JP2009020293A - Display and viewing angle control device used therefor - Google Patents

Abstract

Translated fromJapanese

【課題】表示状態を広視野角と狭視野角との間で切替えることにより様々な使用環境や用途に適応可能なディスプレイを提供する。
【解決手段】表示装置の背面および前面の少なくとも一方に、ホモジニアス配向またはスプレイ配向させた液晶セルを有する視野角制御用液晶パネルを備えたディスプレイである。前記液晶セルは、透光性電極２１２ａ，２１２ｂと、これに直交する透光性電極２１４ａ，２１４ｂとを有する。前記駆動回路が、透光性電極２１２ａ，２１２ｂ間および透光性電極２１４ａ，２１４ｂ間のいずれかに選択的に電圧を印加し、電圧が印加された電極群において隣接する電極間に電界を発生させ、液晶の複屈折を利用して、表示状態を、第１の視野角範囲を提供する第１の状態と、第１の視野角範囲内にあり第１の視野角範囲よりも狭い第２の視野角範囲を提供する第２の状態との間で切替え可能とする。
【選択図】図５To provide a display adaptable to various usage environments and applications by switching the display state between a wide viewing angle and a narrow viewing angle.
A display device includes a viewing angle control liquid crystal panel having a liquid crystal cell with homogeneous alignment or splay alignment on at least one of a rear surface and a front surface of a display device. The liquid crystal cell includes translucent electrodes 212a and 212b and translucent electrodes 214a and 214b orthogonal thereto. The drive circuit selectively applies a voltage between the translucent electrodes 212a and 212b and between the translucent electrodes 214a and 214b, and generates an electric field between adjacent electrodes in the electrode group to which the voltage is applied. And using the birefringence of the liquid crystal, the display state is a first state that provides the first viewing angle range, and a second state that is within the first viewing angle range and is narrower than the first viewing angle range. Switchable between a second state providing a range of viewing angles.
[Selection] Figure 5

Description

Translated fromJapanese

本発明は、ディスプレイの視野角を広視野角と狭視野角との間で切替えられる視野角制御装置と、それを用いたディスプレイに関するものである。  The present invention relates to a viewing angle control device capable of switching a viewing angle of a display between a wide viewing angle and a narrow viewing angle, and a display using the viewing angle control device.

ディスプレイは、一般的には、どの視角から見ても鮮明な画像を見ることができるように、可能な限り広い視野角を有することが求められている。特に、最近広く普及している液晶ディスプレイは、液晶そのものが視角依存性を有することから、広視野角化に関して様々な技術開発がなされてきた。しかしながら、使用環境によっては、使用者本人にしか表示内容が視認できないよう、視野角が狭い方が好都合であることもある。特に、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯型情報端末（ＰＤＡ）、または携帯電話等は、電車や飛行機内など、不特定多数の人間が存在し得る場所で使用される可能性も高い。そのような使用環境においては、機密保持やプライバシー保護等の観点から、近傍の他人から表示内容を覗かれたくないので、ディスプレイの視野角が狭いことが望ましい。このように、近年、１台のディスプレイの視野角を、使用状況に応じて広視野角と狭視野角との間で切替えたいという要求が高まっている。なお、この要求は、液晶ディスプレイに限らず、任意のディスプレイに対して共通の課題である。  A display is generally required to have a viewing angle as wide as possible so that a clear image can be seen from any viewing angle. In particular, liquid crystal displays that have been widely used recently have been developed with respect to wide viewing angles because the liquid crystal itself has a viewing angle dependency. However, depending on the usage environment, it may be more convenient for the viewing angle to be narrow so that only the user himself can view the display content. In particular, notebook personal computers, personal digital assistants (PDAs), mobile phones, and the like are highly likely to be used in places where an unspecified number of people can exist, such as in trains and airplanes. In such a use environment, it is desirable that the viewing angle of the display is narrow because it is not desirable to look into the display content from other people in the vicinity from the viewpoint of maintaining confidentiality and protecting privacy. Thus, in recent years, there is an increasing demand for switching the viewing angle of a single display between a wide viewing angle and a narrow viewing angle depending on the usage situation. This requirement is not limited to a liquid crystal display, but is a common problem for any display.

このような要求に対して、画像を表示する表示装置に加えて位相差制御用装置を備え、位相差制御用装置に印加する電圧を制御することによって視野角特性を変化させようとする技術が提案されている（例えば、下記の特許文献１）。この特許文献１では、位相差制御用液晶表示装置で用いる液晶モードとして、カイラルネマティック液晶、ホモジニアス液晶、ランダム配向のネマティック液晶などが例示されている。  In response to such demands, there is a technology that includes a phase difference control device in addition to a display device that displays an image, and changes the viewing angle characteristics by controlling the voltage applied to the phase difference control device. It has been proposed (for example,Patent Document 1 below).Patent Document 1 exemplifies chiral nematic liquid crystal, homogeneous liquid crystal, random alignment nematic liquid crystal, and the like as a liquid crystal mode used in a liquid crystal display device for phase difference control.

また、表示用液晶パネル上部に、視野角制御用液晶パネルを設け、これらのパネルを２枚の偏光板で挟持し、視野角制御用液晶パネルへの印加電圧を調整することによって、視野角制御を行う構成も従来開示されている（例えば、特許文献２，３）。特許文献２では、視野角制御用液晶パネルの液晶モードはツイストネマティック方式である。特許文献３には、平行な透過軸を有する２枚の偏光板の間に視野角制御用液晶パネルを備えた構成が開示されている。
特許第３３２２１９７号公報特開平１０−２６８２５１号公報特開２００５−３１６４７０号公報In addition, a viewing angle control liquid crystal panel is provided above the display liquid crystal panel, and these panels are sandwiched between two polarizing plates, and the applied voltage to the viewing angle control liquid crystal panel is adjusted to control the viewing angle. The structure which performs this is also disclosed conventionally (for example,Patent Documents 2 and 3). InPatent Document 2, the liquid crystal mode of the viewing angle control liquid crystal panel is a twisted nematic system.Patent Document 3 discloses a configuration in which a viewing angle control liquid crystal panel is provided between two polarizing plates having parallel transmission axes.
Japanese Patent No. 3322197 Japanese Patent Laid-Open No. 10-268251 JP 2005-316470 A

上記特許文献１では、位相差制御用液晶素子を用いることによって広視野角と狭視野角との切替えが可能であると述べられているが、その効果は十分とは言えない。例えば特許文献１の図４には、コントラスト比が１０：１の等コントラスト曲線が示されており、狭視野角では、確かに広視野角方向のコントラストが低下している。しかしながら、この程度の変化では、隣にいる人から表示が十分に視認されてしまう。一般に、コントラスト比が２：１まで低下しても、十分に表示を視認できるからである。  InPatent Document 1 described above, it is possible to switch between a wide viewing angle and a narrow viewing angle by using a liquid crystal element for phase difference control, but the effect is not sufficient. For example, FIG. 4 ofPatent Document 1 shows an iso-contrast curve having a contrast ratio of 10: 1, and the contrast in the wide viewing angle direction is certainly lowered at a narrow viewing angle. However, with such a change, the display is sufficiently visually recognized by the person next to it. In general, even if the contrast ratio is reduced to 2: 1, the display can be sufficiently visually recognized.

また、特許文献２の技術も、視野角制御用液晶パネルへの印加電圧を変化させてコントラストを調整することによって、広視野角と狭視野角との切替えを行うものであり、その効果は十分とは言えない。  The technique ofPatent Document 2 also switches between a wide viewing angle and a narrow viewing angle by adjusting the contrast by changing the voltage applied to the viewing angle control liquid crystal panel, and the effect is sufficient. It can not be said.

すなわち、特許文献１，２のいずれの技術も、広視野角方向のコントラストを低下させることによって、広視野角と狭視野角との切替えを行う手法を採用しているが、このような手法では、狭視野角時に広視野角方向の遮蔽が十分ではなく、他人から画像が見られてしまう可能性があるという問題がある。  That is, both techniques ofPatent Documents 1 and 2 employ a method of switching between a wide viewing angle and a narrow viewing angle by reducing the contrast in the wide viewing angle direction. However, there is a problem that when the viewing angle is narrow, the shielding in the wide viewing angle direction is not sufficient, and an image may be seen from others.

そこで、本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、広視野角と狭視野角とを切替えることにより様々な使用環境や用途に適応可能なディスプレイと、これに用いられる視野角制御装置とを提供することを目的としている。  Therefore, the present invention has been made to solve the above-described problem, and a display that can be adapted to various usage environments and applications by switching between a wide viewing angle and a narrow viewing angle, and to be used in the display. An object of the present invention is to provide a viewing angle control device.

上記の目的を達成するために、本発明にかかるディスプレイは、表示すべき画像に応じて駆動される表示装置と、前記表示装置の背面および前面の少なくとも一方に配置され、前記表示装置の視野角を制御する視野角制御装置とを備えたディスプレイであって、前記視野角制御装置は、一対の透光性基板間に液晶分子をホモジニアス配向またはスプレイ配向させた液晶層を有する液晶セルと、前記液晶層へ電圧を印加する駆動回路とを備え、前記液晶セルは、前記一対の透光性基板の一方である第１の透光性基板に、第１の透光性電極群を備えると共に、前記第１の透光性基板または前記一対の透光性基板の他方である第２の透光性基板に、前記第１の透光性電極群における電極の延伸方向に略直交するように設けられた第２の透光性電極群を備え、前記駆動回路は、前記第１の透光性電極群および第２の透光性電極群に接続され、前記液晶セルは、当該ディスプレイ内で、２枚の偏光板の間に配置され、前記駆動回路が、前記第１の透光性電極群および第２の透光性電極群のいずれかに選択的に電圧を印加し、電圧が印加された電極群において隣接する電極間に電界を発生させることにより、表示状態を、第１の視野角範囲を提供する第１の状態と、第１の視野角範囲内にあり第１の視野角範囲よりも狭い第２の視野角範囲を提供する第２の状態との間で切替え可能とすることを特徴とする。  In order to achieve the above object, a display according to the present invention is disposed on a display device driven according to an image to be displayed and at least one of a back surface and a front surface of the display device, and a viewing angle of the display device. A liquid crystal cell having a liquid crystal layer in which liquid crystal molecules are homogeneously or splay aligned between a pair of translucent substrates; A driving circuit that applies a voltage to the liquid crystal layer, and the liquid crystal cell includes a first translucent electrode group on a first translucent substrate that is one of the pair of translucent substrates, Provided on the second translucent substrate, which is the other of the first translucent substrate or the pair of translucent substrates, so as to be substantially orthogonal to the extending direction of the electrodes in the first translucent electrode group. Second translucent electrode group The drive circuit is connected to the first light transmissive electrode group and the second light transmissive electrode group, and the liquid crystal cell is disposed between two polarizing plates in the display, and the drive The circuit selectively applies a voltage to one of the first light-transmissive electrode group and the second light-transmissive electrode group, and generates an electric field between adjacent electrodes in the electrode group to which the voltage is applied. Thus, the display state is a first state that provides the first viewing angle range, and a second viewing angle range that is within the first viewing angle range and is narrower than the first viewing angle range. It is possible to switch between two states.

上記の構成では、視野角制御装置が、ホモジニアス配向またはスプレイ配向させた液晶層を有する液晶セルは、前記一対の透光性基板の一方である第１の透光性基板にストライプ状の第１の透光性電極群を備えると共に、前記第１の透光性基板または前記一対の透光性基板の他方である第２の透光性基板に、前記第１の透光性電極群における電極の延伸方向に略直交するように設けられた第２の透光性電極群を備えている。そして、駆動回路が、前記第１の透光性電極群および第２の透光性電極群のいずれかに選択的に電圧を印加し、電圧が印加された電極群において隣接する電極間に電界を発生させることにより、視野角制御装置の液晶層の液晶分子の配列状態を変化させる。このとき、液晶分子は、電圧が印加された電極群において隣接する電極間に発生する等電位面にダイレクタを揃えるように回転する。  In the above configuration, the liquid crystal cell having the liquid crystal layer in which the viewing angle control device is homogeneously or splay-aligned has a stripe-shaped first on the first translucent substrate that is one of the pair of translucent substrates. And a second translucent substrate which is the other of the first translucent substrate or the pair of translucent substrates, and an electrode in the first translucent electrode group. The second translucent electrode group is provided so as to be substantially orthogonal to the extending direction. The drive circuit selectively applies a voltage to either the first light transmissive electrode group or the second light transmissive electrode group, and an electric field is applied between adjacent electrodes in the electrode group to which the voltage is applied. By changing the alignment state of the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer of the viewing angle control device. At this time, the liquid crystal molecules rotate so as to align the directors on equipotential surfaces generated between adjacent electrodes in the electrode group to which a voltage is applied.

このように、視野角制御装置の液晶分子の向きを切り替えることにより、液晶の複屈折性を利用して、正面方向と斜め方向とのそれぞれに対して、観察者側に配置された偏光板を透過する光の量を互いに異ならせることができる。これにより、上記の構成にかかるディスプレイでは、その表示状態を、第１の視野角範囲を提供する第１の状態（広視野角）と、第１の視野角範囲内にあり第１の視野角範囲よりも狭い第２の視野角範囲を提供する第２の状態（狭視野角）との間で切替え可能となる。なお、「広視野角」と「狭視野角」とは、特定の絶対的な角度範囲を意味するのではなく、相対的に広い視野角と、相対的に狭い視野角とを意味する。また、上記の構成では、液晶分子をホモジニアス配向またはスプレイ配向させた液晶セルを用いることにより、限られた視野角のみ表示を視認できる狭視野角状態が実現可能である。これにより、上記従来の視野角制御技術のように広視野角側の表示のコントラストを低下させるのではなく、光の透過および遮蔽の切替えによって視野角制御を行うことができる。この結果、様々な使用環境や用途に適応可能なディスプレイを提供することができる。  In this way, by switching the orientation of the liquid crystal molecules of the viewing angle control device, the polarizing plate disposed on the observer side is used for each of the front direction and the oblique direction by utilizing the birefringence of the liquid crystal. The amount of transmitted light can be made different from each other. Thereby, in the display according to the above configuration, the display state is within the first viewing angle range and the first viewing angle range providing the first viewing angle range and the first viewing angle range. It is possible to switch between a second state (narrow viewing angle) that provides a second viewing angle range that is narrower than the range. “Wide viewing angle” and “narrow viewing angle” do not mean a specific absolute angle range, but rather a relatively wide viewing angle and a relatively narrow viewing angle. Further, in the above configuration, by using a liquid crystal cell in which liquid crystal molecules are homogeneously or splay-aligned, it is possible to realize a narrow viewing angle state in which display can be visually recognized only in a limited viewing angle. This makes it possible to control the viewing angle by switching between transmission and shielding of light, rather than reducing the contrast of display on the wide viewing angle side as in the conventional viewing angle control technique. As a result, it is possible to provide a display that can be adapted to various usage environments and applications.

本発明にかかるディスプレイにおいて、前記第１の透光性電極群および第２の透光性電極群のそれぞれが、互いに対向して配置される櫛歯状電極を含むことが好ましい。  In the display according to the present invention, it is preferable that each of the first translucent electrode group and the second translucent electrode group includes comb-shaped electrodes disposed to face each other.

本発明にかかるディスプレイにおいて、前記２枚の偏光板が、その偏光吸収軸が−１０°〜１０°の範囲で交差するよう配置され、前記液晶セルの正面方向のリタデーションがλ／４であることが好ましい。あるいは、前記２枚の偏光板が、その偏光吸収軸が８０°〜１００°の範囲で交差するよう配置され、前記液晶セルの正面方向のリタデーションがλ／４であることも好ましい。  In the display according to the present invention, the two polarizing plates are arranged so that their polarization absorption axes intersect within a range of −10 ° to 10 °, and the retardation in the front direction of the liquid crystal cell is λ / 4. Is preferred. Alternatively, it is also preferable that the two polarizing plates are arranged so that their polarization absorption axes intersect within a range of 80 ° to 100 °, and the retardation in the front direction of the liquid crystal cell is λ / 4.

本発明にかかるディスプレイにおいて、前記視野角制御装置が、前記一対の透光性基板の一方と前記液晶セルとの間に、少なくとも１枚の位相差板をさらに備えた構成であることが好ましい。  In the display according to the present invention, it is preferable that the viewing angle control device further includes at least one retardation plate between one of the pair of translucent substrates and the liquid crystal cell.

本発明にかかるディスプレイにおいて、前記位相差板が１／２波長位相差板を含み、前記２枚の偏光板が、その偏光吸収軸が−１０°〜１０°の範囲で交差するよう配置され、前記液晶セルの正面方向のリタデーションが、前記第１の状態および第２の状態において、λ／４と３λ／４との間で切り替わることが好ましい。あるいは、前記位相差板が１／２波長位相差板を含み、前記２枚の偏光板が、その偏光吸収軸が８０°〜１００°の範囲で交差するよう配置され、前記液晶セルの正面方向のリタデーションが、前記第１の状態および第２の状態において、λ／４と３λ／４との間で切り替わる構成も好ましい。また、これらの場合に、前記１／２波長位相差板の光軸と前記偏光板の偏光吸収軸とが、略４５°または略１３５°をなすように、前記１／２波長位相差板と前記偏光板とが配置されていることがさらに好ましい。  In the display according to the present invention, the retardation plate includes a half-wave retardation plate, and the two polarizing plates are arranged such that their polarization absorption axes intersect within a range of −10 ° to 10 °, The retardation in the front direction of the liquid crystal cell is preferably switched between λ / 4 and 3λ / 4 in the first state and the second state. Alternatively, the retardation plate includes a half-wave retardation plate, and the two polarizing plates are arranged so that their polarization absorption axes intersect within a range of 80 ° to 100 °, and the front direction of the liquid crystal cell A configuration in which the retardation is switched between λ / 4 and 3λ / 4 in the first state and the second state is also preferable. Further, in these cases, the half-wave retardation plate and the half-wave retardation plate so that the optical axis of the half-wave retardation plate and the polarization absorption axis of the polarizing plate form about 45 ° or about 135 °. More preferably, the polarizing plate is disposed.

本発明にかかるディスプレイにおいて、前記位相差板が１／４波長位相差板を含み、前記２枚の偏光板が、その偏光吸収軸が−１０°〜１０°の範囲で交差するよう配置され、前記液晶セルの正面方向のリタデーションがλ／２である構成も好ましい。あるいは、前記位相差板が１／４波長位相差板を含み、前記２枚の偏光板が、その偏光吸収軸が８０°〜１００°の範囲で交差するよう配置され、前記液晶セルの正面方向のリタデーションがλ／２である構成も好ましい。  In the display according to the present invention, the retardation plate includes a quarter-wave retardation plate, and the two polarizing plates are arranged so that their polarization absorption axes intersect within a range of −10 ° to 10 °. A configuration in which the retardation in the front direction of the liquid crystal cell is λ / 2 is also preferable. Alternatively, the retardation plate includes a quarter-wave retardation plate, and the two polarizing plates are arranged such that their polarization absorption axes intersect within a range of 80 ° to 100 °, and the front direction of the liquid crystal cell A configuration in which the retardation of λ / 2 is also preferable.

また、本発明にかかるディスプレイにおいて、前記２枚の偏光板の間に光学補償フィルムをさらに含む構成としても良い。この場合、前記光学補償フィルムの３次元屈折率がｎｘ＝ｎｙ＞ｎｚの関係を満たすことが好ましい。あるいは、前記光学補償フィルムの３次元屈折率がｎｘ＞ｎｙ＞ｎｚの関係を満たすことも好ましい。  The display according to the present invention may further include an optical compensation film between the two polarizing plates. In this case, it is preferable that the three-dimensional refractive index of the optical compensation film satisfies a relationship of nx = ny> nz. Or it is also preferable that the three-dimensional refractive index of the optical compensation film satisfies the relationship of nx> ny> nz.

本発明にかかるディスプレイにおいては、前記液晶セルにおける液晶の配向方向が、前記偏光板の偏光吸収軸と略平行であっても良いし、前記液晶セルにおける液晶の配向方向が、前記偏光板の偏光吸収軸と略垂直であっても良い。また、前記視野角制御装置の液晶層が、ポジ型のネマティック液晶を含んでも良いし、前記視野角制御装置の液晶層が、ネガ型のネマティック液晶を含んでも良い。  In the display according to the present invention, the alignment direction of the liquid crystal in the liquid crystal cell may be substantially parallel to the polarization absorption axis of the polarizing plate, and the alignment direction of the liquid crystal in the liquid crystal cell is the polarization of the polarizing plate. It may be substantially perpendicular to the absorption axis. Further, the liquid crystal layer of the viewing angle control device may include a positive type nematic liquid crystal, or the liquid crystal layer of the viewing angle control device may include a negative type nematic liquid crystal.

本発明にかかるディスプレイにおいて、前記表示装置が、直線偏光を出射する表示装置であって、前記２枚の偏光板のうち１枚が、前記表示装置に設けられた偏光板であることが好ましい。例えば、前記表示装置が透過型液晶表示装置であり、バックライトをさらに備えた構成とすれば良い。この場合、前記視野角制御装置が、前記バックライトと前記透過型液晶表示装置との間に配置された構成としても良いし、前記視野角制御装置が、前記透過型液晶表示装置の前面に配置された構成としても良い。また、前記バックライトが、法線方向に指向性を有する指向性バックライトであることが好ましい。  In the display according to the present invention, it is preferable that the display device is a display device that emits linearly polarized light, and one of the two polarizing plates is a polarizing plate provided in the display device. For example, the display device may be a transmissive liquid crystal display device and may further include a backlight. In this case, the viewing angle control device may be arranged between the backlight and the transmissive liquid crystal display device, or the viewing angle control device is arranged in front of the transmissive liquid crystal display device. It is good also as the structure made. Moreover, it is preferable that the said backlight is a directional backlight which has directivity in a normal line direction.

あるいは、本発明にかかるディスプレイにおいて、前記表示装置が、反射型液晶表示装置または半透過型液晶表示装置であることも好ましい。  Alternatively, in the display according to the present invention, it is also preferable that the display device is a reflective liquid crystal display device or a transflective liquid crystal display device.

あるいは、本発明にかかるディスプレイにおいて、前記表示装置が、自発光型表示装置であって、前記２枚の偏光板のうち１枚は、前記自発光型表示装置と前記視野角制御装置との間に設けられている構成も好ましい。  Alternatively, in the display according to the present invention, the display device is a self-luminous display device, and one of the two polarizing plates is between the self-luminous display device and the viewing angle control device. The structure provided in is also preferable.

また、上記の目的を達成するために、本発明にかかる第１の視野角制御装置は、表示すべき画像に応じて駆動され直線偏光を出射する表示装置の背面および前面の少なくとも一方に配置され、前記表示装置の視野角を制御するために用いられる視野角制御装置であって、一対の透光性基板間に液晶分子をホモジニアス配向またはスプレイ配向させた液晶層を有する液晶セルと、前記液晶層へ電圧を印加する駆動回路と、前記液晶セルに対して前記表示装置の反対側に配置された直線偏光板とを備え、前記液晶セルは、前記一対の透光性基板の一方である第１の透光性基板に、第１の透光性電極群を備えると共に、前記第１の透光性基板または前記一対の透光性基板の他方である第２の透光性基板に、前記第１の透光性電極群における電極の延伸方向に略直交するように設けられた第２の透光性電極群を備え、前記駆動回路は、前記第１の透光性電極群および第２の透光性電極群に接続され、前記第１の透光性電極群および第２の透光性電極群のいずれかに選択的に電圧を印加し、電圧が印加された電極群において隣接する電極間に電界を発生させることにより、光の出射範囲を、第１の視野角範囲を提供する第１の状態と、第１の視野角範囲内にあり第１の視野角範囲よりも狭い第２の視野角範囲を提供する第２の状態との間で切替え可能とすることを特徴とする。  In order to achieve the above object, the first viewing angle control device according to the present invention is disposed on at least one of the back surface and the front surface of the display device that is driven according to an image to be displayed and emits linearly polarized light. A viewing angle control device used for controlling a viewing angle of the display device, the liquid crystal cell having a liquid crystal layer in which liquid crystal molecules are homogeneously or splay aligned between a pair of translucent substrates, and the liquid crystal A driving circuit for applying a voltage to the layer; and a linearly polarizing plate disposed on the opposite side of the display device with respect to the liquid crystal cell, wherein the liquid crystal cell is one of the pair of translucent substrates. The first translucent substrate is provided with the first translucent electrode group, and the second translucent substrate which is the other of the first translucent substrate or the pair of translucent substrates, Electrode extension in the first translucent electrode group A second translucent electrode group provided so as to be substantially orthogonal to the direction, and the drive circuit is connected to the first translucent electrode group and the second translucent electrode group, and By selectively applying a voltage to one of the translucent electrode group and the second translucent electrode group and generating an electric field between adjacent electrodes in the electrode group to which the voltage is applied, A first state that provides a first viewing angle range and a second state that provides a second viewing angle range that is within the first viewing angle range and is narrower than the first viewing angle range. It is possible to switch between the two.

上記の目的を達成するために、本発明にかかる第２の視野角制御装置は、表示すべき画像に応じて駆動される自発光型表示装置の前面に配置され、前記自発光型表示装置の視野角を制御するために用いられる視野角制御装置であって、一対の透光性基板間に液晶分子をホモジニアス配向またはスプレイ配向させた液晶層を有する液晶セルと、前記液晶層へ電圧を印加する駆動回路と、前記一対の透光性基板の外側に設けられた一対の偏光板とを備え、前記液晶セルは、前記一対の透光性基板の一方である第１の透光性基板に、第１の透光性電極群を備えると共に、前記第１の透光性基板または前記一対の透光性基板の他方である第２の透光性基板に、前記第１の透光性電極群における電極の延伸方向に略直交するように設けられた第２の透光性電極群を備え、前記駆動回路は、前記第１の透光性電極群および第２の透光性電極群に接続され、前記第１の透光性電極群および第２の透光性電極群のいずれかに選択的に電圧を印加し、電圧が印加された電極群において隣接する電極間に電界を発生させることにより、光の出射範囲を、第１の視野角範囲を提供する第１の状態と、第１の視野角範囲内にあり第１の視野角範囲よりも狭い第２の視野角範囲を提供する第２の状態との間で切替え可能とすることを特徴とする。  In order to achieve the above object, a second viewing angle control device according to the present invention is disposed in front of a self-luminous display device driven according to an image to be displayed. A viewing angle control device used for controlling a viewing angle, which includes a liquid crystal cell having a liquid crystal layer in which liquid crystal molecules are homogeneously or splay aligned between a pair of translucent substrates, and applying a voltage to the liquid crystal layer And a pair of polarizing plates provided outside the pair of translucent substrates, and the liquid crystal cell is disposed on a first translucent substrate that is one of the pair of translucent substrates. The first translucent electrode is provided on a second translucent substrate that is the other of the first translucent substrate or the pair of translucent substrates, and includes the first translucent electrode group. Second light transmission provided so as to be substantially orthogonal to the extending direction of the electrodes in the group An electrode group, and the drive circuit is connected to the first light transmissive electrode group and the second light transmissive electrode group, and the first light transmissive electrode group and the second light transmissive electrode group. A voltage is selectively applied to any one of the electrodes, and an electric field is generated between adjacent electrodes in the electrode group to which the voltage is applied, thereby providing a light emission range and a first viewing angle range. It is possible to switch between a state and a second state that provides a second viewing angle range that is within the first viewing angle range and is narrower than the first viewing angle range.

以上のとおり、本発明によれば、表示状態を広視野角と狭視野角との間で切替えることにより様々な使用環境や用途に適応可能なディスプレイと、これに用いられる視野角制御装置とを提供できる。  As described above, according to the present invention, a display that can be adapted to various usage environments and applications by switching the display state between a wide viewing angle and a narrow viewing angle, and a viewing angle control device used therefor are provided. Can be provided.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。ただし、以下で参照する各図は、説明の便宜上、本発明の実施形態の構成部材のうち、本発明を説明するために必要な主要部材のみを簡略化して示したものである。従って、本発明にかかるディスプレイは、本明細書が参照する各図に示されていない任意の構成部材を備え得る。また、各図中の部材の寸法は、実際の構成部材の寸法および各部材の寸法比率等を忠実に表したものではない。  Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, in the drawings referred to below, for convenience of explanation, among the constituent members of the embodiment of the present invention, only the main members necessary for explaining the present invention are shown in a simplified manner. Therefore, the display according to the present invention may include arbitrary components not shown in the drawings referred to in this specification. Moreover, the dimension of the member in each figure does not represent the dimension of an actual structural member, the dimension ratio of each member, etc. faithfully.

図１は、本発明の一実施形態にかかる液晶ディスプレイ１００の概略構成を示す断面図である。図１に示すように、液晶ディスプレイ１００は、画像を表示する表示用液晶パネル１（表示装置）と視野角制御用液晶パネル２（視野角制御装置）との２枚の液晶パネルを備えている。本実施形態における表示用液晶パネル１は透過型であり、光源としてバックライト３が用いられる。視野角制御用液晶パネル２は、バックライト３と表示用液晶パネル１との間に設けられている。液晶ディスプレイ１００は、視野角制御用液晶パネル２における液晶をスイッチング動作させることにより、表示用液晶パネル１の画像が視認できる視野角が広い状態（広視野角）と、視野角が狭い状態（狭視野角）との間で、表示状態を切替えることができる。狭視野角は、他人に表示用液晶パネル１の画像を見られたくない場合に特に好適に用いられ、広視野角は、それ以外の通常の使用時や、表示用液晶パネル１の画像を複数人で同時に見たい場合等に好適に用いられる。  FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of aliquid crystal display 100 according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, theliquid crystal display 100 includes two liquid crystal panels, a display liquid crystal panel 1 (display device) for displaying an image and a viewing angle control liquid crystal panel 2 (viewing angle control device). . The displayliquid crystal panel 1 in this embodiment is a transmissive type, and abacklight 3 is used as a light source. The viewing angle controlliquid crystal panel 2 is provided between thebacklight 3 and the displayliquid crystal panel 1. Theliquid crystal display 100 performs a switching operation of the liquid crystal in the viewing angle controlliquid crystal panel 2 so that the image on the displayliquid crystal panel 1 can be viewed with a wide viewing angle (wide viewing angle) and a narrow viewing angle (narrow). Display angle). The narrow viewing angle is particularly preferably used when it is not desired for others to view the image on the displayliquid crystal panel 1, and the wide viewing angle is used for other normal use or a plurality of images on the displayliquid crystal panel 1. It is preferably used when a person wants to watch at the same time.

表示用液晶パネル１は、一対の透光性基板間に液晶を挟持した液晶セル１１と、液晶セル１１の表裏に設けられた偏光板１２，１３とを有する。液晶セル１１の液晶モードやセル構造は任意である。また、表示用液晶パネル１の駆動モードも任意である。すなわち、表示用液晶パネル１としては、文字や画像あるいは動画を表示できる任意の液晶パネルを用いることができる。従って、図１においては表示用液晶パネル１の詳細な構造を図示せず、その説明も省略する。また、表示用液晶パネル１は、カラー表示可能なパネルであっても良いし、モノクロ表示専用のパネルであっても良い。さらに、バックライト３の構成にも何ら限定がなく、公知の任意のバックライトを用いることができるので、バックライト３の詳細な構造の図示および説明も省略する。  The displayliquid crystal panel 1 includes aliquid crystal cell 11 in which a liquid crystal is sandwiched between a pair of translucent substrates, andpolarizing plates 12 and 13 provided on the front and back of theliquid crystal cell 11. The liquid crystal mode and the cell structure of theliquid crystal cell 11 are arbitrary. Further, the drive mode of the displayliquid crystal panel 1 is also arbitrary. That is, as the displayliquid crystal panel 1, any liquid crystal panel that can display characters, images, or moving images can be used. Therefore, in FIG. 1, the detailed structure of the displayliquid crystal panel 1 is not shown, and the description thereof is also omitted. The displayliquid crystal panel 1 may be a panel capable of color display or a panel dedicated to monochrome display. Further, the configuration of thebacklight 3 is not limited at all, and any known backlight can be used. Therefore, illustration and description of the detailed structure of thebacklight 3 are also omitted.

視野角制御用液晶パネル２は、一対の透光性基板間に液晶層を挟持した液晶セル２１と、液晶セル２１に対してバックライト３側に設けられた偏光板２２と、液晶セル２１と偏光板２２との間に配置された１／２波長位相差板２３とを備えている。  The viewing angle controlliquid crystal panel 2 includes aliquid crystal cell 21 having a liquid crystal layer sandwiched between a pair of translucent substrates, apolarizing plate 22 provided on thebacklight 3 side with respect to theliquid crystal cell 21, aliquid crystal cell 21, A half-wave retardation plate 23 disposed between thepolarizing plate 22 and thepolarizing plate 22 is provided.

ここで、視野角制御用液晶パネル２の液晶セル２１の構造について、図２および図３を参照しながら説明する。図２は、液晶セル２１の概略構造を示す断面模式図である。図３は、液晶セル２１が備える透光性電極の構造を示す模式図である。  Here, the structure of theliquid crystal cell 21 of the viewing angle controlliquid crystal panel 2 will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a schematic structure of theliquid crystal cell 21. FIG. 3 is a schematic diagram showing the structure of the translucent electrode provided in theliquid crystal cell 21.

図２に示すように、液晶セル２１は、透光性基板２１１ａ，２１１ｂを備えている。透光性基板２１１ａの表面には、配向膜２１５ａが形成されている。一方、透光性基板２１１ｂの表面には、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）を材料として、図３に示すように、互いに対向する櫛歯状の透光性電極２１２ａ，２１２ｂが形成されている。なお、図２は、１本の透光性電極２１２ａ上を、その延伸方向に沿って切断した断面を示しているので、図２には透光性電極２１２ｂが表れていない。透光性電極２１２の上層には、絶縁膜２１３を介して、透光性電極２１２ａ，２１２ｂに直交する方向に延伸する透光性電極２１４ａ，２１４ｂが形成されている。透光性電極２１４ａ，２１４ｂも、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）を材料として用い、互いに対向する櫛歯状に形成されている。  As shown in FIG. 2, theliquid crystal cell 21 includestranslucent substrates 211a and 211b. Analignment film 215a is formed on the surface of thetranslucent substrate 211a. On the other hand, comb-shapedtranslucent electrodes 212a and 212b facing each other are formed on the surface of thetranslucent substrate 211b, for example, using ITO (Indium Tin Oxide) as a material, as shown in FIG. 2 shows a cross section of the singletranslucent electrode 212a cut along the extending direction thereof, thetranslucent electrode 212b does not appear in FIG.Translucent electrodes 214a and 214b extending in a direction orthogonal to thetranslucent electrodes 212a and 212b are formed on the upper layer of thetranslucent electrode 212 with an insulatingfilm 213 interposed therebetween. Thetranslucent electrodes 214a and 214b are also formed, for example, in comb-like shapes using ITO (Indium Tin Oxide) as a material and facing each other.

図３に示すように、透光性電極２１２ａおよび透光性電極２１４ａは所定電圧を供給する配線に接続されており、透光性電極２１２ｂ，２１４ｂは駆動回路２１７にスイッチを介して接続されている。すなわち、駆動回路２１７は、透光性電極２１２ｂと透光性電極２１４ｂとのいずれか一方に選択的に電圧を印加するようになっている。これにより、透光性電極２１２ｂへ駆動回路２１７から電圧が印加された場合は、櫛歯状に形成されている透光性電極２１２ａと透光性電極２１２ｂとの間に、これらの電極の延伸方向にほぼ垂直な電界が生じる。また、透光性電極２１４ｂへ駆動回路２１７から電圧が印加された場合は、櫛歯状に形成されている透光性電極２１４ａと透光性電極２１４ｂとの間に、これらの電極の延伸方向にほぼ垂直な電界が生じる。  As shown in FIG. 3, thetranslucent electrode 212a and thetranslucent electrode 214a are connected to a wiring for supplying a predetermined voltage, and thetranslucent electrodes 212b and 214b are connected to thedrive circuit 217 via a switch. Yes. That is, thedrive circuit 217 selectively applies a voltage to one of thetranslucent electrode 212b and thetranslucent electrode 214b. Accordingly, when a voltage is applied from thedrive circuit 217 to thetranslucent electrode 212b, the extension of these electrodes is performed between thetranslucent electrode 212a and thetranslucent electrode 212b formed in a comb shape. An electric field substantially perpendicular to the direction is generated. Further, when a voltage is applied to thetranslucent electrode 214b from thedrive circuit 217, the extending direction of these electrodes is formed between thetranslucent electrode 214a and thetranslucent electrode 214b formed in a comb shape. An electric field that is substantially perpendicular to is generated.

透光性電極２１４ａ，２１４ｂの上層は、配向膜２１５ｂで覆われている。そして、透光性基板２１１ａ，２１１ｂは所定の間隔を保ってシール材（図示せず）を介して貼り合わされ、配向膜２１５ａ，２１５ｂと前記シール材によって形成された空隙に液晶材料が注入されることにより、液晶層２１６が形成されている。液晶層２１６の液晶材料としては、本実施形態においてはポジ型のネマティック液晶を用いるが、ネガ型のネマティック液晶であっても良い。  The upper layers of thetranslucent electrodes 214a and 214b are covered with analignment film 215b. Thetranslucent substrates 211a and 211b are bonded to each other through a sealing material (not shown) at a predetermined interval, and a liquid crystal material is injected into the gap formed by thealignment films 215a and 215b and the sealing material. Thus, aliquid crystal layer 216 is formed. As the liquid crystal material of theliquid crystal layer 216, positive type nematic liquid crystal is used in the present embodiment, but negative type nematic liquid crystal may be used.

図４は、偏光板２２の偏光吸収軸Ｘ₂₂、１／２波長位相差板２３の光軸（遅相軸）Ｘ₂₃、液晶セル２１の配向膜２１５ａ，２１５ｂにおける配向軸Ｒ_a，Ｒ_b、および、偏光板１３の偏光吸収軸Ｘ₁₃の関係を示す模式図である。図４に示すように、偏光板２２の偏光吸収軸Ｘ₂₂と、偏光板１３の偏光吸収軸Ｘ₁₃とは、互いに平行に設定されている。なお、偏光吸収軸Ｘ₂₂と偏光吸収軸Ｘ₁₃とは、完全に平行でなくても良く、それらのなす角が−１０°〜１０°の範囲内であれば、視野角切替えの十分な効果が得られる。１／２波長位相差板２３の光軸Ｘ₂₃は、偏光板２２の偏光吸収軸Ｘ₂₂に対して、ほぼ４５°をなすように配置されている。液晶セル２１の配向膜２１５ａ，２１５ｂにおける配向軸Ｒ_a，Ｒ_bは、偏光板２２の偏光吸収軸Ｘ₂₂にほぼ平行に設定されている。なお、図４の例では、配向軸Ｒ_a，Ｒ_bは、互いに平行かつ逆方向になるよう設定されているが、平行かつ同方向になるよう設定されていても良い。4, the optical axis of the polarizingabsorption axis X_22, 1/2-wave plate 23 of the polarizer 22 (slow axis) X_23, thealignment film 215a of theliquid crystal cell 21, alignment axis R_a in 215b, R_b FIG. 6 is a schematic diagram showing the relationship between the polarization absorption axis X₁₃ of thepolarizing plate 13. As shown in FIG. 4, the polarization absorption axis X₂₂ of the polarizing plate₂₂ and the polarization absorption axis X₁₃ of thepolarizing plate 13 are set parallel to each other. Note that the polarization absorption axis X₂₂ and the polarization absorption axis X₁₃ do not have to be completely parallel, and if the angle formed by them is within a range of −10 ° to 10 °, the effect of switching the viewing angle is sufficient. Is obtained. The optical axis X₂₃ of the ½ wavelengthphase difference plate 23 is arranged so as to form approximately 45 ° with respect to the polarization absorption axis X₂₂ of thepolarizing plate 22. The alignment axes R_a and R_b in thealignment films 215 a and 215_b of theliquid crystal cell 21 are set substantially parallel to the polarization absorption axis X₂₂ of thepolarizing plate 22. In the example of FIG. 4, the orientation axes R_a and R_b are set to be parallel and opposite to each other, but may be set to be parallel and in the same direction.

図５は、液晶セル２１の配向膜２１５ａ，２１５ｂにおける配向軸Ｒ_a，Ｒ_bの向きと、液晶層２１６の液晶分子の配向状態（電圧無印加時）とを示す断面模式図である。図５（ａ）に示すように、配向軸Ｒ_a，Ｒ_bが互いに平行かつ逆方向になるように、配向膜２１５ａ，２１５ｂに配向処理がなされている場合は、液晶層２１６の液晶分子２１６ｍは、ホモジニアス配向をなす。一方、図５（ｂ）に示すように、配向軸Ｒ_a，Ｒ_bが互いに平行かつ同方向になるように、配向膜２１５ａ，２１５ｂに配向処理がなされている場合は、液晶層２１６の液晶分子２１６ｍは、スプレイ配向をなす。なお、図５（ａ）および（ｂ）においては、説明を分かりやすくするために、プレチルト角の大きさが実際よりも誇張して示されている。本実施形態にかかる視野角制御用液晶パネル２では、図５（ａ）および（ｂ）にそれぞれ示すホモジニアス配向およびスプレイ配向のいずれであっても、ほぼ同様の効果が得られる。FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing the orientation of alignment axes R_a and R_b in thealignment films 215a and 215b of theliquid crystal cell 21 and the alignment state of liquid crystal molecules in the liquid crystal layer 216 (when no voltage is applied). As shown in FIG. 5A, when thealignment films 215a and 215b are aligned so that the alignment axes R_a and R_b are parallel and opposite to each other, theliquid crystal molecules 216m of theliquid crystal layer 216 are used. Forms a homogeneous orientation. On the other hand, as shown in FIG. 5B, when thealignment films 215a and 215b are aligned so that the alignment axes R_a and R_b are parallel and in the same direction, the liquid crystal of theliquid crystal layer 216 Themolecules 216m have a splay orientation. 5A and 5B, the size of the pretilt angle is exaggerated from the actual size for easy understanding. In the viewing angle controlliquid crystal panel 2 according to the present embodiment, substantially the same effect can be obtained regardless of the homogeneous orientation and the splay orientation shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b), respectively.

ここで、図６（ａ）〜（ｃ）を参照し、印加電圧に応じた液晶分子２１６ｍのふるまいについて説明する。図６（ａ）は、液晶セル２１に対して電圧が印加されていないとき、図６（ｂ）は、液晶セル２１の透光性電極２１２ａ，２１２ｂ間に駆動回路２１７より所定の電圧が印加されたとき、図６（ｃ）は、液晶セル２１の透光性電極２１４ａ，２１４ｂ間に所定の電圧が印加されたときの、液晶分子２１６ｍの状態をそれぞれ示す模式図である。なお、本実施形態では、前述したように、液晶層２１６はポジ型のネマティック液晶、すなわち、液晶分子の長軸方向の誘電率が短軸方向の誘電率よりも大きい液晶であるものとする。  Here, the behavior of theliquid crystal molecules 216m in accordance with the applied voltage will be described with reference to FIGS. 6A shows a case where no voltage is applied to theliquid crystal cell 21, and FIG. 6B shows a case where a predetermined voltage is applied from thedrive circuit 217 between thetranslucent electrodes 212a and 212b of theliquid crystal cell 21. 6C is a schematic diagram showing the state of theliquid crystal molecules 216m when a predetermined voltage is applied between thetranslucent electrodes 214a and 214b of theliquid crystal cell 21, respectively. In the present embodiment, as described above, theliquid crystal layer 216 is a positive nematic liquid crystal, that is, a liquid crystal in which the dielectric constant in the major axis direction of the liquid crystal molecules is larger than the dielectric constant in the minor axis direction.

液晶セル２１に対して電圧が印加されていないとき、図６（ａ）に示すように、液晶セル２１の液晶分子２１６ｍは、その分子長軸が、配向軸Ｒ_a，Ｒ_bに平行になるよう配向している。一方、駆動回路２１７が、透光性電極２１２ａ，２１２ｂ間に所定の電圧を印加したときは、図６（ｂ）に示すように、液晶分子２１６ｍは、透光性電極２１２ａ，２１２ｂ間に形成される電界の方向に分子長軸の向きを揃えるように配向する。言い換えると、透光性電極２１２ａ，２１２ｂ間に電圧が印加されると、透光性電極２１２ａ，２１２ｂの延伸方向にほぼ垂直に等電位面が生じる。液晶分子２１６ｍは、この等電位面にダイレクタを一致させるように配向する。また、駆動回路２１７が、透光性電極２１４ａ，２１４ｂ間に所定の電圧を印加したときは、図６（ｃ）に示すように、液晶分子２１６ｍは、透光性電極２１４ａ，２１４ｂ間に形成される電界の方向に分子長軸の向きを揃えるように配向する。When no voltage is applied to theliquid crystal cell 21, as shown in FIG. 6A, theliquid crystal molecules 216m of theliquid crystal cell 21 have their molecular long axes parallel to the alignment axes_Ra and_Rb. Oriented as follows. On the other hand, when the drivingcircuit 217 applies a predetermined voltage between thetranslucent electrodes 212a and 212b, theliquid crystal molecules 216m are formed between thetranslucent electrodes 212a and 212b as shown in FIG. Align so that the direction of the molecular long axis is aligned with the direction of the electric field. In other words, when a voltage is applied between thetranslucent electrodes 212a and 212b, an equipotential surface is generated substantially perpendicular to the extending direction of thetranslucent electrodes 212a and 212b. Theliquid crystal molecules 216m are aligned so that the director coincides with the equipotential surface. When the drivingcircuit 217 applies a predetermined voltage between thetranslucent electrodes 214a and 214b, as shown in FIG. 6C, theliquid crystal molecules 216m are formed between thetranslucent electrodes 214a and 214b. Align so that the direction of the molecular long axis is aligned with the direction of the electric field.

以上のように、駆動回路２１７が液晶セル２１の透光性電極２１２ａ，２１２ｂ、および透光性電極２１４ａ，２１４ｂのいずれかへ電圧を選択的に印加することにより、図６（ｂ）および（ｃ）に示すように、液晶分子２１６ｍのダイレクタの向きを、基板に平行な面内でスイッチさせることができる。言い換えると、液晶セル２１は、図６（ｂ）に示すように、透光性電極２１２ａ，２１２ｂ間に所定の電圧を印加したときには、正面方向に透過する光に対して＋λ／４の位相差を生じ、図６（ｃ）に示すように、透光性電極２１４ａ，２１４ｂ間に所定の電圧を印加したときには、正面方向に透過する光に対して−λ／４の位相差を生じる。  As described above, when thedrive circuit 217 selectively applies a voltage to either thetranslucent electrodes 212a and 212b and thetranslucent electrodes 214a and 214b of theliquid crystal cell 21, FIG. As shown in c), the direction of the director of theliquid crystal molecules 216m can be switched in a plane parallel to the substrate. In other words, as shown in FIG. 6B, theliquid crystal cell 21 has a phase difference of + λ / 4 with respect to light transmitted in the front direction when a predetermined voltage is applied between thetranslucent electrodes 212a and 212b. As shown in FIG. 6C, when a predetermined voltage is applied between thetranslucent electrodes 214a and 214b, a phase difference of -λ / 4 is generated with respect to the light transmitted in the front direction.

ここで、上述したように、駆動回路２１７が液晶セル２１の透光性電極２１２ａ，２１２ｂ、または透光性電極２１４ａ，２１４ｂへ電圧を選択的に印加した場合のそれぞれに、視野角制御用液晶パネル２を透過する光に生じる位相差について、図７を参照しながら説明する。図７は、透光性電極２１２ａ，２１２ｂまたは透光性電極２１４ａ，２１４ｂに所定の電圧を印加したときに、視野角制御用液晶パネル２を正面方向または斜め方向に透過する光について、各光学部材で生じる位相差を説明する図である。なお、ここでの「斜め方向」とは、方位角が１／２波長位相差板２３の光軸にほぼ直交する方向であって、極角が所定の角度（例えば４５°）よりも大きい視角方向をいう。なお、極角とは、液晶セル２１の基板法線に対して、観察者の視点と液晶セル２１の表面中央とを結ぶ線とがなす角度である。  Here, as described above, when thedrive circuit 217 selectively applies a voltage to thetranslucent electrodes 212a and 212b or thetranslucent electrodes 214a and 214b of theliquid crystal cell 21, the viewing angle control liquid crystal is used. A phase difference generated in light transmitted through thepanel 2 will be described with reference to FIG. FIG. 7 shows optical signals transmitted through the viewing angle controlliquid crystal panel 2 in a front direction or an oblique direction when a predetermined voltage is applied to thetranslucent electrodes 212a and 212b or thetranslucent electrodes 214a and 214b. It is a figure explaining the phase difference which arises with a member. Here, the “oblique direction” is a direction in which the azimuth angle is substantially perpendicular to the optical axis of the half-wave retardation plate 23 and the polar angle is larger than a predetermined angle (for example, 45 °). The direction. The polar angle is an angle formed by a line connecting the observer's viewpoint and the center of the surface of theliquid crystal cell 21 with respect to the substrate normal of theliquid crystal cell 21.

図７の一番左の欄に示すように、透光性電極２１２ａ，２１２ｂに電圧を印加した場合は、視野角制御用液晶パネル２を正面方向に透過する光は、まず、偏光板２２において偏光吸収軸Ｘ₂₂に略直交する直線偏光成分のみが透過する。そして、偏光板２２を透過した直線偏光成分は、１／２波長位相差板２３に入射して＋λ／２の位相遅れを生じ、次に液晶セル２１へ入射して上述したようにさらに＋λ／４の位相遅れを生じ、合計で４λ／３の位相遅れを持つ円偏光となる。この円偏光が偏光板１３へ入射することにより、偏光板１３の偏光吸収軸Ｘ₁₃に略直交する直線偏光成分のみが透過して観察者に視認されることとなる。As shown in the leftmost column of FIG. 7, when a voltage is applied to thetranslucent electrodes 212 a and 212 b, the light transmitted in the front direction through the viewing angle controlliquid crystal panel 2 is first transmitted through thepolarizing plate 22. only linearly polarized light component which is substantially perpendicular to the polarization absorption axis X₂₂ is transmitted. Then, the linearly polarized light component transmitted through thepolarizing plate 22 enters the half-wave retardation plate 23 to cause a phase delay of + λ / 2, and then enters theliquid crystal cell 21 to further add + λ / as described above. A phase lag of 4 is generated, resulting in circularly polarized light having a total phase lag of 4λ / 3. When this circularly polarized light enters thepolarizing plate 13, only the linearly polarized light component substantially orthogonal to the polarization absorption axis X₁₃ of thepolarizing plate 13 is transmitted and visually recognized by the observer.

一方、透光性電極２１４ａ，２１４ｂに電圧を印加した場合は、図７の左から二番目の欄に示すように、視野角制御用液晶パネル２を正面方向に透過する光は、上記と同様に、まず、偏光板２２において偏光吸収軸Ｘ₂₂に略直交する直線偏光成分のみが透過する。そして、偏光板２２を透過した直線偏光成分は、１／２波長位相差板２３に入射して＋λ／２の位相遅れを生じ、次に液晶セル２１へ入射して、この場合は上述したように−λ／４の位相遅れを生じ、合計でλ／４の位相遅れを持つ円偏光となる。この円偏光が偏光板１３へ入射することにより、偏光板１３の偏光吸収軸Ｘ₁₃に略直交する直線偏光成分のみが透過して観察者に視認されることとなる。On the other hand, when a voltage is applied to thetranslucent electrodes 214a and 214b, as shown in the second column from the left in FIG. 7, the light transmitted through the viewing angle controlliquid crystal panel 2 in the front direction is the same as described above. First, only the linearly polarized light component that is substantially orthogonal to the polarization absorption axis X₂₂ is transmitted through thepolarizing plate 22. The linearly polarized light component transmitted through thepolarizing plate 22 is incident on the half-wave retardation plate 23 to cause a phase delay of + λ / 2, and then incident on theliquid crystal cell 21, in this case as described above. Causes a phase delay of -λ / 4, resulting in circularly polarized light having a total phase delay of λ / 4. When this circularly polarized light enters thepolarizing plate 13, only the linearly polarized light component substantially orthogonal to the polarization absorption axis X₁₃ of thepolarizing plate 13 is transmitted and visually recognized by the observer.

また、透光性電極２１２ａ，２１２ｂに電圧を印加した場合は、図７の左から三番目の欄に示すように、視野角制御用液晶パネル２を斜め方向に透過する光は、まず、偏光板２２において偏光吸収軸Ｘ₂₂に略直交する直線偏光成分のみが透過する。そして、偏光板２２を透過した直線偏光成分は、１／２波長位相差板２３に入射するが、入射方向が斜めであるので、正面方向から入射した場合の＋λ／２よりも大きい位相遅れ（＋λ／２＋α）を生じ、楕円偏光となる。さらに、液晶セル２１においても、正面方向から入射した場合の＋λ／４よりも大きい位相遅れ（＋λ／４＋β）を生じ、合計で（４λ／３＋α＋β）の位相遅れを持つ楕円偏光となる。この位相差（４λ／３＋α＋β）は、ほぼλに近い値となる。この楕円偏光が偏光板１３へ入射することにより、偏光板１３の偏光吸収軸Ｘ₁₃に略直交する直線偏光成分のみが透過して観察者に視認されることとなる。Further, when a voltage is applied to thetranslucent electrodes 212a and 212b, as shown in the third column from the left in FIG. 7, the light transmitted through the viewing angle controlliquid crystal panel 2 in an oblique direction is first polarized. Only the linearly polarized light component substantially orthogonal to the polarization absorption axis X₂₂ is transmitted through theplate 22. The linearly polarized light component transmitted through thepolarizing plate 22 is incident on the half-wave retardation plate 23. However, since the incident direction is oblique, the phase delay is larger than + λ / 2 when incident from the front direction ( + Λ / 2 + α), resulting in elliptically polarized light. Further, theliquid crystal cell 21 also generates a phase delay (+ λ / 4 + β) larger than + λ / 4 when incident from the front direction, and becomes elliptically polarized light having a total phase delay of (4λ / 3 + α + β). This phase difference (4λ / 3 + α + β) is a value substantially close to λ. When this elliptically polarized light enters thepolarizing plate 13, only the linearly polarized light component substantially orthogonal to the polarization absorption axis X₁₃ of thepolarizing plate 13 is transmitted and visually recognized by the observer.

一方で、透光性電極２１４ａ，２１４ｂに電圧を印加した場合は、図７の最も右の欄に示すように、視野角制御用液晶パネル２を斜め方向に透過する光は、まず、偏光板２２において偏光吸収軸Ｘ₂₂に略直交する直線偏光成分のみが透過する。そして、偏光板２２を透過した直線偏光成分は、１／２波長位相差板２３に入射するが、入射方向が斜めであるので、正面方向から入射した場合の＋λ／２よりも大きい位相遅れ（＋λ／２＋α）を生じ、楕円偏光となる。さらに、液晶セル２１においては、正面方向から入射した場合の−λ／４よりも大きい位相遅れ（−λ／４＋β）を生じ、合計で（λ／４＋α＋β）の位相遅れを持つ楕円偏光となる。この位相差（λ／４＋α＋β）は、ほぼλ／２に近い値となる。この円偏光は、偏光板１３へ入射することにより、偏光板１３の偏光吸収軸Ｘ₁₃に略直交する直線偏光成分のみが透過して観察者に視認されることとなる。On the other hand, when a voltage is applied to thetranslucent electrodes 214a and 214b, as shown in the rightmost column of FIG. 7, the light transmitted through the viewing angle controlliquid crystal panel 2 in an oblique direction is first polarized. 22, only the linearly polarized light component that is substantially orthogonal to the polarization absorption axis X₂₂ is transmitted. The linearly polarized light component transmitted through thepolarizing plate 22 is incident on the half-wave retardation plate 23. However, since the incident direction is oblique, the phase delay is larger than + λ / 2 when incident from the front direction ( + Λ / 2 + α), resulting in elliptically polarized light. Further, in theliquid crystal cell 21, a phase delay (−λ / 4 + β) larger than −λ / 4 when incident from the front direction is generated, resulting in elliptically polarized light having a total phase delay of (λ / 4 + α + β). This phase difference (λ / 4 + α + β) is a value substantially close to λ / 2. When this circularly polarized light enters thepolarizing plate 13, only the linearly polarized light component substantially orthogonal to the polarization absorption axis X₁₃ of thepolarizing plate 13 is transmitted and visually recognized by the observer.

ここで、最終的に偏光板１３を透過して観察者に視認される光の量は、図７から分かるように、正面方向から観察した場合は、透光性電極２１２ａ，２１２ｂおよび透光性電極２１４ａ，２１４ｂのいずれに電圧を印加する場合であっても同様であり、正面方向については十分な輝度が得られる。一方、斜め方向から観察した場合は、透光性電極２１２ａ，２１２ｂに電圧を印加した場合は十分な輝度が得られるが、透光性電極２１４ａ，２１４ｂに電圧を印加した場合は、透過光量が大きく制限され、表示用液晶パネル１からの出射光をほとんど視認することができない状態となる。従って、透光性電極２１２ａ，２１２ｂに電圧を印加することにより、正面方向と斜め方向との両方について十分な輝度が得られる広視野角状態を実現できる。一方、透光性電極２１４ａ，２１４ｂに電圧を印加することにより、正面方向については十分な輝度が得られるが、斜め方向については視野が遮蔽される、いわゆる狭視野角状態を実現できる。  Here, as can be seen from FIG. 7, the amount of light that finally passes through thepolarizing plate 13 and is visually recognized by the observer is, when observed from the front direction, thetranslucent electrodes 212a and 212b and the translucent light. The same applies to the case where a voltage is applied to either of theelectrodes 214a and 214b, and sufficient luminance can be obtained in the front direction. On the other hand, when observed from an oblique direction, sufficient luminance can be obtained when a voltage is applied to thetranslucent electrodes 212a and 212b. However, when a voltage is applied to thetranslucent electrodes 214a and 214b, the amount of transmitted light is small. This is greatly limited, and the light emitted from the displayliquid crystal panel 1 is hardly visible. Therefore, by applying a voltage to thetranslucent electrodes 212a and 212b, a wide viewing angle state in which sufficient luminance can be obtained in both the front direction and the oblique direction can be realized. On the other hand, by applying a voltage to thetranslucent electrodes 214a and 214b, it is possible to realize a so-called narrow viewing angle state in which sufficient luminance is obtained in the front direction but the field of view is shielded in the oblique direction.

なお、１／２波長位相差板２３の光軸方向の方位角については、極角が大きい視角についても、液晶層２１６における複屈折の影響を受けないので、透光性電極２１２ａ，２１２ｂ，２１４ａ，２１４ｂへの電圧印加状況にかかわらず、視野は遮蔽されない。  Note that the azimuth angle in the optical axis direction of the ½ wavelengthphase difference plate 23 is not affected by the birefringence in theliquid crystal layer 216 even for a viewing angle with a large polar angle, and thus thetranslucent electrodes 212a, 212b, and 214a. , 214b, the field of view is not shielded regardless of the state of voltage application.

なお、図７は、図４に示したように、偏光板２２と偏光板１３とをパラレルニコル配置とした場合の状態を示すが、偏光板２２と偏光板１３とをクロスニコル配置とした場合は、図８に示すように、図７とは逆に、透光性電極２１２ａ，２１２ｂに電圧を印加することによって狭視野角状態が得られ、透光性電極２１４ａ，２１４ｂに電圧を印加することによって広視野角状態が得られる。  7 shows a state in which thepolarizing plate 22 and thepolarizing plate 13 are arranged in a parallel Nicol arrangement as shown in FIG. 4, but in the case where thepolarizing plate 22 and thepolarizing plate 13 are arranged in a crossed Nicol arrangement. As shown in FIG. 8, in contrast to FIG. 7, a narrow viewing angle state is obtained by applying a voltage to thetranslucent electrodes 212a and 212b, and a voltage is applied to thetranslucent electrodes 214a and 214b. Thus, a wide viewing angle state can be obtained.

以上のように、本実施形態にかかる視野角制御用液晶パネル２を備えた液晶ディスプレイ１００は、透光性電極２１２ａ，２１２ｂまたは透光性電極２１４ａ，２１４ｂに選択的に電圧を印加することにより、広視野角状態と狭視野角状態とを切り替えることができる。  As described above, theliquid crystal display 100 including the viewing angle controlliquid crystal panel 2 according to the present embodiment selectively applies a voltage to thetranslucent electrodes 212a and 212b or thetranslucent electrodes 214a and 214b. The wide viewing angle state and the narrow viewing angle state can be switched.

上記の説明においては、１／２波長位相差板２３を備えた構成（図４参照）を例示したが、１／２波長位相差板２３は必須ではなく、図９に示すように、図４に示した構成から１／２波長位相差板２３を省略した構成も、本発明の一実施形態である。図９に示した構成の場合、液晶セル２１の正面方向（法線方向）のリタデーションをλ／４とすればよい。この構成では、液晶セル２１の透光性電極２１２ａ，２１２ｂおよび透光性電極２１４ａ，２１４ｂのいずれにも電圧を印加しない状態で広視野角状態が得られる。一方、透光性電極２１２ａ，２１２ｂおよび透光性電極２１４ａ，２１４ｂの一方に電圧を印加することで狭視野角状態が得られる。このとき、透光性電極２１２ａ，２１２ｂに電圧を印加した場合と、透光性電極２１４ａ，２１４ｂに電圧を印加した場合とにおいて、視野が制御される方向（方位角の範囲）が互いに異なる。  In the above description, the configuration including the half-wave retardation plate 23 (see FIG. 4) is illustrated, but the half-wave retardation plate 23 is not essential, and as shown in FIG. A configuration in which the half-wave retardation plate 23 is omitted from the configuration shown in FIG. 6 is also an embodiment of the present invention. In the case of the configuration shown in FIG. 9, the retardation in the front direction (normal direction) of theliquid crystal cell 21 may be λ / 4. In this configuration, a wide viewing angle state can be obtained without applying a voltage to any of thetranslucent electrodes 212a and 212b and thetranslucent electrodes 214a and 214b of theliquid crystal cell 21. On the other hand, a narrow viewing angle state is obtained by applying a voltage to one of thetranslucent electrodes 212a and 212b and thetranslucent electrodes 214a and 214b. At this time, the direction (azimuth angle range) in which the visual field is controlled is different between when the voltage is applied to thetranslucent electrodes 212a and 212b and when the voltage is applied to thetranslucent electrodes 214a and 214b.

また、図１０に示すように、図４に示した構成における１／２波長位相差板２３の代わりに、１／４波長位相差板２５を備えた構成も、本発明の一実施形態である。この場合、１／４波長位相差板２５の光軸Ｘ₂₅は、偏光板２２の偏光吸収軸Ｘ₂₂に対して、ほぼ４５°をなすように配置される。また、液晶セル２１の正面方向のリタデーションをλ／２とする。図１０の構成によれば、透光性電極２１２ａ，２１２ｂに電圧を印加することにより、正面方向と斜め方向との両方について十分な輝度が得られる広視野角状態を実現できる。一方、透光性電極２１４ａ，２１４ｂに電圧を印加することにより、正面方向については十分な輝度が得られるが、斜め方向については視野が遮蔽される、いわゆる狭視野角状態を実現できる。Further, as shown in FIG. 10, a configuration including a quarter-wave retardation plate 25 instead of the half-wave retardation plate 23 in the configuration shown in FIG. 4 is also an embodiment of the present invention. . In this case, the optical axis X₂₅ of the ¼ wavelengthphase difference plate 25 is disposed so as to form an angle of approximately 45 ° with respect to the polarization absorption axis X₂₂ of thepolarizing plate 22. The retardation in the front direction of theliquid crystal cell 21 is λ / 2. According to the configuration of FIG. 10, by applying a voltage to thetranslucent electrodes 212a and 212b, a wide viewing angle state in which sufficient luminance can be obtained in both the front direction and the oblique direction can be realized. On the other hand, by applying a voltage to thetranslucent electrodes 214a and 214b, it is possible to realize a so-called narrow viewing angle state in which sufficient luminance is obtained in the front direction but the field of view is shielded in the oblique direction.

さらに、図１１に示すように、図４に示した構成に対して、光学補償フィルム２６をさらに備えた構成も、本発明の一実施形態であり、広視野角状態と狭視野角状態との切り替えに関して、図４に示した構成と同じ動作をなす。なお、光学補償フィルム２６としては、３次元屈折率がｎｘ＝ｎｙ＞ｎｚの関係を満たすいわゆるネガティブＣプレートや、３次元屈折率がｎｘ＞ｎｙ＞ｎｚの関係を満たすいわゆるＸプレート等を用いることができる。このような光学補償フィルム２６を備えることにより、斜め方向から見た場合の楕円偏光を補償して、出射光を完全な直線偏光とすることができ、当該斜め方向から見たときの遮蔽性を改善することができる。なお、光学補償フィルム２６として上記のいわゆるＸプレートを用いる場合は、正面方向に対して複屈折の影響がないようにするために、そのｎｘ軸が偏光板２２，１３の偏光透過軸に対してほぼ平行またはほぼ垂直になるよう配置すれば良い。光学補償フィルム２６として上記のいわゆるネガティブＣプレートを用いる場合は、ネガティブＣプレートは正面方向に対して複屈折を持たないので、光軸の方向は任意で良い。また、図１１に示した構成では、光学補償フィルム２６が偏光板２２と１／２波長位相差板２３との間に配置されているが、光学補償フィルム２６の位置はこれに限定されない。すなわち、光学補償フィルム２６は、１／２波長位相差板２３と液晶セル２１との間に配置されていても良いし、液晶セル２１と位相差板１３との間に配置されていても良い。  Further, as shown in FIG. 11, a configuration further including anoptical compensation film 26 in addition to the configuration shown in FIG. 4 is also an embodiment of the present invention, and is in a wide viewing angle state and a narrow viewing angle state. Regarding switching, the same operation as the configuration shown in FIG. 4 is performed. As theoptical compensation film 26, a so-called negative C plate satisfying the relationship of three-dimensional refractive index nx = ny> nz, a so-called X plate satisfying the relationship of three-dimensional refractive index nx> ny> nz, or the like is used. Can do. By providing such anoptical compensation film 26, the elliptically polarized light when viewed from an oblique direction can be compensated, and the emitted light can be made into a completely linearly polarized light, and the shielding property when viewed from the oblique direction can be obtained. Can be improved. When the so-called X plate is used as theoptical compensation film 26, its nx axis is relative to the polarization transmission axes of thepolarizing plates 22 and 13 in order to avoid the influence of birefringence in the front direction. What is necessary is just to arrange | position so that it may become substantially parallel or substantially perpendicular | vertical. When the so-called negative C plate is used as theoptical compensation film 26, the negative C plate does not have birefringence with respect to the front direction, and therefore the direction of the optical axis may be arbitrary. In the configuration shown in FIG. 11, theoptical compensation film 26 is disposed between thepolarizing plate 22 and the half-wave retardation plate 23, but the position of theoptical compensation film 26 is not limited to this. That is, theoptical compensation film 26 may be disposed between the half-wave retardation plate 23 and theliquid crystal cell 21, or may be disposed between theliquid crystal cell 21 and theretardation plate 13. .

なお、図９〜図１１においては、偏光板２２と偏光板１３とがパラレルニコルに配置された例を示したが、偏光板２２と偏光板１３とはクロスニコル配置であっても良い。  9 to 11 show an example in which thepolarizing plate 22 and thepolarizing plate 13 are arranged in parallel Nicols, but thepolarizing plate 22 and thepolarizing plate 13 may be in a crossed Nicols arrangement.

また、上記の説明では、透光性電極２１２ａ，２１２ｂが平行な電極を有する櫛形状に形成されている例を示したが、透光性電極２１２ａ，２１２ｂの各電極がジグザグ形状に形成されていても良い。透光性電極２１４ａ，２１４ｂについても同様である。また、図４においては、１／２波長位相差板２３の光軸Ｘ₂₃に対して配向軸Ｒ_a，Ｒ_bがほぼ４５°をなすように設定された構成を例示した。しかし、１／２波長位相差板２３の光軸に対して、配向軸Ｒ_a，Ｒ_bは、必ずしも４５°をなしていなくても良い。In the above description, thetranslucent electrodes 212a and 212b are formed in a comb shape having parallel electrodes. However, thetranslucent electrodes 212a and 212b are formed in a zigzag shape. May be. The same applies to thetranslucent electrodes 214a and 214b. Further, in FIG. 4, the orientation axis R_a with respect to the optical axis X₂₃ of 1/2-wave plate 23, illustrated the set configured to form a R_b approximately 45 °. However, the orientation axes R_a and R_b are not necessarily 45 ° with respect to the optical axis of the half-wave retardation plate 23.

また、上記の説明においては、透光性基板２１１ｂ側に、透光性電極２１２ａ，２１２ｂと透光性電極２１４ａ，２１４ｂとの両方を備え、透光性基板２１１ａ側には電極を有しない構成を例示した。しかし、透光性電極２１２ａ，２１２ｂを透光性基板２１１ａ側に形成した構成としても良いし、透光性基板２１１ａ側に透光性電極２１２ａ，２１２ｂと透光性電極２１４ａ，２１４ｂとの両方を備え、透光性基板２１１ｂ側には電極を有しない構成としても良い。  Further, in the above description, thetranslucent substrate 211b side includes both thetranslucent electrodes 212a and 212b and thetranslucent electrodes 214a and 214b, and thetranslucent substrate 211a side does not include an electrode. Was illustrated. However, thetranslucent electrodes 212a and 212b may be formed on thetranslucent substrate 211a side, and both thetranslucent electrodes 212a and 212b and thetranslucent electrodes 214a and 214b are disposed on thetranslucent substrate 211a side. It is good also as a structure which does not have an electrode in the translucent board |substrate 211b side.

さらに、本実施形態にかかる液晶ディスプレイ１００は、バックライト３として、一般的なバックライト（極角全範囲にわたってほぼ平均的な輝度分布を有するバックライト）を用いても良いが、指向性バックライトを用いることが好ましい。指向性バックライトとは、ディスプレイの正面方向、すなわち極角φ＝０°を中心とした比較的狭い角度範囲の輝度が、他の部分の輝度よりも高くなるような輝度分布を有するバックライトであり、一般的なバックライトに１枚または複数枚のレンズシートを積層することによって実現できる。  Furthermore, theliquid crystal display 100 according to the present embodiment may use a general backlight (a backlight having a substantially average luminance distribution over the entire polar angle range) as thebacklight 3, but the directional backlight. Is preferably used. A directional backlight is a backlight having a luminance distribution such that the luminance in a relatively narrow angle range centered on the front direction of the display, that is, the polar angle φ = 0 °, is higher than the luminance of other portions. Yes, it can be realized by laminating one or a plurality of lens sheets on a general backlight.

ここで、図１２〜図１７を参照し、本実施形態にかかる液晶ディスプレイ１００に対して適用可能なバックライトの特性について説明する。図１２は、指向性バックライトではない一般的なバックライト（レンズシートなし）を用いた場合のバックライト３の輝度分布図である。この場合、バックライト３は、水平方向（方位角θ＝０°からθ＝１８０°の方向）に対称的な輝度分布を有するが、垂直方向（方位角θ＝９０°からθ＝２７０°の方向）については、輝度のピークＰ₁を方位角θ＝２７０°、極角φ＝４５°の付近に有する。なお、バックライト３の輝度ピークＰ₁をこのように正面方向からずらした設計としたのは、後述するようにレンズシートを２枚積層した場合に、輝度ピークが真正面（極角φ＝０°）に位置するようにしたためである。つまり、レンズシートを用いない場合、あるいはレンズシートを１枚だけ積層する場合は、バックライト３の輝度ピークは、図１２に示した位置とは異なる。Here, the characteristics of the backlight applicable to theliquid crystal display 100 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 12 is a luminance distribution diagram of thebacklight 3 when a general backlight (without a lens sheet) that is not a directional backlight is used. In this case, thebacklight 3 has a symmetrical luminance distribution in the horizontal direction (direction angle θ = 0 ° to θ = 180 °), but the vertical direction (azimuth angle θ = 90 ° to θ = 270 °). With respect to (direction), the luminance peak P₁ is in the vicinity of the azimuth angle θ = 270 ° and the polar angle φ = 45 °. Note that the design in which the luminance peak P₁ of thebacklight 3 is shifted from the front direction in this way is that when two lens sheets are stacked as described later, the luminance peak is directly in front (polar angle φ = 0 °). ). That is, when a lens sheet is not used or when only one lens sheet is laminated, the luminance peak of thebacklight 3 is different from the position shown in FIG.

図１３〜図１５は、レンズシートを用いた指向性バックライトとした場合の、バックライト３の輝度分布を示す。図１３は、図１２の輝度特性を持つバックライトの光出射面にレンズシートを１枚積層した構成とした場合の、バックライト３の輝度分布図である。レンズシートとしては、住友スリーエム株式会社製の「ＢＥＦ II ９０／５０（商品名）」を用いたが、これに限定されない。この場合、図１３に示すように、レンズシートを光出射面に１枚積層したことによって輝度分布が変化し、輝度のピークＰ₂が方位角θ＝２７０°、極角φ＝３０°付近に現われる。また、水平方向については極角がおよそ０°≦φ≦４０°の範囲、垂直方向については極角がおよそ０°≦φ≦６０°の範囲において、他の部分よりも相対的に輝度が高くなる。13 to 15 show the luminance distribution of thebacklight 3 in the case of a directional backlight using a lens sheet. FIG. 13 is a luminance distribution diagram of thebacklight 3 when the lens sheet is laminated on the light emitting surface of the backlight having the luminance characteristics shown in FIG. As the lens sheet, “BEF II 90/50 (trade name)” manufactured by Sumitomo 3M Limited was used, but is not limited thereto. In this case, as shown in FIG. 13, the luminance distribution is changed by laminating one lens sheet on the light emitting surface, and the luminance peak P₂ is near the azimuth angle θ = 270 ° and the polar angle φ = 30 °. Appear. In the horizontal direction, the luminance is relatively higher than the other portions in the range where the polar angle is about 0 ° ≦ φ ≦ 40 ° and in the vertical direction the polar angle is about 0 ° ≦ φ ≦ 60 °. Become.

図１４は、図１２の輝度特性を持つバックライトの光出射面に、上記と同じレンズシートを、図１３とは配置角度が９０°異なる向きに積層した構成とした場合の、バックライト３の輝度分布図である。この場合、図１４に示すように、輝度のピークＰ₃が方位角θ＝２７０°、極角φ＝１５°付近に現われると共に、水平方向については極角がおよそ０°≦φ≦６０°の範囲、垂直方向については極角がおよそ０°≦φ≦４０°の範囲において、他の部分よりも相対的に輝度が高くなる。FIG. 14 shows thebacklight 3 in the case where the same lens sheet as described above is laminated on the light emitting surface of the backlight having the luminance characteristics of FIG. It is a luminance distribution diagram. In this case, as shown in FIG. 14, the luminance peak P₃ appears in the vicinity of the azimuth angle θ = 270 ° and the polar angle φ = 15 °, and the polar angle in the horizontal direction is approximately 0 ° ≦ φ ≦ 60 °. With respect to the range and the vertical direction, the luminance is relatively higher than the other portions in the range where the polar angle is approximately 0 ° ≦ φ ≦ 40 °.

図１５は、図１２の輝度特性を持つバックライトの光出射面に、上記と同じレンズシートを２枚、配置角度が９０°異なる向きで積層した構成とした場合の、バックライト３の輝度分布図である。この場合、図１５に示すように、輝度のピークＰ₄がほぼ正面（方位角θ＝２７０°、極角φ＝５°付近）に現われると共に、水平方向については極角がおよそ０°≦φ≦４０°の範囲、垂直方向については極角がおよそ０°≦φ≦４０°の範囲において、他の部分よりも相対的に輝度が高くなる。FIG. 15 shows the luminance distribution of thebacklight 3 when the same lens sheet as described above is laminated on the light emitting surface of the backlight having the luminance characteristics shown in FIG. FIG. In this case, as shown in FIG. 15, the luminance peak P₄ appears almost in front (azimuth angle θ = 270 °, polar angle φ = 5 ° vicinity) and the polar angle in the horizontal direction is approximately 0 ° ≦ φ. In the range of ≦ 40 ° and in the vertical direction in the range where the polar angle is about 0 ° ≦ φ ≦ 40 °, the luminance is relatively higher than the other portions.

図１６は、バックライト３の水平方向（方位角θ＝０°からθ＝１８０°の方向）における輝度分布を、レンズシートの有無の別に示した輝度−極角特性図である。図１７は、バックライト３の垂直方向（方位角θ＝９０°からθ＝２７０°の方向）における輝度分布を、レンズシートの有無の別に示した輝度−極角特性図である。なお、図１６では、正面方向（極角φ＝０°）から方位角θ＝１８０°側の極角に負の符号を付して表し、図１７では、正面方向（極角φ＝０°）から方位角θ＝２７０°側の極角に負の符号を付して表した。  FIG. 16 is a luminance-polar angle characteristic diagram showing the luminance distribution of thebacklight 3 in the horizontal direction (direction from the azimuth angle θ = 0 ° to θ = 180 °) according to the presence or absence of the lens sheet. FIG. 17 is a luminance-polar angle characteristic diagram showing the luminance distribution in the vertical direction of the backlight 3 (the direction of the azimuth angle θ = 90 ° to θ = 270 °) according to the presence or absence of the lens sheet. In FIG. 16, the polar angle on the azimuth angle θ = 180 ° side from the front direction (polar angle φ = 0 °) is shown with a negative sign, and in FIG. 17, the front direction (polar angle φ = 0 °) is shown. ) To the polar angle on the azimuth angle θ = 270 ° side with a negative sign.

図１６および図１７に示すように、レンズシートを１枚積層した場合、法線方向（極角φ＝０°）の輝度は、レンズシートがない場合の約１．８倍（輝度上昇率は約１．６０）となる。また、レンズシートを２枚積層した場合は、法線方向の輝度は、レンズシートがない場合の約２．８倍（輝度上昇率は約１．９５）となる。ただし、輝度上昇率は、バックライトシステム全体の構成材料や設計または総合的な照明効果に応じて異なるので、上記の輝度上昇率が必ずしも最適であるとは限らない。  As shown in FIGS. 16 and 17, when one lens sheet is laminated, the luminance in the normal direction (polar angle φ = 0 °) is about 1.8 times that without the lens sheet (the rate of increase in luminance is About 1.60). In addition, when two lens sheets are stacked, the luminance in the normal direction is about 2.8 times that when there is no lens sheet (the luminance increase rate is about 1.95). However, since the luminance increase rate varies depending on the constituent material and design of the entire backlight system or the overall lighting effect, the above-described luminance increase rate is not always optimal.

また、図１６および図１７に示すＴｈは、レンズシートを１枚積層した場合の法線方向の輝度の５０％に相当する輝度を表す。このＴｈ以上の輝度が得られる極角の範囲（水平方向）は、図１３に示すレンズシートの配置の場合は約６６°、図１４に示すレンズシートの配置の場合は約９６°である。同様に、このＴｈ以上の輝度が得られる極角の範囲（垂直方向）は、図１３に示すレンズシートの配置の場合は約９９°、図１４に示すレンズシートの配置の場合は約６６°である。なお、レンズシートを２枚積層した場合、法線方向の輝度の５０％に相当する輝度が得られる極角の範囲は、水平方向では約５８°であり、垂直方向では約８８°である。  Further, Th shown in FIGS. 16 and 17 represents a luminance corresponding to 50% of the luminance in the normal direction when one lens sheet is laminated. The polar angle range (horizontal direction) in which the luminance equal to or higher than Th is obtained is about 66 ° in the case of the lens sheet arrangement shown in FIG. 13 and about 96 ° in the case of the lens sheet arrangement shown in FIG. Similarly, the polar angle range (vertical direction) in which the luminance equal to or higher than Th is obtained is about 99 ° in the case of the lens sheet arrangement shown in FIG. 13 and about 66 ° in the case of the lens sheet arrangement shown in FIG. It is. When two lens sheets are laminated, the polar angle range in which the luminance corresponding to 50% of the luminance in the normal direction is obtained is about 58 ° in the horizontal direction and about 88 ° in the vertical direction.

極角全範囲にわたってほぼ平均的な輝度分布を有する一般的なバックライトの代わりに、上述したような特性を有する指向性バックライトをバックライト３として用いることにより、挟視野角状態において、輝度ピークが正面方向へ近づくと共に、遮光状態となる方位角の範囲がより広くなる。従って、斜め後方にいる他人からの覗き見を、より確実に防止する表示装置を実現できる。  By using a directional backlight having the above-described characteristics as thebacklight 3 instead of a general backlight having a substantially average luminance distribution over the entire polar angle range, a luminance peak can be obtained in a narrow viewing angle state. As the angle approaches the front direction, the range of azimuth angles in which the light is shielded becomes wider. Therefore, it is possible to realize a display device that more reliably prevents peeping from others who are obliquely behind.

図１８は、本実施形態にかかる液晶ディスプレイ１００の変形例としての液晶ディスプレイ２００の構成を示す。図１と図１８とを比較することから分かるように、液晶ディスプレイ１００と液晶ディスプレイ２００とは、表示用液晶パネル１と視野角制御用液晶パネル２との積層順序が逆になっている。すなわち、図１８に示すように、液晶ディスプレイ２００は、バックライト３の上に表示用液晶パネル１が積層され、さらにその上に視野角制御用液晶パネル２が積層された構成である。なお、液晶ディスプレイ２００において、表示用液晶パネル１は、半透過型液晶パネルであっても良い。  FIG. 18 shows a configuration of aliquid crystal display 200 as a modification of theliquid crystal display 100 according to the present embodiment. As can be seen from a comparison between FIG. 1 and FIG. 18, theliquid crystal display 100 and theliquid crystal display 200 have the stacking order of the displayliquid crystal panel 1 and the viewing angle controlliquid crystal panel 2 reversed. That is, as shown in FIG. 18, theliquid crystal display 200 has a configuration in which the displayliquid crystal panel 1 is laminated on thebacklight 3, and the viewing angle controlliquid crystal panel 2 is further laminated thereon. In theliquid crystal display 200, the displayliquid crystal panel 1 may be a transflective liquid crystal panel.

以上のように、本実施形態にかかる液晶ディスプレイ１００，２００によれば、視野角制御用液晶パネル２の液晶セル２１において、透光性電極２１２ａ，２１２ｂ間および透光性電極２１４ａ，２１４ｂ間のいずれかに選択的に電圧を印加することにより、広い視野から表示を視認できる広視野角の表示と、限られた視野角からのみ表示を視認できる狭視野角の表示を実現できる。  As described above, according to theliquid crystal displays 100 and 200 according to the present embodiment, in theliquid crystal cell 21 of the viewing angle controlliquid crystal panel 2, between thetranslucent electrodes 212a and 212b and between thetranslucent electrodes 214a and 214b. By selectively applying a voltage to either, it is possible to realize a wide viewing angle display in which the display can be viewed from a wide field of view and a narrow viewing angle display in which the display can be viewed only from a limited viewing angle.

なお、本実施形態は、あくまでも本発明の具体例を示すものであって、本発明の技術的範囲をこれらの具体例に限定する意図はない。例えば、上記の説明では、視野角制御用液晶パネル２の液晶層２１６全体が一様に制御される構成を例示した。しかし、液晶セル２１の電極構造や配向処理の向きを局所領域毎に異ならせれば、液晶の動作を局所領域毎に制御することができる。これにより、表示画面の視野角の広さを局所領域毎に異ならせることも可能である。  In addition, this embodiment shows the specific example of this invention to the last, Comprising: There is no intention which limits the technical scope of this invention to these specific examples. For example, in the above description, the configuration in which the entireliquid crystal layer 216 of the viewing angle controlliquid crystal panel 2 is uniformly controlled is illustrated. However, if the electrode structure of theliquid crystal cell 21 and the direction of the alignment treatment are made different for each local region, the operation of the liquid crystal can be controlled for each local region. Thereby, the viewing angle of the display screen can be varied for each local region.

また、上記の説明では、表示装置の背面または前面に視野角制御装置を配置した例を説明したが、表示装置の背面と前面との両方に視野角制御装置を配置した構成も、本発明の技術的範囲に含まれる。  In the above description, the example in which the viewing angle control device is disposed on the back surface or the front surface of the display device has been described. However, the configuration in which the viewing angle control device is disposed on both the back surface and the front surface of the display device is also applicable. Included in the technical scope.

また、上記の説明では、表示装置の具体例として、透過型液晶パネルを挙げたが、表示装置はこれに限定されない。例えば、反射型または半透過型の液晶表示パネルを表示装置として用いることもできる。また、液晶表示パネルのような非発光型表示装置に限らず、例えば、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）、プラズマディスプレイ、有機ＥＬ（Electronic Luminescence）素子、無機ＥＬ素子、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）ディスプレイ、蛍光表示管（Vacuum Fluorescent Display）、電界放出ディスプレイ（Field Emission Display）、表面電界ディスプレイ（Surface-conduction Electron-emitter Display）等の自発光型表示装置を用いることもできる。  In the above description, the transmissive liquid crystal panel is given as a specific example of the display device, but the display device is not limited to this. For example, a reflective or transflective liquid crystal display panel can be used as the display device. In addition to a non-light emitting display device such as a liquid crystal display panel, for example, a CRT (Cathode Ray Tube), a plasma display, an organic EL (Electronic Luminescence) element, an inorganic EL element, an LED (Light Emitting Diode) display, fluorescence A self-luminous display device such as a display tube (Vacuum Fluorescent Display), a field emission display (Field Emission Display), or a surface electric field display (Surface-conduction Electron-emitter Display) can also be used.

図１９は、表示装置として、反射型の液晶表示パネルを用いた場合の構成例である。図１９に示す液晶ディスプレイ３００は、反射型液晶表示パネル３０の前面（観察者側）に、視野角制御用液晶パネル２を配置した構成である。反射型液晶表示パネル３０は、観察者と反対側の基板に反射板（図示せず）を備えた反射型液晶セル３１と、反射型液晶セル３１の上面に配置された偏光板３２とを備えている。反射型液晶セルの構造および動作は周知であるため、ここでは詳細な説明を省略する。図１９に示す液晶ディスプレイ３００においても、液晶ディスプレイ１００と同様に、視野角制御用液晶パネル２の液晶セル２１において、透光性電極２１２ａ，２１２ｂ間および透光性電極２１４ａ，２１４ｂ間のいずれかに選択的に電圧を印加することにより、液晶ディスプレイ３００の表示状態を広視野角と狭視野角との間で切替えることができる。  FIG. 19 shows a configuration example in the case where a reflective liquid crystal display panel is used as the display device. Theliquid crystal display 300 shown in FIG. 19 has a configuration in which the viewing angle controlliquid crystal panel 2 is disposed on the front surface (observer side) of the reflective liquidcrystal display panel 30. The reflective liquidcrystal display panel 30 includes a reflectiveliquid crystal cell 31 including a reflective plate (not shown) on a substrate opposite to the observer, and apolarizing plate 32 disposed on the upper surface of the reflectiveliquid crystal cell 31. ing. Since the structure and operation of the reflective liquid crystal cell are well known, detailed description thereof is omitted here. Also in theliquid crystal display 300 shown in FIG. 19, in theliquid crystal cell 21 of the viewing angle controlliquid crystal panel 2, either between thetranslucent electrodes 212 a and 212 b or between thetranslucent electrodes 214 a and 214 b as in theliquid crystal display 100. By selectively applying a voltage, the display state of theliquid crystal display 300 can be switched between a wide viewing angle and a narrow viewing angle.

また、図２０は、表示装置として、例えばＥＬ素子等の自発光型表示装置を用いた場合の構成例である。図２０に示すディスプレイ４００は、自発光型表示装置４０の前面（観察者側）に、視野角制御用液晶パネル２を配置した構成である。この場合は、視野角制御用液晶パネル２は、液晶セル２１の表裏に、一対の偏光板２２，２４を備えている。偏光板２２，２４の偏光吸収軸は、互いに略直交するよう配置されている。図２０に示すディスプレイ４００においても、液晶ディスプレイ１００と同様に、視野角制御用液晶パネル２の液晶セル２１において、透光性電極２１２ａ，２１２ｂ間および透光性電極２１４ａ，２１４ｂ間のいずれかに選択的に電圧を印加することにより、ディスプレイ４００の表示状態を広視野角と狭視野角との間で切替えることができる。  FIG. 20 shows a configuration example when a self-luminous display device such as an EL element is used as the display device. Thedisplay 400 shown in FIG. 20 has a configuration in which the viewing angle controlliquid crystal panel 2 is arranged on the front surface (observer side) of the self-luminous display device 40. In this case, the viewing angle controlliquid crystal panel 2 includes a pair ofpolarizing plates 22 and 24 on the front and back of theliquid crystal cell 21. The polarizing absorption axes of thepolarizing plates 22 and 24 are arranged so as to be substantially orthogonal to each other. In thedisplay 400 shown in FIG. 20 as well as theliquid crystal display 100, in theliquid crystal cell 21 of the viewing angle controlliquid crystal panel 2, either between thetranslucent electrodes 212a and 212b or between thetranslucent electrodes 214a and 214b. By selectively applying a voltage, the display state of thedisplay 400 can be switched between a wide viewing angle and a narrow viewing angle.

なお、上記の実施形態のいずれにおいても、ディスプレイの表示状態が狭視野角であるときに、ユーザにその旨を知らせるためのメッセージ、画像、またはアイコン等を、表示装置の画面に表示するようにしても良い。  In any of the above embodiments, when the display state of the display is a narrow viewing angle, a message, an image, an icon, or the like for informing the user is displayed on the screen of the display device. May be.

また、上記の実施形態のいずれにおいても、表示装置で表示される画像の内容に応じて視野角制御装置の駆動回路が動作し、狭視野角と広視野角とを自動的に切替えるようにしても良い。例えば、ディスプレイがインターネットのウェブページを見るために用いられる場合、ウェブページの内容に応じて各ページに関連付けられたソフトウェアフラッグを参照し、他人から見られないことが好ましい内容である場合等に、狭視野角の表示状態に自動的に切替えるようにしても良い。また、ブラウザが暗号化モードで起動された場合に、狭視野角の表示状態へ切替えるようにしても良い。  In any of the above embodiments, the driving circuit of the viewing angle control device operates according to the content of the image displayed on the display device, and automatically switches between the narrow viewing angle and the wide viewing angle. Also good. For example, when the display is used to view a web page on the Internet, referring to the software flag associated with each page according to the content of the web page, and when it is preferable content not to be seen by others, etc. You may make it switch automatically to the display state of a narrow viewing angle. Further, when the browser is activated in the encryption mode, the display state may be switched to a narrow viewing angle.

また、ディスプレイが、データ入力装置の一部である場合、またはデータ入力装置と関連し、入力されているデータタイプまたは入力されようとするデータタイプが機密性を有するものである場合等に、ディスプレイの表示状態を狭視野角に切替えるよう調整することも可能である。例えば、ユーザが何らかの個人識別番号を入力したとき等に、ディスプレイが自動的に狭視野角に切り替わるようにすれば良い。  In addition, when the display is a part of the data input device, or when the data type to be input or the data type to be input is confidential, the display is related to the data input device. It is also possible to adjust the display state to be switched to a narrow viewing angle. For example, the display may be automatically switched to a narrow viewing angle when the user inputs some personal identification number.

なお、上記の実施形態のいずれにおいても、視野角制御装置は、表示装置から取り外しが可能なモジュールまたはカバーとして形成されても良い。そのような取り外し可能なモジュールは、表示装置に取り付けられたときに、表示装置に電気的に接続されることによって、適切な電力と制御信号を得ることができる。  In any of the above embodiments, the viewing angle control device may be formed as a module or a cover that can be detached from the display device. When such a removable module is attached to the display device, it can be electrically connected to the display device to obtain appropriate power and control signals.

また、上記の実施形態のいずれにおいても、ディスプレイの周囲光を測定する光学センサ（アンビエントセンサ）をさらに備え、光学センサの測定値が所定の閾値を下回るときに、ディスプレイの表示状態を狭視野角とすることも好ましい。  In any of the above-described embodiments, an optical sensor (ambient sensor) that measures the ambient light of the display is further provided, and when the measured value of the optical sensor falls below a predetermined threshold, the display state of the display is set to a narrow viewing angle. It is also preferable that

なお、本発明にかかるディスプレイおよび視野角制御装置の用途は多岐に亘る。例えば、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯型情報端末（ＰＤＡ）、携帯型ゲーム機、または携帯電話等のディスプレイに適用されるだけでなく、ＡＴＭ（現金自動受け払い機）、公共の場に設置される情報端末、券売機、および車載用ディスプレイ等、様々な機器のディスプレイに適用される。  The display and the viewing angle control device according to the present invention have a wide variety of uses. For example, it is not only applied to a display of a notebook personal computer, a portable information terminal (PDA), a portable game machine, or a cellular phone, but also installed in an ATM (automatic cash dispenser) or a public place. It is applied to displays of various devices such as information terminals, ticket vending machines, and in-vehicle displays.

また、本発明にかかる視野角制御装置は、ディスプレイに組み込まれた状態で実施されることもあるが、ディスプレイの部品として、視野角制御装置単体で製造され、流通する可能性もある。  In addition, the viewing angle control device according to the present invention may be implemented in a state of being incorporated in a display, but as a display component, the viewing angle control device may be manufactured and distributed as a single unit.

本発明は、広視野角と狭視野角とを切替えることにより様々な使用環境や用途に適応可能なディスプレイと、これに用いられる視野角制御装置として、産業上利用可能である。  INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is industrially applicable as a display that can be adapted to various usage environments and applications by switching between a wide viewing angle and a narrow viewing angle, and a viewing angle control device used therefor.

本発明の一実施形態にかかるディスプレイの概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of the display concerning one Embodiment of this invention.本発明の一実施形態にかかる視野角制御用液晶パネルが備える液晶セルの概略構造を示す断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram which shows schematic structure of the liquid crystal cell with which the liquid crystal panel for viewing angle control concerning one Embodiment of this invention is provided.上記液晶セルが備える透光性電極の構造を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the translucent electrode with which the said liquid crystal cell is provided.本実施形態にかかるディスプレイにおける入射側偏光板の偏光吸収軸、１／２波長位相差板の光軸、液晶セルの配向軸、および、出射側偏光板の偏光吸収軸の関係を示す模式図である。In the display concerning this embodiment, it is a schematic diagram which shows the relationship between the polarization absorption axis of the incident side polarizing plate, the optical axis of a 1/2 wavelength phase difference plate, the orientation axis of a liquid crystal cell, and the polarization absorption axis of an output side polarizing plate. is there.上記液晶セルの配向軸の向きと、液晶分子の配向状態（電圧無印加時）とを示す断面模式図であり、（ａ）がアンチパラレル配向処理によるホモジニアス配向、（ｂ）がパラレル配向処理によるスプレイ配向である。It is a cross-sectional schematic diagram which shows the direction of the orientation axis of the said liquid crystal cell, and the orientation state (at the time of no voltage application) of a liquid crystal molecule, (a) is homogeneous orientation by anti-parallel orientation processing, (b) is by parallel orientation processing. Spray orientation.（ａ）は、液晶セル２１に対して電圧が印加されていないとき、（ｂ）は、液晶セルの透光性電極２１２ａ，２１２ｂ間に電圧が印加されたとき、（ｃ）は、液晶セル２１の透光性電極２１４ａ，２１４ｂ間に電圧が印加されたときの、液晶分子の状態をそれぞれ示す模式図である。(A) is when a voltage is not applied to theliquid crystal cell 21, (b) is when a voltage is applied between thetranslucent electrodes 212a and 212b of the liquid crystal cell, and (c) is a liquid crystal cell. It is a schematic diagram which shows the state of a liquid crystal molecule when a voltage is applied between the 21translucent electrodes 214a and 214b, respectively.偏光板がパラレルニコルの場合に、透光性電極２１２ａ，２１２ｂまたは透光性電極２１４ａ，２１４ｂに所定の電圧を印加したときに、視野角制御用液晶パネルを正面方向または斜め方向に透過する光について、各光学部材で生じる位相差を説明する図である。When the polarizing plate is parallel Nicol, light transmitted through the viewing angle control liquid crystal panel in the front direction or oblique direction when a predetermined voltage is applied to thetranslucent electrodes 212a and 212b or thetranslucent electrodes 214a and 214b. It is a figure explaining the phase difference which arises in each optical member.偏光板がクロスニコルの場合に、透光性電極２１２ａ，２１２ｂまたは透光性電極２１４ａ，２１４ｂに所定の電圧を印加したときに、視野角制御用液晶パネルを正面方向または斜め方向に透過する光について、各光学部材で生じる位相差を説明する図である。When the polarizing plate is crossed Nicol, light that passes through the viewing angle control liquid crystal panel in the front or oblique direction when a predetermined voltage is applied to thetranslucent electrodes 212a and 212b or thetranslucent electrodes 214a and 214b. It is a figure explaining the phase difference which arises in each optical member.本実施形態にかかるディスプレイの変形例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the modification of the display concerning this embodiment.本実施形態にかかるディスプレイの変形例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the modification of the display concerning this embodiment.本実施形態にかかるディスプレイの変形例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the modification of the display concerning this embodiment.一般的なバックライト（レンズシートなし）の輝度分布図である。It is a luminance distribution map of a general backlight (without a lens sheet).レンズシートを積層した指向性バックライトの一例の輝度分布図である。It is a luminance distribution figure of an example of the directional backlight which laminated | stacked the lens sheet.レンズシートを積層した指向性バックライトの他の例の輝度分布図である。It is a luminance distribution figure of the other example of the directional backlight which laminated | stacked the lens sheet.レンズシートを積層した指向性バックライトのさらに他の例の輝度分布図である。It is a luminance distribution figure of the further another example of the directional backlight which laminated | stacked the lens sheet.バックライトの水平方向（方位角θ＝０°からθ＝１８０°の方向）における輝度分布を、レンズシートの有無の別に示した輝度−極角特性図である。FIG. 6 is a luminance-polar angle characteristic diagram showing the luminance distribution in the horizontal direction of the backlight (direction from azimuth angle θ = 0 ° to θ = 180 °) according to the presence or absence of a lens sheet.バックライトの垂直方向（方位角θ＝９０°からθ＝２７０°の方向）における輝度分布を、レンズシートの有無の別に示した輝度−極角特性図である。FIG. 6 is a luminance-polar angle characteristic diagram showing the luminance distribution in the vertical direction of the backlight (azimuth angle θ = 90 ° to θ = 270 °) with or without a lens sheet.本発明の実施形態にかかるディスプレイの他の変形例の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the other modification of the display concerning embodiment of this invention.本発明の実施形態にかかるディスプレイのさらに他の変形例の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the other modification of the display concerning embodiment of this invention.本発明の実施形態にかかるディスプレイのさらに他の変形例の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the other modification of the display concerning embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１ 表示用液晶パネル
２ 視野角制御用液晶パネル
３ バックライト
１１ 液晶セル
１２ 偏光板
１３ 偏光板
２１ 液晶セル
２１２ａ，２１２ｂ 透光性電極
２１３ 絶縁膜
２１４ａ，２１４ｂ 透光性電極
２１５ａ，２１５ｂ 配向膜
２１６ 液晶層
２１６ｍ 液晶分子
２１７ 駆動回路
２２ 偏光板
２３ １／２波長位相差板
２４ 偏光板
２５ １／４波長位相差板
２６ 光学補償フィルム
３０ 反射型液晶表示パネル
３１ 液晶セル
３２ 偏光板
４０ 自発光型表示装置
１００ 液晶ディスプレイ
２００ 液晶ディスプレイ
３００ ディスプレイ
４００ ディスプレイDESCRIPTION OFSYMBOLS 1 Displayliquid crystal panel 2 Viewing angle controlliquid crystal panel 3Backlight 11Liquid crystal cell 12Polarizing plate 13 Polarizingplate 21Liquid crystal cell 212a, 212bTranslucent electrode 213Insulating film 214a, 214bTranslucent electrode 215a,215b Alignment film 216Liquid crystal layer 216mLiquid crystal molecule 217Drive circuit 22Polarizing plate 23 1/2 wavelengthphase difference plate 24 Polarizingplate 25 1/4 wavelengthphase difference plate 26Optical compensation film 30 Reflective liquidcrystal display panel 31Liquid crystal cell 32Polarizing plate 40 Self-luminoustype Display device 100Liquid crystal display 200Liquid crystal display 300Display 400 Display

Claims (26)

Translated fromJapanese

表示すべき画像に応じて駆動される表示装置と、
前記表示装置の背面および前面の少なくとも一方に配置され、前記表示装置の視野角を制御する視野角制御装置とを備えたディスプレイであって、
前記視野角制御装置は、一対の透光性基板間に液晶分子をホモジニアス配向またはスプレイ配向させた液晶層を有する液晶セルと、前記液晶層へ電圧を印加する駆動回路とを備え、
前記液晶セルは、前記一対の透光性基板の一方である第１の透光性基板に、第１の透光性電極群を備えると共に、前記第１の透光性基板または前記一対の透光性基板の他方である第２の透光性基板に、前記第１の透光性電極群における電極の延伸方向に略直交するように設けられた第２の透光性電極群を備え、
前記駆動回路は、前記第１の透光性電極群および第２の透光性電極群に接続され、
前記液晶セルは、当該ディスプレイ内で、２枚の偏光板の間に配置され、
前記駆動回路が、前記第１の透光性電極群および第２の透光性電極群のいずれかに選択的に電圧を印加し、電圧が印加された電極群において隣接する電極間に電界を発生させることにより、表示状態を、第１の視野角範囲を提供する第１の状態と、第１の視野角範囲内にあり第１の視野角範囲よりも狭い第２の視野角範囲を提供する第２の状態との間で切替え可能とすることを特徴とするディスプレイ。A display device driven according to an image to be displayed;
A display provided with at least one of a rear surface and a front surface of the display device, and a viewing angle control device for controlling a viewing angle of the display device,
The viewing angle control device includes a liquid crystal cell having a liquid crystal layer in which liquid crystal molecules are homogeneously or splay aligned between a pair of translucent substrates, and a drive circuit for applying a voltage to the liquid crystal layer,
The liquid crystal cell includes a first translucent electrode group on a first translucent substrate that is one of the pair of translucent substrates, and the first translucent substrate or the pair of translucent substrates. The second light-transmitting substrate that is the other of the light-transmitting substrates includes a second light-transmitting electrode group provided so as to be substantially orthogonal to the extending direction of the electrodes in the first light-transmitting electrode group,
The drive circuit is connected to the first translucent electrode group and the second translucent electrode group,
The liquid crystal cell is disposed between two polarizing plates in the display,
The drive circuit selectively applies a voltage to either the first light transmissive electrode group or the second light transmissive electrode group, and generates an electric field between adjacent electrodes in the electrode group to which the voltage is applied. By generating the display state, the first state providing the first viewing angle range and the second viewing angle range within the first viewing angle range and narrower than the first viewing angle range are provided. A display that is switchable between a second state and a second state. 前記第１の透光性電極群および第２の透光性電極群のそれぞれが、互いに対向して配置される櫛歯状電極を含む、請求項１に記載のディスプレイ。  The display according to claim 1, wherein each of the first translucent electrode group and the second translucent electrode group includes comb-like electrodes disposed to face each other. 前記２枚の偏光板が、その偏光吸収軸が−１０°〜１０°の範囲で交差するよう配置され、前記液晶セルの正面方向のリタデーションがλ／４である、請求項１または２に記載のディスプレイ。  The said 2 polarizing plate is arrange | positioned so that the polarization | polarized-light absorption axis may cross | intersect within the range of -10 degrees-10 degrees, The retardation of the front direction of the said liquid crystal cell is (lambda) / 4. Display. 前記２枚の偏光板が、その偏光吸収軸が８０°〜１００°の範囲で交差するよう配置され、前記液晶セルの正面方向のリタデーションがλ／４である、請求項１または２に記載のディスプレイ。  The said 2 polarizing plate is arrange | positioned so that the polarization | polarized-light absorption axis may cross | intersect in the range of 80 degrees-100 degrees, The retardation of the front direction of the said liquid crystal cell is (lambda) / 4. display. 前記視野角制御装置が、前記一対の透光性基板の一方と前記液晶セルとの間に、少なくとも１枚の位相差板をさらに備えた、請求項１または２に記載のディスプレイ。  The display according to claim 1, wherein the viewing angle control device further includes at least one retardation plate between one of the pair of translucent substrates and the liquid crystal cell. 前記位相差板が１／２波長位相差板を含み、
前記２枚の偏光板が、その偏光吸収軸が−１０°〜１０°の範囲で交差するよう配置され、
前記液晶セルの正面方向のリタデーションが、前記第１の状態および第２の状態において、λ／４と３λ／４との間で切り替わる、請求項５に記載のディスプレイ。The retardation plate includes a half-wave retardation plate,
The two polarizing plates are arranged such that their polarization absorption axes intersect within a range of −10 ° to 10 °,
The display according to claim 5, wherein the retardation in the front direction of the liquid crystal cell switches between λ / 4 and 3λ / 4 in the first state and the second state. 前記位相差板が１／２波長位相差板を含み、
前記２枚の偏光板が、その偏光吸収軸が８０°〜１００°の範囲で交差するよう配置され、
前記液晶セルの正面方向のリタデーションが、前記第１の状態および第２の状態において、λ／４と３λ／４との間で切り替わる、請求項５に記載のディスプレイ。The retardation plate includes a half-wave retardation plate,
The two polarizing plates are arranged so that their polarization absorption axes intersect within a range of 80 ° to 100 °,
The display according to claim 5, wherein the retardation in the front direction of the liquid crystal cell switches between λ / 4 and 3λ / 4 in the first state and the second state. 前記１／２波長位相差板の光軸と前記偏光板の偏光吸収軸とが、略４５°または略１３５°をなすように、前記１／２波長位相差板と前記偏光板とが配置されている、請求項６または７に記載のディスプレイ。  The half-wave retardation plate and the polarizing plate are arranged so that the optical axis of the half-wave retardation plate and the polarization absorption axis of the polarizing plate form about 45 ° or about 135 °. The display according to claim 6 or 7. 前記位相差板が１／４波長位相差板を含み、
前記２枚の偏光板が、その偏光吸収軸が−１０°〜１０°の範囲で交差するよう配置され、
前記液晶セルの正面方向のリタデーションがλ／２である、請求項５に記載のディスプレイ。The retardation plate includes a quarter-wave retardation plate,
The two polarizing plates are arranged such that their polarization absorption axes intersect within a range of −10 ° to 10 °,
The display according to claim 5, wherein retardation of the liquid crystal cell in the front direction is λ / 2. 前記位相差板が１／４波長位相差板を含み、
前記２枚の偏光板が、その偏光吸収軸が８０°〜１００°の範囲で交差するよう配置され、
前記液晶セルの正面方向のリタデーションがλ／２である、請求項５に記載のディスプレイ。The retardation plate includes a quarter-wave retardation plate,
The two polarizing plates are arranged so that their polarization absorption axes intersect within a range of 80 ° to 100 °,
The display according to claim 5, wherein retardation of the liquid crystal cell in the front direction is λ / 2. 前記２枚の偏光板の間に光学補償フィルムをさらに含む、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のディスプレイ。  The display according to claim 1, further comprising an optical compensation film between the two polarizing plates. 前記光学補償フィルムの３次元屈折率がｎｘ＝ｎｙ＞ｎｚの関係を満たす、請求項１１に記載のディスプレイ。  The display according to claim 11, wherein a three-dimensional refractive index of the optical compensation film satisfies a relationship of nx = ny> nz. 前記光学補償フィルムの３次元屈折率がｎｘ＞ｎｙ＞ｎｚの関係を満たす、請求項１１に記載のディスプレイ。  The display according to claim 11, wherein a three-dimensional refractive index of the optical compensation film satisfies a relationship of nx> ny> nz. 前記液晶セルにおける液晶の配向方向が、前記偏光板の偏光吸収軸と略平行である、請求項１〜１３のいずれか一項に記載のディスプレイ。  The display according to claim 1, wherein an alignment direction of liquid crystal in the liquid crystal cell is substantially parallel to a polarization absorption axis of the polarizing plate. 前記液晶セルにおける液晶の配向方向が、前記偏光板の偏光吸収軸と略垂直である、請求項１〜１３のいずれか一項に記載のディスプレイ。  The display according to claim 1, wherein an alignment direction of liquid crystal in the liquid crystal cell is substantially perpendicular to a polarization absorption axis of the polarizing plate. 前記視野角制御装置の液晶層が、ポジ型のネマティック液晶を含む、請求項１〜１５のいずれか一項に記載のディスプレイ。  The display according to claim 1, wherein the liquid crystal layer of the viewing angle control device includes a positive nematic liquid crystal. 前記視野角制御装置の液晶層が、ネガ型のネマティック液晶を含む、請求項１〜１５のいずれか一項に記載のディスプレイ。  The display according to any one of claims 1 to 15, wherein the liquid crystal layer of the viewing angle control device includes a negative nematic liquid crystal. 前記表示装置が、直線偏光を出射する表示装置であって、
前記２枚の偏光板のうち１枚が、前記表示装置に設けられた偏光板である、請求項１〜１７のいずれか一項に記載のディスプレイ。The display device is a display device that emits linearly polarized light,
The display according to claim 1, wherein one of the two polarizing plates is a polarizing plate provided in the display device. 前記表示装置が透過型液晶表示装置であり、バックライトをさらに備えた、請求項１〜１８のいずれか一項に記載のディスプレイ。  The display according to claim 1, wherein the display device is a transmissive liquid crystal display device and further includes a backlight. 前記視野角制御装置が、前記バックライトと前記透過型液晶表示装置との間に配置された、請求項１９に記載のディスプレイ。  The display according to claim 19, wherein the viewing angle control device is disposed between the backlight and the transmissive liquid crystal display device. 前記視野角制御装置が、前記透過型液晶表示装置の前面に配置された、請求項１９に記載のディスプレイ。  The display according to claim 19, wherein the viewing angle control device is disposed on a front surface of the transmissive liquid crystal display device. 前記バックライトが、法線方向に指向性を有する指向性バックライトである、請求項１８〜２１のいずれか一項に記載のディスプレイ。  The display according to any one of claims 18 to 21, wherein the backlight is a directional backlight having directivity in a normal direction. 前記表示装置が、反射型液晶表示装置または半透過型液晶表示装置である、請求項１〜１８のいずれか一項に記載のディスプレイ。  The display according to claim 1, wherein the display device is a reflective liquid crystal display device or a transflective liquid crystal display device. 前記表示装置が、自発光型表示装置であって、
前記２枚の偏光板のうち１枚は、前記自発光型表示装置と前記視野角制御装置との間に設けられている、請求項１〜１７のいずれか一項に記載のディスプレイ。The display device is a self-luminous display device,
The display according to claim 1, wherein one of the two polarizing plates is provided between the self-luminous display device and the viewing angle control device. 表示すべき画像に応じて駆動され直線偏光を出射する表示装置の背面および前面の少なくとも一方に配置され、前記表示装置の視野角を制御するために用いられる視野角制御装置であって、
一対の透光性基板間に液晶分子をホモジニアス配向またはスプレイ配向させた液晶層を有する液晶セルと、
前記液晶層へ電圧を印加する駆動回路と、
前記液晶セルに対して前記表示装置の反対側に配置された直線偏光板とを備え、
前記液晶セルは、前記一対の透光性基板の一方である第１の透光性基板に、第１の透光性電極群を備えると共に、前記第１の透光性基板または前記一対の透光性基板の他方である第２の透光性基板に、前記第１の透光性電極群における電極の延伸方向に略直交するように設けられた第２の透光性電極群を備え、
前記駆動回路は、前記第１の透光性電極群および第２の透光性電極群に接続され、前記第１の透光性電極群および第２の透光性電極群のいずれかに選択的に電圧を印加し、電圧が印加された電極群において隣接する電極間に電界を発生させることにより、光の出射範囲を、第１の視野角範囲を提供する第１の状態と、第１の視野角範囲内にあり第１の視野角範囲よりも狭い第２の視野角範囲を提供する第２の状態との間で切替え可能とすることを特徴とする視野角制御装置。A viewing angle control device which is arranged according to an image to be displayed and is arranged on at least one of a back surface and a front surface of a display device which emits linearly polarized light, and is used for controlling a viewing angle of the display device,
A liquid crystal cell having a liquid crystal layer in which liquid crystal molecules are homogeneously or splay aligned between a pair of translucent substrates;
A drive circuit for applying a voltage to the liquid crystal layer;
A linearly polarizing plate disposed on the opposite side of the display device with respect to the liquid crystal cell,
The liquid crystal cell includes a first translucent electrode group on a first translucent substrate that is one of the pair of translucent substrates, and the first translucent substrate or the pair of translucent substrates. The second light-transmitting substrate that is the other of the light-transmitting substrates includes a second light-transmitting electrode group provided so as to be substantially orthogonal to the extending direction of the electrodes in the first light-transmitting electrode group,
The drive circuit is connected to the first light transmissive electrode group and the second light transmissive electrode group, and is selected as one of the first light transmissive electrode group and the second light transmissive electrode group A first state of providing a first viewing angle range by first applying a voltage and generating an electric field between adjacent electrodes in the electrode group to which the voltage is applied; A viewing angle control device capable of switching between a second state that provides a second viewing angle range that is within the viewing angle range and is narrower than the first viewing angle range. 表示すべき画像に応じて駆動される自発光型表示装置の前面に配置され、前記自発光型表示装置の視野角を制御するために用いられる視野角制御装置であって、
一対の透光性基板間に液晶分子をホモジニアス配向またはスプレイ配向させた液晶層を有する液晶セルと、
前記液晶層へ電圧を印加する駆動回路と、
前記一対の透光性基板の外側に設けられた一対の偏光板とを備え、
前記液晶セルは、前記一対の透光性基板の一方である第１の透光性基板に、第１の透光性電極群を備えると共に、前記第１の透光性基板または前記一対の透光性基板の他方である第２の透光性基板に、前記第１の透光性電極群における電極の延伸方向に略直交するように設けられた第２の透光性電極群を備え、
前記駆動回路は、前記第１の透光性電極群および第２の透光性電極群に接続され、前記第１の透光性電極群および第２の透光性電極群のいずれかに選択的に電圧を印加し、電圧が印加された電極群において隣接する電極間に電界を発生させることにより、光の出射範囲を、第１の視野角範囲を提供する第１の状態と、第１の視野角範囲内にあり第１の視野角範囲よりも狭い第２の視野角範囲を提供する第２の状態との間で切替え可能とすることを特徴とする視野角制御装置。A viewing angle control device that is disposed in front of a self-luminous display device that is driven according to an image to be displayed and is used to control the viewing angle of the self-luminous display device,
A liquid crystal cell having a liquid crystal layer in which liquid crystal molecules are homogeneously or splay aligned between a pair of translucent substrates;
A drive circuit for applying a voltage to the liquid crystal layer;
A pair of polarizing plates provided outside the pair of translucent substrates,
The liquid crystal cell includes a first translucent electrode group on a first translucent substrate that is one of the pair of translucent substrates, and the first translucent substrate or the pair of translucent substrates. The second light-transmitting substrate that is the other of the light-transmitting substrates includes a second light-transmitting electrode group provided so as to be substantially orthogonal to the extending direction of the electrodes in the first light-transmitting electrode group,
The drive circuit is connected to the first light transmissive electrode group and the second light transmissive electrode group, and is selected as one of the first light transmissive electrode group and the second light transmissive electrode group A first state of providing a first viewing angle range by first applying a voltage and generating an electric field between adjacent electrodes in the electrode group to which the voltage is applied; A viewing angle control device capable of switching between a second state that provides a second viewing angle range that is within the viewing angle range and is narrower than the first viewing angle range.

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