(57)【要約】【課題】正面方向での視認性が良好で、かつ斜め方向からの覗き込み防止効果の高い視野角制御装置および表示装置を提供する。【解決手段】視野角制御装置が、配向方向が互いに異なる第１、第２の領域を複数有する第１の配向膜と、第１、第２の領域にそれぞれ対応し、かつ配向方向が互いに異なる第３、第４の領域を複数有する第２の配向膜とを備え、電圧印加時に、法線方向から３０°以上４０°以下の角度範囲に、第１、第２の領域での透過率比が５以上の領域が存在し、かつ法線方向での透過率が信号電圧を印加しないときの９０％以上である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の透明電極を有する第１の透明基板と、
前記第１の透明基板上に配置され、かつ配向方向が互いに異なる第１、第２の領域を複数有する第１の配向膜と、
前記第１の配向膜上に配置され、かつねじれ配向する液晶材料からなる液晶層と、
前記液晶層上に配置され、前記第１、第２の領域にそれぞれ対応し、かつ配向方向が互いに異なる第３、第４の領域を複数有する第２の配向膜と、
前記第２の配向膜上に配置され、かつ第２の透明電極を有する第２の透明基板と、
前記第２の透明基板上に配置される偏光板と、を具備し、
前記第１、第２の透明電極間に信号電圧が印加されたときに、前記液晶層の法線方向から３０°以上４０°以下の角度範囲に、前記第１、第２の領域での透過率比が５以上の領域が存在し、かつ前記法線方向での透過率が信号電圧を印加しないときの９０％以上であることを特徴とする視野角制御装置。
【請求項２】
前記法線方向から５°以内での前記透過率比が１．２以下である
ことを特徴とする請求項１記載の視野角制御装置。
【請求項３】
前記液晶材料の屈折率異方性Δｎと前記液晶層の厚さｄとの積Δｎ・ｄの値が１．５μｍ以上、３．０μｍ以下である
ことを特徴とする請求項１乃至２のいずれか１項に記載の視野角制御装置。
【請求項４】
前記液晶層の厚さｄが２μｍ以上３０μｍ以下である
ことを特徴とする請求項３記載の視野角制御装置。
【請求項５】
前記液晶材料の屈折率異方性Δｎが０．０５以上０．３以下である
ことを特徴とする請求項３記載の視野角制御装置。
【請求項６】
前記第１、第３の領域間それぞれの配向方向のなす角度が７０°以上１１０°以下である
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の視野角制御装置。
【請求項７】
前記第１、第２の領域それぞれの液晶分子の立ち上がり方向のなす角度が１６０°以上２００°以下である
ことを特徴とする請求項６記載の視野角制御装置。
【請求項８】
前記偏光板の吸収軸が、前記第３、第４の領域の配向方向の一方と±１０°、他方と８０°以上１００°以下の角度をなす
ことを特徴とする請求項６および７のいずれか１項に記載の視野角制御装置。
【請求項９】
前記第１、第２の領域それぞれの個別の面積が、１ｍｍ２以上、１ｃｍ２以下であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の視野角制御装置。
【請求項１０】
前記第１の配向膜が、前記第１、第２の領域と配向方向が異なる第５の領域をさらに有し、前記第２の配向膜が、前記第３、第４の領域と配向方向が異なり、かつ前記第５の領域と対応する第６の領域をさらに有する
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の視野角制御装置。
【請求項１１】
前記第１、第２の領域それぞれの個別の面積の比が０．４以上、０．６以下の範囲である
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の視野角制御装置。
【請求項１２】
主面上に第１の偏光板を有する表示素子と、
前記表示装置の前記主面上に配置され、かつ
第１の透明電極を有する第１の透明基板と、前記第１の透明基板上に配置され、かつ配向方向が互いに異なる第１、第２の領域を複数有する第１の配向膜と、前記第１の配向膜上に配置され、かつねじれ配向する液晶材料からなる液晶層と、前記液晶層上に配置され、前記第１、第２の領域にそれぞれ対応し、かつ配向方向が互いに異なる第３、第４の領域を複数有する第２の配向膜と、前記第２の配向膜上に配置され、かつ第２の透明電極を有する第２の透明基板と、前記第２の透明基板上に配置される第２の偏光板と、を備え、
前記第１、第２の透明電極間に信号電圧が印加されたときに、前記液晶層の法線方向から３０°以上４０°以下の角度範囲に、前記第１、第２の領域での透過率比が５以上の領域が存在し、かつ前記法線方向での透過率が信号電圧を印加しないときの９０％以上である視野角制御装置と、
を具備することを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、視野角の制御を可能とする視野角制御装置および表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、光学的に異方性を有する液晶材料を用いていることから、視角方向によって視認性が異なる特性（視角特性）を有している。視角特性は、多人数での表示内容の視認を困難とする要因となるが、一方では、機密性の高い情報や個人的な情報の漏洩防止に利用することができる。
即ち、視角特性を利用して、表示内容の視認が正面で可能、斜め方向では困難な（即ち、狭視野角化された）ディスプレイを実現できる。狭視野角化ディスプレイによって、機密性のある文書等を公共の場等で携帯端末等によって読み書きする場合に、このディスプレイの使用者以外にこの情報が視認されることを防止できる。また、周りを気にすることなく、個人的なメール等を読み書きできる。
【０００３】
狭視野角化ディスプレイに関連する技術として、以下のようなものがある。
配向膜を複数の領域に区画し、隣接する領域の配向方向を異ならせることで、正面以外の方向から表示内容を認識することを困難とする液晶表示装置の技術が開示されている（特許文献１参照）。また、一般の液晶表示装置に装着可能な覗きこみ防止装置の技術が開示されている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００１−２６４７６８号公報
【特許文献２】特開２００４−１３３３３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、視野角が狭い表示状態（狭視野角表示）と視野角が広い表示状態（広視野角表示）とを切り換えることができれば便宜である。
しかしながら、特許文献１記載の液晶表示装置では、ディスプレイに中間調を含む画像信号を印加した場合に液晶の配向分割によるパターンが見えるため、狭視野角表示のみで、広視野角表示への切替が困難である。さらに通常の画像信号は複数の中間調を含むため、正面から見た場合もパターンが認識されるなどの画質低下が発生する。
一方、特許文献２記載の視野角制御装置では、狭視野角表示と広視野角表示の切替が可能であるが、狭視野モードの場合、例えば、法線方向から３０°方向でのパターンのコントラストが低く、覗き込み防止範囲が狭くなり易い。３０°方向からのパターンのコントラストを高くするために信号電圧を調整すると、正面からみたときにもパターンが認識され、かつ正面でのパネルの輝度が低下し易くなる。
【０００５】
上記に鑑み、本発明は、正面方向での視認性が良好で、かつ斜め方向からの覗き込み防止効果の高い視野角制御装置および表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明に係る視野角制御装置は、第１の透明電極を有する第１の透明基板と、前記第１の透明基板上に配置され、かつ配向方向が互いに異なる第１、第２の領域を複数有する第１の配向膜と、前記第１の配向膜上に配置され、かつねじれ配向する液晶材料からなる液晶層と、前記液晶層上に配置され、前記第１、第２の領域にそれぞれ対応し、かつ配向方向が互いに異なる第３、第４の領域を複数有する第２の配向膜と、前記第２の配向膜上に配置され、かつ第２の透明電極を有する第２の透明基板と、前記第２の透明基板上に配置される偏光板と、を具備し、前記第１、第２の透明電極間に信号電圧が印加されたときに、前記液晶層の法線方向から３０°以上４０°以下の角度範囲に、前記第１、第２の領域での透過率比が５以上の領域が存在し、かつ前記法線方向での透過率が信号電圧を印加しないときの９０％以上であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば正面方向での視認性が良好で、かつ斜め方向からの覗き込み防止効果の高い視野角制御装置および表示装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る視野角制御装置について詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る視野角制御装置１０を表す断面図である。
視野角制御装置１０は、透明基板１１、１２，透明導電膜１３，１４、配向膜１５、１６、スペーサー１７，液晶材料１８、シール材１９、および偏光板２０を備える。
【０００９】
ガラス等の透明材料からなる透明基板１１、１２が対向して配置される。透明基板１１上に透明導電膜１３が設けられ、さらにその表面に複数の配向方向を有するように配向処理されたポリイミド等からなる配向膜１５が設けられる。一方、透明基板１２上に透明導電膜１４が設けられ、その表面に複数の配向方向を有するように配向処理されたポリイミド等からなる配向膜１６が設けられる。透明基板１１と透明基板１２は、例えば、直径数μｍ程度のスペーサー１７によりギャップを保って対向配置され、その間に液晶材料１８が封入され、周辺に塗布されたエポキシ系のシール材１９によって封止される。透明基板１１の表面には、配向方向と対応するように偏光板２０が取り付けられる。
なお、透明基板１１、１２の間隔を保つには、スペーサー１７以外に、透明基板１１、１２間に柱を設けることによっても行える。また、小型のディスプレイであれば、シール材１９のみによって間隔を保つことができる場合もある。
【００１０】
図２は、透明基板１１上に配置された配向膜１５の配向状態を表す模式図である。配向膜１５が、異なる配向方向を有する領域２１，２２に区分されている。図２では、領域２１，２２は市松状に配置され、互いの配向方向が逆になるように配向処理されている。領域２１，２２それぞれの配向方向２３，２４は、互いに１８０°逆向きであり、透明基板１１の端面に対して角度θ１，θ２＝４５°をなしている。対向する透明基板１２上の配向膜１６は、後に図３で示すように、配向膜１５の領域２１，２２と対応する領域３１，３２に区分される。
【００１１】
なお、この領域２１、２２，３１，３２は市松形状には限られない、文字、目視図形、キャラクターなど、形状は問わない。ここで、文字は文字列であっても良く、メッセージ性のある文字列とすることができる。また、後述するように、互いに配向方向が異なる３つ以上の領域に区分することもできる。
【００１２】
図３は、透明基板１１，１２を対向させたとき、透明基板１２側から見た配向状態を表す模式図である。配向膜１５の領域２１，２２と、配向膜１６の領域３１，３２とが対応して配置されている。配向膜１５の配向方向２３，２４を実線矢印で、配向膜１６の配向方向３３，３４を点線矢印で示している。この実線、点線の区分は、配向膜１５，１６を正面、裏面の何れから見ているかに対応している。
本図に示すように、領域２１，３１それぞれの配向方向２３，３３が直交している。また、領域２２，３２それぞれの配向方向２４，３４も直交している。この結果、ツイスト角（ねじれ角）が９０°になるように液晶材料１８が配向される。即ち、液晶材料１８はネマティック液晶をねじれ配向させたＴＮ（Twisted Nematic）配向をなしている。
【００１３】
視野角制御装置１０を液晶表示装置等の表示素子に装着することで、表示素子の視角特性を制御することができる。即ち、広視野角の表示素子に視野角制御装置１０を装着することで、これら全体を表示装置として、広視野角状態、狭視野角状態の切替が可能となる。
図４（Ａ），（Ｂ）は、視野角制御装置１０を液晶表示装置５０上に装着した状態を表す斜視図および断面図である。なお、図４（Ａ）では、判りやすさのために、視野角制御装置１０を液晶表示装置５０から離間した状態を示している。
【００１４】
視野角制御装置１０の液晶表示装置５０への装着には、突起形状、クリップ形状の固定治具、あるいは粘着剤等種々の固定手段を用いることができる。なお、視野角制御装置１０が、装着する液晶表示装置５０の画面に比して小さい場合は、透明のアクリル板等に視野角制御装置１０をはめ込み、さらに液晶表示装置５０にはめ込んでもよい。
【００１５】
液晶表示装置５０は、偏光板５１，５２，液晶セル５３から構成される。液晶セル５３は、液晶材料を封入したセルであり、視野角制御装置１０の透明基板１１、１２，透明導電膜１３，１４、配向膜１５、１６、スペーサー１７，液晶材料１８、シール材１９と対応する構成を通例含む。但し、配向膜１５、１６の領域２１，２２のような配向領域の分割は通常は行われない。
【００１６】
偏光板５２は、視野角制御装置１０と液晶セル５３との間に配置され、この両者で共用される。即ち、偏光板５２は偏光板２０と一対となり、視野角制御装置１０の表裏に配置され、視野角制御装置１０の特性を規定する。このとき偏光板５２と偏光板２０の吸収軸が互いに直交（あるいは平行）であることが好ましい。
なお、視野角制御装置１０は、偏光板のない表示装置に取り付けることも可能である。この場合には、透明基板１１の表面に偏光板を取り付けて使用される。
【００１７】
以下、視野角制御装置１０の動作を説明する。
透明導電膜１３，１４間に電圧をかけない場合には、液晶材料１８を構成する液晶分子は透明基板１１、１２にほぼ平行に配向される。このとき、視野角制御装置１０は透明である。このため、液晶表示装置５０の表示内容を視認できる視角範囲（視野角）は、視野角制御装置１０を装着する前後で大きくは変わらない。
【００１８】
図５は、視野角制御装置１０の透明導電膜１３，１４に電圧（例えば、周波数６０Ｈｚの矩形波）を印加したときの液晶材料１８の液晶分子の向きを表す斜視図である。また、図６は、視野角制御装置１０を法線方向から見たときの液晶分子の向きを表す正面図である。
配向膜１５、１６それぞれの領域２１、３１間の空間Ａおよび領域２２，３２間の空間Ｂでの液晶分子６１，６２が表されている。配向膜１５近傍、配向膜１５、１６の中間近傍、配向膜１６近傍それぞれの液晶分子６１、６２を液晶分子６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６２ａ、６２ｂ、６２ｃとして表している。
【００１９】
液晶分子６１、６２は、全体としてはらせん状に配置される。配向膜１５，１６近傍では、それぞれの配向方向２３，２４，３３，３４に従いプレティルト角を有して配置される。配向膜１５，１６の途中では、この配向方向２３，２４，３３，３４から回転し（ねじれ）、かつティルト角（傾き）が大きくなっている（液晶分子の立ち上がり）。
【００２０】
ここで、液晶層中央の液晶分子６１ｂ，６２ｂの向きとして立ち上がりベクトル６３，６４を定義する。これは、液晶層中央の液晶分子６１ｂ，６２ｂの向きが視角特性に大きく影響することによる。
立ち上がりベクトル６３，６４の傾きθ３，θ４は、液晶６１ｂ、６２ｂのティルト角θ３，θ４そのものであり、これを液晶６１、６２の立ち上がり角と定義する。また、立ち上がりベクトル６３，６４の方位は、液晶６１ｂ、６２ｂの方位であり、これを液晶６１、６２の立ち上がり方向と定義する。
【００２１】
立ち上がり角θ３，θ４は印加する電圧に依存する。電圧無印加時から閾値電圧より小さいときには、立ち上がり角θ３，θ４はほぼゼロ（略水平、正確にはプレティルト角近傍）である。立ち上がり角θ３，θ４は、閾値電圧近傍から変化を始め、電圧を大きくするにつれて９０°（垂直）に近づく。
但し、立ち上がり角θ３，θ４は、空間Ａ，Ｂで大きく変わらない。即ち、立ち上がり角θ３，θ４には領域依存性が実質的にない（領域２１，２２それぞれに印加する電圧が同一であれば、立ち上がり角θ３，θ４はほぼ等しい）。
【００２２】
立ち上がり方向は電圧依存性が小さい。即ち、印加する電圧を変化させても、立ち上がり方向はほとんど変化しない。
この一方、立ち上がり方向は領域２１，２２に依存する。即ち、空間Ａ、Ｂそれぞれで、液晶材料１８の配向状態が異なるため、立ち上がりベクトル６３，６４の方位、即ち、立ち上がり方向がそれぞれ異なり、図６に示すように視野角制御装置１０の横方向（左右方向（正負のＸ方向）に立ち上がる。即ち、液晶分子６１、６２それぞれの立ち上がり方向は逆向き（方位角度差φ＝１８０°）である。
【００２３】
立ち上がりベクトル６３，６４が向かう方向では、視野角制御装置１０の法線方向から見た場合と比較して、表示の明暗が逆転する。従って、空間Ａ，Ｂを図の左方向（Ｘ負方向）から見たときには前者は暗、後者は明となり、図の右方向（Ｘ正方向）から見たときには前者は明、後者は暗となる。即ち、左右いずれの方向から見た場合でも、領域２１，２２のいずれかが暗状態になり、液晶表示装置５０上の表示のほぼ半分が隠される。このようにして、左右両方向からの覗き込み防止が図られる。
【００２４】
偏光板２０，５２の偏光方向が平行の場合は、電圧無印加状態で視野角制御装置１０が光を透過しない状態（黒表示）となり、液晶表示装置５０の画面が見えなくなる。これに対して、電圧印加状態において、視野角制御装置１０の画面が透明となり、液晶表示装置５０の画面が見える。このとき、視野角制御装置１０に印加された電圧値が高くなるに従って液晶表示装置５０の画面が見える角度が広くなる。飽和電圧値（通常は４〜５Ｖ程度）印加により視野角が最も広くなり、広視野角モードとして使用できる。
【００２５】
一方、偏光板２０，５２の偏光方向が直交の場合は、電圧無印加状態で視野角制御装置１０が透明となり、広い範囲の視角から液晶表示装置５０上の表示を認識できる（広視野角モード）。電圧印加につれて徐々に視野角制御装置１０上の配向分割されたパターンが認識されるようになり、ある角度以上の方向から見た場合は、視野角制御装置１０の画面が見えなくなる（狭視野角モード）。なお、印加電圧が飽和電圧値以上のときは、視野角制御装置１０に入射した光が透過しなくなるため、正面から見たときでも黒表示となる。
【００２６】
このように、視野角制御装置１０は、情報を表示する液晶表示装置５０と独立に駆動可能であり、印加する電圧を調節することで、広視野表示、狭視野表示の切り替えが可能である。広視野角モードでは配向分割によるパターンが認識されず、全視野方向において良好な表示が得られる。一方、狭視野角モードでは斜め方向（特に左右方向）からは、液晶表示装置５０の表示画面とは無関係な固定パターンが見えるため、正面方向（法線方向）以外から表示内容を認識することを困難として覗き込みを防止できる。
【００２７】
上述のように、偏光板２０，５２の偏光方向が平行、垂直いずれの場合でも、視野角制御装置１０の動作が可能であるが、以下は偏光板２０，５２が垂直な場合を例として具体的に説明する。なお、偏光板２０，５２が平行な場合には表示の明暗が逆転するが、ほぼ同様の覗き込み防止効果が得られる。
【００２８】
視野角制御装置１０を液晶表示装置５０上に取り付け、視野角制御装置１０に電圧を印加しない状態では、液晶表示装置５０の視角特性は変化せず、広い視野角から表示を認識することができる。視野角制御装置１０に閾値電圧付近の電圧を印加したところ、正面（法線方向）から見たときの視認性はほとんど変化しなかったが、左右斜め方向から見たときに市松パターンが認識される。既述のように、このとき液晶分子の立ち上がり方向は、領域２１，２２で逆になっている。
さらに、電圧値を徐々に上げていくと、斜め方向から見たときのパターンコントラストが高くなり、液晶表示装置５０に表示された内容を読み取るのが困難になった。さらに電圧値を上げていくと、正面から見たときにもパターンが見え始め、さらには、液晶表示装置５０の輝度が著しく低下することも確認された。従って、印加する電圧値により覗き込み防止効果が変化し、また、正面から見たときの特性が影響されることが判明した。
【００２９】
そこで、正面から見たときの視認性が高く、覗き込み防止効果が高い条件について、検討した。
まず、正面から見たときの表示に関して次のような検討を行った。表面輝度を低下させ、輝度低下がどの程度まで許容できるかを１０名の被験者に「許容する」「許容しない」のいずれかで回答してもらった。その結果、全員、初期の輝度の９０％までは「許容する」と回答した。ちなみに初期輝度の７０％以下になると回答がばらつきはじめ、５０％以下で全員「許容しない」と回答した。
【００３０】
つぎに、パターンのコントラスト（領域２１，２２の輝度（透過率）の比）についても検討した。パターンコントラストを変え、パターンが気になるかどうかを１０名の被験者に回答してもらった。その結果、９名までが、コントラスト１．２までは「許容する」と回答したが、残りの１名はコントラスト１．２で「許容しない」と回答した。コントラストが１．５以上になると４人が「許容しない」と回答し、コントラスト２で全員が「許容しない」と回答した。
【００３１】
次に、覗き込み防止効果について検討した。まず、視野角制御装置１０を装着した液晶表示装置５０の正面に一人立った状態で、５名の被験者にその横から液晶表示装置を覗き込んでもらった。被験者には、まず覗き込みやすい角度を示してもらい、次に、その角度から表示が見えにくくなるパターンコントラストを回答してもらった。その結果、覗き込みやすい角度は３０°〜４０°の範囲であり、覗き込み防止に効果があるパターンコントラストは５以上であった。
【００３２】
これらの結果から、正面からの輝度は９０％以上、パターンコントラスト１．２以下、斜め３０°方向から見たパターンコントラストが５以上の場合、正面から見たときの表示特性の低下が少なく、覗き込み防止効果が高いといえる。ここで、正面からのパターンコントラストは人間の左右の目の間隔から発生する視差による効果を考慮して、左右斜め５°以内の角度範囲からみたときのコントラストとした。
【００３３】
正面からの輝度、パターンコントラストと斜め方向からのパターンコントラストは液晶層に印加される電圧値により制御されるが、これらのパラメータは互いに独立ではないため、正面、斜め方向の両方の条件を満足させるのは容易ではない。これらの条件を満たすように検討した結果、液晶層の光学条件、液晶材料の１８複屈折率Δｎと液晶層の厚さｄの積Δｎ・ｄ（いわゆるリタデーション）が、これらの特性に大きく影響し、Δｎ・ｄが１．５〜３．０μｍの範囲にあるとき、上記の条件を満たすことが判った。
【００３４】
Δｎ・ｄが１．５μｍより小さい場合、左右斜め３０°方向から見たときのパターンコントラストが５になるように、電圧を調節すると、正面での表示特性が著しく低下した。また、Δｎ・ｄが１．５μｍ未満では条件によっては視野角制御装置１０の透過率が低くなり、かつリタデーションに起因する色づきが目立った。一方、Δｎ・ｄが３μｍより大きくなると、視野角特性が左右でほぼ対称となるので、パターンコントラストを取りにくくなる。具体的には３０°方向から見たときのコントラストが５以上を確保できなくなり、覗き込み防止効果が薄れる。
【００３５】
Δｎ・ｄが１．５〜３．０の範囲では、斜め３０°〜４０°の範囲にパターンコントラストが１０以上のピーク値となる電圧範囲が存在し、その範囲内で電圧を調整することで覗き込み防止効果の高い角度を変化させることができる。特に、Δｎ・ｄが１．８〜２．５の範囲では、覗き込み防止を図れる電圧調整幅が広く、使用者の好みに合わせた覗き込み防止範囲の設定が容易である。
【００３６】
視野角制御装置１０に用いる液晶材料１８の複屈折率Δｎは０．０５〜０．３程度のものが、一般的に特性が安定しており、信頼性の高い装置を提供できる。液晶材料１８の層厚（セルギャップ）ｄは、２μm以下ではギャップが狭く、上下の透明基板１１，１２の透明導電膜１３，１４がショートする可能性がある。また、層厚ｄが３０μｍ以上では、ギャップが広く、視差などが問題となる。ギャップは望ましくは、５μmから２０μmとすると、製造のプロセス上も安定したギャップの装置が得られる。
【００３７】
また、視野角制御装置１０では、配向分割した領域２１，２２での液晶材料１８のツイスト角を９０°とすると、偏光板２０の角度調節などが容易になる。この場合、偏光板２０の吸収軸方向は、液晶材料１８の配向方向に対して平行、あるいは垂直に設定するのが良い。
【００３８】
また、覗き込み防止においては、左右方向からの覗き込みが最も多いため、パターンの見える方向を左右方向に設定するのが、最も効率が良い。この場合、配向分割方向は２方向で良い。
【００３９】
また、視野角制御装置１０において、配向分割のパターンは視認できる大きさ以上であることが必要で、具体的には１ｍｍ２以上必要である。それ以下の大きさでは、パターンがほとんど認識できず、斜め方向から見たときに全体の輝度が低下したように見えるため、文字などが認識できる。一方、１ｃｍ２以上となると、表示面の遮蔽効果が小さくなる。
【００４０】
また、視野角制御装置１０において、配向分割された領域が、必ずしも等しくなくてもよい。２分割の場合、片方の領域の比率が４０〜６０％の間では、効果にほとんど差がない。また、パターンについては必ずしも規則性のあるパターンでなくても良いし、同じ形で分割されていなくてもよい。規則性のないパターンの方が、表示を認識しにくくなる。また、分割された領域のどちらか一方は、パターンがつながっていても良い。つながったパターンを用いると、配向処理が容易となる。例えば、配向膜１５，１６の全面をラビングした後に、この繋がった領域に対応する形状の平板（繋がっていない領域に対応する開口部を設けた平板）をマスクとして用いてラビングすることで、配向の異なる複数の領域を配向膜上に設けることができる。
【００４１】
配向膜１５，１６を配向方向の異なる３つ以上の領域に区分することも可能である。
図７は、図３に対応するものであり、配向膜１５，１６をそれぞれ３つの領域２１，２２，２５および領域３１，３２，３５に区分し、透明基板１１，１２を対向させたとき、透明基板１２側から見た配向状態を表す模式図である。
配向膜１５の領域２１，２２，２５と配向膜１６の領域３１，３２，３５とが互いに対応している。また、領域２１，３１それぞれの配向方向２３，３３、領域２２，３２それぞれの配向方向２４，３４、および領域２５，３５それぞれの配向方向２６，３６がそれぞれ直交している。
【００４２】
図８は、図６に対応するものであり、視野角制御装置１０を法線方向から見たときの領域２１，２２，２５それぞれの液晶の立ち上がりベクトル６３，６４，６５を表す正面図である。立ち上がりベクトル６３，６４、６５（立ち上がり方向）はそれぞれ、左、右、上の方位を向いている。この結果、立ち上がりベクトル６５と立ち上がりベクトル６３，６４との方位角差φ１，φ２は絶対値で９０°となっている。
立ち上がりベクトル６３，６４、６５が左、右、上方向を向いていることから、左右に加えて上方向からの覗き込みをより効果的に防止できる。即ち、上方向からの覗き込みには、領域２５が暗状態となり、表示内容の視認を防止することができる。領域２１，２２，２５がそれぞれ、右方向、左方向、上方向からの覗き込み防止に大きく寄与するといって良い。
ここでは、領域２１，２２，２５の順に領域を配列しているがこの順番は適宜に変更できる。なお、配向膜１５，１６を４つ以上の領域に区分することも可能である
【００４３】
以下、本発明の実施例を説明する。
（実施例１）
まず、全面ＩＴＯ薄膜（膜厚約５００Å）が形成された対角７インチ、０．７ｍｍガラス基板を２枚用意した。２枚の基板を洗浄した後、スピンコートを用いて、液晶配向膜用ポリイミドＡＬ１０５１を塗布した。その後、約２００℃１時間、クリーンオーブン中で焼成し、膜厚が約５００Å〜１０００Åのポリイミド配向膜を得た。
【００４４】
次にラビングによる配向処理を行った。ここでは２つの配向方向を持つ領域を交互に並ぶように、マスクラビングによる配向処理を行った。まず、上下側基板の上のポリイミド膜全面に、均一なラビング処理を行った。次に、１辺が４ｍｍの正方形パターンが形成されたメタルマスクを基板に被せ、マスクラビングを行い、ラビング方向の異なる領域を得た。
【００４５】
このように配向処理した基板に、上側基板にはエポキシ系シール剤をシールディスペンサーにより塗布し、下側基板にはスペーサとなる９μｍの真球状の微粒子を散布した。次に、上下基板をラビングによる配向分割領域が上下で基板に合うように位置を合わせて貼り合せた。その後、１００℃のオーブン中で約１時間加熱してシール剤を硬化させた。
【００４６】
作製した液晶セルに液晶材ＭＪ２９８７０を注入し液晶層のΔｎ・ｄが１．６μｍとなるようにした。注入口をＵＶ硬化樹脂で封じた。このようにして得られた、配向分割液晶セルの片面に、吸収軸がラビング方向に平行になるように、偏光板を貼り付けた。
最後に上下基板に電極を取りだし、波形発生装置と接続した。このようにして作製した視野角制御装置を、液晶パネル上に取り付け、信号電圧を印加した。斜め３０°方向からみてパターンコントラストが６となるように電圧を調整したところ、斜め４０°方向からはパターンコントラスト１５が得られ、高い覗き込み効果が得られた。一方、このとき正面からはパターンがほとんど認識されず、良好な表示が得られた。正面のパターンコントラストを測定したところ、１．０４、輝度は９８％の低下で、非常に良い特性の視野角制御装置が得られた。
【００４７】
（実施例２）
液晶材料１８をＺＬＩ５０４９、ギャップ用スペーサ１０μｍとして液晶層のΔｎ・ｄを２μｍに調整した以外は、実施例１と同様の条件で視野角制御装置を製作した。
斜め３０°方向から見てパターンコントラストが５になるように電圧を調整したところ、斜め３０°〜４０°において、表示内容が認識できず、さらに正面においては、パターンコントラストがほとんど認識されず、さらに十分な輝度の表示が得られた。さらに斜め４０°以上においても画面が暗く、表示内容を認識するのが困難であった。このとき正面のパターンコントラストを測定したところ、その値は１．１、輝度は電圧無印加状態のときの９５％であった。
【００４８】
（実施例３）
液晶材料１８をＭＪ２９８７０、ギャップ用スペーサを１４μｍとして液晶層のΔｎｄを２．５μｍに調整した以外は、実施例１と同様の条件で視野角制御装置を作製した。
斜め３０°方向からみてパターンコントラストが７となるように電圧を調整したところ、斜め４０°方向からはパターンコントラスト８が得られ、高い覗き込み効果が得られた。一方、このとき正面からはパターンがほとんど認識されず、良好な表示が得られた。正面のパターンコントラストを測定したところ、１．０７、輝度は９２％の低下で、良い特性の視野角制御装置が得られた。
【００４９】
（実施例４）
液晶材料１８をＭＬＣ６０４１、ギャップ用スペーサを１９μｍとして液晶層のΔｎｄを３．０μｍに調整した以外は、実施例１と同様の条件で視野角制御装置を作製した。
斜め３０°方向からみてパターンコントラストが９となるように電圧を調整したところ、斜め４０°方向からはパターンコントラスト６が得られ、高い覗き込み効果が得られた。一方、このとき正面からはパターンがほとんど認識されず、良好な表示が得られた。正面のパターンコントラストを測定したところ、１．０４、輝度は９０％の低下で、良い特性の視野角制御装置が得られた。
【００５０】
≪比較例１≫
液晶材料１８をＭＬＣ６０６３、ギャップ用スペーサを５μｍとして液晶層のΔｎｄを４．７μｍに調整した以外は、実施例１と同様の条件で視野角制御装置を作製した。
斜め３０°方向からみてパターンコントラストが５となるように電圧を調整したところ、斜め４０°方向からはパターンコントラスト８が得られ、高い覗き込み効果が得られた。一方、このとき正面からのパターンはっきり見え、表示の邪魔と感じるほどであった。また、正面輝度の低下が著しく、画面が暗くなった。正面のパターンコントラストを測定したところ、１．２５、輝度は７０％まで低下していた。
【００５１】
≪比較例２≫
液晶材料１８をＭＪ２９８７０、ギャップ用スペーサを１０μｍとして液晶層のΔｎｄを１．１μｍに調整した以外は、実施例１と同様の条件で視野角制御装置を作製した。
斜め３０°方向からみてパターンコントラストが５となるように電圧を調整したところ、正面からみてもパターンがはっきり認識された。このときのパターンコントラストを測定したところ、１．３であった。また、この条件では、パネルに色が付いて見えた。
【００５２】
≪比較例３≫
液晶材料１８をＭＪ０２２００２、ギャップ用スペーサを１９μｍとして液晶層のΔｎｄを３．６μｍに調整した以外は、実施例１と同様の条件で視野角制御装置を作製した。
斜め３０°方向からみてパターンコントラストが５となる電圧条件が見つからなかった。
【００５３】
（実施例６）
配向分割パターンの面積比が４：６となる長方形パターンのマスクを用いてラビングした他は、実施例１と同様の方法で視野角制御装置を作製し、液晶表示装置に取り付けた。
実施例１と同様の条件で電圧を印加したところ、左右から見たときに、白黒領域の面積比が異なっていたが、どちらから見ても特に覗き込み防止効果が低下することも無く、良好な視野角表示装置が得られた。
【００５４】
≪比較例４≫
配向分割パターンの面積比が３：７となるマスクを用いてラビングした他は、実施例６と同様の方法で視野角制御装置を作製し、液晶表示装置に取り付けた。
実施例６と同様の条件で電圧を印加したところ、右側から見たときには黒領域が多く、内容を認識することが出来なかったが、左側から見たときには白領域が多く、内容を認識することができた。
【００５５】
（実施例７）
配向分割パターンが文字になるように、文字の部分が抜けとなったマスクを用意した。このとき、配向分割パターンの面積比がほぼ等しくなるように、パターンをデザインした。このマスクを用いて、マスクラビングした以外は、実施例１と同様の方法で視野角制御装置を作製し、液晶表示装置に取り付けた。
実施例６と同様の条件で電圧を印加したところ、パターンが市松のときと効果はほとんど変わらず、良好な視野角制御装置が得られた。
【００５６】
（実施例８）
配向分割領域が３方向になるように、２回マスクラビングした以外は、実施例１と同様の方法で視野角制御装置を作製し、液晶表示装置に取り付けた。
実施例１と同様に電圧を印加したところ、上方向、右方向、左方向からの覗き込み防止ができることが確認された。
【００５７】
（実施例９）
実施例１と同様の構成で視野角制御装置を作製した。作製した視野角制御装置の反対側に、偏光板の吸収軸が、先に貼られた偏光板の吸収軸方向から、９０°回転した方向となるように、偏光板を貼り付けた。
この視野角制御装置をＣＲＴ上に取り付けた。信号電圧を斜め３０°方向からみてパターンコントラストが５となるように調整した。このとき、３０°〜４０°方向において、パターンコントラスト５以上が確保され、さらには、正面からはパターンコントラストがほとんど視認されず、良好な視野角制御装置が得られた。
【００５８】
（その他の実施形態）
本発明の実施形態は上記の実施形態に限られず拡張、変更可能であり、拡張、変更した実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
たとえば、透明基板１１，１２はガラス基板に限定されず、プラスチック基板などを用いてもよい。液晶の配向方法としてはラビング以外に光配向を用いても良い。電極の取り出しについても、トランスファを用いて上下透明基板のいずれか一方のみを取り出し口とする方法としても良い。
【００５９】
また、実施例では対向する領域２１，３１間での配向方向２３，３３等のなす角度が９０°であったが、これと異なる角度、例えば、９０°±２０°の範囲を適用することができる。
また、立ち上がり方向を視野角制御装置１０の左右方向とするために、実施例では配向方向２３，３３を透明基板１１，１２の辺に対して４５°の角度をなすようにしているが、これと例えば、±１５°の範囲で異なる角度とすることもできる。
偏光板２０はその吸収軸が配向方向２３，３３と平行あるいは垂直になるように取り付けられているが、これと例えば±１０°の範囲でずらすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の本発明の一実施形態に係る視野角制御装置を表す断面図である。
【図２】透明基板上に配置された配向膜の配向状態を表す模式図である。
【図３】１対の透明基板を対向させたとき、正面方向から見た配向状態を表す模式図である。
【図４】視野角制御装置を液晶表示装置上に装着した状態を表す斜視図および断面図である。
【図５】視野角制御装置に電圧を印加したときの液晶分子の向きを表す斜視図である。
【図６】視野角制御装置を法線方向から見たときの液晶分子の向きを表す正面図である。
【図７】一対の透明基板上の配向膜をそれぞれ３つの領域に区分して対向させたとき、正面方向から見た配向状態を表す模式図である。
【図８】視野角制御装置を法線方向から見たときの配向方向の異なる３つの領域それぞれの液晶の向きを表す正面図である。
【符号の説明】
【００６１】
１０…視野角制御装置、１１，１２…透明基板、１３，１４…透明導電膜、１５，１６…配向膜、１７…スペーサー、１８…液晶材料、１９…シール材、２０…偏光板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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