(57)【要約】      （修正有）【課題】狭視野角時に全方位遮蔽を実現することにより全方位遮蔽の狭視野角と広視野角とを切替えることができる視野角制御パネルを備える液晶表示装置を提供する。【解決手段】液晶表示装置１０は、バックライト３と表示用液晶パネル１と表示用液晶パネル１の視野角を広視野角モードと狭視野角モードとの間で切替える視野角制御パネル２とを備え、視野角制御パネル２は、制御パネル上偏光板２２、液晶セル２１、制御パネル下偏光板２３がこの順に重ねられて構成され、偏光板２２・２３と液晶セル２１との間には、位相差板２４・２５がそれぞれ設けられ、広視野角モードにおける白表示部でのＲｅ１がｎλ／２（ｎは１以上の整数）となり、狭視野角モードにおける白表示部でのＲｅ２がｎλ／２（ｎは１以上の整数）となり、狭視野角モードにおける黒表示部でのＲｅ３がｎλ（ｎは１以上の整数）となるように設定され、位相差板２４・２５を備えている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バックライトと、液晶表示パネルと、上記液晶表示パネルの視野角を、第１の視野角と、上記第１の視野角内にあり第１の視野角よりも狭い第２の視野角との間で切替える視野角制御パネルとを備えた液晶表示装置において、
上記視野角制御パネルは、第１の偏光板、液晶層、第２の偏光板がこの順に設けられているとともに、
上記第１の偏光板と上記液晶層との間、および、上記第２の偏光板と上記液晶層との間の少なくとも一方には、位相差板が少なくも１つ設けられており、
上記液晶表示パネルの視野角が上記第１の視野角であるとき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（ｎは１以上の整数）であり、
上記液晶表示パネルの視野角が上記第２の視野角であるときの白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）であり、
上記液晶表示パネルの視野角が上記第２の視野角であるときの黒表示部のリタデーション値Ｒｅ３がｎλ−λ／４＜Ｒｅ３＜ｎλ＋λ／４（ｎは１以上の整数）であることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
上記位相差板として、ディスコティック液晶がハイブリッド配向した光学補償フィルムを備えていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
上記位相差板として、互いに直交するｘ、ｙ、ｚ方向にｎｘ＝ｎｚ＞ｎｙの関係を持つ３つの主屈折率ｎｘ、ｎｙ、ｎｚを有する光学補償フィルムを備えていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
上記液晶層の液晶分子のプレチルト角をθとするとき、
０°＜θ≦４５°の関係を満たすことを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
上記液晶層の液晶分子のプレチルト角をθとするとき、
θ≒４０°の関係を満たすことを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
リタデーション値Ｒｅ１がｎλ／２（ｎは１以上の整数）であり、リタデーション値Ｒｅ２がｎλ／２（ｎは１以上の整数）であり、リタデーション値Ｒｅ３がｎλ（ｎは１以上の整数）であることを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
上記視野角制御パネルの表面の中央と視点とを結ぶ直線が、上記視野角制御パネルの表面の中央における法線となす角度を極角Φとし、Φ＝４５°を満足する任意の視点を第１の視点とし、第１の視点から上記視野角制御パネルの表面を含む平面へ下ろした垂線の足と上記視野角制御パネルの表面の中央とを結ぶ線からの回転角を方位角θとしたときに、
θ＝９０°及びΦ＝４５°の視点を第２の視点とし、θ＝１８０°及びΦ＝４５°の視点を第３の視点とし、θ＝２７０°及びΦ＝４５°の視点を第４の視点とし、Φ＝０°方向からの視点を第５の視点とすると、
上記第２の視野角のときに、上記第５の視点でのリタデーション値がｎλ／２−λ／４〜ｎλ／２＋λ／４（ｎは１以上の整数）となり、上記第１の視点、上記第２の視点、上記第３の視点、及び上記第４の視点でのリタデーション値がｎλ−λ／４〜ｎλ＋λ／４（ｎは１以上の整数）となることを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
上記位相差板は、上記第１の偏光板と上記液晶層との間、および、上記第２の偏光板と上記液晶層との間に、それぞれ設けられていることを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
上記第１の偏光板と上記液晶層との間、および、上記第２の偏光板と上記液晶層との間の少なくとも一方には、上記位相差板が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の屈折率は、互いに異なっていることを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
上記視野角制御パネルを構成する第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ことを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
上記バックライトは、上記液晶表示パネルの法線方向への指向性を持っていることを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項１２】
画像を表示する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、第１の視野角と、上記第１の視野角内にあり第１の視野角よりも狭い第２の視野角との間で切替える視野角制御パネルであって、
第１の偏光板、液晶層、第２の偏光板がこの順に設けられているとともに、
上記第１の偏光板と上記液晶層との間、および、上記第２の偏光板と上記液晶層との間の少なくとも一方には、位相差板が少なくも１つ設けられており、
上記表示装置の視野角が上記第１の視野角であるとき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（ｎは１以上の整数）であり、
上記表示装置の視野角が上記第２の視野角であるときの白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）であり、
上記表示装置の視野角が上記第２の視野角であるときの黒表示部のリタデーション値Ｒｅ３がｎλ−λ／４＜Ｒｅ３＜ｎλ＋λ／４（ｎは１以上の整数）であることを特徴とする視野角制御パネル。
【請求項１３】
上記位相差板として、ディスコティック液晶がハイブリッド配向した光学補償フィルムを備えていることを特徴とする請求項１２に記載の視野角制御パネル。
【請求項１４】
上記位相差板として、互いに直交するｘ、ｙ、ｚ方向にｎｘ＝ｎｚ＞ｎｙの関係を持つ３つの主屈折率ｎｘ、ｎｙ、ｎｚを有する光学補償フィルムを備えていることを特徴とする請求項１２に記載の視野角制御パネル。
【請求項１５】
上記液晶層の液晶分子のプレチルト角をθとするとき、
０°＜θ≦４５°の関係を満たすことを特徴とする請求項１２から１４までのいずれか１項に記載の視野角制御パネル。
【請求項１６】
上記液晶層の液晶分子のプレチルト角をθとするとき、
θ≒４０°の関係を満たすことを特徴とする請求項１２から１４までいずれか１項に記載の視野角制御パネル。
【請求項１７】
リタデーション値Ｒｅ１がｎλ／２（ｎは１以上の整数）であり、リタデーション値Ｒｅ２がｎλ／２（ｎは１以上の整数）であり、リタデーション値Ｒｅ３がｎλ（ｎは１以上の整数）であることを特徴とする請求項１２から１４までのいずれか１項に記載の視野角制御パネル。
【請求項１８】
上記視野角制御パネルの表面の中央と視点とを結ぶ直線が、上記視野角制御パネルの表面の中央における法線となす角度を極角Φとし、Φ＝４５°を満足する任意の視点を第１の視点とし、第１の視点から上記視野角制御パネルの表面を含む平面へ下ろした垂線の足と上記視野角制御パネルの表面の中央とを結ぶ線からの回転角を方位角θとしたときに、
θ＝９０°及びΦ＝４５°の視点を第２の視点とし、θ＝１８０°及びΦ＝４５°の視点を第３の視点とし、θ＝２７０°及びΦ＝４５°の視点を第４の視点とし、Φ＝０°方向からの視点を第５の視点とすると、
上記第２の視野角のときに、上記第５の視点でのリタデーション値がｎλ／２−λ／４〜ｎλ／２＋λ／４（ｎは１以上の整数）となり、上記第１の視点、上記第２の視点、上記第３の視点、及び上記第４の視点でのリタデーション値がｎλ−λ／４〜ｎλ＋λ／４（ｎは１以上の整数）となることを特徴とする請求項１２から１４までのいずれか１項に記載の視野角制御パネル。
【請求項１９】
上記位相差板は、上記第１の偏光板と上記液晶層との間、および、上記第２の偏光板と上記液晶層との間に、それぞれ設けられていることを特徴とする請求項１２から１４までのいずれか１項に記載の視野角制御パネル。
【請求項２０】
上記第１の偏光板と上記液晶層との間、および、上記第２の偏光板と上記液晶層との間の少なくとも一方には、上記位相差板が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の屈折率は、互いに異なっていることを特徴とする請求項１２から１４までのいずれか１項に記載の視野角制御パネル。
【請求項２１】
上記第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ことを特徴とする請求項１２から１４までのいずれか１項に記載の視野角制御パネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示パネルの視野角を広視野角と狭視野角との間で切替える視野角制御パネル、および、この視野角制御パネルを備えた液晶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。特に、最近広く普及している液晶表示装置は、液晶そのものが視角依存性を有することから、広視野角化に関して様々な技術開発が行われてきた。
【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。このように、近年、１台の表示装置の視野角を、使用状況に応じて広視野角と狭視野角との間で切替えたいという要求が高まっている。なお、この要求は、液晶表示装置に限らず、任意の表示装置に対して共通の課題である。
【０００４】
このような要求に対して、例えば、特許文献１では、画像を表示する表示装置に加えて位相差制御用装置を備え、位相差制御用装置に印加する電圧を制御することによって視野角特性を変化させようとする技術が提案されている。この特許文献１では、位相差制御用液晶表示装置で用いる液晶モードとして、カイラルネマティック液晶、ホモジニアス液晶、ランダム配向のネマティック液晶等が例示されている。
【０００５】
また、例えば、特許文献２及び特許文献３には、表示用液晶パネル上部に、視野角制御用液晶パネルを設け、これらのパネルを２枚の偏光板で挟持し、視野角制御用液晶パネルヘの印加電圧を調整することによって、視野角制御を行う構成も開示されている。この特許文献２では、視野角制御用液晶パネルの液晶モードはツイストネマティック方式である。
【０００６】
また、例えば、特許文献４には、バックライトとディスプレイ装置との間に、第１の視野角範囲を提供する第１の状態と、第１の視野角範囲よりも狭い第２の視野角範囲を提供する第２の状態とで切替え可能な液晶装置を有するディスプレイが開示されている。
【特許文献１】特開平１１−１７４４８９号公報（１９９９年７月２日公開）
【特許文献２】特開平１０−２６８２５１号公報（１９９８年１０月９日公開）
【特許文献３】特開２００５−３０９０２０号公報（２００５年１１月４日公開）
【特許文献４】特開２００５−３１６４７０号公報（２００５年１１月１０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】
【０００７】
しかしながら、上記従来の特許文献１では、位相差制御用液晶装置を用いることによって広視野角と狭視野角との切替えが可能であると述べられているが、その効果は十分とは言えない。例えば特許文献１には、図２５に示すように、コントラスト比が１０：１の等コントラスト曲線が示されており、狭視野角モードでは、確かに広視野角方向のコントラストが低下している。しかしながら、この程度の変化では、隣にいる人から表示が十分に視認されてしまう。この理由は、一般に、コントラスト比が２：１まで低下しても、十分に表示を視認できるからである。
【０００８】
また、特許文献２〜特許文献４の技術も、視野角制御用液晶パネルヘの印加電圧を変化させてコントラストを調整することによって、広視野角と狭視野角との切替えを行うものであるが、その効果は十分とは言えない。
【０００９】
すなわち、特許文献１〜特許文献４のいずれの技術も、広視野角方向のコントラストを低下させることによって、広視野角と狭視野角との切替えを行う手法を採用しているが、このような手法では、狭視野角時に広視野角方向の遮蔽が十分ではなく、他人から画像が見られてしまう可能性があるという問題がある。
【００１０】
さらに、従来、狭視野角時に全方位遮蔽するためには、少なくともフィルムが２枚必要であり、視野角切替え用液晶パネル１枚で全方位遮蔽モードを実現することができなかった。つまり、従来狭視野角時に全方位遮蔽するためには、視野角切替え用の液晶パネルが２枚必要であった。
【００１１】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、狭視野角時に全方位遮蔽を実現することにより、全方位遮蔽の狭視野角と広視野角とを切替えることができる視野角制御パネルおよびそれを備える液晶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】
【００１２】
本発明の液晶表示装置は、上記の課題を解決するために、バックライトと、液晶表示パネルと、上記液晶表示パネルの視野角を、第１の視野角と、上記第１の視野角内にあり第１の視野角よりも狭い第２の視野角との間で切替える視野角制御パネルとを備えた液晶表示装置において、上記視野角制御パネルは、第１の偏光板、液晶層、第２の偏光板がこの順に設けられているとともに、上記第１の偏光板と上記液晶層との間、および、上記第２の偏光板と上記液晶層との間の少なくとも一方には、位相差板が少なくも１つ設けられており、上記液晶表示パネルの視野角が上記第１の視野角であるとき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（ｎは１以上の整数）であり、上記液晶表示パネルの視野角が上記第２の視野角であるときの白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）であり、上記液晶表示パネルの視野角が上記第２の視野角であるときの黒表示部のリタデーション値Ｒｅ３がｎλ−λ／４＜Ｒｅ３＜ｎλ＋λ／４（ｎは１以上の整数）であり、上記位相差板として、互いに直交するｘ、ｙ、ｚ方向にｎｘ＝ｎｚ＞ｎｙの関係を持つ３つの主屈折率ｎｘ、ｎｙ、ｎｚを有する光学補償フィルムを備えていることを特徴とする。
【００１３】
上記の構成によれば、視野角のより狭い第２の視野角のときに、従来の視野角制御パネルと比較してより遮蔽領域の拡張された（すなわち、視認可能な視野角範囲がより狭くなった）液晶表示装置を提供することができる。
【００１４】
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、視野角制御パネルを通過した光の各成分間の位相のずれ（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。
【００１５】
また、本発明の液晶表示装置では、上記位相差板として、ディスコティック液晶がハイブリッド配向した光学補償フィルムを備えていることが好ましい。
【００１６】
位相差板として、ディスコティック液晶がハイブリッド配向した光学補償フィルムを備えている。ここで、位相差板は、各角度から見た時の、白／黒表示するためのリタデーション値になるように、リタデーション値を補償する役割を有している。
【００１７】
上記のような主屈折率を有する光学補償フィルムを備えることにより、液晶層の液晶分子が所定のプレチルト角で傾いていることにより生じるリタデーションを打ち消すことができ、液晶表示パネルにおける略法線方向以外の方向への視認を遮蔽することができる（つまり、全方位遮蔽を行うことができる）。
【００１８】
したがって、特定の方向（液晶表示パネルにおける略法線方向）以外の方向からは視認不可能であり、プライバシー保護、セキュリティ性向上の観点において優れた性能を有する液晶表示装置を提供することができる。
【００１９】
また、本発明の液晶表示装置では、上記位相差板として、互いに直交するｘ、ｙ、ｚ方向にｎｘ＝ｎｚ＞ｎｙの関係を持つ３つの主屈折率ｎｘ、ｎｙ、ｎｚを有する光学補償フィルムを備えていることが好ましい。
【００２０】
位相差板として、互いに直交するｘ、ｙ、ｚ方向にｎｘ＝ｎｚ＞ｎｙの関係を持つ３つの主屈折率ｎｘ、ｎｙ、ｎｚを有する光学補償フィルムを備えている。ここで、位相差板は、各角度から見た時の、白／黒表示するためのリタデーション値になるように、リタデーション値を補償する役割を有している。
【００２１】
上記のような主屈折率を有する光学補償フィルムを備えることにより、液晶層の液晶分子が所定のプレチルト角で傾いていることにより生じるリタデーションを打ち消すことができ、液晶表示パネルにおける略法線方向以外の方向への視認を遮蔽することができる（つまり、全方位遮蔽を行うことができる）。
【００２２】
したがって、特定の方向（液晶表示パネルにおける略法線方向）以外の方向からは視認不可能であり、プライバシー保護、セキュリティ性向上の観点において優れた性能を有する液晶表示装置を提供することができる。
【００２３】
また、本発明の液晶表示装置では、上記液晶層の液晶分子のプレチルト角をθとするとき、０°＜θ≦４５°の関係を満たすことが好ましい。
【００２４】
液晶層の液晶分子のプレチルト角θを、０°＜θ≦４５°とすることにより、全方位の遮蔽をより効果的に行うことができる。
【００２５】
また、本発明の液晶表示装置では、上記液晶層の液晶分子のプレチルト角をθとするとき、θ≒４０°の関係を満たすことが好ましい。
【００２６】
上記構成によれば、遮蔽輝度を下げ、正面輝度を上げるという機能をより一層高めることができる。
【００２７】
また、本発明の液晶表示装置では、リタデーション値Ｒｅ１がｎλ／２（ｎは１以上の整数）であり、リタデーション値Ｒｅ２がｎλ／２（ｎは１以上の整数）であり、リタデーション値Ｒｅ３がｎλ（ｎは１以上の整数）であることが好ましい。上記の構成によれば、第２の視野角において、視野角をさらに狭くすることができる。
【００２８】
また、本発明の液晶表示装置では、上記視野角制御パネルの表面の中央と視点とを結ぶ直線が、視野角制御パネルの表面の中央における法線となす角度を極角Φとし、Φ＝４５°を満足する任意の視点を第１の視点とし、第１の視点から上記視野角制御パネルの表面を含む平面へ下ろした垂線の足と上記視野角制御パネルの表面の中央とを結ぶ線からの回転角を方位角θとしたときに、θ＝９０°及びΦ＝４５°の視点を第２の視点とし、θ＝１８０°及びΦ＝４５°の視点を第３の視点とし、θ＝２７０°及びΦ＝４５°の視点を第４の視点とし、Φ＝０°方向からの視点を第５の視点とすると、上記第２の視野角のときに、上記第５の視点でのリタデーション値がｎλ／２−λ／４〜ｎλ／２＋λ／４（ｎは１以上の整数）となり、上記第１の視点、上記第２の視点、上記第３の視点、及び上記第４の視点でのリタデーション値がｎλ−λ／４〜ｎλ＋λ／４（ｎは１以上の整数）となることが好ましい。
【００２９】
上記の構成によれば、第２の視野角のときに、上記の５つの視点のうち第５の視点（Φ＝０°方向からの視点）のみ表示を視認することができ、他の４つの視点では表示を視認することができない。そのため、第１〜第４の視点付近からの視認を確実に防止することができる。つまり、より狭視野角の精度を高くすることができる。
【００３０】
本発明の液晶表示装置では、上記位相差板は、上記第１の偏光板と上記液晶層との間、および、上記第２の偏光板と上記液晶層との間に、それぞれ設けられていることが好ましい。
【００３１】
上記の構成によれば、第２の視野角のときに表示パネルの左右方向および下方向（図４に示す方位角θが９０°〜２７０°の範囲）を黒表示とすることができるため、これらの方向からの視認をより確実に防止することができる。
【００３２】
本発明の液晶表示装置では、上記第１の偏光板と上記液晶層との間、および、上記第２の偏光板と上記液晶層との間の少なくとも一方には、上記位相差板が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の屈折率は互いに異なっていることが好ましい。
【００３３】
上記の構成によれば、既存の位相差板を利用して、上述のようなリタデーション値を有する視野角制御パネルを容易に構成することができる。
【００３４】
また、本発明の液晶表示装置では、上記視野角制御パネルを構成する第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ことが好ましい。つまり、視野角制御パネルにおいて、液晶層を挟んで対向配置された２枚の偏光板の偏光透過軸が互いに直交するように配置されていることが好ましい。ここで、各偏光透過軸が互いに直交しているとは、各偏光透過軸が互いに略直交していることを含む意味で用いられる。なお、ここで各偏光透過軸が互いに略直交しているとは、各偏光透過軸のなす角の範囲が、８０°〜１００°であることをいう。
【００３５】
上記の構成によれば、第１の視野角と第２の視野角との間で視野角範囲に十分な差を有する視野角切替えを行うことができる。
【００３６】
また、本発明の液晶表示装置では、上記バックライトは、上記液晶表示パネルの法線方向への指向性を持っていることが好ましい。
【００３７】
本発明の視野角制御パネルは、上記の課題を解決するために、画像を表示する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、第１の視野角と、上記第１の視野角内にあり第１の視野角よりも狭い第２の視野角との間で切替える視野角制御パネルであって、第１の偏光板、液晶層、第２の偏光板がこの順に設けられているとともに、上記第１の偏光板と上記液晶層との間、および、上記第２の偏光板と上記液晶層との間の少なくとも一方には、位相差板が少なくも１つ設けられており、上記表示装置の視野角が上記第１の視野角であるとき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（ｎは１以上の整数）であり、上記表示装置の視野角が上記第２の視野角であるときの白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）であり、上記表示装置の視野角が上記第２の視野角であるときの黒表示部のリタデーション値Ｒｅ３がｎλ−λ／４＜Ｒｅ３＜ｎλ＋λ／４（ｎは１以上の整数）であることを特徴としている。
【００３８】
上記の構成によれば、視野角のより狭い第２の視野角のときに、従来の視野角制御パネルと比較してより遮蔽領域の拡張された（すなわち、視認可能な視野角範囲がより狭くなった）液晶表示装置を提供することができる。
【００３９】
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、視野角制御パネルを通過した光の各成分間の位相のずれ（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。
【００４０】
また、本発明の視野角制御パネルでは、上記位相差板として、ディスコティック液晶がハイブリッド配向した光学補償フィルムを備えていることが好ましい。
【００４１】
位相差板として、ディスコティック液晶がハイブリッド配向した光学補償フィルムを備えている。ここで、位相差板は、各角度から見た時の、白／黒表示するためのリタデーション値になるように、リタデーション値を補償する役割を有している。
【００４２】
上記のような主屈折率を有する光学補償フィルムを備えることにより、液晶層の液晶分子が所定のプレチルト角で傾いていることにより生じるリタデーションを打ち消すことができ、液晶表示パネルにおける略法線方向以外の方向への視認を遮蔽することができる（つまり、全方位遮蔽を行うことができる）。
【００４３】
したがって、特定の方向（液晶表示パネルにおける略法線方向）以外の方向からは視認不可能であり、プライバシー保護、セキュリティ性向上の観点において優れた性能を有する視野角制御パネルを提供することができる。
【００４４】
また、本発明の視野角制御パネルでは、上記位相差板として、互いに直交するｘ、ｙ、ｚ方向にｎｘ＝ｎｚ＞ｎｙの関係を持つ３つの主屈折率ｎｘ、ｎｙ、ｎｚを有する光学補償フィルムを備えていることが好ましい。
【００４５】
位相差板として、互いに直交するｘ、ｙ、ｚ方向にｎｘ＝ｎｚ＞ｎｙの関係を持つ３つの主屈折率ｎｘ、ｎｙ、ｎｚを有する光学補償フィルムを備えている。ここで、位相差板は、各角度から見た時の、白／黒表示するためのリタデーション値になるように、リタデーション値を補償する役割を有している。
【００４６】
上記のような主屈折率を有する光学補償フィルムを備えることにより、液晶層の液晶分子が所定のプレチルト角で傾いていることにより生じるリタデーションを打ち消すことができ、液晶表示パネルにおける略法線方向以外の方向への視認を遮蔽することができる（つまり、全方位遮蔽を行うことができる）。
【００４７】
したがって、特定の方向（液晶表示パネルにおける略法線方向）以外の方向からは視認不可能であり、プライバシー保護、セキュリティ性向上の観点において優れた性能を有する視野角制御パネルを提供することができる。
【００４８】
また、本発明の視野角制御パネルでは、上記液晶層の液晶分子のプレチルト角をθとするとき、０°＜θ≦４５°の関係を満たすことが好ましい。
【００４９】
液晶層の液晶分子のプレチルト角θを、０°＜θ≦４５°とすることにより、全方位の遮蔽をより効果的に行うことができる。
【００５０】
また、本発明の視野角制御パネルでは、上記液晶層の液晶分子のプレチルト角をθとするとき、θ≒４０°の関係を満たすことが好ましい。
【００５１】
上記構成によれば、遮蔽輝度を下げ、正面輝度を上げるという機能をより一層高めることができる。
【００５２】
また、本発明の視野角制御パネルでは、リタデーション値Ｒｅ１がｎλ／２（ｎは１以上の整数）であり、リタデーション値Ｒｅ２がｎλ／２（ｎは１以上の整数）であり、リタデーション値Ｒｅ３がｎλ（ｎは１以上の整数）であることが好ましい。上記の構成によれば、第２の視野角において、視野角をさらに狭くすることができる。
【００５３】
また、本発明の視野角制御パネルでは、上記視野角制御パネルの表面の中央と視点とを結ぶ直線が、視野角制御パネルの表面の中央における法線となす角度を極角Φとし、Φ＝４５°を満足する任意の視点を第１の視点とし、第１の視点から上記視野角制御パネルの表面を含む平面へ下ろした垂線の足と上記視野角制御パネルの表面の中央とを結ぶ線からの回転角を方位角θとしたときに、θ＝９０°及びΦ＝４５°の視点を第２の視点とし、θ＝１８０°及びΦ＝４５°の視点を第３の視点とし、θ＝２７０°及びΦ＝４５°の視点を第４の視点とし、Φ＝０°方向からの視点を第５の視点とすると、上記第２の視野角のときに、上記第５の視点でのリタデーション値がｎλ／２−λ／４〜ｎλ／２＋λ／４（ｎは１以上の整数）となり、上記第１の視点、上記第２の視点、上記第３の視点、及び上記第４の視点でのリタデーション値がｎλ−λ／４〜ｎλ＋λ／４（ｎは１以上の整数）となることが好ましい。
【００５４】
上記の構成によれば、第２の視野角のときに、上記の５つの視点のうち第５の視点という１つの視点でのみ表示を視認することができ、他の４つの視点では表示を視認することができない。そのため、第１〜第４の視点付近からの視認を確実に防止することができる。つまり、より狭視野角の精度を高くすることができる。
【００５５】
また、本発明の視野角制御パネルでは、上記位相差板は、上記第１の偏光板と上記液晶層との間、および、上記第２の偏光板と上記液晶層との間に、それぞれ設けられていることが好ましい。
【００５６】
上記の構成によれば、第２の視野角のときに表示パネルの左右方向および下方向（図４に示す方位角θが９０°〜２７０°の範囲）を黒表示とすることができるため、これらの方向からの視認をより確実に防止することができる。
【００５７】
また、本発明の視野角制御パネルでは、上記第１の偏光板と上記液晶層との間、および、上記第２の偏光板と上記液晶層との間の少なくとも一方には、上記位相差板が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の屈折率は、互いに異なっていることが好ましい。
【００５８】
上記の構成によれば、既存の位相差板を利用して、上述のようなリタデーション値を有する視野角制御パネルを容易に構成することができる。
【００５９】
また、本発明の視野角制御パネルでは、上記第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ことが好ましい。つまり、視野角制御パネルにおいて、液晶層を挟んで対向配置された２枚の偏光板の偏光透過軸が互いに直交するように配置されていることが好ましい。ここで、各偏光透過軸が互いに直交しているとは、各偏光透過軸が互いに略直交していることを含む意味で用いられる。なお、ここで各偏光透過軸が互いに略直交しているとは、各偏光透過軸のなす角の範囲が、８０°〜１００°であることをいう。
【００６０】
上記の構成によれば、第１の視野角と第２の視野角との間で視野角範囲に十分な差を有する視野角切替えを行うことができる。
【発明の効果】
【００６１】
本発明の液晶表示装置は、以上のように、上記視野角制御パネルは、第１の偏光板、液晶層、第２の偏光板がこの順に設けられているとともに、上記第１の偏光板と上記液晶層との間、および、上記第２の偏光板と上記液晶層との間の少なくとも一方には、位相差板が少なくも１つ設けられており、上記液晶表示パネルの視野角が上記第１の視野角であるとき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（ｎは１以上の整数）であり、上記液晶表示パネルの視野角が上記第２の視野角であるときの白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）であり、上記液晶表示パネルの視野角が上記第２の視野角であるときの黒表示部のリタデーション値Ｒｅ３がｎλ−λ／４＜Ｒｅ３＜ｎλ＋λ／４（ｎは１以上の整数）である。
【００６２】
また、本発明の視野角制御パネルは、以上のように、第１の偏光板、液晶層、第２の偏光板がこの順に設けられているとともに、上記第１の偏光板と上記液晶層との間、および、上記第２の偏光板と上記液晶層との間の少なくとも一方には、位相差板が少なくも１つ設けられており、上記表示装置の視野角が上記第１の視野角であるとき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（ｎは１以上の整数）であり、上記表示装置の視野角が上記第２の視野角であるときの白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）であり、上記表示装置の視野角が上記第２の視野角であるときの黒表示部のリタデーション値Ｒｅ３がｎλ−λ／４＜Ｒｅ３＜ｎλ＋λ／４（ｎは１以上の整数）である。
【００６３】
従って、狭視野角時に全方位遮蔽を実現することにより、全方位遮蔽の狭視野角と広視野角とを切替えることができる視野角制御パネルおよびそれを備える液晶表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６４】
本発明の一実施形態について図面を用いて説明する。
【００６５】
〔液晶表示装置の概略説明〕
図２は、本発明の一実施の形態の液晶表示装置１０の概略構成を示す断面図である。
【００６６】
図２に示すように、液晶表示装置１０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１（特許請求の範囲に記載の「液晶表示パネル」）と、液晶セル２１を備えた視野角制御パネル２と、の２枚の液晶パネルを備えている。表示用液晶パネル１は、透過型であり、光源としてバックライト３が用いられる。
【００６７】
視野角制御パネル２は、同図に示すように、バックライト３と表示用液晶パネル１との間に設けられている。
【００６８】
液晶表示装置１０は、視野角制御パネル２における液晶をスイッチング動作させることにより、表示用液晶パネル１の画像が視認できる視野角が広い状態である広視野角（特許請求の範囲に記載の「第１の視野角」）と、表示用液晶パネル１の画像が視認できる視野角が狭い状態である狭視野角（特許請求の範囲に記載の「第２の視野角」）との２つのモードの表示状態を切替えることができる。狭視野角は、他人に表示用液晶パネル１の画像を見られたくない場合に特に好適に用いられ、広視野角は、それ以外の通常の使用時や、表示用液晶パネル１の画像を複数人で同時に見たい場合等に好適に用いられる。
【００６９】
表示用液晶パネル１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１の駆動モードも任意である。すなわち、表示用液晶パネル１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、表示用液晶パネル１の詳細な構造を図示せず、その説明も省略する。
【００７０】
また、表示用液晶パネル１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。
【００７１】
〔視野角制御パネルの構成及び動作〕
視野角制御パネル２は、図３（ａ）（ｂ）に示すように、一対の後述する透光性基板２１ａ・２１ｂの間に液晶層（特許請求の範囲に記載の「液晶層」）２１ｅ（図１参照）を挟持した液晶セル２１と、この液晶セル２１を挟み込んで配置された２枚の位相差板（上位相差板２４・下位相差板２５）と、上位相差板２４の上部、すなわち液晶セル２１の表示用液晶パネル１側に設けられた制御パネル上偏光板２２（特許請求の範囲に記載の「第１の偏光板」）と、下位相差板２５の下部、すなわち液晶セル２１のバックライト３側に設けられた制御パネル下偏光板２３（特許請求の範囲に記載の「第２の偏光板」）とを備えている。
【００７２】
また、この視野角制御パネル２の液晶セル２１の液晶層２１ｅは、ＥＣＢ（電界効果複屈折；Electrically controlled Birefringence）型である。このＥＣＢ型の液晶配向モードには、ホモジニアス、ホメオトロピック、ハイブリッド、ベンド、およびスプレイがある。
【００７３】
視野角制御パネル２は、制御パネル下偏光板２３、液晶層２１ｅ、制御パネル上偏光板２２がこの順に設けられているとともに、制御パネル下偏光板２３と液晶層２１ｅとの間に下位相差板２５が設けられており、液晶層２１ｅと制御パネル上偏光板２２との間に上位相差板２４が設けられている（図１参照）。
【００７４】
制御パネル上偏光板２２は、表面に例えばＡＧ処理等の拡散処理が施されている。また、制御パネル下偏光板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。なお、上記制御パネル上偏光板２２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、視野角制御パネル２と表示用液晶パネル１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１の液晶パネル下偏光板１３を制御パネル上偏光板２２のために共用することが可能である。この場合、液晶パネル下偏光板１３は、本発明の偏光板に相当する。
【００７５】
次に、図３（ａ）（ｂ）に基づいて、視野角制御パネル２の構成及び動作について説明する。なお、説明の便宜上、ここでは、参考例として視野角制御パネル２に位相差板が設けられていない構成について説明し、その後本実施の形態にかかる視野角制御パネルに設けられた位相差板のより詳細な構造の説明について説明する。
【００７６】
図３（ａ）（ｂ）は、主として視野角制御パネル２の構成を示す模式図であり、（ａ）は狭視野角時における液晶分子の配列状態を示し、（ｂ）は広視野角時における液晶分子の配列状態を示す。
【００７７】
図３（ａ）（ｂ）に示すように、視野角制御パネル２の液晶セル２１は、一対の透光性基板２１ａ・２１ｂを備えている。透光性基板２１ａ・２１ｂのそれぞれの表面には、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide：インジウムすず酸化物）を用いて透明電極２１ｃ・２１ｇが形成されている（図１参照）。なお、表示用液晶パネル１は、例えば画素単位又はセグメント単位等の表示単位で液晶を駆動することが必要であるので、表示単位に応じた電極構造を有している。しかし、視野角制御パネル２は、電極構造に関しては制限がない。例えば、表示面全体で一様なスイッチングを行うために透光性基板２１ａ・２１ｂの全面に一様な透明電極２１ｃ・２１ｇが形成された構成としても良いし、他の任意の電極構造を取り得る。
【００７８】
透明電極２１ｃ・２１ｇの上層には、液晶分子２１ｃを配向させる配向膜２１ｄ・２１ｆが形成されている（図１参照）。配向膜２１ｄ・２１ｆには、公知の手法により、ラビング処理がなされている。図３（ａ）（ｂ）において、透光性基板２１ａ・２１ｂのそれぞれにおけるラビング方向を、矢印Ｒａ・Ｒｂにより示した。図３（ａ）（ｂ）に示すように、透光性基板２１ａの配向膜２１ｄに対するラビング方向Ｒａは、透光性基板２１ｂの配向膜２１ｆに対するラビング方向Ｒｂに平行かつ逆向きである。このラビング方向Ｒａ、Ｒｂが液晶層遅層軸（ｎｘ軸）の方向となる。
【００７９】
すなわち、液晶セル２１は、アンチパラレル型セルである。
【００８０】
本実施の形態では、液晶セル２１に注入される液晶は、ホモジニアス配向した液晶である。したがって、液晶セル２１の液晶分子２１ｃは、電圧の無印加時には、透光性基板２１ａ・２１ｂの基板面に対して分子長軸が平行となるように配列する。液晶セル２１の液晶層のリタデーション値ｄ・△ｎ（ｄはセルの厚さ、△ｎは複屈折率）は、例えば、３５０ｎｍ〜４５０ｎｍである。
【００８１】
また、透光性基板２１ａ・２１ｂのそれぞれに設けられた図示しない電極間に電圧を印加すると、液晶分子２１ｃは、基板面に対して平行な状態から、図３（ａ）に示すような透光性基板２１ａ・２１ｂの法線に垂直かつ透光性基板２１ａの配向膜に対するラビング方向Ｒａ・Ｒｂに平行な面内で、印加電圧の大きさに応じて徐々に向きを変える。そして、印加電圧が所定値となると、液晶分子２１ｃは、図３（ｂ）に示すように、透光性基板２１ａ・２１ｂの基板面に対して分子長軸がほぼ垂直な状態で配列する。すなわち、図３（ａ）は、印加電圧ＶＬ（例えば２．５Ｖ〜３．５Ｖ程度の電圧）によって、液晶分子２１ｃの分子長軸が、透光性基板２１ａ・２１ｂの法線に対してやや傾いた状態を示す。また、図３（ｂ）は、印加電圧ＶＨ（例えば５．０Ｖ以上の電圧）によって、液晶分子２１ｃの分子長軸が、透光性基板２１ａ・２１ｂの基板面に略垂直になった状態を示す。
【００８２】
図３（ａ）に示すように、視野角制御パネル２において液晶セル２１の下方に設けられた制御パネル下偏光板２３と液晶セル２１の上方に設けられた制御パネル上偏光板２２とは、それぞれの偏光透過軸Ｘ２３及び偏光透過軸Ｘ２２が、互いに略直交するように配置されている。
【００８３】
このように、偏光透過軸Ｘ２３及び偏光透過軸Ｘ２２が互いに略直交するように配置されていれば（つまり、偏光透過軸Ｘ２２と偏光透過軸Ｘ２３とのなす角が、８０°〜１００°の範囲であれば）、視野角切替えの十分な効果が得られる。制御パネル上偏光板２２の偏光透過軸Ｘ２２は、透光性基板２１ａの配向膜に対するラビング方向Ｒに対して、４０°〜５０°（好ましくは４５°）の傾きを持つ。
【００８４】
〔視野角を切替える原理について〕
ここで、上述の図３（ａ）（ｂ）に加えて、図４及び図５を参照し、上述の構成の視野角制御パネル２を用いて、視野角を広視野角と狭視野角との間で切替える原理について説明する。すなわち、視野角制御パネル２は、液晶セル２１に対する印加電圧を切替えることにより、視野角を広視野角と狭視野角との間で切替える。なお、以下の説明において、視野角制御パネル２に対する、ある視点からの視角を、制御パネル上偏光板２２の中央を基準とした方位角θ及び極角Φによって表す。図４は、図３（ａ）（ｂ）と同じ向きに配置された視野角制御パネル２に対する、３つの視点Ｐ１〜Ｐ３からの視角を表したものである。
【００８５】
図４に示すように、方位角θとは、視点から制御パネル上偏光板２２の表面を含む平面へ下ろした垂線の足と、制御パネル上偏光板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の方向の方位角を０°として、制御パネル上偏光板２２の法線方向上側から見た場合に時計回りに増加するものとする。図４では、視点Ｐ２の方位角θ２は９０°、視点Ｐ３の方位角θ３は１８０°である。極角Φは、制御パネル上偏光板２２の中央２２ｃと視点とを結ぶ直線が、制御パネル上偏光板２２の法線となす角度である。
【００８６】
ここで、図５（ａ）〜（ｃ）を参照しながら、液晶セル２１に対する印加電圧ＶＬによって、図３（ａ）に示すように、液晶分子２１ｃの分子長軸が透光性基板２１ａ・２１ｂの法線に対して微少角だけ傾いている場合の、図４に示す視点Ｐ１〜Ｐ３のそれぞれの視角から観察される表示状態について説明する。
【００８７】
まず、図４に示す視点Ｐ１からの視角（方位角θ１＝０°）に対しては、図５（ａ）に示すように、液晶分子２１ｃの短軸側が視角方向に対向する状態となる。これにより、視点Ｐ１からの視角に対しては、バックライト３から出射され、制御パネル下偏光板２３を透過して液晶セル２１内に入射した直線偏光は、液晶分子２１ｃによって複屈折が与えられず、制御パネル上偏光板２２で遮蔽される。したがって、視点Ｐ１からの視角（方位角θ１＝０°）に対しては、黒表示となる。なお、液晶セル２１に対する印加電圧ＶＬが上述のとおり２．５Ｖ〜３．５Ｖ程度である場合、図６に示すように、方位角θ１＝０°については、極角Φについてはおよそ３０°≦Φ＜９０°の範囲で、他人からの覗き見を防止するに十分な遮光状態が得られる。なお、図６において、Ｌ１〜Ｌ８は、輝度が、５０ｃｄ／ｍ２、１００ｃｄ／ｍ２、１５０ｃｄ／ｍ２、２００ｃｄ／ｍ２、２５０ｃｄ／ｍ２、３００ｃｄ／ｍ２、３５０ｃｄ／ｍ２、及び４００ｃｄ／ｍ２の視角の分布を示す等位線である。
【００８８】
また、図４に示す視点Ｐ２からの視角（方位角θ２＝９０°）に対しては、図５（ｂ）に示すように、液晶分子２１ｃの分子長軸が、制御パネル上偏光板２２の偏光透過軸Ｘ２２及び制御パネル下偏光板２３のそれぞれに対して若干傾いた状態となる。これにより、視点Ｐ２からの視角に対しては、バックライト３から出射され、制御パネル下偏光板２３を透過して液晶セル２１内に入射した直線偏光は、液晶分子２１ｃによってごくわずかな複屈折が生じるが、制御パネル上偏光板２２で遮蔽される。したがって、視点Ｐ２からの視角（方位角θ２＝９０°）に対しても、黒表示となる。また、視点Ｐ２と対向する位置、すなわち方位角θが２７０°の場合も視点Ｐ２からの観察時と同様の原理により、黒表示となる。なお、液晶セル２１に対する印加電圧ＶＬが上述のとおり２．５Ｖ〜３．５Ｖ程度である場合、方位角θ＝９０°及び方位角θ＝２７０°については、図６に示すように、極角Φについて約３０°≦Φ＜９０°の範囲で、他人からの覗き見を防止するに十分な遮光状態が得られる。
【００８９】
また、図４に示す視点Ｐ３からの視角（方位角θ３＝１８０°）に対しては、図５（ｃ）に示すように、液晶分子２１ｃの分子長軸が、制御パネル上偏光板２２の偏光透過軸Ｘ２２及び制御パネル下偏光板２３の偏光透過軸Ｘ２３のそれぞれに対して約４５°傾き、かつ、液晶分子２１ｃの長軸側が視角方向に対向する状態となる。これにより、視点Ｐ３からの視角に対しては、バックライト３から出射され、かつ制御パネル下偏光板２３を透過して液晶セル２１内に入射した直線偏光は、液晶分子２１ｃによって複屈折が与えられ、制御パネル上偏光板２２の偏光透過軸Ｘ２２に一致するよう偏光方向が回転され、制御パネル上偏光板２２を透過する。したがって、視点Ｐ３からの視角に対しては、良好な表示が得られる。なお、印加電圧ＶＬが上述のとおり２．５Ｖ〜３．５Ｖ程度である場合は、方位角θ３＝１８０°については、図６に示すように、極角Φについておよそ０°≦Φ＜９０°の範囲で、良好な表示が得られる。
【００９０】
以上のとおり、視野角制御パネル２の液晶セル２１に、液晶分子２１ｃの分子長軸を基板法線に対して微少角だけ傾ける印加電圧ＶＬを印加した場合、方位角θ＝１８０°前後の狭い視角範囲についてのみ良好な表示が得られ、その他の方位角については、液晶セル２１内の偏光光が液晶パネル下偏光板１３で遮光され、黒表示となる。したがって、視野角制御パネル２の液晶セル２１に印加電圧ＶＬを印加することによって、広視野角方向に対しては、バックライト３からの出射光を遮蔽できる。すなわち、広視野角方向からは表示用液晶パネル１の表示画像を視認できなくなり、液晶表示装置１０を狭視野角とすることができる。
【００９１】
一方、視野角制御パネル２の液晶セル２１に、図３（ｂ）に示すように、液晶分子２１ｃの分子長軸を基板に略垂直に傾ける印加電圧ＶＨを印加した場合は、図４に示す視点Ｐ１〜Ｐ３のいずれの視角に対しても、図７に示すように、全方位角θに対して良好な表示が得られるような十分な複屈折が生じることにより、液晶表示装置１０を広視野角とすることができる。なお、図７において、Ｌ１〜Ｌ８は、輝度が、１３０ｃｄ／ｍ２、２４０ｃｄ／ｍ２、３５０ｃｄ／ｍ２、４６０ｃｄ／ｍ２、５７０ｃｄ／ｍ２、６８０ｃｄ／ｍ２、７９０ｃｄ／ｍ２、及び９００ｃｄ／ｍ２の各視角の分布を示す等位線である。
【００９２】
本実施の形態の液晶表示装置１０では、視野角制御パネル２の液晶セル２１に印加する電圧を、印加電圧ＶＨ又は印加電圧ＶＬの少なくとも二段階で切替えることにより、液晶表示装置１０の表示状態を広視野角と狭視野角との間で切替えることが可能となる。
【００９３】
ところで、プライバシー保護およびセキュリティ性向上の観点から、近年、上述した図３（ａ）（ｂ）に示すような位相差板を設けない視野角制御パネルにおける狭視野角モードにおいて得られる輝度分布では、狭視野角特性は不十分であり、より狭視野角モードにおける遮蔽領域を拡張したいとの要望が高まってきている。
【００９４】
そこで、本実施の形態にかかる視野角制御パネル２は、図２に示すように、２枚の位相差板（上位相差板２４及び下位相差板２５）が、液晶セル２１と偏光板（上偏光板２２または下偏光板２３）との間にそれぞれ設けられている。なお、本発明は、必ずしもこのような構成に限定はされず、制御パネル上偏光板２２と液晶セル２１との間及び制御パネル下偏光板２３と液晶セル２１との間の少なくとも一方に位相差板が設けられていればよい。
【００９５】
〔位相差板について〕
ここで、視野角制御パネルの偏光板と液晶層との間に位相差板を設けることによって得られる光学的な効果について、図８を用いて説明する。図８は、位相差板が１枚設けられている視野角制御パネル２’の構成を示す模式図である。
【００９６】
図８に示すように、視野角制御パネル２’は、液晶セル２１の透光性基板２１ａと制御パネル上偏光板２２との間に位相差板２４ａをさらに備えている。液晶セル２１に電圧ＶＬを印加することによって狭視野角とした場合、図４に示す方位角１８０°付近以外の視角（例えば方位角０°付近、９０°付近、２７０°付近）から見た場合、バックライト３から出射し制御パネル下偏光板２３を透過した後の直線偏光は、液晶分子２１ｃの屈折率（ｎｅ，ｎｏ）により、液晶セル２１の液晶層において複屈折が生じて楕円偏光となる。これにより、制御パネル上偏光板２２を透過する成分が生じ、光漏れの原因となる。位相差板２４ａは、その楕円偏光を光学補償するために設けられるものである。つまり、狭視野角時において、液晶セル２１の液晶層において生じる楕円偏光を相殺するような楕円偏光を生じる位相差板を、位相差板２４ａとして使用する。なお、図８に示すように、位相差板２４ａの３次元屈折率軸ＮＸ、ＮＹ、ＮＺを定義する。すなわち、ＮＸは、制御パネル上偏光板２２の偏光透過軸Ｘ２２に垂直な成分、ＮＹは、制御パネル上偏光板２２の偏光透過軸Ｘ２２に平行な成分、ＮＺは、制御パネル上偏光板２２の法線に平行な成分である。
【００９７】
図９（ａ）は、液晶セル２１の液晶分子２１ｃの屈折率楕円体であり、ｎｅ＞ｎｏである。図９（ｂ）は、位相差板２４ａの屈折率楕円体であり、ＮＸ＞ＮＺ＞ＮＹである。また、図９（ｃ）は、比較例として示すものであり、液晶表示装置の広視野角化のために従来用いられている位相差板（ネガティブＡプレートフィルム）の屈折率楕円体であり、ＮＸ＝ＮＺ＞ＮＹである。
【００９８】
図１０（ａ）は、図４に示す視点Ｐ２（方位角θ＝９０°）付近から見た場合の、制御パネル上偏光板２２・制御パネル下偏光板２３の偏光透過軸Ｘ２２，Ｘ２３と、液晶分子２１ｃの屈折率楕円体Ｆ２１と、位相差板２４ａの屈折率楕円体Ｆ４との関係を示す模式図である。図１０（ａ）に、液晶分子２１ｃの屈折率楕円体Ｆ２１のｎｅ、ｎｏを、制御パネル上偏光板２２の偏光透過軸Ｘ２２に平行な成分ｎＸ２２と、制御パネル下偏光板２３の偏光透過軸Ｘ２３に平行な成分ｎＸ２３とに分解して示す。また、位相差板２４ａの屈折率楕円体Ｆ４のＮＸ、ＮＹを、制御パネル上偏光板２２の偏光透過軸Ｘ２２に平行な成分ＮＸ２２と、制御パネル下偏光板２３の偏光透過軸Ｘ２３に平行な成分ＮＸ２３とに分解して示す。図１０（ａ）からわかるように、ｎＸ２２とＮＸ２２とは大きさがほぼ等しく、ｎＸ２３とＮＸ２３とは大きさがほぼ等しい。従って、図４に示す視点Ｐ２（方位角θ＝９０°）付近の視角に対して、液晶セル２１の液晶層で生じる位相差が位相差板２４ａによって相殺され、光漏れを防止することができる。なお、方位角θ＝２７０°付近の視角から見た場合も、上記と同じ原理により、光漏れが防止される。
【００９９】
また、図１０（ｂ）は、図４に示す視点Ｐ１（方位角θ＝０°）付近から見た場合の、制御パネル上偏光板２２・制御パネル下偏光板２３の偏光透過軸Ｘ２２，Ｘ２３と、液晶分子２１ｃの屈折率楕円体Ｆ２１と、位相差板２４ａの屈折率楕円体Ｆ４との関係を示す模式図である。図１０（ｂ）に示すように、方位角θ＝０°付近の視角から見た場合は、位相差がほとんど発生しないので、光漏れは生じない。
【０１００】
以上のような作用によって、偏光板と液晶層との間に位相差板を設けることによって、狭視野角モードにおける狭視野角特性を向上させることができる。
【０１０１】
〔リタデーション値について〕
さらに、本発明の視野角制御パネル２においては、第１の視野角となる広視野角モードにおける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、第２の視野角となる狭視野角モードにおける白表示部での視野角制御パネル通過光のリタデーション値Ｒｅ２がｎλ／２−λ／４＜Ｒｅ２＜ｎλ／２＋λ／４なり、狭視野角モードにおける黒表示部での視野角制御パネル通過光のリタデーション値Ｒｅ３がｎλ−λ／４＜Ｒｅ３＜ｎλ＋λ／４となる。なお、上記ｎは全て１以上の整数（ｎ＝１，２，３，・・・）であり、Ｒｅ１、Ｒｅ２、Ｒｅ３における各ｎは同一であっても異なっていてもよい。
【０１０２】
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２４・２５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、ここで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、ここで視野角制御パネル通過光とは、視野角制御パネルを通過する光のうち特に波長３８０〜７８０μｍのもの（可視光領域）を意味する。
【０１０３】
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、Ｒｅ３は、それぞれｎλ／２−λ／８＜Ｒｅ１＜ｎλ／２＋λ／８、ｎλ／２−λ／８＜Ｒｅ２＜ｎλ／２＋λ／８、ｎλ−λ／８＜Ｒｅ３＜ｎλ＋λ／８に設定されることが好ましく、Ｒｅ１がλ／２の整数倍に、Ｒｅ２がλ／２の整数倍に、Ｒｅ３がλの整数倍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／２、Ｒｅ３＝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、Ｒｅ３における各ｎは同一であっても異なっていてもよい。
【０１０４】
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パネルを構成することができる。
【０１０５】
〔本発明の特徴部分について〕
次に本発明の最重要部分について説明する。本発明の目的は、位相差板にさらに工夫を加え、狭視野角時に全方位遮蔽を実現することである。この目的を実現するための構成について以下、詳細に説明する。
【０１０６】
本実施の形態では、特に、位相差板（上位相差板２４及び下位相差板２５）として、以下に示す関係の主屈折率を有する、ＧＲＰフィルム、または、ＮｅｗＧＲＰフィルムを用いている。ここで、ＧＲＰフィルムおよびＮｅｗＧＲＰフィルムは、ディスコディック液晶がハイブリッド配向したフィルムと言い換えることができる。ディスコティック液晶分子は、円盤状の形状をしており、ｎｘ＝ｎｚ＞ｎｙの屈折率を持っている。
【０１０７】
〔第１の位相差板について〕
図１は、図２に示す液晶表示装置１０に設けられた視野角制御パネル２のより詳細な構成を示す図である。
【０１０８】
本実施の形態における視野角制御パネル２は、図１に示すように、制御パネル下偏光板２３、下位相差板２５、液晶セル２１、上位相差板２４、及び制御パネル上偏光板２２をこの順に積層した構成を有している。
【０１０９】
さらに、図１に示すように、上位相差板２４及び下位相差板２５として、ネガティブＣプレート３３ａ・３３ｂ、ＮＥＷ ＧＲＰ Ｆｉｌｍ（ＮＥＷ ＧＲＰ フィルム；特許請求の範囲に記載の「光学補償フィルム」）３２ａ・３２ｂ、およびλ／４板３１ａ・３１ｂを備え、液晶セル２１に隣接する側から、ネガティブＣプレート３３ａ・３３ｂ、ＮＥＷ ＧＲＰ Ｆｉｌｍ３２ａ・３２ｂ、λ／４板３１ａ・３１ｂがこの順にそれぞれ配置された構造を有している。これらそれぞれの位相差板の屈折率は、互いに異なっている。
【０１１０】
なお、液晶セル２１は、図１に示すように、制御パネル下偏光板２３側から順に、透光性基板２１ａ、ＩＴＯを用いた透明電極２１ｃ、水平配向用の配向膜２１ｄ、液晶層２１ｅ、水平配向用の配向膜２１ｆ、ＩＴＯを用いた透明電極２１ｇ、ガラス基板２１ｂが配されて構成されている。
【０１１１】
ここで、位相差板２４・２５を構成する各位相差板について説明する。各位相差板の特性を説明するにあたり、各位相差板は、図１１（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。
【０１１２】
図１１（ｂ）は、ＮＥＷ ＧＲＰ Ｆｉｌｍ３２ａ・３２ｂの屈折率楕円体を示し、図１１（ｃ）は、λ／４板３１ａ・３１ｂの屈折率楕円体を示し、図１１（ｄ）は、ネガティブＣプレート３３ａ・３３ｂの屈折率楕円体を示す。
【０１１３】
ＮＥＷ ＧＲＰ Ｆｉｌｍ３２ａ・３２ｂは、ｎｘ＝ｎｚ＞ｎｙの関係を有している。λ／４板３１ａ・３１ｂ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。ネガティブＣプレート３３ａ・３３ｂ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。
【０１１４】
また、本実施の形態に使用可能な位相差板として他には、ＴＡＣフィルム、ポジティブＡプレートなどを挙げることができる。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。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。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。
【０１１５】
本実施の形態において、位相差板を構成するために使用される位相差板は、複数枚組み合わせて上述したようなリタデーション値Ｒｅ１、Ｒｅ２、Ｒｅ３が得られ、少なくとも１つのｎｘ＝ｎｚ＞ｎｙの関係を有する光学補償フィルム（例えば、Ｎｅｗ ＧＲＰ ＦｉｌｍまたはＧＲＰ Ｆｉｌｍ）を備えたものであれば、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適宜組み合わせて使用することが可能である。さらに付言すれば、ｎｘ＝ｎｚ＞ｎｙの関係を有する光学補償フィルムとして、ＴＡＣフィルムやネガティブＣプレートを用いてもよい。
【０１１６】
図１２は、図１に示す視野角制御パネル２の軸構成について示す図である。
【０１１７】
同図に示すように、上偏光板吸収軸と下偏光板吸収軸とは、互いに略直交する。また、液晶層遅層軸（ｎｘ軸）の方向（つまり、アンチパラレルラビング方向）と上偏光板吸収軸および下偏光板吸収軸とはそれぞれ略４５°の角度をなしている。
【０１１８】
さらに、上位相差板２４及び下位相差板２５に設けられたＮｅｗ ＧＲＰ Ｆｉｌｍ３２ａ・３２ｂは、そのｘ軸が方位角９０°となる位置に配置される。つまり、上位相差板２４及び下位相差板２５に設けられたＮｅｗ ＧＲＰ Ｆｉｌｍ３２ａ・３２ｂは、そのｘ軸が液晶層遅層軸と直交する方向に配置される。
【０１１９】
また、上位相差板２４及び下位相差板２５に設けられたλ／４板３１ａ・３１ｂは、そのｘ軸が方位角９０°となる位置に配置される。つまり、上位相差板２４及び下位相差板２５に設けられたλ／４板３１ａ・３１ｂは、そのｎｘ軸が液晶層遅層軸と直交する方向に配置される。なお、ここでいう軸方向は、上位相差板２４および下位相差板２５の両方に共通して言えることである。また、ネガティブＣプレート３３ａ・３３ｂは、ｎｘ＝ｎｙの関係を有するので、軸角度は任意に設定することができる。
【０１２０】
続いて、図１に示す構成を有する視野角制御パネル２を備えた液晶表示装置１０において、狭視野角モードのときに各視点で検出される波長のリタデーション値（Ｒｅ値）について説明する。
【０１２１】
まず、視野角制御パネル２に対する、各視点Ｐ１〜Ｐ５について図１３を用いて説明する。図１３に示すように、方位角θとは、視点から制御パネル上偏光板２２の表面を含む平面へ下ろした垂線の足と、制御パネル上偏光板２２の中央２２ｃとを結ぶ線の回転角である。図１３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、制御パネル上偏光板２２の法線方向上側から見た場合に時計回りに増加するものとする。図１３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、制御パネル上偏光板２２の中央２２ｃと視点とを結ぶ直線が、制御パネル上偏光板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、制御パネル上偏光板２２の法線方向上側からの視点である。
【０１２２】
図１４（ａ）は、図１に示す視野角制御パネル２が備えられた液晶表示装置１０の狭視野角時の透過率分布を示す図である。なお、図１４（ａ）において、Ｔ１〜Ｔ８は、透過率が、０．０４、０．０８、０．１２、０．１６、０．１９、０．２３、０．２７、及び０．３０の視覚の分布を示す等位線である。また、図１４（ａ）では、図１３に示す方位角と一致する角度を示している。
【０１２３】
視点Ｐ５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）となる。この場合、視点Ｐ５は、図１４（ａ）にも示されるように、表示を視認できる「白表示部」となる。また、視点Ｐ１〜Ｐ４においては、Ｒｅ値がλに近い値（すなわち、λ−λ／４〜λ＋λ／４）となる。この場合、視点Ｐ１〜Ｐ４は、図１４（ａ）にも示されるように、表示を視認できない「黒表示部」となる。
【０１２４】
これにより、Ｐ５を除く４方向へ対して遮蔽でき、全方位遮蔽が可能となる。
【０１２５】
図１５（ａ）のグラフ（Ａ）は、図１に示す視野角制御パネル２を用いた場合にある方位角（例えば９０°）で見た時の狭視野角時の左右方向における透過率特性（透過率−極角の関係）を示しており、図１５（ｂ）のグラフ（Ｂ）は、図１に示す視野角制御パネル２を用いた場合にある方位角（例えば０°）で見た時の狭視野角時の上下方向における透過率特性（透過率−極角の関係）を示している。
【０１２６】
それぞれの透過率特性は、縦軸が透過率を示しており、横軸は極角を示している。
【０１２７】
これらの透過率特性から分かるように、極角が０°付近では、透過率が高く、極角が０°から離れるにつれて、透過率が低くなっている。
【０１２８】
さらに、図１５（ｃ）のグラフ（Ｃ）は、上記の図１５（ａ）のグラフ（Ａ）における縦軸を０〜０．３５から０〜０．０２５に変更したものであり、よりミクロに透過率−極角との関係を示すものである。図１５（ｄ）のグラフ（Ｄ）は、上記の図１５（ｂ）のグラフ（Ｂ）における縦軸を０〜０．３５から０〜０．０２５に変更したものであり、よりミクロに透過率−極角との関係を示すものである。なお、方位角は、図１５（ａ）、および図１５（ｃ）において同じであり、図１５（ｂ）および図１５（ｄ）において同じである。
【０１２９】
図１５（ｃ）のグラフ（Ｃ）および図１５（ｄ）のグラフ（Ｄ）から、極角がある程度大きくなれば、透過率が０．０２５より小さくなる（つまり遮蔽されること）ことが分かる。
【０１３０】
一方、広視野角モードの場合、例えば５．００Ｖの電圧を印加することによって液晶分子が略垂直に配列しており、液晶セル２１においてリタデーションはほとんど発生しない。したがって、図１に示す構成を有する視野角制御パネル２は、広視野角モードの場合、上位相差板２４及び下位相差板２５のみで、視野角制御パネル２を通過した光が視野全体においてＲｅ値がλ／２に近くなるように設定されている。
【０１３１】
図１４（ｂ）は、図１に示す視野角制御パネルが備えられた液晶表示装置の広視野角時の輝度分布を示す図である。なお、図１４（ｂ）において、Ｔ１〜Ｔ８は、透過率が、０．０４、０．０８、０．１２、０．１６、０．１９、０．２３、０．２７、及び０．３０の視覚の分布を示す等位線である。また、図１４（ａ）では、図１３に示す方位角と一致する角度を示している。
【０１３２】
図１４（ｂ）に示すように、視野全体（すなわち、視点Ｐ１〜Ｐ５の全て）において適度な輝度を有し、各視点において表示を視認可能であることがわかる。
【０１３３】
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、液晶層、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。
【０１３４】
なお、液晶層は、その厚さ（セルギャップ）ｄが６．５μｍであり、液晶の種類は、ＭＳ９９１０３２（ＵＳ０１９；メルク（株）製）（複屈折率Δｎが０．０６１５）であり、プレチルト角４．５°のホモジニアス配向である。また、この場合の印加電圧は、狭視野角モードの場合２．９５Ｖであり、広視野角モードの場合５．００Ｖである。
【０１３５】
図１６（ａ）のグラフ（Ｉ）は、ある方位角（例えば９０°）で見た時の広視野角時の左右方向における透過率特性（透過率−極角の関係）を示しており、図１６（ｂ）のグラフ（Ｊ）は、ある方位角（例えば０°）で見た時の広視野角時の上下方向における透過率特性（透過率−極角の関係）を示している。
【０１３６】
これらのグラフ（Ｉ）、（Ｊ）から、極角が０から大きくなるにつれて徐々に小さくなるが、視野全体に渡って適度な透過率を有し、視野全体において視認可能であることが分かる。
【０１３７】
つまり、以上のように、位相差板として、互いに直交するｘ、ｙ、ｚ方向にｎｘ＝ｎｚ＞ｎｙの関係を持つ３つの主屈折率ｎｘ、ｎｙ、ｎｚを有する、光学補償フィルムを設けることにより、液晶層２１ｄの液晶分子が所定のプレチルト角で傾いていることにより生じるリタデーションを打ち消すことができ、液晶表示パネルにおける略法線方向以外の方向への視認を遮蔽することができる（つまり、全方位遮蔽を行うことができる）。
【０１３８】
〔第２の位相差板について〕
本実施の形態の位相差板（上位相差板２４及び下位相差板２５）は、上記の第１の位相差板に限られず、次のような第２の位相差板でもよい。なお、第２の位相差板を用いた場合、第１の位相差板を用いた場合よりも狭視野角時の視認領域が狭くなる。
【０１３９】
図１７は、図１とは異なる構成の視野角制御パネル２のより詳細な構成を示す断面図である。
【０１４０】
図１７に示す視野角制御パネル２では、位相差板の構成及び液晶層の構成以外は、図１に示すものと同一であるため、位相差板及び液晶層以外の構成の説明は省略する。
【０１４１】
液晶層は、図１に示すものと、プレチルト角及びセルギャップが異なる。図１７における液晶層のプレチルト角は４０°であり、セルギャップｄが８．０μｍである。図１７に示す液晶層に関するその他の点については、図１と同じである。
【０１４２】
ここで、プレチルト角を４０°にしている点は重要である。このようなプレチルト角の設定は、例えば、特許第３５２３３７６号に記載されているように、一方の配向膜を液晶層に予め混合しておいた高分子前駆体を重合することに形成し、凹凸を持つものとすることにより行うことができる。
【０１４３】
また、液晶層のプレチルト角を４０°にすることにより、図１のように液晶層のプレチルト角を４．５°に設定した場合よりも、ベールビュー機能を更に高める（遮蔽輝度を下げ、正面輝度を上げる）ことができる。
【０１４４】
各位相差板（上位相差板２４及び下位相差板２５）は、図１７に示すように、上位相差板２４及び下位相差板２５として、ＧＲＰ Ｆｉｌｍ（ＧＲＰ フィルム；光学補償フィルム）３６ａ・３６ｂ、ネガティブＣプレート３５ａ・３５ｂ、λ／４板３４ａ・３４ｂを備え、液晶セル２１（液晶層）に隣接する側から、ＧＲＰ Ｆｉｌｍ３６ａ・３６ｂ、ネガティブＣプレート３５ａ・３５ｂ、λ／４板３４ａ・３４ｂがこの順にそれぞれ配置された構造を有している。
【０１４５】
このＧＲＰ Ｆｉｌｍ３６ａ・３６ｂの屈折率楕円体は、上記した図１１（ｂ）に示すＮＥＷ ＧＲＰ Ｆｉｌｍ３２ａ・３２ｂの屈折率楕円体と同じである。
【０１４６】
ここで、ＧＲＰ Ｆｉｌｍ３６ａ・３６ｂとＮｅｗ ＧＲＰ Ｆｉｌｍ３２ａ・３２ｂとは、ディスコティック液晶の傾斜角度が異なる。つまり、両者におけるハイブリッド配向状態での傾き具合が異なる。
【０１４７】
図１８は、図１７に示す視野角制御パネルの軸構成について示す図である。
【０１４８】
制御パネル上偏光板２２に配置された上偏光板吸収軸と下偏光板吸収軸とが互いに略直交する点については、既に述べた通りである。
【０１４９】
また、液晶層遅層軸（ｎｘ軸）の方向（つまり、アンチパラレルラビング方向）と上偏光板吸収軸とは、４２°の角度をなしており、液晶層遅層軸（ｎｘ軸）の方向と下偏光板吸収軸とは、４８°の角度をなしている。
【０１５０】
なお、位相差板の構成を変え（より正確には、プレチルト角に合わせて位相差板の構成を変え）、軸をずらすことにより、各視点からのリタデーション値を変えることができる。
【０１５１】
さらに、上位相差板２４及び下位相差板２５のＧＲＰ Ｆｉｌｍ３６ａ・３６ｂは、そのｘ軸が方位角９０°となる位置に配置される。つまり、上位相差板２４及び下位相差板２５のＧＲＰ Ｆｉｌｍ３６ａ・３６ｂは、そのｘ軸が液晶層遅層軸と直交する方向に配置される。
【０１５２】
また、上位相差板２４及び下位相差板２５のλ／４板３４ａ・３４ｂは、そのｘ軸が方位角９０°となる位置に配置される。つまり、上位相差板２４及び下位相差板２５のλ／４板３４ａ・３４ｂは、そのｘ軸が液晶層遅層軸と直交する方向に配置される。
【０１５３】
図１９（ａ）には、図１７に示す視野角制御パネルが備えられた液晶表示装置の狭視野角時の透過率分布を示す。なお、図１９（ａ）において、Ｔ１〜Ｔ８は、透過率が、０．０４、０．０８、０．１２、０．１６、０．１９、０．２３、０．２７、及び０．３０の視覚の分布を示す等位線である。また、図１９（ａ）では、図１３に示す方位角と一致する角度を示している。
【０１５４】
視点Ｐ５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）となる。この場合、視点Ｐ５は、図１９（ａ）にも示されるように、表示を視認できる「白表示部」となる。また、視点Ｐ１〜Ｐ４においては、Ｒｅ値がλに近い値（すなわち、λ−λ／４〜λ＋λ／４）となる。この場合、視点Ｐ１〜Ｐ４は、図１４（ａ）にも示されるように、表示を視認できない「黒表示部」となる。
【０１５５】
これにより、Ｐ５を除く４方向へ対して遮蔽でき、全方位遮蔽が可能となる。
【０１５６】
図１５（ａ）のグラフ（Ｅ）は、図１７に示す視野角制御パネル２を用いた場合にある方位角（例えば９０°）で見た時の狭視野角時の左右方向における透過率特性（透過率−極角の関係）を示しており、図１５（ｂ）のグラフ（Ｆ）は、図１７に示す視野角制御パネル２を用いた場合にある方位角（例えば０°）で見た時の狭視野角時の上下方向における透過率特性（透過率−極角の関係）を示している。
【０１５７】
それぞれの透過率特性は、縦軸が透過率を示しており、横軸は極角を示している。
【０１５８】
これらの透過率特性から分かるように、極角が０°付近では、透過率が高く、極角が０°から離れるにつれて、透過率が低くなっている。
【０１５９】
さらに、図１５（ｃ）のグラフ（Ｇ）は、上記の図１５（ａ）のグラフ（Ｅ）における縦軸を０〜０．３５から０〜０．０２５に変更したものであり、よりミクロに透過率−極角との関係を示すものである。図１５（ｄ）のグラフ（Ｈ）は、上記の図１５（ｂ）のグラフ（Ｆ）における縦軸を０〜０．３５から０〜０．０２５に変更したものであり、よりミクロに透過率−極角との関係を示すものである。なお、方位角は、図１５（ａ）と図１５（ｃ）で同じとし、図１５（ｂ）と図１５（ｄ）で同じとする。
【０１６０】
図１５（ｃ）のグラフ（Ｇ）および図１５（ｄ）のグラフ（Ｈ）から、極角がある程度大きくなれば、透過率が０．０２５より小さくなる（つまり遮蔽されること）ことが分かる。
【０１６１】
一方、広視野角モードの場合、５．００Ｖの電圧を印加することによって液晶分子が略垂直に配列しており、液晶セル２１においてリタデーションはほとんど発生しない。したがって、図１７に示す構成を有する視野角制御パネル２は、広視野角モードの場合、上位相差板２４及び下位相差板２５のみで、視野角制御パネル２を通過した光が視野全体においてＲｅ値がλ／２に近くなるように設定されている。
【０１６２】
図１９（ｂ）には、図１７に示す視野角制御パネルが備えられた液晶表示装置の広視野角時の輝度分布を示す。なお、図１９（ｂ）において、Ｔ１〜Ｔ８は、透過率が、０．０４、０．０８、０．１２、０．１６、０．１９、０．２３、０．２７、及び０．３０の視覚の分布を示す等位線である。また、図１９（ａ）では、図１３に示す方位角と一致する角度を示している。
図１４（ｂ）に示すように、視野全体（すなわち、視点Ｐ１〜Ｐ５の全て）において適度な輝度を有し、各視点において表示を視認可能であることがわかる。
【０１６３】
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、液晶層、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。
【０１６４】
図１６（ａ）のグラフ（Ｋ）は、ある方位角（例えば９０°）で見た時の広視野角時の左右方向における透過率特性（透過率−極角の関係）を示しており、図１６（ｂ）のグラフ（Ｌ）は、ある方位角（例えば０°）で見た時の広視野角時の上下方向における透過率特性（透過率−極角の関係）を示している。
【０１６５】
これらのグラフ（Ｋ）、（Ｌ）から、極角が０から大きくなるにつれて徐々に小さくなるが、視野全体に渡って適度な透過率を有し、視野全体において視認可能であることが分かる。
【０１６６】
なお、位相差板（上位相差板２４及び下位相差板２５）の構成は、上記の第１の位相差板、または第２の位相差板に限らず、図２０に示すものでもよい。
【０１６７】
つまり、図２０に示すように、この位相差板（上位相差板２４及び下位相差板２５）は、液晶セル２１側から、ＴＡＣ Ｆｉｌｍ３９ａ・３９ｂ、Ｎｅｗ ＧＲＰ Ｆｉｌｍ３８ａ・３８ｂ、λ／４板３７ａ・３７ｂをこの順に備えている。
【０１６８】
さらに、図２０に示す視野角制御パネルの軸構成は、図２１に示すように、図１２に示す軸構成にさらに下ＴＡＣ Ｆｉｌｍ３９ｂのｘ軸（又はｙ軸）と下偏光板吸収軸とを平行となっており、かつ、上ＴＡＣ Ｆｉｌｍ３９ａのｘ軸（又はｙ軸）とを平行となっている。ここで、ＴＡＣ Ｆｉｌｍ３９ａ・３９ｂとは、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。
【０１６９】
図２２は、狭視野角時の（印加電圧は、一例として２．９Ｖ時の）透過率分布を示す図であり、図２３は、広視野角時の（印加電圧は、一例として５．０Ｖ時の）透過率分布を示す図である。なお、図２２及び図２３では、図１３に示す方位角と一致する角度を示している。
【０１７０】
また、本実施の形態のバックライト３は、液晶表示パネル１（視野角制御パネル２）の法線方向への指向性を持っていることが好ましい。これにより、全方位遮蔽の機能をより一層高めることができる。
【０１７１】
また、上記の各構成例は何れも、液晶層２１と２枚の偏光板（制御パネル上偏光板２２及び制御パネル下偏光板２３）との間に位相差板（上位相差板２４及び下位相差板２５）がそれぞれ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ず、いずれか一方の位相差板のみの構成でもよい。しかしながら、狭視野角モードのときに、図図１３に示す視点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４において十分な遮蔽効果が得られるような状態図を実現するためには、２枚の位相差板が液晶層と２つの偏光板との間にそれぞれ設けられていることが好ましい。
【０１７２】
なお、上述の液晶表示装置１０は、図１に示すように、表示用液晶パネル１の下側に視野角制御パネル２が設けられたものからなっているが、本発明は必ずしもこれに限定されず、表示用液晶パネル１と視野角制御パネル２との積層順序を逆にしてもよい。すなわち、例えば、図２４に示すように、バックライト３の上に表示用液晶パネル１を積層し、さらにその上に視野角制御パネル２を積層した液晶表示装置１０ａのような構成とすることも可能である。また、この場合、表示用液晶パネル１は、半透過型液晶パネルであっても良い。
【産業上の利用可能性】
【０１７３】
本発明は、バックライトと、表示パネルと、上記表示パネルの視野角を制御する視野角制御パネルとを備えた液晶表示装置に適用できる。本発明の液晶表示装置を用いれば、狭視野角時の遮蔽効果を増大することができるため、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に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１７４】
【図１】本発明における視野角制御パネルの構成を示す断面図である。
【図２】本発明における液晶表示装置の実施の一形態を示すものであり、視野角制御パネルを備えた液晶表示装置の構成を示す断面図である。
【図３】（ａ）は上記視野角制御パネルの狭視野角時における液晶分子の配列状態を示す斜視図であり、（ｂ）は上記視野角制御パネルの広視野角時における液晶分子の配列状態を示す斜視図である。
【図４】図３（ａ）（ｂ）と同じ向きに配置された視野角制御パネルに対する、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。
【図５】（ａ）（ｂ）（ｃ）は、視角に応じた液晶分子と偏光板の偏光透過軸との位置関係を示す図である。
【図６】視野角制御パネルに位相差板が設けられていない場合の、液晶表示装置の狭視野角時の輝度分布を示すチャートである。
【図７】視野角制御パネルに位相差板が設けられていない場合の、液晶表示装置の広視野角時の輝度分布を示すチャートである。
【図８】視野角制御パネルが１枚の位相差板を有する場合の構成を示す模式図である。
【図９】（ａ）は、図８に示す視野角制御パネルの液晶分子の屈折率楕円体を示し、（ｂ）は、図８に示す視野角制御パネルに設けられた位相差板の屈折率楕円体を示し、（ｃ）は、比較例として、液晶表示装置の広視野角化のために従来用いられている位相差板の屈折率楕円体を示す模式図である。
【図１０】図８に示す視野角制御パネルにおいて、偏光透過軸と、液晶分子の屈折率楕円体と、位相差板の屈折率楕円体との関係を示す模式図であり、（ａ）は方位角９０°付近からの視角、（ｂ）は方位角０°付近からの視角である。
【図１１】（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ネガＣ板の屈折率楕円体を示す。
【図１２】図１に示す視野角制御パネルの軸構成を示す図である。
【図１３】図２（ａ）（ｂ）と同じ向きに配置された視野角制御パネルに対する、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。
【図１４】（ａ）は、図１に示す視野角制御パネルが備えられた液晶表示装置の狭視野角時の透過率分布を示す図であり、（ｂ）は、図１に示す視野角制御パネルが備えられた液晶表示装置の広視野角時の輝度分布を示す図である。
【図１５】（ａ）〜（ｄ）は、本実施の形態を示すものであり、（ａ）は、図１に示す視野角制御パネル及び図１７に示す視野角制御パネルを用いた場合にある方位角で見た時の狭視野角時の左右方向における透過率特性を示しており、（ｂ）は、図１に示す視野角制御パネル及び図１７に示す視野角制御パネルを用いた場合にある方位角で見た時の狭視野角時の上下方向における透過率特性を示しており、（ｃ）は、（ａ）よりもよりミクロに透過率特性を示すものであり、（ｄ）は、（ｂ）よりもよりミクロに透過率特性を示すものである。
【図１６】（ａ）（ｂ）は、本実施の形態を示すものであり、（ａ）は、図１に示す視野角制御パネル及び図１７に示す視野角制御パネルを用いた場合にある方位角で見た時の広視野角時の左右方向における透過率特性を示しており、（ｂ）は、図１に示す視野角制御パネル及び図１７に示す視野角制御パネルを用いた場合にある方位角で見た時の広視野角時の上下方向における透過率特性を示している。
【図１７】本実施の形態の視野角制御パネルを示すものであり、図１とは異なる構成の視野角制御パネル２の詳細な構成を示す断面図である。
【図１８】図１７に示す視野角制御パネルの軸構成について示す図である。
【図１９】（ａ）は、図１７に示す視野角制御パネルが備えられた液晶表示装置の狭視野角時の透過率分布を示す図であり、（ｂ）は、図１７に示す視野角制御パネルが備えられた液晶表示装置の広視野角時の輝度分布を示す図である。
【図２０】本実施の形態の視野角制御パネルを示すものであり、図１及び図１７とは異なる構成の視野角制御パネル２の詳細な構成を示す断面図である。
【図２１】図２０に示す視野角制御パネルの軸構成について示す図である。
【図２２】図２０に示す視野角制御パネルの狭視野角時の（印加電圧は、一例として２．９Ｖ時の）透過率分布を示す図である。
【図２３】図２０に示す視野角制御パネルの広視野角時の（印加電圧は、一例として５．０Ｖ時の）透過率分布を示す図である。
【図２４】図２に示す液晶表示装置の変形例を示すものであり、視野角制御パネルの上側に表示用液晶パネルを備えた液晶表示装置の構成を示す断面図である。
【図２５】従来の視野角制御パネルを備えた液晶表示装置の視野角分布を示すチャートである。
【符号の説明】
【０１７５】
１      表示用液晶パネル（液晶表示パネル）
２      視野角制御パネル
２ａ    視野角制御パネル
２ｂ    視野角制御パネル
２ｃ    視野角制御パネル
３      バックライト
１０      液晶表示装置
１０ａ    液晶表示装置
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
２１ｅ    液晶層
２２      制御パネル上偏光板（第１の偏光板）
２３      制御パネル下偏光板（第２の偏光板）
２４      上位相差板（位相差板）
２５      下位相差板（位相差板）
３１ａ    λ／４板（位相差板）
３１ｂ    λ／４板（位相差板）
３２ａ    ＮＥＷ ＧＲＰ Ｆｉｌｍ（位相差板；光学補償フィルム）
３２ｂ    ＮＥＷ ＧＲＰ Ｆｉｌｍ（位相差板；光学補償フィルム）
３３ａ    ネガティブＣプレート（位相差板）
３３ｂ    ネガティブＣプレート（位相差板）
３４ａ    λ／４板（位相差板）
３４ｂ    λ／４板（位相差板）
３５ａ    ネガティブＣプレート（位相差板）
３５ｂ    ネガティブＣプレート（位相差板）
３６ａ    ＧＲＰ Ｆｉｌｍ（位相差板；光学補償フィルム）
３６ｂ    ＧＲＰ Ｆｉｌｍ（位相差板；光学補償フィルム）
３７ａ    λ／４板（位相差板）
３７ｂ    λ／４板（位相差板）
３８ａ    ＮＥＷ ＧＲＰ Ｆｉｌｍ（位相差板；光学補償フィルム）
３８ｂ    ＮＥＷ ＧＲＰ Ｆｉｌｍ（位相差板；光学補償フィルム）
３９ａ    ＴＡＣ Ｆｉｌｍ（位相差板）
３９ｂ    ＴＡＣ Ｆｉｌｍ（位相差板）
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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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