JP2008282051A - Liquid crystal display device and electronic equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、視角制御素子およびその製造方法、液晶表示装置、電子機器に関し、特に広視角、狭視角の切り替えが可能な視角制御素子、およびこれを備えた液晶表示装置に関するものである。 The present invention relates to a viewing angle control element, a manufacturing method thereof, a liquid crystal display device, and an electronic device, and more particularly to a viewing angle control element capable of switching between a wide viewing angle and a narrow viewing angle, and a liquid crystal display device including the same.
液晶表示装置は、従来から視角が狭いという課題を有しており、広い視角特性が求められている。特に、多人数で表示を見るテレビジョンやカーナビゲーション、デジタルカメラなどを用途とするものがそうである。一方、使用者が一人で表示を見ているときに他人には覗かれたくないという要求もあり、その場合は、逆に狭い視角特性が求められている。例えば公共の場で使用するノートパソコンや携帯電話などを用途とするものがそうである。近年、例えばノートパソコンでテレビ番組を見たり、携帯電話でゲームをしたりというように、同じ機器であっても使い方によって視角の広/狭を切り替えたいという要求が高まってきた。 Conventionally, liquid crystal display devices have a problem that the viewing angle is narrow, and a wide viewing angle characteristic is required. This is particularly the case for televisions, car navigation systems, digital cameras, and the like that are used for viewing by a large number of people. On the other hand, there is also a request that the user does not want to be looked at by others when viewing the display alone. In that case, narrow viewing angle characteristics are required. For example, those which are used for notebook computers and mobile phones used in public places. In recent years, there has been an increasing demand for switching the viewing angle between wide and narrow depending on how the same device is used, such as watching a TV program on a notebook computer or playing a game on a mobile phone.
このような要求に対して、表示用液晶素子に加えて位相差制御用液晶素子を備え、位相差制御用液晶素子に印加する電圧を制御することによって視角特性を変化させようとするものが提案されている(例えば下記の特許文献1)。この特許文献1では、位相差制御用液晶素子で用いる液晶モードとして、カイラルネマチック液晶、ホモジニアス液晶、ランダム配向のネマチック液晶などが例示されている。
In response to such demands, proposals have been made to provide a liquid crystal element for phase difference control in addition to a liquid crystal element for display, and to change the viewing angle characteristics by controlling the voltage applied to the liquid crystal element for phase difference control. (For example,
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視角の広/狭を切り替え可能であると述べているが、その効果は充分とは言えなかった。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、狭視角化時には確かに広視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充分に視認されてしまう。一般に、コントラスト比が2:1まで低下しても充分に表示を視認できるからである。
In
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、広視角、狭視角の切り替え効果の高い視角制御素子、およびこれを用いることにより様々な使用環境や用途に適応可能な液晶表示装置、電子機器を提供することを目的としている。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and has a viewing angle control element having a high switching effect between a wide viewing angle and a narrow viewing angle, and a liquid crystal adaptable to various usage environments and uses by using the viewing angle control element. The object is to provide a display device and an electronic device.
上記の目的を達成するために、本発明の視角制御素子は、任意の表示装置に隣接配置して用いられ、前記表示装置の視角を制御する視角制御素子であって、一対の透光性基板と、前記一対の透光性基板間に挟持され、液晶分子をハイブリッド配向させてなる液晶層と、前記液晶層に電界を印加するための電界印加手段とを有する視角制御用液晶セルを備え、前記電界印加手段からの印加電圧によって前記液晶分子の配向状態を変化させることで前記表示装置の視角を制御することを特徴とする。なお、本発明でいう「ハイブリッド配向」とは、液晶分子のチルト角が一方の基板側の界面から他方の基板側の界面にかけて連続的に変化している配向状態をいう。このとき、一般に液晶分子はツイストしていない、すなわちツイスト角は0°である。 In order to achieve the above object, a viewing angle control element of the present invention is a viewing angle control element that is used adjacent to an arbitrary display device and controls the viewing angle of the display device, and a pair of translucent substrates And a viewing angle control liquid crystal cell having a liquid crystal layer sandwiched between the pair of translucent substrates and hybrid-aligning liquid crystal molecules, and an electric field applying means for applying an electric field to the liquid crystal layer, The viewing angle of the display device is controlled by changing the alignment state of the liquid crystal molecules according to the voltage applied from the electric field applying means. In the present invention, “hybrid alignment” refers to an alignment state in which the tilt angle of liquid crystal molecules continuously changes from one substrate side interface to the other substrate side interface. At this time, the liquid crystal molecules are generally not twisted, that is, the twist angle is 0 °.
液晶セルを用いて視角制御を行う技術は、上記特許文献1のように既に知られている。しかしながら、本発明者は、上記特許文献1において視角制限効果に限界があるのは、視角制御用液晶セルにカイラルネマチック液晶、ホモジニアス液晶、ランダム配向のネマチック液晶などを採用したことに由来していると考えた。すなわち、この種の液晶は、元々の表示のコントラストの低下に寄与するのみだからである。これに対して、本発明者は、視角制御用液晶セルにハイブリッド配向した液晶を用いることによって、狭視角化(視角制限)時に広視角側の表示のコントラストを低下させるよりも透過光量を下げる(暗くする)方が大きな視角制限効果が得られることを見い出した。ハイブリッド配向した液晶の配向状態の変化により広視角側の透過光量が変化する理由については、本発明の実施の形態で詳述する。
A technique for performing viewing angle control using a liquid crystal cell is already known as in
上記本発明の視角制御素子においては、前記視角制御用液晶セルの外面に偏光板がそれぞれ配置され、これら偏光板の吸収軸が互いに平行に配置されることが望ましい。
なお、本明細書において液晶セルや基板の「外面」、「内面」という表現を用いるが、「内面」とは各基板の主面のうち、液晶層側に向く面のことであり、「外面」とはそれと反対側の面のことである。
この構成によれば、光入射側の偏光板の作用によりハイブリッド配向液晶層に対して直線偏光が入射され、この直線偏光が、基板面の方位角方向における所定の方向においては旋光性を生じ、平行ニコルの下では表示が暗くなる。
In the viewing angle control element of the present invention, it is desirable that polarizing plates are respectively arranged on the outer surfaces of the viewing angle control liquid crystal cells, and the absorption axes of these polarizing plates are arranged in parallel to each other.
In this specification, the expressions “outer surface” and “inner surface” of a liquid crystal cell or a substrate are used. The “inner surface” is a surface facing the liquid crystal layer side of the main surface of each substrate. "Is the opposite side.
According to this configuration, linearly polarized light is incident on the hybrid alignment liquid crystal layer by the action of the polarizing plate on the light incident side, and this linearly polarized light causes optical rotation in a predetermined direction in the azimuthal direction of the substrate surface. The display becomes dark under parallel Nicols.
また、前記偏光板の吸収軸は、前記視角制御用液晶セルの法線方向から見た前記液晶分子の遅相軸と平行あるいは直交に配置することが望ましい。
この構成によれば、視角制御用液晶セルの法線方向から入射した光に対して液晶層が複屈折効果を示さないので、表示装置の持つ表示特性をほとんど損なわずに済ますことができる。
ただし、より好ましくは、前記偏光板の吸収軸は、前記視角制御用液晶セルの法線方向から見た前記液晶分子の遅相軸と平行に配置する方がよい。
この方が、より広い視角範囲で効果的に視角を制限することができるからである。これについても後で詳述する。
Further, it is desirable that the absorption axis of the polarizing plate is arranged in parallel or perpendicular to the slow axis of the liquid crystal molecules viewed from the normal direction of the viewing angle controlling liquid crystal cell.
According to this configuration, since the liquid crystal layer does not exhibit a birefringence effect with respect to light incident from the normal direction of the viewing angle control liquid crystal cell, the display characteristics of the display device can be hardly impaired.
However, more preferably, the absorption axis of the polarizing plate should be arranged in parallel with the slow axis of the liquid crystal molecules as viewed from the normal direction of the viewing angle control liquid crystal cell.
This is because the viewing angle can be effectively limited in a wider viewing angle range. This will also be described in detail later.
前記液晶層の材料としては、誘電率異方性が負の液晶材料、正の液晶材料のいずれを用いても良いが、誘電率異方性が負の液晶材料を用いる方が好ましい。
誘電率異方性が負の液晶材料を用いた場合、選択電圧印加(電圧オン)時の視角を広げ、表示装置の持つ表示特性を損なわないようにすることができるからである。
As the material of the liquid crystal layer, either a liquid crystal material having a negative dielectric anisotropy or a positive liquid crystal material may be used, but a liquid crystal material having a negative dielectric anisotropy is preferably used.
This is because when a liquid crystal material having a negative dielectric anisotropy is used, the viewing angle when a selection voltage is applied (voltage on) can be widened so that the display characteristics of the display device are not impaired.
本発明の視角制御素子の製造方法は、前記視角制御用液晶セルの液晶層の複屈折率Δnと液晶層厚dとの積Δn・dを調整することによって、視角制限効果の度合を調整することを特徴とする。
Δn・dの調整により基板面の極角方向における透過率特性が変化するので、用途に応じて最適なΔn・dの値を選択することができる。
The method for manufacturing a viewing angle control element of the present invention adjusts the degree of the viewing angle limiting effect by adjusting the product Δn · d of the birefringence Δn of the liquid crystal layer and the liquid crystal layer thickness d of the liquid crystal cell for viewing angle control. It is characterized by that.
Since the transmittance characteristic in the polar angle direction of the substrate surface changes by adjusting Δn · d, an optimal value of Δn · d can be selected according to the application.
本発明の液晶表示装置は、上記本発明の視角制御素子と、前記視角制御素子に隣接配置された表示用液晶セルとを備えたことを特徴とする。
この構成によれば、本発明の視角制御素子を表示用液晶セルに隣接配置したことにより広視角、狭視角の切り替え効果の高い表示が得られ、様々な使用環境や用途に適応可能な液晶表示装置を実現することができる。
The liquid crystal display device of the present invention comprises the viewing angle control element of the present invention and a display liquid crystal cell disposed adjacent to the viewing angle control element.
According to this configuration, the viewing angle control element of the present invention is disposed adjacent to the display liquid crystal cell, so that a display with a high switching effect between a wide viewing angle and a narrow viewing angle can be obtained, and the liquid crystal display can be adapted to various usage environments and applications. An apparatus can be realized.
また、前記液晶分子の遅相軸は、前記表示用液晶セルの表示画面の上下方向(12時−6時方向)に一致するように配置することが望ましい。
この構成によれば、特に表示画面の左右方向(3時−9時方向)の視角を効果的に切り替えることができるので好ましい。他人が表示を覗く際には、左右方向から覗くのが普通だからである。
The slow axis of the liquid crystal molecules is preferably arranged so as to coincide with the vertical direction (12: 00-6 o'clock direction) of the display screen of the display liquid crystal cell.
This configuration is particularly preferable because the viewing angle in the left-right direction (3 o'clock to 9 o'clock direction) of the display screen can be effectively switched. This is because it is normal for someone else to look into the display from the left-right direction.
また、本発明の液晶表示装置は、前記表示用液晶セルの前記視角制御用液晶セルが配置された側と反対側の外面に設けられた第1の偏光板と、前記視角制御用液晶セルの前記表示用液晶セルが配置された側と反対側の外面に設けられた第2の偏光板と、前記表示用液晶セルと前記視角制御用液晶セルとの間に設けられた第3の偏光板とを備えた構成とすることができる。
この構成によれば、第1の偏光板と第3の偏光板とが表示用液晶セルを挟持することになり、これら偏光板が表示用液晶セルの偏光子と検光子として機能する。さらに、第2の偏光板と第3の偏光板とが視角制御用液晶セルを挟持することになり、これら偏光板の吸収軸を上記の関係とすることでより効果的な視角制限効果を得ることができる。
The liquid crystal display device of the present invention includes a first polarizing plate provided on an outer surface of the display liquid crystal cell opposite to the side on which the viewing angle control liquid crystal cell is disposed, and the viewing angle control liquid crystal cell. A second polarizing plate provided on the outer surface opposite to the side on which the display liquid crystal cell is disposed, and a third polarizing plate provided between the display liquid crystal cell and the viewing angle control liquid crystal cell It can be set as the structure provided with.
According to this configuration, the first polarizing plate and the third polarizing plate sandwich the display liquid crystal cell, and these polarizing plates function as a polarizer and an analyzer of the display liquid crystal cell. Further, the second polarizing plate and the third polarizing plate sandwich the viewing angle control liquid crystal cell, and a more effective viewing angle limiting effect is obtained by setting the absorption axis of these polarizing plates to the above relationship. be able to.
あるいは、本発明の液晶表示装置は、前記表示用液晶セルの前記視角制御用液晶セルが配置された側と反対側の外面に設けられた第1の偏光板と、前記視角制御用液晶セルの前記表示用液晶セルが配置された側と反対側の外面に設けられた第2の偏光板とを備えた構成とすることができる。
この構成によれば、上記の構成と比べて偏光板が1枚少ない分だけ表示が明るくなり、装置全体が薄型化できるという効果がある。それに加えて、表示用液晶セルと視角制御用液晶セルとの間に偏光板がないことにより、2つの液晶セルの相互作用によって上記の構成とは異なる作用、効果が得られ、より狭い範囲に視角を制限することもできる。これについては後の[第3の実施の形態]の項で詳述する。
Alternatively, the liquid crystal display device of the present invention includes a first polarizing plate provided on an outer surface of the display liquid crystal cell opposite to the side on which the viewing angle control liquid crystal cell is disposed, and the viewing angle control liquid crystal cell. It can be set as the structure provided with the 2nd polarizing plate provided in the outer surface on the opposite side to the side by which the said liquid crystal cell for a display is arrange | positioned.
According to this configuration, the display is brightened by the amount of one polarizing plate less than the above configuration, and the entire apparatus can be thinned. In addition, since there is no polarizing plate between the liquid crystal cell for display and the liquid crystal cell for viewing angle control, the action and effect different from the above configuration can be obtained due to the interaction of the two liquid crystal cells, and the narrower range. The viewing angle can also be limited. This will be described in detail in the following [Third Embodiment] section.
あるいは、本発明の液晶表示装置は、前記第2の偏光板の前記視角制御用セルが配置された側と反対側に、集光シートを備えたバックライトを配置した構成とすることができる。
この構成によれば、集光シートによる視角制限効果との相乗作用によって、より効果的な視角制限効果を得ることが出来る。
Or the liquid crystal display device of this invention can be set as the structure which has arrange | positioned the backlight provided with the condensing sheet | seat on the opposite side to the side by which the said visual angle control cell of the said 2nd polarizing plate is arrange | positioned.
According to this configuration, a more effective viewing angle limiting effect can be obtained by a synergistic effect with the viewing angle limiting effect of the light collecting sheet.
あるいは、本発明の液晶表示装置は、前記視角制御用液晶セルを前記表示用液晶セルの観察者側とは反対側に配置し、前記視角制御用液晶セルと前記表示用液晶セルとの間に散乱板を備えた構成とすることができる。
この構成によれば、スペーサ等を散布することによって視角制限用液晶セルに生じた光漏れを見え難くするという効果を有する。
Alternatively, in the liquid crystal display device of the present invention, the viewing angle control liquid crystal cell is disposed on a side opposite to the viewer side of the display liquid crystal cell, and the viewing angle control liquid crystal cell and the display liquid crystal cell are disposed between the viewing angle control liquid crystal cell and the display liquid crystal cell. It can be set as the structure provided with the scattering plate.
According to this configuration, there is an effect of making it difficult to see the light leakage generated in the viewing angle limiting liquid crystal cell by spraying the spacers and the like.
また、本発明の視角制御素子は、任意の表示装置に隣接配置して用いられ、前記表示装置の視角を制御する視角制御素子であって、液晶性高分子をハイブリッド配向させてなる層を備えた構成とすることができる。
この構成によれば、電界による視角の制御は出来ないが、前記視角制御用液晶セルと同じ原理によって、視角制限を行うことが出来る。
The viewing angle control element of the present invention is a viewing angle control element that is used adjacent to an arbitrary display device and controls the viewing angle of the display device, and includes a layer formed by hybrid alignment of a liquid crystalline polymer. Can be configured.
According to this configuration, the viewing angle cannot be controlled by the electric field, but the viewing angle can be limited by the same principle as the viewing angle control liquid crystal cell.
また、本発明の液晶表示装置は、液晶性高分子の層を備えた前記視角制御素子と、前記視角制御素子に隣接配置された表示用液晶セルとを備えた構成とすることができる。
この構成によれば、特定方向の視角を制限することによって、他人には覗かれ難いプライバシーに配慮した液晶表示装置を実現することができる。
In addition, the liquid crystal display device of the present invention may be configured to include the viewing angle control element including a liquid crystal polymer layer and a display liquid crystal cell disposed adjacent to the viewing angle control element.
According to this configuration, by limiting the viewing angle in a specific direction, it is possible to realize a liquid crystal display device in consideration of privacy that is difficult for others to look into.
本発明の電子機器は、上記本発明の液晶表示装置を備えたことを特徴とする。
この構成によれば、視角制御効果の高い液晶表示部を有し、様々な使用環境や用途に適応可能な電子機器を実現することができる。
An electronic apparatus according to the present invention includes the liquid crystal display device according to the present invention.
According to this configuration, it is possible to realize an electronic device that has a liquid crystal display unit with a high viewing angle control effect and can be adapted to various usage environments and applications.
[第1の実施の形態]
以下、本発明の第1の実施の形態を図1〜図9を参照して説明する。
本実施形態の液晶表示装置は、表示用液晶セルに視角制御用液晶セルを積層したものであるが、視角制御用液晶セルを用いて表示用液晶セルの視角特性を狭い角度範囲に制限するものであるから、表示用液晶セルは元来広視角の液晶モードであるVAN(Vertically Aligned Nematic、垂直配向)、IPS(In-Plane Switching)等のモードを採用することが望ましい。ここでは、VANを例に取り、説明する。また、表示用液晶セルには、画素スイッチング素子として薄膜ダイオード(Thin Film Diode, 以下、TFDと略記する)を用いたアクティブマトリクス方式の透過型液晶表示装置の例を挙げる。なお、各図において、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならせてある。
[First Embodiment]
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The liquid crystal display device of this embodiment is a liquid crystal cell in which a viewing angle control liquid crystal cell is stacked on a display liquid crystal cell, and the viewing angle characteristics of the display liquid crystal cell are limited to a narrow angle range by using the viewing angle control liquid crystal cell. Therefore, it is desirable that the display liquid crystal cell adopts a mode such as VAN (Vertically Aligned Nematic) or IPS (In-Plane Switching), which is a liquid crystal mode originally having a wide viewing angle. Here, the VAN will be described as an example. An example of an active matrix transmissive liquid crystal display device using a thin film diode (hereinafter abbreviated as TFD) as a pixel switching element is given as a display liquid crystal cell. In addition, in each figure, in order to make each layer and each member into a size that can be recognized on the drawing, the scale is varied for each layer and each member.
図1は、本実施形態の液晶表示装置100の表示用液晶セルについての等価回路を示している。この液晶表示装置100は、走査信号駆動回路110およびデータ信号駆動回路120を含んでいる。液晶表示装置100には、信号線、すなわち複数の走査線13と、走査線13と交差する複数のデータ線9とが設けられ、走査線13は走査信号駆動回路110により駆動され、データ線9はデータ信号駆動回路120により駆動される。そして、各画素領域150において、走査線13とデータ線9との間にTFD素子40と液晶表示要素160(液晶層)とが直列に接続されている。なお、図1では、TFD素子40が走査線13側に接続され、液晶表示要素160がデータ線9側に接続されているが、これとは逆にTFD素子40をデータ線9側に、液晶表示要素160を走査線13側に設ける構成としても良い。
FIG. 1 shows an equivalent circuit for a display liquid crystal cell of the liquid
次に、図2に基づいて、本実施形態の液晶表示装置100の表示用液晶セルにおける電極の平面構造(画素構造)について説明する。
図2に示すように、本実施形態の表示用液晶セルは、走査線13にTFD素子40を介して接続された画素電極31がマトリクス状に設けられており、紙面の垂直方向に画素電極31と対向するように対向電極9が短冊状(ストライプ状)に設けられている。対向電極9は上述したデータ線のことであり、走査線13と交差する形のストライプ形状を有している。本実施の形態において、各画素電極31が形成された個々の領域が1つのドット領域であり、マトリクス状に配置された各ドット領域毎にTFD素子40が具備され、ドット領域毎に表示が可能な構造になっている。図2では簡易的に各画素電極を略矩形状に図示したが、実際には後述するように島状部と連結部とを有している。ここで、TFD素子40は走査線13と画素電極31とを電気的に接続するスイッチング素子であって、TFD素子40は、Taを主成分とする第1導電膜と、第1導電膜の表面に形成され、Ta2O3を主成分とする絶縁膜と、絶縁膜の表面に形成され、Crを主成分とする第2導電膜とを含むMIM(Metal-Insulator-Metal)構造を具備して構成されている。そして、TFD素子40の第1導電膜が走査線13に接続され、第2導電膜が画素電極31に接続されている。
Next, the planar structure (pixel structure) of the electrodes in the display liquid crystal cell of the liquid
As shown in FIG. 2, in the display liquid crystal cell of this embodiment,
次に、図3、図4に基づいて、本実施の形態の液晶表示装置100の画素構成について説明する。図3は表示用液晶セルの画素構成、特に画素電極31の平面構成を示す模式図である。図4は視角制御用液晶セルを含む液晶表示装置全体の断面図であり、図3のA−A’線に沿う断面図である。
本実施の形態の液晶表示装置100は、図2に示したように、データ線9および走査線13等により囲まれた領域の内側に画素電極31を備えてなるドット領域を有している。このドット領域内には、図3に示すように、1つのドット領域に対応して3原色のうちの異なる色の1つの着色層が配設され、隣接する3つのドット領域(D1,D2,D3)で各着色層16B(青色),16G(緑色),16R(赤色)を含む1つの画素を形成している。
Next, a pixel configuration of the liquid
As shown in FIG. 2, the liquid
本実施の形態の液晶表示装置100は、図4に示すように、上側(使用者側)から見て表示用液晶セル1、視角制御用液晶セル2、バックライト15がこの順に積層されている。図4では表示用液晶セル1、視角制御用液晶セル2、バックライト15をそれぞれ離して図示しているが、実際には任意の手段を用いて密着させることが望ましい。
As shown in FIG. 4, the liquid
まず、表示用液晶セル1について説明する。
表示用液晶セル1においては、上基板(対向基板)25とこれに対向配置された下基板(素子基板)10との間に、初期配向状態が垂直配向を呈する、誘電異方性が負の液晶材料からなる液晶層50が挟持されている。なお、透過率向上のため、液晶層50にカイラル剤を添加しても良い。
First, the display
In the display
上基板25は、ガラス、石英等の透光性材料からなる基板本体25Aの内面(基板本体25Aの液晶層側)に、赤色着色層16R、緑色着色層16G、青色着色層16Bを有するカラーフィルタ16が設けられている。図4では図示を省略したが、各着色層16R,16B,16Gの周囲は金属クロム等からなるブラックマトリクスBMで囲まれ、ブラックマトリクスBMにより各ドット領域D1,D2,D3の境界が形成されている(図3参照)。カラーフィルタ16上には、インジウム錫酸化物(Indium Tin Oxide, 以下、ITOと略記する)等の透明導電膜からなる対向電極9が形成され、対向電極9上にはポリイミド等からなる配向膜(図示略)が形成されている。配向膜は液晶分子を膜面に対して垂直に配向させる垂直配向膜として機能するものであり、ラビングなどの配向処理は施されていない。なお、図4において対向電極9は、紙面横方向に延びる形のストライプ状に形成されており、紙面横方向に並ぶ複数のドット領域に共通の電極として機能する。また、対向電極9上には、後述する配向制御手段としての突起43が液晶層50に向けて突出するように形成されている。突起43は樹脂等で形成されており、円錐状、円錐台状、多角錐状、多角錐台状、あるいはこれらに丸みを加えた半球状等の形状をしている。
The
下基板10は、石英、ガラス等の透光性材料からなる基板本体10Aの内面に、ITO等の透明導電膜からなる画素電極31と、ポリイミド等からなる垂直配向機能を持つ配向膜(図示略)とが形成されている。なお、図4ではTFD素子や走査線等の図示は省略している。特に本実施の形態では、図3に示すように、画素電極31は複数の島状部31a,31b,31cを含んで構成されており、各島状部31a,31b,31c同士が連結部39を介して電気的に接続されて画素電極31を構成している。つまり、本実施形態では、各ドット領域D1,D2,D3を、略同じ形状の複数(図3では3つ)のサブドット領域S1,S2,S3に分割して構成している。つまり、下基板10側の画素電極31が、複数(図3では3つ)の島状部31a,31b,31cと、隣接する各島状部を互いに電気的に接続する連結部39,39とを含んで構成されており、各島状部31a,31b,31cがそれぞれサブドット領域S1,S2,S3を構成している。
The
通常、カラー液晶表示装置では、1つのドット領域の縦横比が約3:1となるので、本実施形態のように、1つのドット領域D1,D2,D3に3つのサブドット領域S1,S2,S3を設けると、1つのサブドット領域の形状が略円形や略正多角形となる。各サブドット領域S1,S2,S3(島状部31a,31b,31c)の形状は、図3では略正八角形状であるが、これに限らず、例えば円形状、その他の多角形状のものとすることができる。そして、画素電極31の正八角形状の各島状部31a,31b,31cの中央に、前述した上基板25側の突起43が配置されている。液晶層50の液晶分子50Bは非選択電圧印加(電圧オフ)時に垂直配向しているが、選択電圧印加(電圧オン)時にはこの突起43による形状効果と画素電極31の島状部の持つフリンジ電界効果とが相俟って、液晶分子50Bは360°全方位に倒れることになる。このような配向制御を行うことにより、広視角化が図れる。あるいは、突起43に代えて、対向電極9をパターニングして多角形または円形の開口部を設けても、同様の配向制御効果が得られる。
In general, in a color liquid crystal display device, the aspect ratio of one dot area is about 3: 1. Therefore, as in this embodiment, three sub-dot areas S1, S2, and D3 are included in one dot area D1, D2, and D3. When S3 is provided, the shape of one sub-dot region becomes a substantially circular shape or a substantially regular polygon shape. The shape of each of the sub-dot regions S1, S2, S3 (
次に、視角制御用液晶セル2について説明する。
視角制御用液晶セル2においては、上基板61とこれに対向配置された下基板10との間に、初期配向状態がハイブリッド配向を呈する、誘電異方性が負の液晶材料からなる液晶層65が挟持されている。
上基板61は、ガラス等の透光性材料からなる基板本体61Aの内面に、ITO等の透明導電膜からなる上電極63(電界印加手段)が形成されている。同様に、下基板62側も、ガラス等の透光性材料からなる基板本体62Aの内面に、ITO等の透明導電膜からなる下電極64(電界印加手段)が形成されている。視角制御用液晶セル2においては、これら上電極63、下電極64はドット領域毎に分割されておらず、各基板61,62上に全面ベタに形成されている。
Next, the viewing angle control
In the viewing angle controlling
In the
液晶層65は、上基板61側界面でほぼ水平配向、下基板62側界面でほぼ垂直配向を呈し、その間で液晶分子のチルト角が連続的に変化するハイブリッド配向を取っている。このような初期配向状態は、例えば上基板61の上電極63上に水平配向用ポリイミド膜を塗布、焼成してラビング処理する一方、下基板62の下電極64上に垂直配向用ポリイミド膜を塗布、焼成することによって得られる。より好ましくは、垂直配向用ポリイミド膜を、水平配向用ポリイミドのラビング方向とは反平行方向にラビングした方が、逆スプレイドメインが生じにくくなり、安定な配向を得る上で望ましい。そして、上電極63、下電極64間に電圧を印加することにより液晶層65の液晶分子を基板面にほぼ平行に倒すことができる。なお、本実施の形態とは逆に、上基板61側界面でほぼ垂直配向、下基板62側界面でほぼ水平配向を呈するようにしても良い。上述したように、液晶層65には誘電異方性が負の液晶材料を用い、その複屈折率Δnと液晶層厚dとの積Δn・dを6.0μmと設定する。
The
また、表示用液晶セル1の上基板25の外面側に第1の偏光板17が設けられ、視角制御用液晶セル2の下基板62の外面側に第2の偏光板66が設けられ、表示用液晶セル1の下基板10と視角制御用液晶セル2の上基板61との間に第3の偏光板19が設けられている。第2の偏光板66と第3の偏光板19とは、図5に示すように、互いの吸収軸方向が平行になるように配置され、表示画面を正面から見たときに画面の上下方向(12時−6時方向)に一致するように配置されている。また、第2の偏光板66および第3の偏光板19の吸収軸と、視角制御用液晶セル2の法線方向から見た液晶層65の遅相軸の方向とが平行になるように配置されている。視角制御用液晶セル2の液晶層65の遅相軸の方向は視角制御用液晶セル2の上基板61側のラビング方向に一致するので、言い換えると、第2の偏光板66および第3の偏光板19の吸収軸と視角制御用液晶セル2の上基板61のラビング方向が平行に設定されている(図5においては第2液晶セル上基板のラビング方向と記す)。よって、上基板61のラビング方向は、図5に示すように、画面の上下方向であって、12時から6時に向かう方向とするか、あるいは6時から12時に向かう方向とする。なお、第1の偏光板17の吸収軸は第2の偏光板66および第3の偏光板19の吸収軸と直交しており、表示用液晶セルがノーマリーブラックの構成となっている。さらに、視角制御用液晶セル2の外面側の第2の偏光板66の外側には、透過表示用光源となるバックライト15が設けられている。
The first
なお、視角制御用液晶セル2の液晶層65は、一般的な液晶のΔnの上限が0.25程度であることから、Δn・d=6.0μmを得るためには、少なくとも25μmの液晶層厚dが必要である。25μmの液晶層厚を維持するためのスペーサは、それが球形のものである場合はもちろん、円柱状のものであっても、直径25μm程度が必要であり、それらは肉眼で輝点として見分けられる大きさである。こうした輝点を見え難くするために、表示用液晶セル1の下基板10と第3の偏光板19との間、または視角制御用液晶セル2の上基板61と第3の偏光板19との間に、さらに散乱板を備えても良い。この散乱板は、後方散乱よりも前方散乱が大きいことが望ましく、例えば透明ビーズを粘着剤中に練り込んだものが適している。
The
上記構成の液晶表示装置においては、ハイブリッド配向を呈する液晶層65を持つ視角制御用液晶セル2が備えられたことによって、非選択電圧印加(電圧オフ)時に表示用液晶セル1が本来持つ視角を狭め、視角制限効果を発揮することができる。
その作用について以下、説明する。
例えば、図5に示す光軸配置において、視角制御用液晶セル2の法線方向からハイブリッド配向の液晶層65を見ると、図6(a)に示す通りであり、液晶分子50aの遅相軸方向が液晶層65の上部から下部まで直線上に重なって見える。これに対して、前記法線方向に対して右側から斜めにハイブリッド配向の液晶層65を見ると、図6(b)に示す通りであり、液晶分子50a〜50dの遅相軸方向が、液晶層65上部の液晶分子50aから下部の液晶分子50dにかけて紙面の上下方向から左右方向にねじれて見える。このことは、視角制御用液晶セル2の法線方向に対して右側あるいは左側から斜めに入射する光にとっては液晶層65が見かけ上90°ツイスト配向していることを意味する。すなわち、斜めに入射する光には旋光性が生じ、バックライト15から射出された後、第2の偏光板66を透過した直線偏光が旋光し、第3の偏光板19の吸収軸により吸収される。したがって、平行ニコルの下で、斜めから見たときにはあたかもノーマリーブラック型のTNモードのように表示が暗くなる一方、正面から見たときには旋光性が生じないので表示用液晶セル1の表示の明るさが維持される。
In the liquid crystal display device having the above-described configuration, the viewing angle control
The operation will be described below.
For example, in the optical axis arrangement shown in FIG. 5, when the
一方、選択電圧印加(電圧オン)時にはハイブリッド配向状態が崩れ、液晶層65に誘電異方性が負の液晶材料を用いているので、全ての液晶分子が基板面に対してほぼ水平に倒れる。このときは、視角制御用液晶セル2の法線方向の光は勿論のこと、右側あるいは左側から斜めに入射する光にとっても旋光性が生じない。したがって、ほぼ全ての視角範囲にわたって表示用液晶セル1の表示の明るさが維持される。
このように、本実施形態の液晶表示装置においては、従来技術のように広視角方向でコントラストを低下させるのではなく、明るさを低下させる方法を採っているため、より効果的な視角制限効果を得ることができる。
On the other hand, when a selection voltage is applied (voltage on), the hybrid alignment state is lost, and the
As described above, in the liquid crystal display device of the present embodiment, since the method of reducing the brightness is adopted instead of reducing the contrast in the wide viewing angle direction as in the conventional technique, a more effective viewing angle limiting effect is adopted. Can be obtained.
本実施の形態における視角制御用液晶セルと第2の偏光板、第3の偏光板だけを用いて視角特性を測定した結果を図7,図8に示す。図7は電圧オフ時、図8は電圧オン時(印加電圧:±10V、周波数:100Hzの矩形波交流電圧印加時)の等透過率曲線を示しており、縦軸、横軸は液晶セル法線方向に対する極角(°)である。ただし、これはあくまでも視角制御用液晶セルのみの視角特性であるから、液晶表示装置全体の視角特性はこれに表示用液晶セルの視角特性を掛け合わせたものになる。
電圧オン時には、図8に示すように、全ての視角領域で透過率が48〜50%、すなわち一方の直線偏光を全て透過するため、表示用液晶セルの広い視角特性がそのまま保持されることになる。その一方、電圧オフ時には、図7に示すように、透過率が低い領域ができ、特に左右方向(3時−9時方向)で透過率0〜10%の領域が図の中央まで大きく広がるため、左右方向からの覗き見を効果的に防止することができる。
FIGS. 7 and 8 show the results of measuring the viewing angle characteristics using only the viewing angle control liquid crystal cell, the second polarizing plate, and the third polarizing plate in the present embodiment. FIG. 7 shows an equitransmittance curve when the voltage is off, and FIG. 8 shows an equitransmittance curve when the voltage is on (applied voltage: ± 10 V, frequency: 100 Hz rectangular wave AC voltage applied). Polar angle (°) with respect to the line direction. However, since this is only the viewing angle characteristic of the viewing angle control liquid crystal cell, the viewing angle characteristic of the entire liquid crystal display device is multiplied by the viewing angle characteristic of the display liquid crystal cell.
When the voltage is turned on, as shown in FIG. 8, the transmittance is 48 to 50% in all viewing angle regions, that is, one of all linearly polarized light is transmitted, so that the wide viewing angle characteristic of the display liquid crystal cell is maintained as it is. Become. On the other hand, when the voltage is turned off, as shown in FIG. 7, a region with low transmittance is formed, and in particular, a region with transmittance of 0 to 10% in the left-right direction (3 o'clock to 9 o'clock direction) greatly extends to the center of the figure. The peeping from the left and right direction can be effectively prevented.
また、図9は図7,図8における左右方向(3時−9時方向)の透過率を示すグラフである。図9における横軸は極角(°)、縦軸は透過率(%)である。また、図7,図8では複屈折率Δnと液晶層厚dとの積Δn・dを6.0μmに固定しているが、ここではΔn・dを1.5μm(実線)、3.0μm(破線)、4.5μm(1点鎖線)と変化させている。Δn・dが6.0μm(2点鎖線)の場合、極角40°付近で透過率がパネル法線方向透過率(極角0°における透過率)の1割まで低下しており、これ以上極角が大きい視角方向からは表示が認識しにくい。また、Δn・dの変化に伴って透過率特性も変化し、Δn・dが大きくなる程、視角制限効果が大きい傾向を示す。したがって、視角制御用液晶セルの設計にあたっては、用途に応じて最適なΔn・dの値を選択することで視角制限効果の度合を適宜調整することができる。 FIG. 9 is a graph showing the transmittance in the left-right direction (3 o'clock to 9 o'clock direction) in FIGS. In FIG. 9, the horizontal axis represents the polar angle (°), and the vertical axis represents the transmittance (%). In FIGS. 7 and 8, the product Δn · d of the birefringence Δn and the liquid crystal layer thickness d is fixed to 6.0 μm, but here, Δn · d is 1.5 μm (solid line), 3.0 μm. (Broken line) and 4.5 μm (one-dot chain line). When Δn · d is 6.0 μm (two-dot chain line), the transmittance is reduced to 10% of the transmittance in the normal direction of the panel (transmittance at 0 ° polar angle) near the polar angle of 40 °. The display is difficult to recognize from a viewing angle direction with a large polar angle. Further, the transmittance characteristic also changes with the change of Δn · d, and the greater the Δn · d, the larger the viewing angle limiting effect tends to be. Therefore, when designing the viewing angle control liquid crystal cell, the degree of the viewing angle limiting effect can be appropriately adjusted by selecting an optimal value of Δn · d according to the application.
[第2の実施の形態]
以下、本発明の第2の実施の形態を図10、図11を参照しつつ説明する。
本実施の形態の液晶表示装置の基本構成は第1の実施の形態と同様であり、視角制御用液晶セルの光軸関係が第1の実施の形態と異なるのみである。したがって、以下ではその部分のみを説明し、共通する説明は省略する。
[Second Embodiment]
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The basic configuration of the liquid crystal display device of the present embodiment is the same as that of the first embodiment, and only the optical axis relationship of the viewing angle control liquid crystal cell is different from that of the first embodiment. Therefore, only that part will be described below, and a common description will be omitted.
第1の実施の形態においては、図5に示したように、第2の偏光板66と第3の偏光板19の吸収軸方向が画面の上下方向(12時−6時方向)で平行になるように配置され、さらに視角制御用液晶セル2の液晶層65の遅相軸の方向が平行になるように配置されていた。これに対して、本実施の形態では、図10に示したように、第2の偏光板66と第3の偏光板19の吸収軸方向が互いに平行であるが、画面の左右方向(3時−9時方向)に配置されている。そして、視角制御用液晶セル2の液晶層65の遅相軸の方向、すなわち視角制御用液晶セル2の上基板61のラビング方向が画面の上下方向(12時−6時方向)に配置されている。したがって、第2の偏光板66および第3の偏光板19の吸収軸方向と視角制御用液晶セル2の液晶層65の遅相軸の方向とが直交している。すなわち、本実施の形態は、第1の実施の形態の光軸配置から第2の偏光板66および第3の偏光板19の吸収軸方向のみを90°回転させたものである。
In the first embodiment, as shown in FIG. 5, the absorption axis directions of the second
本実施の形態における視角制御用液晶セルと第2の偏光板、第3の偏光板だけを用いて視角特性を測定した結果を図11に示す。図11は第1の実施の形態の図7に対応する図であって、電圧オフ時の等透過率曲線を示している。
図11に示すように、電圧オフ時には左右方向(3時−9時方向)で透過率が低い領域ができ、本実施の形態でも左右方向からの覗き見を効果的に防止できることがわかる。したがって、第2の偏光板66および第3の偏光板19の吸収軸は、第1の実施の形態のように視角制御用液晶セル2の遅相軸と平行に配置しても良いし、本実施の形態のように直交に配置しても良い。ただし、斜めに配置すると、液晶層が複屈折効果を示し、表示用液晶セルの表示特性を損なうので好ましくない。
しかしながら、第1の実施の形態の図7と比較すると、図11では斜め方向において視角を制限できる領域が狭くなっている。したがって、本実施の形態では真横からの覗き見には効果が大きいが、斜め方向からの覗き見には効果が薄れることになり、用途が限定されてしまう。その意味では、第1の実施の形態の光軸配置を採る方が好ましい。
FIG. 11 shows the results of measuring the viewing angle characteristics using only the viewing angle control liquid crystal cell, the second polarizing plate, and the third polarizing plate in the present embodiment. FIG. 11 is a diagram corresponding to FIG. 7 of the first embodiment, and shows an equitransmittance curve when the voltage is off.
As shown in FIG. 11, it can be seen that when the voltage is off, there is a low transmittance region in the left-right direction (3 o'clock to 9 o'clock direction), and this embodiment can effectively prevent peeping from the left-right direction. Therefore, the absorption axes of the second
However, compared with FIG. 7 of the first embodiment, in FIG. 11, the region where the viewing angle can be limited in the oblique direction is narrower. Therefore, in this embodiment, the effect is great for peeping from the side, but the effect is diminished for peeping from an oblique direction, and the application is limited. In that sense, it is preferable to adopt the optical axis arrangement of the first embodiment.
[第3の実施の形態]
以下、本発明の第3の実施の形態を図12を参照しつつ説明する。
本実施の形態の液晶表示装置は表示用液晶セル、視角制御用液晶セルの構成自体は第1の実施の形態と同様であり、偏光板の構成が第1の実施の形態と異なるのみである。図12は本実施の形態の液晶表示装置の断面図であるが、図12において図4と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明は省略する。
[Third Embodiment]
Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The liquid crystal display device of the present embodiment is the same as that of the first embodiment in the configuration of the liquid crystal cell for display and the liquid crystal cell for viewing angle control, and only the configuration of the polarizing plate is different from that of the first embodiment. . FIG. 12 is a cross-sectional view of the liquid crystal display device according to the present embodiment. In FIG. 12, the same reference numerals are given to the same constituent elements as those in FIG.
本実施の形態の液晶表示装置においては、図12に示すように、表示用液晶セル1の上基板25の外面側に第1の偏光板17が設けられ、視角制御用液晶セル2の下基板62の外面側に第2の偏光板66が設けられている。第1の実施の形態では表示用液晶セル1の下基板10と視角制御用液晶セル2の上基板61との間に第3の偏光板19が設けられていたが、本実施の形態では第3の偏光板19が設けられていない。よって、本実施の形態においては、表示用液晶セルの下基板と視角制御用液晶セルの上基板とを接着したり、1枚の基板で兼用することも可能である。そうすれば、液晶表示装置の薄型化や部品点数の削減を図ることができる。
In the liquid crystal display device of the present embodiment, as shown in FIG. 12, a first
このように、第3の偏光板19を使用しない場合であっても、視角制御用液晶セル2は法線方向から見ると遅相軸が存在するため、遅相軸と第2の偏光板66の吸収軸とを直交あるいは平行に配置すれば、法線方向の表示特性を損なうことがない。また、視角制御用液晶セル2は、電圧オン時には液晶分子が光学的にほぼ一軸に配向するため、視角特性に影響を及ぼさない。一方、電圧オフ時には視角制御用液晶セル2と表示用液晶セル1との相互作用によって、第1の実施の形態とは異なる作用、効果が現れる。すなわち、本実施の形態では第3の偏光板19による検光がなされないため、第1の実施の形態において視角制御用液晶セル2で暗くなった視角範囲、例えば図9における左右方向の極角40°付近において表示のポジネガ反転が起こる。
In this way, even when the third
本実施の形態の液晶表示装置においては、上記のような作用によって視角を制限することができる。反転表示であっても表示を見難くするには十分であるが、場合によっては反転した表示が認識されてしまうことも考えられる。それを考慮すると、例えば左右方向の極角20°付近のように中途半端な反転が生じる領域(表示が反転する境界付近の領域)の方がコントラストが低くなって視認し難くなる。この場合、図9から判るように、第1の実施の形態よりも本実施の形態の方が、より小さなΔn・dでより狭い範囲に視角を制限することができる。さらに、本実施の形態の場合、偏光板が1枚少ない分だけ、表示が明るくなり、装置の薄型化、部品点数の削減が図れるという効果もある。 In the liquid crystal display device of the present embodiment, the viewing angle can be limited by the above operation. Even in reverse display, it is sufficient to make it difficult to see the display, but in some cases, it may be possible to recognize an inverted display. In consideration thereof, for example, a region where half-way inversion occurs (region near the boundary where display is reversed) such as a polar angle of about 20 ° in the left-right direction has a lower contrast and is difficult to visually recognize. In this case, as can be seen from FIG. 9, in this embodiment, the viewing angle can be limited to a narrower range with a smaller Δn · d than in the first embodiment. Further, in the case of the present embodiment, the display is brightened by the amount of one polarizing plate, and there is an effect that the apparatus can be thinned and the number of parts can be reduced.
さて、先にコントラストを低下させるよりも透過光量を下げる(暗くする)方が大きな視角制限効果が得られることを述べた。本実施の形態の液晶表示装置は、透過光量を下げるよりもコントラストを下げる効果の方が大きい。そこで、より大きな視角制限効果を得るためには、集光シートを備えたバックライトと組み合わせることが好ましい。集光シートとしては、例えば住友スリーエム(株)から発売されているBEFと呼ばれるプリズムシートを利用することが出来る。これは頂角90度の微小プリズムを並べたシートであって、拡散光を一方向に集光する効果がある。
図13は、拡散光を出射するバックライト上にBEFを1枚配置したときの、輝度の角度分布を示す図である。BEFを用いれば、大きな極角方向へ出射する光を小さな極角方向に曲げることができるため、正面の輝度を高めることができる。さらに、視角制御用液晶セルによる視角制限効果との相乗作用によって、より効果的な視角制限効果を得ることが出来る。
もちろん、このような集光シートは第1の実施形態や第2の実施形態の液晶表示装置に適用することも可能であり、その場合、より確実な視角制限効果を得ることが出来る。
Now, it has been stated that a greater viewing angle limiting effect can be obtained by lowering (darkening) the amount of transmitted light than by lowering the contrast. In the liquid crystal display device of the present embodiment, the effect of reducing the contrast is greater than that of reducing the amount of transmitted light. Therefore, in order to obtain a larger viewing angle limiting effect, it is preferable to combine with a backlight provided with a condensing sheet. As the condensing sheet, for example, a prism sheet called BEF available from Sumitomo 3M Co. can be used. This is a sheet in which micro prisms having apex angles of 90 degrees are arranged, and has an effect of condensing diffused light in one direction.
FIG. 13 is a diagram showing an angular distribution of luminance when one BEF is arranged on a backlight that emits diffused light. If BEF is used, the light emitted in the large polar angle direction can be bent in the small polar angle direction, so that the front luminance can be increased. Furthermore, a more effective viewing angle limiting effect can be obtained by a synergistic effect with the viewing angle limiting effect of the viewing angle control liquid crystal cell.
Of course, such a condensing sheet can also be applied to the liquid crystal display devices of the first and second embodiments, and in that case, a more reliable viewing angle limiting effect can be obtained.
[第4の実施の形態]
以下、本発明の第4の実施の形態を図14を参照しつつ説明する。
本実施の形態の液晶表示装置は表示用液晶セルの構成自体は第1の実施の形態と同様であるが、視角制御用液晶セルの代わりに視角制御用液晶性高分子シートを利用している点で第1の実施の形態と異なる。図14は本実施の形態の液晶表示装置の断面図であるが、図14において図4と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明は省略する。
[Fourth Embodiment]
Hereinafter, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The liquid crystal display device of the present embodiment is the same as the first embodiment in the configuration of the liquid crystal cell for display, but uses a liquid crystal polymer sheet for viewing angle control instead of the liquid crystal cell for viewing angle control. This is different from the first embodiment. FIG. 14 is a cross-sectional view of the liquid crystal display device according to the present embodiment. In FIG. 14, the same reference numerals are given to the same components as those in FIG.
本実施の形態の液晶表示装置においては、図14に示すように、表示用液晶セル1に隣接して、ハイブリッド配向した液晶性高分子層75とその支持基板71、第3の偏光板66からなる視角制御用液晶性高分子シート3を備えている。この液晶性高分子層は、例えば特開平10−186356号公報に開示されているように、ラビング処理を施したプラスチック基板に正または負の一軸性液晶性高分子を適当な溶媒に希釈して塗布し、加熱、冷却する方法によって得ることが出来る。
In the liquid crystal display device according to the present embodiment, as shown in FIG. 14, adjacent to the display
このように構成すると、第1の実施の形態と同じ原理によって、視角方向を制限することが出来る。もちろん電界による視角の制御は出来ないが、その分薄型で、複数枚重ねて使用してさらに視角を制限することも可能であるため、多方面に利用できる。またこの高分子液晶シートを表示用液晶セルの前面に配置する構成であれば、ユーザーが必要に応じて貼ったりはがしたりすることによって視角の広/狭を選択することも出来る。 If comprised in this way, a viewing angle direction can be restrict | limited by the same principle as 1st Embodiment. Of course, the viewing angle cannot be controlled by an electric field. However, since the viewing angle can be limited by using a plurality of thin sheets, the viewing angle can be limited. If the polymer liquid crystal sheet is arranged on the front surface of the liquid crystal cell for display, the user can select wide / narrow viewing angle by sticking or peeling as required.
[電子機器]
次に、本発明の上記実施の形態の液晶表示装置を備えた電子機器の具体例について説明する。
図15は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図15において、符号1000は携帯電話本体を示し、符号1001は上記液晶表示装置を用いた表示部を示している。このような携帯電話等の電子機器の表示部に、上記実施の形態の液晶表示装置を用いた場合、広視角、狭視角の切り替え効果の高い液晶表示部を有し、様々な使用環境や用途に適応可能な電子機器を実現することができる。その他の電子機器として、電子ブック、パーソナルコンピュータ、ディジタルスチルカメラ、液晶テレビ、ビューファインダ型あるいはモニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、POS端末、タッチパネルを備えた機器等々に好適に用いることができる。
[Electronics]
Next, specific examples of the electronic apparatus including the liquid crystal display device according to the above embodiment of the present invention will be described.
FIG. 15 is a perspective view showing an example of a mobile phone. In FIG. 15,
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば上記実施の形態では、視角制御用液晶セルに誘電率異方性が負の液晶材料を用いたが、これは電圧オン時の視角を広げ、表示用液晶セルの視角特性を損なわないためであった。一方、視角制御用液晶セルに誘電率異方性が正の液晶材料を用いることもできる。この場合は表示用液晶セルの視角特性を若干損なう恐れがあるため、例えばCプレート等の視角補償用フィルムを併用すると良い。 The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above embodiment, a liquid crystal material having a negative dielectric anisotropy is used for the viewing angle control liquid crystal cell, because this widens the viewing angle when the voltage is on and does not impair the viewing angle characteristics of the display liquid crystal cell. there were. On the other hand, a liquid crystal material having positive dielectric anisotropy can also be used for the viewing angle control liquid crystal cell. In this case, the viewing angle characteristics of the liquid crystal cell for display may be slightly impaired. For example, a viewing angle compensation film such as a C plate may be used in combination.
上記実施の形態では、視角制御用液晶セルを、使用者側から見て表示用液晶セルの背面側(バックライト側)に配置したが、表示用液晶セルの前面側(使用者側)に配置しても良い。その場合には表示に奥行き感が生じてしまうが、同様の視角制限効果は得られる。また、上記実施の形態では表示用液晶セルに透過型液晶表示装置を用いたが、反射型液晶表示装置、半透過反射型液晶表示装置を用いることもできる。特にこれらの液晶表示装置では視差防止のために反射板を表示用液晶セルに内蔵することが多いため、視角制御用液晶セルを表示用液晶セルの前面側(使用者側)に配置することが望ましい。また、本発明の視角制御素子は、液晶表示装置のみならず、CRT(ブラウン管)、EL(エレクトロルミネッセンス)ディスプレイ、PDP(プラズマディスプレイパネル)等に組み合わせて用いることができる。 In the above embodiment, the viewing angle control liquid crystal cell is disposed on the back side (backlight side) of the display liquid crystal cell as viewed from the user side, but is disposed on the front side (user side) of the display liquid crystal cell. You may do it. In that case, a sense of depth occurs in the display, but the same viewing angle limiting effect can be obtained. In the above embodiment, a transmissive liquid crystal display device is used for the display liquid crystal cell. However, a reflective liquid crystal display device or a transflective liquid crystal display device can also be used. In particular, these liquid crystal display devices often incorporate a reflector in the display liquid crystal cell to prevent parallax, and therefore the viewing angle control liquid crystal cell may be disposed on the front side (user side) of the display liquid crystal cell. desirable. In addition, the viewing angle control element of the present invention can be used in combination with not only a liquid crystal display device but also a CRT (Brown Tube), EL (Electroluminescence) display, PDP (Plasma Display Panel) or the like.
1…表示用液晶セル、2…視角制御用液晶セル、17…第1の偏光板、19…第3の偏光板、61…上基板、62…下基板、63…上電極(電界印加手段)、64…下電極(電界印加手段)、65…液晶層、65B…液晶分子、66…第2の偏光板。
DESCRIPTION OF
Claims (15)
一対の透光性基板と、前記一対の透光性基板間に挟持され、液晶分子をハイブリッド配向させてなる液晶層と、前記液晶層に電界を印加するための電界印加手段とを有する視角制御用液晶セルを備え、
前記電界印加手段からの印加電圧によって前記液晶分子の配向状態を変化させることで前記表示装置の視角を制御することを特徴とする視角制御素子。 A viewing angle control element that is used adjacent to an arbitrary display device and controls the viewing angle of the display device,
Viewing angle control comprising a pair of translucent substrates, a liquid crystal layer sandwiched between the pair of translucent substrates and having liquid crystal molecules hybrid-aligned, and an electric field applying means for applying an electric field to the liquid crystal layer With a liquid crystal cell for
A viewing angle control element that controls a viewing angle of the display device by changing an alignment state of the liquid crystal molecules by an applied voltage from the electric field applying means.
前記視角制御用液晶セルの液晶層の複屈折率Δnと液晶層厚dとの積Δn・dを調整することによって、視角制限効果の度合を調整することを特徴とする視角制御素子の製造方法。 A method of manufacturing a viewing angle control element according to any one of claims 1 to 5,
A method of manufacturing a viewing angle control element, wherein the degree of the viewing angle limiting effect is adjusted by adjusting the product Δn · d of the birefringence Δn of the liquid crystal layer and the liquid crystal layer thickness d of the liquid crystal cell for viewing angle control. .
液晶性高分子をハイブリッド配向させてなる層を備えたことを特徴とする視角制御素子。 A viewing angle control element that is used adjacent to an arbitrary display device and controls the viewing angle of the display device,
A viewing angle control element comprising a layer formed by hybrid alignment of a liquid crystalline polymer.
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