JP2007148279A

JP2007148279A - 表示装置

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Publication number: JP2007148279A
Application number: JP2005346064A
Authority: JP
Inventors: Nao Ishibashi; 奈央石橋
Original assignee: Kyocera Display Corp
Current assignee: Kyocera Display Corp
Priority date: 2005-10-31
Filing date: 2005-11-30
Publication date: 2007-06-14

Abstract

【課題】表示画面の主視野角方向である正面やや下方向からの視認に対しては、表示画面に表示された情報を良好に視認可能とし、それ以外の方向からの視認に対しては、表示画面の全領域において、表示された情報を視認困難とする表示装置を提供すること。
【解決手段】所望の情報が表示される表示パネル２と、前記表示パネル２に積層して配置された視野角制御パネル１とを備えてなる表示装置において、前記視野角制御パネル１を電極１３が形成された一対の透明基板１２間に液晶層が封入された液晶表示素子１１とし、前記液晶層の液晶１７はツイスト角６０〜９０°のＴＮ液晶とし、その位相差値Δｎ_ＬＣ・ｄ_ＬＣを０．４〜０．６μmとする。
【選択図】図１

Description

本発明は、視野角制御パネルを備え、同一の表示画面に、視野角制御によって、所望の情報の視認が良好にできる領域（良好可視領域あるいは可視領域に相当）と、所望の情報の視認が困難な領域（不良可視領域あるいは不可視領域に相当）が形成されるように調整された表示装置に関する。

従来、携帯電話やＰＤＡ等に利用されている表示装置は、その画面サイズが大きくなるに従って広視野角化が要求されていた。

しかしながら、携帯電話やＰＤＡ等に利用されている表示装置には、メール等のようにセキュリティ性の高い情報が表示される場合が多く、広視野角の表示装置に当該セキュリティ性の高い情報を表示すると、表示画面を覗き見ることのできる位置にいる不特定者から表示を見られてしまう可能性がある。そこで、プライバシー保護の要求からは、視野角を特定の範囲に制御する必要性が高まってきている。

これまでの表示装置の視野角を所定の範囲に限る制御技術の１つとして、所望の情報を表示するための液晶層と前記液晶層を挟む配向膜とを具備し、表示画面に対応する全領域の配向膜を複数の領域に区画するとともに、隣接する前記領域の配向方向を複数の方向とすることで表示装置の視野角を異ならせる構成のものがある。

このように構成された表示装置は、配向膜上の配向処理方向によって液晶表示の視野角が異なることを応用するものであり、特定の方向から表示画面を見たときに一部の領域を、所望の情報の視認が極めて困難な不良可視領域（あるいは前記情報を全く視認することのできない不可視領域）とするようになっている（特許文献１参照）。

特開２００１−２６４７６８号公報

この従来技術において、表示画面に対応する全領域の配向膜を複数の領域に区画し、隣接する領域の配向方向を異ならせるようにラビング等の配向処理が行われれば、前記不良可視領域は例えば市松模様に配列されることとなる。

しかしながら、市松模様を構成する各不良可視領域の大きさや濃度にもよるが、例えば、その市松模様に配列された不良可視領域と、表示画面全体に大きく映し出された所望の情報としての１つの物体の画像が重なった場合、前記画像のうち半分が前記市松模様によって部分的に視認不可となるとしても、前記画像の残り半分は前記不良可視領域によっては遮られずに視認可能であるため、前記画像全体のフォルムは容易に判別されてしまう。同様に、市松模様状に配列された不良可視領域と文章が重なった場合、前記文章の半分は不良可視領域によって文字の識別が困難であるとしても、残りの文章の半分は前記市松模様によって遮られずに文字は識別されるので、その文章の内容も、視認可能な文字を断片的に繋げれば容易に想像され、判別されてしまう可能性がある。

例えば、携帯電話機の表示装置を考えれば、該表示装置の使用者は表示画面の正面方向に位置し、不特定者は左右方向、あるいは上方向（例えば、車内の着座者に対し、その前方に立位するような場合）に位置する場合が多い。よって、表示画面に表示された情報を良好に視認できる視野角方向として、正面やや下方方向からの視認のみを確保し、それ以外の方向からの視認に対しては、不特定者が表示画面を視認することを有効に防止し、プライバシーの保護を図る必要がある。

そこで、本発明は、表示画面の主視野角方向である正面やや下方方向からの視認に対しては、表示画面に表示された情報を良好に視認可能とし、それ以外の方向からの視認に対しては、表示画面の全領域において、表示された情報を視認困難とする表示装置を提供することを目的とするものである。

前述した目的を達成するため、本発明の第１の態様の表示装置は、所望の情報が表示される表示パネルと、前記表示パネルに積層して配置された視野角制御パネルとを備えてなる表示装置において、前記視野角制御パネルは電極が形成された一対の透明基板間に液晶層が封入された液晶表示素子であって、前記液晶層の液晶はツイスト角６０〜９０°のＴＮ液晶であり、その位相差値Δｎ_ＬＣ・ｄ_ＬＣが０．４〜０．６μmであることを特徴とする。

本実施の態様によれば、適正な電圧を与えることで、表示画面の正面やや下方向においては良好可視領域が形成され、その他の方向においては視野角制御パネルのダミーパターン表示と表示パネルに表示される情報とが重ねられた不良可視領域が形成され、該表示装置の使用者は良好な表示品位で情報を視認しつつ、プライベートな情報を不特定者の視認から保護することができる。

また、本発明の第２の態様の表示装置は、前記表示パネルは電極が形成された一対の透明基板間に液晶層が配設された液晶表示素子であり、本発明の第３の態様の表示装置は、第２の態様の表示装置において、前記視野角制御パネルおよび表示パネルはそれぞれ視認側および反視認側に偏光板を有していることを特徴とする。

これらの実施の態様によれば、簡単かつ安価に表示装置を構成することができ、また、偏光軸の軸角方向を調整することで、光の振動方向を規制することが可能となる。

そして、本発明の第４の態様の表示装置は、第２の態様の表示装置において、前記視野角制御パネルは前記表示パネルの上位に配置され、視認側には偏光板、反視認側には反射偏光板をそれぞれ有しており、前記表示パネルは視認側および反視認側に偏光板をそれぞれ有していることを特徴とする。

本実施の態様によれば、反射偏光板を配設したことにより、透過表示時においては、前述の第１の態様の効果を得ることができるとともに、外光を利用した反射表示時においては、前記反射偏光板の反射光を利用して不良可視領域を形成し、プライベートな情報を不特定者の視認から保護するとともに、特殊な表示効果（見栄え）を実現することができる。

また、本発明の第５の態様の表示装置は、第１乃至第４の態様の表示装置において、前記表示パネルと前記視野角制御パネルとの間には、光の偏光軸角を所定角度だけ回転誘導する旋光素子が配設されていることを特徴とする。

本実施の態様によれば、旋光素子により、下位に配置された表示パネルまたは視野角制御パネルを透過した光を上位に位置する視野角制御パネルまたは表示パネルへ導くことができる。特に、第３の態様の表示装置においては、下位に配置された表示パネルまたは視野角制御パネルを透過した光を、偏光板による吸光を最小限に抑えた状態で、上位に位置する視野角制御パネルまたは表示パネルへ導くことができ、また、第４の態様の表示装置においては、透過表示時において、下位に配置された表示パネルを透過した光を、反射偏光板による吸光を最小限に抑えた状態で、上位に位置する視野角制御パネルへ導くことができる。よって、表示装置は明るく良好な視認性を得ることができる。

そして、本発明の第６の実施の形態の表示装置は、前記第２乃至第５の態様の表示装置において、前記視野角制御パネルの液晶層と表示パネルの液晶層との間に光拡散層が配設されていることを特徴とする。

本実施の態様によれば、光拡散層が両液晶間を透過する光を拡散するので、前記光路をぼかしてライン状の着色部が視認されにくくし、良好な表示画面の視認性を得ることができる。

本発明によれば、表示画面の主視野角方向である正面やや下方向からの視認に対しては、表示画面に表示された情報を良好に視認可能とし、それ以外の方向からの視認に対しては、表示画面の全領域において、表示された情報を視認困難あるいは視認不可とすることができ、パーソナルな情報を不特定者の視認から保護することが可能となる。

図１は、本発明に係る表示装置の一実施の形態における模式的断面図である。

本実施形態の表示装置は、視野角制御パネル１、表示パネル２およびバックライトユニット３を備え、前記視野角制御パネル１は、前記表示パネル２の視認側に配設されている。また、前記表示パネル２の反視認側にはバックライトユニット３が配設されている。

本実施形態においては、前記視野角制御パネル１として液晶表示素子１１を用いる。

前記液晶表示素子１１には、主視野角方向においては前記表示パネル２に表示される所望の情報が視認され、主視野角以外の方向においてはダミー表示が視認されるように、外部からの電気信号により透過率および／または色が変化しうる部分が備えられている。

すなわち、本実施形態において、前記視野角制御パネル１を構成する液晶表示素子１１は、図２に示すように、間隔を隔ててほぼ平行に配置された２枚の透明基板１２（以下、視認側に配置される透明基板１２を第１透明基板１２ａ、反視認側に配置された透明基板１２を第２透明基板１２ｂという）を有しており、第１透明基板１２ａおよび第２透明基板１２ｂの内側表面には、それぞれ第１電極１３ａ、第２電極１３ｂが形成され、ダミー表示用のパターン（以下、ダミーパターンという）が形成されている。前記ダミーパターンとしては、例えば、連続して配列された任意の文字（意味のある繋がりとするならば文章）や、同じ模様を連続させて配列させたパターンなどを例示することができる。本実施形態においては、表示パネル２に表示される文字の大きさと略同等とされたひらがなの連続した文章がダミーパターンとして形成されている場合を例として、以下、説明する。

また、前記第１電極１３ａおよび第２電極１３ｂの上面には、それぞれ各電極間に印加される電圧に応じて液晶分子の配向を制御する第１配向膜１４ａ、第２配向膜１４ｂが形成されている。

そして、前記第１透明基板１２ａと第２透明基板１２ｂは、第１配向膜１４ａと第２配向膜１４ｂを対向させて配置され、その間にセルギャップを一定の距離に保つためのスペーサ１５を散布した状態で周囲をエポキシ樹脂等からなる周辺シール材１６によってシールされている。更に、第１透明基板１２ａ、第２透明基板１２ｂおよび周辺シール材１６によって囲繞された空間部には、ツイスト角を６０〜９０°、好ましくは７０°とするＴＮ液晶１７が封入され、液晶層とされている。本実施形態において、前記液晶層の位相差値Δｎ_ＬＣ・ｄ_ＬＣは０．４〜０．６μmの範囲内となるように調整されている。

なお、前記第１透明基板１２ａおよび第２透明基板１２ｂとしては、それぞれ透光性の材料、例えばガラス、合成樹脂等を使用することができ、前記第１電極１３ａおよび第２電極１３ｂとしては、透光性の導電膜、例えばＩＴＯ等を使用することができる。前記第１配向膜１４ａおよび第２配向膜１４ｂは、ポリイミドなどの高分子膜からなり、前記第１透明基板１２および第２透明基板１２の近傍の液晶を配向させるためにラビング処理が施され、配向異方性の膜として形成されている。

また、前記視野角制御パネル１の視認側および反視認側にはそれぞれ、光の振動方向を規制すべく、偏光軸を所定の方向に配置した第１偏光板４ａ、第２偏光板４ｂが交差角を前記液晶のツイスト角度〜９０°、好ましくは９０°となるように配設されている。なお、本文中に用いる「偏光軸」は「透過軸」と同意である。

図３は、本実施形態における視野角制御パネルの光学仕様の説明図である。この図に示すように、本実施形態においては、前記視野角制御パネル１の液晶層には、ツイスト角を７０°とするＴＮ液晶１７が封入されている。そして、前記第１偏光板４ａは、その偏光軸が、視野角制御パネル１の視認側に配設された第１透明基板１２ａに形成された配向膜１４ａのラビング方向（実線矢印）である配向軸方向から、視認側から見た反時計回りで８０°に位置し、前記第２偏光板４ｂは、その偏光軸が、視野角制御パネル１の反視認側に配設された第２透明基板１２ｂに形成された配向膜１４ｂのラビング方向（破線矢印）である配向軸方向から、視認側から見た反時計回りで１００°に位置するように配置されている。よって、前記第１偏光板４ａと第２偏光板４ｂは、その交差角を９０°として配置される。このような軸角度とすることで、電圧印加時における遮光性が非常に良くなり、高コントラストの表示を得ることができる。

なお、本実施形態のように、視野角制御パネル１が表示パネル２の視認側に配設される場合、視野角制御パネル１の反視認側に配設される第２偏光板４ｂの偏光軸の軸角と表示パネル２の第１偏光板５ａの偏光軸の軸角とが一致していればどちらかの偏光板を省略することも可能である。一方の偏光板の配設を省略することにより、偏光板の吸光に伴う輝度の低下を防止することや表示装置の厚さを薄くすることができる。

さらに、前記視野角制御パネル１は前記バックライトユニット３と表示パネル２との間に配設することも可能である。

また、前記表示パネル２は、前記ＴＮ型、ＳＴＮ型等のパッシブマトリクス駆動の液晶表示素子１１やＴＦＴ型のアクティブマトリクス駆動の液晶表示素子１１などの公知の液晶表示素子１１を用いるものとする。液晶表示素子１１の構造については、前述の視野角制御パネル１として用いられる液晶表示素子１１と電極１３のパターン形状の点において相違するが、その他の構造については略同様であるので説明を省略する。

そして、前記表示パネル２の視認側および反視認側にはそれぞれ、光の振動方向を規制すべく、偏光軸を所定の方向に配置した第１偏光板５ａ、第２偏光板５ｂが配設されている。

前記バックライトユニット３は、蛍光管等の光源（図示せず）とこの光源の光を前記表示パネル２方向へ反射させるための導光板（図示せず）などを有する公知のものとし、説明を省略する。

このように構成された本実施形態の表示装置においては、バックライトユニット３の光源を出射された光は表示パネル２の第２偏光板５ｂと表示パネル２を透過し、前記表示パネル２の第１偏光板５ａおよび視野角制御パネル１の第２偏光板４ｂによって偏光され、視野角制御パネル１の液晶層へ入射する。

そして、視野角制御パネル１の第１電極１３ａおよび第２電極１３ｂに電圧が印加されていないとき、液晶層中の液晶分子はこの入射する偏光と同じ方向に配向されており、液晶のねじれにしたがって偏光方向は回転していく。

そして、視野角制御パネル１の第１偏光板４ａの偏光軸の方向は、視野角制御パネル１の液晶層を透過した光と同じ向きなので、入射した光はそのまま透過することとなる。

また、視野角制御パネル１の第１電極１３ａおよび第２電極１３ｂに電圧が印加されたとき、正の誘電率異方性を有する液晶分子は、電界と同じ向きに配列方向を変化させる。このとき、入射した光は特に、中間電圧とした場合、特定の方向（例えば視角方向）では液晶の複屈折（位相差）が最も大きくなり、液晶層に入射した光は偏光状態が変化して液晶層から出射することになる。一方、それ以外の大部分の方向では液晶の複屈折が小さいため、液晶層に入射した光はそのままの偏光状態で出射される。図３に示すように、視野角制御パネル１の偏光板４ａ、４ｂはへ光軸が直交しているため、視野角から視認すると光は透過するが、それ以外の方向からは遮光されているように見える。

本実施形態の表示パネル２においては、表示パネル２に表示される文字の大きさと略同等とされたひらがなの連続した文章が前記視野角制御パネル１にダミーパターンとして形成されるため、前記視野角制御パネル１の第１電極１３ａおよび第２電極１３ｂに電圧が印加されたとき、このダミーパターンが視野角制御パネル１に表示される。

そして、このダミーパターンは、表示画面の全領域において、主視野角方向となる正面やや下方からは視認されることはないが、主視野角以外の方向である正面やや下方以外の方向からは視認されるので、表示パネル２に表示される情報と重なって視認されることとなる。

特に、本実施形態においては、前記ダミーパターンをひらがなが配列された文章としたことにより、表示パネル２に表示させる所望の情報が文字情報である場合には、特に、情報としての文字と、ダミーパターンの文字とが重なり合って表示されることにより、不特定者が情報としての文字を視認することも妨害することができる。

ここで、液晶層の液晶１７をＴＮ液晶とした本実施形態の前記視野角制御パネル１における前記液晶の位相差値Δｎ_ＬＣ・ｄ_ＬＣと、前記第１電極１３ａおよび第２電極１３ｂに印加される電圧値について説明する。

図４は、視野角制御パネル１の液晶層の液晶１７として、ツイスト角を７０°、液晶層の位相差値Δｎ_ＬＣ・ｄ_ＬＣを０．５μmとし、視野角制御パネル１に配設された第１偏光板４ａと第２偏光板４ｂの交差角を９０°とした場合における電圧変化（０V〜７Ｖ）と透過率の視野角依存性を示している。また、図５は、前記液晶１７として、ツイスト角を９０°、前記液晶の位相差値Δｎ_ＬＣ・ｄ_ＬＣを０．５μmとし、視野角制御パネル１に配設された第１偏光板４ａと第２偏光板４ｂの交差角を９０°とした場合における電圧変化（０Ｖ〜７Ｖ）と透過率の視野角依存性を示している。

なお、図４及び図５中、同心円とされ、２０°間隔で０〜８０°まで示された円状のラインは、液晶表示装置の表示面の法線からの傾き角（θ）を示しており、同図の中心点から放射線状に延在し、同図を１２分割するラインは、表示装置の表示画面の３時方向を０°と仮定した場合における時計回りの角度（φ）を示す。ここで、透過率は視野角制御パネル１に表示されるダミーパターンの電圧印加部分の透過率である。この透過率が小さくなると電圧印加部分とのコントラストが大きくなり、ダミーパターンを視認しやすくなる。すなわち、透過率が小さい領域は、表示パネル２の表示とダミーパターンが重なり合って表示されることにより、情報を不特定者の視認から保護することができる領域となる。また、図４及び図５中、実線で示されるラインは、透過率を０．２とするラインであり、本実施形態においては、０．２以上の透過率を得られる領域を「良好可視領域」とする。また、長破線で示されるラインは、透過率を０．１とするラインであり、本実施形態においては、０．１以上０．２以下の透過率を得られる領域を「可視領域」とし、０．１以下の透過率を得られる領域を「不良可視領域」とする。さらに、２点鎖線で示されるラインは、透過率を０．０５とするラインであり、本実施形態においては、０．０５以下のコントラストの領域を「不可視領域」とする。

そして、ツイスト角を７０°とした液晶を有する視野角制御パネル１は、図４に示すように、印加電圧を３．０〜４．０Ｖの範囲内とすることにより、透過率が０．２以上で良好な表示を得られる良好可視領域を、表示画面に対する正面やや下方向（６時方向）の範囲にのみ形成し、その周囲を広く、透過率が０．１以下の不良可視領域、あるいは、透過率が０．０５以下の不可視領域として囲うことが可能となる。

携帯電話機などの表示画面を考えれば、該表示装置の使用者は表示画面の正面方向に位置し、不特定者は左右方向、あるいは上方向（例えば、車内の着座者に対し、その前方に立位するような場合）に位置する場合が多いので、図４に示す３．０〜４．０Ｖの電圧印加時のような視野角依存性を得ることができれば、主視野角方向となる正面やや下方からの視認に対しては、表示画面に表示された情報を良好に視認可能とし、それ以外の方向からの視認に対しては、前記不良可視領域または不可視領域においてダミーパターンを表示パネル２に表示される情報と重ねることにより、前記情報を視認困難（視認不良）とすることができる。よって、プライベートな情報を不特定者の視認から保護することが可能となる。

仮に、印加電圧を３．０Ｖよりも低くすると、良好可視領域は上下左右方向において広がってしまい、不良可視領域は、殆ど存在しないような状態となるため、携帯電話等の表示画面を不特定者の視認から保護することが期待できず、好ましくない。

また、印加電圧を４．０Vよりも高くすると、良好可視領域が正面やや下方向の極めて限られた狭い領域にのみ形成されることとなり、特定者の視認性や使用感を良好なものとするすることが困難となるため、好ましくない。

さらに、ツイスト角を９０°とした液晶を有する視野角制御パネル１においては、図５に示すように、印加電圧を３．０〜３．５Ｖの範囲内とすることにより、透過率が０．２以上で良好な表示を得られる良好可視領域を、表示画面に対する正面やや下方向（６時方向）の範囲にのみ形成し、その周囲を広く、透過率が０．１以下の不良可視領域、あるいは、透過率が０．０５以下の不可視領域として囲うことが可能となる。

また、印加電圧を３．５Vよりも高くすると、良好可視領域が正面やや下方向の極めて限られた狭い領域にのみ形成されることとなり、特定者の視認性や使用感を良好なものとすることが困難となるため、好ましくない。

以上のように、視野角制御パネル１の液晶層の液晶１７として、ツイスト角を７０°、液晶層の位相差値Δｎ_ＬＣ・ｄ_ＬＣを０．５μmとし、視野角制御パネル１に配設された第１偏光板４ａと第２偏光板４ｂの交差角を９０°とされ、前記視野角制御パネル１の電極に印加する電圧を３．０〜３．５Ｖとされた視野角制御パネル１は、表示画面の正面やや下方向に良好可視領域が形成され、その周囲領域にダミーパターンを表示パネル２に表示される情報と重ね、低透過率および／または着色された表示を行なう不良可視領域が形成され、該表層値の使用者は良好な表示品位で情報を視認しつつ、プライベートな情報を不特定者の視認から保護することができる。

なお、前記電極に印加する電圧は、液晶層を構成する液晶１７の特性によっても異なる。

図６は、ネガモードにおけるＴＮ型の液晶表示素子１１の電圧無印加状態での透過率を示している。前記液晶としては、ネガモードでは、電圧無印加時にできるだけ低い透過率を示す方が好ましく、ポジモードでは電圧無印加時にできるだけ高い透過率を示す方が好ましいため、液晶の位相差値Δｎ_ＬＣ・ｄ_ＬＣは０．４〜０．６μmが良好な範囲といえる。

よって、本実施形態のように、液晶層の液晶として、ツイスト角度を６０〜９０°、好ましくは７０°とする液晶を用い、前記液晶層の位相差値Δｎ_ＬＣ・ｄ_ＬＣを０．４μｍ〜０．６μｍ、好ましくは０．５μｍとすることにより、適正な電圧を与えることで、必ず、本実施形態に示すような視野角制御を行うことができる。

また、本実施形態の表示装置においては、図７に示すように、前述の表示装置において下位に配置された表示パネル２と上位に配置された視野角制御パネル１との間に、前記表示パネル２の視認側に配置された第１偏光板５aの偏光軸の軸角から、視野角制御パネル１の反視認側に配置された第２偏光板４ｂ偏光軸の軸角へ、光の偏光軸角を回転誘導する旋光素子６を配設してもよい。上位に配置する視野角制御パネル１と下位に配置する表示パネル２とは、光学仕様によって、視野角制御パネル１の第２偏光板４ｂの偏光軸の軸角と表示パネル２の第１偏光板５ａの偏光軸の軸角とを一致させることができない場合がある。このような偏光板の軸角の不一致が生じると、バックライトから透過する光が減少し、表示の見栄えに悪影響を及ぼす。このような不具合を防止するために旋光素子６を配置することが好ましい。すなわち、旋光素子６を採用することで。視野角制御パネル１と表示パネル２の組み合わせの自由度が向上する。

また、図３に示す本実施形態では、視野角制御パネル１の第１偏光板４ａの偏光軸は３時方向から反時計回りに１３５°、第２偏光板４ｂの偏光軸は３時方向から反時計回りに４５°の軸角としているが、第１偏光板４ａと第２偏光板４ｂのそれぞれの軸角を共に反時計方向に９０°回転させて、第１偏光板４ａの偏光軸を３時方向から反時計回りに４５°、第２偏光板４ｂの偏光軸を３時方向から反時計回りに１３５°の軸角としてもよい。前記旋光素子６としては、例えば、水晶、ピッチ調整により旋光能が可変なコレステリック液晶を用いたセル、位相差値（リタデーション）がλ／２の位相差板などを例示することができる。

例えば、図８に示すように、上位に位置する平行配向モードの視野角制御パネル１の反視認側に配設された第２偏光板４ｂの角度が４５°、下位に位置する表示パネル２の視認側に配設された第１偏光板５ａの偏光軸の角度は１５°とした場合、その間に、旋光素子６として、位相差値がλ／２の位相差板を３０°の角度で配設する。

これにより、下位に位置する表示パネル２を透過した光を偏光板４、５による吸光を最小限に抑えた状態で上位に位置する視野角制御パネル１へ導くことができるので、表示装置は良好な視認性を得ることができる。なお、位相差値がλ／２の位相差板を２枚使用することにより、光の波長差を原因とする表示画面の着色も補正することが可能となる。また、視野角制御パネル１と表示パネル２の位置関係（上位・下位）が逆の場合も同様である。

また、視野角制御パネル１が表示パネル２の視認側に配設される場合、視野角制御パネル１の反視認側に配設される第２偏光板４ｂとして、偏光軸と吸収軸とを直交させた通常の偏光板ではなく、偏光軸と反射軸とを直交させた反射偏光板４ｂ’を用いることもできる。

図９には、前述の図３に示した視野角制御パネル１における第２偏光板４ｂを前記反射偏光板４ｂ’に置き換えた場合における視野角制御パネル１の配向膜のラビング方向、反射偏光板４ｂ’の偏光軸および反射軸の軸角方向を示す。前述のように、視野角制御パネル１における第２偏光板４ｂを前記反射偏光板４ｂ’に置き換える場合においては、反射偏光板４ｂ’をその偏光軸が前記第２偏光板４ｂの偏光軸と同じ方向となるようにして配置するようにする。

つまり、本実施形態においては、図９に示すように、前記第１偏光板４ａは、その偏光軸が、視野角制御パネル１の視認側に配設された第１透明基板１２ａに形成された配向膜１４ａのラビング方向（実線矢印）である配向軸方向から、視認側から見た反時計回りで８０°に位置し、前記第２偏光板４ｂは、その偏光軸が、視野角制御パネル１の反視認側に配設された第２透明基板１２ｂに形成された配向膜１４ｂのラビング方向（破線矢印）である配向軸方向から、視認側から見た反時計回りで１００°に位置するように配置されている。よって、前記第１偏光板４ａと第２偏光板４ｂは、その交差角を９０°として配置されている。なお、図９に示す本実施形態では、視野角制御パネル１の第１偏光板４ａの偏光軸は３時方向から反時計回りに１３５°、第２偏光板４ｂは３時方向から反時計回りに４５°の軸角としているが、第１偏光板４ａと第２偏光板４ｂのそれぞれの軸角を共に反時計回りに９０°回転させて、第１偏光板４ａの偏光軸を３時方向から４５°、第２偏光板４ｂの偏光軸を３時方向から１３５°の軸角としてもよい。

このような反射偏光板４ｂ’を有する表示装置においては、前記旋光素子６により、透過表示時においては、下位に配置された表示パネル２を透過した光を、反射偏光板４ｂ’による吸光を最小限に抑えた状態で、上位に位置する視野角制御パネル１へ導くことができるので、明るく良好な視認性を得ることができる。また、外光を利用した反射表示時においては、前記反射偏光板４ｂ’の反射光を利用して不良可視領域を形成し、プライベートな情報を不特定者の視認から保護するとともに、特殊な表示効果（見栄え）を実現することができる。

また、前記視野角制御パネル１の液晶層と表示パネル２の液晶層との間に表面が微細な凹凸により粗面化された光拡散層７を配設してもよい。

例えば、図１０に示すように、上位に位置する視野角制御パネル１の反視認側に配設された第２透明基板１２ｂと第２偏光板４ｂとの間に光拡散層７を配設したり、図１１に示すように、上位に位置する視野角制御パネル１の第２偏光板１２ｂの直下に光拡散層７を配設することができる。

これらの構成を備えた表示装置によれば、前記光拡散層７によって両液晶間を透過する光を拡散することができる。すなわち、表示パネル２としてストライプ状のカラーフィルタが形成された液晶表示素子を用い、さらに、図１２に示すように、前記視野角制御パネルに形成されたダミーパターンに前記カラーフィルタのストライプと同方向に延びる直線パターン（図１２においては「Ｐ」の文字のダミーパターンを示す）が形成されている場合、前記ダミーパターンの内外で光の屈折率が異なることを原因として、前記ダミーパターンのアウトライン部分にライン状の着色部（図１２中、ハッチで示す）が視認されること（以下、パターン見えという）が懸念される。しかしながら、本実施形態のように光拡散層７を配設することで、両液晶間を透過する光を拡散し、前記光路を暈かすことで、ライン状の着色部を視認されにくくすることができる。

例えば、図１０に示す構成を有する本実施形態の表示装置においては、表１に示すように、パターン見えはヘイズ値が１０または２０のときに発生し、画像ぼけはヘイズ値が６０、７０、８０のときに発生した。よって、前記光拡散層のヘイズ値を３０〜５０とすることにより、所望の情報の表示状態に画像ぼけが発生せず、しかも、パターン見えが発生しないようにすることができる。

また、図１１に示す構成を有する本実施形態の表示装置においては、表２に示すように、パターン見えはヘイズ値が１０または２０のときに発生し、画像ぼけはヘイズ値が８０のときに発生した。よって、前記光拡散層のヘイズ値を３０〜７０とすることにより、所望の情報の表示状態に画像ぼけが発生せず、しかも、パターン見えが発生しないようにすることができる。

なお、本発明は、前述した実施の形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。例えば、旋光素子６を視野角制御パネル１と表示パネル２との間に配置した態様において、旋光素子６の両側に偏光板４ｂ、５ａを２枚配置したが、偏光板４ｂ、５ａのどちらか一方を省略してもよい。偏光板４ｂ、５ａの配設を省略することにより、偏光板４ｂ、５ａの吸光に伴う透過率の低下を防止することができるとともに表示装置の厚みを薄くすることができる。

本発明の実施形態の表示装置の模式的断面図本発明の実施形態の表示装置における視野角制御パネルの模式的断面図本発明の実施形態の表示装置における視野角制御パネルと偏光板の配設例を示す説明図本発明の実施形態の表示装置における視野角制御パネルの液晶層のツイスト角を７０°とした場合における電圧変化（０Ｖ〜７Ｖ）とコントラストの視野角依存性の実験結果を示す説明図本発明の実施形態の表示装置における視野角制御パネルの液晶層のツイスト角を９０°とした場合における電圧変化（０Ｖ〜７Ｖ）とコントラストの視野角依存性の実験結果を示す説明図ＴＮ型液晶表示素子における無印加状態での透過率を示すグラフ本発明の実施形態の表示装置において、旋光素子を配設した場合を示す模式的断面図本発明の実施形態の表示装置における旋光素子の配設例を示す説明図本発明の実施形態の表示装置において、図３の第２偏光板を反射偏光板に置き換えた場合の偏光軸および反射軸の軸角方向を示す説明図本発明の実施形態の表示装置において、光拡散層を配設した場合を示す模式的断面図本発明の実施形態の表示装置において、光拡散層を配設した他の場合を示す模式的断面図パターン見えの具体例を示す説明図

符号の説明

１視野角制御パネル
２表示パネル
３バックライトユニット
４（視野角制御パネルの）偏光板
４’ 反射偏光板
５（表示パネルの）偏光板
６旋光素子
７光拡散層
１１液晶表示素子
１２（視野角制御パネルの）透明基板
１３電極
１４配向膜
１５スペーサ
１６周辺シール材
１７液晶
２２（視野角制御パネルの）透明基板
２７（視野角制御パネルの）液晶

Claims

所望の情報が表示される表示パネルと、前記表示パネルに積層して配置された視野角制御パネルとを備えてなる表示装置において、
前記視野角制御パネルは電極が形成された一対の透明基板間に液晶層が封入された液晶表示素子であって、前記液晶層の液晶はツイスト角６０〜９０°のＴＮ液晶であり、その位相差値Δｎ_ＬＣ・ｄ_ＬＣが０．４〜０．６μmであることを特徴とする表示装置。
前記表示パネルは電極が形成された一対の透明基板間に液晶層が配設された液晶表示素子である請求項１に記載の表示装置。
前記視野角制御パネルおよび表示パネルはそれぞれ視認側および反視認側に偏光板を有している請求項２に記載の表示装置。
前記視野角制御パネルは前記表示パネルの上位に配置され、視認側に偏光板、反視認側に反射偏光板をそれぞれ有しており、前記表示パネルは視認側および反視認側に偏光板をそれぞれ有している請求項２に記載の表示装置。
前記表示パネルと前記視野角制御パネルとの間には、光の偏光軸角を所定角度だけ回転誘導する旋光素子が配設されている請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の表示装置。
前記視野角制御パネルの液晶層と表示パネルの液晶層との間には光拡散層が配設されている請求項２乃至請求項５のいずれか１項に記載の表示装置。