JP2023026922A - 視野角制御装置及び表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】着脱を伴わずに視野角の切替が可能であり、正面視点での輝度をより高められる視野角制御装置等を提供する。【解決手段】視野角制御装置１は、光を透過する透光領域２１と、液晶の配向の切替によって光の透過と遮蔽とを切替可能な切替領域２２と、が一方向に交互に並ぶ駆動層２０と、駆動層２０と積層される複数の光学部材層１０Ａ，１０Ｂと、を備える。光学部材層１０Ａ，１０Ｂは、光を透過する基材１１と、切替領域２２と重なる位置に設けられて光を遮蔽する遮光部１２と、を有する。遮光部１２は、基材１１の駆動層２０から遠い側の面に配置される。【選択図】図１

Description

本開示は、視野角制御装置及び表示装置に関する。

マイクロルーバーを設けることで視野角を狭くする仕組みが知られている（例えば特許文献１）。

特開２００８－１０７４０４号公報

特許文献１のように、視野角を狭くするためのマイクロルーバーの上に拡散層を設けると、拡散層による光の拡散によって、画像を視認できる正面視点からであっても輝度が不十分になりやすい。このような構成では、輝度を確保するために光源からの光の輝度をより高めなくてはならず、非効率である。また、特許文献１に記載の構成では、狭視野角と広視野角との切替を、マイクロルーバー構造を有する部材の着脱で実現しており、切替作業が煩雑である。

本開示は、上記の課題に鑑みてなされたもので、着脱を伴わずに視野角の切替が可能であり、正面視点での輝度をより高められる視野角制御装置及び表示装置を提供することを目的とする。

本開示の一態様による視野角制御装置は、光を透過する透光領域と、液晶の配向の切替によって光の透過と遮蔽とを切替可能な切替領域と、が一方向に交互に並ぶ駆動層と、前記駆動層と積層される複数の光学部材層と、を備え、前記光学部材層は、光を透過する基材と、前記切替領域と重なる位置に設けられて光を遮蔽する遮光部と、を有し、前記遮光部は、前記基材の前記駆動層から遠い側の面に配置される。

図１は、視野角制御装置の構成例を示す模式図である。 図２は、切替領域が透光性を示す場合の光の進行を示す模式図である。 図３は、切替領域が遮光性を示す場合の光の進行を示す模式図である。 図４は、視野角制御装置及び比較例の視野角性能及び相対輝度を示すグラフである。 図５は、表示装置の構成例を示す模式図である。 図６は、表示パネルの構成例を示す模式図である。 図７は、表示パネルに設けられる画素及び副画素と、視野角制御装置に設けられる遮光部と、の関係の一例を示す模式図である。 図８は、駆動層の構成例を示す断面図である。 図９は、個別電極の具体的構成例を示す図である。 図１０は、駆動層の構成例を示す断面図である。 図１１は、平面視点での個別電極層の形状例を示す図である。 図１２は、表示装置の構成例を示す模式図である。 図１３は、表示装置の構成例を示す模式図である。 図１４は、視野角制御装置の構成例を示す模式図である。 図１５は、視野角制御装置の構成例を示す模式図である。 図１６は、視野角制御装置の構成例を示す模式図である。 図１７は、視野角制御装置の構成例を示す模式図である。 図１８は、視野角制御装置の構成例を示す模式図である。 図１９は、視野角制御装置の構成例を示す模式図である。

以下に、本開示の各実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、開示はあくまで一例にすぎず、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、当然に本開示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、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、本開示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様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。

図１は、視野角制御装置１の構成例を示す模式図である。視野角制御装置１は、光学部材層１０Ａ，１０Ｂ、駆動層２０、基板３１，３２、偏光層４１，４２を備える。図１に示すように、視野角制御装置１は、一面側（光入射面側）から他面側（光出射面側）に向かって、偏光層４１、基板３１、光学部材層１０Ｂ、光学部材層１０Ｂ、駆動層２０、光学部材層１０Ａ、光学部材層１０Ａ、基板３２、偏光層４２の順にこれらの構成が積層されて形成された構成である。

以下の説明では、駆動層２０を含む複数の構成が積層される方向を第３方向Ｄｚとする。また、第３方向Ｄｚに直交する２方向のうち一方を第１方向Ｄｘとし、他方を第２方向Ｄｙとする。第１方向Ｄｘと第２方向Ｄｙは直交する。光学部材層１０Ａ、光学部材層１０Ｂ、駆動層２０、基板３１、基板３２、偏光層４１及び偏光層４２の延出方向は、第３方向Ｄｚに直交する。

光学部材層１０Ａ及び光学部材層１０Ｂは、基材１１と、遮光部１２と、を有する。基材１１は、膜状の透光部材である。具体的には、基材１１は、例えば紫外線の照射又は熱的変化（加熱、冷却又はその両方）によって硬化する透光性の合成樹脂である。より具体的には、基材１１は、例えばアクリル樹脂膜である。基材１１は、例えばスリットコート工程、スピンコート工程又はその両方を含む工程（スリット＆スピン）を含む製造工程を経て形成される。遮光部１２は、遮光性を示す部材である。具体的には、遮光部１２は、黒色の合成樹脂又は外周面による光の反射性が低減するよう加工されたクロム（Ｃｒ）である。

遮光部１２は、基材１１の一方の面に設けられる。図１に示すように、光学部材層１０Ａが有する遮光部１２は、光学部材層１０Ａの基材１１における他面側に位置する。また、光学部材層１０Ｂが有する遮光部１２は、光学部材層１０Ｂの基材１１における一面側に位置する。言い換えれば、遮光部１２は、基材１１の表裏面のうち、駆動層２０に対して遠い側の面に設けられる。

遮光部１２は、基材１１に複数設けられる。具体的には、図１及び後述する図７に示すように、複数の遮光部１２は、第１方向Ｄｘに並ぶ。複数の遮光部１２の各々は、平面視点で第１方向Ｄｘに交差する方向に延出する。平面視点とは、第３方向Ｄｚに直交する平面を正面視する視点である。

また、図１に示すように、視野角制御装置１に設けられた光学部材層１０Ａ及び光学部材層１０Ｂの各々が有する遮光部１２の位置は、第３方向Ｄｚに重なる。また、駆動層２０における切替領域２２の位置は、視野角制御装置１に設けられた光学部材層１０Ａ及び光学部材層１０Ｂの各々が有する遮光部１２の位置と第３方向Ｄｚに重なる。すなわち、積層された光学部材層１０Ａ、光学部材層１０Ｂの各々が有する遮光部１２と、駆動層２０の切替領域２２と、は、平面視で重なる。従って、隣り合う遮光部１２同士の間で、基材１１及び透光領域２１が光を透過する範囲Ｄａ１が形成される。２つの遮光部１２の間の範囲Ｄａ１は、例えば第１方向Ｄｘに１０マイクロメートル（μｍ）又は１４．５μｍの範囲である。また、遮光部１２及び切替領域２２の各々の第１方向Ｄｘの範囲Ｄａ３は、例えば第１方向Ｄｘに４．５μｍの範囲である。

基材１１の第３方向Ｄｚの厚みＤａ２は、例えば６．５μｍである。遮光部１２は、ＯＤ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｅｎｓｉｔｙ）値が３以上の遮光部として機能するため、厚みＤａ４が１．５μｍ以上となるよう形成される。従って、第３方向Ｄｚに重なる遮光部１２同士の間の距離は、５μｍである。

駆動層２０は、透光領域２１と、切替領域２２とを有する。透光領域２１は、駆動層２０の動作時に恒常的な透光性を示す部分である。切替領域２２は、駆動層２０の動作時に透光か遮光かを切替可能に設けられた部分である。このような駆動層２０の動作を実現するための具体的な構成例については後述する。駆動層２０は、第３方向Ｄｚの厚みＺ１が、例えば３μｍである。

基板３１及び基板３２は、透光性を示す基板である。具体的には、基板３１及び基板３２は、ガラス基板又は透明樹脂からなる基板である。視野角制御装置１では、基板３１の他面側に、２つの光学部材層１０Ｂが積層形成される。また、基板３２の一面側に、２つの光学部材層１０Ａが積層形成される。そして、２つの光学部材層１０Ｂが形成された基板３１と、２つの光学部材層１０Ａが形成された基板３２と、の間に駆動層２０として機能する部分が形成される。

偏光層４１及び偏光層４２は、特定の偏向方向の光を透過させ、他の偏向方向の光を遮蔽する。偏光層４１、偏光層４２がそれぞれ透過させる光の偏向方向の例については、後述する。

なお、実際には、視野角制御装置１には、偏光層４１、偏光層４２のいずれか一方が設けられ、他方は省略される。省略された他方は、視野角制御装置１と積層される表示パネル（例えば、後述する図５に示す表示パネル９０）に設けられる。すなわち、表示パネルに設けられる偏光層が視野角制御装置１の偏光層を兼ねる。以下、視野角制御装置１Ａと記載した場合、偏光層４２が省略された視野角制御装置１をさす。また、視野角制御装置１Ｂと記載された場合、偏光層４１が省略された視野角制御装置１をさす。

次に、視野角制御装置１の動作時における切替領域２２による透光と遮光との切替による作用効果について、図２から図４を参照して説明する。

図２は、切替領域２２が透光性を示す場合の光ＬＬ１，ＬＬ２，ＬＬ３，ＬＬ４の進行を示す模式図である。図３は、切替領域２２が遮光性を示す場合の光ＬＬ１，ＬＬ２，ＬＬ３，ＬＬ４の進行を示す模式図である。基板３１に最も近い光学部材層１０Ｂで隣り合う２つの遮光部１２の一面側の端部頂点１２１，１２２と、基板３２に最も近い光学部材層１０Ａで隣り合う２つの遮光部１２の一面側の端部頂点１２３，１２４と、で囲まれた範囲１２５内は、切替領域２２が光を透過させるか遮蔽するかに関わらず、光が透過する。従って、端部頂点１２１と端部頂点１２４とを通過する光ＬＬ１及び端部頂点１２２と端部頂点１２３とを通過する光ＬＬ２ならびに光ＬＬ１と光ＬＬ２とが形成する角度範囲内で進行する光は、切替領域２２の状態に関わらず、視野角制御装置１を透過する。

また、図２に示すように、切替領域２２が透光性を示す場合、範囲１２５に斜め方向に入射して駆動層２０の切替領域２２に到達する光（例えば、光ＬＬ３，ＬＬ４）も視野角制御装置１を透過する。

一方、図３に示すように、切替領域２２が遮光性を示す場合、範囲１２５に斜め方向に入射して駆動層２０の切替領域２２に到達する光（例えば、光ＬＬ３，ＬＬ４）は、切替領域２２によって遮蔽され、視野角制御装置１を透過できない。

従って、光ＬＬ１，ＬＬ２，ＬＬ３，ＬＬ４のように、視野角制御装置１を通過する光に基づいてユーザ（ヒト）が画像を視認する構成の場合、切替領域２２が遮光性を示すとき、切替領域２２が透光性を示すときに比して、第１方向Ｄｘの視野角が狭くなる。なぜなら、切替領域２２が透光性を示すときに当該ユーザに視認される光ＬＬ３，ＬＬ４は、切替領域２２が遮光性を示すとき、当該ユーザから視認できなくなるからである。

図４は、視野角制御装置１及び比較例の視野角性能及び相対輝度を示すグラフである。図４に示すグラフＧ１は、図２に示すように切替領域２２が透光性を示す場合にユーザが視野角制御装置１を透過する光を視認できる第１方向Ｄｘの視野角性能を示す。図４に示すグラフＧ２は、図３に示すように切替領域２２が遮光性を示す場合にユーザが視野角制御装置１を透過する光を視認できる第１方向Ｄｘの視野角性能を示す。図４に示すグラフＧ３は、ユーザが比較例による視野角制御のための構成（マイクロルーバー及び拡散層）を透過する光を視認できる第１方向Ｄｘの視野角性能を示す。なお、図４における横軸の角度０度（°）は、視野角制御装置１とユーザとの位置関係及びユーザの視線が第３方向Ｄｚに沿って進行する光を視認できる位置関係である場合をさす。より具体的には、角度０°は、ユーザの視線が視野角制御装置１の法線方向に一致している状態を示し、角度の絶対値は上記法線方向に対するユーザの視線の角度を示しており、角度の絶対値が増えるにつれてユーザは当該視野角制御装置１を斜め方向から見ていることを意味する。また、図４においては、グラフＧ１の角度０°における輝度、すなわち切替領域２２が透光性を示す場合の正面輝度を１００とし、当該正面輝度を基準として各グラフの各位置における相対輝度が示されている。当該０°を基準として第１方向Ｄｘの一方向側から、第３方向Ｄｚにｎ°交差する視線角度でユーザが視野角制御装置１からの光を視認する場合を角度＋ｎ°とする。当該０°を基準として、第１方向Ｄｘの他方向側から、第３方向Ｄｚにｎ°交差する視線角度でユーザが視野角制御装置１からの光を視認する場合を角度－ｎ°とする。

図４のグラフＧ１及びグラフＧ２で示すように、角度０°である場合、切替領域２２が光を透過するか遮蔽するかに関わらず、ユーザが視認できる光の輝度は最高（１００）になる。言い換えれば、切替領域２２が透光性を示す場合であっても、角度０°では、切替領域２２が遮光性を示す場合と変わらない光の輝度を確保できる。

また、角度±２０°を例とすると、切替領域２２が透光性を示す場合には、グラフＧ１が示すように、視野角制御装置１は、角度０°に比して７５％の光を通過させることができる。一方、切替領域２２が遮光性を示す場合には、グラフＧ２が示すように、視野角制御装置１は、角度０°に比して４０％の光を通過させるにとどまる。

また、角度±４０°を例とすると、切替領域２２が透光性を示す場合には、グラフＧ１が示すように、視野角制御装置１は、角度０°に比して２０％以上の光を通過させることができる。一方、切替領域２２が遮光性を示す場合には、グラフＧ２が示すように、ほとんど光を通過させない状態になる。このように、切替領域２２の状態を切替ることで、視野角制御装置１及び視野角制御装置１が設けられた構成の視野角性能を制御できる。

また、上述した特許文献１のように、マイクロルーバーの上に拡散層が設けられた構成では、グラフＧ３が示すように、全体的に視認可能な光の輝度が低下する。特に、比較例では、角度０°における光の輝度が視野角制御装置１の６割程度しか得られない。なお、本開示による構成と比較例とでは、視野角を制御するための構成以外の差はないものとする。

仮に、比較例で本開示による構成と同等の輝度をユーザに視認させようとした場合、光源から出力される光の輝度をより上昇させる等のさらなる施策が必要になる。これに対し、本開示によれば、比較例に比して、条件によらずより高輝度な光をユーザに視認させることができる。

次に、視野角制御装置１が設けられた表示装置１００の構成例について、図５から図７を参照して説明する。

図５は、表示装置１００の構成例を示す模式図である。表示装置１００は、視野角制御装置１Ａ、バックライト７０、接着層８０及び表示パネル９０を備える。表示装置１００は、バックライト７０、視野角制御装置１Ａ、接着層８０、表示パネル９０の順にこれらが積層されている。

バックライト７０は、視野角制御装置１Ａの一面側から他面側に向かう光Ｌを発する。具体的には、バックライト７０は、例えばＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等の光学素子を有する。バックライト７０は、当該光学素子を点灯させることで光Ｌを発する。

接着層８０は、視野角制御装置１Ａと表示パネル９０とを接着する。具体的には、接着層８０は、例えばＯＣＡ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｌｅａｒ Ａｄｈｅｓｉｖｅ）のような両面接着性を有する透光性の機能性フィルムである。

図６は、表示パネル９０の構成例を示す模式図である。表示パネル９０は、透過型の液晶ディスプレイパネルである。表示パネル９０は、第１基板９１、第２基板９２、液晶９３、偏光層４２及び偏光層９５を有する。

第１基板９１は、表示パネル９０にアクティブマトリクス方式で設けられる複数の副画素（例えば、後述する図７に示す第１副画素Ｒｐｉｘ、第２副画素Ｇｐｉｘ、第３副画素Ｂｐｉｘ）を駆動するためのスイッチング素子や画素電極等が設けられる透光性の基板である。第２基板９２は、複数の副画素の各々に設けられるカラーフィルタ等が配置される透光性の基板である。液晶９３は、第１基板９１と第２基板９２の間に封止されて複数の副画素の各々からの電圧に応じて配向が制御される液晶分子を含む。

偏光層４２は、上述した視野角制御装置１の偏光層４２と同様の構成である。すなわち、表示装置１００では、視野角制御装置１Ａの他面側の偏光層と表示パネル９０の一面側の偏光層とが、当該偏光層４２に統合されている。偏光層９５は、例えば偏光層４２が透過させる光の偏向方向と平面視点で９０°交差する方向に偏向する光を透過させる。表示パネル９０は、偏光層４２が透過させる光の偏向方向と、偏光層９５が透過させる光の偏向方向と、複数の副画素の各々の位置に配置されている液晶分子の配向と、の組み合わせで、複数の副画素の各々における光の透過度合いを制御して画像を出力する。

図７は、表示パネル９０に設けられる画素Ｐｉｘ及び副画素と、視野角制御装置１に設けられる遮光部１２と、の関係の一例を示す模式図である。図７に示す例では、実施例及び実施例２で共通して、画素Ｐｉｘが、第１副画素Ｒｐｉｘ、第２副画素Ｇｐｉｘ及び第３副画素Ｂｐｉｘを有している。第１副画素Ｒｐｉｘは、赤色の光を透過可能に設けられる。第２副画素Ｇｐｉｘは、緑色の光を透過可能に設けられる。第３副画素Ｂｐｉｘは、青色の光を透過可能に設けられる。第１副画素Ｒｐｉｘ、第２副画素Ｇｐｉｘ及び第３副画素Ｂｐｉｘは、平面視点の形状が、第１方向Ｄｘの延出長に比して第２方向Ｄｙの延出長が長い矩形状である。以下、副画素と記載した場合、第１副画素Ｒｐｉｘ、第２副画素Ｇｐｉｘ又は第３副画素Ｂｐｉｘのいずれかである。

実施例１及び実施例２で共通して、複数の遮光部１２（又は、遮光部１２Ａ）は、第１方向Ｄｘでみた場合に副画素の画素電極の配置ピッチと同じかそれ以上に密なピッチで第１方向Ｄｘに並ぶ。実施例１では、遮光部１２は、長手方向が第２方向Ｄｙに沿っているが、実施例２の遮光部１２Ａのように、長手方向が第１方向Ｄｘ及び第２方向Ｄｙに交差する直線方向に沿っていてもよい。遮光部１２Ａは、長手方向が遮光部１２と異なることを除いて、遮光部１２と同様の構成であり、遮光部１２に代えて基材１１に設けることができる。なお、遮光部１２Ａの長手方向の第２方向Ｄｙに対する角度は、例えば５°～２０°の範囲内の任意の角度とすることができるが、これに限られるものでなく、適宜変更可能である。遮光部１２Ａのように、視野角制御装置１の遮光部の長手方向を副画素の長手方向と交差させることで、副画素を透過する光と遮光部１２Ａの配置パターンとの干渉によるモアレの発生をより確実に抑制できる。

次に、視野角制御装置１の駆動層２０の構成例について、図８及び図９を参照して説明する。

図８は、駆動層２０の構成例を示す断面図である。駆動層２０は、例えば、一面側の光学部材層１０Ａと他面側の光学部材層１０Ｂとの間に設けられた、共通電極９１１、絶縁層９１２、個別電極９５０、配向膜９１４，９２１及び液晶層９３０を有する。

共通電極９１１は、定電位が与えられる薄膜状の電極である。当該定電位は、例えば接地電位であるが、これに限られるものでなく、適宜変更可能である。視野角制御装置１は、積層される表示パネル９０において複数の副画素が配置される表示領域に対応する有効領域ＡＡを有しているが、共通電極９１１は、当該有効領域ＡＡに亘って設けられる。絶縁層９１２は、共通電極９１１上に積層されて当該共通電極９１１と個別電極９５０とを絶縁する。個別電極９５０は、透光領域２１と切替領域２２とで電位を個別に制御できるよう設けられた電極である。

図９は、個別電極９５０の具体的構成例を示す図である。図９に示すように、個別電極９５０は、透光領域２１に対応する第１電極９５１と、切替領域２２に対応する第２電極９５２とを備えている。第１電極９５１は、幹電極９５１０、枝電極９５１２、接続電極９５１３を備え、第２電極９５２は、幹電極９５２０、枝電極９５２１及び接続電極９５２２を備えている。第１電極９５１の幹電極９５１０及び接続電極９５１３は、有効領域ＡＡの外側に位置する。同様に、第２電極９５２の幹電極９５２０及び接続電極９５２２は、幹電極９５１０及び幹電極９５２０は、第２方向Ｄｙに沿う。幹電極９５１０と幹電極９５２０とは、平面視点で表示領域を挟んで対向する。

枝電極９５１２は、幹電極９５１０から延出する。枝電極９５１２は、平面視点で、透光領域に対応する範囲Ｄａ１内に延出する。範囲Ｄａ１内で、複数の枝電極９５１２が第１方向Ｄｘに並ぶ。枝電極９５２１は、幹電極９５２０から延出する。枝電極９５２１は、平面視点で、切替領域２２に対応する範囲Ｄａ３内に延出する。範囲Ｄａ３内で、複数の枝電極９５２１が第１方向Ｄｘに並ぶ。枝電極９５１２及び枝電極９５２１は第２方向Ｄｙに対して角度を有して延在している。具体的には、枝電極９５１２及び枝電極９５２１の延出方向は、例えば、第１方向Ｄｘ及び第２方向Ｄｙに交差する。また、第１電極９５１の複数の枝電極９５１２の配置ピッチと第２電極９５２の複数の枝電極９５２１の配置ピッチは同じである。さらに、枝電極９５１２に隣り合う枝電極９５２１の配置ピッチも上記配置ピッチと同じである。なお、上述の如くいずれの枝電極９５１２、９５２１も第２方向Ｄｙに対して斜行して延在しているため、第１電極９５１の最外の枝電極９５１２の延出端部は、接続電極９５１３に接続されることなく有効領域ＡＡ内に位置する。

第１方向Ｄｘに隣り合う切替領域２２同士の間には、枝電極９５１２が設けられる。なお、枝電極９５１２及び枝電極９５２１は、表示パネル９０の表示領域内に延出する。

接続電極９５１３は、１つの範囲Ｄａ１内に幹電極９５１０から延出する複数の枝電極９５１２の延出端どうしを接続するように第２方向Ｄｙに沿う。接続電極９５２２は、１つの範囲Ｄａ３内に幹電極９５２０から延出する複数の枝電極９５２１の延出端どうしを接続するように第２方向Ｄｙに沿う。

図８に戻り、配向膜９１４及び配向膜９２１は、液晶層９３０に含まれる液晶分子の初期配向を定める。共通電極９１１、絶縁層９１２、個別電極９５０、配向膜９１４は、駆動層２０を挟んで光学部材層１０Ｂと対向する光学部材層１０Ａの他面側において、一面側から他面側に向かって、共通電極９１１、絶縁層９１２、個別電極９５０、配向膜９１４の順に積層される。配向膜９２１は、駆動層２０を挟んで光学部材層１０Ａと対向する光学部材層１０Ｂの一面側に積層される。

液晶層９３０は、配向膜９１４と配向膜９２１との間に封入される。なお、図９に示すスペーサ９５３０は、配向膜９１４と配向膜９２１との間の距離を保持するよう設けられる。なお、スペーサ９５３０は、図９に示すように、範囲Ｄａ１内に配置されることが望ましい。これによって、範囲Ｄａ３における切替領域２２による遮光時の遮光性能をより確実に確保できる。なお、平面視点でのスペーサ９５３０の寸法が範囲Ｄａ１を超える場合、スペーサ９５３０の端部がより多く範囲Ｄａ１内に位置するようにスペーサ９５３０を配置することが望ましい。

なお、以下の説明では、個別電極９５０には、視野角制御装置１の非動作時に、共通電極９１１と同電位（例えば、接地電位）が与えられる状態になるものとするが、これはあくまで視野角制御装置１の制御例であってこれに限られるものでなく、適宜変更可能である。

図８及び図９を参照して説明した駆動層２０の構成は、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ Ｆｉｅｌｄ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式の液晶パネルである。配向膜９１４及び配向膜９２１による液晶層９３０の液晶分子の初期配向方向ＤＥは、第２方向Ｄｙに沿う。

ＦＦＳ方式である駆動層２０において、非動作時に駆動層２０を光が透過しないノーマリーブラック方式の場合、偏光層４１と偏光層９５を透過できる光の偏向方向は、第２方向Ｄｙに沿う。また、ノーマリーブラック方式の場合、偏光層４２を透過できる光の偏向方向は、第１方向Ｄｘに沿う。ノーマリーブラック方式の場合、視野角制御装置１の動作時に、第１電極９５１の幹電極９５１０にＯＮ電位が与えられる。ＯＮ電位は、共通電極９１１に与えられる電位と異なる電位であって、範囲Ｄａ１内を光が透過する度合いが最高となるように範囲Ｄａ１内の液晶分子の配向方向を制御できる電位である。上述の如く共通電極９１１に印可される電位が定電位である場合、当該ＯＮ電位は当該低電位を中間電位とする交流電位であることが好ましい。なお、共通電極９１１に当該交流電位を印可し、ＯＮ電位を低電位とする構成も採用可能である。また、ノーマリーブラック方式の場合、視野角制御装置１の動作時であって、切替領域２２に光を透過させるとき、第２電極９５２の幹電極９５２０にもＯＮ電位が与えられる。また、ノーマリーブラック方式の場合、視野角制御装置１の動作時であって、切替領域２２に光を遮蔽させるとき、幹電極９５２０にＯＦＦ電位が与えられる。ＯＦＦ電位は、共通電極９１１と同電位である。

ＦＦＳ方式である駆動層２０において、非動作時に駆動層２０を光が透過するノーマリーホワイト方式の場合、偏光層９５を透過できる光の偏向方向は、第２方向Ｄｙに沿う。また、ノーマリーホワイト方式の場合、偏光層４１及び偏光層４２を透過できる光の偏向方向は、第１方向Ｄｘに沿う。ノーマリーホワイト方式の場合、視野角制御装置１の動作時に、第１電極９５１の幹電極９５１０にＯＦＦ電位が与えられる。また、ノーマリーホワイト方式の場合、視野角制御装置１の動作時であって、切替領域２２に光を透過させるとき、第２電極９５２の幹電極９５２０にもＯＦＦ電位が与えられる。また、ノーマリーホワイト方式の場合、視野角制御装置１の動作時であって、切替領域２２に光を遮蔽させるとき、第２電極９５２の幹電極９５２０にＯＮ電位が与えられる。

次に、図８及び図９を参照して説明した駆動層２０の構成とは異なる駆動層２０Ａの構成例について、図１０及び図１１を参照して説明する。駆動層２０に代えて、駆動層２０Ａが設けられてもよい。

図１０は、駆動層２０Ａの構成例を示す断面図である。駆動層２０Ａは、例えば、一面側の光学部材層１０Ａと他面側の光学部材層１０Ｂとの間に設けられた、共通電極９１１Ａ、枝電極９６１２，９６２１、配向膜９１４Ａ，９２１Ａ及び液晶層９３０Ａを有する。

液晶層９３０Ａは、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）方式の液晶である点を除いて、液晶層９３０と同様である。配向膜９２１Ａは、液晶層９３０Ａに含まれる液晶分子の初期配向方向が第１方向Ｄｘに沿うよう設けられる点を除いて、配向膜９２１と同様である。共通電極９１１Ａは、設けられる位置が光学部材層１０Ａと配向膜９２１Ａとの間になる点を除いて、上述の共通電極９１１と同様である。配向膜９１４Ａは、光学部材層１０Ｂとの間に設けられる構成が、個別電極層になる点を除いて、上述の配向膜９１４と同様である。当該個別電極層は、枝電極９６１２，９６２１と、後述する図１１に示す幹電極９６１０，９６２０を含む。図１０に示す構成では、駆動層２０を挟んで光学部材層１０Ｂと対向する光学部材層１０Ａの他面側において、一面側から他面側に向かって、個別電極層、配向膜９１４Ａの順に積層される。

図１１は、平面視点での個別電極層の形状例を示す図である。図１１に示すように、個別電極層は、枝電極９６１２及び枝電極９６１０からなる第１電極９６１と、枝電極９６２１及び枝電極９６２０からなる第２電極９６２とを備えている。第１電極９６１の枝電極９６１２は、第２方向Ｄｙの一端側が幹電極９６１０と接続されている。また、第２電極９６２の枝電極９６２１は、第２方向Ｄｙの一端側が幹電極９６２０と接続されている。幹電極９６１０及び幹電極９６２０は、有効領域ＡＡの外側に位置する。幹電極９６１０及び幹電極９６２０は、第２方向Ｄｙに沿う。幹電極９６１０と幹電極９６２０とは、平面視点で表示領域を挟んで対向する。

第１方向Ｄｘに隣り合う切替領域２２同士の間には、枝電極９６１２が設けられる。なお、枝電極９６１２及び枝電極９６２１は、表示パネル９０の表示領域内に延出する。枝電極９６１２は、平面視点で、範囲Ｄａ１内に延出する。枝電極９６２１は、平面視点で、範囲Ｄａ３内に延出する。

ＴＮ方式である駆動層２０Ａにおいて、非動作時に駆動層２０Ａを光が透過するノーマリーホワイト方式の場合、偏光層４１及び偏光層９５を透過できる光の偏向方向は、第２方向Ｄｙに沿う。また、ノーマリーホワイト方式の場合、偏光層４２を透過できる光の偏向方向は、第１方向Ｄｘに沿う。ノーマリーホワイト方式の場合、視野角制御装置１の動作時に、第１電極９６１の幹電極９６１０にＯＦＦ電位が与えられる。また、ノーマリーホワイト方式の場合、視野角制御装置１の動作時であって、切替領域２２に光を透過させるとき、第２電極９６２の幹電極９６２０にもＯＦＦ電位が与えられる。また、ノーマリーホワイト方式の場合、視野角制御装置１の動作時であって、切替領域２２に光を遮蔽させるとき、幹電極９６２０にＯＮ電位が与えられる。

ＴＮ方式である駆動層２０Ａにおいて、非動作時に駆動層２０Ａを光が透過しないノーマリーブラック方式の場合、偏光層９５を透過できる光の偏向方向は、第２方向Ｄｙに沿う。また、ノーマリーブラック方式の場合、偏光層４１及び偏光層４２を透過できる光の偏向方向は、第１方向Ｄｘに沿う。ノーマリーブラック方式の場合、視野角制御装置１の動作時に、第１電極９６１の幹電極９６１０にＯＮ電位が与えられる。また、ノーマリーブラック方式の場合、視野角制御装置１の動作時であって、切替領域２２に光を透過させるとき、第２電極９６２の幹電極９６２０にもＯＮ電位が与えられる。また、ノーマリーブラック方式の場合、視野角制御装置１の動作時であって、切替領域２２に光を遮蔽させるとき、第２電極９６２の幹電極９６２０にＯＦＦ電位が与えられる。

図示しないが、視野角制御装置１には、少なくとも幹電極９５２０（又は幹電極９６２０）に与えられる電位に対応した電力を供給する電源回路と、幹電極９５１０及び幹電極９５２０（又は幹電極９５２０及び幹電極９６２０）の電位を制御する制御回路と、が設けられる。当該制御回路による電位の制御（ＯＮ電位又はＯＦＦ電位）は、上述した通りである。

なお、図９及び図１１に示す範囲Ｄａ１と範囲Ｄａ３との境界線を示す破線は、第２方向Ｄｙに沿っているが、図７に示す遮光部１２Ａが設けられる場合、当該範囲Ｄａ１と範囲Ｄａ３との境界線も、遮光部１２Ａと同様の角度で、第１方向Ｄｘ及び第２方向Ｄｙに交差する方向に沿う。また、枝電極９５１２，９５２１，９６１２，９６２１の延出方向及び延出長も、範囲Ｄａ１と範囲Ｄａ３との境界線の傾きに応じて適宜調節される。

また、図１１ではスペーサ９５３０のようなスペーサの配置について図示を省略しているが、ＴＮ方式であっても、スペーサの配置に関する考え方は、ＦＦＳと同様であってよい。

以上、図５から図７を参照して説明した表示装置１００の構成に基づいて、図８から図１１を参照して、視野角制御装置１Ａで採用される駆動層２０（又は駆動層２０Ａ）の構成例について説明したが、このような駆動層２０（又は駆動層２０Ａ）の構成は、表示装置１００及び視野角制御装置１Ａに限らず採用可能である。以下、表示装置１００と異なる表示装置の形態例について、図１２及び図１３を参照して説明する。

図１２は、表示装置１００Ｂの構成例を示す模式図である。表示装置１００Ｂは、視野角制御装置１Ｂ、バックライト７０、接着層８０及び表示パネル９０Ｂを備える。表示装置１００Ｂは、一面側から他面側に向かって、バックライト７０、表示パネル９０Ｂ、接着層８０、視野角制御装置１Ｂの順にこれらが積層されている。

表示パネル９０Ｂは、図６を参照して説明した表示パネル９０の偏光層４２が、表示パネル９０Ｂ固有の構成として設けられ、図６を参照して説明した表示パネル９０の偏光層９５が、視野角制御装置１Ｂの偏光層４１を兼ねる構成として設けられる点を除いて、表示パネル９０と同様の構成である。以上、特筆した点を除いて、表示装置１００Ｂは、表示装置１００と同様の構成である。

図１３は、表示装置１００Ｃの構成例を示す模式図である。表示装置１００Ｃは、視野角制御装置１Ｂ、偏光層４１、接着層８０及び表示パネル９０Ｃを備える。表示装置１００Ｂは、一面側から他面側に向かって、表示パネル９０Ｃ、偏光層４１、接着層８０、視野角制御装置１Ｂの順にこれらの構成が配置されている。

表示パネル９０Ｃは、自発光型の表示パネルである。具体的には、表示パネル９０Ｃは、例えば、ＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）パネル又はマイクロＬＥＤ画像表示パネルであるが、これらのいずれかに限られるものでなく、他の方式による自発光型の表示パネルであってもよい。表示装置１００Ｃの接着層８０は、表示パネル９０Ｃに設けられた偏光層４１と視野角制御装置１Ｂとを接着する。なお、表示装置１００Ｃでは、表示パネル９０Ｃが自発光型の表示パネルであるので、バックライト７０は省略される。また、偏光層４１は、ＯＬＥＤからなる表示装置９０Ｃに設けられる偏光層と視野角制御装置１Ｂの下面側偏光層を兼ねるものであり、より具体的には、λ／４偏光層上に第１方向Ｄｘ又は第２方向Ｄｙに吸収軸を有する偏光層を積層した構成が採用される。当該偏光層の吸収軸が第１方向と第２方向のいずれを有するかについては、当該視野角制御装置１Ｂがノーマリーブラック方式であるかノーマリーホワイト方式のいずれを採用するかによって変わる点は上記の通りである。以上、特筆した点を除いて、表示装置１００Ｃは、表示装置１００と同様である。

以上、駆動層２０を挟んで一面側に２つの光学部材層１０Ｂが設けられ、他面側に２つの光学部材層１０Ａが設けられた視野角制御装置１（図１参照）が採用された場合について説明したが、光学部材層１０Ａ及び光学部材層１０Ｂのうち少なくとも一方の数が視野角制御装置１と異なる構成を視野角制御装置１に代えて採用してもよい。以下、光学部材層１０Ａ及び光学部材層１０Ｂのうち少なくとも一方の数が視野角制御装置１と異なる構成について、図１４から図１９を参照して説明する。

図１４は、視野角制御装置１Ｃの構成例を示す模式図である。視野角制御装置１Ｃは、駆動層２０と基板３２との間に、３つの光学部材層１０Ａを有する。視野角制御装置１Ｃでは、例えば、範囲Ｄａ１が１８μｍである。以上、特筆した点を除いて、視野角制御装置１Ｃは、視野角制御装置１と同様である。

図１５は、視野角制御装置１Ｄの構成例を示す模式図である。視野角制御装置１Ｄは、駆動層２０と基板３２との間に、４つの光学部材層１０Ａを有する。視野角制御装置１Ｄでは、例えば、範囲Ｄａ１が２２μｍである。以上、特筆した点を除いて、視野角制御装置１Ｃは、視野角制御装置１と同様である。

図１４及び図１５を参照して説明したように、光学部材層１０Ａの数がより多いほど、範囲Ｄａ１をより大きくできる。これによって、視野角制御装置１Ｃ、視野角制御装置１Ｄでは、視野角制御装置１よりも開口率をより上げられる。

なお、光学部材層１０Ａの数を増やさずに開口率をより上げる方法もある。例えば、視野角制御装置１における２つの光学部材層１０Ａのうち、駆動層２０に近い方の光学部材層１０Ａの厚みＤａ２を７．５μｍとし、基板３２に近い方の光学部材層１０Ａの厚みＤａ２を１０．５μｍとする場合を想定する。この場合、範囲Ｄａ１を２割増しにできる。このように、バックライト７０からより遠い位置にある基材１１の厚みをより厚くすることで、開口率をより大きくできる。

図１６は、視野角制御装置１Ｅの構成例を示す模式図である。視野角制御装置１Ｅは、駆動層２０と基板３２との間に１つの光学部材層１０Ａを有し、駆動層２０と基板３１との間に３つの光学部材層１０Ｂを有する。以上、特筆した点を除いて、視野角制御装置１Ｅは、視野角制御装置１と同様である。

図１７は、視野角制御装置１Ｆの構成例を示す模式図である。視野角制御装置１Ｆは、駆動層２０と基板３２との間に３つの光学部材層１０Ａを有し、駆動層２０と基板３１との間に１つの光学部材層１０Ｂを有する。以上、特筆した点を除いて、視野角制御装置１Ｆは、視野角制御装置１と同様である。

図１８は、視野角制御装置１Ｇの構成例を示す模式図である。視野角制御装置１Ｇは、駆動層２０と基板３２との間に１つの光学部材層１０Ａを有し、駆動層２０と基板３１との間に１つの光学部材層１０Ｂを有する。視野角制御装置１Ｇでは、例えば、範囲Ｄａ１が８μｍである。以上、特筆した点を除いて、視野角制御装置１Ｇは、視野角制御装置１と同様である。

図１９は、視野角制御装置１Ｈの構成例を示す模式図である。視野角制御装置１Ｈは、駆動層２０と基板３２との間に２つの光学部材層１０Ａを有し、駆動層２０と基板３１とが積層される。すなわち、視野角制御装置１Ｈでは、光学部材層１０Ｂが設けられない。視野角制御装置１Ｈでは、例えば、範囲Ｄａ１が８μｍである。以上、特筆した点を除いて、視野角制御装置１Ｈは、視野角制御装置１と同様である。

なお、図１４から図１９を参照して説明した構成のいずれかにおいて、上述の視野角制御装置１に対する視野角制御装置１Ａ又は視野角制御装置１Ｂのように、偏光層４１，４２のいずれか一方を省略してもよい。

以上説明したように、本開示によれば、視野角制御装置（例えば、視野角制御装置１，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ，１Ｇ，１Ｈ）は、光を透過する透光領域２１と、液晶（例えば、液晶層９３０又は液晶層９３０Ａ）の配向の切替によって光の透過と遮蔽とを切替可能な切替領域２２と、が一方向に交互に並ぶ駆動層（例えば、駆動層２０又は駆動層２０Ａ）と、当該駆動層と積層される複数の光学部材層（光学部材層１０Ａ又は光学部材層１０Ａ及び光学部材層１０Ｂ）と、を備える。当該光学部材層は、光を透過する基材１１と、切替領域２２と重なる位置に設けられて光を遮蔽する遮光部１２と、を有する。遮光部１２は、基材１１の当該駆動層から遠い側の面に配置される。

これによって、切替領域２２において光の透過と遮蔽とを切り替えることで、部材の着脱を伴わずに相対的な狭視野角と相対的な広視野角とを切り替えられる。また、図４を参照して説明したように、比較例に比して正面視点での輝度をより高められる。

また、視野角制御装置１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ，１Ｇでは、複数の光学部材層（光学部材層１０Ａ，１０Ｂ）のうち２つは、駆動層（例えば、駆動層２０又は駆動層２０Ａ）を挟んで対向する。これによって、視野角をより制限できる。

また、視野角制御装置１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ，１Ｈでは、駆動層（例えば、駆動層２０又は駆動層２０Ａ）に対して少なくとも一方側に、光学部材層１０Ａ又は光学部材層１０Ｂが２つ以上積層される。これによって、視野角をより制限できる。

また、視野角制御装置（例えば、視野角制御装置１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ，１Ｇ，１Ｈ）は、少なくとも一面側に偏光層（偏光層４１，４２の少なくとも一方）が設けられる。これによって、駆動層（例えば、駆動層２０又は駆動層２０Ａ）による視野角の切替を実現できる。

また、上述の表示装置（例えば、表示装置１００，１００Ｂ，１００Ｃ）は、上述の視野角制御装置（例えば、視野角制御装置１，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ，１Ｇ，１Ｈのいずれか）と、当該視野角制御装置と積み重ねられて画像を出力する表示パネル（例えば、表示パネル９０，９０Ｂ，９０Ｃのいずれか）と、を備える。これによって、当該表示装置が出力する画像の視野角を、当該視野角制御装置で切替可能になる。従って、部材の着脱を伴わずに相対的な狭視野角と相対的な広視野角とを切り替えられる。また、図４を参照して説明したように、比較例に比して正面視点での輝度をより高められる。

また、表示パネル（例えば、表示パネル９０，９０Ｂ，９０Ｃのいずれか）には、少なくとも視野角制御装置（例えば、視野角制御装置１Ａ，１Ｂのいずれか）側に偏光層（偏光層４１，４２の一方）が設けられ、当該視野角制御装置は、当該表示パネルの反対側に偏光層（偏光層４１，４２の他方）が設けられる。これによって、当該表示パネルが有する偏光層を利用して当該視野角制御装置による視野角の切替を行える。

なお、視野角制御装置（例えば、視野角制御装置１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ，１Ｇ，１Ｈ）は、必ずしも、表示装置１００，１００Ｂ，１００Ｃのように表示装置と一体的に設けられなくてもよい。当該視野角制御装置が単独で提供される場合、偏光層４１と偏光層４２の両方が当該視野角制御装置に設けられていてもよい。

また、上述の実施形態において述べた態様によりもたらされる他の作用効果について本明細書記載から明らかなもの、又は当業者において適宜想到し得るものについては、当然に本開示によりもたらされるものと解される。

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ，１Ｇ，１Ｈ 視野角制御装置
１０Ａ，１０Ｂ 光学部材層
１１ 基材
１２ 遮光部
２０ 駆動層
２１ 透光領域
２２ 切替領域
４１，４２，９５ 偏光層
９０，９０Ｂ，９０Ｃ 表示パネル
１００，１００Ｂ，１００Ｃ 表示装置

Claims (6)

1. 光を透過する透光領域と、液晶の配向の切替によって光の透過と遮蔽とを切替可能な切替領域と、が一方向に交互に並ぶ駆動層と、
   前記駆動層と積層される複数の光学部材層と、を備え、
   前記光学部材層は、光を透過する基材と、前記切替領域と重なる位置に設けられて光を遮蔽する遮光部と、を有し、
   前記遮光部は、前記基材の前記駆動層から遠い側の面に配置される、
   視野角制御装置。
2. 複数の前記光学部材層のうち２つは、前記駆動層を挟んで対向する、
   請求項１に記載の視野角制御装置。
3. 前記駆動層に対して少なくとも一方側に、２つ以上の前記光学部材層が積層される、
   請求項２に記載の視野角制御装置。
4. 少なくとも一面側に偏光層が設けられる、
   請求項１から３のいずれか一項に記載の視野角制御装置。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載の視野角制御装置と、
   前記視野角制御装置と積み重ねられて画像を出力する表示パネルと、を備える、
   表示装置。
6. 前記表示パネルには、少なくとも前記視野角制御装置側に偏光層が設けられ、
   前記視野角制御装置は、前記表示パネルの反対側に偏光層が設けられる、
   請求項５に記載の表示装置。

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