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KR101176256B1 - 액정 표시 장치 - Google Patents

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KR101176256B1
KR101176256B1 KR1020087025566A KR20087025566A KR101176256B1 KR 101176256 B1 KR101176256 B1 KR 101176256B1 KR 1020087025566 A KR1020087025566 A KR 1020087025566A KR 20087025566 A KR20087025566 A KR 20087025566A KR 101176256 B1 KR101176256 B1 KR 101176256B1
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crystal cell
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가쯔히꼬 모리시따
요시하루 가따오까
지까노리 쯔까무라
다이 지바
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샤프 가부시키가이샤
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Abstract

백라이트(3)와, 표시용 액정 패널(1)과, 표시용 액정 패널(1)의 시야각을 제어하는 시야각 제어 패널(2)을 구비하고 있다. 백라이트(3)와 표시용 액정 패널(1) 사이에는, 렌즈 시트(41)가 설치되어 있다. 이에 의해, 차폐 효과를 증대시킬 수 있는 표시 장치 시스템을 제공한다.
표시용 액정 패널, 백라이트, 렌즈 시트, 시야각 제어 패널, 협시야각 모드, 광시야각 모드, 편광판 투과축, 액정 분자

Description

액정 표시 장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY}
본 발명은, 표시 패널의 시야각을 제어하는 시야각 제어 패널을 구비한 액정 표시 장치에 관한 것이다.
표시 장치는, 일반적으로는, 어느 시각으로부터 보아도 선명한 화상을 볼 수 있도록, 가능한 한 넓은 시야각을 갖는 것이 요구되고 있다. 특히, 최근 널리 보급되고 있는 액정 표시 장치는, 액정 그 자체가 시각 의존성을 갖기 때문에, 광시야각화에 관하여 다양한 기술 개발이 행해져 왔다.
그러나, 사용 환경에 따라서는, 사용자 본인만 표시 내용을 시인할 수 있도록, 시야각이 좁은 쪽이 안성맞춤인 경우도 있다. 특히, 노트형 퍼스널 컴퓨터, 휴대형 정보 단말기(PDA : Personal Data Assistant), 또는 휴대 전화 등의 전자 기기는, 전철이나 비행기 내 등, 불특정 다수의 인간이 존재할 수 있는 장소에서 사용될 가능성도 높다. 그와 같은 사용 환경에서는, 기밀 유지나 프라이버시 보호 등의 관점에서, 근방의 타인으로부터 표시 내용을 엿보이도록 하고 싶지 않으므로, 표시 장치의 시야각이 좁은 것이 바람직하다. 이와 같이, 최근, 1대의 표시 장치의 시야각을, 사용 상황에 따라서 광시야각과 협시야각 사이에서 절환하고자 하는 요구가 높아지고 있다. 또한，이 요구는, 액정 표시 장치에 한하지 않고, 임의의 표시 장치에 대하여 공통의 과제이다.
이와 같은 요구에 대하여, 예를 들면, 특허 문헌 1에서는, 화상을 표시하는 표시 장치 외에 위상차 제어용 장치를 구비하고, 이 위상차 제어용 장치에 인가하는 전압을 제어함으로써 시야각 특성을 변화시키고자 하는 기술이 제안되어 있다. 이 특허 문헌 1에서는, 위상차 제어용 액정 표시 장치에서 이용하는 액정 모드로서, 카이럴 네마틱 액정, 호모지니어스 액정, 및 랜덤 배향의 네마틱 액정 등이 예시되어 있다.
또한, 예를 들면, 특허 문헌 2 및 특허 문헌 3에는, 표시용 액정 패널 상부에, 시야각 제어용 액정 패널을 설치하고, 이들 패널을 2매의 편광판 사이에 협지하고, 시야각 제어용 액정 패널에의 인가 전압을 조정함으로써, 시야각 제어를 행하는 구성도 개시되어 있다. 이 특허 문헌 2에서는, 시야각 제어용 액정 패널의 액정 모드는 트위스트 네마틱 방식이다.
특허 문헌 1 : 일본 공개 특허 공보 「특개평 11-174489호 공보(1999년 7월 2일 공개)」
특허 문헌 2 : 일본 공개 특허 공보 「특개평 10-268251호 공보(1998년 10월 9일 공개)」
특허 문헌 3 : 일본 공개 특허 공보 「특허 공개 2005-309020호 공보(2005년 11월 4일 공개)」
<발명의 개시>
그러나, 상기 종래의 특허 문헌 1에서는, 위상차 제어용 액정 소자를 이용함 으로써 광시야각 모드와 협시야각 모드의 절환이 가능하다고 기술되어 있지만, 그 효과는 충분하다고는 할 수 없다. 예를 들면 특허 문헌 1에는, 도 20에 도시한 바와 같이, 콘트라스트비가 10 : 1인 등콘트라스트 곡선이 도시되어 있고, 협시야각 모드에서는, 확실히 광시야각 방향의 콘트라스트가 저하되어 있다. 그러나, 이 정도의 변화로는, 옆에 있는 사람으로부터 표시가 충분히 시인되게 된다. 이 이유는, 콘트라스트비가 예를 들면 2 : 1까지 저하되어도, 일반적으로, 충분히 표시를 시인할 수 있기 때문이다.
또한, 특허 문헌 2 및 특허 문헌 3의 기술도, 시야각 제어용 액정 패널에의 인가 전압을 변화시켜 콘트라스트를 조정함으로써, 광시야각과 협시야각의 절환을 행하는 것이지만, 그 효과는 충분하다고는 할 수 없다. 예를 들면, 광시야각 모드에서는, 도 21의 (a), (b), (c)에 도시하는 시야각 분포가 얻어지는 것에 대해서, 협시야각 모드에서는, 도 22의 (a), (b), (c)에 도시하는 시야각 분포로 된다.
즉, 특허 문헌 1～특허 문헌 3 중 어느 기술도, 광시야각 방향의 콘트라스트를 저하시킴으로써, 광시야각 모드와 협시야각 모드의 절환을 행하는 방법을 채용하고 있지만, 이와 같은 방법에서는, 협시야각 모드 시에 광시야각 방향 즉 협시야각으로 되지 않았던 방향의 차폐가 충분하지 않아, 타인으로부터 화상이 보여지게 될 가능성이 있다고 하는 문제가 있다.
본 발명은, 상기 종래의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적은, 협시야각 효과를 증대시킬 수 있는 액정 표시 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 액정 표시 장치는, 상기 과제를 해결하기 위해서, 백라이트와, 표 시 패널과, 상기 표시 패널의 시야각을 제어하는 시야각 제어 패널을 구비한 액정 표시 장치로서, 상기 백라이트와 상기 시야각 제어 패널보다도 백라이트측에 설치된 상기 표시 패널 사이, 또는 상기 백라이트와 상기 표시 패널보다도 백라이트측에 설치된 상기 시야각 제어 패널 사이에는, 렌즈 시트가 설치되어 있다.
상기 발명에 따르면, 백라이트와 상기 시야각 제어 패널보다도 백라이트측에 설치된 표시 패널 사이, 또는 백라이트와 상기 표시 패널보다도 백라이트측에 설치된 시야각 제어 패널 사이에는, 렌즈 시트가 설치되어 있다. 이 때문에, 렌즈 시트에 의해, 백라이트로부터 출사된 광을 집광시킴으로써, 협시야각화를 도모할 수 있다.
따라서, 협시야각 효과를 증대시킬 수 있는 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 액정 표시 장치는, 상기 과제를 해결하기 위해서, 백라이트와, 표시 패널과, 상기 표시 패널의 시야각을 제어하는 시야각 제어 패널을 구비한 액정 표시 장치로서, 상기 백라이트와 상기 시야각 제어 패널보다도 백라이트측에 설치된 상기 표시 패널 사이, 또는 상기 백라이트와 상기 표시 패널보다도 백라이트측에 설치된 상기 시야각 제어 패널 사이에는, 복수의 렌즈 시트가 적층되어 설치되어 있다.
이에 의해, 렌즈 시트가 단층인 것보다도 단층을 적층한 복수로 함으로써, 백라이트로부터 출사된 광을 보다 좁게 집광시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 액정 표시 장치에서는, 상기 렌즈 시트는, 백라이트측에 설 치되며, 또한 표시 패널에 대하여 세로 줄무늬 형상의 프리즘 능선 패턴을 갖는 제1 렌즈 시트와, 상기 제1 렌즈 시트 위에 적층되며, 또한 표시 패널에 대하여 가로 줄무늬 형상의 프리즘 능선 패턴을 갖는 제2 렌즈 시트의 2매로 이루어져 있어도 된다.
이에 의해, 세로 줄무늬 형상의 프리즘 능선 패턴을 갖는 제1 렌즈 시트에 의해, 백라이트로부터 출사된 광을 좌우 방향으로 협시야각화를 도모하도록 집광시킬 수 있다. 또한, 가로 줄무늬 형상의 프리즘 능선 패턴을 갖는 제2 렌즈 시트에 의해, 백라이트로부터 출사된 광을 전후 방향으로 협시야각화를 도모하도록 집광시킬 수 있다.
이 결과, 좌우 및 전후 방향을 2매의 제1 렌즈 시트 및 제2 렌즈 시트를 이용하여 효율적으로 협시야각화를 도모할 수 있다.
또한, 본 발명의 액정 표시 장치에서는, 상기 표시 패널 및 시야각 제어 패널은, 각각 액정 셀을 포함함과 함께, 상기 표시 패널의 액정 셀과 시야각 제어 패널의 액정 셀 사이에는, 확산 처리하지 않은 적어도 1매의 편광판이 설치되어 있어도 된다.
이에 의해, 표시 패널의 액정 셀과 시야각 제어 패널의 액정 셀 사이에는, 확산 처리하지 않은 적어도 1매의 편광판이 존재하므로, 협시야각화의 효과가 저해되는 일이 없다. 즉, 예를 들면, 표시 패널의 액정 셀과 시야각 제어 패널의 액정 셀 사이에 확산 처리된 편광판이 존재하면, 협시야각화의 효과가 저해되게 된다.
또한, 본 발명의 액정 표시 장치에서는, 상기 시야각 제어 패널은, 한 쌍의 투광성 기판 사이에 액정 분자를 수직 배향시킨 액정층을 갖는 액정 셀과, 상기 액정층에 전압을 인가하는 구동 회로를 구비하고, 상기 액정 셀은, 편광 투과축이 서로 대략 직교하도록 대향 배치된 2매의 편광판에 배치되며, 상기 구동 회로는, 상기 액정 셀의 액정층의 액정 분자의 배열 상태를 변화시킴으로써, 표시 상태를, 제1 시야각 범위와, 제1 시야각 범위 내에 있으며 또한 제1 시야각 범위보다도 좁은 제2 시야각 범위 사이에서 절환하는 것이 바람직하다.
상기의 발명에 따르면, 시야각 제어 패널의 액정 셀을 사이에 두도록 편광 투과축이 대략 직교하는 2매의 편광판이 배치되어 있다. 또한, 시야각 제어 패널과 상기 2매의 편광판은, 반드시 인접하고 있을 필요는 없으며, 그들 사이에 어떠한 구성 요소가 개재되어도 된다.
상기의 구성에서는, 액정층에 소정의 전압을 인가하여 액정 분자의 배열 상태를 변화시키고, 액정의 복굴절을 이용함으로써, 시야각 제어 패널의 액정 셀로부터 출사하는 광의 편광 상태를 변화시키면, 시야각 제어 패널의 관찰자측에 배치되어 있는 편광판이 검광자로서 작용하여, 시야각 제어 패널로부터 관찰자측으로 출사하는 광을, 시각에 따라서 투과 또는 차폐할 수 있다. 즉, 표시 상태를, 제1 시야각 범위를 제공하는 광시야각과, 제1 시야각 범위 내에 있으며 제1 시야각 범위보다도 좁은 제2 시야각 범위를 제공하는 협시야각 중 어느 하나로 절환 가능하다. 또한, 「광시야각」과 「협시야각」은, 특정한 절대적인 각도 범위를 의미하는 것이 아니라, 상대적으로 넓은 시야각과, 상대적으로 좁은 시야각을 의미한다.
또한, 상기의 구성에서는, 액정 분자를 수직 배향시킨 액정 셀을 이용함으로 써, 한정된 시야각만 표시를 시인할 수 있는 협시야각 상태가 실현 가능하다. 이에 의해, 종래의 시야각 제어 기술과 같이, 광시야각측의 표시의 콘트라스트를 저하시키는 것이 아니라, 광의 투과 및 차폐의 절환에 의해 시야각 제어를 행할 수 있다. 이 결과, 협시야각 모드로 절환하였을 때에, 협시야각 효과를 증대시킬 수 있는 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 액정 표시 장치는, 상기 과제를 해결하기 위해서, 백라이트와, 표시 패널과, 상기 표시 패널의 시야각을 제어하는 시야각 제어 패널을 구비한 액정 표시 장치로서, 상기 표시 패널 및 시야각 제어 패널은, 각각 액정 셀을 포함함과 함께, 상기 표시 패널의 액정 셀과 시야각 제어 패널의 액정 셀 사이에는, 적어도 1매의 확산 처리하지 않은 편광판이 설치되어 있다.
상기 발명에 따르면, 액정 표시 장치에는, 백라이트와, 표시 패널과, 상기 표시 패널의 시야각을 제어하는 시야각 제어 패널이 구비되어 있다.
그러나, 본 발명에서는, 표시 패널 및 시야각 제어 패널은, 각각 액정 셀을 포함함과 함께, 상기 표시 패널의 액정 셀과 시야각 제어 패널의 액정 셀 사이에는, 적어도 1매의 확산 처리하지 않은 편광판이 설치되어 있으므로, 렌즈 시트를 설치하지 않고, 이 구성만으로도 협시야각 효과를 증대시킬 수 있는 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 또 다른 목적, 특징, 및 우수한 점은, 이하에 기재하는 기재에 의해 충분히 알 수 있을 것이다. 또한, 본 발명의 이익은, 첨부 도면을 참조한 다음의 설명에서 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명에서의 액정 표시 장치의 실시의 일 형태를 나타내는 것으로서, 시야각 제어 패널을 구비한 액정 표시 장치의 구성을 도시하는 단면도.
도 2는 상기 액정 표시 장치의 변형예를 나타내는 것으로서, 표시용 액정 패널의 상측에 시야각 제어 패널을 구비한 액정 표시 장치의 구성을 도시하는 단면도.
도 3의 (a)는 상기 시야각 제어 패널의 협시야각 모드 시에서의 액정 분자의 배열 상태를 도시하는 사시도, (b)는 상기 시야각 제어 패널의 광시야각 모드 시에서의 액정 분자의 배열 상태를 도시하는 사시도.
도 4는 도 3의 (a), (b)와 동일한 방향에 배치된 시야각 제어 패널 및 제2 편광판의 적층체에 대한 시각의 정의를 도시하는 모식도.
도 5의 (a), (b), (c)는 시각에 따른 액정 분자와 편광판 투과축의 위치 관계를 도시하는 도면.
도 6은 상기 액정 표시 장치의 협시야각 모드 시의 휘도 분포를 나타내는 차트.
도 7은 상기 액정 표시 장치의 광시야각 모드 시의 휘도 분포를 나타내는 차트.
도 8은 상기 액정 표시 장치에서, 투광성 기판과 편광판 사이에 위상차 필름을 설치한 시야각 제어 패널의 구성을 도시하는 모식도.
도 9의 (a)는 렌즈 시트로서 제1 렌즈 시트와 제2 렌즈 시트의 2매가 설치된 액정 표시 장치의 구성을 도시하는 단면도, (b)는 상기 제1 렌즈 시트와 제2 렌즈 시트의 적층 상태를 도시하는 분해 사시도.
도 10의 (a)는 렌즈 시트가 없는 경우의 일반적인 액정 표시 장치의 휘도 분포를 나타내는 차트, (b)는 제1 렌즈 시트가 있는 경우의 일반적인 액정 표시 장치의 휘도 분포를 나타내는 차트, (c)는 제2 렌즈 시트가 있는 경우의 일반적인 액정 표시 장치의 휘도 분포를 나타내는 차트, (d)은 제1 렌즈 시트와 제2 렌즈 시트를 적층한 경우의 일반적인 액정 표시 장치의 휘도 분포를 나타내는 차트.
도 11의 (a)는 도 10의 (a)～(d)에서의 수평 방향의 휘도-극각 특성을 나타내는 그래프, (b)는 도 10의 (a)～(d)에서의 수직 방향의 휘도-극각 특성을 나타내는 그래프.
도 12는 상기 제1 렌즈 시트와 제2 렌즈 시트를 적층한 액정 표시 장치에서의 협시야각 모드 시의 휘도 분포를 나타내는 차트.
도 13은 본 발명에서의 액정 표시 장치의 다른 실시 형태를 나타내는 것으로서, 시야각 제어 패널과 표시용 액정 패널 사이의 편광판을 클리어 편광판으로 하고, 또한 렌즈 시트를 설치한 액정 표시 장치를 도시하는 단면도.
도 14는 상기 액정 표시 장치의 변형예를 나타내는 것으로서, 도 13에 도시하는 액정 표시 장치에서, 렌즈 시트를 제1 렌즈 시트와 제2 렌즈 시트의 2매로 한 액정 표시 장치를 도시하는 단면도.
도 15의 (a)는 도 14에 도시하는 액정 표시 장치에서의 광시야각 모드 시의 휘도 분포를 나타내는 차트, (b)는 (a)에서의 수평 방향의 휘도-극각 특성을 나타 내는 그래프, (c)는 (a)에서의 수직 방향의 휘도-극각 특성을 나타내는 그래프.
도 16의 (a)는 도 14에 도시하는 액정 표시 장치에의 협시야각 모드 시의 휘도 분포를 나타내는 차트, (b)는 (a)에서의 수평 방향의 휘도-극각 특성을 나타내는 그래프, (c)는 (a)에서의 수직 방향의 휘도-극각 특성을 나타내는 그래프.
도 17은 본 발명에서의 액정 표시 장치의 또 다른 실시 형태를 나타내는 것으로서, 시야각 제어 패널과 표시용 액정 패널 사이의 편광판을 클리어 편광판으로 하고, 렌즈 시트를 설치하고 있지 않은 액정 표시 장치를 도시하는 단면도.
도 18의 (a)는 도 17에 도시하는 액정 표시 장치에서의 광시야각 모드 시의 휘도 분포를 나타내는 차트, (b)는 (a)에서의 수평 방향의 휘도-극각 특성을 나타내는 그래프, (c)는 (a)에서의 수직 방향의 휘도-극각 특성을 나타내는 그래프.
도 19의 (a)는 도 17에 도시하는 액정 표시 장치에서의 협시야각 모드 시의 휘도 분포를 나타내는 차트, (b)는 (a)에서의 수평 방향의 휘도-극각 특성을 나타내는 그래프, (c)는 (a)에서의 수직 방향의 휘도-극각 특성을 나타내는 그래프.
도 20은 종래의 시야각 제어 패널을 구비한 액정 표시 장치의 시야각 분포를 나타내는 차트.
도 21의 (a)는 종래의 시야각 제어 패널을 구비한 다른 액정 표시 장치에서의 광시야각 모드 시의 휘도 분포를 나타내는 차트, (b)는 (a)에서의 수평 방향의 휘도-극각 특성을 나타내는 그래프, (c)는 (a)에서의 수직 방향의 휘도-극각 특성을 나타내는 그래프.
도 22의 (a)는 상기 종래의 시야각 제어 패널을 구비한 다른 액정 표시 장치 에서의 협시야각 모드 시의 휘도 분포를 나타내는 차트, (b)는 (a)에서의 수평 방향의 휘도-극각 특성을 나타내는 그래프, (c)는 (a)에서의 수직 방향의 휘도-극각 특성을 나타내는 그래프.
<부호의 설명>
1 : 표시용 액정 패널(표시 패널)
2 : 시야각 제어 패널
3 : 백라이트
10 : 액정 표시 장치(표시 장치)
10a　: 액정 표시 장치(표시 장치)
10b　: 액정 표시 장치(표시 장치)
11 : 액정 셀
12 : 액정 패널 상편광판(편광판)
13 : 액정 패널 하편광판
21 : 액정 셀
21a :　투광성 기판
21b : 투광성 기판
21c : 액정 분자
22 : 제어 패널 상편광판
23 : 제어 패널 하편광판(편광판)
50 : 액정 표시 장치(표시 장치)
50a　: 액정 표시 장치(표시 장치)
60 : 액정 표시 장치(표시 장치)
X22 : 편광 투과축
X23 : 편광 투과축
<발명을 실시하기 위한 최량의 형태>
〔실시 형태1〕
본 발명의 일 실시 형태에 대해서 도 1 내지 도 12에 기초하여 설명하면, 이하와 같다. 또한，이하에서 참조하는 각 도면은, 설명의 편의상, 본 발명의 일 실시 형태의 구성 부재 중, 본 발명을 설명하기 위해서 필요한 주요 부재만을 간략화하여 나타낸 것이다. 따라서, 본 발명의 액정 표시 장치는, 본 명세서가 참조하는 각 도면에 도시되어 있지 않은 임의의 구성 부재를 구비할 수 있다. 또한, 각 도면 중의 부재의 치수는, 실제의 구성 부재의 치수 및 각 부재의 치수 비율 등을 충실히 나타낸 것은 아니다.
우선, 본 실시 형태의 액정 표시 장치(10)의 구성에 대해서, 도 1에 기초하여 설명한다. 도 1은 상기 액정 표시 장치(10)의 개략 구성을 도시하는 단면도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 액정 표시 장치(10)는, 화상을 표시하는 표시 패널로서의 표시용 액정 패널(1)과, 이 표시용 액정 패널(1) 위에 설치된 시야각 제어 패널(2)의 2매의 패널을 구비하고 있다. 상기 표시용 액정 패널(1)은 투과형이 며, 광원으로서 백라이트(3)가 이용된다. 또한, 백라이트(3)와 시야각 제어 패널(2) 사이에는, 본 실시 형태에서는, 렌즈 시트(41)와 확산 시트(42)가 적층되어 설치되어 있다.
상기 표시용 액정 패널(1)은, 한 쌍의 투광성 기판 사이에 액정을 협지한 액정 셀(11)과, 액정 셀(11)의 표리에 설치된 액정 패널 상편광판(12) 및 액정 패널 하편광판(13)을 갖고 있다. 상기 액정 패널 상편광판(12)은, 표면에 예를 들면 AG(Anti Glar) 처리 등의 확산 처리가 실시된 것으로 이루어져 있다. 이 AG 처리란, 반짝거림(반사) 방지 처리를 의미한다. 예를 들면, 글래스 표면 등에서의 경면 반사를 피하는 방법의 하나로, 액정 패널 상편광판(12)의 표면을 약간 조면으로 하거나, 또는 조면막을 접착하는 등의 처리를 행한다. 이 결과, 예를 들면, 배경의 찍혀 들어감을 방지할 수 있는 것이다.
또한, 액정 패널 하편광판(13)은, 표면 처리를 실시하고 있지 않은 소위 클리어 편광판으로 이루어져 있다.
또한, 표시용 액정 패널(1)의 액정 셀(11)의 액정 모드나 셀 구조는 임의이다. 또한, 표시용 액정 패널(1)의 구동 모드도 임의이다. 즉, 표시용 액정 패널(1)로서는, 문자, 화상, 또는 동화상을 표시할 수 있는 임의의 액정 패널을 이용할 수 있다. 또한, 표시용 액정 패널(1)은, 컬러 표시 가능한 패널이어도 되고, 모노크롬 표시 전용의 패널이어도 된다. 따라서, 도 1에서는 표시용 액정 패널(1)의 상세한 구조를 도시하지 않고, 그 설명도 생략한다.
상기 백라이트(3)는, 아래로부터 순서대로 반사 시트(31)와 도광판(32)과 확 산 시트(33)를 갖고 있다. 이 도광판(32)의 측면에는 도시하지 않은 광원이 설치되어 있다. 또한，이 백라이트(3)의 구성은, 일반적인 것이며, 공지의 임의의 백라이트를 이용할 수 있다.
상기 시야각 제어 패널(2)은, 예를 들면, 도 1에 도시한 바와 같이, 표시용 액정 패널(1)의 하측에 설치되어 있다. 단, 반드시 이에 한하지 않고, 예를 들면, 도 2에 도시한 바와 같이, 시야각 제어 패널(2)이 표시용 액정 패널(1)의 상측에 존재하고 있는 액정 표시 장치(10a)로 하는 것도 가능하다.
본 실시 형태의 액정 표시 장치(10)는, 시야각 제어 패널(2)에서의 액정을 스위칭 동작시킴으로써, 표시용 액정 패널(1)의 화상을 시인할 수 있는 시야각이 넓은 상태인 광시야각과, 표시용 액정 패널(1)의 화상을 시인할 수 있는 시야각이 좁은 상태인 협시야각의 2개의 모드의 표시 상태를 절환할 수 있도록 되어 있다. 협시야각은, 타인에게 표시용 액정 패널(1)의 화상을 보이고 싶지 않은 경우에 특히 바람직하게 이용되고, 광시야각은, 그 이외의 통상의 사용 시나, 표시용 액정 패널(1)의 화상을 복수인에 의해 동시에 보고자 하는 경우 등에 바람직하게 이용된다.
상기 시야각 제어 패널(2)은, 도 1에 도시한 바와 같이, 한 쌍의 후술하는 투광성 기판(21a?21b) 사이에 액정층을 협지한 액정 셀(21)과, 이 액정 셀(21)의 표시용 액정 패널(1)측에 설치된 제어 패널 상편광판(22)과, 이 액정 셀(21)의 표시용 액정 패널(1)측에 설치된 제어 패널 하편광판(23)을 구비하고 있다. 액정 셀(21)의 액정층은, 수직 배향(호메오트로픽 배향)시킨 네마틱 액정으로 되어 있 다.
상기 제어 패널 상편광판(22)은, 표면에 예를 들면 AG 처리 등의 확산 처리가 실시되어 있다. 또한, 제어 패널 하편광판(23)은, 표면 처리를 실시하고 있지 않은 소위 클리어 편광판으로 이루어져 있다. 또한, 상기 제어 패널 하편광판(23)은, 반드시 필요한 것은 아니며, 생략하는 것이 가능하다. 즉, 시야각 제어 패널(2)과 표시용 액정 패널(1) 사이에 적어도 1개의 편광판이 존재하면 되므로, 표시용 액정 패널(1)의 액정 패널 상편광판(12)을 제어 패널 하편광판(23)을 위해서 공용하는 것이 가능하다.
여기서, 도 3의 (a), (b)에 기초하여, 시야각 제어 패널(2)의 상세한 구성 및 동작에 대해서 설명한다. 도 3의 (a), (b)는 주로 시야각 제어 패널(2)의 구성을 도시하는 모식도로서, (a)는 협시야각 모드 시에서의 액정 분자의 배열 상태를 나타내고, (b)는 광시야각 모드 시에서의 액정 분자의 배열 상태를 나타낸다.
도 3의 (a), (b)에 도시한 바와 같이, 시야각 제어 패널(2)의 액정 셀(21)은, 한 쌍의 투광성 기판(21a?21b)을 구비하고 있다. 투광성 기판(21a?21b)의 각각의 표면에는, 예를 들면 ITO(Indium Tin Oxide : 인듐 주석 산화물)를 이용하여 도시하지 않은 투명 전극이 형성되어 있다. 또한, 표시용 액정 패널(1)은, 예를 들면 화소 단위 또는 세그먼트 단위 등의 표시 단위로 액정을 구동하는 것이 필요하므로, 표시 단위에 따른 전극 구조를 갖고 있다. 그러나, 시야각 제어 패널(2)은, 전극 구조에 관해서는 제한이 없다. 예를 들면, 표시면 전체에서 균일한 스위칭을 행하기 위해서 투광성 기판(21a?21b)의 전체면에 균일한 투명 전극이 형 성된 구성으로 하여도 되고, 다른 임의의 전극 구조를 취할 수 있다.
투명 전극의 상층에는, 액정 분자(21c)를 배향시키는 도시하지 않은 배향막이 형성되어 있다. 배향막에는, 공지의 방법에 의해, 러빙 처리가 이루어져 있다. 도 3의 (a), (b)에서, 투광성 기판(21a?21b)의 각각에서의 러빙 방향을, 화살표 Ra?Rb에 의해 나타냈다. 도 3의 (a), (b)에 도시한 바와 같이, 투광성 기판(21a)의 배향막에 대한 러빙 방향 Ra는, 투광성 기판(21b)의 배향막에 대한 러빙 방향 Rb에 평행하면서 역방향이다.
즉, 시야각 제어 패널(2)의 액정 셀(21)은, 트위스트각 0(비틀어지지 않음)의 소위 패러럴형 셀이다. 본 실시 형태에서는, 액정 셀(21)에 주입되는 액정은, 마이너스의 유전 이방성을 갖는 네가티브형 네마틱 액정이다. 따라서, 액정 셀(21)의 액정 분자(21c)는, 전압의 무인가 시에는, 투광성 기판(21a?21b)의 기판면에 대하여 분자 장축이 수직으로 되도록 배열한다. 액정 셀(21)의 액정층의 리터데이션 d?△n은, 예를 들면, 200㎚～350㎚이다.
상기의 투광성 기판(21a?21b)의 각각에 설치된 도시하지 않은 전극간에 전압을 인가하면, 도 3의 (a)에 도시한 바와 같이, 액정 분자(21c)는, 기판면에 대하여 수직한 상태로부터, 투광성 기판(21a?21b)의 법선에 평행하고 또한 투광성 기판(21a)의 배향막에 대한 러빙 방향 Ra?Rb에 평행한 면 내에서, 인가 전압의 크기에 따라서 서서히 방향을 바꾼다. 그리고, 인가 전압이 소정값으로 되면, 액정 분자(21c)는, 도 3의 (b)에 도시한 바와 같이, 투광성 기판(21a?21b)의 기판면에 대 하여 분자 장축이 평행한 상태로 배열한다. 즉, 도 3의 (a)는 인가 전압 VL(예를 들면 2.5V～3.5V 정도의 전압)에 의해, 액정 분자(21c)의 분자 장축이, 투광성 기판(21a?21b)의 법선에 대하여 기운 상태를 나타낸다. 또한, 도 3의 (b)는 인가 전압 VH(예를 들면 5.0V 이상의 전압)에 의해, 액정 분자(21c)의 분자 장축이, 투광성 기판(21a?21b)의 기판면에 대략 평행하게 된 상태를 나타낸다.
도 3의 (a)에 도시한 바와 같이, 시야각 제어 패널(2)에서 액정 셀(21)의 하방에 설치된 제어 패널 하편광판(23)과 제어 패널 상편광판(22)은, 각각의 편광 투과축 X23과 편광 투과축 X22가 대략 직교하도록 배치되어 있다.
또한, 편광 투과축 X23과 편광 투과축 X22가 이루는 각은, 80°～100°의 범위이면, 시야각 절환의 충분한 효과가 얻어진다. 제어 패널 상편광판(22)의 편광 투과축 X22는, 투광성 기판(21a)의 배향막에 대한 러빙 방향 R에 대하여, 40°～50°(바람직하게는 45°）의 기울기를 갖는다.
여기서, 전술한 도 3의 (a), (b) 외에, 도 4 및 도 5를 참조하여, 전술한 구성의 시야각 제어 패널(2)을 이용하여, 시야각을 광시야각과 협시야각 사이에서 절환하는 원리에 대해서 설명한다. 즉, 상기 시야각 제어 패널(2)은, 액정 셀(21)에 대한 인가 전압을 절환함으로써, 시야각을 광시야각과 협시야각 사이에서 절환한다. 또한，이하의 설명에서, 시야각 제어 패널(2)에 대한, 임의의 시점으로부터의 시각을, 제어 패널 상편광판(22)의 중앙을 기준으로 한 방위각 θ 및 극각 Φ에 의 해 나타낸다. 도 4는, 도 3의 (a), (b)와 동일한 방향으로 배치된 시야각 제어 패널(2)에 대한, 3개의 시점 P1～P3으로부터의 시각을 나타낸 것이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 방위각 θ란, 시점으로부터 제어 패널 상편광판(22)의 표면을 포함하는 평면으로 내린 수선의 발과, 제어 패널 상편광판(22)의 중앙(22c)을 연결하는 선의 회전각이다. 도 4의 예에서는, 방위각 θ는, 시점 P1의 방향의 방위각을 0°로 하고, 제어 패널 상편광판(22)의 법선 방향 상측으로부터 본 경우에 시계 방향으로 증가하는 것으로 한다.
도 4의 예에서는, 시점 P2의 방위각 θ2는 90°, 시점 P3의 방위각 θ3은 180°이다. 극각 Φ는, 제어 패널 상편광판(22)의 중앙(22c)과 시점을 연결하는 직선이, 제어 패널 상편광판(22)의 법선과 이루는 각도이다.
여기서, 도 5의 (a)～(c)를 참조하면서, 액정 셀(21)에 대한 인가 전압 VL에 의해, 도 3의 (a)에 도시한 액정 분자(21c)의 분자 장축이 투광성 기판(21a?21b)의 법선에 대하여 미소각만큼 기울어져 있는 경우의, 도 4에 도시한 시점 P1～P3의 각각의 시각으로부터 관찰되는 표시 상태에 대해서 설명한다.
우선, 도 4에 도시한 시점 P1로부터의 시각(방위각 θ1=0°)에 대해서는, 도 5의 (a)에 도시한 바와 같이, 액정 분자(21c)의 단축측이 시각 방향에 대향하는 상태로 된다. 이에 의해, 시점 P1로부터의 시각에 대해서는, 백라이트(3)로부터 출사되어, 제어 패널 하편광판(23)을 투과하여 액정 셀(21) 내에 입사한 직선 편광은, 액정 분자(21c)에 의해 복굴절이 주어지지 않아, 제어 패널 상편광판(22)에 의해 차폐된다. 따라서, 시점 P1로부터의 시각(방위각 θ1=0°)에 대해서는, 흑 표시로 된다. 또한, 액정 셀(21)에 대한 인가 전압 VL이 전술한 바와 같이 2.5V～3.5V 정도인 경우, 도 5에 도시한 바와 같이, 방위각 θ1=0°에 대해서는, 극각 Φ에 대해서는 약 30°≤Φ<90°의 범위에서, 타인으로부터의 엿보기를 방지하는 데에 충분한 차광 상태가 얻어진다. 또한, 도 6에서, L1～L8은, 휘도가, 50cd/㎡, 100cd/㎡, 150cd/㎡, 200cd/㎡, 250cd/㎡, 300cd/㎡, 350cd/㎡, 및 400cd/㎡인 시각의 분포를 나타내는 등위선이다. 또한, 도 6은, 렌즈 시트(41), 또는 제1 렌즈 시트(41a) 및 제2 렌즈 시트(41b)가 존재하지 않는 경우의 휘도 분포도이다.
또한, 도 4에 도시한 시점 P2로부터의 시각(방위각 θ2=90°)에 대해서는, 도 5의 (b)에 도시한 바와 같이, 액정 분자(21c)의 분자 장축이, 제어 패널 상편광판(22)의 편광 투과축 X22 및 제어 패널 하편광판(23)의 각각에 대하여 약간 기운 상태로 된다.
이에 의해, 시점 P2로부터의 시각에 대해서는, 백라이트(3)로부터 출사되어, 제어 패널 하편광판(23)을 투과하여 액정 셀(21) 내에 입사한 직선 편광은, 액정 분자(21c)에 의해 아주 약간의 복굴절이 생기지만, 제어 패널 상편광판(22)에 의해 차폐된다. 따라서, 시점 P2로부터의 시각(방위각 θ2=90°)에 대해서도, 흑 표시로 된다.
또한, 시점 P2와 대향하는 위치, 즉 방위각 θ가 270°인 경우도 시점 P2로부터의 관찰 시와 마찬가지의 원리에 의해, 흑 표시로 된다. 또한, 액정 셀(21)에 대한 인가 전압 VL이 전술한 바와 같이 2.5V～3.5V 정도인 경우, 방위각 θ=90° 및 방위각 θ=270°에 대해서는, 도 6에 도시한 바와 같이, 극각 Φ에 대해서 약 30°≤Φ<90°의 범위에서, 타인으로부터의 엿보기를 방지하는 데에 충분한 차광 상태가 얻어진다.
또한, 도 4에 도시한 시점 P3으로부터의 시각(방위각 θ3=180°）에 대해서는, 도 5의 (c)에 도시한 바와 같이, 액정 분자(21c)의 분자 장축이, 제어 패널 상편광판(22)의 편광 투과축 X22 및 제어 패널 하편광판(23)의 편광 투과축 X23의 각각에 대하여 약 45°기울고, 또한, 액정 분자(21c)의 장축측이 시각 방향에 대향하는 상태로 된다. 이에 의해, 시점 P3으로부터의 시각에 대해서는, 백라이트(3)로부터 출사되고, 또한 제어 패널 하편광판(23)을 투과하여 액정 셀(21) 내에 입사한 직선 편광은, 액정 분자(21c)에 의해 복굴절이 주어져, 제어 패널 상편광판(22)의 편광 투과축 X22에 일치하도록 편광 방향이 회전되어, 제어 패널 상편광판(22)을 투과한다. 따라서, 시점 P3으로부터의 시각에 대해서는, 양호한 표시가 얻어진다. 또한, 인가 전압 VL이 전술한 바와 같이 2.5V～3.5V 정도인 경우에는, 방위각 θ3=180°에 대해서는, 도 6에 도시한 바와 같이, 극각 Φ에 대해서 약 0°≤Φ<90°의 범위에서, 양호한 표시가 얻어진다.
이상과 같이, 시야각 제어 패널(2)의 액정 셀(21)에, 액정 분자(21c)의 분자 장축을 기판 법선에 대하여 미소각만큼 기울이는 인가 전압 VL을 인가한 경우, 방위각 θ=180°전후의 좁은 시각 범위에 대해서만 양호한 표시가 얻어지고, 그 밖의 방위각에 대해서는, 액정 셀(21) 내의 편광이 제어 패널 상편광판(22)에 의해 차광되어, 흑 표시로 된다.
따라서, 시야각 제어 패널(2)의 액정 셀(21)에 인가 전압 VL을 인가함으로써, 광시야각 방향에 대해서는, 백라이트(3)로부터의 출사광을 차폐할 수 있다. 즉, 광시야각 방향으로부터는 표시용 액정 패널(1)의 표시 화상을 시인할 수 없게 되어, 액정 표시 장치(10)를 협시야각으로 할 수 있다.
한편, 시야각 제어 패널(2)의 액정 셀(21)에, 도 3의 (b)에 도시한 바와 같이, 액정 분자(21c)의 분자 장축을 기판에 대략 평행하게 기울이는 인가 전압 VH를 인가한 경우에는, 도 4에 도시한 시점 P1～P3 중 어느 쪽의 시각에 대해서도, 도 7에 도시한 바와 같이, 전방위각 θ에 대하여 양호한 표시가 얻어지도록 하는 충분한 복굴절이 생김으로써, 액정 표시 장치(10)를 광시야각으로 할 수 있다. 또한, 도 7에서, L1～L8은, 휘도가, 130cd/㎡, 240cd/㎡, 350cd/㎡, 460cd/㎡, 570cd/㎡, 680cd/㎡, 790cd/㎡, 및 900cd/㎡인 각 시각의 분포를 나타내는 등위선이다. 또한, 도 7은, 렌즈 시트(41), 또는 제1 렌즈 시트(41a) 및 제2 렌즈 시트(41b)가 존재하지 않는 경우의 휘도 분포도이다.
본 실시 형태의 액정 표시 장치(10)에서는, 시야각 제어 패널(2)의 액정 셀(21)에 인가하는 전압을, 인가 전압 VH 또는 인가 전압 VL의 적어도 2단계로 절환함으로써, 액정 표시 장치(10)의 표시 상태를 광시야각 모드와 협시야각 모드 사이에서 절환하는 것이 가능하게 된다.
또한, 상기 시야각 제어 패널(2)은, 도 8에 도시한 바와 같이, 제어 패널 상편광판(22)과 액정 셀(21)의 투광성 기판(21a) 사이에 위상차 필름(4)을 더 구비한 구성으로 하는 것도 가능하다. 액정 셀(21)에 인가 전압 VL을 인가함으로써 협시야각으로 한 경우, 도 4에 도시한 방위각 θ=180°부근 이외의 시각(예를 들면, 방위각 θ=0°부근, 90°부근, 및 270°부근)으로부터 본 경우, 백라이트(3)로부터 출사되어, 제어 패널 하편광판(23)을 투과한 후의 직선 편광은, 액정 분자(21c)의 굴절률(ne, n0)에 의해, 액정 셀(21)의 액정층에서 복굴절이 생겨 타원 편광으로 된다.
이에 의해, 제어 패널 상편광판(22)을 투과하는 성분이 생겨, 광 누설의 원인으로 된다. 위상차 필름(4)은, 그 타원 편광을 광학 보상하기 위해서 설치되는 것이다. 즉, 협시야각 모드 시에서, 액정 셀(21)의 액정층에서 생기는 타원 편광을 상쇄하도록 하는 타원 편광을 발생시키는 위상차 필름을, 위상차 필름(4)으로서 사용한다. 또한, 위상차 필름(4)의 3차원 굴절률축 NX?NY?NZ는, 도 7에 도시한 바와 같이 정의한다. 즉, 3차원 굴절률축 NX는, 제어 패널 상편광판(22)의 편광 투 과축 X22에 수직한 성분，3차원 굴절률축 NY는, 제어 패널 상편광판(22)의 편광 투과축 X22에 평행한 성분，3차원 굴절률축 NZ는, 제어 패널 상편광판(22)의 법선에 평행한 성분이다.
그런데, 전술한 구성에서는, 시야각 제어 패널(2)에서의 협시야각 모드에서, 협시야각 특성이 불충분한다.
따라서, 본 실시 형태에서는, 도 1에 도시한 바와 같이, 백라이트(3)와 시야각 제어 패널(2) 사이에는, 렌즈 시트(41)가 설치되어 있다. 그리고, 렌즈 시트(41)에 의해, 백라이트(3)로부터의 광이 좁혀져, 협시야각 모드에서, 협시야각 특성을 증대시킬 수 있다. 상기 렌즈 시트(41)는, 예를 들면 세로 줄무늬 형상의 프리즘 능선 패턴을 갖고 있다. 또한, 렌즈 시트(41)에 위에는, 확산 시트(42)가 설치되어 있다.
또한, 상기 렌즈 시트(41)는, 단층보다도 복층인 쪽이 보다 협시야각 특성이 증대된다. 그리고, 예를 들면 2층으로 하는 경우, 도 9의 (a) 및 도 9의 (b)에 도시한 바와 같이, 백라이트(3)측에 설치되고, 또한 표시용 액정 패널(1)에 대하여 세로 줄무늬 형상의 프리즘 능선 패턴을 갖는 제1 렌즈 시트(41a)와, 이 제1 렌즈 시트(41a) 위에 적층되며, 또한 표시용 액정 패널(1)에 대하여 가로 줄무늬 형상의 프리즘 능선 패턴을 갖는 제2 렌즈 시트(41b)의 2매로 이루어져 있는 것이 바람직하다.
상기 제1 렌즈 시트(41a) 및 제2 렌즈 시트(41b)를 구비한 액정 표시 장 치(10)의 시야각 특성의 개선 효과에 대해서, 도 10의 (a)～(d) 및 도 11의 (a), (b)에 기초하여 설명한다. 즉, 도 10의 (a)는 렌즈 시트(41)가 없는 경우의 일반적인 액정 표시 장치의 휘도 분포를 나타내는 차트이며, 도 10의 (b)는 제1 렌즈 시트(41a)만이 있는 경우의 일반적인 액정 표시 장치의 휘도 분포를 나타내는 차트이며, 도 10의 (c)는 제2 렌즈 시트(41b)가 있는 경우의 일반적인 액정 표시 장치의 휘도 분포를 나타내는 차트이며, 도 10의 (d)는 제1 렌즈 시트(41a)와 제2 렌즈 시트(41b)를 적층한 경우의 일반적인 액정 표시 장치의 휘도 분포를 나타내는 차트다. 또한, 도 11의 (a)는 도 10의 (a)～(d)에서의 수평 방향의 휘도-극각 특성을 나타내는 그래프이며, 도 11의 (b)는 도 10의 (a)～(d)에서의 수직 방향의 휘도-극각 특성을 나타내는 그래프이다.
상기 도 10의 (a), (b) 및 도 11의 (a), (b)로부터 알 수 있는 바와 같이, 표시용 액정 패널(1)에 대하여 세로 줄무늬 형상의 프리즘 능선 패턴을 갖는 제1 렌즈 시트(41a)만을 삽입한 경우에는, 수평 방향의 극각이 작아진다. 한편, 상기도 10의 (a), (c) 및 도 11의 (a), (b)로부터 알 수 있는 바와 같이, 표시용 액정 패널(1)에 대하여 가로 줄무늬 형상의 프리즘 능선 패턴을 갖는 제2 렌즈 시트(41b)만을 삽입한 경우에는, 수직 방향의 극각이 작아지는 것을 알 수 있다. 또한, 상기 도 10의 (a), (d) 및 도 11의 (a), (b)로부터 알 수 있는 바와 같이, 표시용 액정 패널(1)에 대하여 세로 줄무늬 형상의 프리즘 능선 패턴을 갖는 제1 렌즈 시트(41a)와 표시용 액정 패널(1)에 대하여 가로 줄무늬 형상의 프리즘 능선 패턴을 갖는 제2 렌즈 시트(41b)의 양방을 삽입한 경우에는, 수평 방향 및 수직 방향 의 양방의 극각이 작아진다.
이 결과, 렌즈 시트(41)를 삽입함으로써, 협시야각 특성이 증대됨과 함께, 상기 제1 렌즈 시트(41a)와 제2 렌즈 시트(41b)를 적층한 경우에는, 더욱 협시야각 특성이 증대되는 것을 알 수 있다.
실제로, 본 실시 형태의 액정 표시 장치(10)에서, 제1 렌즈 시트(41a)와 제2 렌즈 시트(41b)를 적층한 것에 대해서, 협시야각 모드 시의 휘도 분포를 구한 결과, 도 12에 도시한 휘도 분포가 얻어졌다.
이 도 12에 도시한 휘도 분포를, 상기 도 6과 비교하면, 협시야각 모드 시의 협시야각 특성이 증대되어 있는 것을 확인할 수 있다.
이와 같이, 본 실시 형태의 액정 표시 장치(10)는, 백라이트(3)와 표시용 액정 패널(1) 또는 시야각 제어 패널(2) 사이에는, 렌즈 시트(41), 또는 제1 렌즈 시트(41a) 및 제2 렌즈 시트(41b)가 설치되어 있다. 이 때문에, 렌즈 시트(41), 또는 제1 렌즈 시트(41a) 및 제2 렌즈 시트(41b)에 의해, 백라이트(3)로부터 출사된 광을 집광시킴으로써, 협시야각화가 도모된다. 따라서, 협시야각 효과를 증대할 수 있는 액정 표시 장치(10?10a)를 제공할 수 있다.
또한, 본 실시 형태의 액정 표시 장치(10b)에서는, 렌즈 시트는, 복수의 것이 적층되어 이루어져 있는 것이 바람직하다. 이에 의해, 렌즈 시트가 단층인 것보다도, 단층을 적층한 복수로 함으로써, 백라이트(3)로부터 출사된 광을 보다 좁게 집광시킬 수 있다.
또한, 본 실시 형태의 액정 표시 장치(10b)에서는, 렌즈 시트는, 백라이 트(3)측에 설치되고, 또한 표시용 액정 패널(1)에 대하여 세로 줄무늬 형상의 프리즘 능선 패턴을 갖는 제1 렌즈 시트(41a)와, 이 제1 렌즈 시트(41a) 위에 적층되며, 또한 표시용 액정 패널(1)에 대하여 가로 줄무늬 형상의 프리즘 능선 패턴을 갖는 제2 렌즈 시트(41b)의 2매로 이루어져 있다. 또한, 표시용 액정 패널(1)에 대하여 세로 줄무늬 형상이란, 표시용 액정 패널(1)을 통상의 방향에서 본 경우에, 그 표시용 액정 패널(1)에 대하여 세로 방향으로 되어 있는 것을 말한다.
이에 의해, 세로 줄무늬 형상의 프리즘 능선 패턴을 갖는 제1 렌즈 시트(41a)에 의해, 백라이트(3)로부터 출사된 광을 좌우 방향으로 협시야각화를 도모하도록 집광시킬 수 있다. 또한, 가로 줄무늬 형상의 프리즘 능선 패턴을 갖는 제2 렌즈 시트(41b)에 의해, 백라이트(3)로부터 출사된 광을 전후 방향으로 협시야각화를 도모하도록 집광시킬 수 있다.
이 결과, 좌우 및 전후 방향을 2매의 제1 렌즈 시트(41a) 및 제2 렌즈 시트(41b)를 이용하여 효율적으로 협시야각화를 도모할 수 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 도 9의 (b)에 도시한 바와 같이, 백라이트(3)측에 표시용 액정 패널(1)에 대하여 세로 줄무늬 형상의 프리즘 능선 패턴을 갖는 제1 렌즈 시트(41a)를 설치하고, 그 위에, 표시용 액정 패널(1)에 대하여 가로 줄무늬 형상의 프리즘 능선 패턴을 갖는 제2 렌즈 시트(41b)을 적층하는 쪽이, 종횡의 배치를 교체하는 것 보다도 차폐 효과가 있는 것을 실험에 의해 알고 있다.
또한, 본 실시 형태의 액정 표시 장치(10?10a?10b)에서는, 시야각 제어 패널(2)은, 한 쌍의 투광성 기판(21a?21b) 사이에 액정 분자(21c)를 수직 배향시킨 액정층을 갖는 액정 셀(21)과, 상기 액정층에 전압을 인가하는 구동 회로를 구비하고, 액정 셀(21)은, 편광 투과축 X22 및 편광 투과축 X23이 대략 직교하도록 대향 배치된 2매의 제어 패널 상편광판(22) 및 제어 패널 하편광판(23) 사이에 배치되고, 상기 구동 회로는, 액정 셀(21)의 액정층의 액정 분자(21c)의 배열 상태를 변화시킴으로써, 표시 상태를, 제1 시야각 범위와, 제1 시야각 범위 내에 있으며 또한 제1 시야각 범위보다도 좁은 제2 시야각 범위 사이에서 절환한다.
이에 의해, 시야각 제어 패널(2)의 관찰자측에 배치되어 있는 제어 패널 상편광판(22)이 검광자로서 작용하여, 시야각 제어 패널(2)로부터 관찰자측으로 출사하는 광을, 시각에 따라서 투과 또는 차폐할 수 있다.
이 결과, 협시야각 모드로 절환하였을 때에, 협시야각 효과를 증대할 수 있는 참조 부호 10?10a?10b를 제공할 수 있다.
〔실시 형태 2〕
본 발명의 다른 실시 형태에 대해서 도 13 내지 도 16에 기초하여 설명하면, 이하와 같다. 또한, 본 실시 형태에서 설명하는 것 이외의 구성은, 상기 실시 형태 1과 동일하다. 또한, 설명의 편의상, 상기의 실시 형태 1의 도면에 나타낸 부재와 동일한 기능을 갖는 부재에 대해서는, 동일한 부호를 붙이고, 그 설명을 생략한다.
본 실시 형태의 액정 표시 장치(50)에서는, 도 13에 도시한 바와 같이, 상기 실시 형태 1의 액정 표시 장치(10)와 비교하면, 표시용 액정 패널(1)의 액정 패널 상편광판(12) 및 시야각 제어 패널(2)의 제어 패널 하편광판(23)은, 모두 확산 처리하지 않은 것으로 되어 있다(도 13에서 「상편광판(클리어)(12)」, 「하편광판(클리어)(23)」으로 표시). 또한, 도 13에서는, 표시용 액정 패널(1)에 액정 패널 상편광판(12)을 설치하고, 또한 시야각 제어 패널(2)에 제어 패널 하편광판(23)을 설치하고, 그들을 모두 확산 처리하지 않은 것으로 하고 있지만, 반드시 이에 한하지 않는다. 예를 들면, 표시용 액정 패널(1)의 액정 셀(11)과 시야각 제어 패널(2)의 액정 셀(21) 사이에 공통되는 편광판을 설치하고, 그 편광판을 확산 처리하지 않은 것으로 하는 것도 가능하다.
또한, 도 13에서는, 표시용 액정 패널(1)의 상측에 시야각 제어 패널(2)이 설치된 것을 개시하고 있지만, 반드시 이에 한하지 않는다. 즉, 표시용 액정 패널(1)과 시야각 제어 패널(2)의 적층 순서를 교체하여, 시야각 제어 패널(2)의 상측에 표시용 액정 패널(1)이 설치된 구성으로 하는 것도 가능하다.
즉, 본 실시 형태의 액정 표시 장치(50)에서는, 시야각 제어 패널(2)의 제어 패널 하편광판(23)이 확산 처리되지 않은 편광판으로 되어 있는 것 외에, 표시용 액정 패널(1)의 액정 패널 상편광판(12)도 확산 처리되지 않은 편광판으로 되어 있다. 이 구성에 의해서도, 협시야각 효과가 증대된다.
또한，이 액정 표시 장치(50)에 대해서도, 도 14에 도시한 바와 같이, 렌즈 시트(41)를 제1 렌즈 시트(41a)와 제2 렌즈 시트(41b)를 적층한 액정 표시 장치(50a)로 하는 것이 가능하다.
상기 액정 표시 장치(50a)의 성능에 대해서, 도 15의 (a), (b), (c) 및 도 16의 (a), (b), (c)에 기초하여 설명한다. 여기서, 도 15의 (a)는 광시야각 모드 시의 액정 표시 장치(50a)의 휘도 분포를 나타내는 차트이며, 도 15의 (b)는 도 15의 (a)에서의 수평 방향의 휘도-극각 특성을 나타내는 그래프이며, 도 15의 (c)는 도 15의 (a)에서의 수직 방향의 휘도-극각 특성을 나타내는 그래프이다. 또한, 도 16의 (a)는 협시야각 모드 시의 액정 표시 장치(50a)의 휘도 분포를 나타내는 차트이며, 도 16의 (b)는 도 16의 (a)에서의 수평 방향의 휘도-극각 특성을 나타내는 그래프이며, 도 16의 (c)는 도 16의 (a)에서의 수직 방향의 휘도-극각 특성을 나타내는 그래프이다.
상기 도 16의 (a), (b), (c)로부터 알 수 있는 바와 같이, 상기 실시 형태 1의 도 12에 도시한 협시야각 모드 시의 휘도 분포에 비해 시야각이 보다 좁아져 있는 것을 알 수 있다. 또한，이 협시야각 증대 효과는, 상기 실시 형태 1의 도 7에 도시한 광시야각 모드 시의 휘도 분포와, 본 실시 형태의 도 15의 (a)에 도시한 광시야각 모드 시의 휘도 분포를 비교하여도 시야각이 보다 좁게 되어 있는 것을 알 수 있다.
이와 같이, 본 실시 형태의 액정 표시 장치(50?50a)에서는, 표시용 액정 패널(1)의 액정 셀(11)과 시야각 제어 패널(2)의 액정 셀(21) 사이에는, 확산 처리하지 않은 제어 패널 하편광판(23) 및 액정 패널 상편광판(12)이 설치되어 있다. 즉, 제어 패널 하편광판(23)과 액정 패널 상편광판(12)의 양방이, 확산 처리하지 않은 편광판으로 이루어져 있다.
이에 의해, 표시용 액정 패널(1)의 액정 셀(11)과 시야각 제어 패널(2)의 액 정 셀(21) 사이의 확산 처리하지 않은 제어 패널 하편광판(23) 및 액정 패널 상편광판(12)이 존재하므로, 협시야각화의 효과가 저해되는 일이 없다. 즉, 예를 들면, 액정 패널 상편광판(12)이 확산 처리되어 있으면, 협시야각화의 효과가 저해된다.
〔실시 형태 3〕
본 발명의 또 다른 실시 형태에 대해서 도 17 내지 도 19에 기초하여 설명하면, 이하와 같다. 또한, 본 실시 형태에서 설명하는 것 이외의 구성은, 상기 실시 형태 1과 동일하다. 또한, 설명의 편의상, 상기의 실시 형태 1의 도면에 나타낸 부재와 동일한 기능을 갖는 부재에 대해서는, 동일한 부호를 붙이고, 그 설명을 생략한다.
상기 실시 형태 2에서의 액정 표시 장치(50) 및 액정 표시 장치(50a)에서는, 렌즈 시트(41) 또는, 제1 렌즈 시트(41a) 및 제2 렌즈 시트(41b)를 갖는 구성에 부가하여, 표시용 액정 패널(1)과 시야각 제어 패널(2) 사이에, 확산 처리하지 않은 편광판이 설치되어 있었다.
그러나, 반드시 이에 한하지 않고, 렌즈 시트(41), 또는 제1 렌즈 시트(41a) 및 제2 렌즈 시트(41b)를 갖고 있지 않아도, 표시용 액정 패널(1)의 액정 셀(11)과 시야각 제어 패널(2)의 액정 셀(21) 사이에 확산 처리하지 않은 편광판을 설치하는 구성은, 협시야각 효과가 증대되는 효과가 있다.
즉, 본 실시 형태의 액정 표시 장치(60)는, 도 17에 도시한 바와 같이, 백라이트(3) 위에 표시용 액정 패널(1)이 설치되고, 또한 표시용 액정 패널(1) 위에 시 야각 제어 패널(2)이 설치되어 있고, 렌즈 시트(41) 또는 제1 렌즈 시트(41a) 및 제2 렌즈 시트(41b)는 존재하지 않는다.
또한, 도 17에서도, 표시용 액정 패널(1)의 상측에 시야각 제어 패널(2)이 설치된 것을 개시하고 있지만, 반드시 이에 한하지 않는다. 즉, 표시용 액정 패널(1)과 시야각 제어 패널(2)의 적층 순서를 교체하여, 시야각 제어 패널(2)의 상측에 표시용 액정 패널(1)이 설치된 구성으로 하는 것도 가능하다.
상기 액정 표시 장치(60)의 성능에 대해서, 도 18의 (a), (b), (c) 및 도 19의 (a), (b), (c)에 기초하여 설명한다. 여기서, 도 18의 (a)는 광시야각 모드 시의 액정 표시 장치(60)의 휘도 분포를 나타내는 차트이며, 도 18의 (b)는 도 18의 (a)에서의 수평 방향의 휘도-극각 특성을 나타내는 그래프이며, 도 18의 (c)는 도 18의 (a)에서의 수직 방향의 휘도-극각 특성을 나타내는 그래프이다. 또한, 도 19의 (a)는 협시야각 모드 시의 액정 표시 장치(60)의 휘도 분포를 나타내는 차트이며, 도 19의 (b)는 도 19의 (a)에서의 수평 방향의 휘도-극각 특성을 나타내는 그래프이며, 도 19의 (c)는 도 19의 (a)에서의 수직 방향의 휘도-극각 특성을 나타내는 그래프이다.
상기 도 19의 (a), (b), (c)로부터 알 수 있는 바와 같이, 상기 실시 형태 1의 도 6에 도시한 협시야각 모드 시의 휘도 분포에 비해 시야각이 보다 좁게 되어 있는 것을 알 수 있다. 또한，이 협시야각 증대 효과는, 상기 실시 형태 1의 도 7에 도시한 광시야각 모드 시의 휘도 분포와, 도 18의 (a)에 도시한 광시야각 모드 시의 휘도 분포를 비교해도 시야각이 보다 좁게 되어 있는 것을 알 수 있다.
이와 같이, 본 실시 형태의 액정 표시 장치(60)에서는, 렌즈 시트(41), 또는 제1 렌즈 시트(41a) 및 제2 렌즈 시트(41b)가 설치되어 있지 않다.
그러나, 본 실시 형태에서는, 표시용 액정 패널(1)의 액정 셀(11)과 시야각 제어 패널(2)의 액정 셀(21) 사이에는, 확산 처리하지 않은 액정 패널 상편광판(12) 및 제어 패널 하편광판(23)이 설치되어 있으므로, 이 구성만으로도 협시야각 효과를 증대시킬 수 있는 액정 표시 장치(60)를 제공할 수 있다.
또한, 본 실시 형태 1～3을 통하여, 표시용 액정 패널(1)은, 투과형 액정 표시 패널, 반사형 액정 표시 패널, 또는 반투과형 액정 표시 패널 중 어느 것이어도 된다.
본 발명은, 백라이트와, 표시 패널과, 상기 표시 패널의 시야각을 제어하는 시야각 제어 패널을 구비한 액정 표시 장치에 적용할 수 있다. 또한, 액정 표시 장치는, 예를 들면, 투과형 액정 표시 장치, 반사형 액정 표시 장치, 또는 반투과형 액정 표시 장치 중 어느 것이라도 적용 가능하다.

Claims (9)

  1. 백라이트와, 표시 패널과, 상기 표시 패널의 시야각을 제어하는 시야각 제어 패널을 구비한 액정 표시 장치로서,
    상기 백라이트와 상기 시야각 제어 패널보다도 백라이트측에 설치된 상기 표시 패널 사이, 또는 상기 백라이트와 상기 표시 패널보다도 백라이트측에 설치된 상기 시야각 제어 패널 사이에는, 렌즈 시트가 설치되어 있고,
    상기 시야각 제어 패널은, 한 쌍의 투광성 기판 사이에, 전압 무인가 시에 액정 분자가 수직 배향하는 액정층을 갖는 액정 셀과, 상기 액정층에 전압을 인가하는 구동 회로를 구비하고,
    상기 시야각 제어 패널의 액정 셀은, 편광 투과축이 서로 이루는 각이 80°～100°가 되도록 대향 배치된 2매의 편광판 사이에 배치되며,
    상기 구동 회로는, 제1 시야각 범위와, 제1 시야각 범위 내에 있으며 또한 제1 시야각 범위보다도 좁은 제2 시야각 범위에서 상기 액정층에 다른 전압을 인가해서, 상기 시야각 제어 패널의 액정 셀의 액정층의 액정 분자의 분자 장축을 상기 투광성 기판의 기판면에 평행한 배열 상태와 상기 투광성 기판의 법선에 대하여 기운 배열 상태로 절환함으로써, 표시 상태를, 제1 시야각 범위와 제2 시야각 범위 사이에서 절환하고,
    협시야각 모드에서, 액정 분자의 분자 장축을 기판의 법선 방향에 대해 기울임으로써 제2 시야각 범위에서는 상기 시야각 제어 패널의 하편광판을 투과해서 액정 셀 내에 입사한 직선 편광이 액정 분자에 의해 복굴절이 주어져 상편광판의 편광 투과축에 일치하도록 편광 방향이 회전되어 상편광판을 투과하는 한편, 제2 시야각 범위 이외에서는 액정 분자의 단축이 시각 방향에 대향함으로써 상기 시야각 제어 패널의 하편광판을 투과하여 액정 셀 내에 입사한 직선 편광이 상편광판에서 차단되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  2. 백라이트와, 표시 패널과, 상기 표시 패널의 시야각을 제어하는 시야각 제어 패널을 구비한 액정 표시 장치로서,
    상기 백라이트와 상기 시야각 제어 패널보다도 백라이트측에 설치된 상기 표시 패널 사이, 또는 상기 백라이트와 상기 표시 패널보다도 백라이트측에 설치된 상기 시야각 제어 패널 사이에는, 복수의 렌즈 시트가 적층되어 설치되어 있고,
    상기 시야각 제어 패널은, 한 쌍의 투광성 기판 사이에, 전압 무인가 시에 액정 분자가 수직 배향하는 액정층을 갖는 액정 셀과, 상기 액정층에 전압을 인가하는 구동 회로를 구비하고,
    상기 시야각 제어 패널의 액정 셀은, 편광 투과축이 서로 이루는 각이 80°～100°가 되도록 대향 배치된 2매의 편광판 사이에 배치되며,
    상기 구동 회로는, 제1 시야각 범위와, 제1 시야각 범위 내에 있으며 또한 제1 시야각 범위보다도 좁은 제2 시야각 범위에서 상기 액정층에 다른 전압을 인가해서, 상기 시야각 제어 패널의 액정 셀의 액정층의 액정 분자의 분자 장축을 상기 투광성 기판의 기판면에 평행한 배열 상태와 상기 투광성 기판의 법선에 대하여 기운 배열 상태로 절환함으로써, 표시 상태를, 제1 시야각 범위와 제2 시야각 범위 사이에서 절환하고,
    협시야각 모드에서, 액정 분자의 분자 장축을 기판의 법선 방향에 대해 기울임으로써 제2 시야각 범위에서는 상기 시야각 제어 패널의 하편광판을 투과해서 액정 셀 내에 입사한 직선 편광이 액정 분자에 의해 복굴절이 주어져 상편광판의 편광 투과축에 일치하도록 편광 방향이 회전되어 상편광판을 투과하는 한편, 제2 시야각 범위 이외에서는 액정 분자의 단축이 시각 방향에 대향함으로써 상기 시야각 제어 패널의 하편광판을 투과하여 액정 셀 내에 입사한 직선 편광이 상편광판에서 차단되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 렌즈 시트는,
    백라이트측에 설치되며, 또한 표시 패널에 대하여 세로 줄무늬 형상의 프리즘 능선 패턴을 갖는 제1 렌즈 시트와, 상기 제1 렌즈 시트 위에 적층되며, 또한 표시 패널에 대하여 가로 줄무늬 형상의 프리즘 능선 패턴을 갖는 제2 렌즈 시트의 2매로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 표시 패널 및 시야각 제어 패널은, 각각 액정 셀을 포함함과 함께,
    상기 표시 패널의 액정 셀과 시야각 제어 패널의 액정 셀 사이에는, 확산 처리하지 않은 적어도 1매의 편광판이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 표시 패널 및 시야각 제어 패널은, 각각 액정 셀을 포함함과 함께,
    상기 표시 패널의 액정 셀과 시야각 제어 패널의 액정 셀 사이에는, 확산 처리하지 않은 적어도 1매의 편광판이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 표시 패널 및 시야각 제어 패널은, 각각 액정 셀을 포함함과 함께,
    상기 표시 패널의 액정 셀과 시야각 제어 패널의 액정 셀 사이에는, 확산 처리하지 않은 적어도 1매의 편광판이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  7. 삭제
  8. 백라이트와, 표시 패널과, 상기 표시 패널의 시야각을 제어하는 시야각 제어 패널을 구비한 액정 표시 장치로서,
    상기 표시 패널 및 시야각 제어 패널은, 각각 액정 셀을 포함함과 함께,
    상기 표시 패널의 액정 셀과 시야각 제어 패널의 액정 셀 사이에는, 적어도 1매의 확산 처리하지 않은 편광판이 설치되어 있고,
    상기 시야각 제어 패널은, 한 쌍의 투광성 기판 사이에, 전압 무인가 시에 액정 분자가 수직 배향하는 액정층을 갖는 액정 셀과, 상기 액정층에 전압을 인가하는 구동 회로를 구비하고,
    상기 시야각 제어 패널의 액정 셀은, 편광 투과축이 서로 이루는 각이 80°～100°가 되도록 대향 배치된 2매의 편광판 사이에 배치되며,
    상기 구동 회로는, 제1 시야각 범위와, 제1 시야각 범위 내에 있으며 또한 제1 시야각 범위보다도 좁은 제2 시야각 범위에서 상기 액정층에 다른 전압을 인가해서, 상기 시야각 제어 패널의 액정 셀의 액정층의 액정 분자의 분자 장축을 상기 투광성 기판의 기판면에 평행한 배열 상태와 상기 투광성 기판의 법선에 대하여 기운 배열 상태로 절환함으로써, 표시 상태를, 제1 시야각 범위와 제2 시야각 범위 사이에서 절환하고,
    협시야각 모드에서, 액정 분자의 분자 장축을 기판의 법선 방향에 대해 기울임으로써 제2 시야각 범위에서는 상기 시야각 제어 패널의 하편광판을 투과해서 액정 셀 내에 입사한 직선 편광이 액정 분자에 의해 복굴절이 주어져 상편광판의 편광 투과축에 일치하도록 편광 방향이 회전되어 상편광판을 투과하는 한편, 제2 시야각 범위 이외에서는 액정 분자의 단축이 시각 방향에 대향함으로써 상기 시야각 제어 패널의 하편광판을 투과하여 액정 셀 내에 입사한 직선 편광이 상편광판에서 차단되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
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