JP4572888B2 - 液晶装置及び電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、広視角と狭視角の両方の表示モードを切り替えて用いることが可能な液晶装置及び電子機器に関する。

近年、ノート型パソコンや携帯電話等の表示装置において、通常の利用時にはどの方向からも観ることができるように広い視角特性が要求される一方、屋外や公共の場等での利用時には周囲の人から覗かれるのを嫌い、その場合に狭い視角特性が要求される。そのため、そのような要求に対して、視角が広い表示状態と、視角が狭い表示状態とを切り替えて用いることが可能な表示装置等が種々提案されている（例えば、特許文献１乃至５を参照）。

例えば、特許文献１及び２には、モード切替によって、特定の方向からは表示画像に他の画像が重なって表示画像を隠すことのできる表示装置が開示されている。

また、特許文献３には、広視野角表示モードと狭視野角表示モードとの切り替えを可能する表示装置において、狭視野角表示モード時に、上下方向と左右方向との両方の視野角を制御し、左右及び上下方向の斜めからの視線に対して画像認識を防止可能とする表示装置が開示されている。

また、特許文献４には、透過光の輝度を損なうことなく、高い情報秘匿性を得ることができ、かつ情報秘匿性の要否に応じた動的な視角の変更が可能な視角制御素子及び表示装置が開示され、さらに、特許文献５には、広視角、狭視角の切り替え効果の高い視角制御素子及びこれを用いた液晶表示装置が開示されている。

なお、バックライトから表示パネルに向けて照射される照明光の照射範囲をコントロールすることが可能な光学フィルムを表示装置の表示画面に貼り付けることで、表示装置を傾けた方向から見たときに、その表示画像の輝度を暗くする技術も知られている。

特開２００６−６４８８２号公報 特開２００６−７２２３９号公報 特開２００６−１０６４３９号公報 特開２００４−３６１９１７号公報 特開２００５−２７５３４２号公報

ここで、上記のような目的で視角を制御するということは、表示装置を傾けた方向から見たときに映像（表示画像）が見えなくなればよいわけで、そのためには、上記の先行文献及び技術のように映像の輝度を暗くする必要はなく、むしろ、その代わりに映像のコントラストを低下させるような工夫を凝らすほうが望ましい。

本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、広視角及び狭野角の両表示モードを有し、狭視角表示モード時に、特定方向から見たときの映像のコントラストを低下させることが可能な液晶装置及びそれを適用した電子機器を提供することを課題とする。

本発明の１つの観点では、液晶装置は、透過軸を有する一対の偏光板と、前記一対の偏光板の間に配置された誘電率異方性が負の液晶層を有する表示パネルと、前記一対の偏光板の間であって、当該一対の偏光板のうち、一方の前記偏光板に隣接する位置に配置され、液晶分子を垂直の方向に配向させてなる前記液晶層を有し、前記表示パネルにおける表示の視野角を制御する視角制御パネルと、を備え、前記表示パネルは前記視角制御パネルに向けて円偏光の光を出射する垂直配向方式の表示パネルであり、前記表示パネルと前記視角制御パネルの間には、当該円偏光を直線偏光に変換するための位相差板が設けられ、前記視角制御パネルの前記液晶分子の前記配向方向は、少なくとも前記一方の前記偏光板の前記透過軸と略平行な方向又は略直交する方向に規定されている。

上記の液晶装置は、透過軸を有する一対の偏光板と、その一対の偏光板の間に配置され、文字、図形、写真などの映像を表示する機能を有する表示パネルと、その一対の偏光板の間であって、当該一対の偏光板のうち、一方の偏光板に隣接する位置に配置され、液晶分子を所定の方向に配向（例えば、ホモジニアス配向、ハイブリット配向など）させてなる液晶層を有し、表示パネルにおける表示の視野角（以下、「視角」とも称する）を制御する視角制御パネルと、を備えている。

そして、視角制御パネルの液晶分子の配向方向（液晶配向軸の方向）は、少なくとも一方の偏光板の透過軸と略平行な方向又は略直交する方向に規定されている。これにより、視角制御パネルの液晶分子の配向方向と略直交する極角方向の視角範囲を制限、具体的には映像のコントラストを低下させることが可能となる。例えば、表示パネルの映像を正面視したときに、視角制御パネルの液晶分子の配向方向がその映像面に対して上下方向となるように、液晶装置に対して視角制御パネルを配置することにより、左右方向（時計方向で３時−９時の方向）の視角を制限、即ち映像のコントラストを低下させることが可能となる。これにより、観察者以外の周囲の人からの覗き見防止を図ることが可能となる。

好適な例では、前記一方の前記偏光板は、前記表示パネルの前記映像を観察することが可能な観察側に配置されているのが好ましい。また、前記一方の前記偏光板を透過して前記視角制御パネルに到達する光の偏光状態が略直線偏光であり、前記視角制御パネルの前記液晶分子の前記配向方向が、前記略直線偏光に対して略平行な方向又は略直交する方向に規定されているのが好ましい。また、前記表示パネルは、誘電率異方性が負の液晶層を有し、前記視角制御パネルに向けて円偏光の光を出射する垂直配向方式の表示パネルであり、前記表示パネルと前記視角制御パネルの間には、当該円偏光を直線偏光に変換するための位相差板が設けられているのが好ましい。

上記の液晶装置の一つの態様では、前記視角制御パネルの前記液晶層を駆動するための視角制御信号（前記液晶層に対して所定の電圧を印加する電圧印加信号及び電圧を印加しない電圧無印加信号）を前記視角制御パネルへ出力する視角制御回路を有し、前記視角制御パネルは、前記視角制御回路から出力される前記視角制御信号に基づいて、前記液晶分子の配向状態を変えることで、広い視角が得られる広視角表示モード及び狭い視角が得られる狭視角表示モードのうち、いずれかの表示モードに切り替えることができる。

上記の液晶装置の他の態様では、前記視角制御パネルの前記液晶層の屈折率異方性Δｎと、前記液晶層の厚さｄとの積であるリタデーションΔｎｄを変えることにより、前記狭視角表示モード時における視角の範囲を調整することができる。

上記の液晶装置の他の態様では、前記表示パネルは、相互に対向する一対の基板間に液晶層を挟持してなり、前記一対の基板のうち一方の基板は、共通電極と画素電極とを有し、当該液晶層は前記共通電極と前記画素電極との間で発生する横電界により駆動されるアレイ基板であり、前記視角制御パネルは、前記アレイ基板でない他方の基板と隣接する位置に配置されている。

このような横電界方式の表示パネルでは、液晶層を狭持する一対の基板のうち、アレイ基板側にのみ液晶を駆動するための電極が形成されるので静電気に対して弱い構造を有する。そのため、その対策として、このような表示パネルでは、一般的に、アレイ基板と対向配置される他方の基板（例えば、カラーフィルタ基板）の外側（液晶層と逆側）の基板面にＩＴＯなどからなる静電保護膜を全面ベタにて形成し、さらに、その静電保護膜をＧＮＤ（接地）に落とすようにしている。しかし、上記の態様のように、視角制御パネルを、電極を有しない他方の基板の外側（液晶層と逆側）に配置すれば、そのような静電保護膜を設けることなく、静電保護膜と同様の機能を果たすことが可能となる。

上記の液晶装置の他の態様では、前記一対の偏光板の間に配置され、液晶分子を所定の方向に配向させてなる液晶層を有し、前記表示パネルの視角を制御する他の視角制御パネルを備え、前記視角制御パネルの前記液晶分子の前記配向方向は、前記他の視角制御パネルの前記液晶分子の前記配向方向に対して略直交する方向に規定されている。これにより、液晶装置を正面視したときに、その左右方向及びその上下方向の視角を制限、即ち映像のコントラストを低下させることが可能となる。

本発明の他の観点では、上記の液晶装置を表示部として備える電子機器を構成することができる。この構成によれば、例えば、広視角及び狭野角の両表示モードを有し、狭視角表示モード時に、特定方向から見たときの映像のコントラストを低下させることが可能な電子機器を構成することができる。

以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。

[電子機器]
図１（ａ）は、本発明の各種の実施形態に係る液晶装置を用いた携帯電話機８００を、その表示面側から見た正面図を示す。図１（ｂ）は、図１（ａ）に示す携帯電話機８００を送受信アンテナ８００ｆ側（矢印Ｙ１方向）から見たときの、当該携帯電話機８００の一側面図を示す。なお、以下では、本発明の携帯電話機８００の厚さ方向をＺ方向と規定し、また、図１（ａ）に示す携帯電話機８００の紙面上下方向をＹ方向と規定し、さらに、図１（ａ）に示す携帯電話機８００の紙面左右方向をＸ方向と規定する。また、極角 [°]の方向Ｐｄｒは、携帯電話機８００における表示部８００ｂ（または後述の液晶装置１００）の法線方向Ｚ１に対して、その紙面左右方向に±θだけずらした角度の方向と規定する。

携帯電話機８００は、ケース８００ｇの表側に設けられた、メール等の入力操作を行うための複数の操作ボタン８００ａ、文字、図形、写真などの映像（表示画像）を表示するための表示部８００ｂ、受話口８００ｃ及び送話口８００ｄと、各種の機能設定等を行うための機能操作ボタン８００ｅと、ケース８００ｇの一側面に設けられた送受信アンテナ８００ｆと、を備えて構成される。ケース８００ｇ内であって、表示部８００ｂに対応する位置には、本発明の液晶装置１００、２００、３００、又は４００等が収容されている。このため、かかる携帯電話機８００では、利用者が操作ボタン８００ａや機能操作ボタン８００ｅなどを操作することにより、表示部８００ｂに映像を表示させることが可能となっている。

特に、本発明の携帯電話機８００は、通常の利用時にどの方向からも表示画像を観ることができる広視角表示モードと、屋外や公共の場等での利用時にメールや写真等を含む表示画像のコントラストを低下させて、利用者以外の周囲の人からその表示画像を見え難くする狭視角表示モードと、を選択的に切り替えて用いることが可能となっている。なお、この広視角表示モードと狭視角表示モードの視角切替は、利用者が操作ボタン８００ａや機能操作ボタン８００ｅを操作することにより実現される。

この携帯電話機８００において、利用者により広視角表示モードが選択された場合には、図１（ｂ）において、表示部８００ｂをその法線方向Ｚ１となる真正面方向Ｙ２（Ｚ方向）から見た場合でも、また、その法線方向Ｚ１から表示部８００ｂの表示面に対して＋θ[°]だけ傾斜した右斜め方向Ｙ３（＋極角方向Ｐｄｒ）から表示部８００ｂを見た場合でも、さらに、その法線方向Ｚ１から表示部８００ｂの表示面に対して−θ[°]だけ傾斜した左斜め方向Ｙ４（−極角方向Ｐｄｒ）から表示部８００ｂを見た場合でも表示画像を視認することができる。一方、利用者により狭視角表示モードが選択された場合、図１（ｂ）において、表示部８００ｂをその法線方向Ｚ１から見た場合には、コントラストの高い表示画像を視認できるが、表示部８００ｂを右斜め方向Ｙ３（特に、＋４０[°]以上）及び左斜め方向Ｙ４（特に、−４０[°]以上）から見た場合には、コントラストの著しく低い表示画像が視認され、表示画像が見え難くなる。

以下、この携帯電話機８００の表示部８００ｂに対応する位置に搭載される、本発明の各種の実施形態に係る液晶装置の構成等について説明する。なお、以下において、本発明の液晶装置のＸ、Ｙ、Ｚの各方向は、図１に示す携帯電話機８００のＸ、Ｙ、Ｚの各方向に対応していると共に、本発明の液晶装置における極角の方向Ｐｄｒも、携帯電話機８００の極角の方向Ｐｄｒに対応している。また、以下では、「内面」及び「外面」という表現を用いるが、「内面」とは、各基板等の主面のうち液晶層側に向く面を意味するものであり、「外面」とは、それと逆側に向く面を意味するものである。さらに、本発明の液晶装置では、第２の偏光板３１、視角制御パネル２０（又は２１）、表示パネル１０（又は１１）、第１の偏光板３０、照明装置４０等の各構成要素を夫々離して図示しているが、実際にはそれらの各構成要素は相互に密着した状態で取り付けられる。

[第１実施形態]
（液晶装置の構成）
図２は、本発明の第１実施形態に係る液晶装置１００の構成を模式的に示す断面図である。

第１実施形態に係る液晶装置１００は、観察側（利用者側）から見て、第２の偏光板３１、視角制御パネル２０、表示パネル１０、第１の偏光板３０、照明装置４０がこの順に配置されてなり、さらに、視角制御パネル２０を制御する視角制御回路５０を備えて構成される。

第２の偏光板３１は、直線偏光を生成する役割を果たし、光の振動を通過させる透過軸３１ｄｒ（図３を参照）を有すると共に、当該透過軸３１ｄｒに垂直な方向には、光の振動を吸収する吸収軸を有する。同様に、第１の偏光板３０も、透過軸３０ｄｒ（図３を参照）を有すると共に、当該透過軸３０ｄｒに垂直な方向には吸収軸を有する。

表示パネル１０は、文字、図形、写真等の映像（表示画像）を表示するための表示機能を有し、横電界方式の一例としてのＦＦＳ（Fringe Field Switching）方式を採用した広視角の表示パネルである。表示パネル１０は、アレイ基板９と、そのアレイ基板９に対向配置されるカラーフィルタ基板８との間に液晶層６を挟持した構成を有する。

アレイ基板９は、第１の基板本体１と、その第１の基板本体１の内面上に形成され、共通電位が印加される共通電極３と、その共通電極３の内面上に形成された絶縁層５と、その絶縁層５の内面上であって、表示の最小単位となるサブ画素領域ＳＧ毎に形成された櫛歯状の画素電極７と、その画素電極７等の内面上に形成された配向膜（図示略）と、を有する。一方、カラーフィルタ基板８は、第２の基板本体２と、その第２の基板本体２の内面上であって、サブ画素領域ＳＧ毎に形成された、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のいずれかからなる着色層４Ｒ、４Ｇ、４Ｂと、着色層４Ｒ、４Ｇ、４Ｂ等の内面上に形成された配向膜（図示略）と、を有する。なお、以下では、色を問わずに着色層を指す場合は単に「着色層４」と記し、色を区別して着色層を指す場合は「着色層４Ｒ」などと記す。

以上の構成を有する表示パネル１０では、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色のサブ画素領域ＳＧに対応する表示領域により、１つの画素領域Ｇが構成される。そして、この表示パネル１０では、その駆動時、共通電極３と画素電極７との間に横（斜め）方向の電界Ｅが発生し、これにより液晶の配向が制御されて、観察側から所望のカラー表示画像が視認される。

視角制御パネル２０は、表示パネル１０により映し出される表示画像の視野角を制御する機能を有し、視角制御回路５０から出力される視角制御信号に基づいて、広い視角特性が得られる広視角表示モード、または、狭い視角特性が得られる狭視角表示モードのうち、いずれかの視角表示モードに切り替えられる。視角制御パネル２０は、第１の基板１７と、その第１の基板１７に対向配置される第２の基板１８との間に、初期配向状態がホモジニアス配向を呈する液晶分子１６ａを備えた液晶層１６を挟持した構成を有する。ここで、初期配向状態における液晶分子１６ａの長軸方向（即ち、視角制御パネル２０の液晶配向軸の方向）は、液晶装置１００の上下方向（Ｙ方向）に規定されている。

第１の基板１７は、ガラスや石英等の透光性材料よりなる第１の基板本体１１と、その第１の基板本体１１の内面上に全面ベタに形成され、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などの透明導電材料からなる第１の電極１３と、第１の電極１３の内面上に水平配向用のポリイミド膜により形成され、液晶分子１６ａの配向規制手段としての第１の配向膜２３と、を有する。一方、第２の基板１８は、第１の基板１７と同様の構成であり、ガラスや石英等の透光性材料よりなる第２の基板本体１２と、その第２の基板本体１２の内面上に全面ベタに形成され、ＩＴＯなどの透明導電材料からなる第２の電極１５と、第２の電極１５の内面上に水平配向用のポリイミド膜により形成され、液晶分子１６ａの配向規制手段としての第２の配向膜２４と、を有する。

視角制御回路５０は、上記した利用者からの携帯電話機８００の視角切替操作に基づき、広視角表示モードに切り替える広視角表示モード制御信号Ｓｉｇ＿Ｗ、または、狭視角表示モードに切り替える狭視角表示モード制御信号Ｓｉｇ＿Ｎのうち、いずれかの視角制御信号を視角制御パネル２０へ出力する。ここで、広視角表示モード制御信号Ｓｉｇ＿Ｗは、視角制御パネル２０の液晶層１６の駆動状態をオフにするための制御信号、つまり視角制御パネル２０を機能させないための制御信号であり、例えば、第１の電極１３と第２の電極１５との間に電圧を印加しない状態（電圧０Ｖの状態）の制御信号とすることができる。一方、狭視角表示モード制御信号Ｓｉｇ＿Ｎは、視角制御パネル２０の液晶層１６の駆動状態をオンにするための制御信号、つまり視角制御パネル２０を機能させるための制御信号であり、例えば、第１の電極１３と第２の電極１５との間に所定の電圧を印加するための制御信号とすることができる。

照明装置４０は、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等といった点状光源や、冷陰極蛍光管等といった線状光源と導光板を組み合わせたものなどが好適である。照明装置４０は、表示パネル１０及び視角制御パネル２０の存在する観察側に向けて照明光Ｌを照射する。

（視角制御パネルの液晶配向軸等の規定方法）
図３（ａ）は、図２に示す液晶装置１００を観察側から見て、当該液晶装置１００の紙面左右方向（Ｙ方向）が紙面上下方向となるように配置した液晶装置１００の模式平面図を示し、特に、第２の偏光板３１の透過軸３１ｄｒ（実線）と、その第２の偏光板３１に隣接する位置に配置された視角制御パネル２０の液晶配向軸と、第１の偏光板３０の透過軸３０ｄｒ（破線）との関係を模式的に示す。ここで、「液晶配向軸」とは、初期配向状態における液晶分子１６ａの長軸方向（配向方向）となる軸であり、視角制御パネル２０の第１の配向膜２３のラビング方向及び第２の配向膜２４のラビング方向を含む軸である。図３（ｂ）は、図３（ａ）の切断線Ａ−Ａ´に沿った液晶装置１００の断面図を示す。図３（ｃ）は、図３（ａ）の切断線Ｂ−Ｂ´に沿った液晶装置１００における、視角制御パネル２０及び第２の偏光板３１の断面図を示す。なお、図３では、説明の便宜上、必要最小限の要素のみ図示している。

この液晶装置１００では、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、第２の偏光板３１の透過軸３１ｄｒ及び第１の偏光板３０の透過軸３０ｄｒは、それぞれ、極角方向Ｐｄｒ（紙面左右方向）と略直交する紙面上下方向に規定されている。そして、視角制御パネル２０における、第１の配向膜２３のラビング方向２３ｄｒ（破線）、及び、第２の配向膜２４のラビング方向２４ｄｒ（実線）は、第２の偏光板３１の透過軸３１ｄｒ及び第１の偏光板３０の透過軸３０ｄｒと略平行に、且つ、相互に１８０度逆向きとなるように規定されている。そして、液晶分子１６ａは、初期配向状態において、第１の基板１７及び第２の基板１８の各基板面と略平行に、且つ、第１の配向膜２３のラビング方向２３ｄｒ、及び、第２の配向膜２４のラビング方向２４ｄｒに沿って配向している。これにより、液晶分子１６ａの長軸方向（配向方向、即ち、視角制御パネル２０の液晶配向軸）が、第２の偏光板３１の透過軸３１ｄｒ及び第１の偏光板３０の透過軸３０ｄｒと略平行になるように一軸配向される。なお、本発明では、第１の配向膜２３のラビング方向２３ｄｒ、及び、第２の配向膜２４のラビング方向２４ｄｒは、夫々、図２（ａ）及び（ｂ）に示される方向と逆向きであっても構わない。

（視角制御の原理）
図３（ｃ）は、かかる状態の視角制御パネル２０を紙面左右方向に移動しながら見た場合の、利用者により視認される液晶分子１６ａの見え方を示す。正面方向Ｙ２（法線方向Ｚ１）から液晶分子１６ａを投射した場合、その形状は液晶分子１６ｃの形状のように見え、液晶分子の長軸方向と入射光の偏向方向が略一致している。また、液晶分子１６ａの投影図の長軸方向と入射光の偏光方向とのなす角度が０[°]の場合には、入射光は複屈折の影響を受けることなく透過するので、この場合はそのまま表示パネル１０の表示画像が見える。また、同図に示すように、正面方向Ｙ２（法線方向Ｚ１）に対して、紙面左右方向に所定の角度±θ[°]だけずれた極角方向Ｐｄｒ（左斜め方向Ｙ４方向及び右斜め方向Ｙ３）から液晶分子１６ａを投射した場合も、その形状は液晶分子１６ｂ、１６ｄのような形状に見え、長軸方向と入射光の偏向方向が略一致している。よって、表示パネル１０の表示画像が見える。つまり、どの方向から見ても表示パネル１０の表示画像が見える。この状態、つまり電圧無印加の状態を広視角表示モードとして設定される。

一方、狭視角表示モードでは、電圧無印加の状態から、Ｘ方向を軸とした回転により液晶分子１６ａが第１の基板１７及び第２の基板１８の各基板面に対して所定の角度だけ傾斜するように、第１の電極１３と第２の電極１５の間に所定の電圧を印加する。このときの液晶分子１６ａの配向状態を、図４（ａ）及び（ｂ）に示している。図４（ａ）は、図３（ｂ）に対応する液晶装置１００の断面を示しており、液晶分子１６ａが第１の基板１７及び第２の基板１８の各基板面に対して所定の角度だけ傾斜した状態で配向していることが分かる。図４（ｂ）は、図３（ｃ）に対応する視角制御パネル２０等を含む断面を示しており、液晶分子１６ａは紙面法線方向（Ｙ方向）から所定の角度だけ傾斜して配向している。

この場合、図４（ｂ）に示すように、正面方向Ｙ２（法線方向Ｚ１）からの液晶分子１６ａの投射図は、液晶分子１６ｆのようになる。液晶分子１６ａの配向変化はＸ軸方向を軸とした回転によるので、第２の偏光板３１の透過軸３１ｄｒの方向と、第１の偏光板３０の透過軸３０ｄｒの方向は、液晶分子１６ｆの長軸方向と常に一致する。このため、正面方向Ｙ２から液晶装置１００を見た場合は、複屈折の影響を受けず、そのまま表示パネル１０の表示画像が見える。

一方、同図に示すように、正面方向Ｙ２（法線方向Ｚ１）に対して、紙面左右方向に所定の角度±θ[°]だけずれた極角方向Ｐｄｒ（左斜め方向Ｙ４方向及び右斜め方向Ｙ３）から液晶分子１６ａを投射した当該液晶分子１６ａの投射図は、それぞれ、液晶分子１６ｅ、１６ｇのようになる。この場合、第２の偏光板３１の透過軸３１ｄｒの方向と、第１の偏光板３０の透過軸３０ｄｒの方向は、同図の液晶分子１６ｅ、１６ｆの各長軸方向と角度を持つので、液晶分子１６ｅ、１６ｇの長軸方向は入射光の偏光方向と交差角を持つ。よって、紙面左右方向から見ると、液晶の複屈折の影響で、表示パネル１０を通じてコントラストの低い表示画像が見える。

以上のような原理により、第１実施形態に係る液晶装置１００を、上記した携帯電話機８００の表示部８００ｂに対応する位置に搭載すれば、図１（ｂ）の携帯電話機８００の表示部８００ｂにおいて、広視角表示モード時には、正面方向Ｙ２、左斜め方向Ｙ４方向及び右斜め方向Ｙ３を含むどの方位からも、複屈折の影響を受けず表示パネル１０の表示画像を見ることができる一方、狭視角表示モード時には、正面方向Ｙ２以外の方向（左斜め方向Ｙ４及び右斜め方向Ｙ３）から表示部８００ｂを見ると複屈折の影響を受けて、コントラストの低い表示画像が表示パネル１０を通じて見えることになる。

（視角制御パネルのリタデーションとコントラスト比及び極角との関係）
図５は、視角制御パネル２０において、液晶の屈折率異方性Δｎと視角制御パネル２０のセル厚ｄとの積であるリタデーションΔｎｄを適宜変えた場合の、狭視角表示モード時における、コントラスト比と極角[°]との関係を示すグラフである。図５において、縦軸はコントラスト比の対数値を示し、横軸は極角[°]を示す。なお、本明細書において、「セル厚ｄ」とは、視角制御パネル２０（又は２１）における、第１の基板１７（又は１７ｘ）と第２の基板１８（又は１８ｘ）の間に狭持された液晶層１６（又は１６ｘ）の厚さを意味する。図５において、グラフＧ１〜Ｇ８は、それぞれ、リタデーションΔｎｄを０.５[ｕｍ]刻みに、１.０[ｕｍ]〜４．５[ｕｍ]まで変化させた状態のグラフである。

ここで、極角の絶対値が４０[°]以上において、液晶装置１００のコントラスト比の大きさの絶対値が２未満のときを狭視角表示モード時の最適な設計値の一例とした場合、リタデーションΔｎｄ＝約０．２５[ｕｍ]〜約０.４[ｕｍ]（グラフＧ４〜グラフＧ７に対応）が最適であり、本発明の狭視角効果を達成できることが分かる。

（設計値の一例）
以上の結果を踏まえて、図６に、視角制御パネル２０のリタデーションΔｎｄを約０.３[ｕｍ]に設定し、さらに、表示パネル１０のリタデーションΔｎｄを約０.３５[ｕｍ]に設定した第１実施形態の設計値の一例を示す。

図６は、第１実施形態の設計値の一例を適用した視角制御パネル２０における、広視角表示モード時及び狭視角表示モード時における、コントラスト比の対数値と極角[°]との関係を示すグラフである。

広視角表示モード時には、破線グラフＧ１１に示すように、極角[°]が大きくなってもコントラスト比の低下は殆ど見られず、広い視角特性が得られていることが分かる。一方、狭視角表示モード時には、実線グラフＧ１２に示すように、極角[°]が大きくなるに従い、コントラスト比の低下が見られる。特に、極角が±４０[°]程度になるとコントラスト比の大きさは約２未満となってコントラスト比が著しく低下し、さらに極角が±８０[°]程度になるとコントラスト比が１より小さくなって表示画像が殆ど見えない状態になることが分かる。

（視角制御パネルの視角制御方法）
第１実施形態では、上記した利用者からの携帯電話機８００の視角切替操作に基づき、広視角表示モードが選択された場合には、視角制御回路５０は、例えば、第１の電極１３と第２の電極１５との間に電圧を印加しない制御信号、即ち、広視角表示モード制御信号Ｓｉｇ＿Ｗを視角制御パネル２０に対して出力する。これにより、視角制御パネル２０は広視角表示モードに設定され、図６のグラフＧ１１に示すように、液晶装置１００の全方位に亘ってコントラストの高い表示画像を視認することが可能となる。一方、利用者からの携帯電話機８００の視角切替操作に基づき、狭視角表示モードが選択された場合には、視角制御回路５０は、例えば、第１の電極１３と第２の電極１５との間に電圧を印加する制御信号、即ち、狭視角表示モード制御信号Ｓｉｇ＿Ｎを視角制御パネル２０に対して出力する。これにより、視角制御パネル２０は狭視角表示モードに設定され、上記した極角方向Ｐｄｒの視角がより狭い範囲に制限される。特に、第１実施形態では、図１（ｂ）、図４（ｂ）及び図６のグラフＧ１２に示すように、液晶装置１００が配置された携帯電話機８００の表示部８００ｂに対して、左斜め方向Ｙ４方向及び右斜め方向Ｙ３、特に、極角が±４０[°]以上の方向から見ると、コントラストの低い表示画像が見えることになり、本発明の狭視角効果を実現できる。なお、この場合、図１（ａ）及び図３（ａ）において、携帯電話機８００及び液晶装置１００の紙面上下方向（Ｙ方向）の視角は制限されることはない。

[第２実施形態]
図７は、本発明の第２実施形態に係る液晶装置２００の構成を模式的に示す断面図である。

第２実施形態と第１実施形態とを比較した場合、その両者は、表示パネルの構成等が異なっており、それ以外は同様の構成である。即ち、第１実施形態に係る表示パネル１０は横電界方式の一例としてのＦＦＳ方式の表示パネルであったのに対して、第２実施形態に係る表示パネル１１は、視角制御パネル２０側に向けて円偏光の光を出射する円偏光型の表示パネルであると共に、垂直配向方式（Vertical Alignment）の表示パネルである点が異なっている。さらに、第２実施形態に係る液晶装置２００では、表示パネル１１と視角制御パネル２０の間に表示パネル１１から観察側に向けて出射された円偏光を直線偏光に変えるための位相差板３２を設けている点が第１実施形態と比べ異なっている。

ここで、図７を参照して、第２実施形態に係る表示パネル１１の構成等について述べる。なお、以下では、第１実施形態と同一の要素については同一の符号を付し、その説明は省略する。

表示パネル１１は、円偏光型及び垂直配向方式の表示パネルであり、アレイ基板９ｘと、そのアレイ基板９ｘに対向配置されるカラーフィルタ基板８ｘとの間に、誘電率異方性が負の液晶層６１を挟持した構成を有する。

アレイ基板９ｘは、第１の基板本体１と、その第１の基板本体１の内面上であって、サブ画素領域ＳＧ毎に形成され、例えば、複数の多角形又は円形のサブ画素電極を櫛団子状に形成した構造、いわゆるＣＰＡ（Continuous Pinwheel Alignment）構造を有する画素電極７ｘと、画素電極７ｘの内面上等に形成された垂直配向用のポリイミド樹脂等の材料からなる第１の配向膜（図示略）と、を備える。一方、カラーフィルタ基板８ｘは、第２の基板本体２と、その第２の基板本体２の内面上であって、サブ画素領域ＳＧ毎に形成された着色層４Ｒ、４Ｇ、４Ｂと、着色層４の内面上に形成され、図示しないドライバＩＣから走査信号が出力される走査電極１２と、走査電極１２の内面上等に形成された垂直配向用のポリイミド樹脂等の材料からなる第２の配向膜（図示略）と、を有する。なお、本発明では、初期配向状態で垂直配向状態にある液晶分子１６ａの傾倒方向を規定するために、上記サブ画素電極の中心に対応する位置に樹脂等からなる突起若しくはスリットを形成するようにしてもよい。また、アレイ基板９ｘの外面上には、第１の位相差板１３が配置されていると共に、カラーフィルタ基板９ｘの外面上には、第２の位相差板１５が配置されている。ここで、一対の第１の位相差板１３及び第２の位相差板１５は、可視域の波長帯に亘って互いに対称的な位相特性を有し、具体的には、その両者は遅相軸が互いに交差しており、その交差角が９０[°]±１０[°]の範囲に設定されているのが好ましい。例えば、一対の第１の位相差板１３及び第２の位相差板１５には、λ／４位相差板を適用することができる。

以上の構成を有する表示パネル１１では、その駆動時、走査電極１２と画素電極７ｘとの間に所定の電圧が印加されると、初期配向状態でアレイ基板９ｘ及びカラーフィルタ基板８ｘの各基板面に対して略垂直に配向している液晶分子６ａが放射状に傾倒して液晶分子６ａの配向が制御される。このとき、照明装置４０から照射された照明光Ｌは第１の偏光板３０を通過することにより、その第１の偏光板３０の透過軸３０ｄｒの方向に振動する直線偏光となり、そして、その直線偏光は第１の位相差板１３及び第２の偏光板１５を通過することにより円偏光に変換され、さらに、その円偏光は表示パネル１１と視角制御パネル２０の間に設けられた位相差板３２を通過することにより直線偏光に変換され、さらに視角制御パネル２０内へ入射する。そして、さらに、視角制御パネル２２を通過した直線偏光は、第２の偏光板３１を通過して観察側へ出射され、所望のカラー表示画像が視認される。

なお、上記では、円偏光型及び垂直配向方式の表示パネルを採用しているが、本発明では、直線偏光型及び垂直配向方式の表示パネルを採用するようにしても構わない。これにより、位相差板３２を設けることなく、表示パネル側から視角制御パネル２０へ向けて直線偏光を入射させることが可能となる。

（設計値の一例）
図８は、視角制御パネル２０のリタデーションΔｎｄを約０.３[ｕｍ]に設定し、さらに、表示パネル１１のリタデーションΔｎｄを約０.４２[ｕｍ]に設定した第２実施形態の設計値の一例を示す。

図８は、第２実施形態の設計値の一例を適用した視角制御パネル２０における、広視角表示モード時及び狭視角表示モード時における、コントラスト比の対数値と極角[°]との関係を示すグラフである。

以上のグラフより、第２実施形態では、上記した第１実施形態と略同様の視角特性を示すことが分かる。即ち、広視角表示モード時には、破線グラフＧ２１に示すように、極角[°]が大きくなってもコントラスト比の低下は殆ど見られず、広い視角特性が得られていることが分かる。一方、狭視角表示モード時には、実線グラフＧ２２に示すように、極角[°]が大きくなるに従い、コントラスト比の低下が見られる。特に、極角が±４０[°]程度になるとコントラスト比の大きさは約２未満となってコントラスト比が著しく低下し、さらに極角が±８０[°]程度になるとコントラスト比が１より小さくなって表示画像が殆ど見えない状態になることが分かる。

（視角制御パネルの視角制御方法）
第２実施形態では、上記した第１実施形態と同様に、上記した利用者からの携帯電話機８００の視角切替操作に基づき、視角制御回路５０が、広視角表示モードに切り替える広視角表示モード制御信号Ｓｉｇ＿Ｗ、また、狭視角表示モードに切り替える狭視角表示モード制御信号Ｓｉｇ＿Ｎのうち、いずれか一方の視角制御信号を視角制御パネル２２へ出力することで視角制御が実行される。

[第３実施形態]
図９は、本発明の第３実施形態に係る液晶装置３００の構成を模式的に示す断面図である。

第３実施形態と第１実施形態とを比較した場合、その両者は、視角制御パネルにおける液晶の配向状態及び視角制御回路の視角制御方法が異なり、それ以外の構成は同様である。そのため、以下では、第１実施形態と同一の要素については同一の符号を付し、その説明は省略する。

即ち、第３実施形態に係る視角制御パネル２１は、第１の基板１７ｘと第２の基板１８ｘとの間に、誘電率異方性が負の液晶材料からなり、初期配向状態がハイブリット配向を呈する、ＨＡＮ（Hybrid Arrayed Nematic）型の液晶層１６ｘを挟持した構成を有する。ここで、「ハイブリット配向」とは、液晶分子１６ａのチルト角が一方の基板側の界面から、それに対向する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。具体的には、視角制御パネル２１において、液晶分子１６ａは、第２の基板１８ｘ側でその基板面に対して略水平な配向を呈していると共に、第１の基板１７ｘ側でその基板面に対して略垂直な配向を呈し、第２の基板１８ｘと第１の基板１７ｘの間でそのチルト角が連続的に変化するハイブリット配向を呈している。このような初期配向状態は、例えば、第２の基板１８ｘの第２の電極１５の内面上に水平配向用のポリイミド膜（配向膜２４ｘ）を塗布、焼成してラビング処理する一方、第１の基板１７ｘの第１の電極１３の内面上に垂直配向用のポリイミド膜（配向膜２３ｘ）を塗布、焼成することによって得られる。

また、第３実施形態では、視角制御回路５０ｘは、上記した利用者からの携帯電話機８００の視角切替操作に基づき、広視角表示モードに切り替える広視角表示モード制御信号Ｓｉｇ＿Ｗｘ、または、狭視角表示モードに切り替える狭視角表示モード制御信号Ｓｉｇ＿Ｎｘのうち、いずれかの視角制御信号を視角制御パネル２０へ出力する。ここで、広視角表示モード制御信号Ｓｉｇ＿Ｗｘは、視角制御パネル２０の液晶層１６ｘの駆動状態をオフにするための制御信号、つまり視角制御パネル２０を機能させないための制御信号であり、例えば、第１の電極１３と第２の電極１５との間に電圧を印加するための制御信号とすることができる。一方、狭視角表示モード制御信号Ｓｉｇ＿Ｎｘは、視角制御パネル２０の液晶層１６ｘの駆動状態をオンにするための制御信号、つまり視角制御パネル２０を機能させるための制御信号であり、例えば、第１の電極１３と第２の電極１５との間に電圧を印加しない状態（電圧０Ｖの状態）の制御信号とすることができる。

（視角制御パネルの液晶配向軸等の規定方法）
第３実施形態の液晶装置３００における、第２の偏光板３１の透過軸３１ｄｒと、その第２の偏光板３１に隣接する位置に配置された視角制御パネル２１の液晶配向軸と、第１の偏光板３０の透過軸３０ｄｒとの関係は、図２（ａ）に示す第１実施形態の液晶装置１００の場合と略同様であり、その説明は省略する。

（視角制御の原理）
第３実施形態の液晶装置３００は、ハイブリッド配向を呈する液晶層１６ｘを有する視角制御パネル２１を備えていることによって、非選択電圧印加（電圧オフ）時に表示パネル１０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３（ａ）に示すような光軸配置において、視角制御パネル２１の法線方向（Ｚ方向）からハイブリッド配向の液晶層１６ｘを見ると、図１０（ａ）に示す通りであり、液晶分子１６ａの長軸方向が液晶層１６ｘ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１６ｘを見ると、図１０（ｂ）に示す通りであり、液晶分子１６ａａ〜１６ａｄの長軸方向が、液晶層１６ｘ上部（第２の基板１８ｘ側）の液晶分子１６ａａから下部（第１の基板１７ｘ側）の液晶分子１６ａｄ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、視角制御パネル２１の前記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１６ｘが見かけ上、所定の角度だけ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、照明装置４０から出射された後、第１の偏光板３０を透過した直線偏光が表示パネル１０を経由して視角制御パネル２１において旋光し、第２の偏光板３１の吸収軸により吸収される。したがって、図１（ｂ）等において、液晶装置３００を有する携帯電話機８００の表示部８００ｂを、その正面方向Ｙ２（法線方向Ｚ１）に対して左右斜め方向（矢印Ｙ３及び矢印Ｙ４）から見たときには、コントラストが低下した表示画像が視認される一方、正面方向Ｙ２から見たときには旋光性が生じないのでコントラストの高い表示画像が視認される。

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１６ｘ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１６ａが第１の基板１７ｘ及び第２の基板１８ｘの各基板面に対してほぼ水平に倒れる。このときは、視角制御パネル２１の法線方向Ｚ１の光は勿論のこと、右斜め或いは左斜めから入射する光にとっても旋光性が生じない。したがって、図１（ｂ）等において、液晶装置３００を有する携帯電話機８００の表示部８００ｂを、どの方位から見てもコントラストの高い表示画像が視認される。

（視角制御パネルのリタデーションとコントラスト比及び極角との関係）
図１１は、視角制御パネル２１において、液晶の屈折率異方性Δｎと視角制御パネル２１のセル厚ｄとの積であるリタデーションΔｎｄを適宜変えた場合の、狭視角表示モード時における、コントラスト比の対数値と極角[°]との関係を示すグラフである。図１１において、グラフＧ３１〜Ｇ３８は、それぞれ、リタデーションΔｎｄを０.５[ｕｍ]刻みに、１.０[ｕｍ]〜４．５[ｕｍ]まで変化させた状態のグラフである。

ここで、極角の絶対値が４０[°]以上において、液晶装置３００のコントラスト比の大きさの絶対値が２未満のときを狭視角表示モード時の最適な設計値の一例とした場合、リタデーションΔｎｄ＝約０．２[ｕｍ]〜約０.３[ｕｍ]（グラフＧ３３〜グラフＧ３５に対応）が最適であり、本発明の狭視角効果を達成できることが分かる。

（設計値の一例）
以上の結果を踏まえて、図１２に、視角制御パネル２１のリタデーションΔｎｄを約０.２５[ｕｍ]に設定し、さらに、表示パネル１０のリタデーションΔｎｄを約０.３５[ｕｍ]に設定した第３実施形態の設計値の一例を示す。

図１２は、第３実施形態の設計値の一例を適用した視角制御パネル２１における、広視角表示モード時及び狭視角表示モード時における、コントラスト比の対数値と極角[°]との関係を示すグラフである。

以上のグラフから、広視角表示モード時には、破線グラフＧ４１に示すように、極角[°]が大きくなってもコントラスト比の低下はあまり見られず、広い視角特性が得られていることが分かる。但し、この場合、上記した第１実施形態の設計値の一例と比較すると、広視角表示モード時の視角特性は、極角[°]が大きくなるに従って若干の低下傾向が見られる。

これは次の理由による。即ち、この視角制御パネル２１は、液晶分子１６ａの初期配向状態がハイブリット配向を呈する液晶層１６ｘを備えているので、第１の電極１３と第２の電極１５との間に所定の電圧を印加すると、液晶分子１６ａの配向状態は、ほぼホモジニアス配向状態となる。しかしながら、このとき、第１の基板１７の基板面に対して垂直に配向している液晶分子１６ａも少なからず存在しており、液晶分子１６ａの全てが完全にホモジニアス配向状態となるわけではない。したがって、この場合、第１実施形態と比較すると、広視角表示モード時の視角特性は、極角[°]が大きくなると若干の低下傾向が見られる。

そこで、第１実施形態と略同様の広視角特性を得る為には、例えば、視角制御パネル２１と、第２の偏光板３１との間に視角特性を補償するための位相差板（図示略）を設けるのが好ましい。但し、この位相差板は、狭視角制御を実行するために、次のような特性を有することが条件となる。例えば、観察側から第１の偏光板３０側に向けて放射された光は第２の偏光板３１を通過することにより直線偏光に変換されるが、この際、その直線偏光がそのままの状態で視角制御パネル２１内へ入射させることが可能な位相差板であることが条件となる。若しくは、その位相差板が面内で位相差を有していたとしても、第２の偏光板３１の透過軸３１ｄｒと略平行又は略直交するものであれば、その直線偏光を変えることなく視角制御パネル２１内に入射させることが可能となるので、このような位相差板であることが条件となる。これにより、広視角表示モード時に、グラフＧ４３に示すような広視角特性を得ることが可能となる。

一方、狭視角表示モード時には、実線グラフＧ４２に示すように、極角[°]が大きくなるに従い、コントラスト比の低下が見られる。特に、極角が±４０[°]程度になるとコントラスト比の大きさは約２未満となってコントラスト比が著しく低下し、さらに極角が±８０[°]程度になるとコントラスト比が１より小さくなって表示画像が殆ど見えない状態になることが分かる。

（視角制御パネルの視角制御方法）
第３実施形態では、上記した第１実施形態と同様に、上記した利用者からの携帯電話機８００の視角切替操作に基づき、視角制御回路５０ｘが、広視角表示モードに切り替える広視角表示モード制御信号Ｓｉｇ＿Ｗｘ、また、狭視角表示モードに切り替える狭視角表示モード制御信号Ｓｉｇ＿Ｎｘのうち、いずれか一方の視角制御信号を視角制御パネル２２へ出力することで視角制御が実行される。

[変形例]
上記の各種の実施形態では、第２の偏光板３１の透過軸３１ｄｒと、その第２の偏光板３１に隣接する位置に配置された視角制御パネル２０の液晶配向軸と、第１の偏光板３０の透過軸３０ｄｒとは略平行となるように規定されていた。しかし、本発明では、第２の偏光板３１を透過して視角制御パネル２０（又は２１）に到達する光の偏光状態が略直線偏光であり、視角制御パネル２０（又は２１）の液晶配向軸の方向が当該略直線偏光と略平行又は略直交する関係を充たしていればよい。

例えば、その一例として、図１３及び図１４を参照して、第２の偏光板３１の透過軸３１ｄｒと、第１の偏光板３０の透過軸３０ｄｒとが略平行に規定されると共に、第２の偏光板３１の透過軸３１ｄｒ及び第１の偏光板３０の透過軸３０ｄｒと、その第２の偏光板３１に隣接する位置に配置された視角制御パネル２０の液晶配向軸とが略直交するように規定された変形例について説明する。なお、以下で説明する変形例に係る液晶装置４００と、第１実施形態の液晶装置１００とを比較すると、その両者は、第１の偏光板３０の透過軸３０ｄｒ及び第２の偏光板３１の透過軸３１ｄｒの方向が異なっており、それ以外の点は同様である。

（変形例に係る視角制御パネルの液晶配向軸等の規定方法）
図１３（ａ）は、図３（ａ）に対応する、液晶装置４００の模式平面図を示し、特に、第２の偏光板３１の透過軸３１ｄｒ（実線）と、その第２の偏光板３１に隣接する位置に配置された視角制御パネル２０の液晶配向軸と、第１の偏光板３０の透過軸３０ｄｒ（破線）との関係を模式的に示す。図１３（ｂ）は、図１３（ａ）の切断線Ａ−Ａ´に沿った液晶装置４００の断面図を示す。図１３（ｃ）は、図１３（ａ）の切断線Ｂ−Ｂ´に沿った液晶装置４００における、視角制御パネル２０及び第２の偏光板３１の断面図を示す。なお、図１３では、説明の便宜上、必要最小限の要素のみ図示している。

この液晶装置４００では、図１３（ａ）及び（ｂ）に示すように、第２の偏光板３１の透過軸３１ｄｒ及び第１の偏光板３０の透過軸３０ｄｒは、それぞれ、極角方向Ｐｄｒ（紙面左右方向）と略平行な紙面左右方向に規定されている。そして、視角制御パネル２０における、第１の配向膜２３のラビング方向２３ｄｒ（破線）、及び、第２の配向膜２４のラビング方向２４ｄｒ（実線）は、第２の偏光板３１の透過軸３１ｄｒ及び第１の偏光板３０の透過軸３０ｄｒと略直交し、且つ、相互に１８０度逆向きとなるように規定されている。そして、液晶分子１６ａは、初期配向状態において、第１の基板１７及び第２の基板１８の各基板面と略平行に、且つ、第１の配向膜２３のラビング方向２３ｄｒ、及び、第２の配向膜２４のラビング方向２４ｄｒに沿って配向している。これにより、液晶分子１６ａの長軸方向（配向方向、即ち、視角制御パネル２０の液晶配向軸）が、第２の偏光板３１の透過軸３１ｄｒ及び第１の偏光板３０の透過軸３０ｄｒと略直交するように一軸配向される。

（視角制御の原理）
図１３（ｃ）は、かかる状態の視角制御パネル２０を紙面左右方向に移動しながら見た場合の、利用者により視認される液晶分子１６ａの見え方を示す。正面方向Ｙ２（法線方向Ｚ１）から液晶分子１６ａを投射した場合、その形状は液晶分子１６ｉの形状のように見え、液晶分子の長軸方向と入射光の偏向方向が直角となる。また、液晶分子１６ａの投影図の長軸方向と入射光の偏光方向とのなす角度が９０[°]の場合には、入射光は複屈折の影響を受けることなく透過するので、この場合はそのまま表示パネル１０の表示画像が見える。また、同図に示すように、正面方向Ｙ２（法線方向Ｚ１）に対して、紙面左右方向に所定の角度±θ[°]だけずれた極角方向Ｐｄｒ（左斜め方向Ｙ４方向及び右斜め方向Ｙ３）から液晶分子１６ａを投射した場合も、その形状は液晶分子１６ｈ、１６ｋのような形状に見え、表示パネル１０の表示画像が見える。つまり、どの方向から見ても表示パネル１０の表示画像が見える。この状態、つまり電圧無印加の状態を広視角表示モードとして設定される。

一方、狭視角表示モードでは、電圧無印加の状態から、Ｘ方向を軸とした回転により液晶分子１６ａが第１の基板１７及び第２の基板１８の各基板面に対して所定の角度だけ傾斜するように、第１の電極１３と第２の電極１５の間に所定の電圧を印加する。このときの液晶分子１６ａの配向状態を、図１４（ａ）及び（ｂ）に示している。図１４（ａ）は、図４（ａ）に対応する液晶装置４００の断面を示しており、液晶分子１６ａが第１の基板１７及び第２の基板１８の各基板面に対して所定の角度だけ傾斜した状態で配向していることが分かる。図１４（ｂ）は、図４（ｂ）に対応する視角制御パネル２０等を含む断面を示しており、液晶分子１６ａは紙面法線方向（Ｙ方向）から所定の角度だけ傾斜して配向している。

この場合、図１４（ｂ）に示すように、正面方向Ｙ２（法線方向Ｚ１）からの液晶分子１６ａの投射図は、液晶分子１６ｎのようになる。液晶分子１６ａの配向変化はＸ軸方向を軸とした回転によるので、第２の偏光板３１の透過軸３１ｄｒの方向と、第１の偏光板３０の透過軸３０ｄｒの方向は、液晶分子１６ｆの長軸方向と直角となる。このため、正面方向Ｙ２から液晶装置４００を見た場合は、複屈折の影響を受けず、そのまま表示パネル１０の表示画像が見える。

一方、同図に示すように、正面方向Ｙ２（法線方向Ｚ１）に対して、紙面左右方向に所定の角度±θ[°]だけずれた極角方向Ｐｄｒ（左斜め方向Ｙ４方向及び右斜め方向Ｙ３）から液晶分子１６ａを投射した当該液晶分子１６ａの投射図は、それぞれ、液晶分子１６ｍ、１６ｐのようになる。この場合、第２の偏光板３１の透過軸３１ｄｒの方向と、第１の偏光板３０の透過軸３０ｄｒの方向は、同図の液晶分子１６ｍ、１６ｐの各長軸方向と角度を持つので、液晶分子１６ｍ、１６ｐの各長軸方向は入射光の偏光方向と交差角を持つ。よって、紙面左右方向から見ると、液晶の複屈折の影響で表示パネル１０を通じてコントラストの低い表示画像が見える。

以上のような原理により、変形例に係る液晶装置４００を、上記した携帯電話機８００の表示部８００ｂに対応する位置に搭載すれば、図１（ｂ）の携帯電話機８００の表示部８００ｂにおいて、広視角表示モード時には、正面方向Ｙ２、左斜め方向Ｙ４方向及び右斜め方向Ｙ３を含むどの方位からも、複屈折の影響を受けず表示パネル１０の表示画像を見ることができる一方、狭視角表示モード時には、正面方向Ｙ２以外の方向（左斜め方向Ｙ４及び右斜め方向Ｙ３）から表示部８００ｂを見ると複屈折の影響を受けて、コントラストの低い表示画像が表示パネル１０を通じて見えることになる。

なお、本発明では、第２乃至第３実施形態に係る液晶装置２００、３００に対しても、上記した変形例に係る視角制御パネルの液晶配向軸等の規定方法を適用することが可能であることは言うまでもない。

また、上記の各種の実施形態では、透過型の表示パネル１０、１１を用いた例について説明したが、これに変えて、本発明では、反射型及び半透過反射型の表示パネルを適用しても構わない。この場合、第２の偏光板３１、視角制御パネル２０（又は２１）、反射型又は半透過反射型の表示パネル、第１の偏光板３０、照明装置４０をこの順に配置して構成することが好ましい。即ち、視角制御パネル２０（又は２１）を、反射型又は半透過反射型の表示パネルよりも観察側に配置する構成とするのが好ましい。これにより、反射型表示をする場合においても、本発明の視角制御を実行することができ、さらに、その場合に明るい表示画像が得られる。

また、本発明では、表示パネルは上記した構成例に限定されず、既知の各種の構成を採用することができる。

また、本発明では、液晶装置に視角制御パネルを１つだけ設け、図１（ｂ）等において、狭視角表示モード時に、携帯電話機８００の表示部８００ｂに対応する位置に配置された液晶装置の正面方向Ｙ２（法線方向Ｚ１）に対して、その紙面左右方向に±θだけずらした左斜め方向Ｙ４及び右斜め方向Ｙ３から見える表示画像のコントラストが低下するように視角を制御した。これに加え、本発明では、更に、他の視角制御パネルを設け、一方の視角制御パネルと、他方の視角制御パネルとを隣接配置して、一方の視角制御パネルの液晶配向軸と、他方の視角制御パネルの液晶配向軸とが略直交する方向に規定、或いは、所定の交差角（例えば、９０[°]±１０[°]の交差角）を持つ方向に規定されるようにしても構わない。これにより、図１（ａ）に示す携帯電話機８００の表示部８００ｂにおいて、その紙面左右方向及び紙面上下方向の視角を制限することが可能となる。

また、上記の各種の実施形態では、視角制御パネルは、ホモジニアス配向又はハイブリット配向を呈する液晶層を用いて構成されていたが、これに限らず、本発明では、視角制御パネルは、ベンド配向を呈する液晶層、或いは、略１８０[°]にツイスト配向を呈する液晶層を用いて構成されていても構わない。この場合でも、本発明の視角制御効果を実現することができる。

また、上記の第１及び第３実施形態では、表示パネルに対して、横電界方式の一例としてのＦＦＳ方式を適用したが、これに限らず、本発明では、表示パネルに対して、ＩＰＳ（In−Plane Switching）方式などに代表される、他の横電界方式を採用しても構わない。なお、このような横電界方式を有する表示パネルを用いる場合には、上記の第１及び第３実施形態の構成例のように、電極を有するアレイ基板側ではなく、電極を有しない他の基板、例えばカラーフィルタ基板側に視角制御パネルを配置するのが好ましい。なぜならば、このような横電界方式では、液晶層を狭持する一対の基板のうち、アレイ基板側にのみ液晶を駆動するための電極が形成されるので静電気に対して弱い構造を有する。そのため、その対策として、このような表示パネルでは、一般的に、カラーフィルタ基板の外側（液晶層と逆側）の基板面にＩＴＯなどからなる静電保護膜を全面ベタにて形成し、さらに、その静電保護膜をＧＮＤ（接地）に落とすようにしている。しかし、上記のように、視角制御パネルを、電極を有しないカラーフィルタ基板の外側（液晶層と逆側）に配置すれば、そのような静電保護膜を設けることなく、静電保護膜と同様の機能を果たすことが可能となる。

また、本発明では、利用者が偏光サングラスなどの偏光めがねをかけて表示画像を見る場合を想定して、上記した第１乃至第３実施形態等において、観察側に位置する第２の偏光板３１の外側（視角制御パネル側と逆側）に、偏光めがねをかけている利用者に対し、輝度を低下させることなく、表示画像を見せることのできる位相差板を設けるように構成しても構わない。なお、この位相差板は、光の偏光方向を偏光めがねの透過軸に一致させる役割を有し、その位相差板より観察側に向けて出射した光を偏光めがねに入射させ、これにより光の輝度を低下させることなく利用者の目に入射させることができるものである。

また、本発明では、第２の偏光板３１の透過軸３１ｄｒと、それに隣接する視角制御パネルの液晶配向軸とが略平行又は略直交する関係を充たすことを条件として、必要に応じて、本発明の液晶装置に対して位相差板を１つ又は複数設けるようにしても構わない。

また、上記の実施形態では、本発明の液晶装置を適用可能な電子機器として携帯電話機８００を一例として説明したが、これに限らず、本発明の液晶装置を適用可能な電子機器としては、その他にも、可搬型のパーソナルコンピュータ（いわゆるノート型パソコン）、液晶テレビ、ビューファインダ型・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、ディジタルスチルカメラなどが挙げられる。

本発明の実施形態に係る携帯電話機の構成を示す正面図及び一側面図。 本発明の第１実施形態に係る液晶装置の構成を示す断面図。 第１実施形態に係る視角制御パネルの液晶配向軸等の規定方法及び広視角制御方法等を説明するための平面図及び各種断面図。 第１実施形態に係る狭視角制御方法等を説明するための各種断面図。 第１実施形態においてリタデーションを変えた場合の、当該リタデーションとコントラスト比及び極角との関係を示すグラフ。 第１実施形態に係る設計値の一例としてのリタデーションとコントラスト比及び極角との関係を示すグラフ。 本発明の第２実施形態に係る液晶装置の構成を示す断面図。 第２実施形態に係る設計値の一例としてのリタデーションとコントラスト比及び極角との関係を示すグラフ。 本発明の第３実施形態に係る液晶装置の構成を示す断面図。 第３実施形態に係る視角制御の原理を説明するための図。 第３実施形態においてリタデーションを変えた場合の、当該リタデーションとコントラスト比及び極角との関係を示すグラフ。 第３実施形態に係る設計値の一例としてのリタデーションとコントラスト比及び極角との関係を示すグラフ。 変形例に係る視角制御パネルの液晶配向軸等の規定方法及び広視角制御方法等を説明するための平面図及び各種断面図。 変形例に係る狭視角制御方法等を説明するための各種断面図。

符号の説明

８、８ｘ カラーフィルタ基板、 ９、９ｘ アレイ基板、 １０、１１ 表示パネル、 １６、１６ｘ 液晶層、 ２０、２１ 視角制御パネル、 ３０ 第１の偏光板、 ３１ 第２の偏光板、 ３２、７０ 位相差板、 ５０、５０ｘ 視角制御回路、 １００、２００、３００、４００、５００ 液晶装置、 ８００ 携帯電話機、 ８００ｂ 表示部

Claims (7)

1. 透過軸を有する一対の偏光板と、
   前記一対の偏光板の間に配置された誘電率異方性が負の液晶層を有する表示パネルと、
   前記一対の偏光板の間であって、当該一対の偏光板のうち、一方の前記偏光板に隣接する位置に配置され、液晶分子を所定の方向に配向させてなる液晶層を有し、前記表示パネルにおける表示の視野角を制御する視角制御パネルと、を備え、
   前記表示パネルは前記視角制御パネルに向けて円偏光の光を出射する垂直配向方式の表示パネルであり、
   前記表示パネルと前記視角制御パネルの間には、当該円偏光を直線偏光に変換するための位相差板が設けられ、
   前記視角制御パネルの前記液晶分子の前記配向方向は、少なくとも前記一方の前記偏光板の前記透過軸と略平行な方向又は略直交する方向に規定されていることを特徴とする液晶装置。
2. 前記一方の前記偏光板は、前記表示パネルの前記映像を観察することが可能な観察側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶装置。
3. 前記一方の前記偏光板を透過して前記視角制御パネルに到達する光の偏光状態が略直線偏光であり、
   前記視角制御パネルの前記液晶分子の前記配向方向が、前記略直線偏光に対して略平行な方向又は略直交する方向に規定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶装置。
4. 前記視角制御パネルの前記液晶層を駆動するための視角制御信号を前記視角制御パネルへ出力する視角制御回路を有し、
   前記視角制御パネルは、前記視角制御回路から出力される前記視角制御信号に基づいて、広い視角が得られる広視角表示モード及び狭い視角が得られる狭視角表示モードのうちいずれかの表示モードに切り替えられることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の液晶装置。
5. 前記視角制御パネルの前記液晶層の屈折率異方性Δｎと、前記液晶層の厚さｄとの積Δｎｄを変えることにより、前記狭視角表示モード時における視角の範囲が調整されることを特徴とする請求項４に記載の液晶装置。
6. 前記一対の偏光板の間に配置され、液晶分子を所定の方向に配向させてなる液晶層を有し、前記表示パネルの視角を制御する他の視角制御パネルを備え、
   前記視角制御パネルの前記液晶分子の前記配向方向は、前記他の視角制御パネルの前記液晶分子の前記配向方向に対して略直交する方向に規定されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の液晶装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか一項に記載の液晶装置を表示部として備えることを特徴とする電子機器。

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