JP7258584B2 - 視野角制御装置及び表示装置 - Google Patents
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基準軸に直交する第1透過容易軸を有する第1偏光板と、前記基準軸に直交する第2透過容易軸を有し前記第1偏光板と対向した第2偏光板と、前記第1偏光板と前記第2偏光板との間に位置した第1基板と、前記第1基板と前記第2偏光板との間に位置した第1電極と、前記基準軸に平行な第1配向軸を有し前記第1電極と前記第2偏光板との間に位置した第1配向膜と、前記第2偏光板と前記第1配向膜との間に位置した第2基板と、前記第2基板と前記第1配向膜との間に位置した第2電極と、前記基準軸に平行な第2配向軸を有し前記第2電極と前記第1配向膜との間に位置した第2配向膜と、複数の液晶分子を含む液晶材料及び複数の二色性色素分子を含む二色性色素を有し前記第1配向膜と前記第2配向膜との間に位置した液晶層と、を有する視野角制御パネルと、前記第1電極及び前記第2電極の駆動を制御する制御部と、を備え、前記液晶層は、平面視にて各々の前記液晶分子の長軸が前記基準軸に平行となり、前記長軸が前記基準軸に対して第1傾斜角を成す第1状態と、平面視にて各々の前記液晶分子の前記長軸が前記基準軸に平行となり、前記長軸が前記基準軸に対して前記第1傾斜角より大きい第2傾斜角を成す第2状態と、の何れか一方に切替えられ、前記第1配向膜及び前記第2配向膜は、それぞれ水平配向膜であり、前記液晶層は、正の誘電率異方性を有し、ホモジニアス配向を採り、前記制御部は、前記液晶層が前記第1状態に切替えられる際、前記第1電極と前記第2電極との間に0Vの電圧を印加し、前記液晶層が前記第2状態に切替えられる際、前記第1電極と前記第2電極との間に3乃至7Vの範囲内の電圧を印加する。
基準軸に直交する第1透過容易軸を有する第1偏光板と、前記基準軸に直交する第2透過容易軸を有し前記第1偏光板と対向した第2偏光板と、前記第1偏光板と前記第2偏光板との間に位置した第1基板と、前記第1基板と前記第2偏光板との間に位置した第1電極と、前記基準軸に平行な第1配向軸を有し前記第1電極と前記第2偏光板との間に位置した第1配向膜と、前記第2偏光板と前記第1配向膜との間に位置した第2基板と、前記第2基板と前記第1配向膜との間に位置した第2電極と、前記基準軸に平行な第2配向軸を有し前記第2電極と前記第1配向膜との間に位置した第2配向膜と、複数の液晶分子を含む液晶材料及び複数の二色性色素分子を含む二色性色素を有し前記第1配向膜と前記第2配向膜との間に位置した液晶層と、を有する視野角制御パネルと、画像を表示する表示パネルと、前記第1電極及び前記第2電極の駆動を制御する制御部と、を備え、前記視野角制御パネルと前記表示パネルとの間に位置する偏光板は、前記第1偏光板及び前記第2偏光板の何れか一方であり、前記液晶層は、平面視にて各々の前記液晶分子の長軸が前記基準軸に平行となり、前記長軸が前記基準軸に対して第1傾斜角を成す第1状態と、平面視にて各々の前記液晶分子の前記長軸が前記基準軸に平行となり、前記長軸が前記基準軸に対して前記第1傾斜角より大きい第2傾斜角を成す第2状態と、の何れか一方に切替えられ、前記第1配向膜及び前記第2配向膜は、それぞれ水平配向膜であり、前記液晶層は、正の誘電率異方性を有し、ホモジニアス配向を採り、前記制御部は、前記液晶層が前記第1状態に切替えられる際、前記第1電極と前記第2電極との間に0Vの電圧を印加し、前記液晶層が前記第2状態に切替えられる際、前記第1電極と前記第2電極との間に3乃至7Vの範囲内の電圧を印加する。
まず、第1の実施形態に係る表示装置DSPについて説明する。図1は、第1の実施形態に係る表示装置DSPを示す断面図である。
図1に示すように、表示装置DSPは、第1偏光板PL1と、第2偏光板PL2と、視野角制御パネルVPと、画像を表示する表示パネルPNLと、第3偏光板PL3と、照明装置BUと、制御部CONと、を備えている。
なお、表示装置DSPのうち、第1偏光板PL1、第2偏光板PL2、視野角制御パネルVP、及び制御部CONは、視野角制御装置を構成している。
図1及び図2に示すように、表示パネルPNLは、透過型の液晶表示パネルである。そのため、本実施形態の表示装置DSPは、液晶表示装置である。表示パネルPNLは、透過型の液晶表示パネルであり、第2偏光板PL2と第3偏光板PL3との間に位置している。表示パネルPNLは、アレイ基板20と、アレイ基板20に隙間を置いて対向配置された対向基板30と、アレイ基板20と対向基板30との間に保持された液晶層40と、を備えている。
第1基板11は、第1偏光板PL1と第2偏光板PL2との間に位置している。第1基板11は、ガラスや樹脂などの透明な絶縁基板で形成されている。第1電極12は、第1基板11と第2偏光板PL2との間に位置している。本実施形態において、第1電極12は、第1基板11の上に形成されている。第1電極12は、ITO(インジウム・ティン・オキサイド)等の透明な導電材料で形成されている。また、第1電極12は、第1基板11の上に形成されている。第1配向膜13は、第1電極12と第2偏光板PL2との間に位置している。本実施形態において、第1配向膜13は、第1電極12の上に形成され、液晶層19に接している。第1配向膜13は、基準軸RAに平行な第1配向軸AA1を有している。
上記のように視野角制御パネルVPを第1状態に切替えることにより、表示装置DSPは視野角θを広くして画像を表示することができる。
上記のように液晶層19を第2状態に切替えることにより、表示装置DSPは視野角θを狭くして画像を表示することができる。
また、大まかに40°<|θ|<70°の範囲内において、コントラスト比を高くすることができる。例えば、|θ|=50°において、高コントラストを得ることができる。そのため、液晶層19を第2状態に切替えることにより、視野角θが狭くなることが分かる。
図12に示すように、画面の正面方向(θ=0°)において、光の透過率が右肩下がりに低くなることが分かる。
図14に示すように、本実施形態の表示装置DSPの視野角制御の方が、比較例2の表示装置DSPの視野角制御より優れていることが分かる。そのため、図1に示したように、上記視野角制御装置及び表示装置DSPは、第2偏光板PL2を備えていた方がよい。言い換えると、第2偏光板PL2無しに上記視野角制御装置及び表示装置DSPが構成されていない方がよい。
上記のことから、視野角θを制御することが可能な視野角制御装置及び表示装置DSPを得ることができる。
次に、第1の実施形態の変形例1に係る視野角制御装置及び表示装置DSPについて説明する。図15は、上記第1の実施形態の変形例1に係る表示装置DSPの視野角制御パネルVP、第1偏光板PL1、及び第2偏光板PL2を示す断面図である。
上記のように構成された変形例1に係る視野角制御装置及び表示装置DSPにおいても、上記第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。
次に、第1の実施形態の変形例2に係る視野角制御装置及び表示装置DSPについて説明する。図示しないが、液晶層19は、第1状態において垂直配向を採っていてもよい。第1配向膜13及び第2配向膜17は、どちらも垂直配向膜である。第1配向膜13には第1方向d1にラビングが行われ、第2配向膜17には第2方向d2にラビングが行われている。液晶層19は、負の誘電率異方性を有している。
上記のように構成された変形例2に係る視野角制御装置及び表示装置DSPにおいても、上記第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。
次に、第1の実施形態の変形例3に係る表示装置DSPについて説明する。図16は、上記第1の実施形態の変形例3に係る表示装置DSPの視野角制御パネルVP、第1偏光板PL1、第2偏光板PL2、第3偏光板PL3、及び第4偏光板PL4を示す断面図である。
上記のように構成された変形例3に係る表示装置DSPにおいても、上記第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。
次に、第2の実施形態に係る表示装置DSPについて説明する。図17は、第2の実施形態に係る表示装置DSPを示す断面図である。
図17に示すように、表示装置DSPは、第1偏光板PL1と、第2偏光板PL2と、視野角制御パネルVPと、画像を表示する表示パネルPNLと、制御部CONと、を備えている。視野角制御パネルVPは、表示パネルPNLより画面側に位置していてもよい。視野角制御パネルVPと表示パネルPNLとの間に位置する偏光板は、第1偏光板PL1である。
上記のように構成された第2の実施形態に係る表示装置DSPにおいても、上記第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。
例えば、視野角制御パネルVPは、ゲスト-ホストモード以外のモードの液晶パネルで構成されていてもよい。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[1]基準軸に直交する第1透過容易軸を有する第1偏光板と、
前記基準軸に直交する第2透過容易軸を有し前記第1偏光板と対向した第2偏光板と、
前記第1偏光板と前記第2偏光板との間に位置した第1基板と、前記第1基板と前記第2偏光板との間に位置した第1電極と、前記基準軸に平行な第1配向軸を有し前記第1電極と前記第2偏光板との間に位置した第1配向膜と、前記第2偏光板と前記第1配向膜との間に位置した第2基板と、前記第2基板と前記第1配向膜との間に位置した第2電極と、前記基準軸に平行な第2配向軸を有し前記第2電極と前記第1配向膜との間に位置した第2配向膜と、複数の液晶分子を含む液晶材料及び複数の二色性色素分子を含む二色性色素を有し前記第1配向膜と前記第2配向膜との間に位置した液晶層と、を有する、視野角制御パネルと、を備え、
前記液晶層は、
平面視にて各々の前記液晶分子の長軸が前記基準軸に平行となり、前記長軸が前記基準軸に対して第1傾斜角を成す第1状態と、
平面視にて各々の前記液晶分子の前記長軸が前記基準軸に平行となり、前記長軸が前記基準軸に対して前記第1傾斜角より大きい第2傾斜角を成す第2状態と、
の何れか一方に切替えられる、
視野角制御装置。
[2]前記液晶層における前記二色性色素の濃度は、1乃至3%の範囲内である、
[1]に記載の視野角制御装置。
[3]前記第1配向膜及び前記第2配向膜は、それぞれ水平配向膜であり、
前記液晶層は、正の誘電率異方性を有し、ホモジニアス配向を採る、
[1]に記載の視野角制御装置。
[4]前記液晶層が前記第2状態に切替えられた際、前記第2傾斜角は、60°を超え、90°未満である、
[3]に記載の視野角制御装置。
[5]前記第1電極及び前記第2電極の駆動を制御する制御部をさらに備え、
前記制御部は、
前記液晶層が前記第1状態に切替えられる際、前記第1電極と前記第2電極との間に0Vの電圧を印加し、
前記液晶層が前記第2状態に切替えられる際、前記第1電極と前記第2電極との間に3乃至7Vの範囲内の電圧を印加する、
[3]に記載の視野角制御装置。
[6]前記液晶層が前記第2状態に切替えられる際、前記電圧は、3.5乃至5Vの範囲内である、
[5]に記載の視野角制御装置。
[7]基準軸に直交する第1透過容易軸を有する第1偏光板と、
前記基準軸に直交する第2透過容易軸を有し前記第1偏光板と対向した第2偏光板と、 前記第1偏光板と前記第2偏光板との間に位置した第1基板と、前記第1基板と前記第2偏光板との間に位置した第1電極と、前記基準軸に平行な第1配向軸を有し前記第1電極と前記第2偏光板との間に位置した第1配向膜と、前記第2偏光板と前記第1配向膜との間に位置した第2基板と、前記第2基板と前記第1配向膜との間に位置した第2電極と、前記基準軸に平行な第2配向軸を有し前記第2電極と前記第1配向膜との間に位置した第2配向膜と、複数の液晶分子を含む液晶材料及び複数の二色性色素分子を含む二色性色素を有し前記第1配向膜と前記第2配向膜との間に位置した液晶層と、を有する、視野角制御パネルと、
画像を表示する表示パネルと、を備え、
前記視野角制御パネルと前記表示パネルとの間に位置する偏光板は、前記第1偏光板及び前記第2偏光板の何れか一方であり、
前記液晶層は、
平面視にて各々の前記液晶分子の長軸が前記基準軸に平行となり、前記長軸が前記基準軸に対して第1傾斜角を成す第1状態と、
平面視にて各々の前記液晶分子の前記長軸が前記基準軸に平行となり、前記長軸が前記基準軸に対して前記第1傾斜角より大きい第2傾斜角を成す第2状態と、
の何れか一方に切替えられる、
表示装置。
[8]前記液晶層における前記二色性色素の濃度は、1乃至3%の範囲内である、
[7]に記載の表示装置。
[9]前記第1配向膜及び前記第2配向膜は、それぞれ水平配向膜であり、
前記液晶層は、正の誘電率異方性を有し、ホモジニアス配向を採る、
[7]に記載の表示装置。
[10]前記液晶層が前記第2状態に切替えられた際、前記第2傾斜角は、60°を超え、90°未満である、
[9]に記載の表示装置。
[11]前記第1電極及び前記第2電極の駆動を制御する制御部をさらに備え、
前記制御部は、
前記液晶層が前記第1状態に切替えられる際、前記第1電極と前記第2電極との間に0Vの電圧を印加し、
前記液晶層が前記第2状態に切替えられる際、前記第1電極と前記第2電極との間に3乃至7Vの範囲内の電圧を印加する、
[9]に記載の表示装置。
[12]前記液晶層が前記第2状態に切替えられる際、前記電圧は、3.5乃至5Vの範囲内である、
[11]に記載の表示装置。
[13]第3偏光板と、
照明装置と、をさらに備え、
前記視野角制御パネルと前記表示パネルとの間に位置する前記偏光板は、前記第2偏光板であり、
前記表示パネルは、透過型の液晶表示パネルであり、前記第2偏光板と前記第3偏光板との間に位置し、
前記第1偏光板は、前記照明装置と前記視野角制御パネルとの間に位置している、
[7]に記載の表示装置。
PL1,PL2,PL3,PL4…偏光板PL、VP…視野角制御パネル、
11,15…基板、12,16…電極、13,17…配向膜、19…液晶層、
M1…液晶分子、M2…二色性色素分子、LA…長軸、RA…基準軸、
A1a,A2a,A4a…吸収軸、A1b,A2b…透過容易軸、
AA1,AA2…配向軸、θ…視野角、φ1,φ2…傾斜角。
Claims (9)
- 基準軸に直交する第1透過容易軸を有する第1偏光板と、
前記基準軸に直交する第2透過容易軸を有し前記第1偏光板と対向した第2偏光板と、
前記第1偏光板と前記第2偏光板との間に位置した第1基板と、前記第1基板と前記第2偏光板との間に位置した第1電極と、前記基準軸に平行な第1配向軸を有し前記第1電極と前記第2偏光板との間に位置した第1配向膜と、前記第2偏光板と前記第1配向膜との間に位置した第2基板と、前記第2基板と前記第1配向膜との間に位置した第2電極と、前記基準軸に平行な第2配向軸を有し前記第2電極と前記第1配向膜との間に位置した第2配向膜と、複数の液晶分子を含む液晶材料及び複数の二色性色素分子を含む二色性色素を有し前記第1配向膜と前記第2配向膜との間に位置した液晶層と、を有する、視野角制御パネルと、
前記第1電極及び前記第2電極の駆動を制御する制御部と、を備え、
前記液晶層は、
平面視にて各々の前記液晶分子の長軸が前記基準軸に平行となり、前記長軸が前記基準軸に対して第1傾斜角を成す第1状態と、
平面視にて各々の前記液晶分子の前記長軸が前記基準軸に平行となり、前記長軸が前記基準軸に対して前記第1傾斜角より大きい第2傾斜角を成す第2状態と、
の何れか一方に切替えられ、
前記第1配向膜及び前記第2配向膜は、それぞれ水平配向膜であり、
前記液晶層は、正の誘電率異方性を有し、ホモジニアス配向を採り、
前記制御部は、
前記液晶層が前記第1状態に切替えられる際、前記第1電極と前記第2電極との間に0Vの電圧を印加し、
前記液晶層が前記第2状態に切替えられる際、前記第1電極と前記第2電極との間に3乃至7Vの範囲内の電圧を印加する、
視野角制御装置。 - 前記液晶層における前記二色性色素の濃度は、1乃至3%の範囲内である、
請求項1に記載の視野角制御装置。 - 前記液晶層が前記第2状態に切替えられた際、前記第2傾斜角は、60°を超え、90°未満である、
請求項1に記載の視野角制御装置。 - 前記液晶層が前記第2状態に切替えられる際、前記電圧は、3.5乃至5Vの範囲内である、
請求項1に記載の視野角制御装置。 - 基準軸に直交する第1透過容易軸を有する第1偏光板と、
前記基準軸に直交する第2透過容易軸を有し前記第1偏光板と対向した第2偏光板と、
前記第1偏光板と前記第2偏光板との間に位置した第1基板と、前記第1基板と前記第2偏光板との間に位置した第1電極と、前記基準軸に平行な第1配向軸を有し前記第1電極と前記第2偏光板との間に位置した第1配向膜と、前記第2偏光板と前記第1配向膜との間に位置した第2基板と、前記第2基板と前記第1配向膜との間に位置した第2電極と、前記基準軸に平行な第2配向軸を有し前記第2電極と前記第1配向膜との間に位置した第2配向膜と、複数の液晶分子を含む液晶材料及び複数の二色性色素分子を含む二色性色素を有し前記第1配向膜と前記第2配向膜との間に位置した液晶層と、を有する、視野角制御パネルと、
画像を表示する表示パネルと、
前記第1電極及び前記第2電極の駆動を制御する制御部と、を備え、
前記視野角制御パネルと前記表示パネルとの間に位置する偏光板は、前記第1偏光板及び前記第2偏光板の何れか一方であり、
前記液晶層は、
平面視にて各々の前記液晶分子の長軸が前記基準軸に平行となり、前記長軸が前記基準軸に対して第1傾斜角を成す第1状態と、
平面視にて各々の前記液晶分子の前記長軸が前記基準軸に平行となり、前記長軸が前記基準軸に対して前記第1傾斜角より大きい第2傾斜角を成す第2状態と、
の何れか一方に切替えられ、
前記第1配向膜及び前記第2配向膜は、それぞれ水平配向膜であり、
前記液晶層は、正の誘電率異方性を有し、ホモジニアス配向を採り、
前記制御部は、
前記液晶層が前記第1状態に切替えられる際、前記第1電極と前記第2電極との間に0Vの電圧を印加し、
前記液晶層が前記第2状態に切替えられる際、前記第1電極と前記第2電極との間に3乃至7Vの範囲内の電圧を印加する、
表示装置。 - 前記液晶層における前記二色性色素の濃度は、1乃至3%の範囲内である、
請求項5に記載の表示装置。 - 前記液晶層が前記第2状態に切替えられた際、前記第2傾斜角は、60°を超え、90°未満である、
請求項5に記載の表示装置。 - 前記液晶層が前記第2状態に切替えられる際、前記電圧は、3.5乃至5Vの範囲内である、
請求項5に記載の表示装置。 - 第3偏光板と、
照明装置と、をさらに備え、
前記視野角制御パネルと前記表示パネルとの間に位置する前記偏光板は、前記第2偏光板であり、
前記表示パネルは、透過型の液晶表示パネルであり、前記第2偏光板と前記第3偏光板との間に位置し、
前記第1偏光板は、前記照明装置と前記視野角制御パネルとの間に位置している、
請求項5に記載の表示装置。
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