JP2021096292A - 視野角制御素子及び表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】視野角を制御する。【解決手段】第１透明基板と、第２透明基板と、前記第１透明基板と前記第２透明基板との間に設けられ、エレクトロクロミック材料を含む電解質層と、前記第１透明基板から前記第２透明基板に向かってそれぞれ突出した第１突起及び第２突起と、前記電解質層と前記第１突起及び前記第２突起との間に設けられた第１透明電極と、を備え、前記第１突起及び前記第２突起は、透明な絶縁材料によって形成され、前記第１突起は、第１側面を有し、前記第１側面は、前記電解質層と接触する第１部分を有する前記第１透明電極よって覆われている、視野角制御素子。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、視野角制御素子及び表示装置に関する。

近年、表示パネルを観察可能な視野角を制御する技術が種々提案されている。一例として、複数の導電パターンと、透明導電層と、これらの間に介在するエレクトロクロミック層とを備えた視野角制御装置において、導電パターン上にエレクトロクロミック材料を堆積することでルーバーを形成する技術が知られている。このような視野角制御装置は、エレクトロクロミック材料の堆積量、つまりルーバーの高さを制御することで、視野角を制御するものである。
しかしながら、導電パターンの法線方向に高いルーバーを出現させることは容易ではなく、堆積量を増大するためには、高電圧を印加する必要があったり、長時間を要したりする。

国際公開第２０１４／０８４０６５号パンフレット

本実施形態の目的は、視野角を制御することが可能な視野角御素子及び表示装置を提供することにある。

本実施形態の視野角制御素子は、
第１透明基板と、第２透明基板と、前記第１透明基板と前記第２透明基板との間に設けられ、エレクトロクロミック材料を含む電解質層と、前記第１透明基板から前記第２透明基板に向かってそれぞれ突出した第１突起及び第２突起と、前記電解質層と前記第１突起及び前記第２突起との間に設けられた第１透明電極と、を備え、前記第１突起及び前記第２突起は、透明な絶縁材料によって形成され、前記第１突起は、第１側面を有し、前記第１側面は、前記電解質層と接触する第１部分を有する前記第１透明電極よって覆われている。
本実施形態の表示装置は、
複数の画素を備えた表示パネルと、前記表示パネルに重畳する視野角制御素子と、を備え、前記視野角制御素子は、第１透明基板と、第２透明基板と、前記第１透明基板と前記第２透明基板との間に設けられ、エレクトロクロミック材料を含む電解質層と、前記第１透明基板から前記第２透明基板に向かってそれぞれ突出した第１突起及び第２突起と、前記電解質層と前記第１突起及び前記第２突起との間に設けられた第１透明電極と、を備え、前記第１突起及び前記第２突起は、透明な絶縁材料によって形成され、前記第１突起は、第１側面を有し、前記第１側面は、前記電解質層と接触する第１部分を有する前記第１透明電極よって覆われている。

図１は、本実施形態の視野角制御素子１の第１構成例を示す図である。 図２は、図１に示した視野角制御素子１の第１狭視野角モードを説明するための図である。 図３は、図２に示した第１狭視野角モードを実現するためのパラメータを説明するための図である。 図４は、視野角制御素子１を構成する第１基板ＳＵＢ１の一構成例を示す図である。 図５は、本実施形態の視野角制御素子１の第２構成例を示す図である。 図６は、本実施形態の視野角制御素子１の第３構成例を示す図である。 図７は、本実施形態の視野角制御素子１の第４構成例を示す図である。 図８は、本実施形態の視野角制御素子１の第５構成例を示す図である。 図９は、本実施形態の視野角制御素子１の第６構成例を示す図である。 図１０は、本実施形態の視野角制御素子１の第７構成例を示す図である。 図１１は、本実施形態の視野角制御素子１の第８構成例を示す図である。 図１２は、本実施形態の視野角制御素子１の第９構成例を示す図である。 図１３は、本実施形態の視野角制御素子１の第１０構成例を示す図である。 図１４は、本実施形態の視野角制御素子１の第１１構成例を示す図である。 図１５は、本実施形態の視野角制御素子１の第１２構成例を示す図である。 図１６は、本実施形態の視野角制御素子１の第１３構成例を示す図である。 図１７は、本実施形態の視野角制御素子１の第１４構成例を示す図である。 図１８は、本実施形態の視野角制御素子１の第１５構成例を示す図である。 図１９は、本実施形態に係る表示装置ＤＳＰの一構成例を示す図である。 図２０は、本実施形態に係る表示装置ＤＳＰの他の構成例を示す図である。 図２１は、表示パネルＰＮＬの一構成例を示す図である。

以下、本実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、開示はあくまで一例に過ぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は、説明をより明確にするため、実際の態様に比べて、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同一又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する詳細な説明を適宜省略することがある。

図１は、本実施形態の視野角制御素子１の第１構成例を示す図である。視野角制御素子１は、第１基板ＳＵＢ１と、第２基板ＳＵＢ２と、電解質層ＥＣと、を備えている。第１基板ＳＵＢ１は、第１透明基板１０と、第１突起Ｐ１及び第２突起Ｐ２を含む複数の突起Ｐと、第１透明電極Ｔ１と、を備えている。第２基板ＳＵＢ２は、第２透明基板２０と、透明電極２１と、を備えている。透明電極２１は、第２透明基板２０のほぼ全面に形成されている。第１基板ＳＵＢ１及び第２基板ＳＵＢ２は、第１透明電極Ｔ１及び透明電極２１が互いに向かい合うように配置されている。

第１透明基板１０及び第２透明基板２０は、例えばガラス基板や樹脂基板などの絶縁基板である。第１透明電極Ｔ１及び透明電極２１は、例えばインジウム・ティン・オキサイド（ＩＴＯ）やインジウム・ジンク・オキサイド（ＩＺＯ）などの透明導電材料によって形成されている。突起Ｐは、例えば透明な絶縁材料によって形成されており、有機材料及び無機材料のいずれで形成されてもよい。図１に示す第１構成例では、突起Ｐは、第１透明基板１０の上面１０Ａに設けられているが、第１透明基板１０と突起Ｐとの間に他の透明な絶縁膜が介在していてもよい。

複数の突起Ｐは、間隔をおいて並んでいる。突起Ｐは、第１透明基板１０から第２基板ＳＵＢ２に向かって突出している。突起Ｐの各々は、第１透明基板１０と対向する下面ＰＬと、第２基板ＳＵＢ２と対向する上面ＰＵと、側面ＰＡ及びＰＢと、を有している。
第１透明電極Ｔ１は、第１電極部ＴＥ１を含む複数の電極部ＴＥを有している。各電極部ＴＥは、突起Ｐの側面ＰＡ及びＰＢに設けられている。図１に示す第１構成例では、各電極部ＴＥは、上面ＰＵには設けられていない。複数の電極部ＴＥは、後述するバスラインに繋がっており、電気的に同電位である。

ここで、図１において隣接する第１突起Ｐ１及び第２突起Ｐ２、及び、第１電極部ＴＥ１に着目してより具体的に説明する。
第１突起Ｐ１は第２突起Ｐ２と向かい合う側に位置する第１側面Ｐ１Ａを有し、第２突起Ｐ２は第１突起Ｐ１と向かい合う側に位置する第２側面Ｐ２Ｂを有している。第１電極部ＴＥ１は、第１側面Ｐ１Ａに設けられた第１部分ＴＥ１１と、第２側面Ｐ２Ｂに設けられた第２部分ＴＥ１２と、第１突起Ｐ１と第２突起Ｐ２との間に位置し第１部分ＴＥ１１及び第２部分ＴＥ１２を繋ぐ第３部分ＴＥ１３と、を有している。第１電極部ＴＥ１は、第１突起Ｐ１の上面Ｐ１Ｕ及び第２突起Ｐ２の上面Ｐ２Ｕには設けられていない。第１突起Ｐ１において他の側面Ｐ１Ｂには、他の電極部ＴＥが設けられている。第２突起Ｐ２において、他の側面Ｐ２Ａには、他の電極部ＴＥが設けられている。他の電極部ＴＥは第１電極部ＴＥ１と同様に形成されている。第１構成例では、突起Ｐのうち、電極部ＴＥが設けられていない部分が上面ＰＵに相当するものである。

電解質層ＥＣは、第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２との間に設けられ、第１透明電極Ｔ１及び透明電極２１に接触している。各突起Ｐの上面ＰＵは、電解質層ＥＣに接触している。電解質層ＥＣは、例えば銀を含むエレクトロクロミック材料を含む液体電解質によって形成されている。電圧が印加されていない状態の電解質層ＥＣは、概ね透明である。なお、本実施形態では、一例として銀を含む電解質層ＥＣについて述べるが、これに限定されない。銀に代えて、他の酸化還元可能な反射性材料、例えば白金、金、アルミニウム、マンガン、或いは鉛等の金属材料を含むエレクトロクロミック材料を含む液体電解質を、電解質層ＥＣとして用いてもよい。
なお、電解質層ＥＣと第１透明電極Ｔ１との間、あるいは、電解質層ＥＣと透明電極２１との間には、エレクトロクロミック層などの他の機能層が設けられてもよい。

このような視野角制御素子１において、電解質層ＥＣに電圧が印加されていない定常時では、電解質層ＥＣが概ね透明なため、透明状態が形成される。つまり、第１基板ＳＵＢ１を透過した入射光は、電解質層ＥＣ及び第２基板ＳＵＢ２を透過する。このとき、視野角制御素子１の法線Ｎに沿った方向（正面）から観察した場合のみならず、法線Ｎに対して図の右側に観察位置を傾けた場合も、法線Ｎに対して図の左側に観察位置を傾けた場合も、第２基板ＳＵＢ２を透過した光が観察される。例えば、図の右側に向かって透過する光Ｌ１と法線Ｎとのなす角度θＲ、及び、図の左側に向かって透過する光Ｌ２と法線Ｎとのなす角度θＬは、ほぼ同等である。このようなモードを広視野角モードと称する。

図２は、図１に示した視野角制御素子１の第１狭視野角モードを説明するための図である。視野角制御素子１において、例えば、第１透明電極Ｔ１の電位が透明電極２１の電位に対して相対的に低電位（あるいは負極性）となるように制御される。つまり、第１透明電極Ｔ１は陰極として機能し、透明電極２１は陽極として機能する。このように、電解質層ＥＣに所定の電圧が印加されたオン状態では、電解質層ＥＣに溶出していた銀イオンが還元され、銀の微粒子が第１透明電極Ｔ１の表面に析出する。これにより、各電極部ＴＥの表面が析出した銀によって覆われ、凝集した銀の集合体として遮光層３０が形成される。遮光層３０は、各突起Ｐの上面ＰＵには形成されない。このような遮光層３０は、第１透明基板１０を透過した入射光を反射するものであってもよいし、吸収するものであってもよい。なお、電解質層ＥＣの電圧印加を解除する、あるいは、一時的に第１透明電極Ｔ１の電位が透明電極２１の電位に対して相対的に高電位（あるいは正極性）となるように制御された場合、析出した銀は、酸化されて銀イオンとなり、電解質層ＥＣに溶出する。

このようなオン状態の視野角制御素子１においては、第１基板ＳＵＢ１を透過した入射光の一部は、遮光層３０によって遮光される。例えば、１つの突起Ｐへの入射光に着目すると、図の右側に向かう光Ｌ１の一部は側面ＰＡ側に形成された遮光層３０によって遮光され、また、図の左側に向かう光Ｌ２の一部は側面ＰＢ側に形成された遮光層３０によって遮光される。また、隣接する突起Ｐの間に到達した光は、電極部ＴＥ上の遮光層３０によって遮光される。一方で、突起Ｐへの入射光のうち、上面ＰＵを透過した光Ｌ１及びＬ２は、電解質層ＥＣ及び第２基板ＳＵＢ２を透過する。但し、第２透明基板２０と空気との界面に到達した光のうち、入射角が臨界角以上である光は全反射され、第２基板ＳＵＢ２を透過しない。

このようなオン状態では、法線Ｎに対して図の右側に観察位置を傾けた場合に観察される光Ｌ１と法線Ｎとのなす角度θＲ１は、図１に示した角度θＲより小さい。同様に、法線Ｎに対して図の左側に観察位置を傾けた場合に観察される光Ｌ２と法線Ｎとのなす角度θＬ１は、図１に示した角度θＬより小さい。このように、法線Ｎに対して両側（例えば右側及び左側）に観察位置を傾けた場合の視野角が定常時よりも狭くなるモードを第１狭視野角モードと称する。

このような第１構成例によれば、視野角制御素子１としてエレクトロクロミック素子を適用し、第１透明電極Ｔ１の表面に遮光層が形成されない定常時の状態（広視野角モード）と、第１透明電極Ｔ１の表面に遮光層３０が形成されたオン状態（第１狭視野角モード）とを切り替えることにより、視野角を制御することができる。

図３は、図２に示した第１狭視野角モードを実現するためのパラメータを説明するための図である。ここに示す第１方向Ｘ、第２方向Ｙ、及び、第３方向Ｚは、互いに直交しているが、９０度以外の角度で互いに交差していてもよい。第１方向Ｘ及び第２方向Ｙは上面１０Ａに平行な方向であり、また、第１方向Ｘは第１突起Ｐ１及び第２突起Ｐ２が並ぶ方向に相当する。第３方向Ｚは、視野角制御素子１の厚さ方向に相当する。

ここでは第１突起Ｐ１について説明するが、他の突起Ｐについても同様に構成されている。
第１突起Ｐ１において、下面Ｐ１Ｌから上面Ｐ１Ｕまでの第３方向Ｚに沿った高さをＨとし、第１側面Ｐ１Ａと下面Ｐ１Ｌとのなす角度をθαとし、下面Ｐ１Ｌの幅（第１突起Ｐ１が上面１０Ａに接している部分の幅）をＷ１とし、上面Ｐ１Ｕの幅（第１突起Ｐ１のうち電極部ＴＥで覆われていない部分の幅）をＷ２とし、第１側面Ｐ１Ａの幅（第１突起Ｐ１のうち第１電極部ＴＥ１で覆われている部分の幅）をＷ３とする。なお、ここでの幅とは、第１方向Ｘに沿った長さに相当する。また、第１側面Ｐ１Ａとは反対側の側面Ｐ１Ｂと下面Ｐ１Ｌとのなす角度もθαであり、側面Ｐ１Ｂの幅は第１側面Ｐ１Ａの幅Ｗ３と同等であるものとする。
幅Ｗ３は、（Ｈ／ｔａｎ（θα））に相当する。
幅Ｗ２は、（Ｗ１−２＊Ｈ／ｔａｎ（θα））に相当する。
また、第１突起Ｐ１と第２突起Ｐ２との第１方向Ｘに沿った間隔（隣接する突起Ｐの間隔、あるいは、隣接する突起Ｐの間隙ＰＤの幅）をＷ４とする。間隔Ｗ４は、上面Ｐ１Ｕの幅Ｗ２と同等である（Ｗ２＝Ｗ４）。

オン状態の視野角制御素子１において、図２に示した角度θＲ１で第２基板ＳＵＢ２を透過する光Ｌ１の第１基板ＳＵＢ１への入射角をθ１とし、屈折角をθ２とする。空気の屈折率をｎ０とし、第１透明基板１０の屈折率をｎ１としたとき、屈折角θ２は、以下の式で表される。
θ２＝ａｒｃｓｉｎ（ｎ０／ｎ１＊ｓｉｎ（θ１））
なお、角度θ３は、（９０°−θ２）に相当する。

第１突起Ｐ１を透過する光Ｌ１のうち、側面Ｐ１Ｂの下端から第１側面Ｐ１Ａの上端を通って電解質層ＥＣに到達する光の進入角度θ４は、第１突起Ｐ１の屈折率をｎ２としたとき、以下の式で表される。
θ４＝９０°−ａｒｃｓｉｎ（ｎ１／ｎ２＊ｓｉｎ（θ２））
なお、角度θ４は、角度θαより小さい。角度θ４より小さい角度で第１突起Ｐ１に進入した光を遮光層３０によって遮光するための条件は、以下の式で表される。
Ｗ１−（Ｈ／ｔａｎ（θα））≧（Ｈ／ｔａｎ（θ４））

図４は、視野角制御素子１を構成する第１基板ＳＵＢ１の一構成例を示す図である。第１突起Ｐ１及び第２突起Ｐ２を含む複数の突起Ｐは、第１方向Ｘに間隔をおいて並び、それぞれ第２方向Ｙに沿って延出している。第１透明電極Ｔ１は、第１電極部ＴＥ１を含む複数の電極部ＴＥの他に、バスラインＢＬを有している。バスラインＢＬは、第１方向Ｘに沿って延出している。電極部ＴＥの各々は、バスラインＢＬに繋がっている。複数の電極部ＴＥは、第１方向Ｘに並び、それぞれ第２方向Ｙに沿って延出している。つまり、電極部ＴＥは、平面視において、突起Ｐとほぼ平行に延出している。各電極部ＴＥは、突起Ｐの側面ＰＡ及びＰＢをそれぞれ覆うように設けられている。隣接する電極部ＴＥの間隙は、各突起Ｐの上面ＰＵに重畳している。

次に、視野角制御素子１の他の構成例について説明する。

図５は、本実施形態の視野角制御素子１の第２構成例を示す図である。図５では、第２基板ＳＵＢ２の図示を省略し、第１透明電極Ｔ１が遮光層３０で覆われているオン状態を示している。図５に示す第２構成例は、図１及び図２に示した第１構成例と比較して、隣接する突起Ｐの間において第１透明電極Ｔ１が設けられていない点で相違している。第１電極部ＴＥ１に着目すると、第３部分ＴＥ１３が省略され、第１部分ＴＥ１１が第２部分ＴＥ１２から離間している。

第２構成例では、隣接する突起Ｐの間隔Ｗ４が以下の関係式を満足するように設定されている。ここで、第１突起Ｐ１と第２突起Ｐ２との間を透過する光Ｌ１のうち、第１側面Ｐ１Ａの下端を透過して第２側面Ｐ２Ｂの上端の遮光層３０に到達する光の進入角度をθ６とする。
Ｈ／ｔａｎ（θ６）−Ｈ／ｔａｎ（θα）≧Ｗ４
なお、この関係式では、第１透明電極Ｔ１の膜厚及び遮光層３０の膜厚は間隔Ｗ４と比べて無視できる程度に小さいものとして、これらの膜厚を考慮していない。

間隔Ｗ４が上記の関係式を満足するように設定されている場合、隣接する突起Ｐの間に遮光層３０が形成されていなくても、隣接する突起Ｐの間を透過したに光は第２部分ＴＥ１２を覆う遮光層３０で遮光される。図５では、図の左から右に向かって斜めに進行する光Ｌ１について説明したが、図の右から左に向かって斜めに進行する光についても同様であり、隣接する突起Ｐの間を透過したに光は第１部分ＴＥ１１を覆う遮光層３０で遮光される。つまり、第２構成例においても、第１構成例と同様の第１狭視野角モードが実現される。

また、このようなオン状態で、正面から視野角制御素子１を観察した場合、突起Ｐの上面ＰＵを透過した光のみならず、隣接する突起Ｐの間を透過した光も観察される。このため、第１構成例と比較して、正面から観察した場合の透過率が向上する。

図６は、本実施形態の視野角制御素子１の第３構成例を示す図である。図６に示す第３構成例は、図１及び図２に示した第１構成例と比較して、第１基板がさらに透明な絶縁膜１１を備えている点で相違している。また、第３構成例は、第１透明電極Ｔ１が各突起Ｐの上面ＰＵを覆うように設けられている点でも第１構成例と相違している。

第１突起Ｐ１及び第２突起Ｐ２と、第１電極部ＴＥ１とに着目すると、第１電極部ＴＥ１は、第１側面Ｐ１Ａに設けられた第１部分ＴＥ１１、第２側面Ｐ２Ｂに設けられた第２部分ＴＥ１２、第１部分ＴＥ１１及び第２部分ＴＥ１２を繋ぐ第３部分ＴＥ１３に加えて、第１突起Ｐ１の上面Ｐ１Ｕに設けられた第４部分ＴＥ１４を有している。第４部分ＴＥ１４は、第１部分ＴＥ１１に繋がっている。同様にして、第１透明電極Ｔ１は、第１突起Ｐ１の側面Ｐ１Ｂ、第２突起Ｐ２の上面Ｐ２Ｕ、及び、第２突起Ｐ２の側面Ｐ２Ａもそれぞれ覆うように設けられている。つまり、第１透明電極Ｔ１は、各突起Ｐを覆うとともに、隣接する突起Ｐの間も覆うように設けられ、ほとんど途切れることなく形成されている。

絶縁膜１１は、隣接する突起Ｐの間、及び、各突起Ｐの上面ＰＵに重畳するように設けられている。第１電極部ＴＥ１に着目すると、絶縁膜１１は、第３部分ＴＥ１３及び第４部分ＴＥ１４にそれぞれ積層され、電解質層ＥＣに接触している。つまり、第３部分ＴＥ１３及び第４部分ＴＥ１４は、電解質層ＥＣには接触していない。また、絶縁膜１１は、第１部分ＴＥ１１及び第２部分ＴＥ１２を露出している。つまり、第１部分ＴＥ１１及び第２部分ＴＥ１２は、電解質層ＥＣに接触している。

第１構成例で説明したように、第１透明電極Ｔ１のうち、電解質層ＥＣと接触する第１部分ＴＥ１１及び第２部分ＴＥ１２には、オン状態で遮光層３０の形成される。一方で、第１透明電極Ｔ１のうち、絶縁膜１１によって覆われた第３部分ＴＥ１３及び第４部分ＴＥ１４については、オン状態であっても電解質層ＥＣとの間での酸化還元反応が進行せず、遮光層３０が形成されない。隣接する突起Ｐの間隔Ｗ４、あるいは、絶縁膜１１が積層される第３部分ＴＥ１３の幅については、第２構成例で説明した関係式を満足するように設定される。

このような第３構成例においても、第２構成例と同様の効果が得られる。また、第１透明電極Ｔ１のパターニング工程が不要となり、製造工程が簡素化される。

図７は、本実施形態の視野角制御素子１の第４構成例を示す図である。図７に示す第４構成例は、図６に示した第３構成例と比較して、第１基板ＳＵＢ１が、さらに第２透明電極Ｔ２を備えている点で相違している。第２透明電極Ｔ２は、第１透明電極Ｔ１の電位よりも高電位となるように構成されている。例えば、第２透明電極Ｔ２は、透明電極２１と同電位である。この場合、透明電極２１が省略されてもよい。

第２透明電極Ｔ２は、絶縁膜１１に積層されている。つまり、第２透明電極Ｔ２は、隣接する突起Ｐの間、及び、各突起Ｐの上面ＰＵに重畳するように設けられている。第２透明電極Ｔ２は、電解質層ＥＣに接触している。第１透明電極Ｔ１において、第３部分ＴＥ１３及び第４部分ＴＥ１４は、絶縁膜１１によって覆われ、且つ、第２透明電極Ｔ２と重畳しており、電解質層ＥＣには接触していない。また、第１部分ＴＥ１１及び第２部分ＴＥ１２は、絶縁膜１１及び第２透明電極Ｔ２と重畳せず、電解質層ＥＣに接触している。
このような第４構成例でも、第２構成例と同様の効果が得られる。

図８は、本実施形態の視野角制御素子１の第５構成例を示す図である。図８では、第１透明電極Ｔ１が遮光層３０で覆われているオン状態を示している。図８に示す第５構成例は、図５に示した第２構成例と比較して、突起Ｐの各々において、側面ＰＡと下面ＰＬとのなす角度θα、及び、側面ＰＢと下面ＰＬとのなす角度θαがいずれも９０°である点で相違している。つまり、側面ＰＡ及びＰＢは、視野角制御素子１の法線Ｎに沿ってほぼ平行に形成されている。第１透明電極Ｔ１は、側面ＰＡ及びＰＢにそれぞれ設けられている。オン状態においては、遮光層３０は、第１透明電極Ｔ１の表面において、法線Ｎに沿って形成される。
このような第５構成例によれば、オン状態において、正面から視野角制御素子１を観察した場合、遮光層３０が法線Ｎに沿って形成されるため、遮光層３０による透過率の低減が抑制される。このため、第２構成例と比較して、正面から観察した場合の透過率がさらに向上する。

図９は、本実施形態の視野角制御素子１の第６構成例を示す図である。図９では、第１透明電極Ｔ１が遮光層３０で覆われているオン状態を示している。図９に示す第６構成例は、図１及び図２に示した第１構成例と比較して、突起Ｐの各々について、一方の側面ＰＡに第１透明電極Ｔ１が設けられ、他方の側面ＰＢには第１透明電極Ｔ１が設けられていない点で相違している。一例では、側面ＰＢは、電解質層ＥＣに接触しているが、側面ＰＢには、第３構成例で説明した透明な絶縁膜が設けられてもよいし、第４構成例で説明した第２透明電極が設けられてもよい。

第１突起Ｐ１及び第２突起Ｐ２と、第１電極部ＴＥ１とに着目すると、第１電極部ＴＥ１は、第１側面Ｐ１Ａに設けられた第１部分ＴＥ１１、及び、第１突起Ｐ１と第２突起Ｐ２との間に設けられた第３部分ＴＥ１３を有している。第３部分ＴＥ１３は、第１部分ＴＥ１１に繋がっている。第１透明電極Ｔ１は、第１突起Ｐ１の側面Ｐ１Ｂ及び上面Ｐ１Ｕと、第２突起Ｐ２の第２側面Ｐ２Ｂ及び上面Ｐ２Ｕとには設けられていない。また、第１透明電極Ｔ１は、第２突起Ｐ２の側面Ｐ２Ａには設けられている。
オン状態では、第１透明電極Ｔ１の表面に遮光層３０が形成される。このとき、遮光層３０は、側面Ｐ１Ｂ及び第２側面Ｐ２Ｂには形成されず、上面Ｐ１Ｕ及び上面Ｐ２Ｕにも形成されない。

このようなオン状態において、第２突起Ｐ２への入射光に着目すると、図の右側に向かう光Ｌ１の一部は側面Ｐ２Ａ側に形成された遮光層３０によって遮光される。また、図の左側に向かう光Ｌ２は第２側面Ｐ２Ｂを透過する。また、第１突起Ｐ１と第２突起Ｐ２との間に到達した光は、遮光層３０によって遮光される。したがって、法線Ｎに対して図の右側に観察位置を傾けた場合に観察される光Ｌ１と法線Ｎとのなす角度θＲ２は、図１に示した角度θＲより小さい。一方、法線Ｎに対して図の左側に観察位置を傾けた場合に観察される光Ｌ２と法線Ｎとのなす角度θＬ２は、図１に示した角度θＬと同等である。このように、法線Ｎに対して一方の側（例えば右側）に観察位置を傾けた場合に視野角が定常時よりも狭くなり、法線Ｎに対して他方の側（例えば左側）に観察位置を傾けた場合の視野角が定常時とほぼ同等であるモードを第２狭視野角モードと称する。

このような第６構成例によれば、第１透明電極Ｔ１の表面に遮光層が形成されない定常時の状態（広視野角モード）と、第１透明電極Ｔ１の表面に遮光層３０が形成されるオン状態（第２狭視野角モード）とを切り替えることにより、視野角を制御することができる。

図１０は、本実施形態の視野角制御素子１の第７構成例を示す図である。図１０では、第２基板ＳＵＢ２の図示を省略し、第１透明電極Ｔ１が遮光層３０で覆われているオン状態を示している。図１０に示す第７構成例は、図１及び図２に示した第１構成例と比較して、第１基板ＳＵＢ１が第１透明基板１０の上に設けられた遮光部ＬＳと、遮光部ＬＳを覆う透明な絶縁膜１２と、を備えた点で相違している。突起Ｐの各々は、絶縁膜１２の上に設けられている。絶縁膜１２は、例えば有機絶縁膜であるが、無機絶縁膜を含んでいてもよい。遮光部ＬＳは、隣接する突起Ｐの間隙ＰＤに位置するように設けられている。つまり、オン状態では、遮光部ＬＳは、遮光層３０に重畳している。遮光部ＬＳは、例えば不透明な金属材料や、黒色の有機材料などによって形成されている。遮光部ＬＳの幅Ｗ５は、隣接する突起Ｐの間隔Ｗ４と同等以上である。

このような第７構成例において、例えば、図の右側に向かう光Ｌ１の一部は、遮光部ＬＳによって遮光される。隣接する遮光部ＬＳの間を透過した光Ｌ１は、絶縁膜１２及び突起Ｐを透過する。突起Ｐを透過した光のうち、上面ＰＵに到達した光は、電解質層ＥＣを透過し、側面ＰＡに到達した光は、第１透明電極Ｔ１に形成された遮光層３０によって遮光される。

第７構成例によれば、間隙ＰＤの直下に遮光部ＬＳが設けられたことにより、突起Ｐの下面ＰＬの幅Ｗ１、及び、上面ＰＵの幅Ｗ２は、図中に点線で囲んだ領域の幅Ｗ６の分だけ拡大することができる。このように、オン状態において、遮光部ＬＳは遮光層３０の直下に位置しているため、正面から視野角制御素子１を観察した場合に、遮光部ＬＳを設けたことによる透過率の低下は抑制される。また、突起Ｐの幅が拡大されたことにより、正面から観察した場合の透過率は、第１構成例よりも向上する。

次に、視野角制御素子１の他の構成例について説明する。以下に説明する各構成例は、上記の各構成例と比較して、突起を省略した点で相違している。

図１１は、本実施形態の視野角制御素子１の第８構成例を示す図である。第１基板ＳＵＢ１は、第１透明基板１０と、第１遮光部ＬＳ１及び第２遮光部ＬＳ２と、透明な絶縁膜１２と、第１電極部ＴＥ１及び第２電極部ＴＥ２を含む第１透明電極Ｔ１と、を備えている。第１遮光部ＬＳ１及び第２遮光部ＬＳ２は、第１透明基板１０の上に設けられ、絶縁膜１２によって覆われている。第１電極部ＴＥ１及び第２電極部ＴＥ２は、絶縁膜１２の上に設けられている。

第１遮光部ＬＳ１及び第２遮光部ＬＳ２は、間隔Ｓ１１をおいて並んでいる。第１遮光部ＬＳ１及び第２遮光部ＬＳ２の各々は、幅Ｗ１１を有している。
第１電極部ＴＥ１及び第２電極部ＴＥ２は、間隔Ｓ１２をおいて並んでいる。間隔Ｓ１２は、間隔Ｓ１１と同等である。第１電極部ＴＥ１及び第２電極部ＴＥ２の各々は、幅Ｗ１２を有している。幅Ｗ１２は、幅Ｗ１１と同等である。第１電極部ＴＥ１は第１遮光部ＬＳ１に重畳し、第２電極部ＴＥ２は第２遮光部ＬＳ２に重畳している。一例では、幅Ｗ１２は、間隔Ｓ１１と同等以上である（Ｗ１２≧Ｓ１１）。

オン状態の視野角制御素子１において、光Ｌ１の第１基板ＳＵＢ１への入射角をθ１１とし、屈折角をθ１２とする。空気の屈折率をｎ０とし、第１透明基板１０及び絶縁膜１２の屈折率をｎ１としたとき、屈折角θ１２は、以下の式で表される。
θ１２＝ａｒｃｓｉｎ（ｎ０／ｎ１＊ｓｉｎ（θ１１））
なお、角度θ１３は、（９０°−θ１２）で表される。角度θ１３は、第１遮光部ＬＳ１と第２遮光部ＬＳ２との間を透過する光Ｌ１のうち、第１遮光部ＬＳ１の近傍を透過し、第２電極部ＴＥ２上の遮光層３０で遮光される光の最大進入角度に相当する。絶縁膜１２の厚さをＴＨ１としたとき、第１遮光部ＬＳ１と第２電極部ＴＥ２との間隔Ｓ１３は、以下の式で表される。
Ｓ１３≦ＴＨ１／ｔａｎ（θ１３）

オン状態において、正面から視野角制御素子１を観察した場合に、定常時とオン状態とでの透過率の差が最も小さくなる条件は、幅Ｗ１１、幅Ｗ１２、及び、間隔Ｓ１３が同等となる場合である（Ｗ１１＝Ｗ１２＝Ｓ１３）。このとき、間隔Ｓ１３は、以下の式を満足する。

Ｓ１３＝ＴＨ１／ｔａｎ（θ１３）

このような第８構成例においても、第１構成例と同様の効果が得られる。

図１２は、本実施形態の視野角制御素子１の第９構成例を示す図である。図１２に示す第９構成例は、図１１に示した第８構成例と比較して、第１基板ＳＵＢ１がさらに透明な絶縁膜１３と、第３遮光部ＬＳ３及び第４遮光部ＬＳ４と、を備えている点で相違している。第３遮光部ＬＳ３及び第４遮光部ＬＳ４は、絶縁膜１２の上に設けられ、絶縁膜１３によって覆われている。第１電極部ＴＥ１及び第２電極部ＴＥ２は、絶縁膜１３の上に設けられている。

第１遮光部ＬＳ１及び第２遮光部ＬＳ２は、間隔をおいて並び、それぞれ幅Ｗ１１を有している。第３遮光部ＬＳ３及び第４遮光部ＬＳ４は、間隔をおいて並び、それぞれ幅Ｗ１３を有している。第１電極部ＴＥ１及び第２電極部ＴＥ２は、間隔をおいて並び、それぞれ幅Ｗ１２を有している。第３遮光部ＬＳ３は第１遮光部ＬＳ１に重畳し、第４遮光部ＬＳ４は第２遮光部ＬＳ２に重畳している。第１電極部ＴＥ１は第３遮光部ＬＳ３に重畳し、第２電極部ＴＥ２は第４遮光部ＬＳ４に重畳している。

オン状態の視野角制御素子１において、光Ｌ１の第１基板ＳＵＢ１への入射角をθ１１とし、屈折角をθ１２とする。空気の屈折率をｎ０とし、第１透明基板１０及び絶縁膜１２の屈折率をｎ１とし、絶縁膜１３の屈折率をｎ３とする。このとき、屈折角θ１２、絶縁膜１２への進入角度θ１３、及び、絶縁膜１３への進入角度θ１４は、それぞれ以下の式で表される。
θ１２＝ａｒｃｓｉｎ（ｎ０／ｎ１＊ｓｉｎ（θ１１））
θ１３＝９０°−θ１２
θ１４＝９０°−ａｒｃｓｉｎ（ｎ１／ｎ３＊ｓｉｎ（θ１２））

絶縁膜１２の厚さをＴＨ１とし、絶縁膜１３の厚さをＴＨ２としたとき、第１遮光部ＬＳ１と第２電極部ＴＥ２との間隔Ｓ１３は、以下の式で表される。
Ｓ１３≦ＴＨ１／ｔａｎ（θ１３）＋ＴＨ２／ｔａｎ（θ１４）

オン状態において、正面から視野角制御素子１を観察した場合に、定常時とオン状態とでの透過率の差が最も小さくなる条件は、幅Ｗ１１、幅Ｗ１２、及び、幅Ｗ１３が同等となる場合である（Ｗ１１＝Ｗ１２＝Ｗ１３）。このとき、間隔Ｓ１３は、以下の式を満足する。

Ｓ１３＝ＴＨ１／ｔａｎ（θ１３）＋ＴＨ２／ｔａｎ（θ１４）

このような第９構成例においても、第１構成例と同様の効果が得られる。

図１３は、本実施形態の視野角制御素子１の第１０構成例を示す図である。第１基板ＳＵＢ１は、第１透明基板１０と、透明な絶縁膜１４と、第１電極部ＴＥ１及び第２電極部ＴＥ２を含む第１透明電極Ｔ１と、第２透明電極Ｔ２と、を備えている。第２透明電極Ｔ２は、第１透明基板１０の上面１０Ａに設けられている。絶縁膜１４は、第１電極部ＴＥ１と第２透明電極Ｔ２との間、及び、第２電極部ＴＥ２と第２透明電極Ｔ２との間にそれぞれ介在している。第２透明電極Ｔ２は、第１電極部ＴＥ１と第２電極部ＴＥ２との間において、電解質層ＥＣに接触している。第１電極部ＴＥ１及び第２電極部ＴＥ２は、間隔Ｓ１２をおいて並び、それぞれ幅Ｗ１２を有している。

第２基板ＳＵＢ２は、第２透明基板２０と、透明な絶縁膜２４と、第５電極部ＴＥ５及び第６電極部ＴＥ６を含む第３透明電極Ｔ３と、第４透明電極Ｔ４と、を備えている。第４透明電極Ｔ４は、第２透明基板２０の下面（第２透明基板２０の第１基板ＳＵＢ１と向かい合う側の面）２０Ｂに設けられている。絶縁膜２４は、第５電極部ＴＥ５と第４透明電極Ｔ４との間、及び、第６電極部ＴＥ６と第４透明電極Ｔ４との間にそれぞれ介在している。第４透明電極Ｔ４は、第５電極部ＴＥ５と第６電極部ＴＥ６との間において、電解質層ＥＣに接触している。第５電極部ＴＥ５は第１電極部ＴＥ１の直上に位置し、第６電極部ＴＥ６は第２電極部ＴＥ２の直上に位置している。第５電極部ＴＥ５及び第６電極部ＴＥ６は、間隔Ｓ２２をおいて並び、それぞれ幅Ｗ２２を有している。
幅Ｗ２２は間隔Ｓ１２以上であり（Ｗ２２≧Ｓ１２）、幅Ｗ１２は間隔Ｓ２２以上である（Ｗ１２≧Ｓ２２）。

オン状態の視野角制御素子１において、光Ｌ１の第１基板ＳＵＢ１への入射角をθ１１とし、屈折角をθ１２とする。空気の屈折率をｎ０とし、第１透明基板１０の屈折率をｎ１とし、電解質層ＥＣの屈折率をｎ４とする。このとき、屈折角θ１２、第１透明基板１０への進入角度θ１３、及び、電解質層ＥＣへの進入角度θ１５は、それぞれ以下の式で表される。
θ１２＝ａｒｃｓｉｎ（ｎ０／ｎ１＊ｓｉｎ（θ１１））
θ１３＝９０°−θ１２
θ１５＝９０°−ａｒｃｓｉｎ（ｎ１／ｎ４＊ｓｉｎ（θ１２））

第２電極部ＴＥ２と第６電極部ＴＥ６との間での電解質層ＥＣの厚さをＴＨ３としたとき、第１電極部ＴＥ１と第６電極部ＴＥ６との間隔Ｓ１４は、以下の式で表される。
Ｓ１４≦ＴＨ３／ｔａｎ（θ１４）

オン状態において、正面から視野角制御素子１を観察した場合に、定常時とオン状態とでの透過率の差が最も小さくなる条件は、幅Ｗ１２、幅Ｗ２２、間隔Ｓ１２、間隔Ｓ２２、及び、間隔Ｓ１４が同等となる場合である（Ｗ１２＝Ｗ２２＝Ｓ１２＝Ｓ２２＝Ｓ１４）。このとき、間隔Ｓ１４は、以下の式を満足する。

Ｓ１４＝ＴＨ３／ｔａｎ（θ１４）

このような第１０構成例においても、第１構成例と同様の効果が得られる。

図１４は、本実施形態の視野角制御素子１の第１１構成例を示す図である。図１４では、第２基板ＳＵＢ２の図示を省略し、第１透明電極Ｔ１の表面に遮光層３０が形成されているオン状態を示している。第１基板ＳＵＢ１は、第１透明基板１０と、透明な絶縁膜１５と、第１透明電極Ｔ１と、を備えている。なお、図示しない第２基板ＳＵＢ２には、陽極として機能する透明電極が設けられている。第１透明電極Ｔ１は、第１透明基板１０の上面１０Ａのほぼ全域に亘って設けられたベタ電極である。絶縁膜１５は、第１透明電極Ｔ１の上に設けられ、間隔をおいて並んでいる。つまり、第１透明電極Ｔ１は、隣接する絶縁膜１５の間で電解質層ＥＣに接触している。オン状態では、第１透明電極Ｔ１のうち、電解質層ＥＣに接触している部分に遮光層３０が形成され、絶縁膜１５で覆われた部分には遮光層３０が形成されない。
このような構造は、上記の第８構成例及び第９構成例で説明した第１透明電極Ｔ１と置換可能である。

図１５は、本実施形態の視野角制御素子１の第１２構成例を示す図である。図１５に示す第１２構成例は、図１４に示した第１１構成例と比較して、第１基板ＳＵＢ１がさらに第２透明電極Ｔ２を備えた点で相違している。第２透明電極Ｔ２は、絶縁膜１５に積層されている。第２透明電極Ｔ２は、電解質層ＥＣに接触している。第１透明電極Ｔ１は、隣接する第２透明電極Ｔ２の間、あるいは、隣接する絶縁膜１５の間で電解質層ＥＣに接触している。
このような構造は、上記の第８構成例及び第９構成例で説明した第１透明電極Ｔ１と置換可能である。

図１６は、本実施形態の視野角制御素子１の第１３構成例を示す図である。第１基板ＳＵＢ１は、第１透明基板１０と、遮光部ＬＳ１１及びＬＳ１２と、透明な絶縁膜１６と、電極部Ｔ１１及びＴ１２を含む第１透明電極Ｔ１と、を備えている。図示した例では、遮光部ＬＳ１１及びＬＳ１２は、絶縁膜１６を貫通しているが、この例に限らず、第１透明基板１０から離間していてもよいし、複数の層に分けて設けられてもよい。また、遮光部ＬＳ１１及びＬＳ１２は、絶縁膜１６で覆われていてもよい。

電極部Ｔ１１は遮光部ＬＳ１１に重畳し、電極部Ｔ１２は遮光部ＬＳ１２に重畳している。電極部Ｔ１２は、遮光部ＬＳ１１と遮光部ＬＳ１２との間において絶縁膜１６に重畳している。一方で、電極部Ｔ１１は、遮光部ＬＳ１１と遮光部ＬＳ１２との間において絶縁膜１６にほとんど重畳していない。換言すると、電極部Ｔ１２は遮光部ＬＳ１２から遮光部ＬＳ１１に向かって延出しているが、電極部Ｔ１１は遮光部ＬＳ１１から遮光部ＬＳ１２に向かってほとんど延出していない。あるいは、電極部Ｔ１２の遮光部ＬＳ１１側への延出幅は、電極部Ｔ１１の遮光部ＬＳ１２側への延出幅より大きい。このため、電極部Ｔ１１と電極部Ｔ１２との間の開口部Ｏ１は、点線で示すように、遮光部ＬＳ１１と遮光部ＬＳ１２との間において、遮光部ＬＳ１１に近接している。開口部Ｏ１において、絶縁膜１６は、電解質層ＥＣに接触している。

このような第１３構成例においても、電解質層ＥＣに電圧が印加されていない定常時には、上記の広視野角モードが実現される。また、電解質層ＥＣに電圧が印加されたオン状態では、第１透明電極Ｔ１の表面に遮光層３０が形成される。このため、遮光部ＬＳ１１と遮光部ＬＳ１２との間を透過する光のうち、電極部Ｔ１２に到達した光は遮光層３０によって遮光され、開口部Ｏ１に到達した光が電解質層ＥＣ及び第２基板ＳＵＢ２を透過可能となる。第１３構成例では、開口部Ｏ１が遮光部ＬＳ１１に近接して形成されているため、オン状態では、上記の第２狭視野角モードが実現される。

図１７は、本実施形態の視野角制御素子１の第１４構成例を示す図である。図１７に示す第１４構成例の第１基板ＳＵＢ１は、図１６に示した第１３構成例の第１基板ＳＵＢ１と同様に構成されているが、遮光部ＬＳ１１及びＬＳ１２が第１透明基板１０から離間している点で相違している。第１透明基板１０と遮光部ＬＳ１１との間の領域Ａ１１は、一点鎖線で示すように、厚さＴＨ１１を有している。
第２基板ＳＵＢ２は、第２透明基板２０と、遮光部ＬＳ２１及びＬＳ２２と、透明な絶縁膜２６と、透明電極２１と、を備えている。遮光部ＬＳ２１及びＬＳ２２は、第２透明基板２０から離間している。遮光部ＬＳ２１は遮光部ＬＳ１１の直上に位置し、遮光部ＬＳ２２は遮光部ＬＳ１２の直上に位置している。遮光部ＬＳ２２は、厚さＴＨ２１を有している。厚さＴＨ２１は、厚さＴＨ１１と同等以上である（ＴＨ２１≧ＴＨ１１）。

オン状態では、領域Ａ１１を透過した光は、遮光部ＬＳ２２で遮光される。このため、第１４構成例においても、上記の第１３構成例と同様の効果が得られる。

図１８は、本実施形態の視野角制御素子１の第１５構成例を示す図である。第１基板ＳＵＢ１は、第１透明基板１０と、遮光部ＬＳ１１及びＬＳ１２と、透明な絶縁膜１６と、電極部Ｔ１１及びＴ１２を含む第１透明電極Ｔ１と、第２透明電極Ｔ２と、を備えている。第２透明電極Ｔ２は、電極部Ｔ１１と電極部Ｔ１２との間の開口部Ｏ１に設けられている。開口部Ｏ１は、遮光部ＬＳ１１と遮光部ＬＳ１２との間において、略中央に位置している。電極部Ｔ１１及びＴ１２の各々は、遮光部ＬＳ１１と遮光部ＬＳ１２との間において絶縁膜１６に重畳している。電極部Ｔ１１の遮光部ＬＳ１２側への延出幅は、電極部Ｔ１２の遮光部ＬＳ１１側への延出幅とほぼ同等である。
第２基板ＳＵＢ２は、第２透明基板２０と、遮光部ＬＳ２１及びＬＳ２２と、透明な絶縁膜２６と、電極部Ｔ３１及びＴ３２を含む第３透明電極Ｔ３と、第４透明電極Ｔ４と、を備えている。第４透明電極Ｔ４は、電極部Ｔ３１と電極部Ｔ３２との間の開口部Ｏ２に設けられている。開口部Ｏ２は、遮光部ＬＳ２１と遮光部ＬＳ２２との間において、略中央に位置している。遮光部ＬＳ２１は遮光部ＬＳ１１の直上に位置し、遮光部ＬＳ２２は遮光部ＬＳ１２の直上に位置し、第４透明電極Ｔ４は第２透明電極Ｔ２の直上に位置している。第２透明電極Ｔ２及び第４透明電極Ｔ４は、同電位であり、オン状態で陽極として機能する。

このような第１５構成例においても、定常時には、上記の広視野角モードが実現される。また、オン状態では、第１透明電極Ｔ１の表面に遮光層３０が形成されるため、遮光部ＬＳ１１と遮光部ＬＳ１２との間を透過する光のうち、電極部Ｔ１１及びＴ１２に到達した光は遮光層３０によって遮光される。また、第３透明電極Ｔ３の表面に遮光層３０が形成されるため、開口部Ｏ１を透過した光のうち、電極部Ｔ３１及びＴ３２に到達した光は遮光層３０によって遮光される。開口部Ｏ１及びＯ２を透過した光は、第２基板ＳＵＢ２を透過可能となる。第１５構成例では、開口部Ｏ１が遮光部ＬＳ１１及びＬＳ１２の間のほぼ中央に形成されているため、オン状態では、上記の第１狭視野角モードが実現される。

次に、上記の視野角制御素子１を適用した表示装置ＤＳＰについて説明する。

図１９は、本実施形態に係る表示装置ＤＳＰの一構成例を示す図である。表示装置ＤＳＰは、視野角制御素子１と、表示パネルＰＮＬと、を備えている。表示パネルＰＮＬは、照明光を選択的に透過する透過型の表示パネルであってもよいし、照明光を選択的に反射する反射型の表示パネルであってもよいし、有機エレクトロルミネッセンス素子などの自発光素子を備えた表示パネルであってもよい。透過型あるいは反射型の表示パネルＰＮＬとしては、例えば、液晶層を備えた表示パネル、電気泳動層を備えた表示パネルなどが挙げられる。図１９に示す構成例では、表示パネルＰＮＬは、透過型の液晶表示パネルである。このため、表示装置ＤＳＰは、さらに、表示パネルＰＮＬを照明する照明装置ＩＬと、第１偏光板ＰＬ１と、第２偏光板ＰＬ２と、を備えている。表示装置ＤＳＰの厚さ方向に沿って、照明装置ＩＬ、第１偏光板ＰＬ１、表示パネルＰＮＬ、第２偏光板ＰＬ２、及び、視野角制御素子１がこの順に配置されている。

視野角制御素子１Ｃは、上記の通り、第１基板ＳＵＢ１と、第２基板ＳＵＢ２と、電解質層ＥＣと、を備えている。電解質層ＥＣは、第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２との間に保持され、シールＳＥ１によって封止されている。シールＳＥ１によって囲まれた領域は、有効領域或いはアクティブエリアＡＡと称する。アクティブエリアＡＡについては、主要部のみを簡素化して図示している。第１透明電極Ｔ１及び透明電極２１は、電解質層ＥＣに接触している。第１基板ＳＵＢ１は、給電線ＰＬを備えている。透明電極２１は、導電材ＣＭを介して給電線ＰＬと電気的に接続されている。配線基板Ｆ１は、第１基板ＳＵＢ１に接続されている。

表示パネルＰＮＬは、第３基板ＳＵＢ３と、第４基板ＳＵＢ４と、液晶層ＬＣと、を備えている。液晶層ＬＣ２は、第３基板ＳＵＢ３と第４基板ＳＵＢ４との間に保持され、シールＳＥ２によって封止されている。シールＳＥ２によって囲まれた領域は、画像を表示する表示領域ＤＡを有している。表示パネルＰＮＬとしては、周知の液晶パネルが適用可能である。配線基板Ｆ２は、第３基板ＳＵＢ３に接続されている。
視野角制御素子１は、表示パネルＰＮＬに重畳している。視野角制御素子１のアクティブエリアＡＡは、表示パネルＰＮＬの表示領域ＤＡに重畳している。

第１偏光板ＰＬ１は、照明装置ＩＬと表示パネルＰＮＬとの間に位置し、例えば第３基板ＳＵＢ３に接着されている。第２偏光板ＰＬ２は、表示パネルＰＮＬと視野角制御素子１との間に位置し、例えば第４基板ＳＵＢ４に接着されている。第１偏光板ＰＬ１及び第２偏光板ＰＬ２は、例えばそれぞれの偏光軸がほぼ直交するように配置されている（クロスニコル）。第１偏光板ＰＬ１及び第２偏光板ＰＬ２は、各種位相差板を含んでいてもよい。
視野角制御素子１は、透明な接着層ＡＤにより第２偏光板ＰＬ２に接着されている。

照明装置ＩＬは、第１偏光板ＰＬ１を挟んで、表示パネルＰＮＬの背面側に位置している。照明装置ＩＬは、いわゆる面光源装置であり、表示パネルＰＮＬの背面側から照明光を出射し、表示パネルＰＮＬを照明するように構成されている。照明装置ＩＬから出射された照明光のうち、第１偏光板ＰＬ１を透過した偏光成分は、表示パネルＰＮＬを透過する。表示パネルＰＮＬを透過した光のうち、第２偏光板ＰＬ２を透過した偏光成分は、視野角制御素子１を透過する。

このような視野角制御素子１を備えた表示装置ＤＳＰにおいて、上記の各モードについて説明する。なお、本明細書で説明する視野角とは、表示装置ＤＳＰの法線Ｎからの角度のうち、表示領域ＤＡに表示された画像のコントラスト比が１０以上となる最大角度として定義する。

広視野角モードにおいては、法線Ｎに対して右側の視野角θＲと、法線Ｎに対して左側の視野角θＬとが得られる。このとき、視野角θＲと視野角θＬとは、ほぼ同等である。つまり、画像を観察できる領域は、法線Ｎに対して左側と右側とでほぼ対称となる。

第１狭視野角モードにおいては、法線Ｎに対して右側の視野角θＲ１と、法線Ｎに対して左側の視野角θＬ１とが得られる。このとき、視野角θＲ１及び視野角θＬ１は、ほぼ同等である。但し、視野角θＲ１は視野角θＲより小さく、視野角θＬ１は視野角θＬより小さい。つまり、画像を観察できる領域は、法線Ｎに沿った方向（正面）付近に限られる。第１狭視野角モードは、主として正面付近で画像を観察するのに好適であるとともに、法線Ｎに対して右側及び左側に傾斜した斜め方向から画像が観察されるのを阻害するものである。

第２狭視野角モードにおいては、法線Ｎに対して右側の視野角θＲ２と、法線Ｎに対して左側の視野角θＬ２とが得られる。このとき、視野角θＬ２は、視野角θＲ２より大きい。つまり、画像を観察できる領域は、法線Ｎに対して左側と右側とで非対称となる。第２狭視野角モードは、主として法線Ｎに対して左側に傾斜した斜め方向から画像を観察するのに好適であるとともに、法線Ｎに対して右側から画像が観察されるのを阻害するものである。

図２０は、本実施形態に係る表示装置ＤＳＰの他の構成例を示す図である。図２０に示す構成例は、図１９に示した構成例と比較して、視野角制御素子１が照明装置ＩＬと表示パネルＰＮＬとの間に位置している点で相違している。視野角制御素子１は、接着層ＡＤにより第１偏光板ＰＬ１に接着されている。
このような構成例において、第１透明電極Ｔ１の表面に形成された遮光層がたとえ光反射性を有していたとしても観察者から直接視認されにくくなり、表示品位の低下が抑制される。また、遮光層が光反射性を有している場合、照明装置ＩＬからの照明光が遮光層で反射され、再利用が可能となる。このため、遮光層で照明光が吸収される場合と比較して、光の利用効率を向上することができる。

図２１は、表示パネルＰＮＬの一構成例を示す図である。表示領域ＤＡは、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙにマトリクス状に配置された複数の画素ＰＸを備えている。ここでの画素ＰＸとは、画素信号に応じて個別に制御することができる最小単位を示し、副画素と称する場合がある。画素ＰＸは、例えば、赤色を表示する赤画素、緑色を表示する緑画素、青色を表示する青画素のいずれかである。

複数本の走査線Ｇは、走査線駆動回路ＧＤに接続されている。複数本の信号線Ｓは、信号線駆動回路ＳＤに接続されている。共通電極ＣＥは、複数の画素ＰＸに亘って配置され、電圧供給部ＣＤに接続されている。

各画素ＰＸは、スイッチング素子ＳＷ、画素電極ＰＥ等を備えている。スイッチング素子ＳＷは、例えば薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）によって構成され、走査線Ｇ及び信号線Ｓと電気的に接続されている。走査線Ｇは、第１方向Ｘに並んだ画素ＰＸの各々におけるスイッチング素子ＳＷと電気的に接続されている。信号線Ｓは、第２方向Ｙに並んだ画素ＰＸの各々におけるスイッチング素子ＳＷと電気的に接続されている。画素電極ＰＥは、スイッチング素子ＳＷと電気的に接続されている。共通電極ＣＥは、複数の画素電極ＰＥに対して共通に設けられている。液晶層ＬＣは、画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとの間に生じる電界によって駆動される。容量ＣＳは、例えば、共通電極ＣＥと同電位の電極、及び、画素電極ＰＥと同電位の電極の間に形成される。

以上説明したように、本実施形態によれば、視野角を制御することが可能な視野角御素子及び表示装置を提供することができる。

なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…視野角制御素子 ＰＮＬ…表示パネル ＤＳＰ…表示装置
ＳＵＢ１…第１基板 ＳＵＢ２…第２基板 ＥＣ…電解質層
１０…第１透明基板 ２０…第２透明基板
Ｔ１…第１透明電極 ＴＥ１１…第１部分 ＴＥ１２…第２部分 ＴＥ１３…第３部分 ＴＥ１４…第４部分
Ｐ１…第１突起 Ｐ２…第２突起 ＰＡ、ＰＢ…側面 ＰＵ…上面 ＰＬ…下面

Claims (15)

1. 第１透明基板と、
   第２透明基板と、
   前記第１透明基板と前記第２透明基板との間に設けられ、エレクトロクロミック材料を含む電解質層と、
   前記第１透明基板から前記第２透明基板に向かってそれぞれ突出した第１突起及び第２突起と、
   前記電解質層と前記第１突起及び前記第２突起との間に設けられた第１透明電極と、を備え、
   前記第１突起及び前記第２突起は、透明な絶縁材料によって形成され、
   前記第１突起は、第１側面を有し、
   前記第１側面は、前記電解質層と接触する第１部分を有する前記第１透明電極よって覆われている、視野角制御素子。
2. 前記第１突起は、前記第２透明基板と対向する上面を有し、
   前記上面は、前記電解質層に接触している、請求項１に記載の視野角制御素子。
3. 前記第２突起は、第２側面を有し、
   前記第２側面は、前記電解質層と接触する第２部分を有する前記第１透明電極によって覆われている、請求項１に記載の視野角制御素子。
4. 前記第１突起は、前記第２突起に隣り合っており、
   前記第１側面は、前記第２突起側に位置しており、前記第２側面は、前記第１突起側に位置している、請求項３に記載の視野角制御素子。
5. 前記第１透明電極は、前記第１突起と前記第２突起との間に位置する第３部分を有し、
   前記第３部分は、前記電解質層に接触している、請求項３に記載の視野角制御素子。
6. さらに、絶縁膜を備え、
   前記第１透明電極は、前記第１突起と前記第２突起との間に位置する第３部分を有し、
   前記第３部分は、前記絶縁膜によって覆われている、請求項１に記載の視野角制御素子。
7. さらに、絶縁膜を備え、
   前記第１突起は、前記第２透明基板と対向する上面を有し、
   前記第１透明電極は、前記上面を覆う第４部分を有し、
   前記第４部分は、前記絶縁膜によって覆われている、請求項１に記載の視野角制御素子。
8. さらに、前記第１透明電極の電位よりも高電位となるように構成された第２透明電極を備え、
   前記第２透明電極は、前記電解質層と前記絶縁膜との間に位置し、前記電解質層と接触している、請求項６または７に記載の視野角制御素子。
9. 前記第１部分は、前記第２部分から離間している、請求項３に記載の視野角制御素子。
10. 前記第２突起は、前記第１突起側に位置する第２側面を有し、
    前記第２側面は、前記電解質層に接触している、請求項１に記載の視野角制御素子。
11. さらに、前記第１透明基板の上に設けられた遮光部と、
    前記遮光部を覆う透明絶縁膜と、を備え、
    前記第１突起及び前記第２突起は、前記透明絶縁膜の上に設けられ、
    平面視において、前記遮光部は、前記第１突起と前記第２突起との間に位置するように設けられている、請求項１に記載の視野角制御素子。
12. 前記第１突起及び前記第２突起は、第１方向に並び、
    前記第１突起は、前記第１透明基板と対向する下面と、前記第２透明基板と対向する上面と、を有し、
    前記第１突起において、前記下面から前記上面までの高さをＨとし、前記第１側面と前記下面とのなす角度をθαとし、前記第１側面の前記第１方向に沿った幅をＷ３としたとき、
    前記幅Ｗ３は、（Ｈ／ｔａｎ（θα））に相当する、請求項１に記載の視野角制御素子。
13. 前記第１突起において、前記下面の幅をＷ１とし、前記上面の幅をＷ２としたとき、
    前記幅Ｗ２は、（Ｗ１−２＊Ｈ／ｔａｎ（θα））に相当する、請求項１２に記載の視野角制御素子。
14. 前記第１突起と前記第２突起との間の幅をＷ４としたとき、
    前記幅Ｗ４は、前記幅Ｗ２と同等である、請求項１３に記載の視野角制御素子。
15. 複数の画素を備えた表示パネルと、
    前記表示パネルに重畳する、請求項１乃至１４のいずれかに記載の視野角制御素子と、を備えている、表示装置。

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