JP6820417B2 - 表示装置 - Google Patents

Description

本開示は、液晶表示装置や有機エレクトロルミネッセンス表示装置などの表示装置に関し、特には、視野角制御が可能な表示装置に関する。

タブレットＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）、ノートＰＣ、スマートフォン等の携帯電話など、個人使用の電子機器では、周囲の第三者に画面を覗き見られたくないという要望が有る。そのため、これらの電子機器では、周囲の第三者に画面を覗き見られないように、画面の視野角を狭くすることが行われている。また、公共用のインフォーメーションディスプレイ、車や電車や航空機に搭載されるディスプレイ、医療や工場機器など産業用ディスプレイにおいても、一定の方向には視野角を広く一定の方向には視野角を狭くしたいという要求も増えてきている。

画面の狭視野角化の方法としては、黒色のストライプが入ったフィルム（ルーバーフィルム）等を画面に貼着する方法が知られている。
ところが、この方法では、画面の視野角が狭い状態で固定されてしまう。そのため、例えば数人で画面を視認する場合など、斜め方向からも画面を視認する必要が有る場合には、斜めからの視認性が悪くなってしまい、電子機器の使い勝手が悪くなってしまう。

このような不都合を解決するために、タブレットＰＣやノートＰＣなどの電子機器において、横からの覗き見防止などのセキュリティーと、必要な場合における横からの十分な視認性とを実現するために、広視野角での表示と狭視野角での表示とを切り換える表示装置が、各種、提案されている。

例えば、特開２００７−１７８９７９号公報（以下において、特許文献１という。）には、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）およびＷ（白）のサブピクセルに対応するゲート配線およびデータ配線を有する第１基板と、ゲート配線とデータ配線との交点に配置される薄膜トランジスタと、Ｒ、Ｇ、ＢおよびＷのサブピクセル内に備えられるプレート型の第１共通電極と、薄膜トランジスタに接続され、第１共通電極と絶縁されて複数のスリットを有する画素電極と、第１基板に対向合着される、第１基板との空間に液晶層が備えられる第２基板と、第２基板上にＷサブピクセルに対応するように形成されるプレート型の第２共通電極とを揺する液晶表示装置が開示されている。

この液晶表示装置では、Ｗサブピクセルに対して、広視野角表示の場合には、Ｒ、ＧおよびＢの隣接サブピクセルと同様にＦＦＳ（ｆｒｉｎｇｅ ｆｉｅｌｄ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードで駆動して視野角を広め、かつ、Ｗ輝度も補償すると共に、狭視野角表示の場合には、Ｒ、ＧおよびＢの隣接サブピクセルとは異なる、垂直電界を形成するＥＣＢ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モードで駆動することにより、視野角を減少することを可能にしている。

また、特開２００４−２７９８６６号公報（以下において、特許文献２にという。）は、視野角が一次元方向に制限された画面と、この画面に表示する画像の正立方向が視野角の制限方向に対して略直交するパーソナルビューモードと、画像の正立方向が視野角の制限方向に一致するマルチビューモードとを切り換える画像表示切替手段とを有する表示装置が開示されている。
すなわち、この表示装置では、マイクロプリズムシート等によって画面の視野角を一次元方向に制限すると共に、画像を９０°回転して、視野角の制限方向に画像の天地を一致させるか否かによって、広視野角表示と狭視野角表示との切り換えを可能にしている。

これらの表示装置によれば、広視野角の表示と狭視野角の表示との切り換えにより、１台の表示装置で、横からの第三者の覗き見を防いだ状態での表示の視認と、数人での適正な表示の視認とを両立できる。

しかしながら、特許文献１や特許文献２の表示装置では、２つの方向、例えば、左右方向で広視野角の表示と狭視野角の表示を切り替えることしかできない。すなわち従来の方法では、一方向のみ視野角を切り替得られることを簡単な構成で得ることは困難であった。

本開示の目的は、このような従来技術の問題点を解決することにあり、表示装置において、簡易な構成で、ある一定方向のみ広視野角表示と、視野角を制限した狭視野角表示とを切り換えを可能な表示装置を提供することにある。

本開示の表示装置は、画像表示パネルと、画像表示パネルの一面に配置される、視野角スイッチング素子とを備え、
視野角スイッチング素子が、対向して配置された第１および第２の直線偏光子と、第１および第２の直線偏光子の間に積層配置された、視野角制御セルおよび光学補償シートとを備え、
第１および第２の直線偏光子は互いの吸収軸もしくは反射軸を平行もしくは直交させて配置されており、
視野角制御セルが、電圧の印加により垂直配向液晶が一方向に傾くシングルドメイン垂直配向液晶セルからなり、
光学補償シートの面内進相軸と、第１の直線偏光子の吸収軸もしくは反射軸とのなす角度が３０°〜６０°であり、
視野角制御セルの垂直配向液晶のプレチルト方位が、第１の直線偏光子の吸収軸もしくは反射軸から角度３０°〜６０°の方位である表示装置。

上記において、「吸収軸もしくは反射軸」とは、直線偏光子が吸収型偏光子である場合には吸収軸、直線偏光子が反射型偏光子である場合には反射軸であることを意味する。

本開示の表示装置においては、視野角スイッチング素子において、第１および第２の直線偏光子の吸収軸もしくは反射軸が互いに直交しているおり、光学補償シートの面内進相軸上に２つある方位のうち、極角斜め４５°でリタデーションを比較した場合に絶対値が小さい方位が、視野角制御セルの垂直配向液晶のプレチルト方位と同一である構成とすることができる。

本開示の表示装置においては、視野角スイッチング素子において、第１および第２の直線偏光子の吸収軸もしくは反射軸が互いに平行であり、光学補償シートの面内進相軸上に２つある方位のうち、極角斜め４５°でリタデーションを比較した場合に絶対値が小さい方位が、視野角制御セルの垂直配向液晶のプレチルト方位と、吸収軸もしくは反射軸を挟んで９０°の方位である構成とすることができる。

本開示の表示装置において、光学補償シートが、ディスコティック液晶性分子の円盤面とシート膜面とのなす角度が、一方の膜面から他方の膜面に向かって増加するハイブリッド配向が固定化されたディスコティック液晶層を備えていることが好ましい。

本開示の表示装置において、光学補償シートの面内進相軸と、第１の直線偏光子の吸収軸もしくは反射軸とのなす角度が４５°であり、視野角制御セルの垂直配向液晶のプレチルト方位が、第１の直線偏光子の吸収軸もしくは反射軸から角度４５°の方位であることが好ましい。

本開示の表示装置は、画像表示パネルが、表示用液晶セルと、表示用液晶セルを挟んで対向配置される２枚の直線偏光子とを備え、
２枚の直線偏光子のうちの１枚が視野角スイッチング素子の第１の直線偏光子を兼ねることが好ましい。

本開示の表示装置は、画像表示パネルと、画像表示パネルの一面に配置される、視野角スイッチング素子とを備え、視野角スイッチング素子が、対向して配置された第１および第２の直線偏光子と、第１および第２の直線偏光子の間に積層配置された、視野角制御セルおよび光学補償シートとを備え、第１および第２の直線偏光子は互いの吸収軸もしくは反射軸を平行もしくは直交させて配置されており、視野角制御セルが、電圧の印加により垂直配向液晶が一方向に傾くシングルドメイン垂直配向液晶セルからなり、光学補償シートの面内進相軸と、第１の直線偏光子の吸収軸もしくは反射軸とのなす角度が３０°〜６０°であり、視野角制御セルの垂直配向液晶のプレチルト方位が、第１の直線偏光子の吸収軸もしくは反射軸から角度３０°〜６０°の方位であるので、簡易な構成で、ある一方向のみ広視野角の表示と視野角を制限した狭視野角の表示とを切り換えることができる。

本発明の実施形態の表示装置の概略構成を示す図である。 構成例１の表示装置１０１の概略構成を示す斜視図である。 構成例２の表示装置２０１の概略構成を示す斜視図である。 設計変更例の表示装置の概略構成を示す図である。 他の設計変更例の表示装置の概略構成を示す図である。

以下、本発明の表示装置の実施形態について、図面を参照して説明する。
なお、本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。また、角度について「直交」および「平行」とは、厳密な角度±１０°の範囲を意味するものとする。

第１の実施形態の表示装置１は、画像表示パネル１０と、画像表示パネルの一方の主面に配置された、視野角スイッチング素子２０とを備えている。
本実施形態において画像表示パネル１０は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｄｉｓｐｌａｙ）であり、吸収軸もしくは反射軸が互いに直交する２枚の直線偏光子１２、２２と、１対の直線偏光子１２、２２の間に配置された表示用液晶セル１４を備えている。視野角スイッチング素子２０は、吸収軸もしくは反射軸が互いに直交する２枚の直線偏光子２２および２８と２枚の直線偏光子２２および２８の間に積層した配置された、視野角制御セル２４と光学補償シート２６とを備えている。本実施形態においては、画像表示パネル１０の視認側に配置されている直線偏光子２２が、視野角スイッチング素子２０の第１の直線偏光板を兼ねている。以下における視野角スイッチング素子２０の説明においては画像表示パネル１０の視認側の直線偏光子２２を第１の直線偏光子２２と称する。なお、視野角スイッチング素子２０の他方の直線偏光子２８を第２の直線偏光子２８と称する。

以下において、直線偏光子は吸収型偏光子である場合について説明する。直線偏光子として反射型偏光子を用いた場合には、吸収軸を反射軸と読み替えればよく、以下に説明する吸収型偏光子の場合と同様の作用効果を奏する。

なお、ここで直線偏光子２２は、通常は、直線偏光子の片面もしくは両面に保護フィルムを備えた偏光板として備えられる。以下において、直線偏光子２２は偏光板と読み替えてもよい。

視野角スイッチング素子２０は、表示用液晶セル１４からの光を第１の直線偏光子２２から直線偏光として出射させ、出射した直線偏光に複屈折による偏光変化を付与する。第２の直線偏光子２８に達するときの偏光が第２の直線偏光子２８の透過軸と平行である場合、光を透過するため広視野角になり、垂直である場合、光を透過しないため狭視野角になる。本視野角スイッチング素子２０は、視野角制御セルにおける印加電圧を初期値（オフ状態）から所定値（オン状態）とすることにより、一方向に対してのみ第２の直線偏光子２８の透過軸に垂直な偏光となる偏光変化を与え、その一方向以外の他方向に対しては第２の直線偏光子２８の透過軸に平行な偏光となる変化を与える機能を奏する。ここで、印加電圧の初期値とは、視野角制御セル２４を通過する際の視野角が一様に広視野角である場合の電圧値をいい、０Ｖに限られない。

視野角制御セル２４は、電圧の印加により垂直配向液晶が一方向に傾く、負の誘電率異方性をもつシングルドメイン垂直配向液晶セルからなる。視野角制御セル２４においては、無電圧印加時には棒状の液晶分子が略垂直配向（例えば、後述の実施例ではプレチルト角８９°で配向）し、電圧印加時には、プレチルト角の傾きの方向（特定の一方向）に液晶分子の長軸が一様に倒れる。これにより、印加電圧が初期値の場合には、視野角制御セル２４を通過する光の偏光に対し、面内の全方位において同様の変化を生じさせる、あるいは同様に変化を生じさせない。また、印加電圧を初期値から変化させた場合に、視野角制御セル２４を通過する光の偏光に対して、特定の一方向にだけそれ以外の他の方向と異なる偏光変化を生じさせることができる。本明細書において、液晶分子が一様に倒れる方向の面内方位をプレチルト方位という。

従来のＬＣＤの表面の直線偏光子の吸収軸は、画面を正面から見た場合における画面の左右方向（方位角０°−１８０°）または上下方向（方位角９０°−２７０°）であることが一般的である。このとき、視野角制御セル２４のプレチルト方位が左右方向に一致していると、電圧印加で液晶分子の倒れる方向が直線偏光子の吸収軸と平行または直交するため通過する光の偏光には変化が生じない。一方、本発明の一実施形態では、視野角制御セル２４のプレチルト方位が第１の直線偏光子の吸収軸から角度４５°の方位となるように構成している。但し、視野角制御セル２４のみでは、所定の一方向における偏光変化とそれ以外の方向における偏光変化との差が不十分であるため、方位角方向で非対称な光学異方性をもつ光学異方性層を備えた光学補償シート２６を、その面内進相軸と第１の直線偏光子２２の吸収軸とのなす角度を略４５°となるように配置している。これにより、所定の一方向における偏光変化とそれ以外の方向における偏光変化との差を十分にすることができ、所定の一方向でのみ視野角のスイッチを実現することができる。

なお、光学補償シート２６の面内進相軸に２つある方位のうち、極角斜め４５°でリタデーションを比較した場合に絶対値が小さい方位（以下において、Ｒ方位と称する。）がプレチルト方位と同一もしくは第１の直線偏光子２２の吸収軸を挟んでプレチルト方位から角度９０°の方位であることが好ましい。

視野角スイッチング素子２０は、第１の直線偏光子２２と第２の直線偏光子２８の吸収軸が直交している場合、視野角制御セル２４への印加電圧が初期値（オフ状態）において、視野角スイッチング素子２０は、視野角制御セル２４および光学補償シート２６を通過する光に対して、全ての方向において位相を９０°変化させる偏光変化を生じさせる。他方、視野角制御セル２４への印加電圧が所定値（オン状態）において、通過する光に対して、所定の一方向において偏光変化をほとんど生じさせず、それ以外の方向においては位相を９０°変化させる偏光変化を生じさせる。

視野角スイッチング素子２６は、第１の直線偏光子２２と第２の直線偏光子２８の吸収軸が平行である場合、視野角制御セル２４への印加電圧が初期値（オフ状態）において、視野角スイッチング素子２０は、視野角制御セル２４および光学補償シート２６を通過する光に対して、全ての方向において位相を変化させない。他方、視野角制御セル２４への印加電圧が所定値（オン状態）において、通過する光に対して、所定の一方向において位相を９０°変化させる偏光変化を生じさせ、それ以外の方向においては位相を変化させない。

上記の視野角スイッチング素子２６により表示装置１は、視野角スイッチング素子のオン／オフ制御により、一方向のみにおいて視野角を広視野角から狭視野角に変化した画像表示ができる。

以下、上記第１の実施形態の表示装置についてのさらに具体的な構成例について図２および図３を参照して説明する。なお、図２および図３において、第１の実施形態の表示装置の各要素と同等の要素には、それぞれ図１で用いた符号に図２に示す構成例１では１００を、図３に示す構成例２では２００を加算した符号を付している。

［構成例１］
図２は、構成例１の表示装置１０１の概略構成を示す斜視図である。
図２の表示装置１０１において、第１の直線偏光子１２２と第２の直線偏光子１２８とは、互いの吸収軸Ａ１，Ａ２が直交するように配置されている。本例においては、図中左右方向における右向きを方位０°、左向きを方位１８０°と定義しており、第１の直線偏光子１２２の吸収軸Ａ１が左右方向と一致している。このとき、吸収軸Ａ１の方位は０°であり、１８０°でもある。

そして、視野角制御セル１２４のプレチルト方位は２２５°であり、吸収軸Ａ１（方位１８０°）から角度４５°の方位である。また、光学補償シート１２６のＲ方位も２２５°であり、吸収軸Ａ１（方位１８０°）から角度４５°の方位である。

本構成例１では、図中左方向（方位１８０°）側の視野角を広視野から狭視野にスイッチング可能である。広視野の状態をオフ状態、狭視野の状態をオン状態とする。

この構成で画像表示パネル１１０を白表示させ、視野角制御セル１２４に大きな電圧をかけた時（例えば５Ｖ）に液晶分子はプレチルト角方位で水平に倒れ面内リタデーションが生じるため入射偏光が変化して正面および全ての視野角方向で白状態になり、視野角制御としては“オフ”状態となる。この状態から電圧を下げると（例えば３．４Ｖ）、液晶分子の倒れる角度は小さくなり（液晶分子が水平に倒れた状態から起き上がった状態となり）、液晶分子の長軸方向はプレチルト方位で斜めに傾斜しているため、プレチルト方位では他の方位よりリタデーションが小さくなる。リタデーションが小さい方向では他の方向より透過率が下がり黒状態になり、視野角制御としては”オン“状態になる。構成例１では視野角制御セルのプレチルト方位Ｐを２２５°に設定しているので、方位２２５°が最も透過率変化が大きくなるが、画面左方向（方位１８０°方向）の透過率変化を大きくするために、Ｒ方位を含む軸方向でリタデーションが非対称な光学異方性をもつ光学異方性層（光学補償シート１２６）を、そのＲ方位が２２５°となるように配置して、斜めリタデーションを調整している。

［構成例２］
図３は、構成例２の表示装置２０１の概略構成を示す斜視図である。
図３の表示装置２０１において、第１の直線偏光子１２２と第２の直線偏光子１２８とは、互いの吸収軸Ａ１，Ａ２が平行になるように配置されている。本例においても、図中左右方向における右向きを方位０°、左向きを方位１８０°と定義しており、第１の直線偏光子１２２の吸収軸Ａ１が左右方向と一致している。このとき、吸収軸Ａ１の方位は０°であり、１８０°でもある。

視野角制御セル２２４のプレチルト方位は４５°であり、吸収軸Ａ１（方位０°）から角度４５°の方位である。また、光学補償シート２２６のＲ方位は３１５°であり、吸収軸Ａ１（方位０°）から角度４５°の方位である。

本構成例２では、図中左方向（方位１８０°）側の視野角を広視野（オフ状態）から狭視野（オン状態）にスイッチング可能である。

この構成で画像表示パネル１１０を白表示させたとき、視野角制御セル２２４に無電圧印加（０Ｖ）で液晶分子は略垂直配向なので、正面ではリタデーションが生じず斜め方向でもリタデーションが小さいので、正面および全ての視野角方向で白状態になり、視野角制御としては“オフ”状態となる。この状態から電圧を上げると（例えば３．０Ｖ）、液晶分子の長軸方向はプレチルト方位に倒れて斜めに傾斜した状態となるため、プレチルト方位と反対の方位で他の方位よりリタデーションが大きくなる。リタデーションが大きい方向では他の方向より透過率が下がり黒状態になり、視野角制御としては”オン“状態になる。構成例２では視野角制御セルのプレチルト方位Ｐは４５°に設定しているので、方位２２５°が最も透過率変化が大きくなるが、画面左方向（方位１８０°方向）の透過率変化を大きくするために、方位角方向で非対称な光学異方性をもつ光学異方性層（光学補償シート２２６）を、そのＲ方位が３１５°となるように配置して、斜めリタデーションを調整している。本構成例２は構成例１と異なり表示用液晶セルのプレチルト方位と光学異方性層のＲ方位が直交している。両構成例の違いは、構成例１では第１および第２の直線偏光子が互いの吸収軸が直交する配置であるのに対し、構成例２では第１および第２の直線偏光子が互いの吸収軸が平行な配置であることと関係している。

上記実施形態において、光学補償シートの面内進相軸と、第１の直線偏光子の吸収軸とのなす角度が４５°であり、視野角制御セルの垂直配向液晶のプレチルト方位が、第１の直線偏光子の吸収軸から角度４５°の方位にあるとして説明したが、これらの角度は３０°から６０°の範囲で適宜設定すればよい。上述の構成例１、２などのように画面の左方向（方位１８０°）の視野角を制御する場合には上記角度として４５°が適するが、方位１６０°など真横方向からずれた方向からの視野角制御には４５°からずれた角度が適するため、所望の視野角制御方位に応じて調整すればよい。

上記実施形態においては、視野角スイッチング素子が、第１の直線偏光子側に視野角制御セルを備え、第２の直線偏光子側に光学補償シートを備えた構成について説明したが、視野角制御セル２４と光学補償シート２６の配置は逆であってもよい。すなわち、図４に示すように、第１の直線偏光子２２側に光学補償シート２６を備え、第２の直線偏光子２８側に視野角制御セルを備えた表示装置２であってもよい。

上記実施形態においては画像表示パネルが液晶パネルである場合について説明したが、画像表示パネルは液晶パネルに限らず、ＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）あるいは印刷物であってもよい。画像表示パネルがＯＬＥＤあるいは印刷物の場合には、光出射面に直線偏光子を備えていないため、視野角スイッチング素子２０に画像表示パネルとは独立して第１の直線偏光子を備えた構成とすればよい。すなわち、本発明の一実施形態の表示素子は、図５に示すように、ＯＬＥＤ１１０の光出射面側に第１の直線偏光子、視野角制御セル２４、光学補償シートおよび第２の直線偏光子を備えた視野角スイッチング素子２０を備えた表示装置３であってもよい。

上記実施形態においては、表示パネルの視認側に視野角スイッチング素子２０を備えた構成の表示装置について説明したが、画像表示パネルがＬＣＤである場合には、画像表示パネルの反視認側、すなわち、ＬＣＤバックライト側に視野角スイッチング素子を備えていてもよい。視野角スイッチング素子２０は表示パネルにいずれの面側に備えられていても上記構成と同様の効果が得られる。

また、上記実施形態においては、第１および第２の直線偏光子とも吸収型偏光子として説明したが、第１および第２の直線偏光子の片方または両方が反射型偏光子であってもよいし、一方を吸収型偏光子と他方を反射型偏光子としてもよい。また、少なくとも一方の直線偏光子が吸収型偏光子と反射型偏光子の積層構造であってもよい。反射型偏光子は光をリサイクル利用するときに好適に使われる。画像表示パネルがＬＣＤである場合には、画像表示パネルの反視認側に視野角スイッチング素子を配置することとし、第２の直線偏光子を反射偏光子、第１の直線偏光子を反射偏光子と吸収偏光子の積層型としてもよい。このような構成とすることにより、バックライト光のリサイクルと画像表示パネルの表示品位(コントラスト等)を両立させることができる。

本発明の一実施形態に用いられる光学補償シートは、たとえばディスコティック液晶性分子が、その円盤面とシート膜面とのなす角度が、一方の膜面から他方の膜面に向かって増加するハイブリッド配向されて、固定化されたディスコティック液晶層を備えているものを好適に用いることができる。具体的には、特開２００４−３５４９６２号公報あるいは特開２００５−２０６６３８号公報に記載の光学補償シートを用いることが好ましい。

光学異方性層を備えた光学補償シートは特開２００４−３５４９６２号公報に記載のものが好ましく用いられるが、Ｒ方位が同一方向であれば、複数層（たとえば２枚）重ね合わせて用いても本発明の一実施形態による効果は得られる。
また、特開２００４−３５４９６２号公報に用いた光学補償シートは、支持体と液晶性材料からなる光学異方性層からなるが、Ｒ方位が同一方向であれば支持体側の面を視野角制御セル側であってもよいし、表示用液晶セル側であってもよい。

本発明の一実施形態に用いられる直線偏光子は、公知のものを用いることができ、たとえばＰＶＡ（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ ａｌｃｏｈｏｌ）ヨウ素偏光子が挙げられるが、これに限るものではない。

［実施例１］
＜視野角制御セルの作製＞
ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）電極付の厚さ０．７ｍｍのガラス基板を２枚用意し、ＩＴＯ表面側に液晶用垂直配向材料ＳＥ−１２１１（日産化学工業株式会社製）を塗布し、熱焼成して配向膜を形成した後、ラビングによる配向処理を行った。その後、２枚の基板の配向膜が向かい合い配向処理方向が反平行になるようにスペーサーを介して重ねあわせ、セルを作製した。このセルに負の誘電率異方性を持つ液晶材料ＭＬＣ−２０３９（メルク社製）を注入し、視野角制御セルを作製した。

視野角制御セルをＡｘｏｍｅｔｒｉｃｓ社のＡｘｏｓｃａｎにより複屈折であるΔｎｄおよびプレチルト角を測定したところ、Δｎｄは３３０ｎｍ、プレチルト角は８９°であり、ほぼ垂直配向セルであることを確認した。また、このセルをクロスニコルの偏光子で挟み電圧印加した場合の透過率を調べた。無電圧印加では正面透過率は略０だが電圧が高くなるにつれて透過率が大きくなり、またプレチルト角の面内方位の透過率はプレチルト角と１８０度異なる面内方位に比べ小さくなっており、電圧印加で液晶が単一方向に倒れていることを確認した。なお、液晶が倒れる方位がプレチルト方位である。

＜偏光板の作製＞
延伸したポリビニルアルコールフィルムにヨウ素を吸着させ、ポリビニルアルコールフィルムからなる直線偏光子を作製した。偏光度は９９．９９７であった。次に、市販のセルローストリアセテートフィルム（フジタックＴＤ８０ＵＦ、富士フイルム（株）製）にケン化処理を行い、ポリビニルアルコール系接着剤を用いて、直線偏光子の他方の表面に保護膜として貼り付け、偏光板を作製した。

＜光学補償シートの作製＞
光学補償シートは、特開２００４−３５４９６２号公報の実施例１に記載の製造方法に沿って作製した。光学補償シートにおける光学異方性層の面内進相軸および面内で最も低複屈折になる方位、すなわち面内進相軸上に２つある方位のうち、極角斜め４５°でリタデーションを比較した場合に絶対値が小さい方位（Ｒ方位）をＡｘｏｍｅｔｒｉｃｓ社のＡｘｏｓｃａｎにより特定した。

＜視野角スイッチング制御装置の作製＞
ヒューレットパッカード社製の液晶モニターＬＰ２０６５を画像表示パネルとして準備した。この液晶モニターはバックライト側の偏光板と表示用液晶セルと視認側の偏光板で構成され、視認側偏光板の吸収軸方位は画像表示パネルの左右方向、バックライト側の偏光板の吸収軸方位は画像表示パネルの上下方向である。この液晶モニターの視認側偏光子の上に、視野角制御セル、光学補償シートおよび直線偏光板の順で粘着剤（綜研化学社製、ＳＫダイン２０５７）を用いて貼合し視野角スイッチング素子を備えた実施例１の表示装置を作製した。このとき、直線偏光板の吸収軸は液晶モニターの視認側偏光子の吸収軸と直交する方向とした。
なお光学異方性層の支持体面が視野角セルと向かい合うように貼合した。なお、制御セルおよび光学異方性層の方位から他の部材の方位を表１に基づいて一義的に決定した。本実施例１の表示装置は図２に示す積層構造を有する。

［比較例１］
実施例１のうち光学補償シートを除いた構成の表示装置を比較例１として作製した。

［実施例２］
実施例１と同様の手法で、視野角制御セル、偏光板、光学補償シートを作製し、ヒューレットパッカード社製の液晶モニターＬＰ２０６５を画像表示パネルとして準備した。また、実施例１と同様に、液晶モニターの視認側偏光子の上に、視野角制御セル、光学補償シートおよび直線偏光板の順で粘着剤（綜研化学社製、ＳＫダイン２０５７）を用いて貼合し視野角スイッチング素子を備えた実施例２の表示装置を作製した。このとき、直線偏光板の吸収軸は液晶モニターの視認側偏光子の吸収軸と平行とした。本実施例２の表示装置は図３に示す積層構造を有する。

［比較例２］
実施例２のうち光学補償シートを除いた構成の表示装置を比較例２として作製した。

［評価］
作製した各装置について、画像表示セルにテスト画像を表示し、視野角制御セルで左方向（方位１８０°）および右方向（方位０°）とも視野角が広い状態（ＯＦＦ状態）と、右方向は視野角が広いままで左方向のみ視野角が狭い状態（ＯＮ状態）とで、正面（法線Ｎ方向）、右（方位角０°）かつ法線Ｎに対して４５°の方向（極角４５°）、および左（方位角１８０°）かつ法線Ｎに対して４５°の方向（極角４５°）の３方向から、表示輝度を目視評価した。なお、ＯＦＦ状態ＯＮ状態の印加電圧はそれぞれ表１の通りとした。

評価は、以下のとおりである。
Ａ： 輝度は明るく表示が視認されない
Ｂ： 輝度はやや暗くなるが表示が視認される
Ｓ： 輝度は暗くなり表示が視認されない

表１に示されるように、実施例１、２は、比較例１、２に比べてＯＮ時の左方向からの輝度が小さくなっており、左方向でのみ視野角の切り替えが出来ていることがわかる。これにより本発明の一実施形態による効果は明らかになった。

本発明の一実施形態は、タブレットＰＣ、ノートＰＣ、スマートフォン等の表示装置や、公共用のインフォーメーションディスプレイ、車や電車や航空機に搭載されるディスプレイ、医療や工場機器など産業用ディスプレイとして、好適に利用可能である。

２０１７年５月２９日に出願された日本出願特願２０１７−１０５５７６号の開示はその全体が参照により本明細書に取り込まれる。
本明細書に記載された全ての文献、特許出願、及び技術規格は、個々の文献、特許出願、及び技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。

１、２、３、１０１、１０２ 表示装置
１０ 画像表示パネル
１２ 直線偏光板
１４ 表示用液晶セル
２０ 視野角スイッチング素子
２２、１２２ 第１の直線偏光子
２４、１２４、２２４ 視野角制御セル
２６、１２６、２２６ 光学補償シート
２８、１２８、２２８ 第２の直線偏光子

Claims (4)

1. 画像表示パネルと、前記画像表示パネルの一面に配置される、視野角スイッチング素子とを備え、
   前記視野角スイッチング素子が、対向して配置された第１および第２の直線偏光子と、前記第１および第２の直線偏光子の間に積層配置された、視野角制御セルおよび光学補償シートとを備え、
   前記第１および第２の直線偏光子は、互いの吸収軸もしくは反射軸が、平行に配置されており、
   前記視野角制御セルが、電圧の印加により垂直配向液晶が一方向に傾くシングルドメイン垂直配向液晶セルからなり、
   前記光学補償シートの面内進相軸と、前記第１の直線偏光子の吸収軸もしくは反射軸とのなす角度が３０°〜６０°であり、
   前記視野角制御セルの前記垂直配向液晶のプレチルト方位が、前記第１の直線偏光子の前記吸収軸もしくは反射軸から角度３０°〜６０°の方位であり、
   前記光学補償シートは、前記面内進相軸上に２つある方位におけるリタデーションが非対称である光学異方性を有し、前記２つある方位のうち、極角斜め４５°でリタデーションを比較した場合に絶対値が小さい方位が、前記視野角制御セルの前記垂直配向液晶の前記プレチルト方位と、前記吸収軸もしくは反射軸を挟んで９０°の方位である表示装置。
2. 前記光学補償シートは、ディスコティック液晶性分子の円盤面とシート膜面とのなす角度が、一方の膜面から他方の膜面に向かって増加するハイブリッド配向が固定化されたディスコティック液晶層を備えている請求項１に記載の表示装置。
3. 前記光学補償シートの前記面内進相軸と、前記第１の直線偏光子の吸収軸もしくは反射軸とのなす角度が４５°であり、
   前記視野角制御セルの前記垂直配向液晶のプレチルト方位が、前記第１の直線偏光子の前記吸収軸もしくは反射軸から角度４５°の方位である請求項１または２に記載の表示装置。
4. 前記画像表示パネルが、表示用液晶セルと、該表示用液晶セルを挟んで対向配置される２枚の直線偏光子とを備え、
   該２枚の直線偏光子のうちの１枚が前記視野角スイッチング素子の第１の直線偏光子を兼ねる請求項１から３のいずれか１項に記載の表示装置。