の速度センサを用いることができる。

[0085] また、表示装置 1では、車両が走行状態にある場合に、運転席側への表示を行なわず、助手席側のみに表示を行なうようにしている力これに限るものではない。例えば、運転操作がなされうる状態であることを検知する検知手段を備え、その検知結果に応じて制御部 91が表示状態を切り替えるようにしてもよい。このような検知手段として、例えば、ギヤシフトポジションセンサ、パーキングブレーキの状態を検知するセンサなどを用いることができる。

[0086] また、本実施形態では、表示装置 1を車載用の表示装置として説明したが、表示装置 1の用途はこれに限るものではない。例えば、テレビやモニター等の表示装置や、ワープロ、パーソナルコンピュータ等の OA (Office Automation)機器、ビデオカメラ、デジタルカメラ、携帯電話等の情報端末などに備えられる表示装置などに広く用いることができる。また、複数の表示方向に対してそれぞれ異なる画像を表示できるので、例えば対戦型ゲームあるいは多人数参加型ゲームの表示装置としても好適である

[0087] また、本実施形態では、表示装置 1の各部につ!、て、具体的な寸法例を示して、る力これらは本発明を限定するものではなぐ表示装置の用途等に応じて適宜設定すればよい。

[0088] また、本実施形態では、図 6において、運転席側を表示面に対して右 30° 、助手席側を表示面に対して左 30° としているが、運転席側および助手席側の表示面に対する角度はこれに限るものではない。表示面に対する各表示方向の角度は、車両に搭載する位置、設置角度等に応じて、適宜設定すればよい。

[0089] また、表示装置 1では、運転席側用の画素列 R (運転席側用の表示領域)と助手席側の画素列 L (助手席側用の表示領域）とを交互に並べて配置しているが、各方向に対する表示領域の設定はこれに限るものではない。例えば、画素単位で表示領域を分割してもよぐあるいはカラーフィルタ基板 12上に設けたカラーフィルタ層の絵素単位で分割してもよい。なお、この場合、各領域の視覚方向がその領域の表示方向と一致するように、配向膜 14, 15に対する配向処理を行なえばよい。

[0090] また、表示装置 1では、運転席側と助手席側の 2方向に異なる画像を表示するようになっているが、これに限らず、 3方向以上にそれぞれ異なる画像を表示する構成としてもよい。この場合、各領域の視覚方向が各領域の表示方向と一致するように、配向膜 14, 15に対する配向処理を行なえばよい。

[0091] 以上のように、本発明の表示装置は、所定の方向に画像を表示するための複数の画素が、画像の表示方向ごとに一定の順序で配置されてなる表示手段と、上記各画素から出射される光が、当該各画素の表示方向とは異なる方向から観察されないように遮光する遮光手段とを備え、複数の表示方向に対してそれぞれ異なる画像を表示する表示装置であって、上記表示手段は、対向する一対の基板と、上記両基板間に挟持された液晶層と、上記液晶層を構成する液晶分子を配向させる配向手段と、上記液晶層における上記各画素に対応する領域に、上記各画素に表示する画像に応じた電界を印加する電極手段とを備え、上記配向手段は、上記液晶層における上記各画素に対応する領域の液晶分子を、当該各画素の表示方向が視角方向となるように配向させる。

[0092] 上記の構成によれば、上記表示手段に備えられる各画素は、各画素の表示方向に応じた視角方向を有する。つまり、上記液晶層における上記各画素に対応する領域は、当該各画素の表示方向が視覚方向となるように配向分割されている。したがって、各画素から出射される光は、各画素の表示方向に対して出射しやすぐ他の表示方向に対して出射しにくい。これにより、上記遮光手段での画像光の分離能に加えて、所望の方向への光の出射を促す配向分割の効果により、各表示方向においてクロストークを低減できる。すなわち、各表示方向に対する表示品質を向上させ、視認性を向上させることができる。

[0093] また、上記液晶層は、ネマティック液晶からなり、上記電極手段は、上記液晶層に、上記両基板の基板面法線方向の電界を印加するように備えられており、上記配向手段は、上記各基板における他方の基板との対向面にそれぞれ配置され、互いに略直交する方向の配向処理を施されている構成であってもよい。つまり、上記表示手段は、、わゆる TN (ツイストネマティック）方式の液晶表示手段であってもよ、。

[0094] TN方式の液晶表示手段は、液晶層に電界を印加したときの視角特性力表示面を観察する方向によって大きく異なる。すなわち、 TN方式の液晶表示手段は、視覚方向に対する透過率と反視角方向に対する透過率との差が大きヽ。

[0095] したがって、上記の構成によれば、 TN方式の液晶表示手段を用い、上記液晶層における上記各画素に対応する領域を当該各画素の表示方向が視覚方向となるように配向分割することで、各表示方向に対する画像分離能を向上させることができる。

[0096] また、上記液晶層における上記各画素に画像を表示するために上記電極手段に印加する駆動電圧として、中間調電圧を用いる構成としてもよい。なお、本明細書において、中間調電圧とは、反視角方向の透過率がその方向の透過光を視認できな V、程度に低くなる一方、視覚方向の透過率がその方向の表示画像を適切に視認できる程度の大きさに維持されるように、上記液晶層の液晶分子を配向させる大きさの電圧である。

[0097] 上記の構成によれば、視角方向に対する透過率と反視角方向に対する透過率との差を大きく取ることができる。したがって、各表示方向に対する画像分離能を向上させることができる。

[0098] また、異なる 2方向に対してそれぞれ異なる画像を表示する表示装置であって、上記配向手段は、上記液晶層における上記各画素に対応する領域の液晶分子を、当該各画素の表示方向が視角方向となり、かつ、当該画素の表示方向と異なる他方の表示方向が反視角方向となるように配向させる構成としてもよい。

[0099] 上記の構成の表示装置は、異なる 2方向に対してそれぞれ異なる画像を表示する表示装置であって、上記液晶層における上記各画素に対応する領域は、各画素の表示方向に応じた視角方向を有するとともに、他方の表示方向が反視角方向となるように配向分割されている。したがって、各画素から出射される光は、各画素の表示方向に対して出射しやすぐ他方の表示方向に対しては特に出射しにくい。これにより、各表示方向に対する画像光が他方の表示方向に漏れることを適切に低減することがでさる。

[0100] また、上記複数の表示方向のうち、少なくとも一方向を非表示状態とし、他の表示方向に対してのみ表示を行なうように、上記電極手段に印加する駆動電圧を制御して表示状態を切り替える制御手段を備えて、る構成としてもょ、。

[0101] 複数の表示方向に対して異なる画像を表示する従来の表示装置では、ある表示方向に対して、他の表示方向への画像光の散乱'回折光が漏れ、クロストークが生じる場合があった。そして、非表示状態とする表示方向にクロストークが生じた場合には、特にそのクロストーク画像が視認されやすいという問題があった。

[0102] これに対して、上記の構成によれば、各表示方向への画像光の散乱 ·回折光のうち

、当該画像光の表示方向以外の方向に進む成分を低減できる。したがって、非表示状態とする表示方向に対して、他の表示方向への画像光の散乱'回折光が漏れることを低減できる。これにより、クロストークが特に視認されやすい、非表示状態とする表示方向にお、て、クロストークが視認されることを防止ある、は低減することができる。

[0103] また、運転席方向を含む複数の表示方向に対してそれぞれ異なる画像を表示する車載用の表示装置であって、上記制御手段は、運転席方向を非表示状態とするように表示状態を切り替え可能である構成としてもょ、。

[0104] 上記の構成によれば、運転席方向に対する表示を非表示とする場合に、他の表示方向に対する画像光の散乱 ·回折によって生じた光のうち、運転席方向に向力う成分を低減できる。すなわち、非表示状態とする運転席方向に、他の表示方向への画像光が漏れてクロストークが生じることを防止あるいは低減することができる。したがつて、例えば、走行中あるいは運転中には運転席方向への表示を非表示とすることで

、運転席側力他の表示方向への画像光が観察されることを防止あるいは低減し、運転者の運転操作に対する注意力が低下することを防止して運転にかかる安全性を向上させることができる。

[0105] 本発明は、上記した主要な特徴力逸脱することなぐ他のいろいろな形で実施することができる。そのため、上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈されるべきではない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更、プロセスは、全て本発明の範囲内のものである。

産業上の利用の可能性

本発明の表示装置は、車両等の移動手段に搭載される表示装置、テレビやモニタ一等の表示装置、ワープロ、パーソナルコンピュータ等の OA (Office Automation)機器、ビデオカメラ、デジタルカメラ、携帯電話等の情報端末に備えられる表示装置として広く用いることができる。なお、本発明の表示装置は、複数の表示方向に対してそれぞれ異なる画像を高い画像分離能で表示できるので、車載用の表示装置、あるいは対戦型ゲームや多人数参加型ゲームの表示装置などに適している。また、特定の表示方向にっ、ては非表示とし、他の表示方向に対してのみ表示を行なう場合に、上記非表示とする方向に、クロストークによって他の方向への画像が表示されることを防止できるので、車載用ディスプレイなどに特に適して、る。

Claims

請求の範囲

[1] 所定の方向に画像を表示するための複数の画素が、画像の表示方向ごとに一定の順序で配置されてなる表示手段と、上記各画素から出射される光が、当該各画素の表示方向とは異なる方向から観察されないように遮光する遮光手段とを備え、複数の表示方向に対してそれぞれ異なる画像を表示する表示装置であって、

上記表示手段は、

対向する一対の基板と、上記両基板間に挟持された液晶層と、上記液晶層を構成する液晶分子を配向させる配向手段と、上記液晶層における上記各画素に対応する領域に、上記各画素に表示する画像に応じた電界を印加する電極手段とを備え、上記配向手段は、上記液晶層における上記各画素に対応する領域の液晶分子を、当該各画素の表示方向が視角方向となるように配向させることを特徴とする表示装置。

[2] 上記液晶層は、ネマティック液晶からなり、

上記電極手段は、上記液晶層に、上記両基板の基板面法線方向の電界を印加するように備えられており、

上記配向手段は、上記各基板における他方の基板との対向面にそれぞれ配置され、互いに略直交する方向の配向処理を施されて、ることを特徴とする請求項 1に記載の表示装置。

[3] 上記液晶層における上記各画素に画像を表示するために上記電極手段に印加する駆動電圧として、中間調電圧を用いることを特徴とする請求項 1に記載の表示装置

[4] 異なる 2方向に対してそれぞれ異なる画像を表示する表示装置であって、

上記配向手段は、上記液晶層における上記各画素に対応する領域の液晶分子を、当該各画素の表示方向が視角方向となり、かつ、当該画素の表示方向と異なる他方の表示方向が反視角方向となるように配向させることを特徴とする請求項 1に記載の表示装置。

[5] 上記複数の表示方向のうち、少なくとも一方向を非表示状態とし、他の表示方向に対してのみ表示を行なうように、上記電極手段に印加する駆動電圧を制御して表示状態を切り替える制御手段を備えて、ることを特徴とする請求項 1に記載の表示装置運転席方向を含む複数の表示方向に対してそれぞれ異なる画像を表示する車載用の表示装置であって、

上記制御手段は、運転席方向を非表示状態とするように表示状態を切り替え可能であることを特徴とする請求項 5に記載の表示装置。