KR100686293B1 - 광학 소자 및 그것을 사용한 표시 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 과제는 표시 장치의 화면을 소정 방향으로부터 보기 어렵게 하여, 무아레에 의한 화질의 열화를 발생시키는 일이 없는 광학 소자를 실현하는 것이다.

제1 편광층과, 제2 편광층과, 이들 2매의 편광층 사이에 배치하는 액정층으로 구성되는 광학 소자이며, 제1 및 제2 편광층은 그 편광 흡수축이 서로 평행하며, 그 액정층은 하이브리드 배향한 디스코데크 액정으로 이루어지며, 그 배향축이 편광층의 흡수축과 평행, 혹은 직교하는 것을 특징으로 하는 광학 소자.

표시 장치, 액정 표시 패널, 투명 기판, 액정층, 편광층, 점착층, 배향막, 액정 필름, 편광판

Description

광학 소자 및 그것을 사용한 표시 장치 {OPTICAL ELEMENT AND DISPLAY DEVICE USING THE SAME}

도1은 본 발명의 시야각 제한 소자를 설명하기 위한 개략 단면도.

도2는 본 발명의 시야각 제한 소자에 관한 액정 필름을 설명하기 위한 개략 사시도.

도3은 본 발명의 시야각 제한 소자를 설명하기 위한 개략 사시도.

도4는 본 발명의 시야각 제한 소자를 설명하기 위한 개략 사시도.

도5는 본 발명의 표시 장치를 설명하기 위한 개략 단면도.

도6은 본 발명의 표시 장치의 화소부의 구성을 설명하기 위한 개략 정면도.

도7은 본 발명의 표시 장치를 설명하기 위한 개략 단면도.

도8은 본 발명의 표시 장치에 관한 광학 부재의 광학축의 관계 설명도.

도9는 본 발명의 시야각 제한 소자를 설명하기 위한 개략 단면도.

도10은 본 발명의 시야각 제한 소자를 설명하기 위한 개략 단면도.

도11은 본 발명의 시야각 제한 소자를 설명하기 위한 개략 단면도.

도12는 본 발명의 표시 장치를 설명하기 위한 개략 단면도.

도13은 본 발명의 표시 장치를 설명하기 위한 개략 단면도.

도14는 본 발명의 표시 장치에 관한 광학 부재의 광학축의 관계 설명도.

도15는 본 발명의 표시 장치를 설명하기 위한 개략 단면도.

도16은 본 발명의 표시 장치를 설명하기 위한 개략 단면도.

도17은 본 발명의 표시 장치에 관한 광학 부재의 광학축의 관계 설명도.

도18은 본 발명의 시야각 제한 소자를 설명하기 위한 개략 단면도.

도19는 본 발명의 시야각 제한 소자에 관한 액정 필름을 설명하기 위한 개략 단면도.

도20은 본 발명의 시야각 제한 소자에 관한 광학 부재의 광학축의 관계 설명도.

도21은 본 발명의 시야각 제한 소자의 광학 특성을 설명하기 위한 시야각과 투과율의 관계를 나타내는 그래프.

도22는 본 발명의 시야각 제한 소자를 설명하기 위한 개략 단면도.

도23은 본 발명의 표시 장치를 설명하기 위한 개략 단면도.

도24는 본 발명의 표시 장치에 관한 광학 부재의 광학축의 관계 설명도.

도25는 본 발명의 시야각 제어 소자를 설명하기 위한 개략 단면도.

도26은 본 발명의 시야각 제어 소자에 관한 광학 부재의 광학축의 관계 설명도.

도27은 본 발명의 시야각 제어 소자의 광학 특성의 일례를 나타내는 등투과율 선도.

도28은 본 발명의 시야각 제어 소자의 광학 특성을 설명하기 위한 시야각과 투과율의 관계를 나타내는 그래프.

도29는 본 발명의 표시 장치를 설명하기 위한 개략 단면도.

도30은 본 발명의 시야각 제어 소자에 관한 광학 부재의 광학축의 관계 설명도.

도31은 본 발명의 표시 장치를 설명하기 위한 개략 단면도.

도32는 본 발명의 시야각 제어 소자에 관한 광학 부재의 광학축의 관계 설명도.

도33은 본 발명의 시야각 제어 소자의 광학 특성을 설명하기 위한 시야각과 투과율의 관계를 나타내는 그래프.

도34는 본 발명의 표시 장치를 설명하기 위한 개략 단면도.

도35는 본 발명의 표시 장치에 관한 광학 부재의 광학축의 관계 설명도.

도36은 본 발명의 표시 장치에 관한 광학 부재의 광학축의 관계 설명도.

도37은 본 발명의 표시 장치를 설명하기 위한 개략 단면도.

도38은 본 발명의 표시 장치에 관한 광학 부재의 광학축의 관계 설명도.

도39는 본 발명의 표시 장치를 설명하기 위한 개략 단면도.

도40은 본 발명의 표시 장치에 관한 광학 부재의 광학축의 관계 설명도.

도41은 본 발명의 표시 장치를 설명하기 위한 개략 단면도.

도42는 본 발명의 표시 장치에 관한 광학 부재의 광학축의 관계 설명도.

도43은 본 발명의 표시 장치를 설명하기 위한 개략 단면도.

도44는 본 발명의 표시 장치에 관한 광학 부재의 광학축의 관계 설명도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 표시 장치

10 : 액정 표시 패널

11, 12, 50, 51 : 투명 기판

13, 16, 100, 150, 160, 170 : 액정층

20 : 조명 장치

30, 31 : 시야각 제한 소자

70 : 위상차판

200 : 기재 필름

210, 220 : 보호 필름

300 : 편광층

400 : 점착층

500 : 배향막

1000, 1100 : 액정 필름

1200, 1300 : 편광 상태 절환 수단

2000 : 제1 편광판

2100 : 제2 편광판

2200, 2300 : 제3 편광판

2400 : 편광판

[문헌 1] 일본 특허 공개 평5-108023호 공보

[문헌 2] 일본 특허 공개 평10-268251호 공보

[문헌 3] 일본 특허 공개 평9-105958호 공보

[문헌 4] 국제 공개 번호 : WO95/27919호

본 발명은 표시 장치의 화면의 시야각을 가변 가능한 광학 소자, 및 그것을 구비한 표시 장치에 관한 것이다.

표시 장치의 화면은, 많은 사람이 관찰하는 경우에 유효한 넓은 시야각이나, 타인이 엿볼 수 없는 좁은 시야각 등 사용 상황에 따라서 여러 가지의 상태가 요구된다.

표시 장치의 화면의 시야각을 좁게 하는 광학 소자로서는, 광 흡수층과 투명층을 교대로 배치하여 루버 형상으로 한 필름(이하, 루버 필름이라 함)이 실용화되어 있다.

루버 필름은 3M사에서 상품명 라이트 컨트롤 필름(Light Control Film), 혹은 신에쯔 폴리머 가부시끼가이샤에서 상품명 뷰 컨트롤 필름(View Control Film)으로서 제품화되어 있다. 루버 필름은 ATM(Automated Teller Machine) 등의 공공 용도, 혹은 휴대 전화 등의 모바일 기기에 있어서, 화면의 엿보기 방지에 이용되고 있다.

이와 같이 루버 필름 등의 광학 소자에 의해 시야각을 제한하는 표시 장치 외에, 시야각이 넓은 상태와 좁은 상태를 임의로 바꿀 수 있는 표시 장치가 제안되어 있다.

예컨대 특허 문헌 1에는 면 광원과, 2매의 편광판 및 그 사이에 배치하는 트위스트 네마틱 액정 셀로 구성되는 광 셔터판과, 마이크로 렌즈 어레이 등으로 이루어지는 광로 제어판을 표시용 액정 셀의 배면에 구비하는 표시 장치가 개시되어 있다.

이 경우, 면 광원으로부터의 빛은 광 셔터판에 의해 제한함으로써 임의의 위치에 광 통과 영역을 형성할 수 있어, 마이크로 렌즈의 위치와 광 통과 영역과의 위치 관계를 변화시킴으로써 광로가 제어되어 시야각이 바뀐다고 하는 것이다.

이 밖에 시야각이 바뀌는 액정 표시 장치로서는, 2매의 편광판 사이에 표시용의 액정 셀과 시야각 제어용의 액정 셀을 배치하는 표시 장치가 제안되어 있다.

이러한 표시 장치로서 특허 문헌 2에는 표시용 액정 셀의 액정층에 트위스트 네마틱 액정층을 구비하고, 시야각 제어용 액정 셀의 액정층에도 트위스트 네마틱 액정층을 구비하는 표시 장치의 제어 방법이 개시되어 있다. 이 경우, 시야각 제어용 액정 셀에 적절한 전압을 인가함으로써, 콘트라스트비가 소정의 값 이상의 값이 되는 시야각 범위를 변화시킬 수 있는 것이다.

또한, 특허 문헌 3에는 시야각 제어용 액정 셀의 액정 분자가 액정 셀을 구성하는 기판에 대하여 평행한 방향으로 배향하는 상태, 또는 액정을 가열하여 등방상 상태로 하는 경우에 종래의 액정 표시 장치와 마찬가지인 시야각 특성을 얻을 수 있어, 시야각 제어용 액정 셀의 액정 분자가 기판에 대하여 수직 방향으로 배향 하는 경우에 시야각이 좁아지는 표시 장치가 개시되어 있다.

[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 평5-108023호 공보

[특허 문헌 2] 일본 특허 공개 평10-268251호 공보

[특허 문헌 3] 일본 특허 공개 평9-105958호 공보

[특허 문헌 4] 국제 공개 번호 : WO95/27919호

표시 장치의 화면의 시야각을 좁게 하는 광학 소자(이하, 시야각 제한 소자라고도 함)로서 루버 필름이 실용화되어 있다. 루버 필름은 광 흡수층과 투명층이 교대로 반복되는 주기 구조를 이루고 있다.

이로 인해, 표시 소자의 화소 배열과 루버 필름의 주기 구조와의 사이에서 무아레(moire)가 발생하여, 화질을 떨어뜨린다고 하는 과제를 갖는다. 또한, 루버 필름은 광 흡수층을 구비하므로 정면 방향이라도 빛의 일부가 흡수되어, 투과율이 낮아진다고 하는 과제를 갖는다. 또한, 루버 필름은 원리적으로 화면의 위쪽과 아래쪽, 또는 좌측과 우측 등, 상반되는 2 방향으로의 빛의 투과를 제한하는 광학 소자이다.

본 발명은 이러한 종래 기술의 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 그 제1 목적은 무아레의 발생에 의한 화질 열화가 없는 시야각 제한 소자를 실현하는 데 있다.

또한, 액정 표시 소자에 적용할 때에 높은 투과율을 얻을 수 있는 시야각 제한 소자를 실현하는 데 있다.

또한, 화면이 어두워지는 방향이 2 방향이 아닌, 소정의 1 방향만을 어둡게 할 수 있는 시야각 제어 소자를 실현하는 데 있다.

상기와 같이, 시야각이 넓은 상태와 좁은 상태를 바꿀 수 있는 표시 장치로서는 면 형상 광원과 광 셔터판과 광로 제어판을 표시용 액정 셀의 배면에 구비하는 표시 장치나, 2매의 편광판 사이에 표시용 액정 셀과 시야각 제어용 액정 셀을 배치하는 표시 장치가 제안되어 있다.

전자의 표시 장치의 경우, 광로 제어판으로서 마이크로 렌즈 어레이 등의 고가의 광학 부재가 필요해진다. 또한, 마이크로 렌즈 어레이와 광 셔터판은 정확하게 위치 정렬할 필요가 있으므로 제품 비용이 상승한다는 문제가 있다. 또한, 마이크로 렌즈 어레이의 주기 구조와 표시용 액정 셀의 화소 배열 사이에서 무아레가 발생하여 화질의 열화를 일으키기 쉽다고 하는 문제가 있다.

한편, 후자의 표시 장치는 경사 방향에 있어서 화면의 콘트라스트비를 저하, 혹은 계조를 반전시킴으로써 화상을 인식하기 어렵게 하고 있다.

이 경우, 경사 방향으로부터 관찰했을 때의 화상의 시인성은 나빠지지만 화면에서 빛의 일부는 샌다. 이로 인해, 특히 차량 탑재용의 표시 장치에 있어서 야간에서의 프런트 윈도에의 화면의 투영을 억제하고자 하는 용도로는 유효하게 기능을 하지 않는다.

또한, 예컨대 계조가 반전됨으로써 화상의 시인성이 나빠지더라도, 문자 정보 등은 판독하는 것이 가능하므로, 엿보기 방지의 관점에서는 충분한 효과를 얻을 수 없는 경우가 있다.

또한, 액정 분자를 액정 셀을 구성하는 기판에 대하여 수직 방향으로 배향한 상태에서 좁은 시야각 상태를 실현하는 경우, 수직 배향한 액정은 실제로는 이것에 입사하는 직선 편광에 대해서는, 편광축과 평행한 방위각과 수직인 방위각으로 진행되는 빛에는 위상차가 생기지 않아, 시야각을 제어할 수 없는 방향이 4방향 존재하게 된다.

본 발명의 목적 중 하나는, 이러한 종래 기술의 과제를 해결하여 소정의 방위각 및 극각 범위에서의 빛의 투과를 제한하고, 또한 액정 표시 패널 등의 표시 소자와 조합해도 무아레에 의한 화질의 열화를 발생시키는 일이 없어, 시야각을 제어하는 시야각 제어 소자 또는 그것을 이용한 표시 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해, 예컨대 이하의 수단을 채용한다.

제1 편광층과, 제2 편광층과, 이들 2매의 편광층 사이에 배치하는 액정층으로 구성되는 광학 소자이며, 제1 및 제2 편광층은 그 직선 편광의 흡수축이 서로 평행해지도록 배치하고, 액정층은 하이브리드 배향한 디스코데크 액정으로 이루어져, 그 배향축이 제1 및 제2 편광층의 흡수축과 평행, 혹은 직교하는 구성으로 한다.

또한, 제1 편광층과 제2 편광층과, 이들 2매의 편광층 사이에 배치하는 액정층으로 구성되는 광학 소자이며, 2매의 편광층은 그 편광의 흡수축이 서로 평행하며, 액정층은 하이브리드 배향한 네마틱 액정으로 이루어져, 그 배향축이 편광층의 흡수축과 평행, 혹은 직교하고 있으며, 또한 액정 분자가 수직, 혹은 수직에 가까 운 상태로 배향되어 있는 측에 Rth의 절대치가 100 ㎚보다 큰 광학적으로 마이너스인 1축성 매체를 구비하는 구성으로 한다. 또한, 상기 광학 소자에서는 원하는 광학 특성을 얻기 위해 액정층을 2층 이상 적층하도록 해도 좋다.

또한, 본 광학 소자를 액정 표시 장치에 적용하는 경우, 조명 장치와 액정 표시 패널 사이에 광학 소자를 배치하고, 제1 편광층과 제2 편광층의 양쪽, 혹은 적어도 한쪽의 광원측에 반사형 편광층을 배치하면 좋다.

혹은, 제1 편광층과 제2 편광층의 양쪽, 또는 적어도 한쪽을 반사형 편광층으로 하면 좋다.

또한, 조명 장치로 되돌아가는 빛이 확산 반사하기 위한 확산 반사 수단을 구비하면 좋다.

또한, 제1 편광층과 제2 편광층과, 이들 2매의 편광층 사이에 배치하는 액정층으로 구성되는 광학 소자이며, 2매의 편광층은 그 편광의 흡수축이 서로 직교하고 있으며, 액정층은 막대형 액정 분자로 이루어져, 그 배향축이 각각 근접하는 편광층의 흡수축과 평행, 혹은 직교하도록 비틀어져 있고, 또한 액정 분자가 소정의 방위각 및 극각에 있어서, 실효적인 위상차가 0이 되는 배향 상태로 고정되어 있는 구성으로 한다.

또한, 제1 편광층, 제2 편광층 및 제3 편광층과, 제1 액정층 및 제2 액정층을 구비하는 광학 소자이며, 제1 액정층은 제1 편광층과 제2 편광층 사이에 배치하고, 제2 액정층은 제2 편광층과 제3 편광층 사이에 배치하고, 제1 편광층과 제3 편광층의 흡수축은 서로 평행하게 하고, 제2 편광층의 흡수축은 제1 편광층 및 제3 편광층의 흡수축과는 직교하도록 배치하고, 제1 및 제2 액정층은 막대형 액정 분자로 이루어져, 그 배향축이 각각 근접하는 편광층의 흡수축과 평행, 혹은 직교하도록 비틀어져 있고, 또한 액정 분자가 소정의 방위각 및 극각에 있어서, 실효적인 위상차가 0이 되는 배향 상태로 고정되어 있는 구성으로 한다.

또한, 상기 광학 소자와, 조명 장치와, 액정 표시 패널을 구비하는 표시 장치이며, 액정 표시 패널은 2개의 편광층과 액정층을 갖고, 백 라이트로부터의 빛의 투과율을 제어함으로써 화상광을 형성하는 것이며, 상기 광학 소자는 이것을 구성하는 편광층 중 하나를 액정 표시 패널을 구성하는 편광층과 겸용하는 구성으로 한다.

또한, 대향하는 제1 투명 기판과 제2 투명 기판과, 이들 기판 사이에 액정층을 구비하는 광학 소자이며, 제1 및 제2 투명 기판은 각각의 대향면에 투명한 전극과 배향막을 구비하고, 액정층은 액정 분자가 제1 투명 기판측에 있어서 기판면에 대하여 수직 혹은 수직에 가까운 상태로 배향되어, 제2 기판측에 있어서 기판면에 대하여 평행, 혹은 평행에 가까운 상태로 배향되는 유전 이방성이 플러스인 네마틱 액정이며, 제1 투명 기판측에는 광학적으로 마이너스인 1축 이방성 매체를 구비한다. 또한, 액정층의 제1 투명 기판 및 제2 투명 기판측에 각각 편광층을 구비하고, 이들 편광층의 흡수축은 서로 평행하며, 액정층의 제2 투명 기판측에서의 배향축이 편광층의 흡수축과 평행, 혹은 직교하는 구성으로 한다.

또한, 상기 광학 소자에 있어서, 제1 편광층과 제2 편광층의 양쪽, 또는 적어도 한쪽의 편광층의 광원측에 반사형 편광층을 배치해도 된다. 혹은, 제1 편광 층과 제2 편광층의 양쪽, 또는 적어도 한쪽을 반사형 편광층으로 해도 좋다. 또한, 시야각 제어 소자의 배면에 조명 장치를 구비하고, 반사형 편광층에서 반사되어 조명 장치로 되돌아가는 빛을 확산 반사하는 확산 반사 수단을 구비하면 좋다.

또한, 대향하는 제1 투명 기판과 제2 투명 기판과, 이들 기판 사이에 액정층을 구비하고, 또한 액정층의 제1 투명 기판측과 제2 투명 기판측에 각각 제1 편광층과 제2 편광층을 구비하는 광학 소자이며, 2개의 편광층은 그 편광의 흡수축이 서로 직교하고 있으며, 액정층은 유전 이방성이 플러스인 네마틱 액정으로 이루어져, 그 배향축이 각각 근접하는 편광층의 흡수축과 평행, 혹은 직교하도록 비틀어져 있고, 또한 액정층의 Δnd의 값이 2000 ㎚ 이상인 구성으로 한다.

또한, 이 광학 소자를 복수층 적층해도 된다. 이 경우, 상기 비틀리어 배향된 액정층 사이에 배치되는 2개의 편광층은 하나의 편광층으로 겸용하도록 하면 좋다. 또한, 이때 액정층의 액정 분자의 배향 방향을 복수의 액정층 사이에서 다르게 배치하면 좋다. 또한, 액정 표시 패널과, 그 배면에 배치하는 조명 장치와, 상기 광학 소자를 구비하는 표시 장치이며, 액정 표시 패널은 2개의 편광층과 액정층을 갖고, 조명 장치로부터의 빛의 투과율을 제어함으로써 화상광을 형성하는 것이며, 시야각 제어 소자는 이것을 구성하는 편광층 중 하나를 액정 표시 패널을 구성하는 편광층과 겸용하는 구성으로 한다.

또한, 제2 편광층의 광원측에 반사형 편광층을 배치해도 좋다. 혹은, 제2 편광층을 반사형 편광층으로 해도 좋다. 또한, 광학 소자의 배면에 조명 장치를 구비하고, 반사형 편광층에서 반사되어 조명 장치로 되돌아가는 빛을 확산 반사하 는 확산 반사 수단을 구비해도 좋다.

이하, 본 발명의 실시 형태를 도면을 참조하여 설명한다.

<제1 실시예>

도1은 본 발명의 광학 소자의 제1 실시예를 나타내는 일부 단면도이다. 이 광학 소자는 특정한 방향 및 시야각 범위에 있어서 빛의 투과율을 낮출 수 있는 것이며, 표시 장치에 구비한 경우, 화면의 시야각을 제한할 수 있는 광학 소자이다. 여기서는 이하, 이러한 기능을 갖는 광학 소자를 시야각 제한 소자라 부른다.

본 실시예의 시야각 제한 소자(30)는 제1 편광판(2000)과 제2 편광판(2100)과, 이들 편광판 사이에 디스코데크 액정층(100)을 포함하는 액정 필름(1000)을 적층하는 것이다.

편광판은 이것에 입사하는 빛 중 서로 직교하는 직선 편광 성분 중 한쪽을 투과하고, 다른 쪽을 흡수하는 것이다.

제1 편광판(2000)으로서는 예컨대, 요오드나 유기 염료 등의 2색성의 재료를 염색 혹은 흡착시킨 폴리비닐 알코올 등으로 이루어지는 기재 필름을 연신하여, 2색성의 재료를 배향시킴으로써 흡수 2색성을 발현하는 편광층(310)을 트리 아세틸셀룰로오스 필름 등으로 이루어지는 2매의 보호 필름(220, 221) 사이에 끼운 구조의 것을 이용할 수 있다.

또한, 제2 편광판(2100)으로서는 제1 편광판(2000)과 동일하게 폴리비닐 알코올 등으로 이루어지는 기재 필름을 연신하여, 2색성의 재료를 배향시킴으로써 흡수 2색성을 발현하는 편광층(300)을 트리 아세틸셀룰로오스 필름 등으로 이루어지 는 2매의 보호 필름(210, 211) 사이에 끼운 구조의 것을 이용할 수 있다.

액정 필름(1000)은 기재 필름(200)과 그 위에 형성하는 액정층(100)으로 구성된다.

액정 필름(1000)은 각각 점착층(410)에 의해 제1 편광판(2000)과, 점착층(400)에 의해 제2 편광판(2100)과 점착한다. 점착층은 아크릴계 등의 투명한 점착제로 구성된다.

도2는 액정 필름(1000)의 구조를 설명하기 위한 개략도이다. 액정 필름(1000)은 트리 아세틸셀룰로오스 등의 면내 방향의 위상차가 작아 광학적으로 대략 등방인 기재 필름(200) 위에 폴리이미드 등으로 이루어지는 배향막(500)을 마련하고, 그 위에 트리 페닐렌 유도체 등의 디스코데크 액정성을 나타내는 디스코데크 화합물을 성막하는 것이다. 배향막(500)에 러빙 처리 등에 의한 배향 처리를 하고, 그 위에 디스코데크 화합물을 도포하고, 온도 제어함으로써 디스코데크 네마틱상을 형성시켜, 배향 상태를 고정함으로써 비유동화한 액정층(100)을 형성한다.

액정층(100)은 공기 계면 부근에서 디스코데크 액정의 원반면이 계면에 대하여 수직, 혹은 수직에 가까운 배향이 되어, 기재 필름(200) 측에서는 원반면이 기재 필름면에 평행, 혹은 평행에 가까운 배향이 되므로, 두께 방향에서 배향 각도가 연속적으로 변화되는 하이브리드 배향이 된다.

기재 필름(200) 측에서 디스코데크 액정의 원반면이 기재 필름면과 이루는 각도를 θ1, 기재 필름(200)과 반대측에서 디스코데크 액정의 원반면이 기재 필름면과 이루는 각도를 θ2라 하면, 대개 θ1 = 2 내지 5°, θ2 = 65 내지 75°가 된 다.

기재 필름면에 대한 디스코데크 액정의 원반면의 기울기는 배향막(500)에 행하는 배향 처리의 방향을 따라 발생하는 것이며, 배향 방향으로 평행한 축을 이하, 배향축이라 부른다. 또, 액정층(100)을 비유동화하기 위해, 트리 페닐렌 유도체 등의 디스코데크 화합물의 측쇄(側鎖) 말단부에 중합성기를 도입하여, 하이브리드 배향 상태로 중합하여 배향 상태를 고정화한다.

이러한 액정 필름은 후지 사진 필름에서 WV 필름이라는 상품명으로 제품화되어 있고, 본 발명의 시야각 제한 소자를 구성하는 액정 필름으로서 사용할 수 있다. 도3 및 도4는 제1 편광판(2000)의 편광층(310)의 흡수축(2000A)과, 액정 필름(1000)의 액정층(100)의 배향축(1000A)과, 제2 편광판(2100)의 편광층(300)의 흡수축(2100A)의 관계를 나타내는 개략도이다.

도시한 바와 같이, 본 실시예의 시야각 제한 소자에서는 제1 편광판(2000)과 제2 편광판(2100)의 편광층의 흡수축은 서로 평행하게 하고, 액정 필름의 액정층의 배향축은 편광층의 흡수축과 평행(도3), 또는 직교(도4)하도록 배치한다.

이 경우, 제2 편광판(2100)[또는 제1 편광판(2000)]측으로부터 입사되는 빛은 제2 편광판(2100)[또는 제1 편광판(2000)]을 통과한 후, 액정 필름(1000)을 투과하여 제1 편광판(2000)[또는 제2 편광판(2100)]에 입사한다.

이때, 액정층(100)의 배향축과 직교하는 방위에 있어서 액정 필름(1000)을 경사 방향으로 진행하는 빛에는 위상차가 생겨, 편광 상태가 변화되므로 제1 편광판(2000)[또는 제2 편광판(2100)]에서 흡수되어 투과율이 저하된다.

한편, 액정층(100)의 배향축과 평행한 방위에 있어서 액정 필름(1000)을 경사 방향으로 진행하는 빛에는 위상차가 거의 생기지 않으므로, 제1 편광판(2000)[또는 제2 편광판(2100)]에서 거의 흡수되는 일없이 투과된다.

즉, 액정층의 배향축(1000A)과 직교하는 방위에서는 액정층의 배향축(1000A)과 평행한 방위보다도, 극각이 넓은 범위에 있어서 투과율이 낮아지는 광학 소자를 실현할 수 있다. 환언하면 액정층의 배향축(1000A)과 직교하는 방위에서는 액정층의 배향축(1000A)과 평행한 방향보다도, 시야각이 좁아지는 시야각 제한 소자를 실현할 수 있다.

도3과 도4에 예시한 바와 같이, 액정 필름의 액정층의 배향축(1000A)을, 편의상 상하 방향과 평행한 방향으로 하면, 상하 방향보다도 좌우 방향에서의 시야각이 작은 시야각 제한 소자를 실현할 수 있다.

이러한 시야각 특성은 휴대 전화나 노트북 PC, PDA 등의 휴대 기기나, ATM 등의 공공용 기기의 표시 장치에 적용하는 경우, 횡 방향에서의 엿보기 방지에 효과가 있다.

혹은, 액정 필름(1000)의 액정층의 배향축을, 좌우 방향과 평행한 방향으로 하면, 좌우 방향보다도 상하 방향에서의 시야각이 작아지는 시야각 제한 소자를 실현할 수 있다. 이러한 시야각 특성은 차량 탑재용의 모니터에 적용하는 경우, 자동차의 프런트 글라스에의 화상광의 투영 방지에 효과가 있다.

또, 상기 설명에서는 액정 필름(1000)의 액정층을 하이브리드 배향한 디스코데크 액정으로 구성하는 경우를 설명했지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니 다. 예컨대 액정 필름(1000)의 액정층으로서는 막대형 액정 분자를 하이브리드 배향하고, 고정화한 것을 이용해도 좋다.

또한, 시야각 제한 소자를 구성하는 부재의 일부를 공통화하도록 해도 좋다. 도9는 본 발명의 시야각 제한 소자의 다른 예를 나타내는 일부 단면도이다. 이 시야각 제한 소자는 도1을 참조하여 설명한 소자에 있어서, 제2 편광판(2100)을 구성하는 보호 필름(210)을 생략하고, 액정 필름(1000)을 구성하는 기재 필름(200)으로 제2 편광판(2100)을 구성하는 보호 필름의 기능을 겸용하는 것이다. 이 경우, 광학적인 특성은 상기 실시예와 크게 바뀌는 일이 없으며, 점착층(400)과 보호 필름(210)의 만큼만 박형, 경량으로 저비용인 시야각 제한 소자를 실현할 수 있다.

또한, 원하는 특성을 얻기 위해 액정층을 복수층 적층하도록 해도 좋다. 도10은 본 발명의 시야각 제한 소자의 다른 예를 나타내는 일부 단면도이다. 이 시야각 제한 소자는 도9를 참조하여 설명한 시야각 제한 소자에 있어서, 액정 필름(1000)(도10에서는 부호 1000a로 표기)과 제2 편광판(2100) 사이에, 또한 액정 필름(1000b, 1000c)을 투명한 점착층(420, 430)을 사이에 두고 적층하는 것이다.

액정 필름(1000a, 1000b, 1000c)은 각각 액정층(100a)과 기재 필름(200a), 액정층(100b)과 기재 필름(200b), 액정층(100c)과 기재 필름(200c)으로 구성된다.

이 경우, 액정 필름(1)층에서는 얻을 수 없는 시야각 특성, 예컨대 보다 시야각이 좁은 시야각 특성을 실현할 수 있다.

<제2 실시예>

다음에 본 발명의 표시 장치의 실시예에 대해 설명한다. 도5는 본 발명의 표시 장치의 일실시예의 개략 구성을 나타내는 일부 단면도이다.

이 표시 장치는 액정 표시 패널(10)과, 그 배면에 배치하는 조명 장치(20)와, 액정 표시 패널(10)과 조명 장치(20) 사이에 배치하는 <제1 실시예>에서 설명한 시야각 제한 소자(30)로 구성된다.

조명 장치(20)는 액정 표시 패널(10)의 표시 영역을 그 배면측에서 조명하는 것이다. 조명 장치(20)로서는 에지 라이트 방식(도광체 방식), 직하 방식(반사판 방식), 면 형상 광원 방식 등이 있다. 조명 장치(20)는 이들의 방식이나 그 밖의 방식 중에서 용도나 목적, 표시 영역이 크기에 맞추어 가장 적합한 방식을 고르면 된다. 여기서는, 에지 라이트 방식의 백 라이트에 대해 설명하지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니다.

조명 장치(20)는 이면에 백색 안료에 의한 도트 인쇄, 혹은 미세한 요철 형상이나 렌즈 형상 등의 빛의 진행 방향을 바꾸는 수단을 형성한 투명한 수지로 이루어지는 도광체(22)와, 도광체(22)의 단부면에 배치한 광원(21)과, 도광체(22)의 이면측에 배치한 반사 시트(23)와, 도광체(22)의 표면측에 배치한 프리즘 시트나, 확산 시트 등의 광학 필름(24, 25)을 갖고 있다.

광원(21)으로서는 냉음극관이나 열음극관 등의 선 형상 광원이나 발광 다이오드(LED) 등의 점 형상 광원을 사용할 수 있다. 여기서는 이하, 광원(21)으로서 LED를 사용하는 경우를 설명하지만 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니다.

광원(21)으로서 LED를 이용하는 경우에는, 광원으로부터의 빛을 도광체(22)에 효율적으로 입사시키므로, 도시하지 않은 반사체를 마련하거나, 발광부의 주위 에 형성하는 몰드 수지의 형상을 고안하면 좋다.

본 구성에 있어서, 광원(21)으로부터 출사되어, 도광체(22)에 입사되는 빛은 전반사하면서 도광체(22) 내를 전파한다. 도광체(22) 내를 전파하는 빛 중 도광체 이면에 실시된 빛의 진행 방향을 바꾸는 수단에 도달한 빛은 그 진행 방향이 바뀌어 도광체(22)의 표면측으로부터 출사된다. 도광체(22)로부터 출사되는 빛은 프리즘 시트나 확산 시트 등의 광학 필름에 의해 출사 각도의 분포나, 면 내에서의 휘도 분포가 조정된 후, 시야각 제한 소자(30)를 거쳐서 액정 표시 패널(10)에 조사된다.

액정 표시 패널(10)은 조명 장치(20)로부터의 빛의 투과 광량을 조정함으로써 영상을 표시하는 투과형, 혹은 반투과 반사형의 액정 표시 패널을 이용한다.

액정 표시 패널(10)은 편광판을 구비하고, 액정층에 입사되는 빛의 편광 상태를 제어함으로써 영상 표시를 하는 것이 비교적 낮은 구동 전압으로 콘트라스트비가 높은 영상을 얻을 수 있으므로 바람직하다. 이러한 액정 표시 패널에서는 직선 편광을 영상광으로서 이용하고 있다.

액정 표시 패널(10)로서는 예컨대 TN(Twisted Nematic) 방식, STN(Super Twisted Nematic) 방식, ECB(Electrical Controlled Birefringence) 방식 등을 이용할 수 있다. 또한, 넓은 시야각을 특징으로 하는 IPS(In Plane Switching) 방식, VA(Vertical Alingned) 방식을 이용할 수 있다.

혹은 액정 표시 패널(10)로서, 상기 방식을 응용한 반투과 반사형의 액정 표시 패널을 이용할 수 있다.

여기서는 이하, 액정 표시 패널(10)로서 IPS 방식을 이용하는 경우를 설명하지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니다.

액정 표시 패널(10)은 평탄하면서 또한 투명하고 광학적으로 등방인 유리, 혹은 플라스틱으로 이루어지는 표시 패널용의 투명 기판(11) 및 투명 기판(12)을 갖는다. 투명 기판(11)에는 컬러 필터나, 폴리이미드계 고분자로 이루어지는 배향막(모두 도시되지 않음)이 적층되어 있다. 투명 기판(12)에는 배향막, 화소를 형성하는 전극, 신호 전극, 박막 트랜지스터 등으로 이루어지는 스위칭 소자 등(모두 도시되지 않음)이 형성되어 있다.

도6은 본 실시예의 액정 표시 패널(10)의 1 화소의 구성을 나타내는 개략 정면도이다. 액정 표시 패널(10)의 1 화소는 투명 기판(12) 상에 형성한 공통 전극(33) 및 주사 신호 전극(34)과, 이들의 상층에 도시하지 않은 절연막을 거쳐서 형성한 영상 신호 전극(3100) 및 화소 전극(32)과, 비정질 Si막 또는 다결정 Si막 등에 의해 구성하는 스위칭 소자로서의 TFT(Thin Film Transistor)(3500)를 갖는다.

또한, 화소 전극(32)은 공통 전극(33)과 일부 포개어, 축적 용량을 형성한다. 공통 전극(33) 및 화소 전극(32)은 1 화소를 4개의 영역으로 분할하고 있고, 서로 대략 일정한 간격을 유지하면서, 지그재그형으로 되어 있다. 또한, 액정 표시 패널의 화면 상하 방향에 대한 공통 전극(33) 및 화소 전극(32)의 지그재그의 경사 각도(γ)는 약 ± 10°이다. 또한, 이들의 상층에는 보호층이 형성되고, 그 위에 배향막이 형성된다.

2매의 투명 기판(11, 12)은 배향막 형성면을 서로 마주보게 하여, 도시하지 않은 스페이서에 의해 일정한 간격을 마련한 상태에서 프레임형의 밀봉재로 주위를 접착하여 내부에 공간을 형성한다. 이 공간에 유전 이방성이 플러스인 네마틱 액정을 봉입하고, 밀봉함으로써 액정층(13)이 마련된다.

액정층(13)은 2매의 투명 기판(11, 12) 위에 형성된 배향막에 실시되는 배향 처리에 의해, 그 액정 분자장축의 배향 방향이 규정된다. 액정층(13)의 액정 배향 방향은 2매의 투명 기판(11, 12) 사이에서 비틀리는 일이 없는, 소위 균일 배향으로 한다.

투명 기판(11)의 전방면과 투명 기판(12)의 배면에는 각각 편광판(2200) 및 편광판(2000)을 구비한다.

도7은 본 실시예의 표시 장치의 종단면 구조를 설명하기 위한 개략 단면도이며, 특히 액정 표시 패널(10)과 시야각 제한 소자(30)의 광학적인 동작에 관여하는 주된 구성 부재를 그린 것이다.

본 표시 장치는 조명 장치측으로부터 차례로, 시야각 제한 소자(30)와 액정 표시 패널(10)을 배치하는 것으로, 시야각 제한 소자(30)를 구성하는 제1 편광판(2000)은 액정 표시 패널(10)의 조명 장치측에 배치하는 편광판과 겸용하는 것이다.

또한, 시야각 제한 소자(30)에 관해서는 상기 실시예에서 설명하고 있으므로, 동일한 부분에는 동일 부호를 붙여 상세한 설명은 생략한다.

시야각 제한 소자(30)는 점착층(420)에 의해 액정 표시 패널(10)을 구성하는 표시 패널용의 투명 기판(12)에 점착한다. 점착층은 아크릴계 등의 투명한 점착제 를 이용하면 좋다. 또한, 투명 기판(11, 12) 사이에는 표시 패널용의 액정층(13)을 갖고, 투명 기판(11)의 표면측에는 제3 편광판을 점착층(430)에 의해 점착한다.

제3 편광판(2200)은 제1 편광판(2000)과 동일하게 폴리비닐 알코올 등으로 이루어지는 기재 필름을 연신하여, 2색성의 재료를 배향시킴으로써 흡수 2색성을 발현하는 편광층(320)을 트리 아세틸셀룰로오스 필름 등으로 이루어지는 2매의 보호 필름(230, 240) 사이에 끼운 구조의 것을 이용할 수 있다.

도8은 본 실시예의 표시 장치에 관한 편광판의 흡수축과, 표시 패널용 액정층의 배향축과, 액정 필름을 구성하는 액정층의 배향축 등의 광학축의 일례를 나타내는 도면이다.

여기서는 이하, 도시한 바와 같이 표시 패널용 액정층(13)의 배향축(13A)과 제3 편광판(2200)의 직선 편광의 흡수축(2200A)을 화면의 상하 방향과 평행하게 하여, 제1 편광판(2000)의 직선 편광의 흡수축(2000A)과 제2 편광판(2100)의 흡수축(2100A)과 액정 필름(1000)의 액정층의 배향축(1000A)이 화면의 상하 방향과 직교하는 경우를 설명한다.

조명 장치(20)로부터 출사되는 빛은 제2 편광판(2100)을 통과한 후, 액정 필름(1000)을 투과하여 제1 편광판(2000)에 입사된다.

이때, 액정 필름(1000)의 액정층의 배향축(1000A)과 직교하는 방향에서는 액정 필름(1000)을 경사 방향으로 진행하는 빛에는 위상차가 생겨, 편광 상태가 변화되어 그 일부가 제1 편광판(2000)에서 흡수된다. 한편, 액정 필름(1000)의 액정층의 배향축(1000A)과 평행한 방위에서는 액정 필름(1000)을 경사 방향으로 진행하는 빛에는 위상차가 거의 생기지 않으므로, 편광 상태는 거의 유지되어 제1 편광판(2000)에서 거의 흡수되는 일없이 투과된다.

제1 편광판(2000)을 투과하는 빛은 액정층(13)을 통과하여 제3 편광판(2200)에 입사된다. 이때, 영상 정보 발생부(도시하지 않음)로부터 전달되는 영상 정보에 대응한 전압을 공통 전극 및 화소 전극에 인가함으로써 액정층(13)을 통과하는 빛의 편광 상태를 제어하고, 편광판(2200)을 투과하는 빛의 양을 조정함으로써 원하는 영상광을 형성할 수 있다. 이 경우, 액정 필름(1000)을 구성하는 액정층(100)의 배향축(1000A)과 직교하는 방위에서는 액정층의 배향축(1000A)과 평행한 방위보다도, 극각(시야각)이 큰 영역에 있어서 화면이 어두워 시인성이 나쁜 표시 장치를 실현할 수 있다. 도8에 예시하는 광학축 배치의 경우에는, 화면의 상하 방향에서의 영상광의 샘을 작게 할 수 있으므로, 차량 탑재용의 모니터에 적용하는 경우, 자동차의 프런트 글라스에의 화상광의 투영을 방지하는 표시 장치를 실현할 수 있다.

또한, 본 실시예의 표시 장치에서는 시야각 제한 소자를 구성하는 편광층을 포함하는 편광판과 액정 표시 패널을 구성하는 편광층을 포함하는 편광판을 하나의 편광판으로 겸용하고 있다.

이 경우, 시야각 제한 소자에서 유효하게 이용되는 빛과 액정 표시 패널에서 유효하게 이용되는 빛은 동일한 직선 편광이며, 빛 손실의 원인이 되는 편광층의 수는 줄기 때문에, 보다 밝은 표시의 표시 장치를 실현할 수 있다. 혹은 동일한 밝기의 표시이면 보다 저전력인 표시 장치를 실현할 수 있다.

또한, 시야각 제한 소자의 면 내에는 액정 표시 패널의 화소 배열과의 사이에 무아레가 생기는 규칙성이 있는 배열은 없기 때문에 무아레에 의한 화질의 열화가 없는 표시가 실현된다.

도11은 본 실시예의 표시 장치에 관한 편광판의 흡수축과, 표시 패널용 액정층의 배향축과, 액정 필름을 구성하는 액정층의 배향축 등의 광학축의 다른 일례를 나타내는 도면이다. 여기서는 도시한 바와 같이, 표시 패널용 액정층(13)의 배향축(13A)과 제1 편광판(2000)의 직선 편광의 흡수축(2000A)과 제2 편광판(2100)의 흡수축(2100A)과 액정 필름(1000)의 액정층의 배향축(1000A)을 화면의 상하 방향과 평행하게 하여, 제3 편광판(2200)의 직선 편광의 흡수축(2200A)을 화면의 상하 방향과 직교한다.

이 경우, 화면의 좌우 방향에서의 영상광을 어둡게 할 수 있으므로, 휴대 전화나 노트북 PC, PDA 등의 휴대 기기나, ATM 등의 공공용 기기의 표시 장치에 적용하는 경우, 횡 방향에서의 엿봄 방지에 효과가 있는 표시 장치를 실현할 수 있다.

또한, 여기서는 시야각 제한 소자를 액정 표시 패널(10)과 조명 장치(20) 사이에 배치하는 경우를 서술했지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니다. 예컨대, 시야각 제한 소자를 액정 표시 패널의 표면측에 배치하도록 해도 좋다.

도15는 이러한 본 발명의 표시 장치의 일실시예의 개략 구성을 나타내는 일부 단면도이다. 이 표시 장치는 액정 표시 패널(10)과, 그 배면에 배치하는 조명 장치(20)와, 액정 표시 패널(10)의 표면측에 배치하는 <제1 실시예>에서 설명한 시야각 제한 소자(30)로 구성되는 것이며, 상기 실시예와 동일한 부재에는 동일한 부 호를 붙여 상세한 설명은 생략한다.

도16은 이 표시 장치의 종단면 구조를 설명하기 위한 개략 단면도이며, 특히 액정 표시 패널(10)과 시야각 제한 소자(30)의 광학적인 동작에 관여하는 주된 구성 부재를 그린 것이다. 이 표시 장치는 조명 장치측으로부터 차례로, 액정 표시 패널(10)과 시야각 제한 소자(30)를 배치하는 것으로, 시야각 제한 소자(30)를 구성하는 제2 편광판(2100)은 액정 표시 패널(10)의 조명 장치측에 배치하는 편광판과 겸용하는 것이다. 시야각 제한 소자(30)는 점착층(420)에 의해 액정 표시 패널(10)을 구성하는 표시 패널용의 투명 기판(11)에 점착한다.

도17은 이 표시 장치에 관한 편광판의 흡수축과, 표시 패널용 액정층의 배향축과, 액정 필름을 구성하는 액정층의 배향축 등의 광학축의 일례를 나타내는 도면이다.

여기서는 도시한 바와 같이, 액정 표시 패널(10)의 액정층(13)의 배향축(13A)과 제2 편광판(2100)의 직선 편광의 흡수축(2100A)과, 액정 필름(1000)의 액정층의 배향축(1000A)과, 제1 편광판(2000)의 직선 편광의 흡수축(2000A)을 화면 상하 방향과 평행하게 하여, 제3 편광판(2200)의 흡수축(2200A)을 화면 상하 방향과 직교시킨다.

이 경우도 시야각 제한 소자(30)의 작용에 의해 상기 실시예와 마찬가지 특성의 표시 특성을 얻을 수 있다. 즉, 액정 필름(1000)을 구성하는 액정층(100)의 배향축(1000A)과 직교하는 방위에서는 액정층의 배향축(1000A)과 평행한 방향보다도, 극각(시야각)이 넓은 영역에 있어서 화면이 어두워 시인성이 나쁜 표시 장치를 실현할 수 있다.

이 경우에는 특히 액정 표시 패널로서 반투과 반사형의 액정 표시 패널을 이용할 때, 투과 표시 형식뿐만 아니라, 반사 표시 형식에 있어서도 시야각을 제한할 수 있는 표시 장치를 실현할 수 있다.

<제3 실시예>

다음에 본 발명의 표시 장치의 다른 실시예에 대해 설명한다. 도12는 본 발명의 표시 장치의 일실시예의 개략 구성을 나타내는 일부 단면도이다.

이 표시 장치는 액정 표시 패널(10)과, 그 배면에 배치하는 조명 장치(20)와, 액정 표시 패널(10)과 조명 장치(20) 사이에 배치하는 시야각 제한 소자(31)로 구성된다.

본 실시예는 도5를 참조하여 설명한 상기 실시예에 있어서, 시야각 제한 소자에 새롭게 반사형 편광판을 마련한 것이다. 이로 인해, 상기 실시예와 동일한 부분에는 동일한 부호를 붙여 상세한 설명은 생략한다.

본 실시예의 표시 장치는 상기 실시예에 있어서, 제1 편광판(2000)과 액정 필름(1000) 사이, 및 제2 편광판(2100)의 이면측에 각각 반사형 편광판(3000)과 반사형 편광판(3100)을 배치하는 것이다.

도13은 본 실시예의 표시 장치의 종단면 구조를 설명하기 위한 개략 단면도이며, 특히 액정 표시 패널(10)과 시야각 제한 소자(31)의 광학적인 동작에 관여하는 주된 구성 부재를 그린 것이다.

본 표시 장치는 조명 장치측으로부터 차례로, 시야각 제한 소자(31)와 액정 표시 패널(10)을 배치하는 것으로, 시야각 제한 소자(31)를 구성하는 제1 편광판(2000)은 액정 표시 패널(10)의 조명 장치측에 배치하는 편광판과 겸용하는 것이다.

또, 시야각 제한 소자(31)는 제1 편광판(2000)과 액정 필름(1000) 사이에 제1 반사형 편광판(3000)을 배치하여, 각각 투명한 점착층(440 및 410)으로 점착한다. 또한, 제2 편광판(2100)의 조명 장치측에는 투명한 점착층(450)으로 제2 반사형 편광판(3100)을 점착한다.

반사형 편광판으로서는, 서로 직교하는 직선 편광 성분을 반사와 투과로 분리할 수 있는 것을 사용한다.

이러한 반사형 편광판으로서는 예컨대 특허 문헌 4에 개시되어 있는 다른 복굴절성을 갖는 고분자 필름을 복수층 적층한 복굴절 반사형 편광 필름, 또는 콜레스테릭 액정 필름의 표면과 이면에 위상차 필름을 배치한 것, 혹은 굴절률이 다른 유전체를 적층한 유전체 다층막, 또는 금속 와이어 그리드에 의한 편광 필터를 이용할 수 있다.

복굴절 반사형 편광 필름의 경우, 이것에 입사하는 빛 중 소정의 직선 편광 성분은 투과되어, 이것과 편광축이 직교하는 직선 편광 성분은 반사되는 필름이 3M사(미국)에서 DBEF라는 상품명으로 제품화되어 있어, 이것을 반사형 편광판으로서 사용하는 것이 가능하다. 금속 와이어 그리드에 의한 편광 필터는 투명 기재 위에 수백 수천 Å의 피치로 은, 알루미늄, 크롬 등의 도전성의 금속 선 형상 패턴을 형성하는 것으로, 투명 기재를 평판으로 하면 평판 타입의 반사형 편광판을 실현할 수 있다.

도14는 본 실시예의 표시 장치에 관한 편광판의 흡수축과, 표시 패널용 액정층의 배향축과, 액정 필름을 구성하는 액정층의 배향축, 반사형 편광판의 반사축 등의 광학축의 일례를 나타내는 도면이다.

여기서는 이하, 도시한 바와 같이, 표시 패널용 액정층(13)의 배향축(13A)과 제3 편광판(2200)의 직선 편광의 흡수축(2200A)을 화면의 상하 방향과 평행하게 하고, 제1 편광판(2000)의 직선 편광의 흡수축(2000A)과 제2 편광판(2100)의 흡수축(2100A)과 액정 필름(1000)의 액정층의 배향축(1000A)과, 제1 반사형 편광판(3000)의 직선 편광의 반사축(3000A)과 제2 반사형 편광판(3100)의 직선 편광의 반사축(3100A)이 화면의 상하 방향과 직교하는 경우를 설명한다.

조명 장치(20)로부터 출사되는 빛은 일반적으로 비편광이다. 이로 인해, 조명 장치(20)로부터 출사되어, 제2 반사형 편광판(3100)에 입사되는 빛 중, 제2 반사형 편광판의 반사축에 대응하는 직선 편광은 반사되고, 이와 편광 방향이 직교하는 직선 편광은 투과한다.

제2 반사형 편광판(2100)에서 반사되는 빛은 조명 장치(20)로 되돌아가, 조명 장치(20)에서 반사될 때 그 편광 상태가 변화되어 다시 제2 반사형 편광판(2100)에 입사된다. 이때, 일부의 빛은 제2 반사형 편광판에서 반사되지만 일부는 투과된다. 이것을 반복함으로써 조명 장치(20)로부터 출사되는 빛의 대부분이 제2 반사형 편광판을 투과하게 된다.

제2 반사형 편광판을 투과하는 빛은 제2 편광판(2100) 및 액정 필름(1000)을 투과하여, 제1 반사형 편광판(3000)에 입사된다.

이때, 액정 필름(1000)의 액정층의 배향축과 직교하는 방위에서는 액정 필름(1000)을 경사 방향으로 진행하는 빛에는 위상차가 생겨, 편광 상태가 변화되므로 그 빛의 일부가 제1 반사형 편광판(3000)에서 반사되어, 투과하는 빛이 작아진다.

한편, 액정 필름(1000)의 액정층의 배향축과 평행한 방위에서는 액정 필름(1000)을 경사 방향으로 진행하는 빛에는 위상차가 거의 생기지 않으므로, 편광 상태는 거의 유지되어 제1 반사형 편광판(3000)에서 거의 반사되지 않고 투과하고, 제1 편광판(2000)도 투과한다.

제1 편광판(2000)을 투과하는 빛은 액정층(13)을 통과하여 제3 편광판(2200)에 입사한다. 이때, 영상 정보 발생부(도시되지 않음)로부터 전달되는 영상 정보에 대응한 전압을 공통 전극 및 화소 전극에 인가함으로써 액정층(13)을 통과하는 빛의 편광 상태를 제어하여, 편광판(2200)을 투과하는 빛의 양을 조정함으로써 원하는 영상광을 형성할 수 있다.

즉, 액정 필름(1000)을 구성하는 액정층의 배향축(1000A)과 직교하는 방위에서는 액정층의 배향축(1000A)과 평행한 방향보다도, 극각이 넓은 영역에 있어서 화면이 어두운 표시 장치를 실현할 수 있다.

또, 제1 반사형 편광판에서 반사된 빛은 다시 액정 필름(1000)을 통과할 때 위상차를 발생하게 하여, 편광 상태가 변화되어 제2 편광판(2100) 및 제2 반사형 편광판(3100)을 투과하여, 조명 장치(20)로 되돌아간다.

조명 장치(20)는 확산 시트 등의 빛을 확산 반사하는 부재를 구비하므로, 조 명 장치(20)로 되돌아가는 빛의 일부는 다시 액정 표시 패널(10)의 정면 방향을 향해 반사되어 재이용되므로, 정면 방향의 휘도가 향상된다고 하는 효과도 얻을 수 있다.

도14에 예시하는 광학축 배치의 경우에는, 화면의 상하 방향에서의 영상광의 샘을 작게 할 수 있으므로, 차량 탑재용의 모니터에 적용하는 경우, 자동차의 프런트 글라스에의 화상광의 투영을 방지하는 표시 장치를 실현할 수 있다.

또한, 본 실시예의 표시 장치에서는 시야각 제한 소자에 반사형 편광판을 구비함으로써, 편광판에서 흡수되어 손실이 되는 빛의 양을 줄일 수 있으므로, 빛의 이용 효율이 높아 밝은 표시를 얻을 수 있는 표시 장치, 혹은 동일한 밝기의 표시이면 훨씬 저전력인 표시 장치를 실현할 수 있다.

또, 표시 장치에 관한 편광판의 흡수축과, 표시 패널용 액정층의 배향축과, 액정 필름을 구성하는 액정층의 배향축 등의 광학축을 변경함으로써 화면의 좌우 방향에 있어서 영상광이 어두운 표시 장치를 실현할 수 있는 것은 상기 실시예로부터 명백할 것이다.

또한, 본 실시예의 표시 장치에 있어서 제1 편광판(2000)과 제2 편광판(2100)의 양쪽, 또는 한쪽을 생략해도 된다. 이 경우도 시야각 제한 소자는 기능을 하지만, 일반적으로 반사형 편광판의 편광도는 흡수 타입의 편광판보다도 낮기 때문에, 빛의 차폐 효과가 작아진다. 그러나 이 경우에는 빛을 흡수하는 부재가 감소하는 만큼 더욱 밝은 표시 장치를 실현할 수 있게 된다.

<제4 실시예>

다음에 본 발명의 시야각 제한 소자의 다른 실시예에 대해 설명한다. 도18은 본 발명의 시야각 제어 소자의 개략 구성을 나타내는 일부 단면도이다. 이 시야각 제한 소자는 도1을 참조하여 설명한 시야각 제한 소자에 있어서, 주로 액정층의 구성을 변경한 것이므로, 기본적으로 상기 실시예와 동일한 구성 부재에는 동일한 부호를 붙여 상세한 설명은 생략한다.

본 실시예의 시야각 제한 소자(32)는 제1 편광판(2000)과 제2 편광판(2100)과, 이들 편광판 사이에 액정 필름(1100)을 구비하는 것이다.

액정 필름(1100)은 투명한 기재 필름(250, 251) 및 그 사이에 형성하는 액정층(110)으로 구성된다.

액정 필름(1100)은 각각 점착층(410)에 의해 편광판(2000)과, 점착층(450)에 의해 제2 편광판(2100)과 점착한다. 점착층은 아크릴계 등의 투명한 점착제로 구성된다.

도19는 액정 필름(1100)의 구조를 설명하기 위한 개략도이다. 이 도면에는 액정층(110)의 배향 상태를 고정할 때의 전극 및 전원을 합쳐서 개략적으로 나타내고 있다.

액정 필름(1100)은 트리 아세틸셀룰로오스 등의 면내 방향의 위상차가 작아 광학적으로 대략 등방인 기재 필름(250) 및 기재 필름(251) 위에 폴리이미드 등으로 이루어지는 배향막(520, 510)을 각각 마련하여, 이들 사이에 막대형의 액정 분자로 이루어지는 액정층(110)을 구비하는 것이다.

액정층(110)은 기본적으로는 배향막(520, 510)에의 배향 처리에 의해 2매의 기재 필름(250, 251) 사이에서 90°비틀린 배향으로 한다.

또, 액정층은 비유동화하기 위해 액정성 화합물의 측쇄 말단부에 중합성기를 도입하여, 전극(5000, 5100) 사이에 전원(5200)을 접속하고, 액정층에 소정의 전압을 인가한 상태에서 중합하여 배향 상태를 고정화하는 것이 중요하다.

액정층의 배향 상태를 고정화할 때의 전계 강도를 제어함으로써, 시야각 제한 소자의 시야각 특성은 바꿀 수 있다.

도20은 제1 편광판(2000)의 편광층의 흡수축(2000A)과, 액정 필름(1100)의 액정층의 제1 편광판측의 배향축(1100OA)과 제2 편광판측의 배향축(1100LA)과, 제2 편광판(2100)의 편광층의 흡수축(2100A)의 관계를 나타내는 개략도이다.

도시한 바와 같이, 본 실시예의 시야각 제한 소자에서는 제1 편광판과 제2 편광판의 편광층의 흡수축은 서로 직교하고, 액정 필름의 액정층의 배향축은 편광층의 흡수축과 평행해지도록 배치한다.

여기서는, 도시한 바와 같이 편의상 화면 오른쪽 방향의 방위각을 0°로 하고, 반시계 방향으로 각도를 정의하면, 제1 편광판(2000)의 편광층의 흡수축(2000A)은 45°, 액정 필름(1100)의 액정층의 제1 편광판측의 배향축(1100A)은 225°, 제2 편광판측의 배향축(1100LA)과, 제2 편광판(2100)의 편광층의 흡수축(2100A)은 135°로 한다.

이 경우, 제2 편광판(2100)[또는 제1 편광판(2000)] 측에서 액정 필름의 액정층에 입사하는 빛은 정면 방향, 즉 방위각 및 극각이 0°인 방향에서는 액정층을 통과할 때, 편광면이 90°회전하여, 제1 편광판(2000)[또는 제2 편광판(2100)]을 투과한다.

한편, 제2 편광판(2100)[또는 제1 편광판(2000)] 측에서 액정 필름의 액정층에 입사하는 빛 중, 액정층(110)의 실효적인 위상차가 0, 혹은 작아지는 소정의 방위각 및 극각의 범위에서는, 제1 편광판(2000)[또는 제2 편광판(2100)]에 흡수된다.

즉, 소정의 방위각 및 극각의 범위에 있어서 빛을 차폐할 수 있는 시야각 제한 소자를 실현할 수 있다.

예컨대, 도20에 예시하는 광학축 배치이며, 액정 필름을 구성하는 액정층이 굴절률 이방성 Δn이 0.1, 유전율 이방성 Δε이 9.9인 네마틱 액정 화합물을 사용하여, 액정층 막 두께 20 ㎛, 프리틸트각 약 3도, 전계 강도 70 KV/m의 상태로 배향 상태를 고정하면, 도21에 예시하는 특성의 시야각 제한 소자를 실현할 수 있다.

즉, 좌우 방향이나 하부 방향의 시야각은 넓고, 상부 방향만 화면으로부터 발하는 빛의 양을 적게 할 수 있는 시야각 제한 소자를 실현할 수 있다. 이러한 시야각 특성은 차량 탑재용의 모니터에 적용하는 경우, 자동차의 프런트 글라스에의 화상광의 투영 방지에 효과가 있다.

또, 시야각 제한 소자를 구성하는 부재는 그 일부를 공통화하도록 해도 좋다. 도22는 본 발명의 시야각 제한 소자의 다른 예를 나타내는 일부 단면도이다. 이 시야각 제한 소자는 도18을 참조하여 설명한 소자에 있어서, 제2 편광판(2100)을 구성하는 보호 필름(210)과 제1 편광판을 구성하는 보호 필름(221)을 생략하여, 각각 액정 필름(1100)을 구성하는 기재 필름(250 및 251)으로, 편광판의 보호 필름 의 기능을 겸용하는 것이다. 이 경우, 광학적인 특성은 상기 실시예와 크게 변하는 일이 없고, 점착층이나 보호 필름 분만큼 박형, 경량으로 저비용인 시야각 제한 소자를 실현할 수 있다.

또, 원하는 특성을 얻기 위해 시야각 제한 소자를 복수층 적층하도록 해도 된다. 이 경우에는 복수의 시야각 제한 소자를 구성하는 액정 필름끼리의 사이에 배치되는 2매의 편광판(편광층)을 1매로 겸용함으로써, 단순하게 2개의 시야각 제한 소자를 적층하는 경우보다도 저비용으로, 박형, 경량인 시야각 제한 소자를 실현할 수 있다.

구체적으로는, 제1 편광층, 제2 편광층 및 제3 편광층과, 제1 액정층 및 제2 액정층을 구비하는 시야각 제한 소자이며, 제1 액정층은 제1 편광층과 제2 편광층 사이에 배치하고, 제2 액정층은 제2 편광층과 제3 편광층 사이에 배치하고, 제1 편광층과 제3 편광층의 흡수축은 서로 평행하게 하고, 제2 편광층의 흡수축은 제1 편광층 및 제3 편광층의 흡수축과는 직교하도록 배치한다.

제1 및 제2 액정층은 막대형 액정 분자로 이루어져, 그 배향축이 각각 근접하는 편광층의 흡수축과 평행, 혹은 직교하도록 비틀어져 있고, 또한 액정 분자가 소정의 방위각 및 극각에 있어서, 실효적인 위상차가 0이 되는 배향 상태로 고정한다.

이 경우, 2개의 액정층의 각각에서 실효적인 위상차가 0이 되는 소정의 방위각 및 극각에 있어서 투과율이 낮은 광학 소자를 실현할 수 있다. 즉, 소정의 2개의 방위각 및 극각에 있어서 빛을 차폐할 수 있는 시야각 제한 소자를 실현할 수 있다.

이 경우에는, 액정 필름 1층에서는 얻을 수 없는 시야각 특성, 예컨대 보다 시야각이 좁은 시야각 특성이나, 복수의 방위각 및 극각의 범위에 있어서 빛의 투과를 제한할 수 있는 시야각 제한 소자를 실현할 수 있다.

<제5 실시예>

다음에 본 발명의 표시 장치의 실시예에 대해 설명한다. 도23은 본 발명의 표시 장치의 일실시예의 개략 구성을 나타내는 일부 단면도이다.

이 표시 장치는 액정 표시 패널(10)과, 그 배면에 배치하는 조명 장치(20)와, 액정 표시 패널(10)과 조명 장치(20) 사이에 배치하는 <제4 실시예>에서 설명한 시야각 제한 소자(32)로 구성된다. 이로 인해, 상기 실시예와 동일한 부재에는 동일한 부호를 붙여, 상세한 설명은 생략한다.

액정 표시 패널(10)은 조명 장치(20)로부터의 빛의 투과 광량을 조정함으로써 영상을 표시하는 투과형, 혹은 반투과 반사형의 액정 표시 패널을 사용한다.

액정 표시 패널(10)은 편광판을 구비하고, 액정층에 입사하는 빛의 편광 상태를 제어함으로써 영상 표시를 하는 것이 비교적 낮은 구동 전압으로 콘트라스트비가 높은 영상을 얻을 수 있으므로 바람직하다. 이러한 액정 표시 패널에서는 직선 편광을 영상광으로서 이용하고 있다.

액정 표시 패널(10)로서는 예컨대 TN(Twisted Nematic) 방식, STN(Super Twisted Nematic) 방식, ECB(Electrical Controlled Birefringence) 방식 등을 이용할 수 있다. 또한, 광시야각을 특징으로 하는 IPS(In Plane Switching) 방식, VA(Vertical Alingned) 방식을 이용할 수 있다.

혹은 액정 표시 패널(10)로서, 상기 방식을 응용한 반투과 반사형의 액정 표시 패널을 이용할 수 있다.

여기서는 이하, 액정 표시 패널(10)로서 화소마다 박막 트랜지스터 등의 스위칭 소자를 구비하는 액티브 매트릭스 구동형으로, 표시 형식으로서 TN 방식을 이용하는 경우를 설명하지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니다.

액정 표시 패널(10)은 평탄하면서 또한 투명하고 광학적으로 등방인 유리, 혹은 플라스틱으로 이루어지는 표시 패널용의 투명 기판(11) 및 투명 기판(12)을 갖는다. 투명 기판(11)에는 컬러 필터나, 투명 전극, 폴리이미드계 고분자로 이루어지는 배향막(모두 도시되지 않음)이 적층되어 있다. 또한, 투명 기판(12)에는 배향막, 화소를 형성하는 전극, 신호 전극, 주사 전극, 박막 트랜지스터 등의 스위칭 소자(모두 도시되지 않음)가 형성되어 있다.

2매의 투명 기판(11, 12)은 배향막 형성면을 마주 보게 하여, 도시하지 않은 스페이서에 의해 일정한 간격을 마련한 상태에서 프레임형의 밀봉재로 주위를 접착하여 내부에 공간을 형성하고, 이 공간에 유전 이방성이 플러스인 네마틱 액정을 봉입, 밀봉함으로써 액정층(16)을 마련한다.

액정층(16)은 2매의 투명 기판(11, 12) 위에 형성된 배향막에 실시되는 배향 처리에 의해, 그 액정 분자장축의 배향 방향이 규정된다. 액정층(16)은 액정 분자의 배향 방향이 2매의 투명 기판(11, 12) 사이에서 연속적으로 90° 뒤틀린 트위스트 네마틱 액정으로 이루어진다. 투명 기판(11)의 전방면과 투명 기판(12)의 배면 에는 각각 편광판(2200) 및 편광판(2000)을 배치한다.

본 표시 장치는 조명 장치(20) 측으로부터 차례로, 시야각 제한 소자(32)와 액정 표시 패널(10)을 배치하는 것으로, 시야각 제한 소자(32)를 구성하는 제1 편광판(2000)은 액정 표시 패널(10)의 조명 장치측에 배치하는 편광판과 겸용하는 것이다.

또, 시야각 제어 소자(32)에 관해서는 상기 실시예에서 설명하고 있으므로, 동일한 부분에는 동일한 부호를 붙여 상세한 설명은 생략한다.

시야각 제한 소자(32)는 점착층에 의해 액정 표시 패널(10)을 구성하는 투명 기판(12)에 점착한다. 점착층은 아크릴계 등의 투명한 점착제를 사용하면 좋다. 또한, 투명 기판(11, 12) 사이에는 액정층(16)을 갖고, 투명 기판(11)의 표면측에는 제3 편광판(2200)을 점착제에 의해 점착한다.

도24는 본 실시예의 표시 장치에 관한 편광판의 흡수축과, 표시 패널용 액정층의 배향축과, 액정 필름을 구성하는 액정층의 배향축 등의 광학축의 관계를 설명하기 위한 개략도이다.

여기서는 이하, 편의상 화면 오른쪽 방향의 방위각을 0°로 하고, 반시계 방향으로 각도를 정의한다. 도시한 바와 같이, 제3 편광판(2200)의 편광층의 흡수축(2200A)과, 제2 편광판(2100)의 편광층의 흡수축(2100A)과, 액정 필름(1100)의 액정층의 제2 편광판측의 배향축(1100LA)은 135°로 하고, 액정층(16)의 제3 편광판측의 배향축(16OA)과, 제1 편광판(2000)의 편광층의 흡수축(2000A)은 45°로 하고, 액정층(16)의 제1 편광판측의 배향축(16LA)은 315°로 하고, 액정 필름(1100)의 액 정층의 제1 편광판측의 배향축(1100OA)은 225°가 되도록 배치한다.

조명 장치(20)로부터 출사되는 빛은 제2 편광판(2100)을 통과한 후, 액정 필름(1100)을 투과하여 제1 편광판(2000)에 입사한다.

액정 필름의 액정층(110)을 통과하는 빛은 정면 방향, 즉 방위각 및 극각이 0°및 그 근방의 범위에서는 액정층을 통과할 때, 편광면이 90°회전하므로, 제1 편광판(2000)을 투과한다.

한편, 제2 편광판(2100)을 투과하여 액정 필름의 액정층에 입사하는 빛 중, 액정층(110)의 실효적인 위상차가 0, 혹은 위상차가 작아지는 소정의 방위각 및 극각의 범위로 진행하는 빛은 제1 편광판(2000)에 흡수된다.

제1 편광판(2000)을 투과하는 빛은 액정층(16)을 통과하여 제3 편광판(2200)에 입사한다. 이때, 영상 정보 발생부(도시되지 않음)로부터 전달되는 영상 정보에 대응한 전압을 화소 전극을 거쳐서 액정층에 인가함으로써, 액정층을 통과하는 빛의 편광 상태를 제어하여, 편광판(2200)을 투과하는 빛의 양을 조정함으로써 원하는 영상광을 형성할 수 있다.

본 실시예의 표시 장치에서는 도24에 예시하는 광학축 배치로 함으로써 좌우 방향이나 하부 방향의 시야각은 넓고, 상부 방향에서는 화면으로부터 발하는 빛이 작은 표시 장치를 실현할 수 있다. 이러한 시야각 특성은 차량 탑재용의 모니터에 적용하는 경우, 자동차의 프런트 글라스에의 화상광의 투영 방지에 효과가 있다.

또한, 본 실시예의 표시 장치에서는 시야각 제한 소자를 구성하는 편광층을 포함하는 편광판과 액정 표시 패널을 구성하는 편광층을 포함하는 편광판을 하나의 편광판으로 겸용하고 있다.

이 경우, 시야각 제한 소자로 유효하게 이용되는 빛과 액정 표시 패널로 유효하게 이용되는 빛은 동일한 직선 편광이며, 빛 손실의 원인이 되는 편광층의 수는 줄기 때문에, 보다 밝은 표시의 표시 장치를 실현할 수 있다. 혹은 동일한 밝기의 표시이면, 더욱 저전력인 표시 장치를 실현할 수 있다.

또한, 시야각 제한 소자의 면 내에는 액정 표시 패널의 화소 배열 사이에 무아레를 생기게 하는 규칙성이 있는 배열은 없으므로 무아레에 의한 화질의 열화가 없는 표시를 실현할 수 있다.

<제6 실시예>

다음에 본 발명의 시야각 제어 소자의 실시예에 대해 도면을 참조하면서 설명한다. 도25는 본 발명의 시야각 제어 소자의 일례를 설명하기 위한 개략 단면도이다.

시야각 제어 소자(35)는 평탄하면서 또한 투명하고 광학적으로 등방인 유리, 혹은 플라스틱으로 이루어지는 제1 투명 기판(50) 및 제2 투명 기판(51)과, 액정층(150)을 구비하는 편광 상태 절환 수단(1200)과, 광학적으로 마이너스인 1축 이방성 매체로 이루어지는 위상차판(70)과, 제1 편광판(2000) 및 제2 편광판(2100)으로 구성된다.

제2 투명 기판(51)에는 투명 전극(60) 및 폴리이미드계 고분자로 이루어지는 배향막(550)이 적층 형성되어 있고, 제1 투명 기판(50)에는 제2 투명 기판(51)과 동일하게 투명 전극(61) 및 배향막(551)이 적층 형성되어 있다.

투명 전극으로서는 인듐·아연·산화물(IZO라고도 함), 혹은 인듐·주석·산화물(ITO라고도 함) 등의 산화 인듐을 주원료로 하는 투명 도전 재료를 사용할 수 있다.

또, 2매의 투명 기판(50, 51)의 각각에 형성된 투명 전극(60, 61)은 도시하지 않은 배선 및 스위칭 소자를 거쳐서 전원에 접속함으로써, 투명 전극(60, 61)에 적어도 2개의 소정의 전압을 선택적으로 인가할 수 있도록 구성한다.

즉, 투명 전극(60, 61)에 소정의 전위차를 발생하여, 액정층(150)에 복수의 소정 강도의 전계를 선택적으로 인가할 수 있도록 구성한다.

2매의 투명 기판(50, 51)은 각각 투명 전극 및 배향막을 형성한 면을 향하게 하도록 배치하고, 또한 도시하지 않은 스페이서를 사이에 둠으로써 2매의 투명 기판 사이에 일정한 간격을 마련하여, 이 간극의 주위를 밀봉재(55)로 프레임 형상으로 밀봉함으로써 공간을 형성한다. 액정층(150)은 이 공간에 유전 이방성이 플러스인 네마틱 액정을 봉입함으로써 구성한다.

제1 투명 기판(50)에 형성하는 배향막(551)은 액정 분자를 기판면에 대하여 수직 방향으로 배향시키는 수직 배향막으로 하고, 제2 투명 기판에 형성하는 배향막(550)은 러빙 처리 등의 배향 처리에 의해, 액정 분자가 기판면에서 2 내지 4도로 약간 기운 상태로 배향하는 배향막으로 한다. 이로 인해, 이 시야각 제어 소자의 액정층(150)은 액정 분자가 제1 투명 기판측에서는 기판면에 대하여 수직, 혹은 수직에 가까운 각도로 배향하고, 제2 투명 기판측에서는 기판면에 대하여 평행, 혹은 약간 기운 상태로 배향함으로써 배향 각도가 두께 방향에서 연속적으로 변화되 는 하이브리드 배향으로 한다.

편광 상태 절환부(1200)의 제1 투명 기판측에는 광학적으로 마이너스인 1축 이방성 매체로 이루어지는 위상차판(70)을 구비한다. 위상차판(70)으로서는 편광판의 보호 필름에 사용되는 트리 아세틸셀룰로오스의 필름을 사용할 수 있다.

위상차판(70)의 광학적 성질은 수학식 (1)에서 정의되는 두께 방향의 위상차치 Rth로 특징지어진다.

[수학식 1]

Rth = (nz - (nx + ny)/2)d

여기서, nz는 두께 방향의 굴절률, nx 및 ny는 면내 방향의 주 굴절률, d는 두께이다. 일반적으로 편광판의 보호 필름으로서 이용되는 트리 아세틸셀룰로오스 필름은 Rth = -40 ㎚ 정도이지만, 이것의 2 내지 3배, 즉, Rth = -80 내지 -120 ㎚ 등의 트리 아세틸셀룰로오스 필름도 있다. 위상차판(70)에 필요하게 되는 Rth의 값은 시야각 제어 소자에 요구되는 특성에 따라 다르다. 절대치가 보다 큰 Rth를 실현하기 위해서는 트리 아세틸셀룰로오스 필름의 두께를 증대하거나, 혹은 복수의 필름을 적층하거나, 혹은 트리 아세틸셀룰로오스 이외에 Rth의 절대치가 큰 고분자 재료로 이루어지는 필름을 사용하거나, 혹은 콜레스테릭 액정층을 사용한다.

콜레스테릭 액정층을 사용하는 경우에는, 콜레스테릭 액정층에 의해 발현되는 선택 반사의 파장 영역이 가시파장 영역에 존재하지 않도록 피치를 조정하면 좋다. 또, 경사 방향으로부터 빛이 입사되면, 선택 반사의 파장 영역은 단파장측으로 이동하므로, 선택 반사의 파장 영역이 자외 영역이 되도록 하여 경사지게 빛이 입사해도 가시파장 영역의 빛이 반사되지 않도록 하는 것이 바람직하다.

위상차판(70) 및 제2 투명 기판(51)의 외측에는 각각 제1 편광판(2000)과 제2 편광판(2100)을 구비한다. 편광판은 상술한 편광판을 이용할 수 있다.

또, 제1 투명 기판(50)과 위상차판(70), 위상차판(70)과 제1 편광판(2000), 제2 투명 기판(51)과 제2 편광판(2100)은 아크릴계 등의 투명한 점착제를 거쳐서 점착하면 좋다.

도26은 본 실시예의 시야각 제어 소자에 관한 편광판의 흡수축이나, 액정층의 배향축 등의 광학축의 일례를 나타내는 도면이다.

여기서는 이하, 도시한 바와 같이 제1 편광판(2000)의 흡수축(2000A)과, 편광 상태 절환 수단(1200)의 액정층(150)의 제2 투명 기판(51) 측에서의 배향축(1200A)과, 제2 편광판(2100)의 흡수축(2100A)이 동시에 편의상의 상하 방향과 평행한 방향으로 한다. 이 경우, 액정층(150)에 0 내지 3V 정도 중 어느 한 전압을 인가하면, 액정층(150)의 배향축(1200A)과 직교하는 방향 및 그 근방의 영역에서는 경사 방향, 즉 극각이 넓은 범위에서는 투과율이 저하되어 시야각이 좁아진다. 이에 대하여, 액정층에 7V 이상의 전압을 인가하면, 동일 방향에서의 경사 방향, 즉 극각이 넓은 범위에서의 투과율은 높아져, 시야각이 넓어진다.

이때, 액정층(150)의 배향축과 평행한 방향에서는 액정층(150)에 인가하는 전압의 변화에 상관없이, 경사 방향에 있어서도 투과율은 변화되지 않는다.

예컨대, 액정층(150)을 구성하는 네마틱 액정으로서 굴절률 이방성 Δn이 0.095, 유전율 이방성 Δε이 5.2인 것을 사용하여, 액정층 막 두께를 8 ㎛, 위상 차판(70)의 Rth를 -500 ㎚로 하면, 도27 및 도28에 예시하는 시야각 특성의 시야각 제어 소자를 실현할 수 있다.

도27은 시야각 제어 소자(35)의 시야각 특성을 나타내는 등투과율 선도이며, 편광 상태 절환 수단(1200)의 액정층(150)에 투명 전극(60) 및 투명 전극(61)을 거쳐서 인가하는 교류 전압을 2V와 9V로 하는 경우의 상태를 나타낸다. 또, 도27은 시야각(극각) 0°에 있어서의 투과율을 100 %로 규격화하여, 90 %에서 20 %까지를 10 %마다 기술하고 있다.

또한, 도28은 횡축이 시야각(극각), 종축이 투과율을 나타내고, 도26에 나타내는 편의상의 상하 방향과 좌우 방향에서의 투과율의 시야각 의존성을 나타내는 도면이다.

도시한 바와 같이, 편광 상태 절환 수단(1200)의 액정층(150)을 2V로 구동하는 경우, 좌우 방향에서는 시야각의 증가와 함께 투과율이 저하된다. 한편, 편광 상태 절환 수단(1200)의 액정층(150)을 9V로 구동하는 경우에는 넓은 시야각 범위에 있어서 높은 투과율을 실현할 수 있다. 이때, 상하 방향은 편광 상태 절환 수단(1200)의 액정층(150)의 구동 전압에 상관없이 투과율은 변화되지 않는다.

즉, 편광 상태 절환 수단(1200)의 액정층(150)에 인가하는 전압, 즉 구동 전압을 변화시킴으로써 액정층의 배향축과 직교하는 방향의 시야각을 좁게 하거나, 넓게 하거나 할 수 있는 시야각 제어 소자를 실현할 수 있다.

또, 위상차판(70)을 트리 아세틸셀룰로오스로 실현하는 경우, 제1 편광판의 보호 필름과 위상차판(70)을 겸용함으로써, 보호 필름 및 점착층을 생략할 수 있으 므로 더욱 박형, 경량인 시야각 제어 소자를 실현할 수 있다.

<제7 실시예>

다음에 본 발명의 표시 장치의 다른 실시예를 도면을 참조하면서 설명한다. 도29는 본 발명의 표시 장치의 실시예의 개략 구성을 나타내는 일부 단면도이다.

이 표시 장치는 액정 표시 패널(10)과, 그 배면에 배치하는 조명 장치(20)와, 액정 표시 패널(10)의 표면측에 배치하는 <제6 실시예>에서 설명한 시야각 제어 소자(35)로 구성되는 것이며, 상술한 실시예와 동일한 기능을 발휘하는 부재에는 동일한 부호를 붙여, 상세한 설명은 생략한다.

여기서는 이하, 도5를 참조하여 설명한 상기 실시예와 마찬가지로, 액정 표시 패널(10)로서 IPS 방식을 이용하는 경우를 설명하지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니다.

본 표시 장치는 조명 장치(20) 측으로부터 차례로, 액정 표시 패널(10)과 시야각 제어 소자(35)를 배치하는 것으로, 시야각 제어 소자(35)를 구성하는 제2 편광판(2100)은 액정 표시 패널(10)의 표면측에 배치하는 편광판과 겸용하는 것이다.

이로 인해, 제2 편광판(2100)은 액정 표시 패널(10)의 투명 기판(11)에 점착제에 의해 점착하여, 시야각 제어 소자(35)의 제2 투명 기판(51)과 분리하여 배치해도 좋지만, 불필요한 계면 반사를 줄이기 위해 제2 투명 기판(51)과 제2 편광판(2100) 사이에 점착제를 마련하거나, 혹은 이들과 굴절률이 가까운 투명한 매체로 충족시키도록 해도 좋다.

또한, 제3 편광판(2300)은 액정 표시 패널을 구성하는 투명 기판(12)에 점착 제에 의해 점착한다.

도30은 본 실시예의 표시 장치에 관한 편광판의 흡수축과, 액정 표시 패널의 액정층의 배향축과, 편광 상태 절환 수단의 액정층의 배향축 등의 광학축의 관계를 설명하기 위한 도면이다.

여기서는 이하, 도30에 도시한 바와 같이 제1 편광판(2000)의 흡수축(2000A)과, 편광 상태 절환 수단(1200)의 액정층(150)의 배향축(1200A)과, 제2 편광판(2100)의 흡수축(2100A)과, 액정 표시 패널의 액정층(13)의 배향축(13A)이 화면 상하 방향과 평행하며, 제3 편광판(2300)의 흡수축(2300A)이 화면 상하 방향과 직교하도록 배치한다.

이 경우, 조명 장치(20)로부터 출사되는 빛은 액정 표시 패널(10)을 구성하는 제3 편광판(2200)에 입사한다.

제3 편광판(2200)을 투과한 빛은 액정층(13)을 통과하여 제2 편광판(2100)에 입사한다. 이때, 영상 정보 발생부(도시되지 않음)로부터 전달되는 영상 정보에 대응한 전압을 인가함으로써 액정층(13)을 통과하는 빛의 편광 상태를 제어하여, 편광판(2100)을 투과하는 빛의 양을 조정함으로써 영상광을 형성한다.

제2 편광판(2100)을 투과하는 영상광은 시야각 제어 소자(35)를 구성하는 편광 상태 절환 수단(1200)과 위상차판(70)을 통과하여, 제1 편광판(2000)에 입사한다.

시야각 제어 소자의 액정층(150)에 0 내지 3V 정도 중 어느 한 전압을 인가하면, 액정층(150)의 제2 편광판(2100) 측에서의 배향축과 직교하는 방향 및 그 근 방의 영역에서는 경사 방향, 즉 극각이 넓은 범위에서는 투과율이 저하되어 시야각이 좁아진다. 이에 대하여, 액정층(150)에 7V 이상의 전압을 인가하면, 동일 방향에서의 경사 방향, 즉 극각이 넓은 범위에서의 투과율은 높아져, 시야각이 넓어진다.

이때, 액정층(150)의 배향축과 평행한 방향에서는 액정층(150)에 인가하는 전압의 변화에 상관없이, 경사 방향에 있어서도 투과율은 변화되지 않는다.

즉, 편광 상태 절환 수단(1200)의 액정층(150)에 인가하는 전압, 즉 구동 전압을 변화시킴으로써 액정층(150)의 배향축과 직교하는 방향의 시야각을 좁게 하거나, 넓게 하거나 할 수 있다.

도30에 예시하는 광학축 배치의 경우에는, 화면의 좌우 방향에서의 영상광의 밝기를 임의로 어둡게 하여, 시인성을 나쁘게 할 수 있다. 이러한 시야각 특성의 절환은 휴대 전화나 노트북 PC, PDA 등의 휴대 기기나, ATM 등의 공공용 기기의 표시 장치에 적용하는 경우에 횡 방향에서의 엿보기 방지에 효과가 있다.

또한, 본 실시예의 표시 장치에서는 시야각 제어 소자를 구성하는 편광판과 액정 표시 패널을 구성하는 편광판을 하나의 편광판으로 겸용하고 있다. 이 경우, 시야각 제어 소자로 유효하게 이용되는 빛과 액정 표시 패널로 유효하게 이용되는 빛은 동일한 직선 편광이며, 빛의 손실의 원인이 되는 편광층의 수는 줄기 때문에, 보다 밝은 표시의 표시 장치를 실현할 수 있다. 혹은 동일한 밝기의 표시이면 더욱 저전력인 표시 장치를 실현할 수 있다.

또, 본 실시예의 표시 장치에서는 시야각 제어 소자(35)는 액정 표시 패널의 표면측에 배치하고 있다. 이 경우, 액정 표시 패널로서 반투과 반사형을 적용하는 경우, 투과 표시뿐만 아니라 반사 표시에 있어서도 시야각을 바꿀 수 있는 표시 장치를 실현할 수 있게 된다.

또한, 본 실시예의 표시 장치에서는 시야각 제어 소자를 액정 표시 패널의 표면측에 배치하는 경우를 서술했지만 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니다. 즉, 시야각 제어 소자를 액정 표시 패널과 조명 장치 사이에 배치하도록 해도 좋다.

이때, 시야각 제어 소자를 구성하는 제1 편광판과 제2 편광판의 양쪽, 혹은 적어도 한쪽의 편광판의 광원측에 반사형 편광판을 배치하면 좋다. 혹은, 제1 편광판과 제2 편광판의 양쪽, 또는 적어도 한쪽을 반사형 편광판으로 하면 좋다. 또한, 조명 장치에는 반사형 편광판에서 반사되어 조명 장치로 되돌아가는 빛을 확산 반사하는 확산 반사 수단을 구비하면 좋다.

이 경우, 조명 장치(20)로부터 출사되는 빛의 일부는 반사형 편광판에서 반사되어 다시 조명 장치(20)로 되돌아간다. 조명 장치(20)로 되돌아가는 빛은 반사되어 다시 이용되지만, 이때 재이용되는 빛의 일부가 정면 방향으로 되돌아감으로써, 시야각 제어 소자에 의해 시야각을 좁힌 경우, 정면 방향의 휘도가 향상되는 등의 효과를 얻을 수 있다.

<제8 실시예>

다음에 본 발명의 시야각 제어 소자의 다른 실시예에 대해 도면을 참조하면서 설명한다. 도31은 본 발명의 시야각 제어 소자의 일례를 설명하기 위한 개략 단면도이다. 이 시야각 제어 소자는 <제6 실시예>에서 설명한 시야각 제어 소자에 있어서, 액정층의 액정 분자의 배향 상태와 편광판의 흡수축의 방향을 바꾸고, 또한 위상차판(70)을 없앤 것으로, 상기 실시예와 동일한 부재에는 동일한 부호를 붙여, 상세한 설명은 생략한다.

시야각 제어 소자(36)는 제1 투명 기판(50) 및 제2 투명 기판(51)과, 액정층(160)을 구비하는 편광 상태 절환 수단(1300)과, 제1 편광판(2000) 및 제2 편광판(2100)으로 구성된다.

제1 투명 기판(50)에는 투명 전극(62) 및 폴리이미드계 고분자로 이루어지는 배향막(553)이 적층 형성되어 있고, 제2 투명 기판(51)에는 제1 투명 기판(50)과, 동일하게 투명 전극(63) 및 배향막(552)이 적층 형성되어 있다.

또, 2매의 투명 기판(50, 51)의 각각에 형성된 투명 전극(62, 63)은 도시하지 않은 배선 및 스위칭 소자를 거쳐서 전원에 접속함으로써, 투명 전극(62, 63)에 적어도 2개의 소정의 전압을 선택적으로 인가할 수 있도록 구성한다.

즉, 투명 전극(62, 63)을 소정의 전위로 함으로써 액정층(160)에 복수의 소정의 강도의 전계를 선택적으로 인가할 수 있도록 구성한다.

2매의 투명 기판(50, 51)은 각각 투명 전극 및 배향막을 형성한 면을 마주 보게 하도록 배치한다. 이때, 도시하지 않은 스페이서를 사이에 둠으로써 2매의 투명 기판 사이에 일정한 간격을 마련하여, 이 간극의 주위를 밀봉재(55)로 프레임 형상으로 밀봉함으로써 공간을 형성한다. 액정층(160)은 이 공간에 유전 이방성이 플러스인 네마틱 액정을 봉입함으로써 구성한다.

또, 본 실시예에서는 2매의 투명 기판에 형성하는 배향막(553, 552)에 각각 러빙 처리 등의 배향 처리를 함으로써, 액정층(160)의 액정 분자장축이 2매의 투명 기판 사이에서 연속적으로 90°비틀리도록 구성한, 소위 TN 액정 소자를 구성한다.

제1 투명 기판(50)과 제2 투명 기판(51)의 외측에는 각각 제1 편광판(2000)과 제2 편광판(2100)을 구비한다. 편광판은 상술한 편광판을 이용할 수 있다.

또, 제1 투명 기판(50)과 제1 편광판(2000), 제2 투명 기판(51)과 제2 편광판(2100)은 아크릴계 등의 투명한 점착제를 거쳐서 점착한다.

도32는 본 실시예의 시야각 제어 소자에 관한 편광판의 흡수축과, 액정층의 배향축 등의 광학축의 일례를 나타내는 도면이다. 도시한 바와 같이, 본 실시예의 시야각 제어 소자에서는 제1 편광판(2000)과 제2 편광판(2100)의 편광층의 흡수축은 서로 직교하게 하고, 편광 상태 절환 수단(1300)의 액정층의 배향축은 각각 근접하는 편광판의 흡수축과 평행해지도록 배치한다.

여기서는, 도시한 바와 같이 편의상 화면 오른쪽 방향의 방위각을 0°로 하고, 반시계 방향으로 각도를 정의하면, 제1 편광판(2000)의 편광층의 흡수축(2000A)은 45°로 하고, 편광 상태 절환 수단(1300)의 액정층(160)의 제1 편광판측의 배향축(1300OA)은 225°로 하고, 편광 상태 절환 수단(1300)의 액정층(160)의 제2 편광판 측의 배향축(1300LA)과 제2 편광판(2100)의 편광층의 흡수축(2100A)은 135°로 한다.

편광 상태 절환 수단(1300)의 액정층(160)에 구동 전압이 인가되어 있지 않은 경우, 제2 편광판(2100)을 투과하여, 편광 상태 절환 수단(1300)에 입사하는 빛은 액정층(160)을 통과할 때, 대부분의 빛은 그 편광면이 90° 회전하여, 제1 편광 판(2000)을 투과하기 때문에 넓은 시야각 범위에 걸쳐서 투과율이 높아진다.

한편, 편광 상태 절환 수단(1300)의 액정층(160)에 구동 전압을 인가하면 제2 편광판(2100)을 투과하여, 편광 상태 절환 수단(1300)에 입사하는 빛 중, 액정층(160)의 실효적인 위상차가 0, 혹은 0에 가까운 값이 되는 소정의 방위각 및 극각 방향으로 진행하는 빛은 대부분이 제1 편광판(2000)에 흡수된다.

즉, 액정층(160)에 전압을 인가하지 않는 경우에는 넓은 시야각을 얻을 수 있고, 액정층에 구동 전압을 인가하는 경우에는 소정의 방위각 및 극각 방향에 있어서 빛을 차폐할 수 있는 시야각 제어 소자를 실현할 수 있다.

예컨대, 액정층(160)을 구성하는 네마틱 액정으로서 굴절률 이방성 Δn이 0.1, 유전율 이방성 Δε이 9.9인 것을 사용하여, 액정층 막 두께를 29 ㎛, 프리틸트각 약 3도로 하는 경우, 도33에 예시하는 시야각 특성의 시야각 제어 소자를 실현할 수 있다.

도33은 횡축이 시야각(극각), 종축이 투과율을 나타내고, 도32에 나타내는 편의상의 상하 방향에서의 투과율의 시야각 의존성을 나타내는 도면이다.

도시한 바와 같이, 편광 상태 절환 수단(1300)의 액정층(160)에 전압을 인가하면 좌우 방향이나 하부 방향의 투과율은 거의 변화되지 않지만, 상부 방향만 구동 전압에 따른 소정의 시야각 범위에 있어서 투과율을 작게 할 수 있다.

즉, 좌우 방향이나 하부 방향의 시야각은 넓게, 상부 방향만 필요에 따라서 화면의 밝기를 바꿀 수 있는 시야각 제어 소자를 실현할 수 있다. 이러한 시야각 특성은 차량 탑재용의 모니터에 적용하는 경우, 자동차의 프런트 글라스에의 화상 광의 투영 방지에 효과가 있다.

또, 검토한 결과, 정면 방향의 투과율을 거의 변화시키지 않는 상태에서, 소정의 방위각 및 극각 방향에서의 투과율을 제어하기 위해서는 액정층의 Δnd의 값을 2000 ㎚ 이상으로 하는 것이 바람직하다는 것이 밝혀졌다. 이것은 액정 표시 패널에 TN 표시 형식을 적용하는 경우, 액정층의 Δnd치가 400 내지 500 ㎚ 정도인 것과 비교하면, 4배 정도 크고, 쉽게 유추할 수 있는 값은 아니다.

또한, 액정층(160)의 Δnd의 값은 지나치게 크면 투과율을 제어하고자 하는 소정의 방위각 및 극각 방향에 있어서 얻을 수 있는 투과율의 최저치가 높아져 충분한 빛 차폐 효과를 얻을 수 없게 된다. 이로 인해, 액정층(160)의 Δnd의 값은 5000 ㎚ 이하로 하는 것이 바람직하다.

즉, 본 실시예와 같이 TN 액정을 사용한 시야각 제어 소자의 액정층의 Δnd는 2000 ㎚ 이상, 5000 ㎚ 이하로 하는 것이 바람직하다. 특히 투과율의 제어를 할 필요가 없는 방위각 및 극각 방향에 있어서, 액정층에 소정의 전압이 인가되었을 때의 투과율의 변화를 더욱 작게 하고, 또한 투과율을 제어하고자 하는 소정의 방위각 및 극각 방향에 있어서 얻을 수 있는 투과율의 최저치를 더욱 작게 하기 위해서는 액정층의 Δnd 2500 ㎚ 내지 3500 ㎚로 하는 것이 바람직하다.

또, 액정층(160)의 구동 전압은 정면 방향에서의 투과율의 변화를 작게 하기 위해 교류 3V 이하, 더욱 바람직하게는 2V 이하로 하는 것이 바람직하다. 이때, 주파수는 흔들림이 보이지 않는, 액정 표시 패널의 표시를 열화시키지 않는 값으로 한다. 구체적으로는 60 Hz 이상으로 하면 좋을 것이다.

<제9 실시예>

다음에 본 발명의 표시 장치의 다른 실시예를 도면을 참조하면서 설명한다. 도34는 본 발명의 표시 장치의 실시예의 개략 구성을 나타내는 일부 단면도이다.

이 표시 장치는 액정 표시 패널(10)과, 그 배면에 배치하는 조명 장치(20)와, 액정 표시 패널(10)의 표면측에 배치하는 <제8 실시예>에서 설명한 시야각 제어 소자(36)로 구성되는 것이며, 상기 실시예와 동일한 기능을 발휘하는 부재에는 동일한 부호를 붙여, 상세한 설명은 생략한다.

여기서는 이하, 도23을 참조하여 설명한 상기 실시예와 마찬가지로, 액정 표시 패널(10)로서 TN 방식을 이용하는 경우를 설명하지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니다.

본 표시 장치는 조명 장치(20) 측으로부터 차례로, 액정 표시 패널(10)과 시야각 제어 소자(36)를 배치하는 것으로, 시야각 제어 소자(36)를 구성하는 제2 편광판(2100)은 액정 표시 패널(10)의 표면측에 배치하는 편광판과 겸용하는 것이다.

이로 인해, 제2 편광판(2100)은 액정 표시 패널(10)의 투명 기판(11)에 점착제에 의해 점착하여, 시야각 제어 소자(36)의 제2 투명 기판(51)과 분리하여 배치해도 된다.

또한, 제3 편광판(2300)은 액정 표시 패널(10)을 구성하는 투명 기판(12)에 점착제에 의해 점착한다.

도35는 본 실시예의 표시 장치에 관한 편광판의 흡수축과, 액정 표시 패널의 액정층의 배향축과, 편광 상태 절환 수단의 액정층의 배향축 등의 광학축의 관계를 설명하기 위한 도면이다.

도35에 도시한 바와 같이, 편의상 화면 오른쪽 방향의 방위각을 0°로 하고, 반시계 방향으로 각도를 정의하면, 제1 편광판(2000)의 편광층의 흡수축(2000A)은 45°로 하고, 편광 상태 절환 수단(1300)의 액정층의 제1 편광판측의 배향축(1300OA)은 225°로 하고, 편광 상태 절환 수단(1300)의 액정층의 제2 편광판측의 배향축(1300LA)과 제2 편광판(2100)의 편광층의 흡수축(2100A)은 135°로 한다.

또한, 액정 표시 패널(10)의 액정층(16)의 제2 편광판측의 배향축(16OA)은 45°로 하고, 액정 표시 패널(10)의 액정층(16)의 제3 편광판측의 배향축(16LA)은 315°로 하고, 제3 편광판의 흡수축(2300A)은 45°로 한다.

이 경우, 조명 장치(20)로부터 출사하여, 액정 표시 패널(10)을 구성하는 제3 편광판(2300)을 투과한 빛은 액정층(16)을 통과하여 제2 편광판(2100)에 입사한다. 이때, 영상 정보 발생부(도시되지 않음)로부터 전달되는 영상 정보에 대응한 전압을 액정층(16)에 인가함으로써 액정층(16)을 통과하는 빛의 편광 상태를 제어하여, 제2 편광판(2100)을 투과하는 빛의 양을 조정함으로써 원하는 영상광을 형성할 수 있다.

제2 편광판(2100)을 투과하는 영상광은 시야각 제어 소자(36)를 구성하는 편광 상태 절환 수단을 통과하여, 제1 편광판(2000)에 입사한다.

편광 상태 절환 수단의 액정층(160)에 구동 전압이 인가되어 있지 않은 경우, 제2 편광판(2100)을 투과하여, 편광 상태 절환 수단에 입사하는 빛은 액정층(160)을 통과할 때, 그 대부분의 빛의 편광면이 90° 회전하여, 제1 편광판(2000) 을 투과하기 때문에 넓은 시야각 범위에 걸쳐 높은 투과율이 된다.

한편, 편광 상태 절환 수단의 액정층(160)에 구동 전압을 인가하면 제2 편광판(2100)을 투과하여, 편광 상태 절환 수단에 입사하는 빛 중, 액정층(160)의 실효적인 위상차가 0, 혹은 0에 가까워지는 소정의 방위각 및 극각 방향으로 진행되는 빛은 제1 편광판(2000)에 흡수된다.

즉, 액정층(160)에 구동 전압을 인가하지 않는 경우에는 넓은 시야각을 얻을 수 있고, 액정층에 구동 전압을 인가하는 경우에는 소정의 방위각 및 극각 방향에 있어서 영상광을 어둡게 할 수 있는 표시 장치를 실현할 수 있다.

본 실시예의 표시 장치에서는 화면 상부 방향에 있어서, 영상광의 밝기를 제어할 수 있는 표시 장치를 실현할 수 있다. 이러한 시야각 특성은 차량 탑재용의 모니터에 적용하는 경우에 필요에 따라서 자동차의 프런트 글라스에의 화상광의 투영을 방지하는 데 효과가 있다.

또한, 시야각 제어 소자(36)의 액정층(16)의 광학축을 바꾸는 것으로 화면의 오른쪽 방향에 상당하는 방위각에 있어서, 소정의 극각 방향에서 관찰하면 영상의 밝기가 바뀌는 표시 장치를 실현할 수 있다. 예컨대 도36에 도시한 바와 같이, 화면 오른쪽 방향의 방위각을 0°로 하고, 반시계 방향으로 각도를 정의하면, 제1 편광판(2000)의 편광층의 흡수축(2000A)은 45°로 하고, 편광 상태 절환 수단(1300)의 액정층의 제1 편광판측의 배향축(1300OA)은 135°로 하고, 편광 상태 절환 수단(1300)의 액정층의 제2 편광판 측의 배향축(1300LA)은 45°로 하고, 제2 편광판(2100)의 편광층의 흡수축(2100A)은 135°로 한다. 또한, 액정 표시 패널(10)의 액정층(16)의 제2 편광판 측의 배향축(16OA)은 45°로 하고, 액정 표시 패널(10)의 액정층(16)의 제3 편광판 측의 배향축(16LA)은 315°로 하고, 제3 편광판의 흡수축(2300A)은 45°로 한다.

이 경우, 화면을 우측 경사 방향에서 관찰할 때, 밝은 영상을 관찰할 수 있는 상태와, 영상이 어두워져 충분한 시인성을 얻을 수 없는 상태를 임의로 바꿀 수 있는 표시 장치를 실현할 수 있다.

이러한 시야각 특성을 차량 탑재용의 모니터에 적용하는 경우, 예컨대 오른쪽 핸들의 자동차이면, 자동차의 주행 상태에 따라서 운전자 측의 시인성을 바꿀 수 있게 된다. 예컨대, 자동차가 정차 중은 운전석에서도 조수석에서도 화면을 관찰할 수 있지만, 자동차가 주행 중은 조수석에서는 정차 중과 아무런 변함이 없는 영상을 관찰할 수 있지만, 운전석에서는 영상이 충분히 보이지 않는 상태로 할 수 있다.

즉, 차량 탑재용의 모니터에 TV나 DVD 등의 영상을 표시하고 있는 경우는 운전자 이외의 관찰자는 통상처럼 영상을 볼 수 있지만, 운전자에게는 보이지 않게 함으로써 운전자의 집중력을 높여 안전한 운전을 촉진할 수 있다.

또, 본 실시예의 표시 장치에서는 시야각 제어 소자를 구성하는 편광판과 액정 표시 패널을 구성하는 편광판을 하나의 편광판으로 겸용하고 있다. 이 경우, 시야각 제어 소자로 유효하게 이용되는 빛과 액정 표시 패널로 유효하게 이용되는 빛은 동일한 직선 편광이며, 빛의 손실의 원인이 되는 편광층의 수는 줄기 때문에, 더욱 밝은 표시의 표시 장치를 실현할 수 있다. 혹은 동일한 밝기의 표시이면 더 욱 저전력인 표시 장치를 실현할 수 있다.

또한, 본 실시예의 표시 장치에서는 시야각 제어 소자(36)를 액정 표시 패널의 표면측에 배치하고 있다. 이 경우, 액정 표시 패널로서 반투과 반사형을 적용하는 경우, 투과 표시 형식뿐만 아니라, 반사 표시 형식에 있어서도 시야각을 바꿀 수 있는 표시 장치를 실현할 수 있다.

또한, 본 실시예의 표시 장치에서는 시야각 제어 소자(36)를 액정 표시 패널(10)의 표면측에 배치하는 경우를 서술했지만 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니다. 즉, 시야각 제어 소자(36)를 액정 표시 패널(10)과 조명 장치(20) 사이에 배치하도록 해도 좋다.

<제10 실시예>

다음에 본 발명의 표시 장치의 다른 실시예를 도면을 참조하면서 설명한다. 도37은 본 발명의 표시 장치의 일실시예의 개략 구성을 나타내는 일부 단면도이다.

이 표시 장치는 <제9 실시예>에서 설명한 표시 장치의 표면측에 시야각 제어 소자를 더 추가하는 것이다. 즉, 본 실시예의 표시 장치(1)는 액정 표시 패널(10)과, 그 배면에 배치하는 조명 장치(20)와, 액정 표시 패널(10)의 표면측에 배치하는 시야각 제어 소자(36)와 또한 그 표면측에 배치하는 시야각 제어 소자(37)로 구성되는 것이며, 상기 실시예와 동일한 기능을 발휘하는 부재에는 동일한 부호를 붙여, 상세한 설명은 생략한다.

이 표시 장치는 조명 장치(20) 측으로부터 차례로, 액정 표시 패널(10)과 시야각 제어 소자(36)와 시야각 제어 소자(37)를 배치하는 것이다.

시야각 제어 소자(37)는 시야각 제어 소자(36)와 기본적인 구조는 동일하다. 즉, 투명 전극과 배향막이 형성된 2매의 투명 기판(52, 53)과 이들 투명 기판 사이에 봉입된 액정층(170)과, 투명 기판(52)의 표면측과 투명 기판(53)의 이면측에 배치하는 편광판으로 구성된다. 또, 시야각 제어 소자(37)를 구성하는 액정층(170)의 배향축과 그 표면측에 배치하는 편광판(2400)의 편광층의 흡수축은 시야각 제어 소자(36)와 다르다.

또한, 본 실시예에서는 시야각 제어 소자(36)를 구성하는 제2 편광판(2100)은 액정 표시 패널(10)의 표면측에 배치하는 편광판과 겸용하는 것이며, 시야각 제어 소자(36)를 구성하는 제1 편광판(2000)은 시야각 제어 소자(37)의 이면측에 배치하는 편광판과 겸용하는 것이다.

여기서는, 제1 편광판(2000)은 시야각 제어 소자(36)를 구성하는 투명 기판(50)에 점착제에 의해 점착하고, 제2 편광판(2100)은 액정 표시 패널(10)을 구성하는 투명 기판(11)에 점착제에 의해 점착한다. 또한, 제3 편광판(2300)은 액정 표시 패널(10)을 구성하는 투명 기판(12)에 점착제에 의해 점착하고, 편광판(2400)은 시야각 제어 소자(37)를 구성하는 투명 기판(52)에 점착제에 의해 점착하지만 본 발명은 편광판을 점착하는 투명 기판을 한정하는 것은 아니다.

도38은 본 실시예의 표시 장치에 관한 편광판의 흡수축과, 액정 표시 패널의 액정층의 배향축과, 시야각 제어 소자의 액정층의 배향축 등의 광학축의 관계를 설명하기 위한 도면이다.

도38에 도시한 바와 같이, 본 실시예의 표시 장치는 액정 표시 패널(10)과 시야각 제어 소자(36)의 편광판의 흡수축과 액정층의 배향축에 대해서는 도36을 참조하여 설명한 상기 실시예와 동일하게 한다. 또한, 시야각 제어 소자(37)의 액정층(170)의 제1 편광판(2000) 측의 배향축(170LA)은 225°로 하고, 편광판(2400) 측의 배향축(170OA)은 315°로 한다. 또한, 편광판(2400)의 편광층의 흡수축(2400A)은 135°로 한다.

또, 도38에서는 시야각 제어 소자(36)의 액정층의 배향축의 부호의 표기가 도36과 달리, 제1 편광판(2000) 측의 액정층(160)의 배향축을 160OA로 표기하고, 제2 편광판(2001) 측의 액정층(160)의 배향축을 160LA로 표기하고 있다. 이들은 각각 도36에 있어서, 시야각 제어 소자(36)를 구성하는 편광 상태 절환 수단(1300)의 액정층의 제1 편광판 측의 배향축(1300OA)과, 제2 편광판 측의 배향축(1300LA)으로 표기한 것과 동일한 것을 나타낸다.

이 경우, 조명 장치(20)로부터 출사되어, 액정 표시 패널(10)을 구성하는 제3 편광판(2300)을 투과한 빛은 액정층(16)을 통과하여 제2 가광판(2100)에 입사한다. 이때, 영상 정보 발생부(도시되지 않음)로부터 전달되는 영상 정보에 대응한 전압을 액정층(16)에 인가함으로써 액정층(16)을 통과하는 빛의 편광 상태를 제어하여, 제2 편광판(2100)을 투과하는 빛의 양을 조정함으로써 원하는 영상광을 형성할 수 있다.

제2 편광판(2100)을 투과하는 빛은 시야각 제어 소자(36)를 구성하는 액정층(160)을 통과하여, 제1 편광판(2000)에 입사한다.

시야각 제어 소자(36)의 액정층(160)에 구동 전압이 인가되어 있지 않은 경 우, 제2 편광판(2100)을 투과하여, 액정층(160)을 통과하는 빛은 그 대부분이 편광면이 90°회전하여, 제1 편광판(2000)을 투과하기 때문에 넓은 시야각 범위에 걸쳐 높은 투과율이 된다.

한편, 시야각 제어 소자(36)의 액정층(160)에 구동 전압을 인가하면 제2 편광판(2100)을 투과하여, 액정층(160)을 통과하는 빛 중 액정층(160)의 실효적인 위상차가 0, 혹은 0에 가까워지는 소정의 방위각 및 극각 방향으로 진행하는 빛은 제1 편광판(2000)에 흡수된다.

즉, 액정층(160)에 구동 전압을 인가하지 않는 경우에는 넓은 시야각을 얻을 수 있고, 액정층에 구동 전압을 인가하는 경우에는 소정의 방위각 및 극각 방향에 있어서 영상광이 어두워진다. 본 실시예에서는 시야각 제어 소자(36)에 의해 화면의 오른쪽 방향에 상당하는 방위각에 있어서, 소정의 극각 방향에서 관찰하면 영상의 밝기가 절환되는 표시 장치를 실현할 수 있다.

다음에 제1 편광판(2000)을 투과하는 빛은 시야각 제어 소자(37)를 구성하는 액정층(170)을 통과하여, 편광판(2400)에 입사된다. 시야각 제어 소자(37)의 액정층(170)에 구동 전압이 인가되어 있지 않은 경우, 제1 편광판(2000)을 투과하여, 액정층(170)을 통과하는 빛의 대부분은 편광면이 90°회전하여, 편광판(2400)을 투과하기 때문에 넓은 시야각 범위에 걸쳐 높은 투과율이 된다.

한편, 시야각 제어 소자(37)의 액정층(170)에 구동 전압을 인가하면 제1 편광판(2000)을 투과하여, 액정층(170)을 통과하는 빛 중, 액정층(170)의 실효적인 위상차가 0, 혹은 0에 가까워지는 소정의 방위각 및 극각 방향으로 진행하는 빛은 편광판(2400)에 흡수된다.

즉, 액정층(170)에 구동 전압을 인가하지 않는 경우에는 넓은 시야각을 얻을 수 있고, 액정층(170)에 구동 전압을 인가하는 경우에는 소정의 방위각 및 극각 방향에 있어서 영상광이 어두워진다. 본 실시예에서는 시야각 제어 소자(37)에 의해 화면의 왼쪽 방향에 상당하는 방위각에 있어서, 소정의 극각 방향에서 관찰하면 영상의 밝기가 절환되는 표시 장치를 실현할 수 있다.

이와 같이 본 실시예의 표시 장치에서는 화면의 오른쪽 방향 또는 왼쪽 방향, 혹은 오른쪽 방향 및 왼쪽 방향에 상당하는 방위각에 있어서 소정의 극각 방향에서 관찰하면 영상의 밝기를 바꿀 수 있는 표시 장치를 실현할 수 있다.

즉, 시야각 제어 소자(36)만을 구동하면 화면의 오른쪽 방향에 상당하는 방위각에 있어서만 소정의 극각 방향의 영상의 밝기를 바꿀 수 있는 표시 장치를 실현할 수 있다. 또한, 시야각 제어 소자(37)만을 구동하면 화면의 왼쪽 방향에 상당하는 방위각에 있어서만 소정의 극각 방향의 영상의 밝기를 바꿀 수 있는 표시 장치를 실현할 수 있다. 또한, 시야각 제어 소자(36) 및 시야각 제어 소자(37)를 동시에 구동하면 화면의 오른쪽 방향 및 왼쪽 방향에 상당하는 방위각에 있어서 소정의 극각 방향의 영상의 밝기를 바꿀 수 있는 표시 장치를 실현할 수 있다.

이와 같이 본 실시예의 표시 장치에서는 화면의 좌우 방향에 있어서, 경사지게 관찰하는 경우에 영상이 밝기를 어둡게 하여 시인성을 나쁘게 할 수 있다. 이러한 시야각 특성은 휴대 전화나 노트북 PC, PDA 등의 휴대 기기나 ATM 등의 공공용 기기의 표시 장치에 적용하는 경우에 횡 방향에서 엿보기 방지에 효과가 있다.

특히 본 실시예의 표시 장치에서는, 소정의 극각 방향의 영상의 밝기를 화면의 왼쪽 방향과 오른쪽 방향에서 각각 독립하여 제어할 수 있다. 이로 인해, 예컨대 자신의 좌측 사람에 대해서는 화면을 밝은 상태로 함으로써 시인성을 향상시켜 함께 관찰할 수 있지만, 오른쪽 방향에서는 엿볼 수 없도록 하는 등을 할 수 있게 된다.

또, 본 실시예의 표시 장치에서는 시야각 제어 소자를 구성하는 편광판이나 액정 표시 패널을 구성하는 편광판을 하나의 편광판으로 겸용하고 있다. 이 경우, 시야각 제어 소자로 유효하게 이용되는 빛과 액정 표시 패널로 유효하게 이용되는 빛은 동일한 직선 편광이며, 빛의 손실의 원인이 되는 편광층의 수는 줄기 때문에, 보다 밝은 표시의 표시 장치를 실현할 수 있다. 혹은 동일한 밝기의 표시이면 보다 저전력인 표시 장치를 실현할 수 있다.

또한, 본 실시예의 표시 장치에서는 시야각 제어 소자(36)와 시야각 제어 소자(37)를 액정 표시 패널(10)의 표면측에 배치하고 있다. 이 경우, 액정 표시 패널(10)로서 반투과 반사형의 표시 패널을 적용하는 경우에 투과 표시 형식뿐만 아니라, 반사 표시 형식에 있어서도 시야각을 바꿀 수 있는 표시 장치를 실현할 수 있다.

<제11 실시예>

다음에 본 발명의 표시 장치의 다른 실시예를 도면을 참조하면서 설명한다. 도39는 본 발명의 표시 장치의 일실시예의 개략 구성을 나타내는 일부 단면도이다.

이 표시 장치는 <제10 실시예>에서 설명한 표시 장치에 있어서, 시야각 제어 소자(37)를 구성하는 투명 기판(53)과, 제1 편광판(2000) 사이에 새롭게 반사형 편광판(3200)을 배치하는 것이며, 상기 실시예와 동일한 기능을 발휘하는 부재에는 동일한 부호를 붙여, 상세한 설명은 생략한다.

반사형 편광판으로서는, 서로 직교하는 직선 편광 성분을 반사와 투과로 분리할 수 있는 것을 사용한다.

이러한 반사형 편광판으로서는 예컨대 특허 문헌 4에 개시되어 있는 다른 복굴절성을 갖는 고분자 필름을 복수층 적층한 복굴절 반사형 편광 필름, 혹은 콜레스테릭 액정 필름의 표면과 이면에 위상차 필름을 배치한 것, 혹은 굴절률이 다른 유전체를 적층한 유전체 다층막, 혹은 금속 와이어 그리드에 의한 편광 필터를 사용할 수 있다.

복굴절 반사형 편광 필름의 경우, 이에 입사하는 빛 중 소정의 직선 편광 성분은 투과되어, 이것과 편광축이 직교하는 직선 편광 성분은 반사되는 필름이 3M사(미국)에서 DBEF라는 상품명으로 제품화되어 있어, 이것을 반사형 편광판으로서 사용하는 것이 가능하다.

금속 와이어 그리드에 의한 편광 필터는 투명 기재 위에 수백 수천 Å의 피치로 은, 알루미늄, 크롬 등의 도전성의 금속 선 형상 패턴을 형성하는 것으로, 투명 기재를 평판이라 하면 평판 타입의 반사형 편광판을 실현할 수 있다.

여기서는, 반사형 편광판(3200)은 시야각 제어 소자(37)를 구성하는 투명 기판(53)에 점착제에 의해 점착하지만 본 발명은 편광판을 점착하는 투명 기판을 한정하는 것은 아니다.

도40은 본 실시예의 표시 장치에 관한 편광판의 흡수축과, 반사형 편광판의 반사축과, 액정 표시 패널의 액정층의 배향축과, 편광 상태 절환 수단의 액정층의 배향축 등의 광학축의 관계를 설명하기 위한 도면이다.

도40에 도시한 바와 같이, 본 실시예의 표시 장치는 액정 표시 패널(10)과 시야각 제어 소자(36)와 시야각 제어 소자(37)의 편광판의 흡수축과 액정층의 배향축에 대해서는 도38을 참조하여 설명한 상기 실시예와 동일하게 한다. 또한, 반사형 편광판(3200)의 반사축은 45°로 한다.

이 경우도 상기 실시예와 마찬가지로, 화면의 오른쪽 방향 또는 왼쪽 방향, 혹은 오른쪽 방향 및 왼쪽 방향에 상당하는 방위각에 있어서 소정의 극각 방향에서 관찰하면 영상의 밝기를 바꿀 수 있는 표시 장치를 실현할 수 있다.

즉, 시야각 제어 소자(36)만을 구동하면 화면의 오른쪽 방향에 상당하는 방위각에 있어서만 소정의 극각 방향의 영상의 밝기를 바꿀 수 있는 표시 장치를 실현할 수 있다. 또한, 시야각 제어 소자(37)만을 구동하면 화면의 왼쪽 방향에 상당하는 방위각에 있어서만 소정의 극각 방향의 영상의 밝기를 바꿀 수 있는 표시 장치를 실현할 수 있다. 또한, 시야각 제어 소자(36) 및 시야각 제어 소자(37)를 동시에 구동하면 화면의 오른쪽 방향 및 왼쪽 방향에 상당하는 방위각에 있어서 소정의 극각 방향의 영상의 밝기를 바꿀 수 있는 표시 장치를 실현할 수 있다.

특히 본 실시예의 표시 장치에서는, 시야각 제어 소자(37)의 액정층(170)에3V 이상 더욱 바람직하게는 5V 이상의 전압을 인가하는 경우, 외부로부터의 빛이 반사형 편광판(3200)에서 반사되어 거울과 같은 상태를 실현할 수 있다.

즉, 넓은 시야각을 실현하는 상태와, 소정의 방위각 및 극각 방향에 있어서 화면이 어두워져 시인성을 나쁘게 하는 상태와, 거울과 같은 상태로 바꿀 수 있는 표시 장치를 실현할 수 있다.

또, 화면을 거울과 같은 상태로 하는 경우에는 조명 장치(20)는 소등하고, 액정 표시 패널(10)에 영상을 표시하지 않도록 하는 것이 바람직하다. 이것은 화면을 거울과 같은 상태로 하고 있을 때에 조명 장치(20)나 액정 표시 패널(10)이 불필요한 전력을 소비하는 것을 방지함으로써 표시 장치의 소비 전력을 낮추기 위해서이다.

또, 본 실시예의 표시 장치에 있어서 제1 편광판(2000)은 생략하는 것이 가능하다. 이 경우, 빛의 손실의 원인이 되는 편광층의 수가 줄기 때문에, 더욱 밝은 표시의 표시 장치를 실현할 수 있다. 혹은 동일한 밝기의 표시이면 더욱 저전력인 표시 장치를 실현할 수 있다.

단, 기존에는 일반적으로 반사형 편광판(3200)의 편광도는 낮다. 이로 인해, 제1 편광판(2000)을 생략한 경우, 시야각 제어 소자(36)에 의해 밝기를 제어하는 소정의 방위각 및 극각 방향에 있어서 실현되는 투과율의 최저치는 제1 편광판(2000)을 구비하는 경우보다 높아지는 것이 염려된다.

이로 인해 제1 편광판(2000)의 필요와 불필요는 요구 특성에 따라서 선택하면 좋을 것이다.

<제12 실시예>

다음에 본 발명의 표시 장치의 다른 실시예를 도면을 참조하면서 설명한다. 도41은 본 발명의 표시 장치의 일실시예의 개략 구성을 나타내는 일부 단면도이다.

이 표시 장치는 <제10 실시예>에서 설명한 표시 장치에 있어서, 시야각 제어 소자(36, 37)와 액정 표시 패널(10)의 위치 관계를 변경하는 것이며, 상기 실시예와 동일한 기능을 발휘하는 부재에는 동일한 부호를 붙여, 상세한 설명은 생략한다.

이 표시 장치는 조명 장치(20) 측으로부터 순서대로, 시야각 제어 소자(37)와 시야각 제어 소자(36)와 액정 표시 패널(10)을 배치하는 것이다.

시야각 제어 소자(37)의 이면측에는 편광판(2400)을 배치하고, 시야각 제어 소자(36)를 구성하는 제2 편광판(2100)은 시야각 제어 소자(37)의 표면측의 편광판과 겸용한다. 또한, 시야각 제어 소자(36)를 구성하는 제1 편광판(2000)은 액정 표시 패널(10)의 이면측에 배치하는 편광판과 겸용하고, 액정 표시 패널(10)의 표면측에는 제3 편광판(2300)을 배치한다.

여기서는, 제1 편광판(2000)은 액정 표시 패널(10)을 구성하는 투명 기판(12)에 점착제에 의해 점착하고, 제2 편광판(2100)은 시야각 제어 소자(36)를 구성하는 투명 기판(51)에 점착제에 의해 점착한다. 또한, 제3 편광판(2300)은 액정 표시 패널(10)을 구성하는 투명 기판(11)에 점착제에 의해 점착하고, 편광판(2400)은 시야각 제어 소자(37)를 구성하는 투명 기판(53)에 점착제에 의해 점착하지만 본 발명은 편광판을 점착하는 투명 기판을 한정하는 것은 아니다.

도42는 본 실시예의 표시 장치에 관한 편광판의 흡수축과, 액정 표시 패널의 액정층의 배향축과, 시야각 제어 소자의 액정층의 배향축 등의 광학축의 관계를 설 명하기 위한 도면이다.

도42에 도시한 바와 같이, 본 실시예의 표시 장치에서는 편광판(2400)의 편광층의 흡수축(2400A)은 45°로 하고, 시야각 제어 소자(37)의 액정층(170)의 편광판(2400) 측의 배향축(170LA)은 225°로 하고, 제2 편광판(2100) 측의 배향축(170OA)은 315°로 한다. 또한, 제2 편광판(2100)의 편광층의 흡수축(2100A)은 135°로 하고, 시야각 제어 소자(36)의 액정층(160)의 제2 편광판(2100)측의 배향축(160LA)은 45°로 하고, 제1 편광판(2000) 측의 배향축(160OA)은 135°로 한다. 또한, 제1 편광판(2000)의 편광층의 흡수축(2000A)은 45°로 하고, 액정 표시 패널(10)의 액정층(16)의 제1 편광판(2000) 측의 배향축(16LA)은 315°로 하고, 액정 표시 패널(10)의 액정층(16)의 제3 편광판(2300) 측의 배향축(16OA)은 45°로 하고, 제3 편광판(2300)의 편광층의 흡수축(2300A)은 135°로 한다.

이 경우, 조명 장치(20)로부터 출사되어, 시각 제어 소자(37)를 구성하는 편광판(2400)을 투과하는 빛은 액정층(170)을 통과하여, 제2 편광판(2100)에 입사한다. 시야각 제어 소자(37)의 액정층(170)에 구동 전압이 인가되어 있지 않은 경우, 편광판(2400)을 투과하여 액정층(170)을 통과하는 빛의 대부분은 편광면이 90° 회전하여, 제2 편광판(2100)을 투과하기 때문에 넓은 시야각 범위에 걸쳐 높은 투과율이 된다.

한편, 시야각 제어 소자(37)의 액정층(170)에 구동 전압을 인가하면 편광판(2400)을 투과하여, 액정층(170)을 통과하는 빛 중 액정층(170)의 실효적인 위상차가 0, 혹은 0에 가까워지는 소정의 방위각 및 극각 방향으로 진행되는 빛은 제2의 편광판(2100)에 흡수된다.

즉, 액정층(170)에 구동 전압을 인가하지 않는 경우에는 넓은 시야각 범위에 있어서 밝은 조명광을 얻을 수 있고, 액정층(170)에 구동 전압을 인가하는 경우에는 소정의 방위각 및 극각 방향에 있어서 조명 장치(20)로부터의 조명광이 어두워진다. 본 실시예에서는 시야각 제어 소자(37)에 의해 화면의 왼쪽 방향에 상당하는 방위각이며 소정의 극각 방향을 향한 조명광의 밝기를 바꿀 수 있게 된다.

다음에 제2 편광판(2100)을 투과하는 빛은 시야각 제어 소자(36)를 구성하는 액정층(160)을 통과하여, 제1 편광판(2000)에 입사한다.

시야각 제어 소자(36)의 액정층(160)에 구동 전압이 인가되어 있지 않은 경우, 제2 편광판(2100)을 투과하여, 액정층(160)을 통과하는 빛은 그 대부분이 편광면이 90°회전하여, 제1 편광판(2000)을 투과하기 때문에 넓은 시야각 범위에 걸쳐서 높은 투과율이 된다.

한편, 시야각 제어 소자(36)의 액정층(160)에 구동 전압을 인가하면 제2 편광판(2100)을 투과하여, 액정층(160)을 통과하는 빛 중, 액정층(160)의 실효적인 위상차가 0, 혹은 0에 가까워지는 소정의 방위각 및 극각 방향으로 진행하는 빛은 제1 편광판(2000)에 흡수된다.

즉, 액정층(160)에 구동 전압을 인가하지 않는 경우에는 넓은 시야각 범위에 있어서 밝은 조명광을 얻을 수 있고, 액정층(160)에 구동 전압을 인가하는 경우에는 소정의 방위각 및 극각 방향에 있어서 조명 장치(20)로부터의 조명광이 어두워진다. 본 실시예에서는 시야각 제어 소자(36)에 의해 화면의 오른쪽 방향에 상당 하는 방위각이며 소정의 극각 방향을 향한 조명광의 밝기를 바꿀 수 있게 된다.

제1 편광판(2000)을 투과하는 빛은 액정 표시 패널(10)을 구성하는 액정층(16)을 통과하여 제3 편광판(2300)에 입사한다. 이때, 영상 정보 발생부(도시하지 않음)로부터 전달되는 영상 정보에 대응한 전압을 액정층(16)에 인가함으로써 액정층(16)을 통과하는 빛의 편광 상태를 제어하고, 제3 편광판(2300)을 투과하는 빛의 양을 조정함으로써 원하는 영상광을 형성할 수 있다.

따라서 시야각 제어 소자(36)만을 구동하면 화면의 오른쪽 방향에 상당하는 방위각에 있어서만 소정의 극각 방향의 영상의 밝기를 바꿀 수 있는 표시 장치를 실현할 수 있다. 또한, 시야각 제어 소자(37)만을 구동하면 화면의 왼쪽 방향에 상당하는 방위각에 있어서만 소정의 극각 방향의 영상의 밝기를 바꿀 수 있는 표시 장치를 실현할 수 있다. 또한, 시야각 제어 소자(36) 및 시야각 제어 소자(37)를 동시에 구동하면 화면의 오른쪽 방향 및 왼쪽 방향에 상당하는 방위각에 있어서 소정의 극각 방향의 영상의 밝기를 바꿀 수 있는 표시 장치를 실현할 수 있다.

이와 같이 본 실시예의 표시 장치에서는 화면의 좌우 방향에 있어서, 경사지게 관찰하는 경우에 영상의 밝기를 어둡게 하여 시인성을 나쁘게 할 수 있다. 이러한 시야각 특성은 휴대 전화나 노트북 PC, PDA 등의 휴대 기기나, ATM 등의 공공용 기기의 표시 장치에 적용하는 경우에 횡 방향에서의 엿보기 방지에 효과가 있다.

특히 본 실시예의 표시 장치에서는, 소정의 극각 방향의 영상의 밝기를 화면의 왼쪽 방향과 오른쪽 방향에서 각각 독립하여 제어할 수 있다. 이로 인해, 예컨 대 자신의 좌측 사람에 대해서는 화면을 밝은 상태로 함으로써 시인성을 향상시켜 함께 관찰할 수 있지만, 오른쪽 방향에서는 엿볼 수 없도록 하는 등을 할 수 있게 된다.

또, 본 실시예의 표시 장치에서는 시야각 제어 소자를 구성하는 편광판이나 액정 표시 패널을 구성하는 편광판을 하나의 편광판으로 겸용하고 있다. 이 경우, 시야각 제어 소자로 유효하게 이용되는 빛과 액정 표시 패널로 유효하게 이용되는 빛은 동일한 직선 편광이며, 빛의 손실의 원인이 되는 편광층의 수는 줄기 때문에, 보다 밝은 표시의 표시 장치를 실현할 수 있다. 혹은 동일한 밝기의 표시이면 보다 저전력인 표시 장치를 실현할 수 있다.

또한, 본 실시예의 표시 장치에서는 시야각 제어 소자(36)와 시야각 제어 소자(37)를 액정 표시 패널(10)의 이면측에 배치하고 있다. 이 경우, 액정 표시 패널(10)로서 반투과 반사형의 표시 패널을 적용하는 경우에는, 액정 표시 패널의 표면측에 빛을 손실하는 부재가 존재하지 않기 때문에 반사 표시 형식에 있어서 보다 밝은 표시를 얻을 수 있게 된다. 또한, 표시 장치의 최표면에 액정 표시 패널(10)을 배치함으로써 영상이 표시되는 위치의 깊이가 더욱 작은 표시 장치를 실현할 수 있다.

<제13 실시예>

다음에 본 발명의 표시 장치의 다른 실시예를 도면을 참조하면서 설명한다. 도43은 본 발명의 표시 장치의 일실시예의 개략 구성을 나타내는 일부 단면도이다.

본 표시 장치는 <제10 실시예>에서 설명한 표시 장치에 있어서, 시야각 제어 소자(36, 37)와 액정 표시 패널(10)의 위치 관계를 변경하는 것이며, 상기 실시예와 동일한 기능을 발휘하는 부재에는 동일한 부호를 붙여, 상세한 설명은 생략한다.

이 표시 장치는 조명 장치(20) 측으로부터 차례로, 시야각 제어 소자(37)와 액정 표시 패널(10)과 시야각 제어 소자(36)를 배치하는 것이다.

시야각 제어 소자(37)의 이면측에는 편광판(2400)을 배치하고, 액정 표시 패널(10)을 구성하는 제3 편광판(2300)은 시야각 제어 소자(37)의 표면측의 편광판과 겸용한다. 또한, 시야각 제어 소자(36)를 구성하는 제2 편광판(2100)은 액정 표시 패널(10)의 표면측에 배치하는 편광판과 겸용하고, 시야각 제어 소자(36)의 표면측에는 제1 편광판(2000)을 배치한다.

여기서는, 제1 편광판(2000)은 시야각 제어 소자(36)를 구성하는 투명 기판(50)에 점착제에 의해 점착하고, 제2 편광판(2100)은 액정 표시 패널(10)을 구성하는 투명 기판(11)에 점착제에 의해 점착한다. 또한, 제3 편광판(2300)은 액정 표시 패널(10)을 구성하는 투명 기판(12)에 점착제에 의해 점착하고, 편광판(2400)은 시야각 제어 소자(37)를 구성하는 투명 기판(53)에 점착제에 의해 점착하지만 본 발명은 편광판을 점착하는 투명 기판을 한정하는 것은 아니다.

도44는 본 실시예의 표시 장치에 관한 편광판의 흡수축과, 액정 표시 패널의 액정층의 배향축과, 시야각 제어 소자의 액정층의 배향축 등의 광학축의 관계를 설명하기 위한 도면이다.

도44에 도시한 바와 같이, 본 실시예의 표시 장치에서는 편광판(2400)의 편 광층의 흡수축(2400A)은 135°로 하고, 시야각 제어 소자(37)의 액정층(170)의 편광판(2400) 측의 배향축(170LA)은 225°로 하고, 제3 편광판(2300) 측의 배향축(170OA)은 315°로 한다. 또한, 제3 편광판(2300)의 편광층의 흡수축(2300A)은 45°로 하고, 액정 표시 패널(10)의 액정층(16)의 제3 편광판(2300) 측의 배향축(16LA)은 315°로 하고, 액정 표시 패널(10)의 액정층(16)의 제2 편광판(2100) 측의 배향축(16OA)은 45°로 한다. 시야각 제어 소자(36)의 액정층(160)의 제2 편광판(2100) 측의 배향축(160LA)은 45°로 하고, 제1 편광판(2000) 측의 배향축(160OA)은 135°로 한다. 또한, 제1 편광판(2000)의 편광층의 흡수축(2000A)은 45°로 한다.

이 경우, 조명 장치(20)로부터 출사되어, 시각 제어 소자(37)를 구성하는 편광판(2400)을 투과하는 빛은 액정층(170)을 통과하여, 제2 편광판(2100)에 입사한다. 시야각 제어 소자(37)의 액정층(170)에 구동 전압이 인가되어 있지 않은 경우, 편광판(2400)을 투과하여 액정층(170)을 통과하는 빛의 대부분은 편광면이 90° 회전하여, 제3 편광판(2300)을 투과하기 때문에 넓은 시야각 범위에 걸쳐 높은 투과율이 된다.

한편, 시야각 제어 소자(37)의 액정층(170)에 구동 전압을 인가하면 편광판(2400)을 투과하여, 액정층(170)을 통과하는 빛 중, 액정층(170)의 실효적인 위상차가 0, 혹은 0에 가까워지는 소정의 방위각 및 극각 방향으로 진행되는 빛은 제3 편광판(2300)에 흡수된다.

즉, 액정층(170)에 구동 전압을 인가하지 않는 경우는 넓은 시야각 범위에 있어서 밝은 조명광을 얻을 수 있고, 액정층(170)에 구동 전압을 인가하는 경우는 소정의 방위각 및 극각 방향에 있어서 조명 장치(20)로부터의 조명광이 어두워진다. 본 실시예에서는 시야각 제어 소자(37)에 의해 화면의 좌측 방향에 상당하는 방위각이며 소정의 극각 방향을 향한 조명광의 밝기를 바꿀 수 있게 된다.

제3 편광판(2300)을 투과하는 빛은 액정 표시 패널(10)을 구성하는 액정층(16)을 통과하여 제2 편광판(2100)에 입사된다. 이때, 영상 정보 발생부(도시하지 않음)로부터 전달되는 영상 정보에 대응한 전압을 액정층(16)에 인가함으로써 액정층(16)을 통과하는 빛의 편광 상태를 제어하여, 제2 편광판(2100)을 투과하는 빛의 양을 조정함으로써 원하는 영상광을 형성할 수 있다.

다음에 제2 편광판(2100)을 투과하는 빛은 시야각 제어 소자(36)를 구성하는 액정층(160)을 통과하여, 제1 편광판(2000)에 입사된다.

시야각 제어 소자(36)의 액정층(160)에 구동 전압이 인가되어 있지 않은 경우, 제2 편광판(2100)을 투과하여, 액정층(160)을 통과하는 빛은 그 대부분이 편광면이 90° 회전하여, 제1 편광판(2000)을 투과하기 때문에 넓은 시야각 범위에 걸쳐 높은 투과율이 된다.

한편, 시야각 제어 소자(36)의 액정층(160)에 구동 전압을 인가하면 제2 편광판(2100)을 투과하여, 액정층(160)을 통과하는 빛 중, 액정층(160)의 실효적인 위상차가 0, 혹은 0에 가까워지는 소정의 방위각 및 극각 방향으로 진행되는 빛은 제1 편광판(2000)에 흡수된다.

즉, 액정층(160)에 구동 전압을 인가하지 않는 경우에는 넓은 시야각 범위에 있어서 밝은 영상을 얻을 수 있고, 액정층(160)에 구동 전압을 인가하는 경우에는 소정의 방위각 및 극각 방향에 있어서 영상이 어두워진다. 본 실시예에서는 시야각 제어 소자(36)에 의해 화면의 오른쪽 방향에 상당하는 방위각이며 소정의 극각 방향에서의 영상의 밝기를 바꿀 수 있게 된다.

따라서 시야각 제어 소자(36)만을 구동하면 화면의 오른쪽 방향에 상당하는 방위각에 있어서만 소정의 극각 방향의 영상의 밝기를 바꿀 수 있는 표시 장치를 실현할 수 있다. 또한, 시야각 제어 소자(37)만을 구동하면 화면의 왼쪽 방향에 상당하는 방위각에 있어서만 소정의 극각 방향의 영상의 밝기를 바꿀 수 있는 표시 장치를 실현할 수 있다. 또한, 시야각 제어 소자(36) 및 시야각 제어 소자(37)를 동시에 구동하면 화면의 오른쪽 방향 및 왼쪽 방향에 상당하는 방위각에 있어서 소정의 극각 방향의 영상의 밝기를 바꿀 수 있는 표시 장치를 실현할 수 있다.

이와 같이 본 실시예의 표시 장치에서는 화면의 좌우 방향에 있어서, 경사지게 관찰하는 경우에 영상의 밝기를 어둡게 하여 시인성을 나쁘게 할 수 있다. 이러한 시야각 특성은 휴대 전화나 노트북 PC, PDA 등의 휴대 기기나, ATM 등의 공공용 기기의 표시 장치에 적용하는 경우에 횡 방향에서의 엿보기 방지에 효과가 있다.

본 실시예의 표시 장치에 있어서도, 소정의 극각 방향의 영상의 밝기를 화면의 왼쪽 방향과 오른쪽 방향에서 각각 독립하여 제어할 수 있다. 이로 인해, 예컨대 자신의 좌측 사람에 대해서는 화면을 밝은 상태로 함으로써 시인성을 향상시켜 함께 관찰할 수 있지만, 오른쪽 방향에서는 엿볼 수 없게 하는 등을 할 수 있게 된 다.

또, 본 실시예의 표시 장치에서는 시야각 제어 소자를 구성하는 편광판이나 액정 표시 패널을 구성하는 편광판을 하나의 편광판으로 겸용하고 있다. 이 경우, 시야각 제어 소자로 유효하게 이용되는 빛과 액정 표시 패널로 유효하게 이용되는 빛은 동일한 직선 편광이며, 빛의 손실의 원인이 되는 편광층의 수는 줄기 때문에, 보다 밝은 표시의 표시 장치를 실현할 수 있다. 혹은 동일한 밝기의 표시이면 보다 저전력인 표시 장치를 실현할 수 있다.

또, 상기 실시예에서는 폴리비닐알코올을 기재로 하는 편광층을 보호 필름 사이에 끼운 구성의 편광판을 사용하는 경우를 설명했지만, 도포형의 편광층을 사용함으로써, 보호 필름을 생략해도 좋다.

또한, 각 부재에 있어서 공기와 접하는 계면에 반사 방지막에 의한 반사 방지 처리를 하도록 해도 좋다.

또한, 본 발명의 표시 장치에서는 최외측 표면에 반사형 편광판을 배치하도록 해도 좋다. 이때, 반사형 편광판의 반사축은 표시 장치를 구성하는 편광판 중, 가장 표면측에 배치하는 편광판의 편광층의 흡수축과 평행해지도록 배치한다.

이 경우, 조명 장치를 점등하여, 액정 표시 패널을 구동하면 반사형 편광판을 통해 영상을 볼 수 있다. 한편, 조명 장치를 소등하면 외광이 반사형 편광판에서 반사되므로, 화면이 거울과 같은 상태가 된다.

또한, 시야각 제한 소자, 혹은 시야각 제어 소자에 의해 경사 방향으로 출사되는 영상광을 제한하는 경우에는 반사형 편광판에 의한 외광의 반사에 의해, 보다 영상의 시인성이 나빠져, 높은 엿보기 방지 효과를 얻을 수 있게 된다.

본 발명의 시야각 제한 소자 및 시야각 제어 소자는 소정의 방위각 및 극각 방향에의 빛의 투과를 억제, 혹은 제어할 수 있다. 이로 인해, 차량 탑재용의 표시 장치에 적용하면 프런트 윈도에의 영상광의 투영 방지 등의 효과를 얻을 수 있다. 또한, ATM이나 공공용 단말의 표시 장치에 이용하면 사용자 이외의 사람에 의한 엿보기 방지 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명의 시야각 제한 소자 혹은 시야각 제어 소자를 적용하는 표시 장치는 엿보기 방지의 효과를 얻을 수 있으므로, 인파 속에서의 사용이 상정되는 휴대 전화, PDA, 노트북 PC 등의 휴대 기기용의 표시 장치로서도 적합하다.

본 발명은 소정의 방위각 및 극각 범위에서의 빛의 투과를 제한하고, 또한 액정 표시 패널 등의 표시 소자와 조합해도 무아레에 의한 화질의 열화가 생기는 일없이, 시야각을 제어하는 광학 소자 또는, 그것을 이용한 표시 장치를 제공할 수 있다.

Claims (14)

1. 제1 편광층과, 제2 편광층과, 상기 제1 편광층과 상기 제2 편광층 사이에 배치된 액정층을 갖고, 상기 제1 편광층 및 상기 제2 편광층은 그 편광의 흡수축이 서로 평행하며, 상기 액정층은 하이브리드 배향한 디스코데크 액정이며, 상기 액정층의 배향축은 상기 제1 편광층 및 상기 제2 편광층의 흡수축과 평행, 혹은 직교하는 것을 특징으로 하는 광학 소자.
2. 제1 편광층과, 제2 편광층과, 상기 제1 편광층과 상기 제2 편광층 사이에 배치된 액정층을 갖고, 상기 제1 편광층 및 상기 제2 편광층은 그 편광의 흡수축이 서로 평행하며, 상기 액정층은 하이브리드 배향한 네마틱 액정이며, 상기 액정층의 배향축은 상기 제1 편광층 및 상기 제2 편광층의 흡수축과 평행, 혹은 직교하고 있으며,

   상기 액정층의 액정 분자가 수직, 혹은 수직에 가까운 상태로 배향되어 있는 측에 광학적으로 마이너스인 1축성 매체를 갖는 위상차판을 갖는 것을 특징으로 하는 광학 소자.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 편광층과 상기 제2 편광층의 양쪽, 혹은 적어도 한쪽의 광원측에 반사형 편광층을 갖는 것을 특징으로 하는 광학 소자.
4. 제1 편광층과, 제2 편광층과, 상기 제1 편광층과 상기 제2 편광층 사이에 배치된 액정층을 갖고, 상기 제1 편광층 및 상기 제2 편광층은 그 편광의 흡수축이 서로 직교하고 있으며, 상기 액정층은 막대형 액정 분자로 이루어져, 상기 막대형 액정 분자의 배향축이 각각 근접하는 편광층의 흡수축과 평행, 혹은 직교하여 비틀어지게 되고, 상기 막대형 액정 분자는 소정의 방위각 및 극각 방향에 있어서 실효적인 위상차가 0이 되는 배향 상태로 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 광학 소자.
5. 제1 편광층과, 제2 편광층과, 제3 편광층과, 상기 제1 편광층과 상기 제2 편광층 사이에 배치된 제1 액정층과, 상기 제2 편광층과 상기 제3 편광층 사이에 배치된 제2 액정층을 갖고, 상기 제1 편광층 및 상기 제3 편광층은 그 편광의 흡수축이 서로 평행하며, 상기 제2 편광층의 흡수축은 상기 제1 편광층 및 상기 제3 편광층의 흡수축과 직교하도록 배치되고, 상기 제1 액정층 및 상기 제2 액정층은 막대형 액정 분자로 이루어져, 상기 막대형 액정 분자의 배향축이 각각 근접하는 편광층의 흡수축과 평행, 혹은 직교하여 비틀어지게 되고, 상기 막대형 액정 분자는 소정의 방위각 및 극각 방향에 있어서 실효적인 위상차가 0이 되는 배향 상태로 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 광학 소자.
6. 제1 편광층과, 제2 편광층과, 상기 제1 편광층과 상기 제2 편광층 사이에 배치된 액정층을 갖고, 상기 제1 편광층 및 상기 제2 편광층은 그 편광의 흡수축이 서로 평행하며, 상기 액정층은 하이브리드 배향한 디스코데크 액정이며, 상기 액정층의 배향축은 상기 제1 편광층 및 상기 제2 편광층의 흡수축과 평행, 혹은 직교하는 광학 소자와,

   상기 광학 소자를 향해 빛을 조사하는 조명 장치와,

   제3 편광층과, 상기 제1 편광층 또는 상기 제2 편광층과 상기 제3 편광층 사이에 배치된 액정층을 갖고, 상기 조명 장치로부터 방사되는 빛의 광량을 조정하여 영상을 표시하는 액정 표시 패널을 갖는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
7. 제1 편광층과, 제2 편광층과, 상기 제1 편광층과 상기 제2 편광층 사이에 배치된 액정층을 갖고, 상기 제1 편광층 및 상기 제2 편광층은 그 편광의 흡수축이 서로 평행하며, 상기 액정층은 하이브리드 배향한 네마틱 액정이며, 상기 액정층의 배향축은 상기 제1 편광층 및 상기 제2 편광층의 흡수축과 평행, 혹은 직교하고 있으며, 상기 액정층의 액정 분자가 수직, 혹은 수직에 가까운 상태로 배향되어 있는 측에 광학적으로 마이너스인 1축성 매체를 갖는 위상차판을 구비하는 광학 소자와,

   상기 광학 소자를 향해 빛을 조사하는 조명 장치와,

   제3 편광층과, 상기 제1 편광층 혹은 상기 제2 편광층과 상기 제3 편광층 사이에 배치된 액정층을 갖고, 상기 조명 장치로부터 방사되는 빛의 광량을 조정하여 영상을 표시하는 액정 표시 패널을 갖는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
8. 제1 편광층과, 제2 편광층과, 상기 제1 편광층과 상기 제2 편광층 사이에 배 치된 액정층을 갖고, 상기 제1 편광층 및 상기 제2 편광층은 그 편광의 흡수축이 서로 직교하고 있으며, 상기 액정층은 막대형 액정 분자로 이루어져, 상기 막대형 액정 분자의 배향축이 각각 근접하는 편광층의 흡수축과 평행, 혹은 직교하여 비틀어지게 되고, 상기 막대형 액정 분자는 소정의 방위각 및 극각 방향에 있어서 실효적인 위상차가 0이 되는 배향 상태로 고정되어 있는 광학 소자와,

   상기 광학 소자를 향해 빛을 조사하는 조명 장치와,

   제3 편광층과, 상기 제1 편광층 혹은 상기 제2 편광층과 상기 제3 편광층 사이에 배치된 액정층을 갖고, 상기 조명 장치로부터 방사되는 빛의 광량을 조정하여 영상을 표시하는 액정 표시 패널을 갖는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
9. 제1 투명 기판과, 상기 제1 투명 기판과 대향하여 배치된 제2 투명 기판과, 상기 제1 투명 기판과 상기 제2 투명 기판 사이에 배치된 액정층과, 상기 액정층과 상기 제1 투명 기판 사이에 배치된 제1 투명 전극 및 제1 배향막과, 상기 액정층과 상기 제2 투명 기판 사이에 배치된 제2 투명 전극 및 제2 배향막과, 상기 액정층으로부터 보아 상기 제1 투명 기판측에 배치된 광학적으로 마이너스인 1축 이방성 매체로 구성되는 위상차판과, 상기 위상차판으로부터 보아 상기 액정층측과는 반대측에 배치된 제1 편광층과, 상기 액정층으로부터 보아 상기 제2 투명 기판측에 배치된 제2 편광층을 갖고,

   상기 액정층의 액정 분자는 제1 투명 기판측에 있어서 기판면에 대하여 수직 혹은 수직에 가까운 상태로 배향되어, 제2 투명 기판측에 있어서 기판면에 대하여 평행, 혹은 평행에 가까운 상태로 배향되는 유전 이방성이 플러스인 네마틱 액정으로 구성되고,

   상기 제1 편광층과 상기 제2 편광층의 흡수축은 서로 평행하며,

   상기 제2 배향막의 배향축은 상기 제1 편광층 및 상기 제2 편광층의 흡수축과 평행, 혹은 직교하는 것을 특징으로 하는 광학 소자.
10. 제9항에 있어서, 상기 제1 편광층과 상기 제2 편광층의 양쪽, 혹은 적어도 한쪽의 편광층의 광원측에 배치된, 혹은 상기 제1 편광층과 상기 제2 편광층의 양쪽, 혹은 적어도 한쪽에 배치된 반사형 편광층을 갖는 것을 특징으로 하는 광학 소자.
11. 제1 투명 기판과, 상기 제1 투명 기판과 대향하여 배치된 제2 투명 기판과, 상기 제1 투명 기판과 상기 제2 투명 기판 사이에 배치된 액정층과, 상기 액정층과 상기 제1 투명 기판 사이에 배치된 제1 투명 전극 및 제1 배향막과, 상기 액정층과 상기 제2 투명 기판 사이에 배치된 제2 투명 전극 및 제2 배향막과, 제1 투명 기판과, 상기 제1 투명 기판과 대향하여 배치된 제2 투명 기판과,

    상기 액정층으로부터 보아 상기 제1 투명 기판측에 배치된 제1 편광층과, 상기 액정층으로부터 보아 상기 제2 투명 기판측에 배치된 제2 편광층을 갖고,

    상기 제1 편광층과 상기 제2 편광층의 흡수축은 서로 직교하고 있으며,

    상기 액정층은 유전 이방성이 플러스인 네마틱 액정으로 이루어져,

    상기 액정층의 배향축은 상기 제1 편광층과 상기 제2 편광층의 흡수축과 평행, 혹은 직교하여 비틀어지게 되어,

    상기 액정층의 Δnd의 값이 2000 ㎚ 이상, 5000 ㎚ 이하인 것을 특징으로 하는 광학 소자.
12. 제1 투명 기판과, 상기 제1 투명 기판과 대향하여 배치된 제2 투명 기판과, 상기 제1 투명 기판과 상기 제2 투명 기판 사이에 배치된 액정층과, 상기 액정층과 상기 제1 투명 기판 사이에 배치된 제1 투명 전극 및 제1 배향막과, 상기 액정층과 상기 제2 투명 기판 사이에 배치된 제2 투명 전극 및 제2 배향막과, 상기 액정층으로부터 보아 상기 제1 투명 기판측에 배치된 광학적으로 마이너스인 1축 이방성 매체로 구성되는 위상차판과, 상기 위상차판으로부터 보아 상기 액정층 측과는 반대측에 배치된 제1 편광층과, 상기 액정층으로부터 보아 상기 제2 투명 기판측에 배치된 제2 편광층을 갖고,

    상기 액정층의 액정 분자는 제1 투명 기판측에 있어서 기판면에 대하여 수직 혹은 수직에 가까운 상태로 배향되고, 제2 투명 기판측에 있어서 기판면에 대하여 평행, 혹은 평행에 가까운 상태로 배향되는 유전 이방성이 플러스인 네마틱 액정으로 구성되고, 상기 제1 편광층과 상기 제2 편광층의 흡수축은 서로 평행하며, 상기 제2 배향막의 배향축은 상기 제1 편광층 및 상기 제2 편광층의 흡수축과 평행, 또는 직교하고 있는 광학 소자와,

    상기 광학 소자를 향해 빛을 조사하는 조명 장치와,

    제3 편광층과, 상기 제1 편광층 혹은 제2 편광층과 상기 제3 편광층 사이에 배치된 액정층을 갖고, 상기 조명 장치로부터 방사되는 빛의 광량을 조정하여 영상을 표시하는 액정 표시 패널을 갖는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
13. 제1 투명 기판과, 상기 제1 투명 기판과 대향하여 배치된 제2 투명 기판과, 상기 제1 투명 기판과 상기 제2 투명 기판 사이에 배치된 액정층과, 상기 액정층과 상기 제1 투명 기판 사이에 배치된 제1 투명 전극 및 제1 배향막과, 상기 액정층과 상기 제2 투명 기판 사이에 배치된 제2 투명 전극 및 제2 배향막과, 제1 투명 기판과, 상기 제1 투명 기판과 대향하여 배치된 제2 투명 기판과, 상기 액정층으로부터 보아 상기 제1 투명 기판측에 배치된 제1 편광층과, 상기 액정층으로부터 보아 상기 제2 투명 기판측에 배치된 제2 편광층을 갖고, 상기 제1 편광층과 상기 제2 편광층의 흡수축은 서로 직교하고 있으며, 상기 액정층은 유전 이방성이 플러스인 네마틱 액정으로 이루어져, 상기 액정층의 배향축은 상기 제1 편광층과 상기 제2 편광층의 흡수축과 평행, 혹은 직교하여 비틀어지게 되어, 상기 액정층의 Δnd의 값이 2000 ㎚ 이상, 5000 ㎚ 이하인 광학 소자와, 상기 광학 소자에 빛을 조사하는 조명 장치와,

    제3 편광층과, 상기 제1 편광층 혹은 제2 편광층과 상기 제3 편광층 사이에 배치된 액정층을 갖고, 상기 조명 장치로부터 방사되는 빛의 광량을 조정하여 영상을 표시하는 액정 표시 패널을 갖는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
14. 제1 투명 기판과, 상기 제1 투명 기판과 대향하여 배치된 제2 투명 기판과, 상기 제1 투명 기판과 상기 제2 투명 기판 사이에 배치된 액정층과, 상기 액정층과 상기 제1 투명 기판 사이에 배치된 제1 투명 전극 및 제1 배향막과, 상기 액정층과 상기 제2 투명 기판 사이에 배치된 제2 투명 전극 및 제2 배향막과, 상기 액정층으로부터 보아 상기 제1 투명 기판측에 배치된 제1 편광층과, 상기 액정층으로부터 보아 상기 제2 투명 기판측에 배치된 제2 편광층을 갖고, 상기 제1 편광층과 상기 제2 편광층의 흡수축은 서로 직교하고 있으며, 상기 액정층은 유전 이방성이 플러스인 네마틱 액정으로 이루어져, 상기 액정층의 배향축은 상기 제1 편광층과 상기 제2 편광층의 흡수축과 평행, 혹은 직교하여 비틀어지게 되어, 상기 액정층의 Δnd의 값이 2000 ㎚ 이상, 5000 ㎚ 이하인 광학 소자와,

    상기 2개의 광학 소자를 향해 빛을 조사하는 조명 장치와,

    제3 편광층과, 상기 제1 편광층 혹은 제2 편광층과 상기 제3 편광층 사이에 배치된 액정층을 갖고, 상기 조명 장치로부터 방사되는 빛의 광량을 조정하여 영상을 표시하는 액정 표시 패널과,

    또한 다른 편광층과, 투명 전극 및 배향막을 구비하는 2매의 투명 기판과, 이들 2매의 투명 기판 사이에 유전 이방성이 플러스인 네마틱 액정으로 이루어지는 액정층을 구비하고, 이 액정층의 배향축이 2매의 투명 기판 사이에서 90°비틀어지게 되어, 액정층의 Δnd의 값이 2000 ㎚ 이상, 5000 ㎚ 이하인 광학 소자를 더 갖는 것을 특징으로 하는 표시 장치.

Images