(57)【要約】【課題】既存のルーバーフィルムと同等の視野角制限機能を有し、かつ、モアレの発生を防止することができる視野制御シートおよび表示装置を提供する。【解決手段】本発明の液晶表示装置１は、表示用液晶パネル１０と、視野角制御シート２０とを備えている。視野角制御シート２０は、制御シート上偏光板２２と制御シート下偏光板２３との間に、位相差板２１を備えている。位相差板２１は、屈折率が異なる複数種類の位相差板を積層して形成されている。視野角制御シート２０において、偏光板２２・２３と位相差板２１とを組み合わせることにより、表示装置の白表示部のリタデーション値Ｒｅ、および、黒表示部のリタデーション値Ｒｅの何れか一方が、ｎλ／２−λ／４＜Ｒｅ＜ｎλ／２＋λ／４となり、他の一方が、ｎλ−λ／４＜Ｒｅ＜ｎλ＋λ／４（ここで、ｎは１以上の整数である）となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を表示する表示パネルと、上記表示パネルの前面または背面の少なくとも一方に少なくとも一つ配置され、上記表示パネルの視野角をもとの視野角よりも狭くする視野角制御シートとを備える表示装置であって、
上記視野角制御シートは、少なくとも１つの偏光板と、少なくとも１つの位相差板とを備え、
上記表示装置の白表示部のリタデーション値Ｒｅ、および、黒表示部のリタデーション値Ｒｅの何れか一方が、ｎλ／２−λ／４＜Ｒｅ＜ｎλ／２＋λ／４（ｎは１以上の整数）となっており、他の一方が、ｎλ−λ／４＜Ｒｅ＜ｎλ＋λ／４（ｎは１以上の整数）となっていることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
白表示部のリタデーション値Ｒｅ、および、黒表示部のリタデーション値Ｒｅの何れか一方が、ｎλ／２（ｎは１以上の整数）となっており、他の一方が、ｎλ（ｎは１以上の整数）となっていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
上記偏光板は、第１の偏光板および第２の偏光板からなり、
上記第１の偏光板と上記第２の偏光板との間に、少なくとも１つの位相差板が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】
上記第１の偏光板及び上記第２の偏光板の各偏光透過軸が互いに直交しているとともに、
白表示部のリタデーション値Ｒｅ１が、ｎλ／２−λ／４＜Ｒｅ１＜ｎλ／２＋λ／４（ｎは１以上の整数）であり、黒表示部のリタデーション値Ｒｅ２が、ｎλ−λ／４＜Ｒｅ２＜ｎλ＋λ／４（ｎは１以上の整数）であることを特徴とする請求項３に記載の表示装置。
【請求項５】
上記第１の偏光板及び上記第２の偏光板の各偏光透過軸が互いに平行しているとともに、
白表示部のリタデーション値Ｒｅ１が、ｎλ−λ／４＜Ｒｅ１＜ｎλ＋λ／４（ｎは１以上の整数）であり、黒表示部のリタデーション値Ｒｅ２が、ｎλ／２−λ／４＜Ｒｅ２＜ｎλ／２＋λ／４（ｎは１以上の整数）であることを特徴とする請求項３に記載の表示装置。
【請求項６】
上記位相差板は複数積層して設けられており、互いに積層された位相差板には、屈折率が互いに異なっているものが含まれていることを特徴とする請求項３に記載の表示装置。
【請求項７】
上記位相差板として、ポジティブＡプレート、複数のλ／４板、
互いに直交するｘ、ｙ、ｚ軸方向に３つの主屈折率ｎｘ、ｎｙ、ｎｚを有し、ｎｘ＞ｎｚ＞ｎｙであり、かつ、（ｎｘ−ｎｚ）／|ｎｘ−ｎｙ|＝０．１の関係を有する複数の二軸位相差板、及び、
互いに直交するｘ、ｙ、ｚ軸方向に３つの主屈折率ｎｘ、ｎｙ、ｎｚを有し、ｎｘ＝ｎｙ＞ｎｚの関係を有する複数のＴＡＣ板を備え、
上記第１の偏光板と上記第２の偏光板との間には、上記ＴＡＣ板、上記二軸位相差板、上記λ／４板、上記ＴＡＣ板、上記ポジティブＡプレート、上記ＴＡＣ板、上記λ／４板、上記二軸位相差板、及び上記ＴＡＣ板がこの順に積層されていることを特徴とする請求項６に記載の表示装置。
【請求項８】
表示装置の背面および前面の少なくとも一方に配置され、上記表示装置の視野角をもとの視野角よりも狭くする視野角制御シートであって、
第１の偏光板と、第２の偏光板とを備え、
上記第１の偏光板と上記第２の偏光板との間には、位相差板として、
互いに直交するｘ、ｙ、ｚ軸方向に３つの主屈折率ｎｘ、ｎｙ、ｎｚを有し、ｎｘ＝ｎｙ＞ｎｚの関係を有するＴＡＣ板、
互いに直交するｘ、ｙ、ｚ軸方向に３つの主屈折率ｎｘ、ｎｙ、ｎｚを有し、ｎｘ＞ｎｚ＞ｎｙであり、かつ、（ｎｘ−ｎｚ）／|ｎｘ−ｎｙ|＝０．１の関係を有する複数の二軸位相差板、
λ／４板、上記ＴＡＣ板、ポジティブＡプレート、上記ＴＡＣ板、λ／４板、上記二軸位相差板、及び上記ＴＡＣ板がこの順に積層されて設けられていることを特徴とする視野角制御シート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置の視角を狭くする視野角制御シート、および、この視野角制御シートを備えた表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
表示装置は、一般的には、どの視角から見ても鮮明な画像を見ることができるように、可能な限り広い視野角を有することが求められている。
【０００３】
しかしながら、使用環境によっては、使用者本人にしか表示内容が視認できないよう、視野角が狭い方が好都合であることもある。特に、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯型情報端末（ＰＤＡ:Personal Data Assistant）、又は携帯電話等は、電車や飛行機内等、不特定多数の人間が存在し得る場所で使用される可能性も高い。そのような使用環境においては、機密保持やプライバシー保護等の観点から、近傍の他人から表示内容を覗かれたくないので、表示装置の視野角が狭いことが望ましい。
【０００４】
このような要求に対して、例えば、特許文献１に記載のように、透明基材の内部にルーバー状の光吸収壁列を形成し、光の入射角度によって透過率を変化させた視野制御シート（一般には、ルーバーフィルムと呼ばれる）が提案されている。
【０００５】
この特許文献１に開示された視野制御シートは、図７に示すように、ＴＮ液晶からなる液晶セル１１１を有する液晶パネル１０１の上側に、ルーバー状フィルム１０２を積層したものからなっている。このルーバー状フィルム１０２は、図８に示すように、光透過性材料からなる基材部１２１と光吸収材料からなるルーバー状光吸収壁列１２２とを含み、前記光吸収材料からなるルーバー状光吸収壁列１２２の屈折率が、前記光透過性材料からなる基材部１２１の屈折率より低いものからなっている。このルーバー状フィルム１０２では、特定の入射角度以上の光の出射が阻止される。したがって、覗き込み防止効果を発揮する視野制御シートが実現できる。そのため、このようなルーバーフィルムを使用すれば、携帯電話や銀行のＡＴＭなどにおいて他人から表示内容を覗き見られることを防止することができる。
【特許文献１】特開２０００−１３７２９４号公報（２０００年５月１６日公開）
【非特許文献１】「日東電工技報」８４号（４１巻）、２６〜２９頁、２００３年
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の特許文献１に記載のようなルーバーフィルムを用いて表示装置の視野角を制限した場合、表示パネルの絵素配列とルーバーフィルム周期的構造によって光の干渉が起こり、表示パネル上に干渉縞、いわゆるモアレが発生し、表示画像の質を低下させてしまうという問題が発生する。また、より多方向からの視認を防止するために、上記のルーバーフィルムを複数枚重ねて使用することも可能であるが、ルーバーフィルムを複数重ねるとモアレの発生がさらにひどくなってしまい、表示画像の質を大きく損なう。
【０００７】
本発明は、上記の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、既存のルーバーフィルムと同等の視野角制限機能を有し、かつ、モアレの発生を防止することができる視野制御シートおよびそれを用いた表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明にかかる表示装置は、上記の課題を解決するために、画像を表示する表示パネルと、上記表示パネルの前面または背面の少なくとも一方に少なくとも一つ配置され、上記表示パネルの視野角をもとの視野角よりも狭くする視野角制御シートとを備える表示装置であって、上記視野角制御シートは、少なくとも１つの偏光板と、少なくとも１つの位相差板とを備え、上記表示装置の白表示部のリタデーション値Ｒｅ、および、黒表示部のリタデーション値Ｒｅの何れか一方が、ｎλ／２−λ／４＜Ｒｅ＜ｎλ／２＋λ／４（ｎは１以上の整数）となっており、他の一方が、ｎλ−λ／４＜Ｒｅ＜ｎλ＋λ／４（ｎは１以上の整数）となっていることを特徴とする。
【０００９】
本発明の表示装置は、上記のように、白表示部のリタデーション値Ｒｅ、および、黒表示部のリタデーション値Ｒｅの何れか一方が、ｎλ／２−λ／４＜Ｒｅ＜ｎλ／２＋λ／４（ｎは１以上の整数）となり、他の一方が、ｎλ−λ／４＜Ｒｅ＜ｎλ＋λ／４（ｎは１以上の整数）となるように、視野角制御シートにおける偏光板及び位相差板の設定が行われている。これにより、視認可能領域である白表示部では、良好な白表示が得られ、一方、視認不可領域である黒表示部では、良好な黒表示が得られ表示を覗き見ることはできないような構成となる。すなわち、上記のような視野角制御シートを用いることによって、既存のルーバーフィルムと同等の視野角制限機能を有し、かつ、モアレの発生を防止することができる。
【００１０】
したがって、上記のような視野角制御シートを備えた本発明の表示装置によれば、所定の方向からの視認を確実に防止することができるとともに、視認可能な方向からは良好な画像を見ることができる。
【００１１】
ここで「白表示部」とは、光が透過されて表示を視認できる領域のことを意味し、「黒表示部」とは、光が遮蔽されて表示を視認できない領域のことを意味する。したがって、「白表示部」は「視認領域」と、「黒表示部」は「非視認領域」と言い換えることもできる。また、ここでリタデーション値とは、視野角制御シートを通過した光に生じる位相のずれ（より具体的には、遅相軸を含む面内を進行する光の位相と、進相軸を含む面内を進行する光の位相のずれ）のことを意味する。
【００１２】
本発明の表示装置は、白表示部のリタデーション値Ｒｅ、および、黒表示部のリタデーション値Ｒｅの何れか一方が、ｎλ／２（ｎは１以上の整数）となっており、他の一方が、ｎλ（ｎは１以上の整数）となっていることが好ましい。
【００１３】
上記の構成によれば、表示装置の黒表示部をより確実に遮蔽し、所定の方向からの視認をより確実に防止することができる。
【００１４】
本発明の表示装置において、上記偏光板は、第１の偏光板および第２の偏光板からなり、上記第１の偏光板と上記第２の偏光板との間に、少なくとも１つの位相差板が配置されていることが好ましい。
【００１５】
上記の構成によれば、位相差板の種類を変更することによって、上記のようなリタデーション値となるような表示装置を提供することができる。
【００１６】
本発明の表示装置は、上記第１の偏光板及び上記第２の偏光板の各偏光透過軸が互いに直交しているとともに、白表示部のリタデーション値Ｒｅ１が、ｎλ／２−λ／４＜Ｒｅ１＜ｎλ／２＋λ／４（ｎは１以上の整数）であり、黒表示部のリタデーション値Ｒｅ２が、ｎλ−λ／４＜Ｒｅ２＜ｎλ＋λ／４（ｎは１以上の整数）であることが好ましい。
【００１７】
上記の構成によれば、第１の偏光板及び第２の偏光板の各偏光透過軸が、互いに直交している場合に、表示装置の黒表示部をより確実に遮蔽し、所定の方向からの視認をより確実に防止することができる。
【００１８】
本発明の表示装置は、上記第１の偏光板及び上記第２の偏光板の各偏光透過軸が互いに平行しているとともに、白表示部のリタデーション値Ｒｅ１が、ｎλ−λ／４＜Ｒｅ１＜ｎλ＋λ／４（ｎは１以上の整数）であり、黒表示部のリタデーション値Ｒｅ２が、ｎλ／２−λ／４＜Ｒｅ２＜ｎλ／２＋λ／４（ｎは１以上の整数）であることが好ましい。
【００１９】
上記の構成によれば、第１の偏光板及び第２の偏光板の各偏光透過軸が、互いに平行している場合に、表示装置の黒表示部をより確実に遮蔽し、所定の方向からの視認をより確実に防止することができる。
【００２０】
本発明の表示装置において、上記位相差板は複数積層して設けられており、互いに積層された位相差板には、屈折率が互いに異なっているものが含まれていることが好ましい。
【００２１】
上記の構成によれば、既存の位相差板を使用して、上記のようなリタデーション値となるような表示装置を提供することができる。
【００２２】
本発明の表示装置は、上記位相差板として、ポジティブＡプレート、複数のλ／４板、互いに直交するｘ、ｙ、ｚ軸方向に３つの主屈折率ｎｘ、ｎｙ、ｎｚを有し、ｎｘ＞ｎｚ＞ｎｙであり、かつ、（ｎｘ−ｎｚ）／|ｎｘ−ｎｙ|＝０．１の関係を有する複数の二軸位相差板、及び、互いに直交するｘ、ｙ、ｚ軸方向に３つの主屈折率ｎｘ、ｎｙ、ｎｚを有し、ｎｘ＝ｎｙ＞ｎｚの関係を有する複数のＴＡＣ板を備え、上記第１の偏光板と上記第２の偏光板との間には、上記ＴＡＣ板、上記二軸位相差板、上記λ／４板、上記ＴＡＣ板、上記ポジティブＡプレート、上記ＴＡＣ板、上記λ／４板、上記二軸位相差板、及び上記ＴＡＣ板がこの順に積層されていることが好ましい。
【００２３】
上記の構成によれば、表示パネルの対向する２つの視角領域を黒表示とすることができ、この２つの領域を覗き見るような視点（すなわち、表示パネルに対して対向する２つの視点（例えば、左右方向の視点））からの視認を確実に防止することができる。
【００２４】
また、本発明の視野角制御シートは、表示装置の背面および前面の少なくとも一方に配置され、上記表示装置の視野角をもとの視野角よりも狭くする視野角制御シートであって、第１の偏光板と、第２の偏光板とを備え、上記第１の偏光板と上記第２の偏光板との間には、位相差板として、互いに直交するｘ、ｙ、ｚ軸方向に３つの主屈折率ｎｘ、ｎｙ、ｎｚを有し、ｎｘ＝ｎｙ＞ｎｚの関係を有するＴＡＣ板、互いに直交するｘ、ｙ、ｚ軸方向に３つの主屈折率ｎｘ、ｎｙ、ｎｚを有し、ｎｘ＞ｎｚ＞ｎｙであり、かつ、（ｎｘ−ｎｚ）／|ｎｘ−ｎｙ|＝０．１の関係を有する複数の二軸位相差板、λ／４板、上記ＴＡＣ板、ポジティブＡプレート、上記ＴＡＣ板、λ／４板、上記二軸位相差板、及び上記ＴＡＣ板がこの順に積層されて設けられていることを特徴とするものである。
【００２５】
上記の構成によれば、既存のルーバーフィルムと同等の視野角制限機能を有し、かつ、モアレの発生を防止することができる。さらに、本発明の視野角制御シートを表示装置に使用すれば、表示パネルの対向する２つの視角領域を黒表示とすることができ、この２つの領域を覗き見るような視点（すなわち、表示パネルに対して対向する２つの視点（例えば、左右方向の視点））からの視認を確実に防止することができるとともに、視認可能な方向からは良好な画像を見ることができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の表示装置は、以上のように、表示装置の視野角をもとの視野角よりも狭くする視野角制御シートを備える表示装置であって、上記視野角制御シートは、少なくとも１つの偏光板と、少なくとも１つの位相差板とを備え、上記表示装置の白表示部のリタデーション値Ｒｅ、および、黒表示部のリタデーション値Ｒｅの何れか一方が、ｎλ／２−λ／４＜Ｒｅ＜ｎλ／２＋λ／４（ｎは１以上の整数）となっており、他の一方が、ｎλ−λ／４＜Ｒｅ＜ｎλ＋λ／４（ｎは１以上の整数）となっている。
【００２７】
それゆえ、本発明の表示装置によれば、所定の方向からの視認を確実に防止することができるとともに、視認可能な方向からはモアレの発生を抑えた良好な画像を見ることができる。
【００２８】
また、本発明の視野角制御シートは、第１の偏光板と、第２の偏光板とを備え、上記第１の偏光板と上記第２の偏光板との間には、位相差板として、上記ＴＡＣ板、上記二軸位相差板、λ／４板、上記ＴＡＣ板、ポジティブＡプレート、上記ＴＡＣ板、λ／４板、上記二軸位相差板、及び上記ＴＡＣ板がこの順に積層されて設けられているものである。
【００２９】
それゆえ、既存のルーバーフィルムと同等の視野角制限機能を有し、かつ、モアレの発生を防止することができるという効果を奏する。
【００３０】
したがって、本発明の視野角制御シートを表示装置に使用すれば、所定の方向からの視認を確実に防止することができるとともに、視認可能な方向からは良好な画像を見ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
本発明の一実施形態について図１乃至図６に基づいて説明すると以下の通りである。なお、本発明はこれに限定されるものではない。
【００３２】
まず、本実施の形態の視野角制御シート２０の構成について図１に基づいて説明する。本実施の形態にかかる視野角制御シート２０は、機密保持やプライバシー保護等の観点から、近傍の他人から表示内容を覗かれることを防止するために、表示装置の表示パネルの視野角を、もとの視野角（視野角制御シートを設けない場合の表示装置の視野角）と比較して狭くするものである。図１は、上記視野角制御シート２０の概略構成を示す断面図である。
【００３３】
図１に示すように、視野角制御シート２０は、制御シート上偏光板２２（第１の偏光板）と、制御シート下偏光板２３（第２の偏光板）との間に、位相差板２１が配置された構成を有している。上記制御シート上偏光板２２は、表面に例えばＡＧ処理、ＡＲ処理等の拡散処理が施されていてもよい。また、制御シート下偏光板２３は、表面処理を施していないいわゆるクリア偏光板からなっている。本実施の形態においては、制御シート上偏光板２２の偏光透過軸Ｘ２２と、制御シート下偏光板２３の偏光透過軸Ｘ２３とは、互いに直交している。制御シート上偏光板２２及び制御シート下偏光板２３において、上記以外の構成については特に限定されず、液晶表示パネルなどに使用される従来公知の偏光板を使用することができる。
【００３４】
位相差板２１は、複数の位相差板を積層して形成されており、積層された各位相差板の種類（すなわち、屈折率）は、互いに異なっている。
【００３５】
上記の複数の位相差板とは、具体的には、ポジティブＡプレート（ポジＡ）２４、２枚のλ／４板２５ａ・２５ｂ、２枚のＮＥＺ（商品名、非特許文献１参照）２６ａ・２６ｂ（二軸位相差板）であり、これらの各位相差板が、制御シート下偏光板２３側から、ＮＥＺ２６ｂ、λ／４板２５ｂ、ポジＡ２４、λ／４板２５ａ、ＮＥＺ２６ａという順で配置されている。
【００３６】
位相差板２１は、これらの各位相差板に加えて、さらに４枚のＴＡＣフィルム（ＴＡＣ板）２７ａ〜ｄを位相差板として備えている。ＴＡＣフィルム２７ａは、ポジＡ２４とλ／４板２５ａとの間に、ＴＡＣフィルム２７ｂは、ポジＡ２４とλ／４板２５ｂとの間に、ＴＡＣフィルム２７ｃは、制御シート上偏光板２２とＮＥＺ２６ａとの間に、ＴＡＣフィルム２７ｄは、制御シート下偏光板２３とＮＥＺ２６ｂとの間に、それぞれ設けられている。
【００３７】
言い換えれば、本実施の形態の視野角制御シート２０は、制御シート下偏光板２３、ＴＡＣフィルム２７ｄ、ＮＥＺ２６ｂ、λ／４板２５ｂ、ＴＡＣフィルム２７ｂ、ポジＡ２４、ＴＡＣフィルム２７ａ、λ／４板２５ａ、ＮＥＺ２６ａ、ＴＡＣフィルム２７ｃ、および制御シート上偏光板２２が、この順に積層された構成を有している。なお、視野角制御シート２０を液晶表示装置に備える場合、制御シート上偏光板２２が観察者側に、制御シート下偏光板２３が液晶表示装置内のバックライト側に位置するように配置される。
【００３８】
ここで、上記の各位相差板の特性について説明する。各位相差板の特性を説明するにあたり、各位相差板は、図２（ａ）に示すように、厚さｄを有し、それぞれ互いに直交するｘ、ｙ、ｚ軸方向に３つの主屈折率ｎｘ、ｎｙ、ｎｚを有するものとする。
【００３９】
図２（ｂ）は、ＮＥＺ２６ａ・２６ｂの屈折率楕円体を示し、図２（ｃ）は、λ／４板２５ａ・２５ｂの屈折率楕円体を示し、図２（ｄ）は、ポジティブＡプレート（ポジＡ）２４の屈折率楕円体を示す。
【００４０】
ＮＥＺは、ｎｘ＞ｎｚ＞ｎｙであり、かつ、（ｎｘ−ｎｚ）／|ｎｘ−ｎｙ|＝０．１の関係を有する二軸位相差板である。λ／４板は、ｎｘ＞ｎｚ＞ｎｙであり、かつ、|ｎｘ−ｎｙ|・ｄで与えられる面内方向のリタデーション値がλ／４〔ｎｍ〕（３８０ｎｍ＜λ＜７８０ｎｍ）となるものである。ポジティブＡプレートは、ｎｘ＞ｎｙ＝ｎｚの関係を有するものである。ＴＡＣフィルムは、ｎｘ＝ｎｙ＞ｎｚの関係を有し、|ｎｘ−ｎｚ|・ｄで与えられるリタデーション値が、一般に、５０ｎｍ〜６０ｎｍのものである。
【００４１】
また、本実施の形態にかかる位相差板２１には使用されないが、本発明に使用可能な位相差板として他には、ネガティブＣプレートなどを挙げることができる。ネガティブＣプレートは、ｎｘ＝ｎｙ＞ｎｚの関係を有し、|ｎｘ−ｎｚ|・ｄで与えられるリタデーション値が、一般的に、９０ｎｍ〜２４０ｎｍのものである。さらに他の位相差板としては、例えば、非特許文献１に記載されているものが挙げられる。
【００４２】
本発明において、位相差板２１を構成するために使用される各位相差板は、複数枚組み合わせて後述するリタデーション値Ｒｅ１、Ｒｅ２が得られるものであれば、特に限定されることはなく、従来公知の種々の位相差板を使用することが可能である。
【００４３】
次に、視野角制御シート２０に使用される各位相差板の配置方向について図３を用いて説明する。各位相差板の配置方向を説明するにあたり、まず、視野角制御シート２０に対する、視角の定義について説明する。図４は、視野角制御シート２０に対する、視角の定義を表すとともに、各視点について説明する模式図である。
【００４４】
図４に示すように、方位角θとは、視点から制御シート上偏光板２２の表面を含む平面へ下ろした垂線の足と、制御シート上偏光板２２の中央２２ｃとを結ぶ線の回転角である。図４では、方位角θは、視点Ｐ１（第１の視点）の方向の方位角を０°として、制御シート上偏光板２２の法線方向上側から見た場合に反時計回りに増加するものとする。図４では、視点Ｐ２（第２の視点）の方位角θ２は９０°、視点Ｐ３（第３の視点）の方位角θ３は１８０°、視点Ｐ４（第４の視点）の方位角θ４は２７０°である。極角Φは、制御シート上偏光板２２の中央２２ｃと視点とを結ぶ直線が、制御シート上偏光板２２の法線となす角度であるが、ここではΦ１〜Φ４は全て４５°とする。また、視点Ｐ５（第５の視点）は、制御シート上偏光板２２の法線方向上側からの視点である。
【００４５】
図３（ａ）は、各偏光板及び各位相差板の軸角度を表した模式図である。この軸角度は、図４に示す方位角θと一致する。なお、位相差板２１を構成するＴＡＣフィルム２７ａ〜ｄは全て０°の軸角度で配置されているため、図３（ａ）では省略する。図３（ｂ）は、視野角制御シート２０を構成する各偏光板及び各位相差板の面内位相差、厚み位相差、および軸角度を示す表である。なお、図３（ｂ）に示す表において、面内位相差とは、|ｎｘ−ｎｙ|・ｄで与えられる位相差（ｎｍ）（リタデーション）であり、厚み位相差とは、|ｎｘ−ｎｚ|・ｄまたは|ｎｙ−ｎｚ|・ｄで与えられる位相差（ｎｍ）（リタデーション）である。また、軸角度とは、偏光板の場合は偏光透過軸Ｘ２２、Ｘ２３の軸角度を意味し、位相差板の場合は、屈折率楕円体のｎｘ軸Ｘ２４、Ｘ２５ａ、Ｘ２５ｂ、Ｘ２６ａ、Ｘ２６ｂの軸角度を意味する。
【００４６】
続いて、上記のような構成を有する視野角制御シート２０を、文字、画像などを表示する表示装置の表示パネルの前面に貼り付けて使用した場合の、視野角特性について説明する。なお、視野角制御シート２０を表示装置の表示パネルの前面に貼り付けた構成は、本発明の表示装置に含まれる。図５（ａ）、（ｂ）には、表示装置の一例として液晶表示装置の表示パネルの前面に設けた場合に得られる輝度分布特性を示す。なお、図５（ｂ）のグラフ横軸に示す極角（°）は、方位角０°方向への極角Φを（＋）で示し、方位角１８０°方向への極角Φを（−）で示している。また、図５（ａ）において、Ｌ１〜Ｌ８は、透過率が、それぞれ０．０３、０．０７、０．１０、０．１４、０．１８、０．２１、０．２５、及び０．２９の視角の分布を示す等位線である。
【００４７】
図５（ａ）、（ｂ）に示すように、視野角制御シート２０の水平方向（方位角θが０°及び１８０°の方向、この方向を左右方向とも呼ぶ）の視野角は、従来のルーバーフィルムの視野角特性（例えば、特許文献１の図１に示すような視野角特性）と比較して同程度に狭くなっていることがわかる。つまり、従来のルーバーフィルムと比較して同程度に水平方向からの視認（言い換えれば、対向する２つの視点Ｐ１及びＰ３からの視認）を制限することができることがわかる。この場合、２つの視点Ｐ１及びＰ３におけるＲｅ値は、黒表示部のリタデーション値Ｒｅ２（例えば、ｎλ／２−λ／４＜Ｒｅ２＜ｎλ／２＋λ／４（ｎは１以上の整数））となる。
【００４８】
より具体的には、視野角制御シート２０を用いた場合には、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、方位角θが−６０°〜＋６０°であり、極角Φが４５°〜９０°の領域、および、方位角θが＋１２０°〜＋２４０°であり、極角Φが４５°〜９０°の領域の透過率が０．０５以下となっている。そのため、上記の領域においては表示を視認することができない。
【００４９】
つまり、方位角θが−６０°〜＋６０°（０°〜６０°及び３００°〜３６０°）であり、極角Φが４５°〜９０°の領域、および、方位角θが＋１２０°〜＋２４０°であり、極角Φが４５°〜９０°の領域においては、Ｒｅ値がλに近い値（すなわち、λ−λ／４〜λ＋λ／４）となっており、表示を視認できない「黒表示部」となる。また、上記以外の領域においては、Ｒｅ値がλ／２に近い値（すなわち、λ／２−λ／４〜λ／２＋λ／４）となっており、表示を視認できる「白表示部」となる。
【００５０】
なお、図５（ａ）、（ｂ）に示す視野角特性は、視野角制御シート２０を液晶表示装置に使用した場合のものであるが、他の表示装置に使用した場合にもほぼ同様の視野角特性が得られる。
【００５１】
以上のように、本実施の形態の視野角制御シート２０によれば、表示パネルの対向する２つの視角領域を黒表示とすることができ、この２つの領域を覗き見るような視点（すなわち、表示パネルに対して対向する２つの視点（例えば、左右方向の視点））からの視認を確実に防止することができる。
【００５２】
さらに、視野角制御シート２０は、ルーバーフィルムの代わりに、偏光板と位相差板とを組み合わせることによって、狭視野角制御を行っているため、ルーバーフィルムを使用した場合に発生するモアレを防止することができる。
【００５３】
なお、従来のルーバーフィルムの中には、例えば、住友スリーエム株式会社製のルーバーフィルムのように、モアレの発生を防止するためにルーバー遮光板の長手方向の軸をずらしているものも存在する。しかしながら、ルーバー遮光板の長手方向の軸をずらすことによって左右対称の視野角制御効果が得られないという問題も発生する。
【００５４】
これに対し、本実施の形態の視野角制御シート２０は、制御シート上偏光板２２と制御シート下偏光板２３との間に、上記のような構成を有する位相差板２１を備えていることにより、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、表示パネルの対向する２つの対称な領域を黒表示とすることができ、左右対称の視野角制御効果が得られる。
【００５５】
本実施の形態にかかる視野角制御シート２０は、制御シート上偏光板２２及び制御シート下偏光板２３の各偏光透過軸Ｘ２２、Ｘ２３が、互いに直交している。この場合、上記のように、表示装置の白表示部のリタデーション値Ｒｅ１が、ｎλ／２−λ／４＜Ｒｅ１＜ｎλ／２＋λ／４となり、黒表示部のリタデーション値Ｒｅ２が、ｎλ−λ／４＜Ｒｅ２＜ｎλ＋λ／４となっていれば、左右方向の遮蔽を実現することができる。つまり、Ｒｅ１は、λ／２の整数倍に近い値になっていればよく、Ｒｅ２は、λの整数倍に近い値になっていればよい。なお、上記ｎは全て１以上の整数（ｎ＝１，２，３，・・・）であり、Ｒｅ１、Ｒｅ２における各ｎは同一であっても異なっていてもよい。
【００５６】
また、より良好な狭視野角特性を得るためには、各リタデーション値Ｒｅ１、Ｒｅ２は、それぞれｎλ／２−λ／８＜Ｒｅ１＜ｎλ／２＋λ／８、ｎλ−λ／８＜Ｒｅ２＜ｎλ＋λ／８に設定されることが好ましく、Ｒｅ１がｎλ／２に、Ｒｅ２がｎλに限りなく近くなるように設定されることがより好ましく、Ｒｅ１＝ｎλ／２、Ｒｅ２＝ｎλに設定されることがさらに好ましい。ここで、ｎは全て１以上の整数であり、Ｒｅ１、Ｒｅ２における各ｎは同一であっても異なっていてもよい。
【００５７】
本実施の形態では、上記のような各リタデーション値となるように、位相差板２１の設定が行われる。なお、ここで「白表示部」とは、光が透過されて表示を視認できる部分のことを意味し、「黒表示部」とは、光が遮蔽されて表示を視認できない部分のことを意味する。また、リタデーション値とは、位相差板を通過した光の各成分間の位相のずれのことを意味する。また、ここでの通過光とは、視野角制御シートを通過する光のうち特に波長３８０〜７８０ｎｍのもの（可視光領域）を意味する。
【００５８】
本発明では、屈折率の異なる複数の位相差板を組み合わせて用いることが好ましい。これによれば、既存の位相差板を利用して、上記のようなリタデーション値を有する視野角制御シートを構成することができる。
【００５９】
なお、上記のようなリタデーション値の設定は、狭視野角時において遮蔽したい領域と視認したい領域を決定し、位相差板、偏光板の最適な組合せをシミュレーションすることによって行うことができる。
【００６０】
また、本実施の形態の視野角制御シート２０は、制御シート上偏光板２２と制御シート下偏光板２３との間に図１に示すように構成を有する位相差板２１が設けられている構造を有しているが、本発明は必ずしもこのような構成に限定されない。しかしながら、図４に示す視点Ｐ１、Ｐ３において十分な遮蔽効果が得られるような状態（例えば、図５（ａ）に示すような透過率分布を有する状態）を実現するためには、制御シート上偏光板２２と制御シート下偏光板２３との間に、複数種類の位相差板（屈折率の異なる位相差板）を、１枚又は複数枚含んでなる位相差板２１が設けられていることが好ましい。ここで、屈折率の異なる位相差板とは、互いに直交するｘ、ｙ、ｚ軸方向に３つの主屈折率ｎｘ、ｎｙ、ｎｚの少なくとも１つが異なる位相差板を意味する。
【００６１】
本実施の形態では、本発明の視野角制御シートの一例として、制御シート上偏光板２２及び制御シート下偏光板２３の各偏光透過軸Ｘ２２、Ｘ２３が、互いに略直交している場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されない。つまり、制御シート上偏光板２２及び制御シート下偏光板２３の各偏光透過軸Ｘ２２、Ｘ２３が、互いに略平行であってもよい。
【００６２】
この場合、表示装置の白表示部のリタデーション値Ｒｅ１が、ｎλ−λ／４＜Ｒｅ１＜ｎλ＋λ／４となり、黒表示部のリタデーション値Ｒｅ２が、ｎλ／２−λ／４＜Ｒｅ２＜ｎλ／２＋λ／４（ここで、ｎは１以上の整数）となっていれば、左右方向の遮蔽を実現することができる。つまり、Ｒｅ１は、λの整数倍に近い値になっていればよく、Ｒｅ２は、λ／２の整数倍に近い値になっていればよい。
【００６３】
このように、２枚の偏光板の各偏光透過軸が互いに直交の場合と、平行の場合とでは、以下のような原理によって白表示部のリタデーション値と黒表示部のリタデーション値とが入れ替わる。なお、ここで偏光板の透過軸と吸収軸とは直交しているものとする。
【００６４】
偏光透過軸が直交の場合、リタデーション値がλ／２であれば、下偏光板を通過した光の振動面は、９０°回転し上偏光板の透過軸に一致し上偏光板を通過し白表示になる。一方、リタデーション値がλであれば、下偏光板を通過した光の振動面は、１８０°回転し上偏光板の吸収軸に一致し上偏光板を通過せず黒表示になる。
【００６５】
偏光透過軸が平行の場合、リタデーション値がλ／２であれば、下偏光板を通過した光の振動面は、９０°回転し上偏光板の吸収軸に一致し上偏光板を通過せず黒表示になる。一方、リタデーション値がλであれば、下偏光板を通過した光の振動面は、１８０°回転し上偏光板の透過軸に一致し上偏光板を通過し白表示になる。
【００６６】
このように、本発明の視野角制御シートは、偏光板と位相差板とを組み合わせることにより、表示装置の白表示部のリタデーション値Ｒｅ、および、黒表示部のリタデーション値Ｒｅの何れか一方が、ｎλ／２−λ／４＜Ｒｅ＜ｎλ／２＋λ／４となり、他の一方が、ｎλ−λ／４＜Ｒｅ＜ｎλ＋λ／４（ｎは１以上の整数）となればよい。
【００６７】
また、本発明の視野角制御シートのさらに他の形態として、偏光板と位相差板の他に反射板を備えた構成を有する視野角制御シートも本発明に含まれる。本発明の視野角制御シートに反射板を設けることによって、位相差板及び偏光板の数を減らして、視野角制御シート２０と同様の効果が得られる視野角制御シートを得ることができる。つまり、図１におけるポジＡ２４の下に反射板を備えることによって、制御シート下偏光板２３からＴＡＣフィルム２７ｂまでの偏光板及び各位相差板を省略することが可能となる。
【００６８】
本発明の視野角制御シートは、液晶表示装置、ブラウン管型の表示装置、有機ＥＬ素子等を用いた自発光型の表示装置などの各種表示装置に適用可能である。本発明の視野角制御シートは、シートに用いる偏光板を表示パネルに使用する偏光板と共用できる（つまり、偏光板１枚分を省略できる）という理由で、液晶表示装置などのように直線偏光で出射する表示装置に使用することが好ましい。
【００６９】
続いて、本発明の表示装置の一例として、上記の視野角制御シート２０を備えた液晶表示装置の構成について説明する。図６は、上記液晶表示装置１の概略構成を示す断面図である。なお、図６は、説明の便宜上、本発明の一実施形態の構成部材のうち、本発明を説明するために必要な主要部材のみを簡略化して示したものである。したがって、本発明の液晶表示装置は、図６に示されていない任意の構成部材を備え得る。また、図中の部材の寸法は、実際の構成部材の寸法及び各部材の寸法比率等を忠実に表したものではない。
【００７０】
図６に示すように、液晶表示装置１は、画像を表示する表示パネルとしての表示用液晶パネル１０（表示パネル）と、表示パネルの視野角をもとの視野角よりも狭くするための視野角制御シート２０とを備えている。上記表示用液晶パネル１０は透過型であり、光源としてバックライト３０が用いられる。
【００７１】
上記視野角制御シート２０は、例えば、同図に示すように、表示用液晶パネル１０の前面側に設けられている。つまり、バックライト３０側から、表示用液晶パネル１０、視野角制御シート２０という順で配置されている。しかしながら、本発明はこれに限定されず、視野角制御シート２０は、表示用液晶パネル１０の背面側（すなわち、バックライト３０と表示用液晶パネル１０との間）に設けられていてもよい。
【００７２】
液晶表示装置１は、視野角制御シート２０が設けられていることによって、当該シートが設けられていない場合と比較して、表示用液晶パネル１０の表示部の視野角が狭くなっている。
【００７３】
表示用液晶パネル１０は、一対の透光性基板間に液晶を挟持した液晶セル１１と、液晶セル１１の表裏に設けられた液晶パネル上偏光板１２及び液晶パネル下偏光板１３とを有している。液晶セル１１の液晶モードやセル構造は任意である。また、表示用液晶パネル１０の駆動モードも任意である。すなわち、表示用液晶パネル１０としては、文字、画像、又は動画を表示できる任意の液晶パネルを用いることができる。したがって、図６においては表示用液晶パネル１０の詳細な構造を図示せず、その説明も省略する。
【００７４】
また、表示用液晶パネル１０は、カラー表示可能なパネルであっても良いし、モノクロ表示専用のパネルであっても良い。さらに、バックライト３０の構成にも何ら限定がなく、公知の任意のバックライトを用いることができるので、バックライト３０の詳細な構造の図示及び説明も省略する。
【００７５】
なお、上記制御シート下偏光板２３は、必ずしも必要ではなく、省略することが可能である。すなわち、視野角制御シート２０と表示用液晶パネル１０との間に少なくとも１つの偏光板が存在すればよいので、表示用液晶パネル１０の液晶パネル上偏光板１２を制御シート下偏光板２３のために共用することが可能である。この場合、液晶パネル上偏光板１２は、本発明の偏光板に相当する。
【００７６】
液晶表示装置１は、上記のような構成を有していることによって、黒表示部及び白表示部において上述したようなリタデーション値が得られ、図５（ａ）、（ｂ）に示すような透過率特性を有し、左右方向からの視認を確実に防止することができる。また、視野角制限機能を有する既存のルーバーフィルムを使用したときのようにモアレが発生しないため、視認可能な方向からは良好な画像を見ることができる。
【００７７】
本実施の形態では、本発明の表示装置の一例として、表示パネルの前面側（すなわち、観察者側）に視野角制御シートを配置した視野角制御シート付の表示装置を挙げて説明したが、本発明はこの構成に限定されるものではない。本発明の表示装置の他の例としては、表示パネルの背面側（すなわち、バックライト側）に視野角制御シートを配置した視野角制御シート付の表示装置、表示パネルの前面側及び背面側の両方に視野角制御シートを配置した視野角制御シート付の表示装置などが挙げられる。
【００７８】
このように、本発明の表示装置には、１枚の視野角制御シートを備えるもののみならず、複数の視野角制御シートを備えるものも含まれる。また、同じ視野角制御シート２枚を異なる向きで配置し、重ねて表示パネルの前面または背面に備えることによって、より多方向の遮蔽（例えば、左右方向だけでなく上下方向の遮蔽）も実現することができる。
【００７９】
従来のルーバーフィルムでは、２枚重ねて使用するとモアレの発生がよりひどくなり、表示画像の質を低下させてしまうという問題がある。つまり、ルーバーフィルム２枚を用いて、上下左右方向の遮蔽（４方向の遮蔽）を実現しようとする場合、ルーバー遮光板の長手方向の軸を上下方向と左右方向にそれぞれ配置する必要がある。しかし、表示パネルには、上下方向にソースライン、左右方向にゲートラインといった周期的パターンがそれぞれ存在し、また、ルーバーフィルムにはルーバー遮光板の周期的パターンが存在し、これらが干渉することにより、モアレがより顕著に発生してしまう。これに対して、本発明の視野角制御シートによれば、２枚以上を重ねて使用した場合にもモアレが発生せず、表示画像の質を損なうことはない。
【００８０】
また、上記の液晶表示装置１において、バックライト３０の代わりに、レンズシートなどを使用した指向性バックライトを用いることもできる。このような構成とすることによって、左右の遮蔽効果をより向上させることができる。
【００８１】
また、上記の液晶表示装置１において、λ／２板を、例えば、視野角制御シートの最も下の層に追加することもできる。これによって遮蔽方向を変更することができるため、所望とする方向の視野を制限することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明は、所定の方向からの視認を防止するために視野角を制限する視野角制御シートに適用できる。本発明の視野角制御シートを表示装置に用いれば、モアレの発生によって画像の質が低下することなく、プライバシー保護およびセキュリティ性向上を考慮した表示装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の実施の一形態にかかる視野角制御シートの構成を示す断面図である。
【図２】（ａ）は、位相差板の模式図を示し、（ｂ）は、視野角制御パネルの位相差板を構成するＮＥＺ板の屈折率楕円体を示し、（ｃ）は、視野角制御パネルの位相差板を構成するλ／４板の屈折率楕円体を示し、（ｄ）は、視野角制御パネルの位相差板を構成するポジＡの屈折率楕円体を示す。
【図３】（ａ）は、図１に示す視野角制御シートを構成する偏光板及び位相差板の軸角度を示す模式図であり、（ｂ）は、図１に示す視野角制御シートを構成する偏光板及び位相差板の面内位相差、厚み位相差、及び軸角度を示す表である。
【図４】図３（ａ）と同じ向きに配置された視野角制御シートに対する、視覚の定義を表すとともに、各視点について説明する模式図である。
【図５】（ａ）は、図１に示す視野角制御シートを液晶表示装置の表示パネルに貼り付けた場合の透過率分布を示すチャートである。（ｂ）は、図１に示す視野角制御シートを液晶表示装置の表示パネルに貼り付けた場合の水平方向（方位角θが０°及び１８０°の方向）の透過率を示すグラフである。
【図６】本発明の一実施の形態にかかる表示装置の構成を示す断面図である。
【図７】従来の視野角制御のためのルーバーフィルムを備えた液晶表示装置の構成を示す断面模式図である。
【図８】上記ルーバーフィルムの視野角制御原理を示すためのルーバーフィルムの断面図である。
【符号の説明】
【００８４】
１      液晶表示装置（表示装置）
１０      表示用液晶パネル（表示パネル）
１１      液晶セル
１２      液晶パネル上偏光板
１３      液晶パネル下偏光板
２０      視野角制御シート
２１      位相差板
２２      制御シート上偏光板（第１の偏光板）
２３      制御シート下偏光板（第２の偏光板）
２４      ポジティブＡプレート（位相差板）
２５ａ    λ／４板（位相差板）
２５ｂ    λ／４板（位相差板）
２６ａ    ＮＥＺ（位相差板・二軸位相差板）
２６ｂ    ＮＥＺ（位相差板・二軸位相差板）
２７ａ    ＴＡＣフィルム（位相差板・ＴＡＣ板）
２７ｂ    ＴＡＣフィルム（位相差板・ＴＡＣ板）
２７ｃ    ＴＡＣフィルム（位相差板・ＴＡＣ板）
２７ｄ    ＴＡＣフィルム（位相差板・ＴＡＣ板）
３０      バックライト
Ｘ２２      偏光透過軸
Ｘ２３      偏光透過軸
【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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