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JP2007052323A - Electrooptical device and electronic equipment - Google Patents

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JP2007052323A
JP2007052323A JP2005238376A JP2005238376A JP2007052323A JP 2007052323 A JP2007052323 A JP 2007052323A JP 2005238376 A JP2005238376 A JP 2005238376A JP 2005238376 A JP2005238376 A JP 2005238376A JP 2007052323 A JP2007052323 A JP 2007052323A
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JP
Japan
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liquid crystal
crystal layer
subpixel
layer side
substrate
Prior art date
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Pending
Application number
JP2005238376A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenichi Honda
賢一 本田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Epson Imaging Devices Corp
Original Assignee
Sanyo Epson Imaging Devices Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sanyo Epson Imaging Devices Corp filed Critical Sanyo Epson Imaging Devices Corp
Priority to JP2005238376A priority Critical patent/JP2007052323A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid crystal display device which can be controlled at a viewing angle desired by a user irrespective of a viewing angle characteristic of a liquid crystal display panel itself. <P>SOLUTION: The electrooptical device which is, for example, a liquid crystal display device, is composed of a display panel such as liquid crystal display panel and a liquid crystal lens. The liquid crystal lens is concretely a liquid crystal lens sheet, is located on the visible side of the display panel, is interposed between a pair of substrates and a pair of substrates and has a liquid crystal layer consisting of nematic liquid crystal which changes the alignment state upon voltage application. The liquid crystal lens can refract light emitted from the display panel in the liquid crystal layer. Accordingly, by using the liquid crystal lens, the direction of light emitted from the display panel can be changed and the viewing angle can be changed. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、例えば液晶表示装置等の電気光学装置及びこれを備えた電子機器の技術分野に関する。   The present invention relates to a technical field of an electro-optical device such as a liquid crystal display device and an electronic apparatus including the same.

液晶表示装置においては、目的に応じて、必要な視野角特性を有することが望まれている。例えば、携帯電話などの液晶表示装置では、表示画面はユーザだけに見えればよく、かえって視野角が広いと他人に覗き見られる可能性があり好ましくない場合がある。一方、液晶テレビのように、大勢の人が同時に見るような用途の場合には視野角が広い方が望ましい。   In a liquid crystal display device, it is desired to have necessary viewing angle characteristics according to the purpose. For example, in a liquid crystal display device such as a mobile phone, the display screen only needs to be visible to the user. On the contrary, if the viewing angle is wide, there is a possibility that it may be seen by other people, which may not be preferable. On the other hand, a wide viewing angle is desirable for applications such as a liquid crystal television where many people watch at the same time.

液晶表示装置の視野角を変える方法としては、液晶表示パネルの液晶分子の配列方向を調節する方法が知られている。しかしながら、この方法では、液晶表示パネルの製造プロセス内で行われるため、液晶表示パネルが完成した後では調節不可能である。   As a method of changing the viewing angle of a liquid crystal display device, a method of adjusting the alignment direction of liquid crystal molecules of a liquid crystal display panel is known. However, since this method is performed in the manufacturing process of the liquid crystal display panel, it cannot be adjusted after the liquid crystal display panel is completed.

なお、特許文献1では、液晶表示パネルと照明装置の間に集光板を配置するとともに、液晶表示パネルの出光面に、液晶表示パネルを透過する光の屈折方向を特定化する光学補償板を配置することにより、特定の視野角を得ている。   In Patent Document 1, a light collector is disposed between the liquid crystal display panel and the lighting device, and an optical compensator for specifying the refraction direction of light transmitted through the liquid crystal display panel is disposed on the light exit surface of the liquid crystal display panel. By doing so, a specific viewing angle is obtained.

特開平7−104271号公報JP-A-7-104271

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、液晶表示パネル自体の視野角特性に関係なく、ユーザの望む視野角に調節することのできる液晶表示装置を提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to provide a liquid crystal display device that can be adjusted to a viewing angle desired by a user regardless of the viewing angle characteristics of the liquid crystal display panel itself.

本発明の1つの観点では、電気光学装置は、表示パネルと、前記表示パネルの視認側に配置され、一対の基板と、前記一対の基板間に挟持され、且つ電圧印加時に配向状態を変化させるネマチック液晶からなる液晶層と、を有する液晶レンズと、を備える。   In one aspect of the present invention, the electro-optical device is disposed on the viewing side of the display panel and the display panel, is sandwiched between the pair of substrates and the pair of substrates, and changes the alignment state when a voltage is applied. And a liquid crystal lens having a liquid crystal layer made of nematic liquid crystal.

上記の電気光学装置は、例えば液晶表示装置であり、液晶表示パネルなどの表示パネルと、液晶レンズより構成される。液晶レンズは、具体的には、液晶レンズシートであり、前記表示パネルの視認側に配置され、一対の基板と、前記一対の基板間に挟持され、且つ電圧印加時に配向状態を変えるネマチック液晶からなる液晶層を有する。前記液晶レンズは、前記表示パネルより出光した光を、液晶層において屈折することができる。従って、液晶レンズを用いることで、前記表示パネルより出光した光の方向を変えることができ、視野角を変えることができる。   The electro-optical device is, for example, a liquid crystal display device, and includes a display panel such as a liquid crystal display panel and a liquid crystal lens. Specifically, the liquid crystal lens is a liquid crystal lens sheet, which is disposed on the viewing side of the display panel, is sandwiched between a pair of substrates, and the nematic liquid crystal that is sandwiched between the pair of substrates and changes the alignment state when a voltage is applied. A liquid crystal layer. The liquid crystal lens can refract light emitted from the display panel in a liquid crystal layer. Therefore, by using a liquid crystal lens, the direction of light emitted from the display panel can be changed, and the viewing angle can be changed.

上記の電気光学装置の好適な実施例では、表示パネルと、前記表示パネルに対し、光を透過させることにより照明する照明装置と、前記照明装置の前記表示パネル側に配置され、一対の基板と、前記一対の基板間に挟持され、且つ電圧印加時に配向状態を変化させるネマチック液晶からなる液晶層と、を有する液晶レンズと、を備える。   In a preferred embodiment of the electro-optical device, a display panel, an illumination device that illuminates the display panel by transmitting light, and a pair of substrates disposed on the display panel side of the illumination device, And a liquid crystal lens having a liquid crystal layer made of nematic liquid crystal that is sandwiched between the pair of substrates and changes the alignment state when a voltage is applied.

上記の電気光学装置の一態様では、前記液晶レンズは、前記一対の基板のうち、少なくとも一方の基板の内面上に複数の制御電極がストライプ状に形成されてなる。このようにすることで、複数の制御電極に印加する電圧の大きさを制御するだけで、液晶層に対し、凸型レンズ、凹型レンズの両方の光学的効果を実現することができ、電気光学装置の視野角の広狭を制御することができる。   In one aspect of the electro-optical device, the liquid crystal lens includes a plurality of control electrodes formed in stripes on the inner surface of at least one of the pair of substrates. In this way, the optical effects of both the convex lens and the concave lens can be realized on the liquid crystal layer only by controlling the magnitude of the voltage applied to the plurality of control electrodes. The width of the viewing angle of the apparatus can be controlled.

上記の電気光学装置の他の一態様では、一つのサブ画素上に配置された前記複数の制御電極のうち、前記サブ画素の中央に近い位置に配置された制御電極になるほど、印加される電圧が高く設定され、前記サブ画素の両端に近い位置に配置された制御電極になるほど、印加される電圧が低く設定される。このようにすることで、液晶層に対し、凸型レンズの光学的効果を持たせることができ、電気光学装置の視野角を狭めることができる。   In another aspect of the electro-optical device, a voltage applied to a plurality of control electrodes arranged on one subpixel becomes closer to a position closer to the center of the subpixel. Is set higher and the applied voltage is set lower as the control electrode is located closer to both ends of the sub-pixel. By doing so, the optical effect of the convex lens can be given to the liquid crystal layer, and the viewing angle of the electro-optical device can be narrowed.

上記の電気光学装置の他の一態様では、一つのサブ画素上に配置された前記複数の制御電極のうち、前記サブ画素の中央に近い位置に配置された制御電極になるほど、印加される電圧が低く設定され、前記サブ画素の両端に近い位置に配置された制御電極になるほど、印加される電圧が高く設定される。このようにすることで、液晶層に対し、凹型レンズの光学的効果を持たせることができ、電気光学装置の視野角を広げることができる。   In another aspect of the electro-optical device, a voltage applied to a plurality of control electrodes arranged on one subpixel becomes closer to a position closer to the center of the subpixel. Is set lower and the applied voltage is set higher as the control electrode is arranged at a position closer to both ends of the sub-pixel. By doing so, the liquid crystal layer can have the optical effect of a concave lens, and the viewing angle of the electro-optical device can be widened.

上記の電気光学装置の他の一態様では、一つのサブ画素上に配置された前記複数の制御電極のうち、前記サブ画素の中央に近い位置に配置された制御電極になるほど、その幅が大きく形成され、前記サブ画素の両端に近い位置に配置された制御電極になるほど、その幅が小さく形成される。このようにすることで、液晶層に対し、凸型レンズの光学的効果を持たせることができ、電気光学装置の視野角を狭めることができる。また、前記複数の制御電極に流す電流の値をすべて等しくすることもできるので、駆動回路の制御も簡単にすることができる。   In another aspect of the above electro-optical device, the width of the plurality of control electrodes arranged on one subpixel becomes larger as the control electrode is arranged at a position closer to the center of the subpixel. The width of the control electrode formed becomes smaller as the control electrode is formed and arranged closer to both ends of the sub-pixel. By doing so, the optical effect of the convex lens can be given to the liquid crystal layer, and the viewing angle of the electro-optical device can be narrowed. In addition, since the values of currents flowing through the plurality of control electrodes can all be made equal, the control of the drive circuit can be simplified.

上記の電気光学装置の他の一態様では、一つのサブ画素上に配置された前記複数の制御電極のうち、前記サブ画素の中央に近い位置に配置された制御電極になるほど、その幅が小さく形成され、前記サブ画素の両端に近い位置に配置された制御電極になるほど、その幅が大きく形成される。このようにすることで、液晶層に対し、凹型レンズの光学的効果を持たせることができ、電気光学装置の視野角を広げることができる。また、前記複数の制御電極に流す電流の値をすべて等しくすることもできるので、駆動回路の制御も簡単にすることができる。   In another aspect of the above electro-optical device, the width of the plurality of control electrodes arranged on one subpixel becomes smaller as the control electrode is arranged at a position closer to the center of the subpixel. The width of the control electrode is increased as the control electrode is formed and disposed at a position closer to both ends of the sub-pixel. By doing so, the liquid crystal layer can have the optical effect of a concave lens, and the viewing angle of the electro-optical device can be widened. In addition, since the values of currents flowing through the plurality of control electrodes can all be made equal, the control of the drive circuit can be simplified.

上記の電気光学装置の他の一態様では、前記液晶レンズは、前記一対の基板のうち、一方の基板の前記液晶層側又は他方の基板の前記液晶層側の少なくとも一方に下地層が形成され、前記下地層の前記液晶層側には、一つのサブ画素単位で、夫々凹形状の曲面が形成されてなり、前記液晶層は、前記一方の基板の前記液晶層側に形成された制御電極と、前記他方の基板の前記液晶層側に形成された制御電極と、により電圧を印加されてなる。ここで、下地層とは、具体的には保護層のことを示す。このようにしても、液晶層に対し、凸型レンズの光学的効果を持たせることができ、電気光学装置の視野角を狭めることができる。   In another aspect of the electro-optical device, the liquid crystal lens includes a base layer formed on at least one of the pair of substrates on the liquid crystal layer side of one substrate or the liquid crystal layer side of the other substrate. A concave curved surface is formed for each sub-pixel unit on the liquid crystal layer side of the base layer, and the liquid crystal layer is a control electrode formed on the liquid crystal layer side of the one substrate. And a voltage is applied by the control electrode formed on the liquid crystal layer side of the other substrate. Here, the underlayer specifically refers to a protective layer. Even in this case, the optical effect of the convex lens can be given to the liquid crystal layer, and the viewing angle of the electro-optical device can be narrowed.

上記の電気光学装置の他の一態様では、前記液晶レンズは、前記一対の基板のうち、一方の基板の前記液晶層側又は他方の基板の前記液晶層側の少なくとも一方に下地層が形成され、前記下地層の前記液晶層側には、一つのサブ画素単位で、夫々凸形状の曲面が形成されてなり、前記液晶層は、前記一方の基板の前記液晶層側に形成された制御電極と、前記他方の基板の前記液晶層側に形成された制御電極と、により電圧を印加されてなる。このようにしても、液晶層に対し、凹型レンズの光学的効果を持たせることができ、電気光学装置の視野角を広げることができる。   In another aspect of the electro-optical device, the liquid crystal lens includes a base layer formed on at least one of the pair of substrates on the liquid crystal layer side of one substrate or the liquid crystal layer side of the other substrate. A convex curved surface is formed for each sub-pixel unit on the liquid crystal layer side of the base layer, and the liquid crystal layer is a control electrode formed on the liquid crystal layer side of the one substrate. And a voltage is applied by the control electrode formed on the liquid crystal layer side of the other substrate. Even in this case, the optical effect of the concave lens can be given to the liquid crystal layer, and the viewing angle of the electro-optical device can be widened.

上記の電気光学装置の他の一態様では、前記液晶レンズは、前記一対の基板のうち、一方の基板の前記液晶層側に第1の下地層が形成され、他方の基板の前記液晶層側に第2の下地層が形成され、前記第1の下地層の前記液晶層側及び前記第2の下地層の前記液晶層側には、一つのサブ画素単位で、夫々凹形状の曲面が形成されてなり、前記液晶層は、前記一方の基板の前記液晶層側に形成された制御電極と、前記他方の基板の前記液晶層側に形成された制御電極と、により電圧を印加されてなる。このようにしても、液晶層に対し、凸型レンズの光学的効果を持たせることができ、電気光学装置の視野角を狭めることができる。   In another aspect of the electro-optical device, the liquid crystal lens includes a first base layer formed on the liquid crystal layer side of one of the pair of substrates, and the liquid crystal layer side of the other substrate. A second underlayer is formed on the liquid crystal layer side of the first underlayer and on the liquid crystal layer side of the second underlayer, and a concave curved surface is formed for each sub-pixel unit. The liquid crystal layer is applied with a voltage by a control electrode formed on the liquid crystal layer side of the one substrate and a control electrode formed on the liquid crystal layer side of the other substrate. . Even in this case, the optical effect of the convex lens can be given to the liquid crystal layer, and the viewing angle of the electro-optical device can be narrowed.

上記の電気光学装置の他の一態様では、前記液晶レンズは、前記一対の基板のうち、一方の基板の前記液晶層側に第1の下地層が形成され、他方の基板の前記液晶層側に第2の下地層が形成され、前記第1の下地層の前記液晶層側及び前記第2の下地層の前記液晶層側には、一つのサブ画素単位で、夫々凸形状の曲面が形成されてなり、前記液晶層は、前記一方の基板の前記液晶層側に形成された制御電極と、前記他方の基板の前記液晶層側に形成された制御電極と、により電圧を印加されてなる。このようにしても、液晶層に対し、凹型レンズの光学的効果を持たせることができ、電気光学装置の視野角を広げることができる。   In another aspect of the electro-optical device, the liquid crystal lens includes a first base layer formed on the liquid crystal layer side of one of the pair of substrates, and the liquid crystal layer side of the other substrate. A second underlayer is formed, and a convex curved surface is formed for each sub-pixel unit on the liquid crystal layer side of the first underlayer and on the liquid crystal layer side of the second underlayer. The liquid crystal layer is applied with a voltage by a control electrode formed on the liquid crystal layer side of the one substrate and a control electrode formed on the liquid crystal layer side of the other substrate. . Even in this case, the optical effect of the concave lens can be given to the liquid crystal layer, and the viewing angle of the electro-optical device can be widened.

本発明のさらなる他の観点では、上記の液晶表示装置を表示部に備えることを特徴とする電子機器を構成することができる。   In still another aspect of the present invention, an electronic apparatus including the above liquid crystal display device in a display portion can be configured.

以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について説明する。尚、以下の実施形態は、本発明を液晶表示装置に適用したものである。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, the present invention is applied to a liquid crystal display device.

[液晶表示装置]
図1は、本発明の液晶レンズシート30を備えた液晶表示装置100の概略構成を示す側面図である。なお、図1では説明の便宜上、各構成要素の間隔を空けて図示しているが、実際にはそれらは図中の上下方向に重ねられた状態で液晶表示装置100を構成している。
[Liquid Crystal Display]
FIG. 1 is a side view showing a schematic configuration of a liquid crystal display device 100 including a liquid crystal lens sheet 30 of the present invention. In FIG. 1, for convenience of explanation, each component is illustrated with a space therebetween, but actually, the liquid crystal display device 100 is configured in a state where they are stacked in the vertical direction in the drawing.

液晶表示装置100は、主に、液晶表示パネル20と、液晶表示パネル20を照明する照明装置10と、液晶表示パネル20より出射した光を屈折する液晶レンズシート30より構成される。   The liquid crystal display device 100 mainly includes a liquid crystal display panel 20, a lighting device 10 that illuminates the liquid crystal display panel 20, and a liquid crystal lens sheet 30 that refracts light emitted from the liquid crystal display panel 20.

液晶表示パネル20は、ガラスなどの下側基板1及び上側基板2を、シール材3を介して貼り合わせてセル構造を形成し、その内部に液晶4を封入して構成される。さらに、液晶表示パネル20には、他にも、例えばブラックマトリクス、カラーフィルタ、電極、その他の多くの構成要素が、マトリクス状(格子状)又はストライプ状(線状)に形成されている。これらの構成要素は、通常矩形の液晶表示パネル20の4辺に略並行に形成されている。なお、本発明では、液晶表示パネル20の構造には特に制限はない。   The liquid crystal display panel 20 is configured by bonding a lower substrate 1 and an upper substrate 2 such as glass together with a sealing material 3 to form a cell structure, and enclosing the liquid crystal 4 therein. Further, the liquid crystal display panel 20 is formed with many other components such as a black matrix, a color filter, an electrode, and the like in a matrix (lattice) or stripe (line). These components are formed substantially in parallel on the four sides of the normally rectangular liquid crystal display panel 20. In the present invention, the structure of the liquid crystal display panel 20 is not particularly limited.

照明装置10は、液晶表示パネル20の下面側に配置され、光源部15と導光板11より構成される。光源部15は、点光源である複数のLED16を備える。各LED16から出射された光Lは、図示のように導光板11内へ入り、導光板11の上下面で反射を繰り返すことにより方向を変え、導光板11の上下面と光Lの臨界角を超えると、導光板11の上下面より出光する。導光板11の下面より出光した光Lは、導光板11の下面側に配置された反射シート14によって反射され、導光板11へ再び戻る。液晶表示パネル20と照明装置10の間には、光を拡散する拡散シート13や、光を液晶表示パネル20へ向けるプリズムシート12などが設けられており、導光板11の上面より出光した光Lは、これらのシートを透過して、液晶表示パネル20を照明する。   The illumination device 10 is disposed on the lower surface side of the liquid crystal display panel 20 and includes a light source unit 15 and a light guide plate 11. The light source unit 15 includes a plurality of LEDs 16 that are point light sources. The light L emitted from each LED 16 enters the light guide plate 11 as shown in the figure, and changes its direction by repeating reflection on the upper and lower surfaces of the light guide plate 11, thereby changing the upper and lower surfaces of the light guide plate 11 and the critical angle of the light L. If it exceeds, light will be emitted from the upper and lower surfaces of the light guide plate 11. The light L emitted from the lower surface of the light guide plate 11 is reflected by the reflection sheet 14 disposed on the lower surface side of the light guide plate 11 and returns to the light guide plate 11 again. Between the liquid crystal display panel 20 and the illumination device 10, there are provided a diffusion sheet 13 that diffuses light, a prism sheet 12 that directs light to the liquid crystal display panel 20, and the like, and the light L emitted from the upper surface of the light guide plate 11. Illuminates the liquid crystal display panel 20 through these sheets.

液晶表示パネル20の上側基板2の外面上、即ち、液晶表示パネル20の光Lが出光する面上には、液晶レンズシート30が備えられる。液晶表示パネル20より出光した光Lは、液晶レンズシート30を透過する。液晶レンズシート30は、液晶層を有しており、その液晶層に光Lを透過させることで、光Lを屈折することができ、光Lの進行方向を変えることができる。つまり、液晶レンズシート30を用いることで、液晶表示パネル20自体の視野角特性に関係なく、液晶表示装置100の視野角や輝度の制御を行うことができる。このようにして液晶レンズシート30を透過した光Lが、観察者によって視認されることとなる。   A liquid crystal lens sheet 30 is provided on the outer surface of the upper substrate 2 of the liquid crystal display panel 20, that is, on the surface where the light L of the liquid crystal display panel 20 is emitted. The light L emitted from the liquid crystal display panel 20 passes through the liquid crystal lens sheet 30. The liquid crystal lens sheet 30 has a liquid crystal layer. By transmitting the light L through the liquid crystal layer, the light L can be refracted and the traveling direction of the light L can be changed. That is, by using the liquid crystal lens sheet 30, the viewing angle and the brightness of the liquid crystal display device 100 can be controlled regardless of the viewing angle characteristics of the liquid crystal display panel 20 itself. Thus, the light L transmitted through the liquid crystal lens sheet 30 is visually recognized by an observer.

また、後に詳しく述べるが、液晶レンズシート30、液晶表示パネル20を透過してきた外光は、照明装置10の反射シート14によって反射される。この反射シート14によって反射された外光によっても、液晶表示パネル20は照明される。   Further, as will be described in detail later, external light transmitted through the liquid crystal lens sheet 30 and the liquid crystal display panel 20 is reflected by the reflection sheet 14 of the lighting device 10. The liquid crystal display panel 20 is also illuminated by external light reflected by the reflecting sheet 14.

[第1実施形態]
まず、第1実施形態に係る液晶レンズシート30の構造について述べる。図2は液晶レンズシート30の平面図を示しており、主に液晶レンズシート30の配線構成を示している。図3は、液晶レンズシート30の断面図である。
[First embodiment]
First, the structure of the liquid crystal lens sheet 30 according to the first embodiment will be described. FIG. 2 is a plan view of the liquid crystal lens sheet 30, and mainly shows the wiring configuration of the liquid crystal lens sheet 30. FIG. 3 is a cross-sectional view of the liquid crystal lens sheet 30.

図2では、紙面手前側(観察側)に液晶レンズシート30の上側基板32が、また、紙面奥側に液晶レンズシート30の下側基板31が夫々配置されている。なお、図2では、紙面縦方向(列方向)をY方向と、また、紙面横方向(行方向)をX方向と規定する。また、図2において、液晶表示パネル20における一つの色を表示する単位画素を、サブ画素SGとして示している。また、1行3列のサブ画素領域SGは、液晶表示パネル20における、R(赤)、G(緑)、B(青)から構成される1つの画素領域AGを示している。なお、ここで、液晶表示パネル20としては、カラー表示を行うものには限られず、代わりに白黒表示を行うものを用いても良いのは言うまでもない。   In FIG. 2, the upper substrate 32 of the liquid crystal lens sheet 30 is disposed on the front side (observation side) of the paper, and the lower substrate 31 of the liquid crystal lens sheet 30 is disposed on the back side of the paper. In FIG. 2, the vertical direction (column direction) of the paper surface is defined as the Y direction, and the horizontal direction (row direction) of the paper surface is defined as the X direction. In FIG. 2, a unit pixel that displays one color in the liquid crystal display panel 20 is shown as a sub-pixel SG. In addition, the 1 × 3 sub-pixel region SG indicates one pixel region AG composed of R (red), G (green), and B (blue) in the liquid crystal display panel 20. Here, it is needless to say that the liquid crystal display panel 20 is not limited to the one that performs color display, but may be the one that performs monochrome display instead.

液晶レンズシート30は、図3に示すように、上側基板32と、その上側基板32に対向して配置される下側基板31とが枠状のシール材33を介して貼り合わされ、そのシール材33の内側に液晶が封入されて液晶層34が形成されてなる。ここで、液晶層34として封入される液晶としては、電圧印加時に垂直配向となるネマチック液晶が用いられる。   As shown in FIG. 3, the liquid crystal lens sheet 30 is formed by bonding an upper substrate 32 and a lower substrate 31 disposed so as to face the upper substrate 32 through a frame-shaped sealing material 33. A liquid crystal layer 34 is formed by sealing liquid crystal inside 33. Here, as the liquid crystal sealed as the liquid crystal layer 34, nematic liquid crystal that is vertically aligned when a voltage is applied is used.

まず、下側基板31の平面構成について説明する。下側基板31の内面上には、主として、複数の制御電極37、ドライバIC40、外部接続用配線35及びFPC(Flexible Printed Circuit)41などが形成若しくは実装されている。   First, the planar configuration of the lower substrate 31 will be described. On the inner surface of the lower substrate 31, a plurality of control electrodes 37, a driver IC 40, an external connection wiring 35, an FPC (Flexible Printed Circuit) 41, and the like are mainly formed or mounted.

図2に示すように、下側基板31は、上側基板32の一辺側から外側へ張り出してなる張り出し領域31aを有しており、その張り出し領域31a上には、ドライバIC40が実装されている。ドライバIC40の入力側の端子(図示略)は、複数の外部接続用配線35の一端側と電気的に接続されていると共に、複数の外部接続用配線35の他端側はFPC41と電気的に接続されている。各制御電極37は、Y方向に延在するように且つX方向に適宜の間隔をおいて形成され、かつ、複数本が一つのサブ画素SG内にストライプ状に形成されている。図2及び図3では、一例として、5本ずつの制御電極37が、一つのサブ画素SG内にストライプ状に形成されるとしている。各制御電極37の一端側は、ドライバIC40の出力側の端子(図示略)に電気的に接続されている。各制御電極37は、例えばITO(Indium-Tin Oxide)などの透明導電材料により形成されている。各制御電極37の内面上には、保護層39が形成されている。   As shown in FIG. 2, the lower substrate 31 has an extended region 31a that extends outward from one side of the upper substrate 32, and a driver IC 40 is mounted on the extended region 31a. A terminal (not shown) on the input side of the driver IC 40 is electrically connected to one end side of the plurality of external connection wirings 35, and the other end side of the plurality of external connection wirings 35 is electrically connected to the FPC 41. It is connected. Each control electrode 37 is formed so as to extend in the Y direction and at an appropriate interval in the X direction, and a plurality of control electrodes 37 are formed in stripes in one sub-pixel SG. In FIG. 2 and FIG. 3, as an example, five control electrodes 37 are formed in a stripe shape in one sub-pixel SG. One end of each control electrode 37 is electrically connected to an output terminal (not shown) of the driver IC 40. Each control electrode 37 is formed of a transparent conductive material such as ITO (Indium-Tin Oxide). A protective layer 39 is formed on the inner surface of each control electrode 37.

液晶レンズシート30では、1つの画素領域AGがX方向及びY方向に複数個、マトリクス状に並べられた領域V(2点鎖線により囲まれる領域)が液晶表示パネル20における有効表示領域に対応する。この有効表示領域Vに、文字、数字、図形等の画像が表示される。   In the liquid crystal lens sheet 30, a region V (a region surrounded by a two-dot chain line) in which a plurality of pixel regions AG are arranged in a matrix in the X direction and the Y direction corresponds to an effective display region in the liquid crystal display panel 20. . In the effective display area V, images such as letters, numbers, and figures are displayed.

次に、上側基板32の平面構成について説明する。上側基板32は、共通電極38を有する。共通電極38は、ITOなどの透明導電材料からなり、上側基板32の略一面に亘って形成されている。共通電極38は、シール材33の隅の領域E1において配線36の一端側と電気的に接続されていると共に、当該配線36の他端側は、ドライバIC40のCOMに対応する出力端子と電気的に接続されている。   Next, the planar configuration of the upper substrate 32 will be described. The upper substrate 32 has a common electrode 38. The common electrode 38 is made of a transparent conductive material such as ITO, and is formed over substantially the entire surface of the upper substrate 32. The common electrode 38 is electrically connected to one end side of the wiring 36 in the corner area E1 of the sealing material 33, and the other end side of the wiring 36 is electrically connected to an output terminal corresponding to the COM of the driver IC 40. It is connected to the.

下側基板31の保護層39の内面上、上側基板32の共通電極38の内面上には、夫々液晶の配向膜42、43が夫々形成されている。   Liquid crystal alignment films 42 and 43 are formed on the inner surface of the protective layer 39 of the lower substrate 31 and on the inner surface of the common electrode 38 of the upper substrate 32, respectively.

以上の構成を有する液晶レンズシート30では、電子機器等と接続されたFPC41側からの信号及び電力等に基づき、ドライバIC40によって、液晶表示装置100に設定したい視野角や輝度に応じた信号を、それぞれ対応するS1、S2、・・・、Sn−1、Sn(nは自然数)の各制御電極37に供給する。これにより、液晶層34の配向状態が制御されることとなる。   In the liquid crystal lens sheet 30 having the above-described configuration, a signal corresponding to a viewing angle and luminance desired to be set in the liquid crystal display device 100 by the driver IC 40 based on a signal and power from the FPC 41 connected to an electronic device or the like, , Sn-1, and Sn (n is a natural number) corresponding to the control electrodes 37 respectively corresponding to S1, S2,. Thereby, the alignment state of the liquid crystal layer 34 is controlled.

(液晶レンズシートを用いた視野角制御方法)
次に、液晶レンズシート30を用いて、視野角制御を行う方法について詳細に述べる。まず、液晶レンズシート30を用いて、視野角を狭める方法について述べる。図4(a)は、視野角を狭める場合における液晶レンズシート30のサブ画素SG単位での断面拡大図、図3で言うと破線30pで囲まれた部分の拡大図である。
(Viewing angle control method using liquid crystal lens sheet)
Next, a method for performing viewing angle control using the liquid crystal lens sheet 30 will be described in detail. First, a method for narrowing the viewing angle using the liquid crystal lens sheet 30 will be described. FIG. 4A is an enlarged cross-sectional view of the liquid crystal lens sheet 30 in the sub pixel SG unit when the viewing angle is narrowed, and is an enlarged view of a portion surrounded by a broken line 30p in FIG.

サブ画素SG単位で見ると、先にも述べたように、複数の制御電極37がストライプ状に下側基板31に形成されている。図4(a)では、サブ画素SG単位で、S1、S2、・・・、S5からなる5本の制御電極37が、下側基板31に形成されているとする。配向膜42と配向膜43には、液晶分子45を単一方向(図4(a)でいうと破線矢印tilの方向)にチルト(傾ける)するためのラビングが施されている。   When viewed in units of subpixels SG, as described above, the plurality of control electrodes 37 are formed on the lower substrate 31 in stripes. In FIG. 4A, it is assumed that five control electrodes 37 composed of S1, S2,..., S5 are formed on the lower substrate 31 in units of subpixels SG. The alignment film 42 and the alignment film 43 are subjected to rubbing for tilting (tilting) the liquid crystal molecules 45 in a single direction (the direction of the broken arrow til in FIG. 4A).

各制御電極37と共通電極38の間に電圧が印加されていない状態、即ち、電圧非印加時では、液晶分子45は、その長軸方向が配向膜42と配向膜43におけるラビングがされた方向に対し、完全に平行となる状態となっている。言い換えれば、液晶分子45は、下側基板31及び上側基板32に対し、「寝ている」状態となっている。一方、S1〜S5の各制御電極37と共通電極38の間に電圧を印加する場合、ドライバIC40によって、サブ画素SGの中央に形成されているS3の制御電極37に印加する電圧の大きさが最大にされ、サブ画素SGの中央より両端の方向(図4(a)でいうとS1、S5の制御電極37が形成されている方向)に向かうにつれて、制御電極37に印加する電圧の大きさが段階的に小さくされる。従って、図4(a)において、S1〜S5の制御電極37に印加される電圧の大きさの関係としては、S3>S2≒S4>S1≒S5の関係が成立する。このようにすることで、サブ画素SGの中央にある液晶分子45を、下側基板31及び上側基板32に対し、垂直に立たせた状態にすることができ、サブ画素SGの両端の方向に向かうに従って、液晶分子45の下側基板31及び上側基板32に対する傾き(チルト角)を、段階的に小さくすることができる。   When no voltage is applied between the control electrodes 37 and the common electrode 38, that is, when no voltage is applied, the liquid crystal molecules 45 have a major axis direction in which the alignment film 42 and the alignment film 43 are rubbed. On the other hand, it is in a state of being completely parallel. In other words, the liquid crystal molecules 45 are “sleeping” with respect to the lower substrate 31 and the upper substrate 32. On the other hand, when a voltage is applied between the control electrodes 37 and the common electrode 38 of S1 to S5, the magnitude of the voltage applied by the driver IC 40 to the control electrode 37 of S3 formed at the center of the subpixel SG is small. The magnitude of the voltage applied to the control electrode 37 is maximized and goes in the direction from the center of the sub-pixel SG to both ends (the direction in which the control electrodes 37 of S1 and S5 are formed in FIG. 4A). Is gradually reduced. Therefore, in FIG. 4A, the relationship of the magnitude of the voltage applied to the control electrode 37 of S1 to S5 is established as S3> S2≈S4> S1≈S5. By doing so, the liquid crystal molecules 45 at the center of the sub-pixel SG can be made to stand vertically with respect to the lower substrate 31 and the upper substrate 32, and are directed toward both ends of the sub-pixel SG. Accordingly, the tilt (tilt angle) of the liquid crystal molecules 45 with respect to the lower substrate 31 and the upper substrate 32 can be reduced stepwise.

次に、図4(a)に示す電圧が印加されたときの液晶層34の光学的特性について述べる。液晶層34の光の屈折率は、光Lが透過する液晶分子45の平均屈折率となる。ネマチック液晶では液晶分子45が複屈折性を有するため、液晶分子45の長軸方向とそれに垂直な短軸方向とで屈折率が異なり、長軸方向の屈折率の方が短軸方向の屈折率よりも大きい。先に述べたように、サブ画素SGの中央では、液晶分子45は立った状態となるが、サブ画素SGの両端に向かうにつれて、液晶分子45は、下側基板31及び上側基板32に対する傾きが小さくなる状態、即ち、寝ている状態に近くなる。つまり、サブ画素SGの中央では、液晶層34の屈折率は、液晶分子45の長軸方向の屈折率に近くなり、サブ画素SGの両端では、液晶層34の屈折率は、液晶分子45の短軸方向の屈折率に近くなる。このことから、液晶層34の光の屈折率は、一様ではなく、S1〜S5の各制御電極37に夫々対応した部分の液晶層34n1〜34n5によって異なる。具体的には、S1〜S5の制御電極37の夫々に対応した液晶層34n1〜34n5の光の屈折率を夫々屈折率n1〜n5とすると、n3>n2≒n4>n1≒n5の関係が成立する。従って、図4(a)に示す電圧が印加されたときの液晶層34は、図4(b)に示すような凸型レンズ46と同じ光学的効果を有するいわゆる屈折率分布レンズとなる。   Next, optical characteristics of the liquid crystal layer 34 when the voltage shown in FIG. 4A is applied will be described. The refractive index of light of the liquid crystal layer 34 is the average refractive index of the liquid crystal molecules 45 through which the light L is transmitted. In the nematic liquid crystal, since the liquid crystal molecules 45 have birefringence, the refractive index differs between the major axis direction of the liquid crystal molecules 45 and the minor axis direction perpendicular thereto, and the refractive index in the major axis direction is the refractive index in the minor axis direction. Bigger than. As described above, the liquid crystal molecules 45 are standing in the center of the sub-pixel SG, but the liquid crystal molecules 45 are inclined with respect to the lower substrate 31 and the upper substrate 32 toward both ends of the sub-pixel SG. It becomes close to a small state, that is, a sleeping state. That is, at the center of the sub-pixel SG, the refractive index of the liquid crystal layer 34 is close to the refractive index in the major axis direction of the liquid crystal molecules 45, and at both ends of the sub-pixel SG, the refractive index of the liquid crystal layer 34 is It becomes close to the refractive index in the minor axis direction. From this, the refractive index of the light of the liquid crystal layer 34 is not uniform, and differs depending on the liquid crystal layers 34n1 to 34n5 in the portions corresponding to the respective control electrodes 37 of S1 to S5. Specifically, assuming that the refractive indexes of the light of the liquid crystal layers 34n1 to 34n5 corresponding to the control electrodes 37 of S1 to S5 are refractive indexes n1 to n5, the relationship of n3> n2≈n4> n1≈n5 is established. To do. Therefore, the liquid crystal layer 34 when the voltage shown in FIG. 4A is applied becomes a so-called gradient index lens having the same optical effect as the convex lens 46 shown in FIG. 4B.

以上をまとめると、サブ画素SGの中央に近い位置に配置された制御電極37になるほど、印加される電圧を高く設定し、サブ画素SGの両端に近い位置に配置された制御電極37になるほど、印加される電圧を低く設定することで、液晶層34を、凸型レンズと同様の光学的効果を有する屈折率分布レンズとすることができる。このようにすることで、液晶層34に入射した光を集光する方向へ屈折することができ、液晶表示装置100の±X方向の視野角を狭くすることができる。   In summary, as the control electrode 37 is located closer to the center of the sub-pixel SG, the applied voltage is set higher, and as the control electrode 37 is located closer to both ends of the sub-pixel SG, By setting the applied voltage low, the liquid crystal layer 34 can be a refractive index distribution lens having the same optical effect as the convex lens. In this way, the light incident on the liquid crystal layer 34 can be refracted in the direction of condensing, and the viewing angle in the ± X direction of the liquid crystal display device 100 can be narrowed.

次に、液晶レンズシート30を用いて、視野角を広げる方法について述べる。図5(a)は、視野角を広げる場合における液晶レンズシート30でのサブ画素SG単位での拡大断面図である。   Next, a method for widening the viewing angle using the liquid crystal lens sheet 30 will be described. FIG. 5A is an enlarged cross-sectional view in units of subpixels SG in the liquid crystal lens sheet 30 when the viewing angle is widened.

各制御電極37と共通電極38の間に電圧が印加されていない状態では、液晶分子45は、下側基板31又は上側基板32に対し、寝ている状態となっている。一方、各制御電極37と共通電極38の間に電圧を印加する場合、ドライバIC40によって、サブ画素SGの両端に形成されているS1及びS5の制御電極37に印加する電圧の大きさは最大にされ、サブ画素SGの中央に向かうにつれて、制御電極37に印加する電圧の大きさは段階的に小さくされ、サブ画素SGの中央にある制御電極37、即ち、S3の制御電極37に印加する電圧の大きさは最小にされる。従って、図5(a)において、S1〜S5の制御電極37に印加される電圧の大きさとしては、S3<S2≒S4<S1≒S5の関係が成立する。このようにすることで、図5(a)に示すように、サブ画素SGの両端にある液晶分子45を、下側基板31及び上側基板32に対し、垂直に立たせた状態にすることができ、サブ画素SGの中央に向かうに従って、液晶分子45のチルト角を、段階的に小さくすることができる。   In a state where no voltage is applied between each control electrode 37 and the common electrode 38, the liquid crystal molecules 45 are lying on the lower substrate 31 or the upper substrate 32. On the other hand, when a voltage is applied between each control electrode 37 and the common electrode 38, the magnitude of the voltage applied by the driver IC 40 to the control electrodes 37 of S1 and S5 formed at both ends of the subpixel SG is maximized. The voltage applied to the control electrode 37 is gradually reduced toward the center of the subpixel SG, and the voltage applied to the control electrode 37 in the center of the subpixel SG, that is, the control electrode 37 of S3. The size of is minimized. Therefore, in FIG. 5A, the relationship of S3 <S2≈S4 <S1≈S5 is established as the magnitude of the voltage applied to the control electrodes 37 of S1 to S5. By doing so, as shown in FIG. 5A, the liquid crystal molecules 45 at both ends of the sub-pixel SG can be made to stand vertically with respect to the lower substrate 31 and the upper substrate 32. The tilt angle of the liquid crystal molecules 45 can be reduced step by step toward the center of the subpixel SG.

次に、図5(a)に示す状態となる場合における液晶層34の光学的特性について述べる。このとき、サブ画素SGの両端では、液晶分子45は立った状態となるが、サブ画素SGの中央に向かうに従って、液晶分子45は、下側基板31及び上側基板32に対する傾きが小さくなる状態、即ち、寝ている状態に近くなる。つまり、サブ画素SGの両端では、液晶層34の光の屈折率は、液晶分子45の長軸方向の屈折率に近くなり、サブ画素SGの中央では、液晶層34の屈折率は、液晶分子45の短軸方向の屈折率に近くなる。このことから、図5(a)の場合も、液晶層34の光の屈折率は、一様ではなく、S1〜S5の各制御電極37に夫々対応した部分の液晶層34n1〜34n5によって異なる。具体的には、S1〜S5の各制御電極37の夫々に対応した液晶層34n1〜34n5の光の屈折率を夫々屈折率n1〜n5とすると、n3<n2≒n4<n1≒n5の関係が成立する。従って、図5(a)に示す電圧が印加されたときの液晶層34は、図5(b)に示すような凹型レンズ47と同じ光学的効果を有するいわゆる屈折率分布レンズとなる。   Next, the optical characteristics of the liquid crystal layer 34 when the state shown in FIG. At this time, the liquid crystal molecules 45 are in a standing state at both ends of the subpixel SG, but the liquid crystal molecules 45 are in a state in which the inclination with respect to the lower substrate 31 and the upper substrate 32 becomes smaller toward the center of the subpixel SG. That is, it becomes close to a sleeping state. That is, at both ends of the sub-pixel SG, the refractive index of light of the liquid crystal layer 34 is close to the refractive index in the major axis direction of the liquid crystal molecules 45, and at the center of the sub-pixel SG, the refractive index of the liquid crystal layer 34 is It becomes close to the refractive index in the minor axis direction of 45. Therefore, also in the case of FIG. 5A, the refractive index of light of the liquid crystal layer 34 is not uniform and varies depending on the liquid crystal layers 34n1 to 34n5 corresponding to the respective control electrodes 37 of S1 to S5. Specifically, assuming that the refractive indexes of the light of the liquid crystal layers 34n1 to 34n5 corresponding to the control electrodes 37 of S1 to S5 are the refractive indexes n1 to n5, respectively, there is a relationship of n3 <n2≈n4 <n1≈n5. To establish. Accordingly, the liquid crystal layer 34 when the voltage shown in FIG. 5A is applied becomes a so-called refractive index distribution lens having the same optical effect as the concave lens 47 shown in FIG. 5B.

以上をまとめると、サブ画素SGの両端に近い位置に配置された制御電極37になるほど、印加される電圧を高く設定し、サブ画素SGの中央に近い位置に配置された制御電極37になるほど、印加される電圧を低く設定することで、液晶層34を、凹型レンズと同様の光学的効果を有する屈折率分布レンズとすることができる。このようにすることで、液晶層34に入射した光を拡散する方向へ屈折することができ、液晶表示装置100の±X方向の視野角を広くすることができる。   In summary, as the control electrode 37 is located closer to both ends of the subpixel SG, the applied voltage is set higher, and as the control electrode 37 is located closer to the center of the subpixel SG, By setting the applied voltage low, the liquid crystal layer 34 can be a refractive index distribution lens having the same optical effect as the concave lens. By doing so, the light incident on the liquid crystal layer 34 can be refracted in the diffusing direction, and the viewing angle in the ± X direction of the liquid crystal display device 100 can be widened.

第1実施形態に係る液晶レンズシート30では、各制御電極37に印加する電圧の大きさを制御することにより、液晶層34における液晶分子45の配向を変え、凸型レンズ、凹型レンズの両方の機能を切り替えて実現することができ、視野角の広狭を制御することができることが分かる。例えば、液晶表示パネル20として、VA(Vertical Alignment)方式、IPS(In Plane Switching)方式の液晶表示パネルが用いられた場合、液晶表示装置100の視野角は広くなる。このとき、覗き見されたくない等の理由により、視野角を狭めたい場合には、サブ画素SGの中央に近い位置に配置された制御電極37になるほど、印加される電圧を高く設定し、サブ画素SGの両端に近い位置に配置された制御電極37になるほど、印加される電圧を低く設定する。このようにして、液晶レンズシート30の機能を凸型レンズの機能に切り替えることにより、液晶表示装置100の視野角を狭めることができる。   In the liquid crystal lens sheet 30 according to the first embodiment, the orientation of the liquid crystal molecules 45 in the liquid crystal layer 34 is changed by controlling the magnitude of the voltage applied to each control electrode 37, so that both the convex lens and the concave lens are used. It can be seen that the functions can be switched and the viewing angle can be controlled. For example, when a VA (Vertical Alignment) type or IPS (In Plane Switching) type liquid crystal display panel is used as the liquid crystal display panel 20, the viewing angle of the liquid crystal display device 100 becomes wide. At this time, when it is desired to narrow the viewing angle for reasons such as not wanting to peep, the applied voltage is set higher as the control electrode 37 is located closer to the center of the subpixel SG. The applied voltage is set lower as the control electrode 37 is located closer to both ends of the pixel SG. Thus, the viewing angle of the liquid crystal display device 100 can be narrowed by switching the function of the liquid crystal lens sheet 30 to the function of a convex lens.

また、例えば、プリズムシート12として、プリズム形状が照明装置10側に向いている逆プリズムシートを用いている場合、液晶表示パネル20に入射する光は、集光性の高い光となり、液晶表示装置100の視野角は非常に狭小となる。このとき、視野角を広げたい場合には、サブ画素SGの両端に近い位置に配置された制御電極37になるほど、印加される電圧を高く設定し、サブ画素SGの中央に近い位置に配置された制御電極37になるほど、印加される電圧を低く設定する。このようにして、液晶レンズシート30の機能を凹型レンズの機能に切り替えることにより、液晶表示装置100の視野角を広げることができる。   For example, when the prism sheet 12 is an inverted prism sheet whose prism shape is directed toward the lighting device 10, the light incident on the liquid crystal display panel 20 becomes light having a high light collecting property, and the liquid crystal display device The viewing angle of 100 is very narrow. At this time, when it is desired to widen the viewing angle, the applied voltage is set higher as the control electrode 37 is located closer to both ends of the subpixel SG, and the control electrode 37 is placed closer to the center of the subpixel SG. The closer the control electrode 37 is, the lower the applied voltage is set. Thus, the viewing angle of the liquid crystal display device 100 can be widened by switching the function of the liquid crystal lens sheet 30 to the function of a concave lens.

液晶表示装置100では、液晶表示装置100に入射する外光を、照明装置10の反射シート14で反射することによっても液晶表示パネル20を照明する。従って、液晶レンズシート30の機能を凸型レンズの機能に切り替えることで、反射シート14へ向けて外光を集光することができ、液晶表示装置100の輝度を高めることができる。一方、液晶レンズシート30の機能を凹型レンズの機能に切り替えることで、反射シート14へ向けて外光を拡散することができ、液晶表示装置100の輝度を低くすることができる。このように、液晶レンズシート30を用いることで、液晶表示パネル20の輝度の制御を行うこともできる。   In the liquid crystal display device 100, the liquid crystal display panel 20 is also illuminated by reflecting external light incident on the liquid crystal display device 100 by the reflection sheet 14 of the illumination device 10. Therefore, by switching the function of the liquid crystal lens sheet 30 to the function of a convex lens, external light can be condensed toward the reflection sheet 14 and the brightness of the liquid crystal display device 100 can be increased. On the other hand, by switching the function of the liquid crystal lens sheet 30 to the function of a concave lens, external light can be diffused toward the reflection sheet 14 and the luminance of the liquid crystal display device 100 can be lowered. Thus, by using the liquid crystal lens sheet 30, the luminance of the liquid crystal display panel 20 can be controlled.

なお、S1の制御電極37に印加される電圧を最大にし、X方向に向かうに従って、制御電極37に印加される電圧を段階的に小さくし、S5の共通電極に印加される電圧を最小にすることで、−X方向の視野角のみを狭めるとすることもできる。また、S5の制御電極37に印加される電圧を最大にし、−X方向に向かうに従って、制御電極37に印加される電圧を段階的に小さくし、S1の制御電極37に印加される電圧を最小にすることで、X方向の視野角のみを狭めるとすることもできる。   It should be noted that the voltage applied to the control electrode 37 of S1 is maximized, the voltage applied to the control electrode 37 is gradually reduced in the X direction, and the voltage applied to the common electrode of S5 is minimized. Thus, it is possible to narrow only the viewing angle in the −X direction. In addition, the voltage applied to the control electrode 37 of S5 is maximized, the voltage applied to the control electrode 37 is gradually reduced in the -X direction, and the voltage applied to the control electrode 37 of S1 is minimized. By doing so, it is possible to narrow only the viewing angle in the X direction.

(変形例)
次に、液晶レンズシート30の変形例について述べる。図6は、液晶レンズシート30の第1変形例を示すサブ画素SG単位での平面図である。図6に示すように、第1実施形態とは異なり、S1〜S5の制御電極37は、夫々その幅が異なる構造を有している。図6(a)では一例として、サブ画素SGの中央たるS3の制御電極37の幅を最大にし、サブ画素SGの両端にあるS1、S5の制御電極37の幅を最小にしている。つまり、S1〜S5の制御電極37の幅の大きさを、夫々w1〜w5とすると、w3>w2≒w4>w1≒w5の関係が成立する。制御電極37の内部抵抗は、共通電極の大きさに比例するので、制御電極37の幅を大きくすれば、その分、内部抵抗も大きくなる。従って、図6(a)に示す構造をS1〜S5の制御電極37がとることにより、S1〜S5の制御電極37に流す電流の値をすべて等しくしても、S3の制御電極37に印加される電圧を最大にし、S1、S5の制御電極37に印加される電圧を最小にすることができる。このように、サブ画素SG上に配置された制御電極37のうち、サブ画素SGの中央に近い位置に配置された制御電極37になるほど、その幅を大きく形成し、サブ画素SGの両端に近い位置に配置された制御電極37になるほど、その幅を小さく形成することで、各制御電極37に流す電流の値を等しくしても、図4(a)で述べたときと同様に、凸型レンズと同じ光学的効果を液晶層34に持たせることができる。
一方、上述したのと同様の理由により、図6(b)に示すように、サブ画素SG上に配置された制御電極37のうち、サブ画素SGの両端に近い位置に配置された制御電極37になるほど、その幅を大きく形成し、サブ画素SGの中央に近い位置に配置された制御電極37になるほど、その幅を小さく形成すること(図6(b)における関係でいうと、w3<w2≒w4<w1≒w5)で、各制御電極37に流す電流の値を等しくしても、図5(a)で述べたときと同様に、凹型レンズと同じ光学的効果を液晶層34に持たせることができる。
以上述べたように、図6(a)、(b)に示した第1変形例に係る液晶レンズシート30では、S1〜S5の制御電極37に流す電流の値をすべて等しくしても、凸型レンズ又は凹型レンズの光学的効果を有することができる。言い換えれば、凸型レンズ又は凹型レンズの光学的効果を液晶層34に持たせる場合、第1変形例では、各制御電極37に流す電流の値を等しくすることができるので、駆動回路の制御を簡単にすることができる。
(Modification)
Next, a modified example of the liquid crystal lens sheet 30 will be described. FIG. 6 is a plan view of the first modification of the liquid crystal lens sheet 30 in units of subpixels SG. As shown in FIG. 6, unlike the first embodiment, the control electrodes 37 of S1 to S5 have structures having different widths. In FIG. 6A, as an example, the width of the control electrode 37 of S3 which is the center of the subpixel SG is maximized, and the width of the control electrodes 37 of S1 and S5 at both ends of the subpixel SG is minimized. That is, if the widths of the control electrodes 37 of S1 to S5 are w1 to w5, respectively, the relationship of w3>w2≈w4> w1≈w5 is established. Since the internal resistance of the control electrode 37 is proportional to the size of the common electrode, increasing the width of the control electrode 37 increases the internal resistance accordingly. Therefore, by adopting the structure shown in FIG. 6A by the control electrode 37 of S1 to S5, even if all the values of the current flowing through the control electrode 37 of S1 to S5 are all equal, it is applied to the control electrode 37 of S3. The voltage applied to the control electrodes 37 of S1 and S5 can be minimized. As described above, among the control electrodes 37 disposed on the subpixel SG, the width of the control electrode 37 disposed closer to the center of the subpixel SG is increased, and the width of the control electrode 37 is closer to both ends of the subpixel SG. Even if the value of the current passed through each control electrode 37 is made equal by forming the width of the control electrode 37 so as to be closer to the position, the convex shape is the same as described with reference to FIG. The liquid crystal layer 34 can have the same optical effect as the lens.
On the other hand, for the same reason as described above, as shown in FIG. 6B, among the control electrodes 37 disposed on the subpixel SG, the control electrodes 37 disposed at positions close to both ends of the subpixel SG. The width is formed to be larger, and the width is formed to be smaller as the control electrode 37 is arranged at a position closer to the center of the sub-pixel SG (in relation to FIG. 6B, w3 <w2 ≒ w4 <w1 ≒ w5) Even if the value of the current passed through each control electrode 37 is equal, the liquid crystal layer 34 has the same optical effect as the concave lens, as described with reference to Fig. 5A. Can be made.
As described above, in the liquid crystal lens sheet 30 according to the first modification shown in FIGS. 6A and 6B, even if all the values of the currents flowing through the control electrodes 37 of S1 to S5 are equal, the convexity It can have the optical effect of a mold lens or a concave lens. In other words, in the case where the liquid crystal layer 34 has the optical effect of the convex lens or the concave lens, in the first modification, the value of the current passed through each control electrode 37 can be made equal, so that the drive circuit is controlled. Can be simple.

図7は、液晶レンズシート30の第2変形例を示すサブ画素SG単位での平面図である。第2変形例では、S1〜S5の制御電極37は、同心円状の形状をなしている。ここで、ドライバIC40と電気的に接続するために、図7に示すように、S1〜S5の各制御電極37の夫々より配線が引き出されている。このように、S1〜S5の制御電極37を同心円状の構造とすることにより、液晶層34に球面レンズの機能を持たせることができ、±X方向の視野角だけでなく、±Y方向の視野角も同時に変えることができる。   FIG. 7 is a plan view in units of subpixels SG showing a second modification of the liquid crystal lens sheet 30. In the second modification, the control electrodes 37 of S1 to S5 have a concentric shape. Here, in order to electrically connect with the driver IC 40, as shown in FIG. 7, wirings are drawn from the respective control electrodes 37 of S1 to S5. As described above, the control electrode 37 of S1 to S5 has a concentric structure, so that the liquid crystal layer 34 can have the function of a spherical lens, and not only the viewing angle in the ± X direction but also the ± Y direction. The viewing angle can be changed at the same time.

なお、S1〜S5の各制御電極37の夫々より配線を引き回す構造は、サブ画素SG自体が非常に小さいので、複雑な構造となることが考えられる。従って、S1〜S5の各制御電極37を同一平面上に配置し、配線を引き回す構造をとる代わりに、S1〜S5の各制御電極37を重ねて配置する層構造とすることで、配線構造も層構造にして、引き回し構造にしないとすることもできる。   Note that the structure in which the wiring is routed from each of the control electrodes 37 of S1 to S5 may be a complicated structure because the subpixel SG itself is very small. Accordingly, instead of adopting a structure in which the control electrodes 37 of S1 to S5 are arranged on the same plane and the wiring is routed, a layer structure in which the control electrodes 37 of S1 to S5 are arranged in an overlapping manner can be used. It is also possible to use a layer structure and not a routing structure.

[第2実施形態]
次に、第2実施形態に係る液晶レンズシート30a、30bの構成について述べる。
[Second Embodiment]
Next, the configuration of the liquid crystal lens sheets 30a and 30b according to the second embodiment will be described.

まず、液晶レンズシート30aの構成について述べる。図8は、第2実施形態に係る液晶レンズシート30aの平面図を示している。図9は、液晶レンズシート30aの断面図である。   First, the configuration of the liquid crystal lens sheet 30a will be described. FIG. 8 shows a plan view of a liquid crystal lens sheet 30a according to the second embodiment. FIG. 9 is a cross-sectional view of the liquid crystal lens sheet 30a.

図8では、紙面手前側(観察側)に液晶レンズシート30aの上側基板32が、また、紙面奥側に液晶レンズシート30aの下側基板31が夫々配置されている。   In FIG. 8, the upper substrate 32 of the liquid crystal lens sheet 30a is disposed on the front side (observation side) of the paper, and the lower substrate 31 of the liquid crystal lens sheet 30a is disposed on the back side of the paper.

液晶レンズシート30aは、図9に示すように、下側基板31と、その下側基板31に対向して配置される上側基板32とが枠状のシール材33を介して貼り合わされ、そのシール材33の内側に液晶が封入されて液晶層34が形成されてなる。ここで、液晶層34として封入される液晶としては、第1実施形態に係る液晶レンズシート30と同様、電圧印加時に垂直配向となるネマチック液晶が用いられる。   As shown in FIG. 9, the liquid crystal lens sheet 30a is formed by bonding a lower substrate 31 and an upper substrate 32 disposed to face the lower substrate 31 with a frame-shaped sealing material 33 therebetween. A liquid crystal layer 34 is formed by sealing liquid crystal inside the material 33. Here, as the liquid crystal sealed as the liquid crystal layer 34, nematic liquid crystal that is vertically aligned when a voltage is applied is used as in the liquid crystal lens sheet 30 according to the first embodiment.

下側基板31は、制御電極37aを有する。第1実施形態に係る液晶レンズシート30では、制御電極37はy方向にストライプ状となるように形成されていたが、第2実施形態に係る液晶レンズシート30aでは、制御電極37aは、ストライプ状に形成される代わりに、下側基板31の略一面に亘って形成される。制御電極37aは、シール材33の隅の領域E2において配線36bの一端側と電気的に接続されていると共に、当該配線36bの他端側は、ドライバIC40のCOM2に対応する出力端子と電気的に接続されている。   The lower substrate 31 has a control electrode 37a. In the liquid crystal lens sheet 30 according to the first embodiment, the control electrode 37 is formed in a stripe shape in the y direction. However, in the liquid crystal lens sheet 30a according to the second embodiment, the control electrode 37a is in a stripe shape. Instead of being formed, the substrate is formed over substantially the entire surface of the lower substrate 31. The control electrode 37a is electrically connected to one end side of the wiring 36b in the corner area E2 of the sealing material 33, and the other end side of the wiring 36b is electrically connected to an output terminal corresponding to COM2 of the driver IC 40. It is connected to the.

上側基板32は、共通電極38を有する。共通電極38は、上側基板32の略一面に亘って形成されている。共通電極38は、シール材33の隅の領域E1において配線36aの一端側と電気的に接続されていると共に、当該配線36aの他端側は、ドライバIC40のCOMに対応する出力端子と電気的に接続されている。   The upper substrate 32 has a common electrode 38. The common electrode 38 is formed over substantially the entire surface of the upper substrate 32. The common electrode 38 is electrically connected to one end side of the wiring 36a in the corner area E1 of the sealing material 33, and the other end side of the wiring 36a is electrically connected to an output terminal corresponding to COM of the driver IC 40. It is connected to the.

制御電極37aの内面上、共通電極38の内面上には、樹脂などを材料として、夫々保護層51、52が形成されている。液晶レンズシート30aでは、図9に示すように、保護層51、52には、凹凸が設けられる。具体的には、サブ画素SG単位でみると、保護層51の内面は凹型の湾曲した曲面に形成され、保護層52の内面も凹型の湾曲した曲面に形成される。保護層51の内面上、保護層52の内面上には、夫々配向膜53、54が形成される。なお、制御電極37aと保護層51、制御電極38と保護層52の積層関係は、どちらが上でも構わない。   Protective layers 51 and 52 are formed on the inner surface of the control electrode 37a and the inner surface of the common electrode 38 using a resin or the like as a material, respectively. In the liquid crystal lens sheet 30a, as shown in FIG. 9, the protective layers 51 and 52 are provided with irregularities. Specifically, when viewed in units of subpixels SG, the inner surface of the protective layer 51 is formed into a concave curved surface, and the inner surface of the protective layer 52 is also formed into a concave curved surface. Alignment films 53 and 54 are formed on the inner surface of the protective layer 51 and on the inner surface of the protective layer 52, respectively. It should be noted that the control electrode 37a and the protective layer 51, and the control electrode 38 and the protective layer 52 may be stacked in any order.

図10(a)は、制御電極37a、38間に電圧が印加されたときにおける液晶レンズシート30aのサブ画素SG単位での断面図、図9でいえば、破線30apで囲まれる部分の拡大図である。制御電極37a、38間に電圧が印加されると、図10(a)に示すように、液晶分子45は、保護層51、52の面に対し、略垂直に立つ状態となる。液晶分子45は、サブ画素SGの中央と両端において、殆どその傾きは変わらないので、液晶層34全体の光の屈折率は一様であるとみることができる。しかし、サブ画素SGの中央と両端において、液晶層34の厚さは大きく変わる。サブ画素SGの中央における液晶層34の厚さをdcとし、サブ画素SGの両端における液晶層34の厚さをdvとすると、dc>dvとなり、サブ画素SGの中央より両端にむけて、液晶層34の厚さは、dcからdvへと次第に小さくなる。よって、液晶レンズシート30aにおける液晶層34の光学的特性は、図10(b)に示す凸型レンズ56と同じ光学的特性、即ち、液晶表示パネルより出射した光Lを集光する特性を示すといえる。つまり、液晶レンズシート30aを用いることで、液晶層34を凸型レンズ56と同様の光学的効果をもたらすことができるので、光Lを集光して±X方向の視野角を狭くすることができる。   FIG. 10A is a cross-sectional view of the liquid crystal lens sheet 30a in units of subpixels SG when a voltage is applied between the control electrodes 37a and 38. In FIG. 9, an enlarged view of a portion surrounded by a broken line 30ap. It is. When a voltage is applied between the control electrodes 37a and 38, the liquid crystal molecules 45 stand substantially perpendicular to the surfaces of the protective layers 51 and 52 as shown in FIG. Since the inclination of the liquid crystal molecules 45 hardly changes at the center and both ends of the sub-pixel SG, it can be considered that the light refractive index of the entire liquid crystal layer 34 is uniform. However, the thickness of the liquid crystal layer 34 varies greatly between the center and both ends of the sub-pixel SG. If the thickness of the liquid crystal layer 34 at the center of the subpixel SG is dc and the thickness of the liquid crystal layer 34 at both ends of the subpixel SG is dv, then dc> dv, and the liquid crystal layer extends from the center of the subpixel SG toward both ends. The thickness of the layer 34 gradually decreases from dc to dv. Therefore, the optical characteristic of the liquid crystal layer 34 in the liquid crystal lens sheet 30a shows the same optical characteristic as that of the convex lens 56 shown in FIG. 10B, that is, the characteristic of condensing the light L emitted from the liquid crystal display panel. It can be said. That is, by using the liquid crystal lens sheet 30a, the liquid crystal layer 34 can have the same optical effect as that of the convex lens 56. Therefore, the light L can be condensed to narrow the viewing angle in the ± X direction. it can.

次に、液晶レンズシート30bを用いた場合について述べる。図11は、液晶レンズシート30bの断面図である。液晶レンズシート30bは、液晶レンズシート30aと比較して、保護層51、52、配向膜53、54の形状のみが異なり、その他の構成は全く同じ構成となる。   Next, the case where the liquid crystal lens sheet 30b is used will be described. FIG. 11 is a cross-sectional view of the liquid crystal lens sheet 30b. The liquid crystal lens sheet 30b differs from the liquid crystal lens sheet 30a only in the shapes of the protective layers 51 and 52 and the alignment films 53 and 54, and the other configurations are completely the same.

液晶レンズシート30bにおいても、図11に示すように、保護層51、52には、凹凸が設けられる。具体的には、サブ画素SG単位でみると、保護層51の内面は凸型の湾曲した曲面に形成され、保護層52の内面も凸型の湾曲した曲面に形成される。保護層51の内面上、保護層52の内面上には、夫々配向膜53、54が形成される。   Also in the liquid crystal lens sheet 30b, as shown in FIG. 11, the protective layers 51 and 52 are provided with irregularities. Specifically, when viewed in units of subpixels SG, the inner surface of the protective layer 51 is formed in a convex curved surface, and the inner surface of the protective layer 52 is also formed in a convex curved surface. Alignment films 53 and 54 are formed on the inner surface of the protective layer 51 and on the inner surface of the protective layer 52, respectively.

図12(a)は、制御電極37a、38間に電圧が印加されたときにおける液晶レンズシート30bのサブ画素SG単位での断面図、図11でいえば、破線30bpで囲まれる部分の拡大図である。制御電極37a、38間に電圧が印加されると、図12(a)に示すように、液晶分子45は、保護層51、52の面に対し、略垂直に立つ状態となる。この場合においても、液晶分子45は、サブ画素SGの中央と両端において、殆どその傾きは変わらないので、液晶層34全体の光の屈折率は一様であるとみることができる。しかし、サブ画素SGの中央と両端において、液晶層34の厚さは大きく変わる。ここで、サブ画素SGの中央における液晶層34の厚さをdcとし、サブ画素SGの両端における液晶層34の厚さをdvとすると、dc<dvとなり、サブ画素SGの中央より両端にむけて、液晶層34の厚さは、dcからdvへと次第に厚くなる。よって、液晶レンズシート30bにおける液晶層34の光学的特性は、図12(b)に示す凹型レンズ57と同じ光学的特性、即ち、液晶表示パネルより出射した光Lを拡散する特性を示すといえる。つまり、液晶レンズシート30bを用いることで、液晶層34を凹型レンズ57と同様の光学的効果をもたらすことができるので、光Lを拡散して±X方向の視野角を広くすることができる。   FIG. 12A is a cross-sectional view of the liquid crystal lens sheet 30b in units of subpixels SG when a voltage is applied between the control electrodes 37a and 38. In FIG. 11, an enlarged view of a portion surrounded by a broken line 30bp. It is. When a voltage is applied between the control electrodes 37a and 38, the liquid crystal molecules 45 stand substantially perpendicular to the surfaces of the protective layers 51 and 52 as shown in FIG. Even in this case, since the inclination of the liquid crystal molecules 45 hardly changes at the center and both ends of the sub-pixel SG, it can be considered that the light refractive index of the entire liquid crystal layer 34 is uniform. However, the thickness of the liquid crystal layer 34 varies greatly between the center and both ends of the sub-pixel SG. Here, when the thickness of the liquid crystal layer 34 at the center of the sub-pixel SG is dc and the thickness of the liquid crystal layer 34 at both ends of the sub-pixel SG is dv, dc <dv, and the distance from the center of the sub-pixel SG toward both ends is increased. Thus, the thickness of the liquid crystal layer 34 gradually increases from dc to dv. Therefore, it can be said that the optical characteristic of the liquid crystal layer 34 in the liquid crystal lens sheet 30b shows the same optical characteristic as the concave lens 57 shown in FIG. 12B, that is, the characteristic of diffusing the light L emitted from the liquid crystal display panel. . That is, by using the liquid crystal lens sheet 30b, the liquid crystal layer 34 can have the same optical effect as the concave lens 57, so that the light L can be diffused to widen the viewing angle in the ± X direction.

なお、第2実施形態に係る液晶レンズシート30a、30bについて、液晶層34が上述したようなレンズ効果を有するために、保護層51、52の光の屈折率は、制御電極37a、38間に電圧が印加されない状態、即ち、電圧非印加時には、液晶層34の光の屈折率とほぼ等しくされ、制御電極37a、38間に電圧が印加された状態となるときは、液晶層34の光の屈折率よりも小さくされる必要がある。従って、保護層51、52は、液晶層34の液晶分子の短軸方向の屈折率と等しい屈折率を有するのが好ましい。   In the liquid crystal lens sheets 30a and 30b according to the second embodiment, since the liquid crystal layer 34 has the lens effect as described above, the light refractive index of the protective layers 51 and 52 is between the control electrodes 37a and 38. When no voltage is applied, that is, when no voltage is applied, the refractive index of the light of the liquid crystal layer 34 is approximately equal, and when a voltage is applied between the control electrodes 37a and 38, the light of the liquid crystal layer 34 is transmitted. It needs to be smaller than the refractive index. Therefore, the protective layers 51 and 52 preferably have a refractive index equal to the refractive index in the minor axis direction of the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 34.

また、第1実施形態に係る液晶レンズシート30で述べたのと同様、凸型レンズの機能を有する液晶レンズシート30aを用いることで、外光を集光することができるので、液晶表示装置100の輝度を高めることができる。凹型レンズの機能を有する液晶レンズシート30bを用いることで、外光を拡散することができるので、液晶表示装置100の輝度を低くすることができる。   Further, as described in the liquid crystal lens sheet 30 according to the first embodiment, by using the liquid crystal lens sheet 30a having the function of a convex lens, it is possible to collect external light, and thus the liquid crystal display device 100. Can increase the brightness. By using the liquid crystal lens sheet 30b having the function of a concave lens, it is possible to diffuse external light, so that the luminance of the liquid crystal display device 100 can be lowered.

[変形例]
第2実施形態に係る液晶レンズシート30a、30bについて、保護層51、52の両方に、夫々凹凸状の曲面を形成するとしている。しかし、保護層51、52の両方に、夫々凹凸状の曲面を形成する代わりに、下側基板31、上側基板32のいずれか一方に保護層を設けて凹凸状の曲面を形成するとしても同様に、夫々、凸型レンズ又は凹型レンズと同様の光学的効果が得られる。以下に一例として、上側基板32に凹形状の曲面を形成した場合について述べる。
[Modification]
In the liquid crystal lens sheets 30a and 30b according to the second embodiment, both the protective layers 51 and 52 are formed with concave and convex curved surfaces, respectively. However, instead of forming a concave and convex curved surface on both of the protective layers 51 and 52, a protective layer may be provided on one of the lower substrate 31 and the upper substrate 32 to form a concave and convex curved surface. In addition, the same optical effect as that of the convex lens or the concave lens can be obtained. As an example, a case where a concave curved surface is formed on the upper substrate 32 will be described below.

図13及び図14は、第2実施形態の第1変形例に係る液晶レンズシート30cを示している。液晶レンズシート30cは、液晶レンズシート30aの変形例であり、上側基板32にのみ、保護層52を設け、凹形状の曲面が形成されてなる。従って、液晶層34は、片面凸型レンズとなる。このようにすることで、図13に示す光Lの経路からも明らかなように、光Lを集光して±X方向の視野角を狭くすることができる。また、図14に示す光Linの経路に示すように、外光を集光することができる。このように、変形例に係る液晶レンズシート30cでは、液晶レンズシート30aと同様の光学的効果を得ることができる。   13 and 14 show a liquid crystal lens sheet 30c according to a first modification of the second embodiment. The liquid crystal lens sheet 30c is a modification of the liquid crystal lens sheet 30a, and the protective layer 52 is provided only on the upper substrate 32, and a concave curved surface is formed. Therefore, the liquid crystal layer 34 becomes a single-sided convex lens. By doing so, as is clear from the path of the light L shown in FIG. 13, the light L can be collected and the viewing angle in the ± X direction can be narrowed. Further, as shown in the path of the light Lin shown in FIG. 14, external light can be collected. Thus, the liquid crystal lens sheet 30c according to the modification can obtain the same optical effect as the liquid crystal lens sheet 30a.

図15は、第2実施形態の第2変形例に係る液晶レンズシート30dを示している。液晶レンズシート30dでは、保護層52に形成される凹状の曲面が、液晶表示パネル20のブラックマトリクスBMに対応する位置にかかって形成されている。従って、液晶層34は、ブラックマトリクスBMに対応する位置にかかった片面凸型レンズとなる。ブラックマトリクスBMは、液晶表示パネル20において、一方のサブ画素SGから他方のサブ画素SGへの光の混入を防止するためのものであり、液晶表示パネル20のサブ画素SG間に形成されている。液晶レンズシート30dを用いることにより、液晶レンズシート30cの光学的効果に加え、ブラックマトリクスBMに向けて入射してくる外光を、光Linbの経路に示すように、液晶表示パネル20のサブ画素内に集光することができる。つまり、従来は、液晶表示パネル20に到達したときにブラックマトリクスBMに吸収されてしまう外光も表示に寄与させることができる。   FIG. 15 shows a liquid crystal lens sheet 30d according to a second modification of the second embodiment. In the liquid crystal lens sheet 30d, the concave curved surface formed in the protective layer 52 is formed over a position corresponding to the black matrix BM of the liquid crystal display panel 20. Therefore, the liquid crystal layer 34 is a single-sided convex lens that is located at a position corresponding to the black matrix BM. The black matrix BM is for preventing light from being mixed from one subpixel SG to the other subpixel SG in the liquid crystal display panel 20, and is formed between the subpixels SG of the liquid crystal display panel 20. . By using the liquid crystal lens sheet 30d, in addition to the optical effects of the liquid crystal lens sheet 30c, the external light incident on the black matrix BM is displayed in the sub-pixels of the liquid crystal display panel 20 as indicated by the path of the light Linb. It can be condensed inside. That is, conventionally, external light that is absorbed by the black matrix BM when it reaches the liquid crystal display panel 20 can also contribute to the display.

また、本発明の液晶表示装置100の構成としては、外光を反射シート14で反射することにより、液晶表示パネル20を照明することとしているが、これに限られるものではない。この代わりに、液晶表示装置100をサブ画素毎に反射領域が設けられた半透過反射型又は完全反射型の液晶表示装置とし、外光を反射領域で反射することにより液晶表示パネル20を照明することとしても、外光を集光・拡散するという本発明の液晶レンズシート30〜30dの光学的効果が得られるのは言うまでもない。   Further, the configuration of the liquid crystal display device 100 of the present invention illuminates the liquid crystal display panel 20 by reflecting external light by the reflection sheet 14, but is not limited thereto. Instead, the liquid crystal display device 100 is a transflective or completely reflective liquid crystal display device in which a reflection region is provided for each sub-pixel, and the liquid crystal display panel 20 is illuminated by reflecting external light in the reflection region. Needless to say, the optical effect of the liquid crystal lens sheets 30 to 30d of the present invention that collects and diffuses external light can be obtained.

また、本発明の液晶レンズシート30〜30dにおける液晶層には、電圧印加時に垂直配向となるネマチック液晶が用いられるとしているが、この代わりに、電圧非印加時に垂直配向となるネマチック液晶を用いてもよい。この場合には、電圧印加時には、凹凸レンズの光学的効果は得られないが、非電圧印加時には、凹凸レンズの光学的効果を得ることができる。   Further, in the liquid crystal lens sheets 30 to 30d of the present invention, nematic liquid crystals that are vertically aligned when a voltage is applied are used. Instead, nematic liquid crystals that are vertically aligned when no voltage is applied. Also good. In this case, the optical effect of the concavo-convex lens cannot be obtained when a voltage is applied, but the optical effect of the concavo-convex lens can be obtained when a non-voltage is applied.

さらに、本発明の液晶表示装置100の構成としては、上述した液晶レンズシート30〜30dが液晶表示パネル20の上側基板2の外面上に配置される構成には限られず、代わりに、液晶レンズシート30〜30dを液晶表示パネル20と照明装置10の間に配置する構成とすることもできる。このように、液晶レンズシート30〜30dを液晶表示パネル20と照明装置10の間に配置しても、上述したような視野角を変える光学的効果を得ることができる。   Furthermore, the configuration of the liquid crystal display device 100 of the present invention is not limited to the configuration in which the above-described liquid crystal lens sheets 30 to 30d are disposed on the outer surface of the upper substrate 2 of the liquid crystal display panel 20. Instead, the liquid crystal lens sheet is used. 30-30d can also be set as the structure arrange | positioned between the liquid crystal display panel 20 and the illuminating device 10. FIG. Thus, even if the liquid crystal lens sheets 30 to 30d are arranged between the liquid crystal display panel 20 and the lighting device 10, the optical effect of changing the viewing angle as described above can be obtained.

[電子機器]
次に、本発明に係る液晶表示装置100を適用可能な電子機器の具体例について図16を参照して説明する。
[Electronics]
Next, specific examples of electronic devices to which the liquid crystal display device 100 according to the present invention can be applied will be described with reference to FIG.

まず、本発明に係る液晶表示装置100を、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)の表示部に適用した例について説明する。図16(a)は、このパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。同図に示すように、パーソナルコンピュータ710は、キーボード711を備えた本体部712と、本発明に係る液晶表示装置100を適用した表示部713とを備えている。   First, an example in which the liquid crystal display device 100 according to the present invention is applied to a display unit of a portable personal computer (so-called notebook personal computer) will be described. FIG. 16A is a perspective view showing the configuration of this personal computer. As shown in the figure, a personal computer 710 includes a main body 712 having a keyboard 711 and a display 713 to which the liquid crystal display device 100 according to the present invention is applied.

続いて、本発明に係る液晶表示装置100を、携帯電話機の表示部に適用した例について説明する。図16(b)は、この携帯電話機の構成を示す斜視図である。同図に示すように、携帯電話機720は、複数の操作ボタン721のほか、受話口722、送話口723とともに、本発明に係る液晶表示装置100を適用した表示部724を備える。   Next, an example in which the liquid crystal display device 100 according to the present invention is applied to a display unit of a mobile phone will be described. FIG. 16B is a perspective view showing the configuration of this mobile phone. As shown in the figure, the cellular phone 720 includes a plurality of operation buttons 721, a reception port 722, a transmission port 723, and a display unit 724 to which the liquid crystal display device 100 according to the present invention is applied.

なお、本発明に係る液晶表示装置100を適用可能な電子機器としては、図16(a)に示したパーソナルコンピュータや図16(b)に示した携帯電話機の他にも、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。   Electronic devices to which the liquid crystal display device 100 according to the present invention can be applied include a liquid crystal television and a viewfinder in addition to the personal computer shown in FIG. 16A and the mobile phone shown in FIG. Type / monitor direct-view type video tape recorder, car navigation device, pager, electronic notebook, calculator, word processor, workstation, videophone, POS terminal, digital still camera, etc.

本発明に係る電気光学装置の構成を示す側面図である。1 is a side view illustrating a configuration of an electro-optical device according to the invention. 第1実施形態に係る液晶レンズシートの平面図である。It is a top view of the liquid-crystal lens sheet which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係る液晶レンズシートの断面図である。It is sectional drawing of the liquid-crystal lens sheet which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係る液晶レンズシートの拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the liquid crystal lens sheet concerning a 1st embodiment. 第1実施形態に係る液晶レンズシートの拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the liquid crystal lens sheet concerning a 1st embodiment. 第1実施形態に係る液晶レンズシートの変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the liquid crystal lens sheet which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係る液晶レンズシートの変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the liquid crystal lens sheet which concerns on 1st Embodiment. 第2実施形態に係る液晶レンズシートの平面図である。It is a top view of the liquid-crystal lens sheet which concerns on 2nd Embodiment. 第2実施形態に係る液晶レンズシートの断面図である。It is sectional drawing of the liquid-crystal lens sheet which concerns on 2nd Embodiment. 第2実施形態に係る液晶レンズシートの拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the liquid-crystal lens sheet which concerns on 2nd Embodiment. 第2実施形態に係る液晶レンズシートの断面図である。It is sectional drawing of the liquid-crystal lens sheet which concerns on 2nd Embodiment. 第2実施形態に係る液晶レンズシートの拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the liquid-crystal lens sheet which concerns on 2nd Embodiment. 第2実施形態の第1変形例に係る液晶レンズシートの断面図である。It is sectional drawing of the liquid-crystal lens sheet which concerns on the 1st modification of 2nd Embodiment. 第2実施形態の第1変形例に係る液晶レンズシートの断面図である。It is sectional drawing of the liquid-crystal lens sheet which concerns on the 1st modification of 2nd Embodiment. 第2実施形態の第2変形例に係る液晶レンズシートの断面図である。It is sectional drawing of the liquid-crystal lens sheet which concerns on the 2nd modification of 2nd Embodiment. 本実施形態の液晶表示装置を適用した電子機器の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the electronic device to which the liquid crystal display device of this embodiment is applied.

符号の説明Explanation of symbols

11 導光板、 12 プリズムシート、 13 拡散シート、 14 反射シート、 15 光源部、 16 LED、 20 液晶表示パネル、 30、液晶レンズシート、 100 液晶表示装置   DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Light guide plate, 12 Prism sheet, 13 Diffusion sheet, 14 Reflection sheet, 15 Light source part, 16 LED, 20 Liquid crystal display panel, 30, Liquid crystal lens sheet, 100 Liquid crystal display device

Claims (12)

表示パネルと、
前記表示パネルの視認側に配置され、一対の基板と、前記一対の基板間に挟持され、且つ電圧印加時に配向状態を変化させるネマチック液晶からなる液晶層と、を有する液晶レンズと、を備えることを特徴とする電気光学装置。
A display panel;
A liquid crystal lens that is disposed on the viewing side of the display panel and includes a pair of substrates and a liquid crystal layer that is sandwiched between the pair of substrates and includes a nematic liquid crystal that changes an alignment state when a voltage is applied. An electro-optical device.
表示パネルと、
前記表示パネルに対し、光を透過させることにより照明する照明装置と、
前記照明装置の前記表示パネル側に配置され、一対の基板と、前記一対の基板間に挟持され、且つ電圧印加時に配向状態を変化させるネマチック液晶からなる液晶層と、を有する液晶レンズと、を備えることを特徴とする電気光学装置。
A display panel;
An illumination device that illuminates the display panel by transmitting light;
A liquid crystal lens disposed on the display panel side of the lighting device, and having a pair of substrates, and a liquid crystal layer that is sandwiched between the pair of substrates and made of a nematic liquid crystal that changes an alignment state when a voltage is applied. An electro-optical device comprising:
前記液晶レンズは、前記一対の基板のうち、少なくとも一方の基板の内面上に複数の制御電極がストライプ状に形成されてなることを特徴とする請求項1又は2に記載の電気光学装置。   3. The electro-optical device according to claim 1, wherein the liquid crystal lens includes a plurality of control electrodes formed in stripes on an inner surface of at least one of the pair of substrates. 一つのサブ画素上に配置された前記複数の制御電極のうち、前記サブ画素の中央に近い位置に配置された電極になるほど、印加される電圧が高く設定され、前記サブ画素の両端に近い位置に配置された電極になるほど、印加される電圧が低く設定されることを特徴とする請求項3に記載の電気光学装置。   Among the plurality of control electrodes arranged on one subpixel, the closer to the electrode arranged at a position closer to the center of the subpixel, the higher the applied voltage is set, and the positions closer to both ends of the subpixel. The electro-optical device according to claim 3, wherein the applied voltage is set to be lower as the number of the electrodes arranged on the electrode becomes smaller. 一つのサブ画素上に配置された前記複数の制御電極のうち、前記サブ画素の中央に近い位置に配置された電極になるほど、印加される電圧が低く設定され、前記サブ画素の両端に近い位置に配置された電極になるほど、印加される電圧が高く設定されることを特徴とする請求項3に記載の電気光学装置。   Of the plurality of control electrodes arranged on one subpixel, the applied voltage is set lower as the electrode is arranged closer to the center of the subpixel, and the positions closer to both ends of the subpixel. The electro-optical device according to claim 3, wherein the applied voltage is set higher as the number of the electrodes arranged in the electrode increases. 一つのサブ画素上に配置された前記複数の制御電極のうち、前記サブ画素の中央に近い位置に配置された電極になるほど、その幅が大きく形成され、前記サブ画素の両端に近い位置に配置された電極になるほど、その幅が小さく形成されることを特徴とする請求項3に記載の電気光学装置。   Among the plurality of control electrodes arranged on one subpixel, the width of the control electrode is increased as the electrode is arranged closer to the center of the subpixel, and the electrodes are arranged closer to both ends of the subpixel. The electro-optical device according to claim 3, wherein the width of the electrode is reduced as the formed electrode is formed. 一つのサブ画素上に配置された前記複数の制御電極のうち、前記サブ画素の中央に近い位置に配置された電極になるほど、その幅が小さく形成され、前記サブ画素の両端に近い位置に配置された電極になるほど、その幅が大きく形成されることを特徴とする請求項3に記載の電気光学装置。   Of the plurality of control electrodes arranged on one subpixel, the electrode is arranged closer to the center of the subpixel, so that the width thereof is formed to be smaller and arranged closer to both ends of the subpixel. The electro-optical device according to claim 3, wherein the width of the electrode is increased as the formed electrode is formed. 前記液晶レンズは、前記一対の基板のうち、一方の基板の前記液晶層側又は他方の基板の前記液晶層側の少なくとも一方に下地層が形成され、前記下地層の前記液晶層側には、一つのサブ画素単位で、夫々凹形状の曲面が形成されてなり、
前記液晶層は、前記一方の基板の前記液晶層側に形成された制御電極と、前記他方の基板の前記液晶層側に形成された制御電極と、により電圧を印加されてなることを特徴とする請求項1又は2に記載の電気光学装置。
The liquid crystal lens has a base layer formed on at least one of the pair of substrates on the liquid crystal layer side of one substrate or the liquid crystal layer side of the other substrate, and on the liquid crystal layer side of the base layer, Each sub-pixel unit is formed with a concave curved surface,
A voltage is applied to the liquid crystal layer by a control electrode formed on the liquid crystal layer side of the one substrate and a control electrode formed on the liquid crystal layer side of the other substrate. The electro-optical device according to claim 1.
前記液晶レンズは、前記一対の基板のうち、一方の基板の前記液晶層側又は他方の基板の前記液晶層側の少なくとも一方に下地層が形成され、前記下地層の前記液晶層側には、一つのサブ画素単位で、夫々凸形状の曲面が形成されてなり、
前記液晶層は、前記一方の基板の前記液晶層側に形成された制御電極と、前記他方の基板の前記液晶層側に形成された制御電極と、により電圧を印加されてなることを特徴とする請求項1又は2に記載の電気光学装置。
The liquid crystal lens has a base layer formed on at least one of the pair of substrates on the liquid crystal layer side of one substrate or the liquid crystal layer side of the other substrate, and on the liquid crystal layer side of the base layer, Each sub-pixel unit is formed with a convex curved surface,
A voltage is applied to the liquid crystal layer by a control electrode formed on the liquid crystal layer side of the one substrate and a control electrode formed on the liquid crystal layer side of the other substrate. The electro-optical device according to claim 1.
前記液晶レンズは、前記一対の基板のうち、一方の基板の前記液晶層側に第1の下地層が形成され、他方の基板の前記液晶層側に第2の下地層が形成され、前記第1の下地層の前記液晶層側及び前記第2の下地層の前記液晶層側には、一つのサブ画素単位で、夫々凹形状の曲面が形成されてなり、
前記液晶層は、前記一方の基板の前記液晶層側に形成された制御電極と、前記他方の基板の前記液晶層側に形成された制御電極と、により電圧を印加されてなることを特徴とする請求項1又は2に記載の電気光学装置。
In the liquid crystal lens, a first base layer is formed on the liquid crystal layer side of one of the pair of substrates, a second base layer is formed on the liquid crystal layer side of the other substrate, and the first base layer is formed. On the liquid crystal layer side of the first underlayer and the liquid crystal layer side of the second underlayer, concave curved surfaces are formed in units of one subpixel,
A voltage is applied to the liquid crystal layer by a control electrode formed on the liquid crystal layer side of the one substrate and a control electrode formed on the liquid crystal layer side of the other substrate. The electro-optical device according to claim 1.
前記液晶レンズは、前記一対の基板のうち、一方の基板の前記液晶層側に第1の下地層が形成され、他方の基板の前記液晶層側に第2の下地層が形成され、前記第1の下地層の前記液晶層側及び前記第2の下地層の前記液晶層側には、一つのサブ画素単位で、夫々凸形状の曲面が形成されてなり、
前記液晶層は、前記一方の基板の前記液晶層側に形成された制御電極と、前記他方の基板の前記液晶層側に形成された制御電極と、により電圧を印加されてなることを特徴とする請求項1又は2に記載の電気光学装置。
In the liquid crystal lens, a first base layer is formed on the liquid crystal layer side of one of the pair of substrates, a second base layer is formed on the liquid crystal layer side of the other substrate, and the first base layer is formed. A convex curved surface is formed on each subpixel unit on the liquid crystal layer side of the first underlayer and on the liquid crystal layer side of the second underlayer,
A voltage is applied to the liquid crystal layer by a control electrode formed on the liquid crystal layer side of the one substrate and a control electrode formed on the liquid crystal layer side of the other substrate. The electro-optical device according to claim 1.
請求項1乃至11のいずれか一項に記載の電気光学装置を表示部に備えることを特徴とする電子機器。   An electronic apparatus comprising the electro-optical device according to claim 1 in a display unit.
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