JP2022046319A - 視野角制御素子及び表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 視野角を制御することが可能な視野角制御素子及び表示装置を提供する。
【解決手段】 視野角制御素子は、第１基材を含む第１基板と、第２基材を含む第２基板と、前記第１基板及び前記第２基板との間に設けられたエレクトロクロミック層と、前記第１基材に形成された複数の突起と、複数の突起それぞれに設けられた第１領域及び第２領域と、前記第１領域に設けられた第１透明電極と、前記第２領域に設けられた第２透明電極と、を備え、前記第１透明電極および前記第２透明電極は、電気的に独立している。
【選択図】 図３

Description

本発明の実施形態は、視野角制御素子及び表示装置に関する。

近年、表示パネルを観察可能な視野角を制御する技術が種々提案されている。一例として、複数の導電パターンと、透明導電層と、これらの間に介在するエレクトロクロミック層とを備えた視野角制御装置において、導電パターン上にエレクトロクロミック材料を堆積することでルーバーを形成する技術が知られている。このような視野角制御装置は、エレクトロクロミック材料の堆積量、つまりルーバーの高さを制御することで、視野角を制御するものである。

国際公開第２０１４／０８４０６５号パンフレット

本実施形態は、視野角を制御することが可能な視野角制御素子及び表示装置を提供する。

一実施形態に係る視野角制御素子は、第１基材を含む第１基板と、第２基材を含む第２基板と、前記第１基板及び前記第２基板との間に設けられたエレクトロクロミック層と、前記第１基材に形成された複数の突起と、複数の突起それぞれに設けられた第１領域及び第２領域と、前記第１領域に設けられた第１透明電極と、前記第２領域に設けられた第２透明電極と、を備え、前記第１透明電極および前記第２透明電極は、電気的に独立している。

他の一実施形態に係る視野角制御素子は、第１基材を含む第１基板と、第２基材を含む第２基板と、前記第１基板及び前記第２基板との間に設けられたエレクトロクロミック層と、前記第１基材に形成された複数の第１突起と、複数の第１突起それぞれに設けられた第１側面及び第２側面と、前記第１側面に設けられた第１透明電極と、前記第２側面に設けられた第２透明電極と、前記第２基材に設けられた複数の第２突起と、複数の第２突起それぞれに設けられた第３側面及び第４側面と、前記第３側面に設けられた第３透明電極と、前記第４側面に設けられた第４透明電極と、を備え、前記第１透明電極および前記第２透明電極は、電気的に独立し、前記第３透明電極および前記第４透明電極は、電気的に独立し、前記複数の第１突起それぞれが延伸する方向と、前記複数の第２突起それぞれが延伸する方向は、交差する。

一実施形態に係る表示装置は、複数の画素を備えた表示パネルと、前記表示パネルに重畳する、視野角制御素子と、を備え、前記視野角制御素子は、第１基材を含む第１基板と、第２基材を含む第２基板と、前記第１基板及び前記第２基板との間に設けられたエレクトロクロミック層と、前記第１基材に形成された複数の突起と、複数の突起それぞれに設けられた第１領域及び第２領域と、
前記第１領域に設けられた第１透明電極と、前記第２領域に設けられた第２透明電極と、を備え、前記第１透明電極および前記第２透明電極は、電気的に独立している。

図１は、実施形態の視野角制御素子の断面図である。 図２は、図１に示す視野角制御素子の部分拡大図である。 図３は、図１に示す視野角制御素子の部分拡大図である。 図４は、突起の高さが固定された場合の、視野角、ピッチ、突起の角度との関係を示す図である。 図５は、突起の高さが固定された場合の、視野角差、ピッチ、突起の角度との関係を示す図である。 図６は、第１基板の平面図である。 図７は、実施形態に係る表示装置を示す断面図である。 図８は、表示パネルを説明する図である。 図９は、表示装置の応用例を説明する図である。 図１０は、視野角制御素子を説明する図である。 図１１は、実施形態における、視野角制御素子の他の構成例を示す断面図である。 図１２は、実施形態における、視野角制御素子の他の構成例を示す断面図である。 図１３は、実施形態における、視野角制御素子の他の構成例を示す斜視図である。 図１４は、図１３の視野角制御素子の断面図である。 図１５は、視野角制御素子の斜視図である。 図１６は、実施形態における、視野角制御素子の他の構成例を示す斜視図である。 図１７は、視野角、突起の角度との関係を示す図である。 図１８は、視野角差、突起の角度との関係を示す図である。

以下に、本発明の各実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。
以下、図面を参照しながら一実施形態に係る視野角制御素子について詳細に説明する。

本実施形態においては、第１方向Ｘ、第２方向Ｙ、及び、第３方向Ｚは、互いに直交しているが、９０度以外の角度で交差していてもよい。第３方向Ｚの矢印の先端に向かう方向を上又は上方と定義し、第３方向Ｚの矢印の先端に向かう方向とは反対側の方向を下又は下方と定義する。

また、「第１部材の上方の第２部材」及び「第１部材の下方の第２部材」とした場合、第２部材は、第１部材に接していてもよく、又は第１部材から離れて位置していてもよい。後者の場合、第１部材と第２部材との間に、第３の部材が介在していてもよい。一方、「第１部材の上の第２部材」及び「第１部材の下の第２部材」とした場合、第２部材は第１部材に接している。

また、第３方向Ｚの矢印の先端側に視野角制御素子を観察する観察位置があるものとし、この観察位置から、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙで規定されるＸ－Ｙ平面に向かって見ることを平面視という。第１方向Ｘ及び第３方向Ｚによって規定されるＸ－Ｚ平面、あるいは第２方向Ｙ及び第３方向Ｚによって規定されるＹ－Ｚ平面における視野角制御素子の断面を見ることを断面視という。

図１は、実施形態の視野角制御素子の断面図である。図１に示す視野角制御素子ＶＡＣは、第１基板ＳＵＢ１と、第２基板ＳＵＢ２と、電解質層ＥＣと、を備えている。第１基板ＳＵＢ１は、第１基材ＢＡ１と、複数の突起ＰＰと、第１透明電極ＴＥ１と、第２透明電極ＴＥ２を備えている。複数の突起ＰＰは、第１方向Ｘに間隔をおいて並び、それぞれ第２方向Ｙに沿って延伸している。第２基板ＳＵＢ２は、第２基材ＢＡ２を備えている。第１基板ＳＵＢ１及び第２基板ＳＵＢ２は、対向して配置されている。なお、図１において、第１透明電極ＴＥ１は、正極ＰＤ又は負極ＮＤの一方として機能する。また第２透明電極ＴＥ２は、正極ＰＤ又は負極ＮＤの他方として機能する。詳細は後述する。

第１基材ＢＡ１及び第２基材ＢＡ２は、例えばガラス基板や樹脂基板などの絶縁基板である。第１透明電極ＴＥ１及び第２透明電極ＴＥ２は、例えばインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）やインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）などの透明導電材料によって形成されている。突起ＰＰは、例えば透明な絶縁材料によって形成されており、有機材料及び無機材料のいずれで形成されてもよい。図１に示す例では、突起ＰＰは、第１基材ＢＡ１の上面Ｂ１Ａに設けられているが、第１基材ＢＡ１と突起ＰＰとの間に他の透明な絶縁層が介在していてもよい。

複数の突起ＰＰは、間隔をおいて並んでいる。突起ＰＰは、第１基材ＢＡ１から第２基板ＳＵＢ２（第２基材ＢＡ２）に向かって（第３方向Ｚに沿って）突出している。突起ＰＰのそれぞれは、第１基材ＢＡ１と対向する下面ＰＬと、第２基板ＳＵＢ２（第２基材ＢＡ２）と対向する上面ＰＵと、側面ＰＡ及びＰＢと、を有している。なお本実施形態では、側面ＰＡ及びＰＢを、それぞれ第１側面及び第２側面ともいう。側面ＰＡを含む突起ＰＰの領域を第１領域、側面ＰＢを含む突起ＰＰの領域を第２領域ともいう。

側面ＰＡ及びＰＢは、互いに対向して配置されている。側面ＰＡ及び上面ＰＵ、側面ＰＡ及び下面ＰＬ、側面ＰＢ及び上面ＰＵ、並びに、側面ＰＢ及び下面ＰＬは、それぞれ接している。
突起ＰＰの断面視での形状、より具体的にはＸ－Ｚ平面における形状は、上辺が下辺より短い台形形状である。ただし突起ＰＰの断面形状はこれに限定されず、下辺が上辺より長い台形形状、長方形や正方形等の四角形形状、後述する三角形形状、あるいは他の多角形形状であってもよい。突起ＰＰの断面形状は、線対称の形状であってもよいし、後述するように非対称の形状であってもよい。突起のＰＰの形状は、視野角に対して好適な形状を選ぶことが可能である。

図１に示す例において、第１透明電極ＴＥ１は、突起ＰＰの側面ＰＡに設けられている。第２透明電極ＴＥ２は、突起ＰＰの側面ＰＢ２に設けられている。第１透明電極ＴＥ１及び第２透明電極ＴＥ２は、それぞれ、後述するバスラインに接続され、異なる電位、例えばそれぞれ正の電位又は負の電位が印加される。
また第１透明電極ＴＥ１及び第２透明電極ＴＥ２は、突起ＰＰの上面ＰＵには設けられていない。第１透明電極ＴＥ１及び第２透明電極ＴＥ２は、突起ＰＰの上面ＰＵにより電気的に絶縁されるといえる。

電解質層ＥＣは、第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２との間に設けられ、第１透明電極ＴＥ１及び第２透明電極ＴＥ２に接触している。各突起ＰＰの上面ＰＵは、電解質層ＥＣに接触している。電解質層ＥＣは、例えば銀を含むエレクトロクロミック材料を含む液体電解質によって形成されている。電圧が印加されていない状態の電解質層ＥＣは、概ね透明である。なお、本実施形態では、一例として銀を含む電解質層ＥＣについて述べるが、これに限定されない。銀に代えて、他の酸化還元可能な反射性材料、例えば白金、金、アルミニウム、マンガン、或いは鉛等の金属材料を含むエレクトロクロミック材料を含む液体電解質を、電解質層ＥＣとして用いてもよい。
なお、電解質層ＥＣと第１透明電極ＴＥ１との間、あるいは、電解質層ＥＣと第２透明電極ＴＥ２との間には、エレクトロクロミック層などの他の機能層が設けられてもよい。なお電解質層ＥＣは、第１基材ＢＡ１及び第２基材ＢＡ２との間に設けられているとも言える。

このような視野角制御素子ＶＡＣにおいて、電解質層ＥＣに電圧が印加されていない場合では、電解質層ＥＣが概ね透明なため、透明状態が形成される。つまり、第１基板ＳＵＢ１を透過した入射光は、電解質層ＥＣ及び第２基板ＳＵＢ２を透過する。このとき、視野角制御素子ＶＡＣの法線Ｎに沿った方向（正面）（第３方向Ｚと平行な方向）から観察した場合のみならず、法線Ｎに対して図の右側に観察位置を傾けた場合も、法線Ｎに対して図の左側に観察位置を傾けた場合も、第２基板ＳＵＢ２を透過した光が観察される。例えば、図の右側に向かって透過する光Ｌ１と法線Ｎとのなす角度θＲ、及び、図の左側に向かって透過する光Ｌ２と法線Ｎとのなす角度θＬは、ほぼ同等である。このようなモードを広視野角モードと称する。

図２は、図１に示す視野角制御素子の部分拡大図である。図２の視野角制御素子ＶＡＣにおいては、例えば、第１透明電極ＴＥ１の電位が第２透明電極ＴＥ２の電位に対して相対的に低電位（あるいは負極性）となるように制御される。さらに例えば、第１透明電極ＴＥ１に負電位、第２透明電極ＴＥ２に正電位が印加される。つまり、第１透明電極ＴＥ１は負極（陰極）ＮＤとして機能し、第２透明電極ＴＥ２は正極（陽極）ＰＤとして機能する。このように、電解質層ＥＣに所定の電圧が印加されたオン状態では、電解質層ＥＣに溶出していた銀イオンが還元され、銀の微粒子が第１透明電極ＴＥ１の表面に析出する。これにより、第１透明電極ＴＥ１の表面が析出した銀によって覆われ、凝集した銀の集合体として遮光層ＢＭが形成される。遮光層ＢＭは、各突起ＰＰの側面ＰＢ及び上面ＰＵには形成されない。このような遮光層ＢＭは、第１基材ＢＡ１を透過した入射光を反射するものであってもよいし、吸収するものであってもよい。なお、電解質層ＥＣの電圧印加を解除する、あるいは、一時的に第１透明電極ＴＥ１の電位が第２透明電極ＴＥ２の電位に対して相対的に高電位（あるいは正極性）となるように制御された場合、析出した銀は、酸化されて銀イオンとなり、電解質層ＥＣに溶出する。

このようなオン状態の視野角制御素子ＶＡＣにおいては、第１基板ＳＵＢ１を透過した入射光ＩＮＬ１の一部は、遮光層ＢＭによって遮光される。例えば、１つの突起ＰＰへの入射光に着目すると、図の右側に向かう入射光ＩＮＬ１の一部は側面ＰＡ側に形成された遮光層ＢＭによって遮光される。突起ＰＰへの入射光ＩＮＬ１のうち、上面ＰＵを透過した光２は、電解質層ＥＣ及び第２基板ＳＵＢ２を透過する。但し、第２基材ＢＡ２と空気との界面に到達した光のうち、入射角が臨界角以上である光は全反射され、第２基板ＳＵＢ２を透過しない。

このようなオン状態では、法線Ｎに対して図の右側に観察位置を傾けた場合に観察される光Ｌ１と法線Ｎとのなす角度θＲ１は、図１に示した角度θＲより小さい。このように、法線Ｎに対して少なくとも片側（例えば右側又は左側）に観察位置を傾けた場合の視野角が定常時よりも狭くなるモードを狭視野角モードと称する。

一方、オン状態においても、正極（陽極）ＰＤとして機能する第２透明電極ＴＥ２では、銀イオンが析出されず、遮光層ＢＭは形成されない。よって、図の左側に向かう入射光ＩＮＬ２は、図１で説明したように電解質層ＥＣ及び第２基板ＳＵＢ２を透過する。すなわち、図の左側に向かう入射光ＩＮＬ２は側面ＰＢ及び第２透明電極ＴＥ２を透過し、さらに電解質層ＥＣ及び第２基板ＳＵＢ２を透過する。
このようなオン状態で、法線Ｎに対して図の左側に観察位置を傾けた場合に観察される光Ｌ２と法線Ｎとのなす角度を、角度θＬ１とすると、θＬ＞θＬ１＞θＲを満たす。

すなわち、図２に示す視野角制御素子ＶＡＣは、図の右側において狭視野角モード、図の左側において広視野角モードにて駆動される。なお左右のモードは上記に限定されず、図の右側に広視野角モード、図の左側に狭視野角モードで視野角制御素子ＶＡＣを駆動してもよい。その場合は、第１透明電極ＴＥ１を正極（陽極）ＰＤ、第２透明電極ＴＥ２を負極（陰極）ＮＤとなるように、それぞれ電位を印加すればよい。

ここで、第１基材ＢＡ１の第３方向Ｚに沿った高さを、高さｈ１とする。突起ＰＰにおいて、下面ＰＬから上面ＰＵまでの第３方向Ｚに沿った高さを高さｈ２とし、側面ＰＡと下面ＰＬとのなす角度をθαとし、下面ＰＬの幅（突起ＰＰが上面Ｂ１Ａに接している部分の幅）を幅Ｗ１とし、上面ＰＵの幅をＷ２とし、側面ＰＡの幅（突起ＰＰのうち第１透明電極ＴＥ１で覆われている部分の幅）を幅Ｗ３とする。なお、ここでの幅とは、第１方向Ｘに沿った長さに相当する。また、側面ＰＡとは反対側の側面ＰＢと下面ＰＬとのなす角度もθαであり、側面ＰＢの幅は第１側面ＰＡの幅Ｗ３と同等であるものとする。
幅Ｗ３は、Ｗ３＝（ｈ２／ｔａｎ（θα））の関係を満たす。
幅Ｗ２は、Ｗ２＝（Ｗ１－２×ｈ２／ｔａｎ（θα））の関係を満たす。
また、隣接する突起ＰＰの間隙の幅を幅ＧＰとする。また突起ＰＰのピッチＰＣは、ＰＣ＝Ｗ１＋ＧＰを満たす。

オン状態の視野角制御素子ＶＡＣにおいて、図２に示す角度θＲ１で第２基板ＳＵＢ２を透過する光Ｌ１の第１基板ＳＵＢ１への入射角をθ１とし、屈折角をθ２とする。空気の屈折率をｎ０とし、第１基材ＢＡ１の屈折率をｎ１としたとき、屈折角θ２は、以下の式で表される。
θ２＝ａｒｃｓｉｎ（ｎ０／ｎ１×ｓｉｎ（θ１）） （式１）
なお、角度θ３は、θ３＝（９０°－θ２）を満たす。

突起ＰＰを透過する光Ｌ１のうち、左の突起ＰＰの側面ＰＡの下端から中央の突起ＰＰの側面ＰＡの上端を通って電解質層ＥＣに到達する光の進入角度θ４は、突起ＰＰの屈折率をｎ２としたとき、以下の式で表される。なお突起ＰＰの屈折率と電解質ＥＣの屈折率は同じとする。
θ４＝９０°－ａｒｃｓｉｎ（ｎ１／ｎ２×ｓｉｎ（θ２）） （式２）
なお、角度θ４は、角度θαより小さい。角度θ４より小さい角度で突起ＰＰに進入した光を遮光層ＢＭによって遮光するための条件は、以下の式で表される。
ｔａｎ（θ４）≦（ｈ２／（ＧＰ＋Ｗ１－Ｗ３）） （式３）

ここで図３を用いて、遮光する光の進入角度、透過する光の進入角度、及びそれぞれの視野角の関係について説明する。図３は、図１に示す視野角制御素子の部分拡大図である。なお、分かり易くするために図面を分けているが、図３に示す視野角制御素子ＶＡＣと図２に示す視野角制御素子ＶＡＣは同じものであり、図３において図２と重複する構成要素の説明はこれを援用し、詳細は省略する。ただし図３においては、第１基材ＢＡ１の屈折率をｎ１及び突起ＰＰの屈折率をｎ２は同じ（ｎ１＝ｎ２）であるものとする。
図３に示す視野角制御素子ＶＡＣにおいて、入射光ＩＮＬａは、法線Ｎに対して図の右側に観察位置を傾けた場合に、上記遮光層ＢＭにて遮光される入射光である。
また入射光ＩＮＬｂは、法線Ｎに対して図の左側に観察位置を傾けた場合に観察される光Ｌ２の入射光である。入射光ＩＮＬａは、突起ＰＰ、電解質層ＥＣ、第２基材ＢＡ２を透過し、光Ｌ２として観察される。

また図３に示す視野角制御素子ＶＡＣは、突起ＰＰとして、突起ＰＰ１、ＰＰ２、ＰＰ３、及びＰＰ４を有している。
突起ＰＰ１は、側面ＰＡ１、側面ＰＢ１、上面ＰＵ１を有している。また側面ＰＡ１には第１透明電極ＴＥ１１、側面ＰＢ１には第２透明電極ＴＥ２１が設けられている。オン状態において、第１透明電極ＴＥ１１及び第２透明電極ＴＥ２１は、それぞれ負極ＮＤ及び正極ＰＤとして機能し、第１透明電極ＴＥ１１上には、析出した銀により遮光層ＢＭ１が形成されているものとする。
同様に、突起ＰＰ２は、側面ＰＡ２、側面ＰＢ２、上面ＰＵ２を有している。また側面ＰＡ２には第１透明電極ＴＥ１２、側面ＰＢ２には第２透明電極ＴＥ２２が設けられている。オン状態において、第１透明電極ＴＥ１２及び第２透明電極ＴＥ２２は、それぞれ負極ＮＤ及び正極ＰＤとして機能し、第１透明電極ＴＥ１２上には、析出した銀により遮光層ＢＭ２が形成されているものとする。
さらに突起ＰＰ３及びＰＰ４についても、突起ＰＰ１及びＰＰ２と同様である。そのため必要であれば説明を援用し、また順番を表す数字については、適宜読み替えるものとする。

第１基材ＢＡ１への入射光ＩＮＬａの進入角度のうち、取り得る最大角度を角度θａとする。第１基材ＢＡ１への入射光ＩＮＬｂの入角度のうち、取り得る最大角度を角度θｃとする。
突起ＰＰの高さｈ２、テーパ角θα、ピッチＰＣにより、角度θａ及びθｃは、それぞれ下記の式で表される。

ｔａｎθａ＝ｈ２／（ＰＣ－（ｈ２／ｔａｎθα）） （式４）
ｔａｎθｃ＝ｈ２／（ＰＣ＋（ｈ２／ｔａｎθα）） （式５）
図３に示すように、入射光ＩＮＬａは、第１基材ＢＡ１を透過し、突起ＰＰ１に侵入するが、突起ＰＰ１の側面ＰＡ１に形成された遮光層ＢＭ１で遮光される。すなわち角度θａは、入射光ＩＮＬａが、遮光層ＢＭ１の端部のうち、上面ＰＵ近傍の端部（遮光層ＢＭ１の上方の端部）を通る場合になされる角度である。ただし図３において、遮光層ＢＭ１及び第１透明電極ＴＥ１の膜厚は、突起ＰＰの高さｈ２に比較して極めて薄い。よって、遮光層ＢＭ１の当該端部は、突起ＰＰ１の端部ＥＢ１（側面ＰＡ１と上面ＰＵ１が交わる端部）であるとみなす。つまり、角度θａは、入射光ＩＮＬａが、突起ＰＰ１の端部ＥＢ１を通る場合になされる角度である。

一方、入射光ＩＮＬｂは、図３に示すように、第１基材ＢＡ１及び突起ＰＰ３の側面ＰＢ３を透過した入射光ＩＮＬａは、突起ＰＰ３に隣接する突起ＰＰ２の側面ＰＡ２に設けられた遮光層ＢＭにより遮光される。上記と同様に、遮光層ＢＭ１及び第１透明電極ＴＥ１の膜厚は極めて薄いので、角度θｃは、入射光ＩＮＬｂが、突起ＰＰ２の端部ＥＢ２（側面ＰＡ２と上面ＰＵ２が交わる端部）を通る場合になされる角度となる。

第１方向Ｘ（入射光ＩＮＬａが進む方向をＹ－Ｚ平面に投影した方向）に対する視野角θｂは、θｂ＝（９０°－θａ）を満たす。第１方向Ｘと逆方向（入射光ＩＮＬｂが進む方向をＹ－Ｚ平面に投影した方向）に対する視野角θｄは、は、θｄ＝（９０°－θｃ）を満たす。
ｔａｎ（９０°－θ）＝１／ｔａｎθであるので、視野角θｂ及びθｄは、それぞれ下記の式で表される。

ｔａｎθｂ＝（ＰＣ－（ｈ２／ｔａｎθα））／ｈ２ （式６）
ｔａｎθｄ＝（ＰＣ＋（ｈ２／ｔａｎθα））／ｈ２ （式７）
以上（式６）及び（式７）により、突起ＰＰの高さｈ２、視野角θｂ及びθｄの関係が得られる。例えば、視野角θｂ及びθｄが固定されている場合では、（式６）及び（式７）により、最適な高さｈ２を得ることが可能である。逆に、例えば、突起ＰＰの高さ又はその範囲が固定されている場合では、（式６）及び（式７）により、視野角θｂ及びθｄの最適値を得ることができる。
なお（式１）から（式７）は、第１基材ＢＡ１の高さｈ１に依存せず、突起ＰＰの高さｈ２のみに依存する。よって、高さｈ２を単に高さｈと記載することもある。また（式６）及び（式７）において視野角θｂ及びθｄを、それぞれ第１視野角θ１及び第２視野角θ２と呼ぶこともある。

図４は、突起ＰＰの高さｈ２が固定された場合の、視野角θｂ（透過）、視野角θｄ（透過）、ピッチＰＣ、突起ＰＰの角度θαとの関係を示す図である。図４に示す例において、突起ＰＰの高さｈ２は、１０μｍである。
図４に示すように、突起ＰＰの角度θαの最小値は、概略４５°である。また角度θαが大きくなり９０°に近づくと、視野角θｂは増加するが、視野角θｄは減少する。
ピッチＰＣが増加すると、視野角θｂ及びθｄの両方が増加する。ただしピッチＰＣが増加すると、視野角制御素子ＶＡＣの第１方向Ｘにおける長さ（幅）が増大する。

図５は、突起ＰＰの高さｈ２が固定された場合の、視野角差Δθ（Δθ＝θｄ－θｂ）、ピッチＰＣ、突起ＰＰの角度θαとの関係を示す図である。図５に示す例においても、突起ＰＰの高さｈ２は、１０μｍである。
図５に示すように、視野角差Δθが最大となるのは、角度θαが６０°以上７０°以下の範囲である。またそのときにピッチＰＣは、１０μｍ以上１４μｍ（１０≦ＰＣ≦１４）が好ましい。逆に言うと、突起ＰＰの角度θαが６０°以上７０°以下、ピッチＰＣが１０μｍ以上１４μｍの場合に、最大の視野角差Δθを得ることが可能である。
このように、本実施形態により、視野角を制御することが可能な視野角制御素子ＶＡＣを得ることができる。

なお図４及び図５に示した各種パラメータは、一例であって、本実施形態はこれに限定されない。例えば視野角制御素子ＶＡＣ及びそれを備える表示装置等のサイズが大きく、突起ＰＰの高さｈ２が高く取れる場合や、ピッチＰＣを長く取れる場合等においては、視野角θｂ及びθｄ、並びに視野角差Δθは、それに応じて変えることが可能である。その場合は、（式６）及び（式７）により、最適な視野角θｂ及びθｄ、並びに視野角差Δθ（Δθ＝θｄ－θｂ）を得ることが可能である。

ここで図６を用いて、第１透明電極ＴＥ１及び第２透明電極ＴＥ２に接続するバスラインにについて説明する。図６は、第１基板ＳＵＢ１の平面図である。
複数の突起ＰＰは、上述したように、第１方向Ｘに間隔をおいて並び、それぞれ第２方向Ｙに沿って延伸している。第１透明電極ＴＥ１は、一体形成されるバスラインＢＬ１と接続されている。バスラインＢＬ１は、第１方向Ｘに沿って延伸している。第１透明電極ＴＥ１は、第１方向Ｘに並び、それぞれ第２方向Ｙに沿って延伸している。つまり、第１透明電極ＴＥ１は、平面視において、突起ＰＰとほぼ平行に延出している。第１透明電極ＴＥ１は、上述したように突起ＰＰの側面ＰＡに設けられている。
第２透明電極ＴＥ２は、一体形成されるバスラインＢＬ２と接続されている。バスラインＢＬ２は、第１方向Ｘに沿って延伸している。第２透明電極ＴＥ２は、第１方向Ｘに並び、それぞれ第２方向Ｙに沿って延伸している。つまり、第２透明電極ＴＥ２は、平面視において、突起ＰＰとほぼ平行に延出している。第２透明電極ＴＥ２は、上述したように突起ＰＰの側面ＰＢに設けられている。

次に、上記の視野角制御素子ＶＡＣを適用した表示装置ＤＳＰについて説明する。
図７は、実施形態に係る表示装置を示す断面図である。図７に示す表示装置ＤＳＰは、視野角制御素子ＶＡＣと、表示パネルＰＮＬと、を備えている。表示パネルＰＮＬは、照明光を選択的に透過する透過型の表示パネルであってもよいし、照明光を選択的に反射する反射型の表示パネルであってもよいし、有機エレクトロルミネッセンス素子などの自発光素子を備えた表示パネルであってもよい。透過型あるいは反射型の表示パネルＰＮＬとしては、例えば、液晶層を備えた表示パネル、電気泳動層を備えた表示パネルなどが挙げられる。図７に示す例では、表示パネルＰＮＬは、透過型の液晶表示パネルである。このため、表示装置ＤＳＰは、さらに、表示パネルＰＮＬを照明する照明装置ＩＬＤと、第１偏光板ＰＬ１と、第２偏光板ＰＬ２と、を備えている。表示装置ＤＳＰの厚さ方向（第３方向Ｚ）に沿って、照明装置ＩＬＤ、第１偏光板ＰＬ１、表示パネルＰＮＬ、第２偏光板ＰＬ２、及び、視野角制御素子ＶＡＣがこの順に配置されている。ただし、照明装置ＩＬＤ、表示パネルＰＮＬ、及び、視野角制御素子ＶＡＣの順はこれに限定されない。例えば、照明装置ＩＬＤ及び表示パネルＰＮＬとの間に、視野角制御素子ＶＡＣが設けられていてもよい。照明装置ＩＬＤ、表示パネルＰＮＬ、及び、視野角制御素子ＶＡＣの積層順は、適宜変更可能である。

視野角制御素子ＶＡＣは、上記の通り、第１基板ＳＵＢ１と、第２基板ＳＵＢ２と、電解質層ＥＣと、を備えている。電解質層ＥＣは、第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２との間に保持され、シールＳＥ１によって封止されている。シールＳＥ１によって囲まれた領域は、有効領域或いはアクティブエリアＡＡと称する。アクティブエリアＡＡについては、主要部のみを簡素化して図示している。上述のように、第１基板ＳＵＢ１には、突起ＰＰ、第１透明電極ＴＥ１、及び第２透明電極ＴＥ２が設けられている。第１透明電極ＴＥ１及び第２透明電極ＴＥ２は、電解質層ＥＣに接触している。配線基板ＦＰＣ１は、第１基板ＳＵＢ１に接続されている。

表示パネルＰＮＬは、第３基板ＳＵＢ３と、第４基板ＳＵＢ４と、液晶層ＬＣと、を備えている。液晶層ＬＣは、第３基板ＳＵＢ３と第４基板ＳＵＢ４との間に保持され、シールＳＥ２によって封止されている。シールＳＥ２によって囲まれた領域は、画像を表示する表示領域ＤＡを有している。表示パネルＰＮＬとしては、周知の液晶パネルが適用可能である。配線基板ＦＰＣ２は、第３基板ＳＵＢ３に接続されている。
視野角制御素子ＶＡＣは、表示パネルＰＮＬに重畳している。視野角制御素子ＶＡＣのアクティブエリアＡＡは、表示パネルＰＮＬの表示領域ＤＡに重畳している。

第１偏光板ＰＬ１は、照明装置ＩＬＤと表示パネルＰＮＬとの間に位置し、例えば第３基板ＳＵＢ３に接着されている。第２偏光板ＰＬ２は、表示パネルＰＮＬと視野角制御素子ＶＡＣとの間に位置し、例えば第４基板ＳＵＢ４に接着されている。第１偏光板ＰＬ１及び第２偏光板ＰＬ２は、例えばそれぞれの偏光軸がほぼ直交するように配置されている（クロスニコル）。第１偏光板ＰＬ１及び第２偏光板ＰＬ２は、各種位相差板を含んでいてもよい。
視野角制御素子ＶＡＣは、透明な接着層ＡＤにより第２偏光板ＰＬ２に接着されている。

照明装置ＩＬＤは、第１偏光板ＰＬ１を挟んで、表示パネルＰＮＬの背面側に位置している。照明装置ＩＬＤは、いわゆる面光源装置であり、表示パネルＰＮＬの背面側から照明光を出射し、表示パネルＰＮＬを照明するように構成されている。照明装置ＩＬＤから出射された照明光のうち、第１偏光板ＰＬ１を透過した偏光成分は、表示パネルＰＮＬを透過する。表示パネルＰＮＬを透過した光のうち、第２偏光板ＰＬ２を透過した偏光成分は、視野角制御素子ＶＡＣを透過する。

このような視野角制御素子ＶＡＣを備えた表示装置ＤＳＰにおいて、上述したように、例えば、第３方向Ｚから見て、図の右側において狭視野角モード、図の左側において広視野角モードにて駆動することが可能である。第１透明電極ＴＥ１及び第２透明電極ＴＥ２に印加される電圧により、左右のモードは入れ替え可能である。

ここで表示パネルＰＮＬのより詳細な構成について説明する。図８は、表示パネルを説明する図である。図８（Ａ）は、表示パネルＰＮＬの回路図である。図８（Ｂ）は、画素ＰＸの回路図である。
図８（Ａ）に示す表示パネルＰＮＬにおいて、表示領域ＤＡは、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙにマトリクス状に配置された複数の画素ＰＸを備えている。ここでの画素ＰＸとは、画素信号に応じて個別に制御することができる最小単位を示し、副画素と称する場合がある。画素ＰＸは、例えば、赤色を表示する赤画素、緑色を表示する緑画素、青色を表示する青画素のいずれかである。

複数の走査線ＧＬは、走査線駆動回路ＧＤに接続されている。複数の信号線ＳＬは、信号線駆動回路ＳＤに接続されている。共通電極ＣＥは、複数の画素ＰＸに亘って配置され、電圧供給部ＣＤに接続されている。

画素ＰＸは、それぞれ、スイッチング素子ＳＷ、画素電極ＰＥ等を備えている。スイッチング素子ＳＷは、例えば薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）によって構成され、走査線ＧＬ及び信号線ＳＬと電気的に接続されている。走査線ＧＬは、第１方向Ｘに並んだ画素ＰＸの各々におけるスイッチング素子ＳＷと電気的に接続されている。信号線ＳＬは、第２方向Ｙに並んだ画素ＰＸの各々におけるスイッチング素子ＳＷと電気的に接続されている。画素電極ＰＥは、スイッチング素子ＳＷと電気的に接続されている。共通電極ＣＥは、複数の画素電極ＰＥに対して共通に設けられている。液晶層ＬＣは、画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとの間に生じる電界によって駆動される。容量ＣＳは、例えば、共通電極ＣＥと同電位の電極、及び、画素電極ＰＥと同電位の電極の間に形成される。

なお詳細は後述するが、画素ＰＸのピッチ及び突起ＰＰのピッチＰＣは異なることが好ましい。画素ＰＸのピッチ及び突起ＰＰのピッチＰＣが同じ場合では、モアレ等が生じ、表示装置ＤＳＰの表示品質が低下するからである。さらに画素ＰＸのピッチは、突起ＰＰのピッチＰＣの公約数でないことが好ましい。画素ＰＸのピッチが突起ＰＰのピッチＰＣの公約数である場合には、画素ＰＸの配列周期が突起ＰＰのピッチＰＣと一致する可能性があり、やはりモアレが生じる恐れがあるからである。
以上説明したように、本実施形態により、視野角を制御することが可能な視野角制御素子及び表示装置を提供することができる。

図９は、表示装置の応用例を説明する図である。図９（Ａ）は、視野角制御素子ＶＡＣ及び表示パネルＰＮＬを備える表示装置ＤＳＰの平面図である。図９（Ｂ）は、車両ＶＣＬ内に設置された表示装置ＤＳＰを示す図である。
図９（Ａ）に示す表示装置ＤＳＰでは、図の右側に観察者ＯＢＳ１、左側に観察者ＯＢＳ２が位置しているものとする。また表示パネルＰＮＬの表示領域ＤＡのうち、図の右側を表示領域ＤＡ１、左側を表示領域ＤＡ２とする。表示領域ＤＡ１及びＤＡ２は、それぞれ、視野角制御素子ＶＡＣのアクティブエリアＡＡ１及びＡＡ２に相当する。

ここで、表示領域ＤＡ１及びＤＡ２に、それぞれ、異なる映像ＩＭＧ１及びＩＭＧ２を表示した場合を考える。
観察者ＯＢＳ１が表示装置ＤＳＰ（視野角制御素子ＶＡＣ）を法線Ｎに沿った方向（正面）から観察した場合、法線Ｎの方向に沿って入射する入射光ＩＮＬｂ１は、視野角制御素子ＶＡＣの遮光層ＢＭで遮光されることなく、表示装置ＤＳＰを透過する。すなわち、観察者ＯＢＳ１は、表示領域ＤＡ１に表示された映像ＩＭＧ１を観察することが可能である。
一方、観察者ＯＢＳ１が、表示装置ＤＳＰの表示領域ＤＡ２を観察する場合、表示領域ＤＡ２から観察者ＯＢＳ１に向かう方向に沿って入射する入射光ＩＮＬａ１を遮光するように、視野角制御素子ＶＡＣに遮光層ＢＭが形成される。これにより観察者ＯＢＳ１は、表示領域ＤＡ２に表示される映像ＩＭＧ２を観察することができない。

同様に、 観察者ＯＢＳ２が表示装置ＤＳＰ（視野角制御素子ＶＡＣ）を法線Ｎに沿った方向（正面）から観察した場合、法線方向Ｎに沿って入射する入射光ＩＮＬｂ２は、視野角制御素子ＶＡＣの遮光層ＢＭで遮光されることなく、表示装置ＤＳＰを透過する。すなわち、観察者ＯＢＳ２は、表示領域ＤＡ２に表示された映像ＩＭＧ２を観察することが可能である。
一方、観察者ＯＢＳ２が、表示装置ＤＳＰの表示領域ＤＡ１を観察する場合、表示領域ＤＡ１から観察者ＯＢＳ２に向かう方向に沿って入射する入射光ＩＮＬａ２を遮光するように、視野角制御素子ＶＡＣに遮光層ＢＭが形成される。これにより観察者ＯＢＳ２は、表示領域ＤＡ１に表示される映像ＩＭＧ１を観察することができない。

上記のように遮光層ＢＭを形成するには、アクティブエリアＡＡ１及びＡＡ２（表示領域ＤＡ１及びＤＡ２に相当）それぞれに設けられた、第１透明電極ＴＥ１及び第２透明電極ＴＥ２に、それぞれ対応する電位を印加すればよい。以上のように、観察者ＯＢＳ１及びＯＢＳ２に、異なる映像ＩＭＧ１及びＩＭＧ２が観察させ、逆に映像ＩＭＧ２及びＩＭＧ１を観察させない表示装置ＤＳＰを得ることができる。

図９（Ｂ）は、図９（Ａ）に示す表示装置ＤＳＰを設置した車両ＶＣＬを示している。表示装置ＤＳＰは、車両ＶＣＬのインストルメントパネルＩＮＰに搭載されている。表示装置ＤＳＰは、ハンドルＷＨＬのある運転席ＤＳ及び運転席ＤＳの反対側の助手席ＰＳに亘って設けられている。
図９（Ｂ）に示す例では、運転席ＤＳ側に座る運転者が観察者ＯＢＳ２、助手席ＰＳに座る搭乗者が観察者ＯＢＳ１に相当している。例えば、運転者（観察者ＯＢＳ２）が表示装置ＤＳＰに表示される地図等の映像ＩＭＧ２を観察し、搭乗者（観察者ＯＢＳ１）が映画等の映像ＩＭＧ１を観察することが可能である。
以上本実施形態により、視野角を制御することが可能な視野角制御素子、表示装置、及び当該表示装置を搭載した車両を提供することができる。

ここでアクティブエリアＡＡ１及びＡＡ２それぞれに設けられた、第１透明電極ＴＥ１及び第２透明電極ＴＥ２に対応する電位を印加可能な構成について説明する。図１０は、視野角制御素子を説明する図である。図１０（Ａ）は、視野角制御素子ＶＡＣの断面図であり、図１０（Ｂ）は、視野角制御素子ＶＡＣの平面図である。

図１０（Ａ）及び（Ｂ）に示す視野角制御素子ＶＡＣにおいて、アクティブエリアＡＡ１に設けられた第１透明電極ＴＥ１は、バスラインＢＬ１１と一体形成され、バスラインＢＬ１１に接続されている。アクティブエリアＡＡ１に設けられた第２透明電極ＴＥ２は、バスラインＢＬ１２と一体形成され、バスラインＢＬ１２に接続されている。
アクティブエリアＡＡ２に設けられた第１透明電極ＴＥ１は、バスラインＢＬ１２と一体形成され、バスラインＢＬ１２に接続されている。アクティブエリアＡＡ２に設けられた第２透明電極ＴＥ２は、バスラインＢＬ２２と一体形成され、バスラインＢＬ２２に接続されている。

バスラインＢＬ１２は、平面視でバスラインＢＬ１２と重畳する接続配線ＣＷ１に接続されている。接続配線ＣＷ１及び後述の接続配線ＣＷ２は、例えばインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）やインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）などの透明導電材料によって形成されている。
バスラインＢＬ２１は、平面視でバスラインＢＬ２２と重畳する接続配線ＣＷ２に接続されている。

接続配線ＣＷ１は、絶縁層を挟んで、バスラインＢＬ１２とは別の層に形成された配線である。接続配線ＣＷ１は、当該絶縁層に設けられたコンタクトホールを介して、バスラインＢＬ１２と接続されていればよい。
同様に、接続配線ＣＷ２は、絶縁層を挟んで、バスラインＢＬ２１とは別の層に形成された配線である。接続配線ＣＷ２は、当該絶縁層に設けられたコンタクトホールを介して、バスラインＢＬ２１と接続されていればよい。

アクティブエリアＡＡ１の第２透明電極ＴＥ２には、バスラインＢＬ２１及び接続配線ＣＷ２を介して、低電位が印加される。アクティブエリアＡＡ１の第１透明電極ＴＥ１には、バスラインＢＬ１１を介して、高電位が印加される。これにより、アクティブエリアＡＡ１の第２透明電極ＴＥ２は負極ＮＤとして機能し、第１透明電極ＴＥ１は正極ＰＤとして機能する。
アクティブエリアＡＡ２の第２透明電極ＴＥ２には、バスラインＢＬ２２を介して、高電位が印加される。アクティブエリアＡＡ２の第１透明電極ＴＥ１には、バスラインＢＬ１２及び接続配線ＣＷ１を介して、低電位が印加される。これにより、アクティブエリアＡＡ２の第２透明電極ＴＥ２は正極ＰＤ、第１透明電極ＴＥ１は負極ＮＤとして機能する。
以上により、図１０に示す視野角制御素子ＶＡＣを用いて、図９に示した表示装置ＤＳＰに対する視野角を制御することが可能である。

＜構成例１＞
図１１は、実施形態における視野角制御素子の他の構成例を示す断面図である。図１１に示した構成例では、図３に示した構成例と比較して、突起ＰＰの断面視における形状が三角形状であるという点で異なっている。
図１１に示す視野角制御素子ＶＡＣにおいて、図３と同様の構成要素は、同じ符号で表している。また図３の説明において、図１１に援用可能なものはこれを援用し、詳細は省略する。

図１１に示す視野角制御素子ＶＡＣは、断面視にて三角形形状の突起ＰＰ（ＰＰ１、ＰＰ２、ＰＰ３、及びＰＰ４）を有している。突起ＰＰの側面ＰＡには第１透明電極ＴＥ１、側面ＰＢには第１透明電極ＴＥ２が設けられている。第１透明電極ＴＥ１及び第２透明電極ＴＥ２は、それぞれが電気的に独立している。
図１１に示す突起ＰＰは、より具体的には二等辺三角形状を有している。当該二等辺三角形状のＰＰは、図３に示す上面ＰＵに代えて、頂点ＰＴを有している。第１透明電極ＴＥ１及び第２透明電極ＴＥ２を電気的に独立な状態となるように、第１透明電極ＴＥ１の上方側の端部Ｅ１Ｕ及び第２透明電極ＴＥ２の上方側の端部Ｅ２Ｕは、頂点ＰＴより下方に配置される。換言すると、端部Ｅ１Ｕ及びＥ２Ｕは、頂点ＰＴ及び第１基材ＢＡ１の上面Ｂ１Ａとの間に位置している。
なお図１１に示す突起ＰＰの断面形状は、頂点ＰＴ含む角が鋭角を取るが、本構成例はこれに限定されない。例えば突起ＰＰの製造工程において、エッチング等により、いわゆる突起ＰＰの頂点ＰＴ周辺が丸まってしまう場合にも、本構成例は適用可能である。つまり、当該頂点ＰＴ周辺が連続して曲率が変化するような場合においても、本構成例は適用可能である。

図１１に示す突起ＰＰにおいて、下面ＰＬから頂点ＰＴまでの第３方向Ｚに沿った高さを、図３と同様高さｈ２とし、側面ＰＡと下面ＰＬとのなす角度をθαとし、下面ＰＬの幅（突起ＰＰが上面Ｂ１Ａに接している部分の幅）を幅Ｗ１とし、側面ＰＡの幅（突起ＰＰのうち第１透明電極ＴＥ１で覆われている部分の幅）を幅Ｗ３とする。なお、ここでの幅とは、第１方向Ｘに沿った長さに相当する。また、側面ＰＡとは反対側の側面ＰＢと下面ＰＬとのなす角度もθαであり、側面ＰＢの幅は第１側面ＰＡの幅Ｗ３と同等であるものとする。

実施形態と同様に、（式６）及び（式７）により、突起ＰＰの高さｈ２、視野角θｂ及びθｄの関係が得られる。例えば、視野角θｂ及びθｄが固定されている場合では、（式６）及び（式７）により、最適な高さｈ２を得ることが可能である。逆に、例えば、突起ＰＰの高さ又はその範囲が固定されている場合では、（式６）及び（式７）により、視野角θｂ及びθｄの最適値を得ることが可能である。
また図４及び図５にて説明したように、好適なピッチＰＣ及び突起ＰＰの角度θαを得ることが可能である。
本構成例においても、実施形態と同様の効果を奏する。

＜構成例２＞
図１２は、実施形態における視野角制御素子の他の構成例を示す断面図である。図１２に示した構成例では、図１１に示した構成例と比較して、突起の断面視における形状が非対称な三角形状であるという点で異なっている。
図１２に示す視野角制御素子ＶＡＣは、突起ＰＰ（ＰＰ１、ＰＰ２、ＰＰ３、及びＰＰ４）の断面視での形状は、上述のように非対称な三角形状である。より具体的には、側面ＰＡと下面ＰＬとのなす角度θα１と、側面ＰＢと下面ＰＬとのなす角度θα２が異なっている（θα１≠θα２）。

図１２に示す視野角制御素子ＶＡＣにおいて、実施形態で説明した（式６）及び（式７）は、下記（式８）及び（式））のように置き換えることができる。

ｔａｎθｂ＝（ＰＣ－（ｈ２／ｔａｎθα２））／ｈ２ （式８）
ｔａｎθｄ＝（ＰＣ＋（ｈ２／ｔａｎθα１））／ｈ２ （式９）
よって、図１２に示す例においても、（式８）及び（式９）により、視野角θｂ及びθｄの最適値、並びに、好適なピッチＰＣ及び突起ＰＰの角度θα１及びθα２を得ることができる。
なお図１２に示す例においては、角度θα２は角度θα１より小さい（θα２＜θα１）。しかし本構成例はこれに限定されない。突起ＰＰの角度θα２は、角度θα１より大きくてもよい（θα２＞θα１）。

さらに、アクティブエリアＡＡ全体に亘って、突起ＰＰは、同一の断面形状を有していてよいし、あるいは、領域によって異なる断面形状を有していてもよい。例えば、図９及び図１０に示したアクティブエリアＡＡ１では、角度θα１が角度θα２より大きく、アクティブエリアＡＡ２では、角度θα１が角度θα２より小さくてもよい。あるいは、アクティブエリアＡＡ１では、角度θα１が角度θα２より小さく、アクティブエリアＡＡ２では、角度θα１が角度θα２より大きいという構成であってもよい。 また図１２に示す例において、図１１と同様、突起ＰＰの頂点ＰＴ周辺が連続して曲率が変化するような形状であってもよい。そのような形状であっても、本構成例は適用可能である。
本構成例においても、実施形態と同様の効果を奏する。

＜構成例３＞
図１３は、実施形態における視野角制御素子の他の構成例を示す斜視図である。図１３に示した構成例では、図２に示した構成例と比較して、突起を有する２枚の基板が互い違いに配置されているという点で異なっている。
図１３に示す視野角制御素子ＶＡＣは、第１基板ＳＵＢ１ａ及び第２基板ＳＵＢ１ｂを有している。なお第２基板ＳＵＢ１ｂは、上述の第１基板ＳＵＢ１と同様の構成を有しており、実施形態の第１基板ＳＵＢ１に相当する。しかし、説明を分かり易くするために、本構成例では第２基板とする。
また図１４は、図１３の視野角制御素子の断面図である。図１４（Ａ）は、第２基板ＳＵＢ１ｂのＹ－Ｚ平面における断面図である。図１４（Ｂ）は、第１基板ＳＵＢ１ａのＸ－Ｚ平面における断面図である。

図１４（Ｂ）に示すように、第１基板ＳＵＢ１ａは、第１基材ＢＡ１ａと、複数の突起ＰＰａと、第１透明電極ＴＥ１ａと、第２透明電極ＴＥ２ａを備えている。複数の突起ＰＰａは、第１方向Ｘに間隔をおいて並び、それぞれ第２方向Ｙに沿って延伸している。また複数の突起ＰＰａは、第１基材ＢＡ１ａから第２基板ＳＵＢ１ｂに向かって（第３方向Ｚに沿って）突出している。
複数の突起ＰＰａそれぞれは、第１基材ＢＡ１ａと対向する下面ＰＬａと、第２基板ＳＵＢ１ｂと対向する上面ＰＵａと、側面ＰＡａ及びＰＢａと、を有している。側面ＰＡａには、第１透明電極ＴＥ１ａが設けられている。側面ＰＢａには、第２透明電極ＴＥ２ａが設けられている。

図１４（Ａ）に示すように、第２基板ＳＵＢ１ｂは、第２基材ＢＡ１ｂと、複数の突起ＰＰｂと、第１透明電極ＴＥ１ｂと、第２透明電極ＴＥ２ｂを備えている。複数の突起ＰＰｂは、第２方向Ｙに間隔をおいて並び、それぞれ第１方向Ｘに沿って延伸している。また複数の突起ＰＰｂは、第２基材ＢＡ１ｂから第１基板ＳＵＢ１ａに向かって（第３方向Ｚと逆方向に沿って）突出している。
複数の突起ＰＰｂそれぞれは、第２基材ＢＡ１ｂと対向する下面ＰＬｂと、第１基板ＳＵＢ１ａと対向する上面ＰＵｂと、側面ＰＡｂ及びＰＢｂと、を有している。側面ＰＡｂには、第１透明電極ＴＥ１ｂが設けられている。側面ＰＢｂには、第２透明電極ＴＥ２ｂが設けられている。
なお突起ＰＰｂの上面ＰＵｂは、第２基材ＢＡ１ｂより下方に位置しているが、説明を分かり易くするために、ここでは上面とする。同様に、突起ＰＰｂの下面ＰＬｂは、上面ＰＵｂより上方に位置しているが、説明を分かり易くするために、ここでは下面とする。

また第１基板ＳＵＢ１ａの第１透明電極ＴＥ１ａ及び第２透明電極ＴＥ２ａと区別するために、第２基板ＳＵＢ１ｂの第１透明電極ＴＥ１ｂ及び第２透明電極ＴＥ２ｂを、それぞれ第３透明電極及び第４透明電極と呼ぶこともある。
また、突起ＰＰａ及びＰＰｂを、それぞれ第１突起及び第２突起と呼ぶこともある。さらに突起ＰＰａの側面ＰＡａ及び側面ＰＢａを第１側面及び第２側面とし、突起ＰＰｂの側面ＰＡｂ及び側面ＰＢｂを第３側面及び第４側面と呼ぶこともある。

図１３、図１４（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、突起ＰＰａ及びＰＰｂは、延伸する方向が直交するように配置されている。
第１基板ＳＵＢ１ａの第１透明電極ＴＥ１ａ及び第２透明電極ＴＥ２ａは、それぞれ側面ＰＡａ及び側面ＰＢａに沿って、第１方向Ｘに並び、それぞれ第２方向Ｙに沿って延伸している。一方、第２基板ＳＵＢ１ｂの第１透明電極ＴＥ１ｂ及び第２透明電極ＴＥ２ｂは、それぞれ側面ＰＡｂ及び側面ＰＢｂに沿って、第２方向Ｙに並び、それぞれ第１方向Ｘに沿って延伸している。
よって、第１基板ＳＵＢ１ａの第１透明電極ＴＥ１ａ及び第２透明電極ＴＥ２ａ、並びに、第２基板ＳＵＢ１ｂの第１透明電極ＴＥ１ｂ及び第２透明電極ＴＥ２ｂは、延伸する方向が直交している。

ここで、第１基板ＳＵＢ１ａの第１透明電極ＴＥ１ａ及び第２透明電極ＴＥ２ａ、並びに、第２基板ＳＵＢ１ｂの第１透明電極ＴＥ１ｂに低電位、第２基板ＳＵＢ１ｂの第２透明電極ＴＥ２ｂに高電位を印加する場合を考える。
この場合、第１透明電極ＴＥ１ａ及び第２透明電極ＴＥ２ａ、並びに、第２基板ＳＵＢ１ｂの第１透明電極ＴＥ１ｂは、負極ＮＤ（陰極）として機能する。また第２基板ＳＵＢ１ｂの第２透明電極ＴＥ２ｂは正極ＰＤ（陽極）として機能する。

上記のように電位を印加すると、負極ＮＤとして機能する第１透明電極ＴＥ１ａ、第２透明電極ＴＥ２ａ、及び第１透明電極ＴＥ１ｂの表面に銀が析出する。よってこれら電極上に遮光層ＢＭ（非表示）が形成される。
図１３及び図１４に示す視野角制御素子ＶＡＣを、視野角制御素子ＶＡＣの法線Ｎに沿った方向（正面）（第３方向Ｚと平行な方向）から見た場合について、図１５を用いて説明する。図１５は、視野角制御素子の斜視図である。図１５では、第１基板ＳＵＢ１ａに形成される遮光層ＢＭ１、第２基板ＳＵＢ１ｂに形成される遮光層ＢＭ２、正面に向かって左側に透過する入射光ＩＮＬｈ、正面に向かって右側に透過する入射光ＩＮＬｍ、正面に向かって上側に透過する入射光ＩＮＬｕ、正面に向かって下側に透過する入射光ＩＮＬｄの位置関係示している。

図１５に示す視野角制御素子ＶＡＣは、法線Ｎに沿った方向に対して左右に観察位置を傾けた場合のみならず、上下に観察位置を傾けた場合においても、視野角を制御することが可能である。左右に観察位置を傾けた場合では、第１透明電極ＴＥ１ａ及び第２透明電極ＴＥ２ａの両方に形成された遮光層ＢＭにより、左側及び右側の両方から透過する入射光ＩＮＬｈ及びＩＮＬｍに対して、視野角制御素子ＶＡＣは狭視野角モードとして駆動される。

一方、上下に観察位置を傾けた場合では、例えば、第１透明電極ＴＥ１ｂに形成される遮光層ＢＭにより、下側に透過する入射光ＩＮＬｄに対しては、視野角制御素子ＶＡＣは狭視野角モードとして駆動される。逆に上側に透過する入射光ＩＮＬｕに対しては、遮光層が形成されないので、視野角制御素子ＶＡＣは広視野角モードとして駆動される。
以上、本構成例により、立体的（３次元的）に視野角制御することが可能な視野角制御素子を得ることができる。

なお、第１基板ＳＵＢ１ａの突起ＰＰａ及び第２基板ＳＵＢ１ｂの突起ＰＰｂは、図１３に示すように、互いに接触している。このため、突起ＰＰａ及びＰＰｂにそれぞれ設けられる、第１透明電極ＴＥ１ａ、ＴＥ２ａ、ＴＥ１ｂ及びＴＥ２ｂが接触する恐れが生じる。
このため、それぞれの透明電極の上方側の端部は、突起ＰＰの上面ＰＵより下方に配置することが好適である。より具体的には、図１４に示すように、第１基板ＳＵＢ１ａにおいて、第１透明電極ＴＥ１ａの上方側の端部Ｅ１Ｕａ及び第２透明電極ＴＥ２ａの上方側の端部Ｅ２Ｕａは、上面ＰＵａより下方に配置される。換言すると、端部Ｅ１Ｕａ及びＥ２Ｕａは、突起ＰＰａの上面ＰＵａ及び第１基材ＢＡ１の上面Ｂ１Ａとの間に位置している。
第２基板ＳＵＢ１ｂにおいては、第１透明電極ＴＥ１ｂの端部Ｅ１Ｕｂ及び第２透明電極ＴＥ２ｂの端部Ｅ２Ｕｂは、突起ＰＰｂの上面ＰＵｂ及び第２基材ＢＡ１ｂとの間に位置している。

第１透明電極ＴＥ１ａの端部Ｅ１Ｕａ、第２透明電極ＴＥ２ａの端部Ｅ２Ｕａ、第１透明電極ＴＥ１ｂの端部Ｅ１Ｕｂ、及び第２透明電極ＴＥ２ｂの端部Ｅ２Ｕｂを、上述のように配置することで、透明電極どうしが接触することを防ぐことができる。上記の配置を換言すると、突起ＰＰそれぞれの上面ＰＵ周辺の領域には透明電極が設けられておらず、当該上面ＰＵ周辺の領域は露出していると言える。

なお、図１３、図１４、及び図１５に示す視野角制御素子ＶＡＣでは、第１基板ＳＵＢ１ａの第１透明電極ＴＥ１ａ及び第２透明電極ＴＥ２ａ、並びに、第２基板ＳＵＢ１ｂの第１透明電極ＴＥ１ｂに低電位、第２基板ＳＵＢ１ｂの第２透明電極ＴＥ２ｂに高電位を印加したが、印加する電位はこれに限定されない。
例えば、第１基板ＳＵＢ１ａの第１透明電極ＴＥ１ａ及び第２透明電極ＴＥ２ａ、並びに、第２基板ＳＵＢ１ｂの第２透明電極ＴＥ２ｂに低電位、第２基板ＳＵＢ１ｂの第１透明電極ＴＥ１ｂに高電位を印加してもよい。すなわち、第１透明電極ＴＥ１ａ、第２透明電極ＴＥ２ａ、第１透明電極ＴＥ１ｂ、及び第２透明電極ＴＥ２ｂのうち３つに低電位が印加され、他の１つに高電位が印加されてもよい。
これにより、視野角制御素子ＶＡＣの正面に向かって、右側及び左側の両方、並びに、上側及び下側の一方に透過する入射光に対して、視野角制御素子ＶＡＣを狭視野角モードにて駆動することができる。

また本構成例により、視野角制御素子ＶＡＣの正面に向かって、右側及び左側の一方、並びに、上側及び下側の両方に透過する入射光に対して、視野角制御素子ＶＡＣを狭視野角モードで駆動することができる。
この場合、第１基板ＳＵＢ１ａの第１透明電極ＴＥ１ａ、並びに、第２基板ＳＵＢ１ｂの第１透明電極ＴＥ１ｂ及び第２透明電極ＴＥ２ｂに低電位、第１基板ＳＵＢ１ａの第２透明電極ＴＥ２ａに高電位を印加してもよい。あるいは、第１基板ＳＵＢ１ａの第２透明電極ＴＥ２ａ、並びに、第２基板ＳＵＢ１ｂの第１透明電極ＴＥ１ｂ及び第２透明電極ＴＥ２ｂに低電位、第１基板ＳＵＢ１ａの第１透明電極ＴＥ１ａに高電位を印加してもよい。
以上本構成例により、正面に対し上下左右のうち３方向に対して視野角制御することが可能な視野角制御素子を得ることができる。
本構成例においても、実施形態と同様の効果を奏する。

＜構成例４＞
図１６は、実施形態における視野角制御素子の他の構成例を示す斜視図である。図１６に示した構成例では、図１３に示した構成例と比較して、上下の突起どうしとの間に台座が設けられているという点で異なっている。
なお図１６に示す視野角制御素子ＶＡＣの説明において、図１３の説明と重複する箇所はこれを援用し、詳細は省略する。

図１６に示す視野角制御素子ＶＡＣは、第１基板ＳＵＢ１ａ及び第２基板ＳＵＢ１ｂとの間に、台座ＰＤＳを有している。より詳細には、台座ＰＤＳは、第１基板ＳＵＢ１ａの突起ＰＰａの上面ＰＵａ及び第２基板ＳＵＢ１ｂの突起ＰＰｂの上面ＰＵｂとの間に配置されている。
台座ＰＤＳは、例えば、透明な絶縁材料によって形成されており、有機材料及び無機材料のいずれで形成されてもよい。さらに例えば、突起ＰＰと同様の材料で形成されていてもよい。台座ＰＤＳにより、第１基板ＳＵＢ１ａの第１透明電極ＴＥ１ａ及び第２透明電極ＴＥ２ａ、並びに、第２基板ＳＵＢ１ｂの第１透明電極ＴＥ１ｂ及び第２透明電極ＴＥ２ｂは絶縁される。

図１６に示す視野角制御素子ＶＡＣでは、第１基板ＳＵＢ１ａの第１透明電極ＴＥ１ａの端部Ｅ１Ｕａ及び第２透明電極ＴＥ２ａの端部Ｅ２Ｕａは、突起ＰＰａの上面ＰＵａと整合しており、同一平面上に位置している。第２基板ＳＵＢ１ｂの第１透明電極ＴＥ１ｂの端部Ｅ１Ｕａ及び第２透明電極ＴＥ２ｂの端部Ｅ２Ｕｂは、突起ＰＰｂの上面ＰＵｂと整合しており、同一平面上に位置している。
ただし、端部Ｅ１Ｕａ、Ｅ２Ｕａ、Ｅ１Ｕｂ、及びＥ２Ｕｂは、これに限定されない。図１３と同様に、端部Ｅ１Ｕａ及びＥ２Ｕａは、突起ＰＰａの上面ＰＵａ及び第１基材ＢＡ１の上面Ｂ１Ａとの間に位置していてもよい。端部Ｅ１Ｕｂ及び端部Ｅ２Ｕｂは、突起ＰＰｂの上面ＰＵｂ及び第２基材ＢＡ１ｂとの間に位置していてもよい。
本構成例においても、実施形態と同様の効果を奏する。

本実施例では、実施形態に示す視野角制御素子ＶＡＣにおいて、より具体的な例について説明する。
本実施例を、図２に示す視野角制御素子ＶＡＣを用いて説明する。本実施例では、図２における視野角制御素子ＶＡＣにおいて、突起ＰＰの高さｈ２は５０μｍ、突起ＰＰの下面ＰＬの幅Ｗ１は５０μｍ、隣接する突起ＰＰの間隙の幅ＧＰは５０μｍであるとする。また突起ＰＰのピッチＰＣは、ＰＣ＝Ｗ１＋ＧＰであるので、１００μｍとなる。

突起ＰＰは、光硬化樹脂を用いて形成した。突起ＰＰの高さｈ２、下面ＰＬの幅Ｗ１、突起ＰＰの間隙の幅ＧＰは、上述のように、それぞれ同じ長さ５０μｍである。これらのパラメータは、製造工程上製造しやすい値であることに加え、以下に述べる理由により決定された。

視野角制御素子ＶＡＣを、例えば図７乃至図９に示すように、表示パネルＰＮＬと重畳し、表示装置ＤＳＰとして用いることを考える。このとき、表示パネルＰＮＬには、複数の画素ＰＸ、複数の信号線ＳＬ、及び複数の走査線ＧＬが備えられている。これら画素ＰＸ等の大きさやピッチと、視野角制御素子ＶＡＣの突起ＰＰの幅Ｗ１や幅ＧＰが干渉してしまう場合、モアレ等が生じ、表示装置ＤＳＰの表示品質が低下してしまう。より具体的には、画素ＰＸの信号線ＳＬや走査線ＧＬと、突起ＰＰの端部が一致する場合に、モアレが生じる恐れがある。よって、下面ＰＬの幅Ｗ１や突起ＰＰの間隙の幅ＧＰは、画素ＰＸ等の大きさやピッチに干渉しない値にすることが好適である。以上を鑑み、本実施例では、上記のパラメータが決定された。

上述のようにパラメータを定めた視野角制御素子ＶＡＣにおいて、視野角と突起ＰＰの角度との関係を説明する。図１７は、視野角θｂ（透過）、視野角θｄ（透過）、突起ＰＰの角度θαとの関係を示す図である。図１８は、視野角差Δθ（Δθ＝θｄ－θｂ）及び突起ＰＰの角度θαとの関係を示す図である。図１７及び図１８は、図３及び図４と同様に、（式８）及び（式９）から導き出されたものである。

図１７及び図１８に示すように、突起ＰＰの角度θαの最小値は、６３．４°となった。そのときの角度θｂは５６．３°、角度θｄは６８．３°であった。よって、最大視野角差Δθ（θｄ－θｂ）は１２°である。
以上、本実施形例により、視野角を制御することが可能な視野角制御素子ＶＡＣを得ることができる。

本発明の実施形態を説明したが、実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

ＡＡ…アクティブエリア、ＢＭ…遮光層、ＤＡ…表示領域、ＤＳＰ…表示装置、ＥＣ…電解質層、ＩＮＬ１…入射光、ＩＮＬ２…入射光、ＮＤ…負極、ＰＣ…ピッチ、ＰＤ…正極、ＰＮＬ…表示パネル、ＰＰ…突起、ＴＥ１…第１透明電極、ＴＥ２…第２透明電極、ＶＡＣ…視野角制御素子。

Claims (20)

1. 第１基材を含む第１基板と、
   第２基材を含む第２基板と、
   前記第１基板及び前記第２基板との間に設けられたエレクトロクロミック層と、
   前記第１基材に形成された複数の突起と、
   複数の突起それぞれに設けられた第１領域及び第２領域と、
   前記第１領域に設けられた第１透明電極と、
   前記第２領域に設けられた第２透明電極と、
   を備え、
   前記第１透明電極および前記第２透明電極は、電気的に独立している、視野角制御素子。
2. 前記第１透明電極および前記第２透明電極は、異なる電位が印加される、請求項１に記載の視野角制御素子。
3. 前記第１透明電極または前記第２透明電極の一方は、高電位が印加された正極であり、前記第１透明電極または前記第２透明電極の他方は、低電位が印加された負極である、請求項１または２に記載の視野角制御素子。
4. 前記複数の突起それぞれの断面形状は、四角形形状である、請求項１から３までのいずれか１項に記載の視野角制御素子。
5. 前記複数の突起それぞれの断面形状は、台形形状である、請求項４に記載の視野角制御素子。
6. 前記複数の突起それぞれの断面形状は、三角形形状である、請求項１から３までのいずれか１項に記載の視野角制御素子。
7. 前記複数の突起のそれぞれは、前記第２基材と対向する上面を有し、
   前記上面は、前記エレクトロクロミック層に接触している、請求項４または５に記載の視野角制御素子。
8. 前記複数の突起、前記第１透明電極、および前記第２透明電極は、それぞれ、第１方向に並び、前記第１方向と交差する第２方向に沿って延伸し、
   前記第１透明電極は、低電位が印加された負極であり、前記第２透明電極は、高電位が印加された正極であり、
   前記第１透明電極に、遮光層が形成され、
   前記複数の突起のそれぞれは、前記第２基材と対向する上面、並びに、前記第１基材と対向する下面を有し、
   前記複数の突起それぞれにおいて、前記下面から前記上面までの高さをｈとし、前記第１領域と前記下面とのなす角度をθαとし、前記複数の突起のピッチをＰＣとし、
   前記第１方向に対する第１視野角θ１、前記第１方向と逆方向に対する第２視野角θ２は、ｔａｎθ１＝（ＰＣ－（ｈ／ｔａｎθα））／ｈ、および、ｔａｎθ２＝（ＰＣ＋（ｈ／ｔａｎθα））／ｈ、を満たす、請求項１に記載の視野角制御素子。
9. 第１基材を含む第１基板と、
   第２基材を含む第２基板と、
   前記第１基板及び前記第２基板との間に設けられたエレクトロクロミック層と、
   前記第１基材に形成された複数の第１突起と、
   複数の第１突起それぞれに設けられた第１側面及び第２側面と、
   前記第１側面に設けられた第１透明電極と、
   前記第２側面に設けられた第２透明電極と、
   前記第２基材に設けられた複数の第２突起と、
   複数の第２突起それぞれに設けられた第３側面及び第４側面と、
   前記第３側面に設けられた第３透明電極と、
   前記第４側面に設けられた第４透明電極と、
   を備え、
   前記第１透明電極および前記第２透明電極は、電気的に独立し、
   前記第３透明電極および前記第４透明電極は、電気的に独立し、
   前記複数の第１突起それぞれが延伸する方向と、前記複数の第２突起それぞれが延伸する方向は、交差する、視野角制御素子。
10. 前記第１透明電極、前記第２透明電極、前記第３透明電極、及び前記第４透明電極のうち３つは低電位が印加される負極であり、他の１つは高電位が印加される正極である、請求項９に記載の視野角制御素子。
11. 前記複数の第１突起それぞれ、および、前記複数の第２突起それぞれの断面形状は、四角形形状である、請求項９または１０に記載の視野角制御素子。
12. 前記複数の第１突起それぞれ、および、前記複数の第２突起それぞれの断面形状は、台形形状である、請求項１１に記載の視野角制御素子。
13. 前記複数の第１突起それぞれ、および、前記複数の第２突起それぞれの断面形状は、三角形形状である、請求項９または１０に記載の視野角制御素子。
14. 前記複数の第１突起それぞれの上面、および、前記複数の第２突起それぞれの上面との間には、台座が設けられている、請求項９から１３のいずれか１項に記載の視野角制御素子。
15. 複数の画素を備えた表示パネルと、
    前記表示パネルに重畳する、視野角制御素子と、
    を備え、
    前記視野角制御素子は、
    第１基材を含む第１基板と、
    第２基材を含む第２基板と、
    前記第１基板及び前記第２基板との間に設けられたエレクトロクロミック層と、
    前記第１基材に形成された複数の突起と、
    複数の突起それぞれに設けられた第１領域及び第２領域と、
    前記第１領域に設けられた第１透明電極と、
    前記第２領域に設けられた第２透明電極と、
    を備え、
    前記第１透明電極および前記第２透明電極は、電気的に独立している、表示装置。
16. 前記第１透明電極または前記第２透明電極の一方は、高電位が印加された正極であり、前記第１透明電極または前記第２透明電極の他方は、低電位が印加された負極である、請求項１５に記載の表示装置。
17. 前記複数の突起それぞれの断面形状は、四角形形状である、請求項１５または１６に記載の表示装置。
18. 前記複数の突起それぞれの断面形状は、台形形状である、請求項１７に記載の表示装置。
19. 前記複数の突起それぞれの断面形状は、三角形形状である、請求項１５または１６に記載の表示装置。
20. 前記複数の突起、前記第１透明電極、および前記第２透明電極は、それぞれ、第１方向に並び、前記第１方向と交差する第２方向に沿って延伸し、
    前記第１透明電極は、低電位が印加された負極であり、前記第２透明電極は、高電位が印加された正極であり、
    前記第１透明電極に、遮光層が形成され、
    前記複数の突起のそれぞれは、前記第２基材と対向する上面、並びに、前記第１基材と対向する下面を有し、
    前記複数の突起それぞれにおいて、前記下面から前記上面までの高さをｈとし、前記第１領域と前記下面とのなす角度をθαとし、前記複数の突起のピッチをＰＣとし、
    前記第１方向に対する第１視野角θ１、前記第１方向と逆方向に対する第２視野角θ２は、ｔａｎθ１＝（ＰＣ－（ｈ／ｔａｎθα））／ｈ、および、ｔａｎθ２＝（ＰＣ＋（ｈ／ｔａｎθα））／ｈ、を満たす、請求項１５に記載の表示装置。

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